ニューラルネットワークLSI

ISBN-88552-131-9 電子情報通信学会


   目次

第1章 序論

1.1 ニューラルネットワークとは
 1.1.1 ニューラルネットワークの位置づけ
 1.1.2 ニューラルネットワークの概念
 1.1.3 具体的な例ー文字認識
 1.1.4 文字認識の実験
 1.1.5 ニューラルネットワークの動作の特徴
 1.1.6 期待される応用分野
 1.1.7 応用例ー株式市場の予測
 1.1.8 ニューラルネットワークの課題
1.2 ニューラルネットワークLSI化の意義
 1.2.1 ソフトウエアによるニューラルネットワークの限界
 1.2.2 ニューラルネットワークの特徴とLSI技術へのインパクト
 1.2.3 消費エネルギーの考察
 1.2.4 アナログ方式とディジタル方式
 1.2.5 機能デバイスや機能材料の適用

第2章 ニューラルネットワークのアーキテクチャ

2.1 アーキテクチャの基本技術
 2.1.1 ネットワークの構造と情報表現
 2.1.2 教師あり学習
 2.1.3 自己組織化
 2.1.4 ネットワーク・ダイナミクス
2.2 各種のネットワーク
 2.2.1 階層型BPネットワーク
 2.2.2 LBFネットワーク
 2.2.3 自己組織型コホーネンネットワーク
 2.2.4 相互対称結合型ネットワーク
 2.2.5 格子状ニューラルネットワーク

第3章 アナログニューラルネットワークLSI

3.1 アナログニューラルネットワークLSIの意義
3.2 アナログニューロLSIの特徴と方式分類
 3.2.1 アナログニューロLSIの特徴
 3.2.2 アナログニューロLSIの分類
3.3 ニューロチップの構成要素ー回路・デバイス
 3.3.1 乗算器
 3.3.2 加算器
 3.3.3 シナプス荷重の記憶方法
 3.3.4 その他の基本回路とデバイス
3.4 アナログ回路における演算誤差とネットワークの性能の関係
 3.4.1 リコールモードにおける演算誤差の影響
 3.4,2 学習モードにおける演算誤差の影響
 3.4.3 荷重係数の保持・更新に関する精度
3.5 アナログニューロLSIの機能と性能(開発例)
 3.5.1 固定シナプスチップ
 3.5.2 可変シナプスチップ
 3.5.3 自己学習型チップ
 3.6 アナログ方式の課題

第4章 ディジタルニューラルネットワークLSI

4.1 ディジタル方式の特徴
 4.1.1 VLSI技術の進歩を反映するディジタル方式
 4.1.2 汎用性に優れたマイクロプロセッサ
 4.1.3 マイクロプロセッサの性能向上とその問題点
 4.1.4 処理対象を限定したプロセッサLSI
 4.1.5 高速性に優れたニューロチップ
4.2 ディジタル方式の要素技術
 4.2.1 積和演算回路の構成
 4.2.2 シナプス荷重係数メモリ回路の構成
 4.2.3 並列処理方式
 4.2.4 制御方式
4.3 ディジタルニューラルネットワークLSIの実現例
 4.3.1 並列処理方式の専用プロセッサ
 4.3.2 WSIで大規模化を実現
 4.3.3 DRAMと演算ユニットを1チップ化
 4.3.4 独自モデルと専用プロセッサで高速処理を実現
 4.3.5 ニューロンの特性を利用した演算省略で高速化
4.4 ディジタル方式の課題
 4.4.1 フィードバック型ネットワーク処理の課題
 4.4.2 ニューロ処理と記号処理

第5章 ニューロン機能デバイス

5.1 ニューロン実現に適した機能デバイス
 5.1.1 ニューロ演算用デバイス
 5.1.2 アナログ記憶デバイス
5.2 ニューロンレベルの機能化
 5.2.1 ニューロンMOSによるニューラルネットワーク
 5.2.2 光電子融合ニューロン
 5.2.3 量子デバイスの利用
5.3 ネットワークレベルの機能化
 5.3.1 材料組織を利用したニューラルネットワーク
 5.3.2 ホロンコンピュータとそのための機能素子
5.4 複合キャリアによる機能化
 5.4.1 電子と光の複合
 5.4.2 無配線システム

第6章 ニューラルネットワークLSI技術の将来像

6.1 ニューロシステムの規模と能力はどこまで進むか
6.2 次世代のハードウエア技術への道程
 6.2.1 ポストデジタルLSIとは何か
 6.2.2 新しい原理を求めるアプローチ
 6.2.3 ポストデジタルLSIに何を期待するか
6.3 将来のシステムイメージ
6.4 むすび

編集者 岩田 穆
     雨宮好仁
執筆者
 第1章 雨宮好仁,岩田 穆
 第2章 藤田 修
 第3章 森江 隆
 第4章 内村国治
 第5章 森江 隆, 雨宮好仁,岩田 穆
 第6章 岩田 穆

執筆者所属
 岩田 穆  広島大学 工学部
 email: iwa@dsl.hiroshima-u.ac.jp
 雨宮好仁  北海道大学 工学部
 email: amemiya@sapiens.huee.hokudai.ac.jp
 藤田 修  NTTLSI研究所
 email: fujita@aecl.ntt.jp
 森江 隆  広島大学 工学部
 email:morie@dsl.hiroshima-u.ac.jp
 内村国治  NTTLSI研究所
 email:uchi@aecl.ntt.co.jp


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Last updated 1997.4.14