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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
一种多形式机械振动阻尼器
一种多形式机械振动阻尼器,包括扭转振动减振安装法兰、四脚卡盘、上箱体、扇形活塞、直线振动减振安装杆和下箱体;所述扇形活塞安装在上箱体和下箱体中,所述上箱体与下箱体固定连接;所述扭转振动减振安装法兰安装在四脚卡盘上;所述直线振动减振安装杆经下箱体安装在扇形活塞中;所述四脚卡盘安装在扇形活塞中,并穿过直线振动减振安装杆。本发明实现集直线振动和扭转振动两种振动形式的减振作用,具有结构简单、吸能效率高、应用范围广、灵活性强,安装方便等优点。市场预测:本专利能广泛应用于被动减振领域,结构简单,成本低,市场前景好。
长沙理工大学 2021-04-13
多标准超高频射频识别读写器芯片
已有样品/n该款芯片支持ISO 18000-6C(EPC Global Class 1 Generation 2)、GB/T29768-2013 及GJB 7377.1-2011 等多种UHF RFID 读写器标准,多标准兼容模式即满足了国际市场需求,又兼具了本土产品的适应性。该款芯片采用高性能的回波抵消技术和独有的零中频接收机架构模式,优化了电源管理方案,提高了接收的灵敏度,增大了UHF RFID 读写器的读取距离,同时极大地简化了电路结构,
中国科学院大学 2021-01-12
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
一种多隔离变压器串联供电装置
本实用新型公开了一种多隔离变压器串联供电装置,输入电源V
西南交通大学 2016-10-24
MCSG5000A 多通道相参信号发生器
MCSG5000A多通道相参信号发生器具有频率覆盖范围宽,功率调节范围大,超低相位噪声,高频谱纯度,通道间相位、幅度、时延可独立调节等特点。可满足相控阵雷达天馈系统维护检修,雷达接收机维护检修,变频系统本振替代等应用需求。 功能特点 频率范围:1 MHz至50 GHz 调制带宽:200 MHz 通道数:八通道 支持相位、幅度、延时调整 支持AM、FM、PM、脉冲调制 应用领域 相控阵天馈系统及接收机测试、检修 MIMO通信系统测试及检修
成都玖锦科技有限公司 2022-08-05
基于偏振成像的水下考察勘探成像观察仪(产品)
成果简介:对于自然光照明的水下场景,不同距离上目标场景的偏振信息不 同。当采用线/圆偏振光照明时,目标场景的退偏度一般均大于水体散射光 的退偏度,利用该特性来滤除传输路径上的水体后向散射光。本成果研究了自然光在水下传输的偏振变化规律,提出一种利用目标和背景偏振差异进行 水下低对比度图像复原的方法,利用偏振成像及其图像处理技术,研制水下 考察勘探成像观察仪(照相机或摄像机),实现在日光照明或全色主动照明条 件下对海洋、湖泊、水库等的水下观察、勘探和救
北京理工大学 2021-04-14
声压测量传感器及多纵模光纤激光器声压测量系统
本发明公开了一种声压测量传感器及多纵模光纤激光器声压测 量系统。声压测量传感器包括金属圆桶、薄膜和光纤;金属圆桶的侧 壁中部有开孔,内壁设有吸音棉;薄膜位于金属圆桶的上端开口处, 形成密封结构;光纤两端固定,呈紧绷状态,中部粘贴在薄膜的表面。 多纵模光纤激光器声压测量系统包括 980nm 泵浦光源、多纵模激光谐 振腔、光纤隔离器、光电转换模块和频谱分析仪;多纵模激光谐振腔 包括声压测量传感器、波分复用器、掺铒光纤、可
华中科技大学 2021-04-14
基于石英晶体微天平的生物医学农业等多领域快速低成本检测技术
成果描述:通过对QCM(石英晶体微天平)技术和检测标的物的化学特性的研究,课题组成功研制出一种基于石英晶体微天平(QCM)的生物医学农业等多领域快速低成本检测技术新型自动检测系统。课题组与中国农业科学院和四川大学生物治疗国家重点实验室建立了良好的长期合作关系。所研制的系统已经在中国农业科学院和四川大学生物治疗国家重点实验室的配合下完成了测试和实验,拿到了大量实验数据资料,完成了系统效能评估。经过实验得到数据说明了课题组研制的测试系统具有实时性好、分辨率高、成本低、体积小、操作方便等优点。该测试系统的检测精度可以达到纳克级别。 以在重金属检测领域中的应用为例,国外目前对重金属离子的定量检测主要有紫外可分光光度法(UV)、原子吸收法(AAS)、原子荧光法(AFS)、电感耦合等离子体法(ICP)、X荧光光谱(XRF)和电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)等。我国对重金属污染十分重视,目前国内对重金属离子的定量检测主要还是借鉴国外一些常用的检测方法。但是这些检测方法价格普遍昂贵、操作相对繁琐且检测限仅可达纳克(ng)级。国家每年都要花费大量的财力、人力和物力来检测各种领域里的重金属。该测试系统的研制成功将会提供一种全新的、低成本的、简单有效的检测重金属的方法。该成果不仅可以应用于农产品中的重金属离子检测,其在环保和生化领域同样拥有极大的应用前景。
电子科技大学 2021-04-10
一种具有抑制肿瘤细胞多药耐药的高活性抗癌新药甲酰阿地咪
天然产物阿地咪的人工合成衍生甲酰阿地咪((-)-5-N-formalardeemin)及其药学上可接受的盐可作为抗肿瘤药物应用于治疗人类恶性肿瘤。其作为抗肿瘤药物不仅可直接抑制恶性肿瘤细胞的增长,更为重要的是可作为化疗增敏剂,与其它抗肿瘤药物如阿霉素、长春新碱等联用,通过逆转肿瘤细胞的多药耐药性而达到有效杀灭肿瘤细胞的作用。更有意义的是,其作为化疗药物增敏剂较其直接作为肿瘤细胞生长抑制剂在治疗恶性肿瘤方面更为有效,具有重要的临床应用前景。
四川大学 2016-04-26
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