ساخت حافظه‌های کوچک و کارا برای محاسبات نرومورفیک

تاریخ : ۲۵ آذر ۱۳۹۷

تعداد بازدید : ۴۰۸

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

محققان معماری جدیدی از حافظه‌های را برای استفاده در سامانه‌های نرومورفیک ساختند. این حافظه‌ها به دلیل نوع معماری که دارند ابعادی کوچک و عملکردی بالا دارند و می‌توان از آن برای بهبود فرآیند پردازش استفاده نمود.

پژوهشگران موسسه Leti موفق به ساخت مدارات مبتنی بر RRAM  موسوم به TCAM شدند که عملکردی بهتری نسبت به مدارات مبتنی بر SRAM داشته و برای پردازش نرومورفیک مناسب است.

مدارات TCAM شاهراهی برای عبور اطلاعات با حجم بالا فراهم می‌کند. با استفاده از این مدارات می‌توان جستجو برای اطلاعات ذخیره‌ شده را در سامانه‌های نرومورفیک انجام داد. این نوع مدارات برای داده‌های با حجم بالا مناسب بوده و می‌توان از آنها برای کاهش زمان پردازش استفاده نمود.

مدارات TCAM مبتنی بر SRAM قابل پیاده‌سازی در 16 ترانزیستور CMOS بوده و محدودیت ظرفیت چند ده مگابایت اطلاعات را داراست در حالی که برای محاسبات نرومورفیک در تراشه‌های نرونی، ابعاد باید کوچکتر شود. اخیرا مقاله‌ای با عنوان In-depth Characterization of Resistive Memory-based Ternary Content Addressable Memories در نشست بین المللی IEDM ارائه شده که در آن محققان موسسه Leti اعلام کردند که موفق به جایگزینی RRAM به جای SRAM در مدارات TCAM شده‌اند. با این کار تعداد ترانزیستورهای مورد نیاز کاهش یافته و می‌توان حجم مدار را کوچک‌سازی کرد. محققان این پروژه نشان دادند که با این روش می‌توان ابعاد مدار را 8 برابر کاهش داد. با این کار حجم و مقدار سیلیکون مورد نیاز کاهش یافته و در عین حال، توان مصرفی دستگاه نیز کم می‌شود.

محققان برای این معماری جدید دو چالش را پیش رو داشتند: اولین چالش وابستگی قابلیت اطمینان عملکرد دستگاه به حالت‌های خاموش و روشن در سلول‌های حافظه است که در RRAM ها به دلیل نرخ پایین On/Off قابلیت اطمینان متاثر از این پارامتر خواهد شد. دومین چالش محدودیت طول عمر RRAM نسبت به ترانزیستورهای CMOS است.

برای حل این دو مشکل محققان ولتاژ اعمالی را در طول کار کاهش داده و با این کار قابلیت اطمینان بهبود می‌یابد. دومین محدودیت با کاهش ولتاژ سیستم در طول فرآیند جستجو، کم می‌شود. همچنین افزایش توان مورد استفاده در برنامه‌دهی سلول‌های TCAM موجب افزایش دوام و طول عمر مدار می‌شود.

 

منبع : https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1334077

نظر شما