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多阵列忆阻器存算一体系统
随着人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术兴起,数据量呈现爆炸式增长,传统计算系统的算力难以满足海量数据的计算需求。与此同时,摩尔定律逐渐放缓,单纯依靠提高集成度、缩小晶体管尺寸来提升芯片及系统性能的路径正面临技术极限,通过引入忆阻器新器件、模拟计算新范式、存算一体新架构,将拓展出全新的高性能人工智能芯片与系统,实现计算能力的飞跃。 目前被广泛使用的经典冯·诺依曼计算架构下数据存储与处理是分离的,存储器与处理器之间通过数据总线进行数据传输,在面向大数据分析等应用场景中,这种计算架构已成为高性能低功耗计算系统的主要瓶颈之一:数据总线的有限带宽严重制约了处理器的性能与效率,且存储器与处理器之间存在严重性能不匹配问题。忆阻器存算一体系统把传统以计算为中心的架构转变为以数据为中心的架构,其直接利用阻变器件进行数据存储与处理,通过将器件组织成为交叉阵列形式,实现存算一体的矩阵向量乘计算。忆阻器存算一体系统可以避免数据在存储和计算中反复搬移带来的时间和能量开销,消除了传统计算系统中的“存储墙”与“功耗墙”问题,可以高效、并行的完成基础的矩阵向量乘计算,未来极有潜力成为支撑人工智能等新兴应用的核心技术。 清华大学吴华强教授团队实现了材料与器件、电路设计、架构和算法的软硬件协同等多方面原始创新,解决了系统精度损失等被广泛关注的难题: 材料与器件创新。科研团队选择了电学特性稳定的二氧化铪作为忆阻层核心材料,提出了通过插入少量氧化铝层来固定离子分布、抑制晶粒间界形成的新理论,提出了引入热增强层的新原理器件结构,成功抑制了忆阻器非理想特性的产生。 电路设计创新。开发了一套忆阻器与晶体管的混合电路设计方法,提出“差分电阻”设计思想,采取源线电流镜限流设计,抑制了忆阻器电路中可能产生的各种计算误差。 算法创新。提出了混合训练算法,仅用小数据量训练神经网络并只更新最后一层网络的权重,即可将存算一体硬件系统的计算精度达到与软件理论值相同的水平。 “技术链”创新。从“单点技术突破”拓展到“技术链突破”,开发了针对忆阻器存算一体芯片的电子设计自动化(EDA)工具,打通了从电路模块设计到系统综合再到芯片验证的设计全流程。 上述理论和方法发表于《自然》《自然·纳米技术》《自然·通讯》等国际顶级期刊,以及被誉为“集成电路奥林匹克”的“国际固态电路大会”等顶级学术会议。研究成果被“国际半导体技术路线图”和30多部综述文章长篇幅引用。团队已在该研究方向申请国内外专利72项,其中30项已获得授权,知识产权完全自主可控。 团队已研制出全球首款忆阻器存算一体芯片和系统,集成了8个忆阻器阵列和完整的外围控制电路,以更小的功耗和更低的硬件成本大幅提升了计算设备的算力。全系统的计算能效比当前主流的人工智能计算平台——图形处理器(GPU)高两个数量级。团队还设计了一款基于130nm工艺研制的完整忆阻器存算一体芯片,在MNIST数据集上计算速度已超过市面上28nm工艺的四核CPU产品近20倍,能效有近千倍的优势。
清华大学 2021-02-01
钢铁企业物流一体化管理系统
物流是指从生产企业内部的原材料、协作件的采购开始,经过生产制造过程中的半成品的装卸搬运、保管和成品包装,到流通部门的运输、保管、配送,最后到达用户的全过程,以及与之相应的信息与管理活动。国外先进的生产企业高度重视物流技术,物流被称为企业的第三利润源泉,是企业竞争的重要领域。 对于钢铁企业而言,其生产过程最为复杂,生产管理模式也由传统的大批量、少品种生产,转变为按用户合同组织生产。因此生产管理方法和手段必须上一个台阶,走向现代化的管理阶段。生产物流一体化管理技术正是其核心技术,该系统主要包括下列功能: 订单管理:用户合同管理,包括输入、修改、冻结、交货期评估等; 质量设计:根据企业内控标准、行业标准等,对合同进行各生产工序的质量目标设计; 合同计划管理:根据各生产单元情况、设备检修等,进行整体生产物流平衡,确定合同生产时间; 合同跟踪:实时对生产实绩进行跟踪,确保合同的生产日期和生产数量; 计划管理:根据生产设备情况、合同跟踪情况,编制各个生产单元的生产计划; 中间库管理:对入库、出库、倒垛进行管理,保证生产计划和生产调整指令的顺利实施; 合同匹配:根据生产库存情况、对未生产的合同进行匹配,确保最低库存水平。 应用范围:试用于冶金企业及其他生产性企业信息化改造。类似系统已经应用成功的企业有宝钢集团、武钢集团、珠江钢铁公司等
北京科技大学 2021-04-13
马铃薯漏播检测-补种一体化系统
本实用新型提出一种马铃薯漏播检测‑补种一体化系统,脱离原有的底轮驱动播种器运动结构设计形式,而是由单独的排种直流电机驱动勺链运转,所述排种直流电机与智能控制器相连;并通过编码速度传感器实时检测底轮速度,智能控制器通过接收安装在取种勺侧面的光电、压电和霍尔传感器信号,对漏播位置精准检测,并采用计数方式对补种时刻进行精准判断;补种时,控制勺链加速转动以越过缺种勺而由其下一有种勺进行补种的方式进行补种,漏播检测及补种精度高;而且,通过排种直流电机单独控制勺链运转,可实现对马铃薯播种独立约束控制的变速可调式排种与补种控制,实现了漏播检测与补种一体化设计。
青岛农业大学 2021-04-13
多阵列忆阻器存算一体系统
项目成果/简介:随着人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术兴起,数据量呈现爆炸式增长,传统计算系统的算力难以满足海量数据的计算需求。与此同时,摩尔定律逐渐放缓,单纯依靠提高集成度、缩小晶体管尺寸来提升芯片及系统性能的路径正面临技术极限,通过引入忆阻器新器件、模拟计算新范式、存算一体新架构,将拓展出全新的高性能人工智能芯片与系统,实现计算能力的飞跃。
清华大学 2021-01-12
面向老人的床椅一体化系统
面向卧床残障人(如卧床的老年人和腿部行动不便的残疾人)的自理生活需求,攻克了模块化机构构型设计、床椅的分离与自动对接技术、语音等多模式人机交互技术,开发研制了模块化可变形的多功能床椅一体化系统,该系统即可自动从护理床变形为轮椅,又可从轮椅反向变换回护理床。在护理床状态时,通过语音控制可以实现翻身、抬背与曲腿等功能,此外还配备了血压、脉搏、体温等生理参数监测及报警系统、网络视频娱乐与吃药提醒系统等,可以与远方的子女进行视频情感交流;在轮椅状态时,通过
北京航空航天大学 2021-04-14
光储一体能源系统研究与开发
 本项目针对光伏发电分散式接入电网的模式,设计了对电网友好可控的带储能装置的多端口变换器光储一体能源系统。应用环境有公共建筑、工业厂房和居民家庭等有公共电网的地方,或者无公共电网但有电力需求的地方如偏远山区、海岛等,该光储能源系统能够经过自我调节和控制与大电网互为支撑,向重要负载不间断供电等功能。 本项目成功开发50Kw光储一体能源系统,系统含有光伏端口、电池端口和交流端口,光伏组件通过Boost变换器接入直流母线;蓄电池通过双向DC/DC变换器也接在直流母线上;变换器的交流端口可以接电网,也能为三相负载供电,逆变器采用三相四线制结构,直流母线分裂电容的电压均衡由均压桥臂(S11,S12)平衡。本系统有三大特征:采用双路光伏MPPT输入,使安装在不同方向的光伏阵列最大限度获取太阳能;能量采用直流母线汇聚形式,降低了系统损耗和效率;负载接口分为重要负载和可控负载接口,确保系统维持对重要负载的供电,实现能量的平衡自治。 项目具有重大的科研价值,项目成功实现产品转化,将应用于海南某小区几个单元的供电系统,实现能量自给自足、余电上网模式,开启绿色环保、低碳节能的新用电方式。
上海交通大学 2021-04-13
科学家破解天文学难题 一箭双雕揭秘第一代星系和暗物质
最近,我国天文学家提出,通过测量21厘米森林的一维功率谱,未来的平方公里阵列射电望远镜(SKA)将能够同时揭秘宇宙第一代星系和暗物质的性质。相关研究发表在国际学术期刊《自然·天文》上。
科技日报 2023-07-26
材料学院周欢萍团队和张艳锋团队在钙钛矿太阳能电池的重要进展
《科学》报道材料学院周欢萍团队和张艳锋团队在钙钛矿太阳能电池的重要进展。
北京大学 2025-01-14
“镜湖一号”——“高校对外宣传数据智能分析平台”一体机
当前,高校内部学院、部门网站更新不及时,僵尸网站、发布内容存在不规范用语、错别字等情况较为普遍,造成了很大的安全风险。由内蒙古财经大学自主开发的“镜湖一号——高校对外宣传数据智能分析平台一体机”,很好的解决了上述出现的问题。同时,还具备了呈现学校对外宣传数据数据分析与挖掘的可视化态势展现功能,支持大屏观看和手机端查看。“镜湖一号”基于高校对互联网发布的各类数据,使用人工智能和大数据分析技术设计应用模型,让学校的管理者实时掌握数据动态。 应用场景及创新点: 1.监控敏感信息泄露,展现处置状态。 2.代替人工发现更新不及时、不到位的网站。 3.对比分析高校党建态势,同时展现学校内部各部门党建状态和成果。 3.实时展示高校发布的宣传数据态势,分析出最受欢迎、热门文章等。 4.平台支持国产化平台部署。 5.实现一体机快速部署。
内蒙古财经大学 2025-05-08
一种表面为圆柱块、四边为三角状的发泡水泥保温板
本实用新型公开了一种表面为圆柱块、四边为三角状的发泡水泥保温板,涉及一种建筑材料。包括保温板主体(1)、圆柱块(2)、上三角块(3)、下三角块(4),所述的保温板主体(1)上表面设有相同尺寸的圆柱块(2),四边都设有上三角块(3)和下三角块(4),上三角块(3)设置在保温板主体(1)的前边、后边、左边和右边的右上方,下三角块(4)设置在保温板主体(1)的前边、后边、左边和右边的左下方。本实用新型结构简单,通过圆柱块(2)插入粘结层(5),形成可靠连接,无需使用锚固件,节约成本,再通过上三角块(3)与
安徽建筑大学 2021-01-12
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