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
13981592626发布了新的文献求助10
1秒前
13981592626发布了新的文献求助10
1秒前
13981592626发布了新的文献求助10
1秒前
13981592626发布了新的文献求助10
1秒前
零零发布了新的文献求助10
2秒前
mirror关注了科研通微信公众号
4秒前
5秒前
调皮小蘑菇完成签到,获得积分10
8秒前
谢志超完成签到,获得积分10
8秒前
谢鸿宇完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
玺白白发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI5应助soyorin采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
14秒前
yy应助爱听歌的书双采纳,获得10
14秒前
科研通AI5应助迅速的鸽子采纳,获得10
14秒前
COCONUT完成签到,获得积分10
15秒前
DS发布了新的文献求助10
15秒前
隐形的谷槐完成签到 ,获得积分10
16秒前
llll发布了新的文献求助10
17秒前
lwt完成签到,获得积分20
18秒前
义气千风完成签到,获得积分10
18秒前
壮观安寒完成签到 ,获得积分10
19秒前
充电宝应助HP采纳,获得20
19秒前
所所应助执着的导师采纳,获得10
20秒前
22秒前
22秒前
胡萝卜叶子完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
26秒前
王子倩完成签到,获得积分10
26秒前
无敌脉冲黄桃完成签到,获得积分20
26秒前
26秒前
28秒前
香飘飘发布了新的文献求助10
28秒前
JamesPei应助追寻续采纳,获得10
29秒前
29秒前
王子倩发布了新的文献求助10
29秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 24000
(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
LRZ Gitlab附件(3D Matching of TerraSAR-X Derived Ground Control Points to Mobile Mapping Data 附件) 2000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
World Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2025-2040 800
Handbook of Social and Emotional Learning 800
Risankizumab Versus Ustekinumab For Patients with Moderate to Severe Crohn's Disease: Results from the Phase 3B SEQUENCE Study 600
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 5133459
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4334575
关于积分的说明 13504156
捐赠科研通 4171584
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2287247
邀请新用户注册赠送积分活动 1288151
关于科研通互助平台的介绍 1228995