Наноиндустрия #5/2018
С.Удовиченко, А.Писарев, А.Бусыгин, О.Маевский
Нейропроцессор на основе комбинированного мемристорно-диодного кроссбара
В работе представлена концепция автономного аппаратного средства – нейропроцессора, на котором могут базироваться как нейросети на простых нейронах, используемые в информационных технологиях, так и биоморфная нейросеть для моделирования работы кортикальной колонки человеческого мозга. Нейропроцессор как вычислительное устройство матрично-векторных операций включает в себя логическую и запоминающую матрицы, построенные на основе комбинированного мемристорно-диодного кроссбара. Предложены функциональная схема нейропроцессора, а также электрические схемы запоминающей и универсальной логической матриц. Последняя в качестве программируемой логической матрицы выполняет умножение матрицы на вектор путем последовательных конъюнкций с инверсией; в качестве коммутатора направляет выходные импульсы нейронов на синапсы других нейронов; в качестве части входного устройства нейропроцессора реализует первичную обработку сигнала в цифровом режиме с помощью умножения матрицы на вектор, преобразуя входные данные в нужный формат; в качестве части выходного устройства осуществляет сжатие информации с помощью того же умножения для передачи в интерфейсный блок. SPICE-моделирование основных узлов нейропроцессора, показало высокую энергоэффективность предложенных матриц. УДК 004.33; ВАК 05.27.01; DOI: 10.22184/1993-8578.2018.84.5.344.355