Neuro-Inspired Computing With Emerging Nonvolatile Memorys

神经形态工程学 计算机科学 内存处理 计算机体系结构 冯·诺依曼建筑 横杆开关 非易失性存储器 相变存储器 人工神经网络 计算机工程 嵌入式系统 人工智能 计算机硬件 电信 工程类 搜索引擎 Web搜索查询 按示例查询 相变 操作系统 工程物理 情报检索
作者
Shimeng Yu
出处
期刊:Proceedings of the IEEE [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:106 (2): 260-285 被引量:855
标识
DOI:10.1109/jproc.2018.2790840
摘要

This comprehensive review summarizes state of the art, challenges, and prospects of the neuro-inspired computing with emerging nonvolatile memory devices. First, we discuss the demand for developing neuro-inspired architecture beyond today's von-Neumann architecture. Second, we summarize the various approaches to designing the neuromorphic hardware (digital versus analog, spiking versus nonspiking, online training versus offline training) and discuss why emerging nonvolatile memory is attractive for implementing the synapses in the neural network. Then, we discuss the desired device characteristics of the synaptic devices (e.g., multilevel states, weight update nonlinearity/asymmetry, variation/noise), and survey a few representative material systems and device prototypes reported in the literature that show the analog conductance tuning. These candidates include phase change memory, resistive memory, ferroelectric memory, floating-gate transistors, etc. Next, we introduce the crossbar array architecture to accelerate the weighted sum and weight update operations that are commonly used in the neuro-inspired machine learning algorithms, and review the recent progresses of array-level experimental demonstrations for pattern recognition tasks. In addition, we discuss the peripheral neuron circuit design issues and present a device-circuit-algorithm codesign methodology to evaluate the impact of nonideal device effects on the system-level performance (e.g., learning accuracy). Finally, we give an outlook on the customization of the learning algorithms for efficient hardware implementation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
今后应助tuantuantuan采纳,获得10
刚刚
zf关闭了zf文献求助
1秒前
南希完成签到,获得积分10
1秒前
zero发布了新的文献求助10
1秒前
BOSS徐完成签到 ,获得积分10
3秒前
故事的小红花完成签到,获得积分10
3秒前
南希发布了新的文献求助10
4秒前
画画完成签到,获得积分10
4秒前
研友_8Y2M0L完成签到,获得积分10
5秒前
翟大有完成签到 ,获得积分0
6秒前
罗C发布了新的文献求助10
6秒前
xu完成签到 ,获得积分10
6秒前
ding应助彩色芷采纳,获得10
9秒前
nczpf2010完成签到,获得积分10
10秒前
111发布了新的文献求助20
12秒前
大力流沙完成签到,获得积分10
13秒前
栗子完成签到 ,获得积分10
15秒前
Woke完成签到 ,获得积分10
15秒前
Yxy完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
幽篁完成签到,获得积分10
18秒前
小周小周完成签到,获得积分10
18秒前
Akim应助风趣烧鹅采纳,获得10
19秒前
19秒前
温蒂应助空白采纳,获得10
21秒前
瑞曦完成签到 ,获得积分10
21秒前
Duckseid完成签到,获得积分10
21秒前
全球发布了新的文献求助30
22秒前
田様应助林紫琼采纳,获得10
22秒前
22秒前
24秒前
Zz发布了新的文献求助10
24秒前
zhaoyaoshi完成签到 ,获得积分10
26秒前
dbdhisgsv发布了新的文献求助10
26秒前
王小乐完成签到 ,获得积分10
27秒前
ttt完成签到,获得积分10
27秒前
Gzl完成签到 ,获得积分10
28秒前
66完成签到 ,获得积分10
29秒前
嗯哼完成签到 ,获得积分10
30秒前
JJBOND完成签到,获得积分10
31秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3162567
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2813460
关于积分的说明 7900578
捐赠科研通 2473036
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1316641
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631375
版权声明 602175