の研究グループ東京科学大学（TUS）は、188無料の開発により、最適化の問題を解決する上で重要なブレークスルーを行いました。
最適化の問題は、日常生活で一般的であり、ネットワークルーティング、ロジスティクス、機械学習、材料科学など、いくつかの分野に生まれます。
これらの問題は非常に複雑で標準的なコンピューターを使用して解決するのが困難であるため、研究者は他の方法に目を向ける必要がありました。チームは、アニーリングと呼ばれるプロセスを使用しました。これは、最適化の問題をモデル化するために使用できます。
「スピン」の動作を模倣する
研究者は、「スピン」として知られる原子の磁気配向を模倣するアニーリングプロセッサの作成を試みました。スピンは高温でランダムに向きを変えますが、温度が低下すると、スピンは最小188無料状態に到達するために並んでいます。
チームは、512の完全に接続されたスピンで構成される、最初に完全に結合された大規模な188無料を提示しました。これらのシステムは、考慮する必要があるスピン間の接続の数が膨大であるため、実装して高級なものであることで有名です。
複数の完全に接続されたチップを並行して使用することは、スケーラビリティの問題に対する潜在的な解決策でしたが、これはチップの間に多くのワイヤを実装する必要があることを意味します。
スケーラビリティの問題に対する新しいソリューション
に関連する問題を克服するスケーラビリティ、188無料のエネルギー状態の計算が複数の完全に結合されたチップに沿って分割される新しい方法を開発します。このプロセスは「配列計算機」を形成し、コントロールチップは残りのチップの結果を収集し、総エネルギーを計算します。
研究を主導した川頭高子教授は次のように説明しました。「私たちのアプローチの利点は、チップ間に送信されるデータの量が非常に少ないことです。その原則は単純ですが、この方法により、シミュレートされたアニーリングを通じて組み合わせ最適化の問題を解決するためのスケーラブルで完全に接続されたLSIシステムを実現できます。」
研究者は、市販のFPGAチップを使用して、188無料を開発することができました。広く使用されている半導体デバイスであるこれらのチップにより、チームは384スピンでプロセッサを構築できました。
マシンは、92ノードグラフの着色問題や384ノードの最大カット問題など、提案された最適化問題を解決するために成功裏に使用されています。これらの提案された実験は、提案されたデバイスに真のパフォーマンスの利点があることを示しました。
同じアニーリングシステムを持つ他の188無料と比較して、FPGAシステムは最大カット問題を解くと584倍速く、エネルギー効率が46倍高かった。
FGPA188無料のデモンストレーションが成功したため、チームはデバイスをさらに開発したいと考えています。川原は次のようにコメントしています。「カスタム設計のLSIチップを作成して、容量を増やし、方法のパフォーマンスと電力効率を大幅に向上させたいと考えています。
チームは、実際の問題を解決するために結果の実装を促進する予定です。彼らは他の企業と関わり、半導体設計技術の中核にアプローチをもたらしたいと思っています。
