Исследователи создали прототип управляющего чипа 2T1R для нейроморфных вычислений

Что, если бы Ваш жесткий диск мог думать вместе с Вашими данными? Вместо того, чтобы просто хранить файлы, представьте, что он обрабатывает информацию и реагирует на нее именно там, где она хранится. Именно такой принцип лежит в основе вычислений в памяти - растущего сдвига в архитектуре, который перемещает логику ближе к памяти, чтобы повысить эффективность.

Теперь исследователи из Форшунгсцентра Юлих и Дуйсбург-Эссенского университета представили новую конструкцию на основе мемристора 2T1R, которая может поддержать этот сдвиг, обеспечив более энергоэффективный ИИ и аппаратное обеспечение для пограничных областей.

Опубликованная на сайте arXivв этой конструкции интегрированы два транзистора и один мемристор на ячейку, а регулировка тока направлена на подавление токов проскальзывания, что является известной проблемой в мемристорных массивах. В отличие от обычной памяти, в предлагаемой конструкции оба вывода мемристора заземляются в состоянии покоя - стратегия, которая может помочь улучшить стабильность сигнала и уменьшить утечку.

Архитектура разработана для поддержки аналогового векторно-матричного умножения (VMM), основной функции машинного обучения, путем управления проводимостью мемристоров с помощью встроенных ЦАПов, ШИМ-сигналов и регулируемых токовых каналов. Тестовый массив 2×2 был успешно реализован с использованием стандартной 28 нм КМОП-технологии.

Решая проблемы виртуальной земли и эффектов сопротивления проводов, архитектура призвана улучшить предсказуемость производительности и снизить энергопотребление. Благодаря совместимости с RISC-V и цифровым интерфейсом, конструкция 2T1R может заложить основу для масштабируемых нейроморфных чипов, обеспечивая более быстрое и компактное ускорение ИИ непосредственно в памяти.

Хотя Ваш жесткий диск, возможно, еще не думает, архитектура, лежащая в основе этого видения, уже обретает форму в кремнии, намекая на будущее более быстрого, интегрированного в память ИИ.

Полные технические подробности и результаты смотрите на сайте в полном препринте arXiv (PDF).