ストリームデータを一切止めずにロスレス圧縮できるLSIを開発――圧縮の消費電力が従来比1/30に NEDOとストリームテクノロジ

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LSI(ST-CLS-DC30-01)の配線(GDS)イメージ (チップの大きさ:3mm角、64ピンQFPのパッケージに実装)

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)と筑波大学発ベンチャーのストリームテクノロジは2019年8月20日、センサーやデバイスから流れ続けるデータ(ストリームデータ)を一切止めずに連続的にロスレス圧縮できる技術「LCA-DLT」を大規模集積回路(LSI)に実装することに成功したと発表した。このLSIは、IoT向け小型コンピューター用の圧縮アクセラレーターとして従来比1/30の低消費電力だという。

ロスレス圧縮は、圧縮・解凍しても圧縮前のデータに完全に復元できるデータ圧縮方式だ。これを、ストリームデータを止めることなく高速に行うのがLCA-DLTだ。筑波大学と九州工業大学の共同研究によって開発された技術で、そのIPコアの社会実装をストリームテクノロジが推進している。

従来はLCA-DLTを既存のFPGAに実装していた。しかし、FPGAでは使用しない回路も通電されるため、圧縮・解凍時の消費電力の有効性が十分に発揮できなかった。そこで今回は、LCA-DLTを必要最小限の回路で構成される専用ハードウェアとして設計し、低消費電力なハードウェアの圧縮システムとして、180nmプロセスでのLSI(開発モデルST-CLS-DC30-01)に実装した。

開発したLSIで4K画像の圧縮/解凍を行ったところ、一般的なIoT用小型コンピューターのプロセッサでLCA-DLTのアルゴリズムを使った場合に比べて、1/30の電力で圧縮、1/10の電力で解凍でき、超低消費電力でストリームデータを縮小できることが示された。

ストリームテクノロジは今後、開発したLSIの事業化を進め、IoTデバイスとクラウド間の通信の低消費電力化や高速化を目指すという。この技術の社会実装が進むことで、バッテリー駆動型高精細監視カメラの実現のほか、モバイル端末のバッテリー持ちの改善と通信コストの削減が期待できるとしている。

また同社は、LCA-DLTを実装済みのFPGAを搭載した「ストリームデータ圧縮評価キット」の販売を開始した。この評価キットとセンサーやデバイスを組み合わせることで、LCA-DLTの圧縮効果を簡易に試行・評価できるという。

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