存储器内计算可以通过在具有低能耗(对于单个操作大约为毫微微焦耳)的交叉存储器阵列中直接实现乘法累加(MAC)操作来提高计算能量效率。然而,纵横制存储器阵列不能执行非线性激活;此外,激活过程是功率密集型的(大约毫瓦),限制了内存计算的整体效率。鉴于此,来自复旦大学微电子学院的Peng Zhou等人开发了一种超快双极闪存,用于执行自激活MAC操作。
文章要点:
1) 基于原子尖锐的范德华异质结构,基本闪存具有20–30 ns范围内的超快n/p编程速度和8×106的耐力个循环,利用输入电压信号和存储电荷类型之间的符号匹配,研究的双极闪存可以在MAC过程中实现整流的线性单元激活功能,每次操作的功耗仅为30 nW(或5 fJ 的能量);
2) 此外,使用卷积神经网络,该研究发现,在修改后的美国国家标准与技术研究所数据集上测试,自激活MAC方法的模拟准确率为97.23%,这与MAC和激活操作分离的传统方法相接近。
参考资料:
Huang, X., Liu, C., Tang, Z. et al. An ultrafast bipolar flash memory for self-activated in-memory computing. Nat. Nanotechnol. (2023).
DOI: 10.1038/s41565-023-01339-w
https://doi.org/10.1038/s41565-023-01339-w