Инженеры-физики ТюмГУ сделали запоминающее устройство компьютера более компактным
Статья «Устройство памяти на основе кроссбара мемристор-диод и логики управления КМОП для импульсного оборудования нейронной сети» ученых Александра Бусыгина, Александра Писарева, Сергея Удовиченко и Абдуллы Ибрагима вышла в журнале Nanoindustry.
Ученые спроектировали и проанализировали электрическую схему запоминающего устройства с цифровым управлением, которая имеет оптимальную площадь на кристалле и обеспечивает работу мемристорно-диодной перемычки как массива искусственных импульсов аппаратной нейронной сети, изменяя и считывая состояния отдельных элементов.
Периферийная логическая схема имеет цифровое управление и позволяет считывать и изменять состояние отдельных мемристоров. Она необходима для хранения и передачи импульсов нейронной сети в другую нейронную сеть для избежания переобучения.
Ученые создали простые оригинальные электрические схемы входных и выходных драйверов, использующих стандартные прямоугольные импульсы для управления мемристор-диодным кроссбаром.
Эти схемы обеспечивают работу мемристорной матрицы как в составе аппаратной импульсной нейронной сети, так и в режимах записи и считывания состояния мемристоров.
Исключение множественных ЦАП (цифроаналоговых преобразователи) и АЦП (аналого-цифровые преобразователи) в электрических цепях входных и выходных драйверов проводников кроссбара позволило существенно сократить занимаемую площадь на кристалле.
На основе численного моделирования с использованием экспериментальных характеристик мемристоров оценены максимальный размер кроссбара в разработанной схеме и влияние паразитных токов на процессы записи и считывания состояния мемристоров.
Подключение периферийной логической схемы в мемристор приводит к ограничению максимального размера кроссбара за счет дополнительных паразитных токов.
Предложен способ компенсации влияния паразитных токов на процесс установки мемристоров в заданное состояние путем изменения длительности программирующих импульсов.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 24−21−00171).
Источник:
Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ
