論文の概要: OptiLookUp: An Optical ROM-Based Loop up Table Engine for Photonic Accelerators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03241v1
- Date: Tue, 05 May 2026 00:19:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-06 19:35:43.690896
- Title: OptiLookUp: An Optical ROM-Based Loop up Table Engine for Photonic Accelerators
- Title（参考訳）: OptiLookUp:フォトニック加速器のための光ROMベースのループアップテーブルエンジン
- Authors: Ankur Singh, Akhilesh Jaiswal,
- Abstract要約: マイクロリング共振器(MRR)を用いた高速・再構成可能なフォトニックROMアーキテクチャを提案する。
ROMは、フォトニックデバイスのスペクトル応答において、予め定義された入出力マッピングを直接符号化する。
このアーキテクチャは、光学復号機構を介して選択的に処理されるコンパクトバンク状サブアレイを使用する。
再構成性はトランジスタベースの光セレクタを用いて達成され、物理的光リルーチンや干渉計構造なしで異なるROMバンクを活性化することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4323566945483497
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Read-only memory (ROM) provides deterministic access to predefined data mappings. Extending ROM concepts to the optical domain enables high-bandwidth, low-latency, and parallel memory access, but realizing compact and reconfigurable optical ROM remains challenging due to loss, wavelength control, and integration constraints. This work presents a high-speed, reconfigurable photonic ROM architecture implemented using integrated microring resonators (MRRs). The ROM encodes predefined input-output mappings directly in the spectral response of the photonic devices, enabling deterministic lookup-based operation without dynamic computation during readout. To improve scalability and reduce cumulative insertion loss, the architecture employs compact banked sub-arrays that are selectively addressed through an optical decoding mechanism. Reconfigurability is achieved using transistor-based optical selectors, allowing different ROM banks to be activated without physical light rerouting or interferometric structures. The proposed photonic ROM is designed and evaluated using device-level simulations based on the GlobalFoundries 45SPCLO silicon photonics platform. Simulation results demonstrate reliable operation at data rates up to 12.5 GHz, with stable light-to-current transfer characteristics obtained through integrated photodiode readout. The optical ROM can be used to implement nonlinear activation functions utilised in photonic accelerator architectures, including sigmoid, tanh, ReLU, and exponential mappings.
- Abstract（参考訳）: 読み取り専用メモリ(ROM)は、予め定義されたデータマッピングへの決定論的アクセスを提供する。
光領域にROMの概念を拡張することで、高帯域幅、低レイテンシ、並列メモリアクセスが可能になるが、損失、波長制御、統合の制約により、コンパクトで再構成可能な光ROMを実現することは依然として困難である。
マイクロリング共振器(MRR)を用いた高速で再構成可能なフォトニックROMアーキテクチャを提案する。
ROMは、フォトニックデバイスのスペクトル応答に直接予め定義された入出力マッピングを符号化し、読み出し時の動的計算なしに決定論的ルックアップに基づく操作を可能にする。
スケーラビリティの向上と累積挿入損失の低減のために、このアーキテクチャでは、光学復号機構を介して選択的に対処されるコンパクトバンクサブアレイを採用している。
再構成性はトランジスタベースの光セレクタを用いて達成され、物理的光リルーチンや干渉計構造なしで異なるROMバンクを活性化することができる。
提案するフォトニックROMは,GlobalFoundries 45SPCLOシリコンフォトニクスプラットフォームに基づくデバイスレベルのシミュレーションを用いて設計・評価されている。
シミュレーションの結果,光ダイオード読み出しによる光電流伝達特性が安定であり,最大12.5GHzのデータレートでの信頼性の高い動作が示された。
光ROMは、シグモイド、タン、ReLU、指数写像などのフォトニック加速器アーキテクチャで利用される非線形活性化関数を実装するのに使用できる。
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