用于高能效脉冲计算系统的亚1伏模拟金属氧化物忆阻突触器件
介观与纳米尺度物理
2016-12-21 v1
摘要
纳米尺度金属氧化物忆阻器在开发可扩展且高效的大脑启发计算系统方面具有潜力1-3。在此类系统中，忆阻器代表了生物突触的天然电子类似物。然而，现有忆阻器的特性未能完全支持突触连接的关键要求：高密度、可调权重和低能耗操作。本文中，我们展示一种双层忆阻器，其无形成过程、低电压(~|0.8V|)、高能效(全开/关切换约2pJ)且可靠。此外，脉冲测量揭示了该忆阻器件的模拟特性，即它可被直接编程至中间电阻态。利用此发现，我们演示了脉冲时序依赖可塑性(STDP)，一种基于脉冲的Hebbian学习规则4。在这些实验中，当突触前和突触后神经脉冲重叠时，该忆阻器表现出归一化突触强度的显著变化(>30倍)。该演示是迈向高密度高连接神经网络物理构建的重要一步。
引用
@article{arxiv.1603.03979,
title = {A sub-1-volt analog metal oxide memristive-based synaptic device for energy-efficient spike-based computing systems},
author = {Cheng-Chih Hsieh and Anupam Roy and Yao-Feng Chang and Davood Shahrjerdi and Sanjay K. Banerjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.03979},
year = {2016}
}
备注
11 pages of main text, 3 pages of supplementary information, 5 figures, submitted for Advanced Materials