Memristive Architectures Exploiting Self-Compliance Multilevel Implementation on 1 kb Crossbar Arrays for Online and Offline Learning Neuromorphic Applications

横杆开关 MNIST数据库 神经形态工程学 计算机科学 人工神经网络 记忆电阻器 超调(微波通信) 电阻随机存取存储器 尖峰神经网络 电子工程 材料科学 人工智能 电压 工程类 电气工程 电信
作者
Sungjoon Kim,Hyeonseung Ji,Kyungchul Park,Hyojin So,Hyungjin Kim,Sungjun Kim,Woo Young Choi
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (36): 25128-25143 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c06942
摘要

This paper suggests the practical implications of utilizing a high-density crossbar array with self-compliance (SC) at the conductive filament (CF) formation stage. By limiting the excessive growth of CF, SC functions enable the operation of a crossbar array without access transistors. An AlOx/TiOy, internal overshoot limitation structure, allows the SC to have resistive random-access memory. In addition, an overshoot-limited memristor crossbar array makes it possible to implement vector-matrix multiplication (VMM) capability in neuromorphic systems. Furthermore, AlOx/TiOy structure optimization was conducted to reduce overshoot and operation current, verifying uniform bipolar resistive switching behavior and analog switching properties. Additionally, extensive electric pulse stimuli are confirmed, evaluating long-term potentiation (LTP), long-term depression (LTD), and other forms of synaptic plasticity. We found that LTP and LTD characteristics for training an online learning neural network enable MNIST classification accuracies of 92.36%. The SC mode quantized multilevel in offline learning neural networks achieved 95.87%. Finally, the 32 × 32 crossbar array demonstrated spiking neural network-based VMM operations to classify the MNIST image. Consequently, weight programming errors make only a 1.2% point of accuracy drop to software-based neural networks.
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
大模型应助孙明浩采纳,获得30
刚刚
科研通AI6应助stoic采纳,获得10
刚刚
1秒前
传奇3应助emmmmmq采纳,获得10
1秒前
犹豫书瑶发布了新的文献求助10
1秒前
ZAL完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
3秒前
菜头完成签到,获得积分10
3秒前
我是老大应助An采纳,获得10
4秒前
夜安完成签到 ,获得积分10
4秒前
zzz发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
开花发布了新的文献求助10
5秒前
浮游应助snopec采纳,获得10
5秒前
6秒前
子车茗应助无心的鹤采纳,获得20
7秒前
小人物完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
朝阳完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
invisiable完成签到,获得积分10
9秒前
马凤杰发布了新的文献求助10
9秒前
liii发布了新的文献求助10
9秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
川川完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
真实的火车完成签到,获得积分10
12秒前
方东发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 1500
International Encyclopedia of Business Management 1000
Encyclopedia of Materials: Plastics and Polymers 1000
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 1000
Early Devonian echinoderms from Victoria (Rhombifera, Blastoidea and Ophiocistioidea) 1000
Hidden Generalizations Phonological Opacity in Optimality Theory 1000
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4933105
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4201461
关于积分的说明 13052835
捐赠科研通 3975404
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2178354
邀请新用户注册赠送积分活动 1194774
关于科研通互助平台的介绍 1106106