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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
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
体积排阻色谱联用型有机氮检测器
现有的有机氮测定方法主要基于差减法,存在多方面测定的累加误差,结果难免不够精确和可靠。本发明技术是一种体积排阻色谱联用型氮检测器及应用,其对有机氮的检测原理在于通过体积排阻色谱柱实现有机氮和无机氮的分离,然后通过石英螺旋管结合紫外氧化的方式将有机氮转变为硝态氮,通过紫外检测器检查硝态氮在220nm的紫外吸收,实现定量分析。
南京大学 2021-04-14
井间并行电阻率阻率CT测试方法
本发明公开了一种井间并行电阻率 CT 测试方法,是对钻孔间地质条件及构造特征进行探查的一种物探技术。通过在两两钻井之间布置测试系统,形成 64 个电极的井间测线,采用并行电法数据采集技术进行单极或偶极供电与测试,获得井间电性采集数据,形成井间不同电极间层析数据体。通过井间电阻率层析成像技术实现对测试区域电阻率及激电参数成像,进一步评价其岩层及构造特征状况,获得地质解释成果及认识。该套测试系统可完成 1200m 深井的数据采集。
安徽理工大学 2021-04-13
一种电涡流三维减振装置
本发明提供一种电涡流三维减振装置,该减振装置包括箱体、连接螺孔A、转轴、扭力弹簧、外层球体、中层球体、内层球体、附加质量块A、附加质量块B、连接螺孔B、内层球体扇叶、内层球体底座、中层球体扇叶、中层球体底座、外层球体扇叶、外层球体底座。当结构发生振动时,首先由附加质量块、扭力弹簧和各个球体组成的TMD阻尼器进行能量转移,减小结构振动;其次,在TMD阻尼器工作过程中,由导体与永磁体相对运动产生的电涡流阻尼来耗散能量。该装置利用球体嵌套,实现附加质量块的三维运动;通过设置不同的球体材料,利用电涡流阻尼进行能量耗散,实现多维减振。通过调整扭力弹簧刚度以及附加质量块质量,可对减振装置的使用频率范围进行调节。
东南大学 2021-04-11
用于姿势控制研究的站姿突发减载装置
本实用新型涉及一种用于姿势控制研究的站姿突发减载装置;所述站姿突发减载装置包括箱体、信号发射装置、磁力锁、连杆机构、复位弹簧、踏板、和缓冲平台,所述箱体的上壁设有通孔,连杆机构的一端与箱体的侧壁相铰接,所述踏板位于通孔的上方,且踏板底部通过连接片与连杆机构的另一端相连接,所述连杆机构与箱体顶部之间固定有磁力锁和复位弹簧,所述信号发射装置与磁力锁电气连接,所述缓冲平台设置在箱体内且位于踏板的下方。本实用新型结构简单,操作方便,在姿势控制研究中能有效发生姿势干扰,可模拟腰椎稳定肌突发性失衡,形成非稳定坐面,进而研究突发性失衡对于腰部多裂肌和竖脊肌快速反应的能力。
浙江大学 2021-04-13
一种三自由度减振座椅
本发明涉及一种三自由度减振座椅,属于汽车零件产品设计与制造的技术领域。它 由靠背、座面架、支腿、人字形连接板、弧形连杆、销轴、减振模块和底板组成,其中减振 模块由导向轴、连接导向座、弹簧和阻尼器组成,靠背与座面架固连,座面架下方固定有三 条支腿,每条支腿的下端与弧形连杆相连接,弧形连杆的另一端与减振模块相连接。减振模 块包括一个两自由度减振模块和两个单自由度减振模块,两自由度减振模块与前面的支腿相 连接,单自由度减振模块和后面的两个支腿相连接,三个减振模块呈三角形固定在底板上。 本发明结构简单,能实现座椅在 X、Y、Z 方向三个自由度的减振,从而提高乘坐者的乘坐舒 适度,适用于各种货车、客车、工程车及轿车。 
安徽理工大学 2021-04-13
医用X线机数字减影血管造影系统(DSA)
本项目基于通用微机的数字减影血管造影图象处理系统,与X线机配合,可实现国际上典型DSA系统的各种功能与指标,且操作使用更适合国人。本项目的特点是真正实现了与进口大型X线机的联接,实现脉冲工作方式下的实时数字减影血管造影,样机在第四军医大学唐都医院替代进口西门子公司的Digitron-2数字减影系统已临床使用2年多,实施诊疗5000余例次,收到了非常好的社会
西安交通大学 2021-01-12
一种弹簧阻尼协同隔减振/震装置
本发明提供了一种弹簧阻尼协同隔减振/震装置,包括上钢板和下钢板、夹装于钢板之间的螺旋弹簧、置于螺旋弹簧中的倒刺型粘弹性圆筒阻尼器,倒刺型粘弹性圆筒阻尼器包括与上钢板固定的上内套筒、同轴套装的下内套筒和下外套筒、夹置于下内套筒和下外套筒之间的粘弹性阻尼层、沿截面卡箍于下内套筒中的位置控制板,上内套筒的外径小于下内套筒的内径,且上内套筒的底端内周设有斜上伸出的上置倒刺,下内套筒的顶端外周设有斜下伸出的下置倒刺,当上内套筒向下内套筒中滑动后,上、下置倒刺咬合锁定,内套筒的底面抵靠于位置控制板上。 本发明设计了适于竖向承重结构承受竖向激励的完整弹簧阻尼协同工作系统,解决了系统低阻尼问题,发挥优异的隔振、减振作用。
东南大学 2021-04-11
一种电涡流摩擦摆减隔震支座
本发明公开了一种电涡流摩擦摆减隔震支座,该减隔震支座包括上支座板(1)、铰结滑块(2)、球面滑板(3)、下支座板(4)、永磁铁(5)、铜板(6)、竖向减震弹簧(7)、限位板(8)、减震层(9)、防尘圈(10)、螺栓孔(11)、滑块容腔(12)、摩擦垫(13)、耗能垫(14);所述的下支座板(4)的中部设有一个圆形盲孔,在该盲孔的底部自下至上依次设有竖向减震弹簧(7)、球面滑板3、摩擦垫(13)、铰结滑块(2),上支座板(1)中部的滑块容腔(12)与铰结滑块(2)相吻合,在上支座板(1)下表面的滑块容腔(12)外周设置有永磁铁(5),相邻永磁铁(5)的磁极相反。本发明采用电涡流减震技术与新型磁性橡胶材料减震层提高摩擦摆隔震支座的耗能能力,提高耐久性,实现结构在地震、台风等极端荷载作用下的结构三维减隔震。
东南大学 2021-04-11
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