スピンエッジコンピューティングハードウェア基盤

研究課題

体系的番号	JPMJCR19K3
DOI	https://doi.org/10.52926/JPMJCR19K3
研究代表者	佐藤茂雄東北大学, 電気通信研究所, 教授
研究期間 (年度)	2019 – 2024
概要	Society5.0の実現に向けて、エッジコンピューティングシステムに求められる低消費電力性や常時学習機能などの要件を満たすために、不揮発アナログ記憶機能や豊富なダイナミクスを有するスピントロニクスデバイスと、それらを最大限に活用しうるアナ・デジCMOS集積回路や最適化アーキテクチャを追究し、それらの原理実証により、社会実装に向けた道筋を明らかにします。
研究領域	Society 5.0を支える革新的コンピューティング技術

主な研究成果
(22件)

すべて 2024

すべて雑誌論文 (22件) (国際共著 7件、査読あり 21件、オープンアクセス 21件)

[雑誌論文] Enhanced convergence in p-bit based simulated annealing with partial deactivation for large-scale combinatorial optimization problems2024
- 著者名
  Naoya Onizawa and Takahiro Hanyu
- 雑誌名
  
  Scientific Reports
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Error-Tolerance-Aware Write-Energy Reduction of MTJ-Based Quantized Neural Network Hardware2024
- 著者名
  Ken ASANO, Masanori NATSUI, and Takahiro HANYU
- 雑誌名
  
  IEICE (The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) Trans. on Electronics
  
  号: 8 ページ: 958-965
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Numerical Study on Physical Reservoir Computing With Josephson Junctions2024
- 著者名
  Kohki Watanabe, Yoshinao Mizugaki, Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Taro Yamashita, Shigeo Sato
- 雑誌名
  
  IEEE Transactions on Applied Superconductivity
  
  巻: 34 号: 3 ページ: 1-4
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Temperature dependence of the properties of stochastic magnetic tunnel junction with perpendicular magnetization2024
- 著者名
  Haruna Kaneko, Rikuto Ota, Keito Kobayashi, Shun Kanai, Mehrdad Elyasi, Gerrit E. W. Bauer, Hideo Ohno, Shunsuke Fukami
- 雑誌名
  
  Applied Physics Express
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Double-free-layer stochastic magnetic tunnel junctions with synthetic antiferromagnets2024
- 著者名
  Kemal Selcuk, Shun Kanai, Rikuto Ota, Hideo Ohno, Shunsuke Fukami, Kerem Y. Camsari
- 雑誌名
  
  Physical Review Applied
  
  巻: 21 号: 5 ページ: 054002
- オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Bifurcation phenomena observed from two-variable spiking neuron integrated circuit2024
- 著者名
  Takemori Orima, Yoshihiko Horio, Satoshi Moriya, and Shigeo Sato
- 雑誌名
  
  Proc. IEEE International Symposium on Circuits and Systems
  
  ページ: 1894
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Design of a Spin-Orbit-Torque-Based Self-Terminated Nonvolatile Register for a Write/Leakage-Energy-Minimized Backup Operation2024
- 著者名
  Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
- 雑誌名
  
  Japanese Journal of Applied Physics (JJAP)
  
  巻: 63
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Error-Tolerant Quantized Neural Network Based on Non-Weighted Arithmetic2024
- 著者名
  Masanori Natsui, Ken Asano, and Takahiro Hanyu
- 雑誌名
  
  proc. of International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Design of a High-Speed and Low-Power Threshold Adjustment Unit for Battery-Free Edge Devices2024
- 著者名
  Fangcen Zhong, Masanori Natsui, and Takahiro Hanyu
- 雑誌名
  
  Proc. of The IEEE World Congress on Computational Intelligence (IEEE WCCI)
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Design of mixed-signal LSI with analog spiking neural network and digital inference circuits for reservoir computing2024
- 著者名
  Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Masaya Ishikawa, Yasushi Yuminaka, Yoshihiko Horio, Jordi Madrenas, and Shigeo Sato
- 雑誌名
  
  Proc. IEEE World Congress on Computational Intelligence
  
  ページ: 15709994422
- 査読あり / 国際共著
[雑誌論文] Voltage-insensitive stochastic magnetic tunnel junctions with double free layers2024
- 著者名
  Rikuto Ota, Keito Kobayashi, Keisuke Hayakawa, Shun Kanai, Kerem Y. Camsar?, Hideo Ohno, Shunsuke Fukami
- 雑誌名
  
  Applied Physics Letters
  
  巻: 125 号: 2
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Stochastic Simulated Quantum Annealing for Fast Solution of Combinatorial Optimization Problems2024
- 著者名
  Naoya Onizawa, Ryoma Sasaki, Duckgyu Shin, Warren J. Gross, Takahiro Hanyu
- 雑誌名
  
  IEEE Access
  
  巻: 12 ページ: 102050-102060
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Design of an Energy/Area-Aware MTJ-Based Nonvolatile Register with a Reference-Load Sharing Scheme2024
- 著者名
  Tomoo Yoshida, Masanori Natsui, and Takahiro Hanyu
- 雑誌名
  
  Proc. of the 66th IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS 2023)
  
  ページ: 1257-1261
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Design Environment of Quantization-Aware Edge AI Hardware for Few-Shot Learning2024
- 著者名
  R. Kanda, N. Onizawa, M. Leonardon, V. Gripon, and T. Hanyu
- 雑誌名
  
  Proc. of the 66th IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS 2023)
  
  ページ: 928-931
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Effect of nonlinear magnon interactions on stochastic magnetization switching2024
- 著者名
  Mehrdad Elyasi, Shun Kanai, Hideo Ohno, Shunsuke Fukami, Gerrit E.W. Bauer
- 雑誌名
  
  Physical Review B
  
  巻: 110 号: 9
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Design Method of an SoC Emulator with Nonvolatile FPGAs2024
- 著者名
  Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
- 雑誌名
  
  Extended Abstract of 2024 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2024)
  
  ページ: 885-886
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] In silico modeling of reservoir-based predictive coding in biological neuronal networks on microelectrode arrays2024
- 著者名
  Y. Sato, H. Yamamoto, Y. Ishikawa, T. Sumi, Y. Sono, S. Sato, Y. Katori, A. Hirano-Iwata
- 雑誌名
  
  Japanese Journal of Applied Physics
  
  巻: 63 ページ: 108001
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Directional intermodular coupling enriches functional complexity in biological neuronal networks2024
- 著者名
  Nobuaki Monma, Hideaki Yamamoto, Naoya Fujiwara, Hakuba Murota, Satoshi Moriya, Ayumi Hirano-Iwata, Shigeo Sato
- 雑誌名
  
  Neural Networks
  
  ページ: 106967-106967
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Precision Microfluidic Control of Neuronal Ensembles in Cultured Cortical Networks2024
- 著者名
  Hakuba Murota, Hideaki Yamamoto, Nobuaki Monma, Shigeo Sato, Ayumi Hirano‐Iwata
- 雑誌名
  
  Advanced Materials Technologies
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Design of an Intermittent-Computing-Oriented Nonvolatile Register with a Switching-Probability-Aware Store-and-Verify Scheme2024
- 著者名
  Masanori Natsui and Takahiro Hanyu
- 雑誌名
  
  IEEE Access
  
  巻: 13 ページ: 38104-38114
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] GPU-accelerated simulated annealing based on p-bits with real-world device-variability modeling2024
- 著者名
  Naoya Onizawa, Takahiro Hanyu
- 雑誌名
  
  Scientific Reports
  
  巻: 15 号: 6115
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Analog VLSI Implementation of Subthreshold Spiking Neural Networks and Its Application to Reservoir Computing2024
- 著者名
  Satoshi Moriya, Masaya Ishikawa, Satoshi Ono, Hideaki Yamamoto, Yasushi Yuminaka, Yoshihiko Horio, Jordi Madrenas, Shigeo Sato
- 雑誌名
  
  IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

スピンエッジコンピューティングハードウェア基盤

研究代表者

佐藤 茂雄 東北大学, 電気通信研究所, 教授

主な研究成果

[雑誌論文] Enhanced convergence in p-bit based simulated annealing with partial deactivation for large-scale combinatorial optimization problems2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Error-Tolerance-Aware Write-Energy Reduction of MTJ-Based Quantized Neural Network Hardware2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Numerical Study on Physical Reservoir Computing With Josephson Junctions2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Temperature dependence of the properties of stochastic magnetic tunnel junction with perpendicular magnetization2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Double-free-layer stochastic magnetic tunnel junctions with synthetic antiferromagnets2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Bifurcation phenomena observed from two-variable spiking neuron integrated circuit2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Design of a Spin-Orbit-Torque-Based Self-Terminated Nonvolatile Register for a Write/Leakage-Energy-Minimized Backup Operation2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Error-Tolerant Quantized Neural Network Based on Non-Weighted Arithmetic2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Design of a High-Speed and Low-Power Threshold Adjustment Unit for Battery-Free Edge Devices2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Design of mixed-signal LSI with analog spiking neural network and digital inference circuits for reservoir computing2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Voltage-insensitive stochastic magnetic tunnel junctions with double free layers2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Stochastic Simulated Quantum Annealing for Fast Solution of Combinatorial Optimization Problems2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Design of an Energy/Area-Aware MTJ-Based Nonvolatile Register with a Reference-Load Sharing Scheme2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Design Environment of Quantization-Aware Edge AI Hardware for Few-Shot Learning2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Effect of nonlinear magnon interactions on stochastic magnetization switching2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Design Method of an SoC Emulator with Nonvolatile FPGAs2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] In silico modeling of reservoir-based predictive coding in biological neuronal networks on microelectrode arrays2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Directional intermodular coupling enriches functional complexity in biological neuronal networks2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Precision Microfluidic Control of Neuronal Ensembles in Cultured Cortical Networks2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Design of an Intermittent-Computing-Oriented Nonvolatile Register with a Switching-Probability-Aware Store-and-Verify Scheme2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] GPU-accelerated simulated annealing based on p-bits with real-world device-variability modeling2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Analog VLSI Implementation of Subthreshold Spiking Neural Networks and Its Application to Reservoir Computing2024

著者名

雑誌名

佐藤茂雄東北大学, 電気通信研究所, 教授