In situ learning using intrinsic memristor variability via Markov chain Monte Carlo sampling

神经形态工程学 计算机科学 记忆电阻器 电阻随机存取存储器 稳健性(进化) 强化学习 蒙特卡罗方法 概率逻辑 马尔科夫蒙特卡洛 CMOS芯片 人工智能 马尔可夫链 贝叶斯推理 电子工程 机器学习 贝叶斯概率 人工神经网络 工程类 电气工程 电压 生物化学 化学 统计 数学 基因
作者
Thomas Dalgaty,N. Castellani,Clément Turck,Kamel-Eddine Harabi,Damien Querlioz,Elisa Vianello
出处
期刊:Nature electronics [Nature Portfolio]
卷期号:4 (2): 151-161 被引量:136
标识
DOI:10.1038/s41928-020-00523-3
摘要

Resistive memory technologies could be used to create intelligent systems that learn locally at the edge. However, current approaches typically use learning algorithms that cannot be reconciled with the intrinsic non-idealities of resistive memory, particularly cycle-to-cycle variability. Here, we report a machine learning scheme that exploits memristor variability to implement Markov chain Monte Carlo sampling in a fabricated array of 16,384 devices configured as a Bayesian machine learning model. We apply the approach experimentally to carry out malignant tissue recognition and heart arrhythmia detection tasks, and, using a calibrated simulator, address the cartpole reinforcement learning task. Our approach demonstrates robustness to device degradation at ten million endurance cycles, and, based on circuit and system-level simulations, the total energy required to train the models is estimated to be on the order of microjoules, which is notably lower than in complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS)-based approaches. The non-ideal characteristics of resistive memory devices can be used to develop low-power and resilient probabilistic neuromorphic computing hardware, suitable for highly constrained edge-based applications.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
慕青应助杨伊森采纳,获得10
1秒前
llll完成签到 ,获得积分10
1秒前
王博林发布了新的文献求助10
2秒前
高高的寒云完成签到 ,获得积分10
2秒前
Dritsw应助陶1122采纳,获得10
3秒前
Zert发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
ZZC发布了新的文献求助10
4秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得30
5秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
8R60d8应助科研通管家采纳,获得20
5秒前
5秒前
5秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
深情安青应助小方采纳,获得10
8秒前
英姑应助sylnd126采纳,获得10
10秒前
温暖的以旋完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
Zert完成签到,获得积分10
10秒前
诸青梦完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
彩色的电脑完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
开朗的尔风完成签到,获得积分10
14秒前
所所应助ltt采纳,获得10
15秒前
15秒前
科研通AI5应助念姬采纳,获得10
15秒前
还单身的香菇完成签到,获得积分10
15秒前
文小杰发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
万能图书馆应助王博林采纳,获得10
17秒前
xty发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3966147
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3511532
关于积分的说明 11158765
捐赠科研通 3246148
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793309
邀请新用户注册赠送积分活动 874295
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804343