Cтатья «Запоминающее устройство на основе мемристорно-диодного кроссбара и управляющей КМОП схемы для аппаратной импульсной нейросети» ученых Александра Бусыгина, Александра Писарева, Сергея Удовиченко  и Абдуллы Ибрагима опубликована  в спецвыпуске журнала Наноиндустрия.

Ученые спроектировали и проанализировали электрическую схему запоминающего устройства с цифровым управлением, которая имеет оптимальную площадь на кристалле и обеспечивает работу мемристорно-диодного кроссбара как массива искусственных импульсов аппаратной нейронной сети, позволяет изменять и считывать состояния отдельных мемристоров.

Периферийная логическая схема имеет цифровое управление и позволяет считывать и изменять состояние отдельных мемристоров. Такая функциональность необходима для сохранения и переноса синаптических состояний нейросети в другую нейросеть во избежание повторного обучения.

Ученые создали простые оригинальные электрические схемы входных и выходных драйверов, использующих стандартные прямоугольные импульсы для управления мемристор-диодным кроссбаром.

Эти схемы обеспечивают работу мемристорной матрицы как в составе аппаратной импульсной нейронной сети, так и в режимах записи и считывания состояния мемристоров.

Отказ от использования множества ЦАП (цифроаналоговых преобразователи) и АЦП (аналого-цифровые преобразователи) в электрических цепях входных и выходных драйверов проводников кроссбара позволило существенно сократить занимаемую площадь на кристалле.

На основе численного моделирования с использованием экспериментальных характеристик мемристоров оценены максимальный размер кроссбара в разработанной схеме и влияние паразитных токов на процессы записи и считывания состояния мемристоров.

Подключение периферийной логической схемы в мемристор приводит к ограничению максимального размера кроссбара за счет дополнительных паразитных токов.

Предложен способ компенсации влияния паразитных токов на процесс установки мемристоров в заданное состояние путем изменения длительности программирующих импульсов.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 24-21-00171).

Источник:

Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ