（発表日:2023年12月13日）

AI処理を高速・超低電力で行う新技術を開発

〜現行AIの計算方式に対応したスピントロニクス『P』コンピュータの動作を実証〜

【発表のポイント】

●高速・超低電力での演算が可能なスピントロニクス（注1）技術を用いた確率論的（『P』）コンピュータ（注2）で人工知能（AI）処理を行う新技術を開発

●現行AIで利用されている「順伝播型ニューラルネットワーク」の動作を実証

●病気の原因の推定、気象予測などを超低電力で行う技術への応用が期待

【概要】

人工知能（AI）やデジタル社会の進展に伴い、コンピュータで処理するタスクは複雑かつ多様化しています。この要請に応えるため、各用途に特化した新概念コンピュータの研究開発が活性化しています。

スピントロニクス確率論的（『P』）コンピュータは確率性を伴う複雑な問題を省電力で超高速に処理できると期待される新概念コンピュータの一種です。東北大学とカリフォルニア大学サンタバーバラ校（アメリカ）のチームは以前から共同研究を行っており、昨年実験結果に基づき汎用的なコンピュータと比べて演算速度を約5桁向上、消費電力を約1桁低減できることを示していました。一方で昨今急成長するAI技術への応用に向けては、現行AIの大部分が採用する計算方式である順伝播型ニューラルネットワーク［図1］に整合した技術の開発が求められていました。

今回研究チームはスピントロニクス P コンピュータにて順伝播型ニューラルネットワークに基づく計算を行うための新技術を開発し、行動履歴や生活習慣と病気の発症の因果関係を確率的に解析するAI計算のデモ実験などに成功しました。また併せて、これまでのPコンピュータの動作速度を3桁向上する新素子技術を開発しました。

AIの更なる発展に向けてはコンピュータの演算能力の向上と省エネ化の両立が喫緊の課題となっています。スピントロニクス P コンピュータはまさにこの要請に応えるものであり、本研究にて現行AIと高い整合性を有した技術が確立されたことから、今後社会実装に向けた研究開発がより一層進展するものと期待されます。

本成果は、2023年12月9-13日（米国時間）に米サンフランシスコで開催される学術会議「International Electron Devices Meeting : IEDM」で発表されます。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/665656/01_202312111447.pdf