14 april 2023 (Nanowerk-schijnwerper) Phase Change Memory (PCM) is een type niet-vluchtige geheugentechnologie die gegevens op nanoschaal opslaat door de fase van een gespecialiseerd materiaal te veranderen tussen kristallijne en amorfe toestanden. In de kristallijne toestand vertoont het materiaal een lage elektrische weerstand, terwijl het in de amorfe toestand een hoge weerstand heeft. Door verschillende warmte- en snelkoelpulsen toe te passen, kan de fase worden geschakeld, waardoor gegevens kunnen worden geschreven en gelezen als binaire waarden (0s en 1s) of continue analoge waarden op basis van de weerstand van het materiaal. Faseveranderingsgeheugen is een opkomende technologie met een groot potentieel voor het bevorderen van analoog in-memory computing, met name in diepe neurale netwerken en neuromorfisch computergebruik. Verschillende factoren, zoals weerstandswaarden, geheugenvenster en weerstandsdrift, beïnvloeden de prestaties van PCM in deze toepassingen. Tot nu toe was het voor onderzoekers een uitdaging om PCM-apparaten voor in-memory computing uitsluitend te vergelijken op basis van de verschillende apparaatkenmerken, die vaak wisselwerkingen en correlaties met zich meebrachten. Een andere uitdaging is dat analoog in-memory computing de snelheid aanzienlijk kan verbeteren en het stroomverbruik voor AI-computing kan verminderen, maar dat dit kan leiden tot verminderde nauwkeurigheid als gevolg van imperfecties in de analoge geheugenapparaten. Nieuw onderzoek, gepubliceerd in Geavanceerde elektronische materialen (“Optimalisatie van geprojecteerd faseveranderingsgeheugen voor analoge in-memory computing-inferentie”), pakt deze problemen aan door 1) het uitgebreid benchmarken van PCM-apparaten in grote neurale netwerken, wat waardevolle richtlijnen biedt voor het optimaliseren van deze apparaten in de toekomst, en 2) het verbeteren en optimaliseren van analoge geheugenapparaten die zijn gemaakt met faseveranderingsmaterialen, waardoor uiteindelijk de nauwkeurigheid voor AI-computing wordt verbeterd. Ning Li, die destijds werkte bij IBM Research in Yorktown Heights en Albany (nu universitair hoofddocent aan de Lehigh University), de eerste auteur van het onderzoek, en zijn IBM-collega's leggen uit: “Eerst ontdekten we dat veel apparaatkenmerken kan systematisch worden afgesteld met behulp van een voeringlaag die in ons eerdere werk is geïntroduceerd. Ten tweede hebben we een manier gevonden om deze apparaatkarakteristieken vanuit systeemoogpunt te optimaliseren met behulp van uitgebreide simulaties op systeemniveau.” Dankzij deze twee ontwikkelingen samen kon het team de beste apparaten identificeren.” In dit werk creëerde het team modellen om het drift- en ruisgedrag van PCM-apparaten weer te geven. Ze gebruikten deze modellen om de prestaties van deze apparaten in neurale netwerkinferentietoepassingen te beoordelen. Ze evalueerden de prestaties van grote neurale netwerken met tientallen miljoenen gewichten (dat wil zeggen, de parameters binnen een neuraal netwerk die de sterkte van de verbindingen tussen neuronen bepalen; in het geval van PCM-gebaseerde analoge in-memory computing worden de gewichten opgeslagen als weerstandswaarden in de PCM-apparaten) met behulp van PCM-apparaten zowel met als zonder projectievoeringen (extra lagen geïntroduceerd in de PCM-apparaatstructuur, die zijn gemaakt van een niet-faseveranderingsmateriaal), het testen van een verscheidenheid aan diepe neurale netwerken (DNN's) en datasets in meerdere tijdstappen.
Gemeten kenmerken van het PCM-apparaat en hun impact op de netwerknauwkeurigheid als functie van het PCM-geheugenvenster a) programmeerbereik Gmax – Gmin, b) piekdriftcoëfficiënt, c) standaardafwijking van driftcoëfficiënt, d) genormaliseerde leesruis, e) ResNet- 32 (CIFAR-10) inferentiefout op korte termijn (1 seconde) en lange termijn (1 maand) na programmering, f) LSTM (PTB) inferentiefout op 1 seconde en 1 maand na programmering, g) BERT (MRPC) inferentiefout na 1 seconde en 1 maand na het programmeren, h) BERT (MNLI)-inferentiefout na 1 seconde en 1 maand na het programmeren. (Herdrukt met toestemming van Wiley-VCH Verlag) (klik op de afbeelding om te vergroten) Uit het onderzoek blijkt dat apparaten met projectievoeringen goed presteren op verschillende DNN-typen, waaronder terugkerende neurale netwerken (RNN's), convolutionele neurale netwerken (CNN's) en transformator- gebaseerde netwerken. De onderzoekers onderzochten ook de impact van verschillende apparaatkenmerken op de netwerknauwkeurigheid en identificeerden een reeks doelapparaatspecificaties voor PCM met liners die tot verdere verbeteringen kunnen leiden. In tegenstelling tot eerdere rapporten over PCM-apparaten voor AI-computing, koppelt dit werk apparaatresultaten aan de eindresultaten van computerchips met grote en nuttige diepe neurale netwerken. Dr. Li legt uit dat PCM-apparaten voor in-memory computing moeilijk te vergelijken zijn voor AI-toepassingen, omdat ze alleen gebruik maken van apparaatkenmerken. De studie biedt een oplossing voor dit probleem door het aanbieden van uitgebreide benchmarking van PCM-apparaten in verschillende netwerken onder verschillende omstandigheden van gewichtstoewijzing en richtlijnen voor de optimalisatie van PCM-apparaten. Door te kunnen aantonen dat apparaatkarakteristieken continu kunnen worden afgestemd, en dat deze karakteristieken met elkaar gecorreleerd zijn, wordt systematische optimalisatie van de apparaten mogelijk. Met behulp van hun optimalisatiestrategie hebben de onderzoekers aangetoond dat ze een veel betere nauwkeurigheid kunnen bereiken voor zowel korte- als langetermijnprogrammering. Ze verminderden de effecten van PCM-drift en ruis op diepe neurale netwerken aanzienlijk, waardoor zowel de initiële nauwkeurigheid als de nauwkeurigheid op de lange termijn werden verbeterd. “Potentiële toepassingen van ons werk zijn onder meer verbeterde snelheid, minder kracht en lagere kosten voor taalverwerking, beeldherkenning en zelfs bredere AI-toepassingen, zoals ChatGPT”, benadrukt Li. Als resultaat van dit werk voorzien de onderzoekers dat grote neurale netwerkberekeningen sneller, groener en goedkoper zullen worden. De volgende fasen in hun onderzoek omvatten het verder optimaliseren van PCM-apparaten en het implementeren ervan in computerchips. “De toekomstige richting voor dit onderzoeksveld is het mogelijk maken van echte producten die klanten nuttig vinden”, besluit Li. “Hoewel analoge systemen imperfecte analoge apparaten gebruiken, bieden ze aanzienlijke voordelen op het gebied van snelheid, kracht en kosten. De uitdaging ligt in het identificeren van geschikte toepassingen en het mogelijk maken daarvan.”
By
Michael
Berger
-
Michael is auteur van drie boeken van de Royal Society of Chemistry:
Nano-Society: de grenzen van technologie verleggen,
Nanotechnologie: de toekomst is klein en
Nanoengineering: de vaardigheden en tools die technologie onzichtbaar maken
Copyright ©
Michael
Berger
-
Michael is auteur van drie boeken van de Royal Society of Chemistry:
Nano-Society: de grenzen van technologie verleggen,
Nanotechnologie: de toekomst is klein en
Nanoengineering: de vaardigheden en tools die technologie onzichtbaar maken
Copyright ©
Nanowerk
Word een Spotlight-gastauteur! Sluit je aan bij onze grote en groeiende groep gastbijdragers. Heb je net een wetenschappelijk artikel gepubliceerd of heb je andere opwindende ontwikkelingen om te delen met de nanotechnologie-gemeenschap? Hier leest u hoe u op nanowerk.com publiceert.
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- Bron: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=62821.php
- :is
- 1
- 10
- 7
- 8
- 9
- a
- in staat
- nauwkeurigheid
- Bereiken
- over
- Extra
- adressen
- voorschotten
- voordelen
- invloed hebben op
- Na
- AI
- Het toestaan
- Hoewel
- Amazone
- en
- Nog een
- toepassingen
- Het toepassen van
- ZIJN
- AS
- Associëren
- At
- auteur
- gebaseerde
- BE
- worden
- wordt
- wezen
- BEST
- Betere
- tussen
- Boeken
- het stimuleren
- grenzen
- bredere
- by
- CAN
- geval
- Centreren
- uitdagen
- uitdagend
- verandering
- veranderende
- kenmerken
- ChatGPT
- goedkoper
- chemie
- chips
- Klik
- collega's
- gemeenschap
- vergelijken
- berekening
- computer
- computergebruik
- voorwaarden
- aansluitingen
- consumptie
- doorlopend
- doorlopend
- correlaties
- Kosten
- aangemaakt
- Klanten
- gegevens
- datasets
- Datum
- deep
- diepe neurale netwerken
- gedemonstreerd
- Bepalen
- ontwikkelingen
- afwijking
- apparaat
- systemen
- anders
- moeilijk
- richting
- ontdekt
- e
- duurt
- elektronisch
- opkomende
- Opkomende technologie
- in staat stellen
- ingeschakeld
- waardoor
- verbeteren
- fout
- Ether (ETH)
- geëvalueerd
- Zelfs
- opwindend
- vertoont
- Verklaren
- Verklaart
- uitgebreid
- factoren
- ver
- sneller
- veld-
- VIND DE PLEK DIE PERFECT VOOR JOU IS
- vondsten
- Voornaam*
- Voor
- gevonden
- oppompen van
- functie
- verder
- toekomst
- gif
- groot
- sterk
- Groep
- Groeiend
- Gast
- richtlijnen
- Hebben
- hoogten
- Hoge
- Hoe
- How To
- HTTPS
- i
- IBM
- geïdentificeerd
- identificeren
- het identificeren van
- beeld
- Beeldherkenning
- Impact
- uitvoering
- verbeteren
- verbeterd
- verbeteringen
- het verbeteren van
- in
- omvatten
- Inclusief
- eerste
- geïntroduceerd
- onderzoeken
- problemen
- IT
- mee
- jpg
- taal
- Groot
- lagen
- Legkippen
- leiden
- logo
- lang
- langdurig
- Laag
- gemaakt
- maken
- veel
- in kaart brengen
- materiaal
- materieel
- Mei..
- Geheugen
- Michael
- Midden
- miljoenen
- modellen
- Maand
- meervoudig
- naam
- nanotechnologie
- netwerk
- netwerken
- Neural
- neuraal netwerk
- neurale netwerken
- neuronen
- New
- volgende
- Geluid
- of
- bieden
- het aanbieden van
- on
- EEN
- optimalisatie
- Optimaliseer
- geoptimaliseerde
- optimaliseren
- Overige
- Papier
- parameters
- vooral
- Hoogtepunt
- uitvoeren
- prestatie
- toestemming
- fase
- PHP
- Plato
- Plato gegevensintelligentie
- PlatoData
- punt
- Oogpunt
- punten
- mogelijk
- potentieel
- energie
- vorig
- Voorafgaand
- probleem
- verwerking
- Producten
- Hoogleraar
- Programming
- geprojecteerde
- Projectie
- biedt
- publiceren
- gepubliceerde
- uitgever
- voortvarend
- reeks
- snel
- Lees
- vast
- erkenning
- verminderen
- Gereduceerd
- Rapporten
- vertegenwoordigen
- onderzoek
- onderzoekers
- Weerstand
- resultaat
- Resultaten
- koninklijk
- s
- Tweede
- Delen
- Bermuda's
- korte termijn
- tonen
- aanzienlijke
- aanzienlijk
- vaardigheden
- So
- dusver
- Maatschappij
- oplossing
- gespecialiseerde
- specificaties
- snelheid
- Spotlight
- stadia
- standaard
- Land
- Staten
- opgeslagen
- winkels
- Strategie
- sterkte
- structuur
- Studie
- dergelijk
- geschikt
- geschakelde
- system
- Systems
- doelwit
- team
- Technologie
- Testen
- dat
- De
- De toekomst
- hun
- Ze
- Deze
- drie
- Ties
- niet de tijd of
- Titel
- naar
- samen
- tools
- types
- Tenslotte
- voor
- universiteit-
- updates
- URL
- .
- waardevol
- Values
- variëteit
- divers
- Bekijk
- Manier..
- gewicht
- GOED
- welke
- en
- WIE
- wil
- Met
- binnen
- zonder
- Mijn werk
- werkzaam
- geschreven
- Your
- zephyrnet
Meer van Nanowerk
De nieuw ontdekte kloof tussen koolmonoxide en koolstofmonoxide kan helpen bij het identificeren van bewoonbare exoplaneten
Bronknooppunt: 2471166
Tijdstempel: Februari 6, 2024
Atomisch nauwkeurige kwantum-antidots via zelfassemblage van vacatures
Bronknooppunt: 2255413
Tijdstempel: September 6, 2023
AI voor perovskietzonnecellen: sleutel tot betere productie
Bronknooppunt: 2395019
Tijdstempel: 22 november 2023
Hoe het onzichtbare te zien: de verdeling van donkere materie gebruiken om ons kosmologische model te testen
Bronknooppunt: 2052622
Tijdstempel: 8-2023-XNUMX
Nieuwe studie verbrijzelt conventionele wijsheid en ontsluit de toekomst van elektrochemische apparaten
Bronknooppunt: 2160377
Tijdstempel: Juli 6, 2023
Elektrodeontwerp voor lithium-ionbatterij die de batterijprestaties van smartphones en laptops verbetert
Bronknooppunt: 1928209
Tijdstempel: Jan 30, 2023
Uit onderzoek blijkt dat er een reactie is die de kern vormt van veel duurzame energietechnologieën
Bronknooppunt: 2444659
Tijdstempel: Jan 16, 2024
Synthetisch DNA zou wetenschappers kunnen helpen genen aan te passen en nieuwe biobrandstoffen te creëren
Bronknooppunt: 2119343
Tijdstempel: Juni 2, 2023
Nieuwe mechanische transistors maken milieuvriendelijk en elektriciteitsvrij computergebruik mogelijk
Bronknooppunt: 2527498
Tijdstempel: 26-2024-XNUMX
Onderzoekers controleren individuele moleculen voor nauwkeurige detectie
Bronknooppunt: 2139741
Tijdstempel: Juni 19, 2023