Cip bersepadu storan dan pengiraan pembelajaran atas cip pertama di dunia yang dibangunkan oleh Universiti Tsinghua diterbitkan dalam majalah Sains

Cip bersepadu storan memristor dan pengiraan ini mempunyai kepentingan positif untuk mengatasi teknologi teras utama "leher tersekat".

Weibo rasmi Universiti Tsinghua mengeluarkan keputusan penting pada 9 Oktober. Sekolah ini berjaya membangunkan memristor pertama di dunia yang menyokong pembelajaran pada cip dan memori cip bersepadu pengkomputeran

Baru-baru ini, Profesor Wu Huaqiang dan Profesor Madya Gao Bin dari Universiti Tsinghua telah membuat penemuan besar dalam bidang penyimpanan memristor dan cip bersepadu pengkomputeran. Berdasarkan paradigma pengkomputeran penyimpanan dan pengiraan bersepadu, mereka berjaya membangunkan cip yang menyokong pembelajaran atas cip. Hasil penyelidikan ini telah diterbitkan dalam terbitan terbaru jurnal saintifik antarabangsa "Science"

Menurut Universiti Tsinghua, perintang memori (Memristor) adalah peranti elektronik keempat selepas perintang, kapasitor, dan induktor komponen asas litar. Ia masih boleh "menghafal" caj yang berlalu selepas kuasa dimatikan, jadi ia boleh menjadi jenis peranti sinaptik nanoelektronik baharu

Sejak 2012, pasukan Qian He dan Wu Huaqiang dari Universiti Tsinghua telah Melalui penyelidikan kolaboratif pada peranti memristif, cip prototaip dan penyepaduan sistem, mereka telah menyelesaikan masalah kesesakan kuasa pengkomputeran AI secara beransur-ansur, Penyelidikan baharu mereka telah mengatasi masalah "terperangkap leher" dalam teknologi teras utama pada tahap tertentu#🎜🎜 ##. 🎜🎜#Kertas "Pembelajaran Edge menggunakan cip memristor inspirasi neuro bersepadu sepenuhnya" adalah seperti berikut.

Sila klik pautan berikut untuk melihat kertas kerja: https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.ade3483# 🎜🎜#

Tinjauan keseluruhan penyelidikan merujuk kepada pemahaman keseluruhan dan gambaran keseluruhan bidang penyelidikan tertentu. Ia biasanya termasuk pengenalan ringkas kepada latar belakang sejarah bidang, objektif penyelidikan, kaedah dan hasil. Tujuan tinjauan kajian adalah untuk membantu pembaca memahami dengan cepat situasi asas dalam bidang ini dan menyediakan asas untuk penyelidikan yang lebih mendalam. Gambaran keseluruhan penyelidikan biasanya merupakan sebahagian daripada kertas penyelidikan, laporan atau artikel akademik yang membantu pembaca memperoleh pemahaman keseluruhan tentang kandungan penyelidikan. Dengan membaca gambaran keseluruhan penyelidikan, pembaca boleh mengetahui tentang kemajuan penyelidikan penting dan jurang pengetahuan sedia ada dalam bidang ini, dengan itu memberikan rujukan dan inspirasi untuk penyelidikan mereka sendiri

Kami tahu bahawa berdasarkan Pengkomputeran memristor teknologi telah mendapat perhatian besar baru-baru ini, dan teknologi ini berpotensi untuk mengatasi apa yang dipanggil "kesesakan Von Neumann" seni bina pengkomputeran tradisional. Apa yang istimewa tentang memristor ialah mereka boleh mendayakan pembelajaran pada cip masa nyata, cekap tenaga untuk pelbagai aplikasi kecerdasan kelebihan, walaupun pelaksanaan pembelajaran atas cip sepenuhnya masih mencabar.

Rajah skematik pembelajaran tepi menggunakan cip memristor yang diilhamkan secara saraf ditunjukkan di bawah. Rajah 1 menggambarkan keupayaan otak manusia untuk meningkatkan pembelajaran. Rajah 2 menunjukkan reka bentuk dan aplikasi masa depan bagi cip pengkomputeran yang diilhamkan neuro berasaskan memristor. Cip ini direka bentuk untuk pembelajaran atas cip yang lengkap, menyepadukan semua modul yang diperlukan dengan tatasusunan memristor, memberikan peranti AI kelebihan keupayaan untuk belajar dan cepat menyesuaikan diri dengan senario baharu

#🎜🎜 #

Untuk menyelesaikan masalah berkaitan, pelajar kedoktoran Zhang Wenbin dan rakan pasca doktoral Yao Peng dari Sekolah Litar Bersepadu di Universiti Tsinghua mencadangkan penyelesaian yang dipanggil Memristor Characteristic Symbol and Threshold-Based Learning Architecture (STELLAR) , dan berjaya menghasilkan sebuah cip bersepadu sistem penuh. Cip termasuk berbilang tatasusunan memristor dan semua litar periferi semikonduktor oksida logam pelengkap yang diperlukan untuk menyokong pembelajaran atas cip yang lengkap

Rajah 2 di bawah menunjukkan reka bentuk seni bina ciri memristor untuk pembelajaran pada cip A ialah STELLAR seni bina yang digunakan dalam cip memristor, B dan C ialah perbandingan ketepatan pengelasan, D ialah pemberat dengan pasangan konduktans pembezaan (kiri) dan konfigurasi 1T1R (tengah) dan 2T2R (kanan), E ialah konduktans selari kitaran Laraskan pelan.

Rajah 3 di bawah menunjukkan cip memristor yang digunakan untuk pembelajaran atas cip A ialah gambaran keseluruhan seni bina, B ialah imej mikroskop optik bagi cip, dan C ialah imej mikroskop elektron penghantaran keratan rentas 2T2R bagi sel.

Penyelidik menunjukkan pembelajaran yang lebih baik pada cip hujung ke hujung mengenai pelbagai tugas, seperti kawalan gerakan, klasifikasi imej dan pengecaman pertuturan, mencapai ketepatan perisian hasil yang setanding dan kos perkakasan yang lebih rendah. Kerja ini menandakan satu langkah penting dalam bidang pengkomputeran dalam memori.

Rajah 4 di bawah menunjukkan contoh pembelajaran yang lebih baik menggunakan cip memristor. A menunjukkan tugas kawalan pergerakan dan sistem kawalannya, B menunjukkan pembelajaran sampel baharu kereta mengejar cahaya, dan F menunjukkan pembelajaran kategori baharu dalam tugas pengelasan imej

Mari kita lihat demonstrasi animasi berikut.

Pertama, kita akan membincangkan tugas pembelajaran kategori baharu digit tulisan tangan

Tambahan pula, pembelajaran boleh dipertingkatkan dalam bidang kawalan motor. Seperti yang ditunjukkan di bawah, sebelum pembelajaran yang dipertingkatkan, kereta biru yang bergerak ke hadapan cenderung untuk terlepas kereta merah sasaran.

Selepas belajar dan menambah baik, kereta biru yang bergerak ke hadapan akan terlebih dahulu membuat pergerakan ke belakang untuk menyesuaikan diri, dan akhirnya terus memandu ke hadapan ke arah kereta merah sasaran

Bukan itu sahaja, dalam adegan terang Sebelum pembelajaran yang lebih baik , kereta biru selalunya akan menyimpang daripada kereta merah sasaran semasa proses berikut.

Selepas pembelajaran yang lebih baik dalam pemandangan terang, kereta biru itu menyesuaikan diri dengan baik dan sentiasa mengikut sasaran kereta merah.

Sebagai pengarang pertama bersama kertas akademik, Zhang Wenbin dan Yao Peng telah didedahkan kepada sejumlah besar pengetahuan penyelidikan saintifik dalam arah yang berbeza seperti semikonduktor, mikroelektronik, algoritma perisian dan pengkomputeran yang diilhamkan oleh otak semasa pengajian kedoktoran mereka , dan hasil penyelidikan dan pembangunan yang membuahkan hasil serta pengalaman pembinaan kejuruteraan yang kaya.

^{Pasukan penyelidik mengambil gambar berkumpulan. .}

Atas ialah kandungan terperinci Cip bersepadu storan dan pengiraan pembelajaran atas cip pertama di dunia yang dibangunkan oleh Universiti Tsinghua diterbitkan dalam majalah Sains. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!