一种 137.5 TOPS/W 的 SRAM 存内计算宏单元，带 9 位存储单元嵌入式 ADC 与信号裕度增强技术，用于 AI 边缘应用
硬件体系结构
2023-07-20 v3 神经与进化计算
信号处理
摘要
本文中，我们提出一种基于 SRAM 的高精度 CIM（存内计算）宏单元，可执行 4x4 位 MAC 运算并产出 9 位有符号输出。利用 SRAM 单元固有的放电支路，在两个位线电容上施加时间调制的 MAC 与 9 位 ADC 读出操作。MAC 与模数转换采用同一原理，确保高线性度，从而支持大量模拟 MAC 累加。存储单元嵌入式 ADC 省去了独立 ADC 的使用，提升了能效与面积效率。此外，提出了两种信号裕度增强技术，即 MAC-折叠与升压-限幅方案，以进一步提高 CIM 计算精度。
引用
@article{arxiv.2307.05944,
title = {A 137.5 TOPS/W SRAM Compute-in-Memory Macro with 9-b Memory Cell-Embedded ADCs and Signal Margin Enhancement Techniques for AI Edge Applications},
author = {Xiaomeng Wang and Fengshi Tian and Xizi Chen and Jiakun Zheng and Xuejiao Liu and Fengbin Tu and Jie Yang and Mohamad Sawan and Kwang-Ting Cheng and Chi-Ying Tsui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05944},
year = {2023}
}
备注
Submitted to IEEE ASSCC 2023