汎用CPUの1800倍!近似アルゴリズム特化の「CMOSアニーリング」

この記事をtweetする このエントリーをはてなブックマークに追加

流行りモノから新技術まで! 5分でわかる最新キーワード解説

汎用CPUの1800倍!近似アルゴリズム特化の「CMOSアニーリング」

2015/04/01


 日々進歩するIT技術は、ともすると取り残されてしまいそうな勢いで進化の速度を高めています。そこでキーマンズネット編集部がお届けするのが「5分でわかる最新キーワード解説」。このコーナーを読めば、最新IT事情がスラスラ読み解けるようになることうけあい。忙しいアナタもサラっと読めてタメになる、そんなコーナーを目指します。今回のテーマは、組合せ最適化問題を従来の1800倍のエネルギー効率で計算可能な、室温で動作する新型半導体コンピュータ。利用されているのが「CMOSアニーリング」という技術です。「世界初の商用量子コンピュータ」と言われ話題を振りまいた「D-Wave」と同様に組合せ最適化問題の計算を、一般的なCMOS製造プロセスで作れるチップで実現します!

CMOSアニーリング

※「CMOSアニーリング/汎用CPUの1800倍!近似アルゴリズム特化の「CMOSアニーリング」」の記事を一部ご紹介します。会員登録を行い、 ログインすると、「CMOSアニーリング/汎用CPUの1800倍!近似アルゴリズム特化の「CMOSアニーリング」」の記事全文がお読みいただけます。

会員登録はこちら(無料)



1

「CMOSアニーリング」って何?

 物流など社会インフラの各領域で求められる「組合せ最適化問題」をスピーディに解決(近似解の導出)する、半導体を用いた新しい手法。今年2月に日立製作所がこの手法を採用したCMOS半導体回路を試作し、2万0480のパラメータ(組合せパターンとしては約1兆の500乗通り)の中から最適に近い実用的に用いることの可能なパターン(近似解)をわずか数ミリ秒で求められることを実証した。処理に要する電力は0.05Wで、これは汎用コンピュータによる従来手法に比べ約1800倍のエネルギー効率だ。

組合せ最適化問題を迅速に解く「量子アニーリング」手法を用いる超電導素子を使用したコンピュータ(D-Wave社が開発、製品化した商用量子コンピュータ/「関連するキーワード」の項参照)で必須な極低温までの冷却が不要で、一度に処理可能なパラメータ数が40倍(量子コンピュータは現在512、今回の試作機では20480)という特長がある。しかも一般的なLSIのほとんどが採用するCMOS構造をとるため、製造プロセスのさらなる微細化やチップの超並列化が容易で、圧倒的に大規模な組合せ最適化問題に対応できると期待される。

図1 試作CMOSアニーリング専用LSIチップ
図1 試作CMOSアニーリング専用LSIチップ
資料提供:日立製作所
1-1

いったい何に役立つの?

 従来型のコンピュータでは「どこまで計算すれば最適解が見つかるのかわからない」ような組合せ最適化問題の解決は難しい。有名な組合せ最適化問題に「巡回セールスマン問題」がある。これは複数都市を1回ずつ訪問して最初の出発地に戻るための最短経路を求めるという問題だ。巡回する都市が5〜6都市程度ならそう大変でもないが、30都市となるとどうだろう。巡回経路の数は(30-1)!/2になるので、約4.42×(10の30乗)という途方もない数になる。このような組合せ最適化問題では決定するパラメータがn個あれば、図2に示すように計算は2のn乗回繰り返すことになる。仮にnを100としても、1.27×(10の30乗)回の計算が必要だ。このような「組合せ爆発」が起きると、すべての組合せを計算していては、現在のスーパーコンピュータでも年単位の時間がかかってしまう。

図2 従来型の計算手法では計算量が爆発的に増加する
図2 従来型の計算手法では計算量が爆発的に増加する
制御パラメータ数(n)が増大すると計算量が爆発的に増加
資料提供:日立製作所

 そこで、正攻法で最適解を求めるのではなく、何らかの「裏ワザ」を使って、本当に最適解とは限らないが、実用に供するのに十分な解を現実的な時間内で求める必要がある。現実的な問題になぞらえるなら、トラックの一番低コストな荷物集配経路を探すのに、何時間もかけてはいられない。集配地点が決まった時点で、正解ではなくてもいいからそれに近い経路(近似解)を示して欲しい。このような需要は、例えば、交通システムで渋滞解消をするために最適な交通量や移動コストの見極めや、電力システムが電力を安定供給するために必要な蓄電量の想定など、大規模なパラメータでの計算が必要な、多くの社会インフラ課題に共通するものだ。

…この記事の続きは、会員限定です。  会員登録はこちら(無料)

続きを読むには…
会員登録いただくと自動的にこの記事に戻り、続きが読めます。

会員登録(無料)・ログイン

キーマンズポイントで今応募できるプレゼントはこちら!(2016/12/31まで)

ITキャパチャージに解答いただくとポイントがたまります。
たまったポイント数に応じて、以下、A〜E賞の各賞品に応募することができます。

●B賞:抽選で1名様
 象印マホービン 圧力IH炊飯ジャー「極め炊き NP-YB10」 
●A賞:抽選で1名様
 HUAWEI Windows 10 Pro搭載 2in1デバイス「HUAWEI MateBook M3」 
●C賞:抽選で1名様
 iRobot 床拭きロボット「ブラーバ ジェット240」 
●D賞:抽選で1名様
 プリンセス 大皿みたいな白いホットプレート「Table Grill Pure」 
●E賞:抽選で2名様
 ASUS 毎日の健康をスマートに記録「VivoWatch」 

このページの先頭へ
関連キーワード

CMOSアニーリング/汎用CPUの1800倍!近似アルゴリズム特化の「CMOSアニーリング」」関連の情報を、チョイスしてお届けします

※キーマンズネット内の「CMOSアニーリング」関連情報をランダムに表示しています。

「その他サーバー関連」関連の製品

物理サーバの導入に関するアンケート 【ユニアデックス】 監視・ログ管理サーバ GAZERシリーズ 【インフィニコ】
その他サーバー関連 その他サーバー関連
抽選で5名様に5000円分商品券★「物理サーバ」関連のアンケート 記憶装置にフラッシュメモリを使用しディスクレス、ファンレスのスピンドルレス設計で安心の監視・ログ管理サーバ。故障機器を自動認識する「FaultLocator機能」搭載。

「その他サーバー関連」関連の特集


電界制御では1THzの動作が限界と考えられている中で、光の制御で「ペタヘルツ高周波」の世界への扉が開…



光で超伝導状態のON/OFFができる世界初の「光駆動型超伝導トランジスタ」。外部電源不要の超伝導技術…



サーバーを取り巻く温度が10℃上昇するごとに寿命は半減するといわれています。今回はそれを防ぐサーバー…


「サーバー」関連 製品レポート一覧

このページの先頭へ

CMOSアニーリング/ 汎用CPUの1800倍!近似アルゴリズム特化の「CMOSアニーリング」」の記事を一部ご紹介しました。
会員登録を行い、ログインすると、「CMOSアニーリング/ 汎用CPUの1800倍!近似アルゴリズム特化の「CMOSアニーリング」」の記事の続きがお読みいただけます。


Myリストへ 印刷用ページへ

この記事をtweetする このエントリーをはてなブックマークに追加


この記事に掲載している情報は、掲載日時点のものです。変更となる場合がございますのでご了承下さい。


ページ: 1 | 2 | 3


30007682


IT・IT製品TOP > サーバー > その他サーバー関連 > その他サーバー関連のIT特集 > 特集詳細

このページの先頭へ

キーマンズネットとは

ページトップへ