A memristive deep belief neural network based on silicon synapses

神经形态工程学 记忆电阻器 人工神经网络 玻尔兹曼机 计算机科学 冯·诺依曼建筑 人工智能 深信不疑网络 深度学习 电子工程 材料科学 工程类 操作系统
作者
Wei Wang,Loai Danial,Yang Li,Eric Herbelin,Evgeny Pikhay,Yakov Roizin,Barak Hoffer,Zhongrui Wang,Shahar Kvatinsky
出处
期刊:Nature electronics [Nature Portfolio]
卷期号:5 (12): 870-880 被引量:42
标识
DOI:10.1038/s41928-022-00878-9
摘要

Memristor-based neuromorphic computing could overcome the limitations of traditional von Neumann computing architectures—in which data are shuffled between separate memory and processing units—and improve the performance of deep neural networks. However, this will require accurate synaptic-like device performance, and memristors typically suffer from poor yield and a limited number of reliable conductance states. Here we report floating-gate memristive synaptic devices that are fabricated in a commercial complementary metal–oxide–semiconductor process. These silicon synapses offer analogue tunability, high endurance, long retention time, predictable cycling degradation, moderate device-to-device variation and high yield. They also provide two orders of magnitude higher energy efficiency for multiply–accumulate operations than graphics processing units. We use two 12 × 8 arrays of memristive devices for the in situ training of a 19 × 8 memristive restricted Boltzmann machine for pattern recognition via a gradient descent algorithm based on contrastive divergence. We then create a memristive deep belief neural network consisting of three memristive restricted Boltzmann machines. We test this system using the modified National Institute of Standards and Technology dataset, demonstrating a recognition accuracy of up to 97.05%. Floating-gate memristive synaptic devices that are fabricated using commercial complementary metal–oxide–semiconductor processes can be used to create energy-efficient restricted Boltzmann machines and deep belief 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
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
快乐小狗发布了新的文献求助10
1秒前
charleslam完成签到,获得积分10
1秒前
王不凡完成签到 ,获得积分10
8秒前
plz94完成签到 ,获得积分10
9秒前
烟火会翻滚完成签到,获得积分10
10秒前
16秒前
杰_骜不驯完成签到 ,获得积分10
17秒前
正直的绮南完成签到 ,获得积分10
23秒前
SciGPT应助六六采纳,获得10
27秒前
冷傲纸鹤完成签到 ,获得积分10
28秒前
王吉萍完成签到 ,获得积分10
36秒前
38秒前
孙老师完成签到 ,获得积分10
38秒前
六六发布了新的文献求助10
41秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
androabo发布了新的文献求助10
1分钟前
thchiang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
vinni完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hadfunsix完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
害怕的冰颜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
onetec发布了新的文献求助10
1分钟前
虚心岂愈完成签到 ,获得积分10
1分钟前
LILILI完成签到,获得积分10
1分钟前
陈粒完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
乐乐应助火星上乐天采纳,获得10
1分钟前
凤栖木兮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
herpes完成签到 ,获得积分0
1分钟前
月yue完成签到,获得积分10
1分钟前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6518979
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8311632
关于积分的说明 17770017
捐赠科研通 5620984
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926621
邀请新用户注册赠送积分活动 1903415
关于科研通互助平台的介绍 1764138