IEDM2020:复旦大学在类脑计算领域获重要进展

2020-12-28 20:04:22【来源:延边新闻网

近日,在2020年国际电子元器件大会(iedm)上,复旦大学芯片与系统前沿技术研究院刘奇教授和刘明院士团队展示了基于忆阻器类脑计算技术的最新研究进展。

背景简介

灵感来自人脑的类脑计算技术是当前发展人工智能的重要计算范式之一,可以构建高智能、低能耗的计算系统。该系统由脉冲神经元和可塑性神经突触组成,具有自主学习、时空信息处理、一体保存、高并行计算、事件驱动等特点。忆阻器具有丰富的物理动力学特性和生物单元的相似性,在模拟神经元和突触上显示了超过cmos器件的潜力,结合脉冲神经网络(snn)算法可以实现高效的脑计算系统。然而,目前基于忆阻器的类脑系统多采用频率码snn的工作模式,神经元需要发射大量脉冲来表示单个信号强度,由于需要在较长的时间内确定平均放电速率,造成了更多的延迟和能耗,降低了信息处理的效率。

成果简介

针对上述问题,该团队为时间码snn设计了神经元电路,利用放电时间表征信号强度,具有可控的不应器,在一个推断周期内只进行一次脉冲放电,显著提高了忆阻器神经元的工作寿命和推断速度。并进一步结合rram突触阵列构建了256×5硬件snn网络。与频码snn相比,人脸识别任务中网络的放电脉冲数提高72倍,推理速度提高1.5倍,能耗提高53倍,能效提高18倍。

上述成果入选2020年国际电子元器件大会,复旦大学芯片院博士后张立萌和中科院微电子所博士生吴祖恒被评为该项工作的共同第一作者,复旦大学芯片院刘奇教授和刘明院士被评为共同通讯作者。上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院、之江实验室相关项目的支持。

iedm与isscc(国际固体电路会议)、vlsi(大规模集成电路研讨会)并称为集成电路领域的“奥林匹克大会”。iedm大会始于1954年,是工业界和学术界展示集成电路器件领域最新研究进展和成果的重要平台。

a.基于忆阻器的神经元电路;b.神经元放电特性;c.基于忆阻器的脑硬件系统;d.性能比较

来源:芯片与系统前沿技术研究院。

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