IT用語帳
A-1開発・運用の方法論 · フィジカルコンピューティング

FPGA(Field Programmable Gate Array)

Field Programmable Gate Array

えふぴーじーえー

製造後に利用者が回路の構成をプログラムで書き換えられる集積回路。ハードウェア記述言語で設計した論理回路を書き込み、試作や少量生産、仕様が変わりやすい用途、AIの推論の高速化などに使う。ASICに比べ開発期間は短いが、単価と消費電力は大きい。

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他の資格での定義

Past Exams

過去問での出題

過去問で 8 回出題(応用情報技術者試験 5・エンベデッドシステムスペシャリスト試験 2・ネットワークスペシャリスト試験 1)。うち 3 回は用語そのものを問う問題です。

出典: 独立行政法人情報処理推進機構(IPA)の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。「用語を問う問題」は、この用語の説明や特徴そのものを問う問題です。「選択肢」は、問題文ではなく選択肢に出たものです。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。

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A-1AIチップ

AIの学習や推論に必要な大量の行列演算を高速かつ低消費電力で実行するよう設計された半導体チップの総称。GPUのほか、TPU、NPUなどの専用プロセッサ、FPGAやASICによる専用回路があり、データセンター向けと端末向けで求められる性能が異なる。

A-1TPU(Tensor Processing Unit)

Googleが開発した、機械学習のテンソル(多次元配列)演算に特化したプロセッサ(ASIC)。大量の積和演算を並列に行う構造(シストリックアレイ)を持ち、深層学習の学習と推論を高い電力効率で処理する。主にGoogleのクラウドサービスを通じて提供される。

A-1LSI(大規模集積回路)

1つのチップに数千から数百万個以上の素子を集積したIC。CPUやメモリ、SoCなど現在の主要な半導体はLSIであり、用途を限定した専用のLSIをASIC、利用者が回路を書き換えられるものをFPGAという。

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論理演算や制御などのデータ処理を行う半導体。CPUやGPUなどのプロセッサ、特定用途向けのASIC、回路を書き換えられるFPGA、システムの機能を1チップにまとめたSoCなどがある。

A-1ASIC(特定用途向け集積回路)

特定の製品や用途のために専用に設計・製造する集積回路。必要な機能だけを最適な回路で作るため高性能・低消費電力で、大量生産時の単価も安いが、開発費と期間がかかり、製造後に回路を変更できない。

A-1システムオンチップ(SoC)

CPU、GPU、メモリ、通信や入出力の制御回路など、システムに必要な機能を1つの半導体チップにまとめて集積したLSI。部品点数が減るため小型化と低消費電力化に優れ、スマートフォン、組込み機器、IoT機器に広く使われる。