Mạng nơ-ron Bayes dựa trên Memristor

Các nhà nghiên cứu từ CEA-Leti, CEA-List và CNRS đã xây dựng một hệ thống hoàn chỉnh Mạng nơ-ron Bayes dựa trên memristor triển khai để phân loại các loại bản ghi rối loạn nhịp tim với độ không chắc chắn về nhận thức và cảm giác chính xác.

Mặc dù mạng nơ-ron Bayes rất hữu ích cho các ứng dụng xử lý cảm giác dựa trên một lượng nhỏ dữ liệu đầu vào nhiễu vì chúng cung cấp đánh giá độ không chắc chắn mang tính dự đoán, nhưng bản chất xác suất có nghĩa là yêu cầu năng lượng và tính toán tăng lên từ việc sử dụng các bộ tạo số ngẫu nhiên, lưu trữ các phân bố xác suất.

Elisa Vianello, nhà khoa học trưởng của CEA-Leti, cho biết: “Chúng tôi khai thác tính biến thiên nội tại của điện trở nhớ để lưu trữ các phân bố xác suất này, thay vì sử dụng các bộ tạo số ngẫu nhiên”. Cách tiếp cận để thực hiện suy luận đòi hỏi các phép toán nhân và tích lũy song song (MAC) lớn. “Các hoạt động này tiêu tốn nhiều năng lượng khi được thực hiện trên ASIC dựa trên CMOS và mảng cổng có thể lập trình trường, do sự chuyển đổi dữ liệu giữa bộ xử lý và bộ nhớ. Trong giải pháp của mình, chúng tôi sử dụng các thanh ngang của điện trở nhớ thực hiện phép nhân giữa điện áp đầu vào và trọng lượng khớp thần kinh xác suất thông qua định luật Ohm và sự tích lũy thông qua định luật hiện tại của Kirchhoff để giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng.”

Cách tiếp cận này cho phép định lượng độ không chắc chắn, cho phép mạng xác định các tình huống có thể nằm ngoài dữ liệu huấn luyện của nó. [1]

Bộ nhớ biến đổi pha lai

Các nhà khoa học từ Đại học Rochester đã phát triển công tắc điện trở lai kết hợp các điện trở nhớ và vật liệu chuyển pha.

Stephen M. Wu, trợ lý giáo sư về kỹ thuật điện, máy tính và vật lý tại Rochester cho biết: “Chúng tôi đã kết hợp ý tưởng về điện trở nhớ và thiết bị thay đổi pha theo cách có thể vượt qua giới hạn của cả hai thiết bị”. trong một bản phát hành. “Chúng tôi đang chế tạo một thiết bị điện trở nhớ hai cực, có tác dụng điều khiển một loại tinh thể này sang một loại pha tinh thể khác. Hai pha tinh thể đó có điện trở khác nhau mà sau đó bạn có thể lưu trữ làm bộ nhớ.”

Bằng cách làm căng các vật liệu 2D, chúng có thể ở điểm giữa hai pha tinh thể khác nhau và có thể bị đẩy theo một trong hai hướng với lực tương đối nhỏ.

Wu tiếp tục: “Về cơ bản, chúng tôi đã thiết kế nó bằng cách kéo căng vật liệu theo một hướng và nén nó theo một hướng khác”. “Bằng cách đó, bạn nâng cao hiệu suất lên gấp nhiều lần. Tôi thấy một con đường mà điều này có thể xuất hiện trong máy tính gia đình dưới dạng một dạng bộ nhớ cực nhanh và cực kỳ hiệu quả. Điều đó có thể có ý nghĩa lớn đối với điện toán nói chung.” [2]

Thiết bị ghi nhớ bằng bạc

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Sahmyook và Đại học Yonsei đề xuất sử dụng một màng mỏng chalcogenide phân tán bạc để chuyển đổi điện trở trong các thiết bị ghi nhớ.

“Thiết bị ghi nhớ dựa trên Ag khuếch tán của chúng tôi trong màng mỏng chalcogenide cho thấy mức tiêu thụ điện năng thấp và bắt chước quá trình xử lý song song của não người. Điều này làm cho nó phù hợp để triển khai trong mảng thanh ngang và đạt được tỷ lệ nhận dạng ~ 92% trong cơ sở dữ liệu nhận dạng chữ số viết tay MNIST (Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia đã sửa đổi),” Min Kyu Yang, giáo sư tại Đại học Sahmyook, cho biết trong một tuyên bố. .

Thiết bị không cần dòng điện để tạo ra sự thay đổi hóa học trước khi sản xuất hoặc vận hành và đã chứng tỏ khả năng duy trì trạng thái cũng như độ bền đáng tin cậy trong môi trường 85°C trong 2 giờ. [3]

dự án

[1] Bonnet, D., Hirtzlin, T., Majumdar, A. và cộng sự. Đưa việc định lượng độ bất định lên mức cao nhất với mạng nơ-ron Bayes dựa trên điện trở nhớ. Nat xã 14, 7530 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-43317-9

[2] Hou, W., Azizimanesh, A., Dey, A. và cộng sự. Kỹ thuật biến dạng của điện trở nhớ thay đổi pha molybdenum ditelluride dọc. Điện tử Nat (2023). https://doi.org/10.1038/s41928-023-01071-2

[3] Su Yeon Lee, Jin Joo Ryu, Hyun Kyu Seo, Hyunchul Sohn, Gun Hwan Kim, Min Kyu Yang, Môi trường chalcogenide phân tán Ag cho bộ nhớ điện tử được kích hoạt dễ dàng, Khoa học bề mặt ứng dụng, Tập 644, 2024, 158747, ISSN 0169 -4332, https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.158747