Наноиндустрия #7-8/2020
С.Ю.Удовиченко, А.Д.Писарев, А.Н.Бусыгин, А.Н.Бобылев
Биоморфный нейропроцессор – прототип компьютера нового поколения, являющегося носителем искусственного интеллекта. Часть 1
DOI: 10.22184/1993-8578.2020.13.7-8.466.475 Биоморфный нейропроцессор реализует аппаратную импульсную нейросеть для традиционных задач обработки информации, а также для воспроизведения работы кортикальной колонки мозга. Ключевыми узлами аппаратной нейросети являются запоминающая и логическая матрицы, разработанные на основе нового компонента наноэлектроники – комбинированного мемристорно-диодного кроссбара, обладающие высокой интеграцией элементов и энергоэффективностью по сравнению с известными нейропроцессорами и отдельными матрицами. Представлены концепция биоморфного нейропроцессора, описание нейросети, построенной на основе оригинальной программной модели нейрона и адаптированной к аппаратной части нейропроцессора, а также нанотехнология изготовления мемристорно-диодного кроссбара и результаты исследования его электрофизических свойств.
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