神彩争霸app官方 钱鹤等团队研制出人造树突器件,实现新式神经网络

 神彩争霸app官方     |      2020-07-03

  来源:知社学术圈

  受生物神经网络启发,研制出一栽具有雄厚动态特性的人造树突器件,构建了包含突触、树突、胞体三栽基本计算单元的新式神经网络,树突功能隐微升迁了网络的实在率,同时大幅降矮了编制的功耗,添强了网络处理复杂义务的能力。

包含树突计算的新式人造神经网络暗示图包含树突计算的新式人造神经网络暗示图

  生物神经网络由突触和神经元构成,而神经元又包含树突、胞体等基本组织,其中树突具有专门复杂的拓扑结议和动态过程。许众生物神经编制的钻研外明树突具有相等主要的非线性时空新闻处理功能,它是大脑能够在处理复杂义务的同时保持矮功耗的主要因为之一。现在的人造神经网络大众将神经元用浅易的点模型外示,将其计算功能简化成积分-发放(integrate-and-fire)神彩争霸app官方,而无视了树突的新闻处理功能。如许的简化使得人造神经网络在功耗、变通性上与生物神经网络相比仍存在很大的差距。

  6月29日,清华大学微电子所、异日芯片技术高精尖创新中间钱鹤、吴华强教授团队,说相符清华大学医学院及脑与智能实验室宋森钻研员、美国麻省大学杨建华教授、阿里巴巴达摩院谢源教授、添州大学圣芭芭拉分校邓磊博士,在Nature Nanotechnology上发外题为“Power-Efficient Neural Network with Artificial Dendrites”的钻研论文,报道了基于动态忆阻器的人造树突器件,成功复现了生物树突对信号的非线性过滤、积分以及对时间信号的处理手段。

  为了验证人造树突的计算功能,钻研团队将所开发的人造树突器件与导电细丝型突触器件、Mott相变型胞体器件进走编制集成,构建了包含突触、树突、胞体三栽基本计算单元的新式神经网络。实验终局表现,因为树突功能的引入,该网络在处理具有复杂背景噪声的街景门牌号(SVHN)数据集时,胞体的动态功耗降矮30倍,网络的实在率挑高8%以上,编制评估团体功耗比CPU降矮3个数目级。来自清华大学微电子所的吴华强教授是该论文的通讯作者,李辛毅博士、唐建石助理教授和张清天博士是共同第一作者。

  近年来,钱鹤、吴华强教授团队永远致力于基于忆阻器的存算一体芯片技术钻研,从器件性能优化、工艺集成、电路设计及架构与算法等众层次实现创新突破,有关钻研收获发外于Nature、Nature electronics、Nature Communications、Advanced Materials等顶级期刊和ISSCC、IEDM、VLSI等周围内顶级国际学术会议上。

  受生物启发制备的新原理树突器件,复现了生物树突对信号的非线性过滤、积分等功能

  集成了突触、树突、胞体三栽计算单元的新式人造神经网络,在SVHN数据集上验证了功耗和实在率上的隐微上风

  该做事的主要创新之处包括:

开发出了与CMOS工艺兼容的树突器件,其雄厚的动态特性复现了生物树突单元的非线性过滤、积分以及对时间新闻处理等功能。

将所制备的人造树突器件和基于导电细丝的突触器件、基于Mott相变的胞体器件进走集成,始次在硬件编制上构建了包含突触、树突、胞体三栽基本计算单元的新式人造神经网络。

在包含复杂背景噪声的街景门牌号数据集(SVHN dataset)上,对包含树突计算的人造神经网络功能进走了验证。树突功能的引入将胞体的动态功耗降矮30倍,同时将网络实在率挑高了8%以上,编制评估团体能耗比CPU降矮3个数目级。

  该钻研基于新原理忆阻器的雄厚动态过程开发了神经形式树突器件,并进一步验证了新式人造神经网络的功能。异日经由过程器件、算法、电路、架构的协同创新与优化,有看进一步挑高包含树突计算的人造神经网络处理复杂时空义务的能力,构建更添智能化的矮功耗神经网络。

  该钻研做事得到了国家当然科学基金委、国家重点研发计划、北京市科委、北京新闻科学与技术国家钻研中间等声援。

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