14 apr 2023 (Spot Nanowerk) Memoria cu schimbare de fază (PCM) este un tip de tehnologie de memorie nevolatilă care stochează date la scară nanometrică prin schimbarea fazei unui material specializat între starea cristalină și amorfă. În stare cristalină, materialul prezintă rezistență electrică scăzută, în timp ce în stare amorfă, are rezistență ridicată. Prin aplicarea diferitelor impulsuri de căldură și răcire rapidă, faza poate fi comutată, permițând ca datele să fie scrise și citite ca valori binare (0s și 1s) sau valori analogice continue bazate pe rezistența materialului. Memoria cu schimbare de fază este o tehnologie în curs de dezvoltare cu un mare potențial pentru avansarea calculului analogic în memorie, în special în rețelele neuronale profunde și în calculul neuromorf. Diferiți factori, cum ar fi valorile rezistenței, fereastra de memorie și deviația rezistenței, afectează performanța PCM în aceste aplicații. Până acum, a fost o provocare pentru cercetători să compare dispozitivele PCM pentru calcularea în memorie pe baza exclusivă a diferitelor caracteristici ale dispozitivului, care aveau adesea compromisuri și corelații. O altă provocare este că calculul analogic în memorie poate îmbunătăți considerabil viteza și poate reduce consumul de energie pentru calculul AI, dar poate suferi de o precizie redusă din cauza imperfecțiunii dispozitivelor de memorie analogice. Cercetare nouă, publicată în Materiale electronice avansate („Optimizarea memoriei de schimbare de fază proiectată pentru inferența de calcul analogică în memorie”), abordează aceste probleme prin 1) compararea extensivă a dispozitivelor PCM în rețelele neuronale mari, oferind linii directoare valoroase pentru optimizarea acestor dispozitive în viitor și 2) îmbunătățirea și optimizarea dispozitivelor de memorie analogică realizate cu materiale cu schimbare de fază, îmbunătățind în cele din urmă acuratețea pentru calculul AI. Ning Li, care la acea vreme lucra la IBM Research din Yorktown Heights și Albany (acum profesor asociat la Universitatea Lehigh), primul autor al studiului, și colegii săi de la IBM explică: „În primul rând, am descoperit că multe caracteristici ale dispozitivului poate fi reglat sistematic reglat sistematic folosind un strat de căptușeală introdus în munca noastră anterioară. În al doilea rând, am găsit o modalitate de a optimiza aceste caracteristici ale dispozitivului din punct de vedere al sistemului, utilizând simulări extinse la nivel de sistem.” Aceste două progrese împreună au permis echipei să identifice cele mai bune dispozitive.” În această lucrare, echipa a creat modele care să reprezinte comportamentul de deplasare și zgomot al dispozitivelor PCM. Ei au folosit aceste modele pentru a evalua performanța acestor dispozitive în aplicațiile de inferență ale rețelelor neuronale. Ei au evaluat performanța rețelelor neuronale mari cu zeci de milioane de greutăți (adică, parametrii dintr-o rețea neuronală care determină puterea conexiunilor dintre neuroni; În cazul calculului analogic în memorie bazat pe PCM, greutățile sunt stocate ca valori de rezistență în dispozitivele PCM) folosind dispozitive PCM atât cu și fără căptușeli de proiecție (straturi suplimentare introduse în structura dispozitivului PCM, care sunt realizate dintr-un material fără schimbare de fază), testarea unei varietăți de rețele neuronale profunde (DNN) și seturi de date în mai mulți pași de timp.
Caracteristicile măsurate ale dispozitivului PCM și impactul lor asupra acurateței rețelei în funcție de fereastra de memorie PCM a) intervalul de programare Gmax–Gmin, b) coeficientul de derive de vârf, c) deviația standard a coeficientului de deriva, d) zgomotul de citire normalizat, e) ResNet- 32 (CIFAR-10) eroare de inferență la termen scurt (1 secundă) și pe termen lung (1 lună) după programare, f) eroare de inferență LSTM (PTB) la 1 secundă și la 1 lună după programare, g) eroare de inferență BERT (MRPC) la 1 secundă și la 1 lună după programare, h) eroare de inferență BERT (MNLI) la 1 secundă și la 1 lună după programare. (Retipărit cu permisiunea Wiley-VCH Verlag) (click pe imagine pentru a mări) Studiul constată că dispozitivele cu căptușeală de proiecție funcționează bine în diferite tipuri de DNN, inclusiv rețele neuronale recurente (RNN), rețele neuronale convoluționale (CNN) și transformatoare. rețele bazate. Cercetătorii au examinat, de asemenea, impactul diferitelor caracteristici ale dispozitivului asupra acurateței rețelei și au identificat o serie de specificații ale dispozitivului țintă pentru PCM cu căptușeli care pot duce la îmbunătățiri suplimentare. Spre deosebire de rapoartele anterioare despre dispozitivele PCM pentru calculul AI, această lucrare leagă rezultatele dispozitivului cu rezultatele finale ale cipurilor de calcul cu rețele neuronale profunde mari și utile. Dr. Li explică că dispozitivele PCM pentru calcularea în memorie sunt dificil de comparat pentru aplicațiile AI, folosind doar caracteristicile dispozitivului. Studiul oferă o soluție la această problemă, oferind o analiză comparativă extinsă a dispozitivelor PCM în diferite rețele în diferite condiții de mapare a greutății și linii directoare pentru optimizarea dispozitivelor PCM. Prin posibilitatea de a arăta că caracteristicile dispozitivului pot fi reglate continuu și că aceste caracteristici sunt corelate între ele, devine posibilă optimizarea sistematică a dispozitivelor. Folosind strategia lor de optimizare, cercetătorii au demonstrat că pot obține o acuratețe mult mai bună atât pentru programarea pe termen scurt, cât și pe termen lung. Au redus semnificativ efectele derivei PCM și ale zgomotului asupra rețelelor neuronale profunde, îmbunătățind atât acuratețea inițială, cât și acuratețea pe termen lung. „Aplicațiile potențiale ale activității noastre includ viteză îmbunătățită, putere redusă și costuri reduse în procesarea limbajului, recunoașterea imaginilor și chiar aplicații AI mai largi, cum ar fi ChatGPT”, subliniază Li. Ca rezultat al acestei lucrări, cercetătorii au în vedere că calculul rețelelor neuronale mari va deveni mai rapid, mai ecologic și mai ieftin. Următoarele etape ale investigațiilor lor includ optimizarea în continuare a dispozitivelor PCM și implementarea lor în cipuri de computer. „Direcția viitoare pentru acest domeniu de cercetare este de a permite produse reale pe care clienții le consideră utile”, conchide Li. „Deși sistemele analogice folosesc dispozitive analogice imperfecte, acestea oferă avantaje semnificative în ceea ce privește viteza, puterea și costul. Provocarea constă în identificarea aplicațiilor adecvate și activarea acestora.”
By
Michael
Berger
-
Michael este autorul a trei cărți ale Royal Society of Chemistry:
Nano-Society: Impingerea limitelor tehnologiei,
Nanotehnologie: Viitorul este minuscul, și
Nanoinginerie: abilitățile și instrumentele care fac tehnologia invizibilă
Copyright ©
Michael
Berger
-
Michael este autorul a trei cărți ale Royal Society of Chemistry:
Nano-Society: Impingerea limitelor tehnologiei,
Nanotehnologie: Viitorul este minuscul, și
Nanoinginerie: abilitățile și instrumentele care fac tehnologia invizibilă
Copyright ©
Nanowerk
Deveniți un autor invitat Spotlight! Alăturați-vă grupului nostru mare și în creștere de colaboratori invitați. Tocmai ați publicat o lucrare științifică sau aveți alte dezvoltări interesante de împărtășit cu comunitatea nanotehnologiei? Iată cum să publicați pe nanowerk.com.
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- Sursa: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=62821.php
- :este
- 1
- 10
- 7
- 8
- 9
- a
- Capabil
- precizie
- Obține
- peste
- Suplimentar
- adrese
- avans
- Avantajele
- afecta
- După
- AI
- Permiterea
- Cu toate ca
- Amazon
- și
- O alta
- aplicatii
- Aplicarea
- SUNT
- AS
- Avocat Colaborator
- At
- autor
- bazat
- BE
- deveni
- devine
- fiind
- CEL MAI BUN
- Mai bine
- între
- Manuale
- stimularea
- limitele
- mai larg
- by
- CAN
- caz
- Centru
- contesta
- provocare
- Schimbare
- schimbarea
- Caracteristici
- Chat GPT
- mai ieftin
- chimie
- Chips
- clic
- colegii
- comunitate
- comparaţie
- calcul
- calculator
- tehnica de calcul
- Condiții
- Conexiuni
- consum
- continuu
- continuu
- corelații
- A costat
- a creat
- clienţii care
- de date
- seturi de date
- Data
- adânc
- rețele neuronale profunde
- demonstrat
- Determina
- evoluții
- deviere
- dispozitiv
- Dispozitive
- diferit
- dificil
- direcţie
- a descoperit
- e
- efecte
- Electronic
- șmirghel
- Tehnologie emergentă
- permite
- activat
- permițând
- consolidarea
- eroare
- Eter (ETH)
- evaluat
- Chiar
- captivant
- Exponatele
- Explica
- explică
- extensiv
- factori
- departe
- mai repede
- camp
- Găsi
- descoperiri
- First
- Pentru
- găsit
- din
- funcţie
- mai mult
- viitor
- gif
- mare
- foarte mult
- grup
- În creştere
- Oaspete
- orientări
- Avea
- înălțimi
- Înalt
- Cum
- Cum Pentru a
- HTTPS
- i
- IBM
- identificat
- identifica
- identificarea
- imagine
- Recunoașterea imaginii
- Impactul
- Punere în aplicare a
- îmbunătăţi
- îmbunătățit
- îmbunătățiri
- îmbunătățirea
- in
- include
- Inclusiv
- inițială
- introdus
- Investigații
- probleme de
- IT
- alătura
- jpg
- limbă
- mare
- strat
- straturi
- conduce
- siglă
- Lung
- pe termen lung
- Jos
- făcut
- Efectuarea
- multe
- cartografiere
- material
- Materiale
- Mai..
- Memorie
- Michael
- De mijloc
- milioane
- Modele
- Lună
- multiplu
- nume
- nanotehnologie
- reţea
- rețele
- neural
- rețele neuronale
- rețele neuronale
- neuronii
- Nou
- următor
- Zgomot
- of
- oferi
- oferind
- on
- ONE
- optimizare
- Optimizați
- optimizate
- optimizarea
- Altele
- Hârtie
- parametrii
- în special
- Vârf
- efectua
- performanță
- permisiune
- fază
- PHP
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- Punct
- Punct de vedere
- puncte
- posibil
- potenţial
- putere
- precedent
- anterior
- Problemă
- prelucrare
- Produse
- Profesor
- Programare
- proiectat
- Proiectare
- furnizează
- publica
- publicat
- editor
- împingerea
- gamă
- repede
- Citeste
- real
- recunoaştere
- reduce
- Redus
- Rapoarte
- reprezenta
- cercetare
- cercetători
- Rezistență
- rezultat
- REZULTATE
- regal
- s
- Al doilea
- Distribuie
- Pantaloni scurți
- Pe termen scurt
- Arăta
- semnificativ
- semnificativ
- aptitudini
- So
- până acum
- Societate
- soluţie
- de specialitate
- Specificaţii
- viteză
- Reflector
- Stadiile
- standard
- Stat
- Statele
- stocate
- magazine
- Strategie
- rezistenţă
- structura
- Studiu
- astfel de
- potrivit
- comutate
- sistem
- sisteme
- Ţintă
- echipă
- Tehnologia
- Testarea
- acea
- Viitorul
- lor
- Lor
- Acestea
- trei
- Legături
- timp
- Titlu
- la
- împreună
- Unelte
- Tipuri
- în cele din urmă
- în
- universitate
- actualizări
- URL-ul
- utilizare
- Valoros
- Valori
- varietate
- diverse
- Vizualizare
- Cale..
- greutate
- BINE
- care
- în timp ce
- OMS
- voi
- cu
- în
- fără
- Apartamente
- de lucru
- scris
- Ta
- zephyrnet
Mai mult de la Nanowerk
Un proiect experimental mai eficient pentru proiectarea unei celule într-o stare nouă
Nodul sursă: 2305391
Timestamp-ul: Octombrie 2, 2023
Nouă tehnică nedistructivă pentru analiza materialelor cu un singur atom gros
Nodul sursă: 2551262
Timestamp-ul: Aprilie 19, 2024
Dezvoltarea de fibră de carbon compozită rentabilă și puternică folosind nanotuburi de carbon
Nodul sursă: 1992517
Timestamp-ul: Mar 3, 2023
Oamenii de știință dezvoltă o tehnică eficientă de pulverizare pentru materiale bioactive
Nodul sursă: 2238542
Timestamp-ul: August 21, 2023
Utilizarea învățării automate pentru a ajuta la monitorizarea pericolelor induse de climă
Nodul sursă: 1893836
Timestamp-ul: Jan 13, 2023
Cercetătorii dezvoltă materiale avansate inspirate din natură pentru a obține o reflectivitate solară de 99.6%.
Nodul sursă: 2425864
Timestamp-ul: Jan 3, 2024
Magnetismul promovează o ordine electronică neobișnuită în materialul cuantic
Nodul sursă: 2008575
Timestamp-ul: Mar 13, 2023
Măsurătorile de precizie ale masei nucleelor dezvăluie proprietățile stelei neutronice
Nodul sursă: 2086204
Timestamp-ul: 5 Mai, 2023
AI poate alerta planificatorii urbani și factorii de decizie politică asupra decăderii orașelor
Nodul sursă: 2353333
Timestamp-ul: Octombrie 28, 2023
Cercetătorii detaliază proprietăți nemaivăzute până acum într-o familie de metale supraconductoare Kagome
Nodul sursă: 1953748
Timestamp-ul: Februarie 11, 2023
Inteligența artificială evocă proteine care accelerează reacțiile chimice
Nodul sursă: 1972871
Timestamp-ul: Februarie 22, 2023
Făcând salturi mari în înțelegerea decalajelor la scară nanometrică
Nodul sursă: 2219969
Timestamp-ul: August 18, 2023