في الآونة الأخيرة، قام فريق البروفيسور وو هواكيانغ والأستاذ المساعد جاو بين من كلية الدوائر المتكاملة في جامعة تسينغهوا بتطوير أول شريحة متكاملة للذاكرة والحساب متكاملة النظام في العالم تدعم التعلم الفعال على الرقاقة (يمكن إكمال التعلم الآلي مباشرة على جانب الأجهزة) استنادًا إلى نموذج الحوسبة للتخزين والحساب المتكامل. لقد حققت طفرة كبيرة في مجال ذاكرة الميمريستور ورقائق الحساب المتكاملة التي تدعم التعلم على الرقاقة، ومن المتوقع أن تعزز تطوير الذكاء الاصطناعي وأجهزة القيادة الذاتية القابلة للارتداء وغيرها من المجالات. تم نشر النتائج ذات الصلة على الإنترنت في العدد الأخير من مجلة "العلم".
تركز الأبحاث الدولية الحالية ذات الصلة بشكل أساسي على عرض وظائف التعلم على مستوى مصفوفة الممرستور. ومع ذلك، فإن تحقيق شريحة ميمريستور متكاملة النظام بالكامل والتي تدعم التعلم الفعال على الرقاقة لا يزال يواجه تحديات كبيرة ولم يتحقق بعد. السبب الرئيسي هو أن طريقة تحديث الوزن عالية الدقة التي تتطلبها خوارزمية تدريب الانتشار العكسي التقليدية لديها قدرة ضعيفة على التكيف مع الخصائص الفعلية للذاكرة.
من المفهوم أنه في مواجهة التحدي الرئيسي المتمثل في بنية التخزين التقليدية وفصل الحوسبة التي تحد من تحسين قوة الحوسبة، اقترح وو هوا تشيانغ وجاو بن بشكل إبداعي خوارزمية وهندسة عالمية جديدة (STELLAR) تعمل على تكييف تخزين الممرستور وتكامل الحوسبة لتحقيق تعلم فعال على الرقاقة. إنه يحقق بشكل فعال التكامل المتجانس ثلاثي الأبعاد لمصفوفات الممرستور التناظرية واسعة النطاق وCMOS. من خلال الابتكار التعاوني للعملية الكاملة للخوارزمية والهندسة المعمارية وأساليب التكامل، قاموا بتطوير أول شريحة تخزين ميمريستور متكاملة النظام وشريحة حوسبة متكاملة في العالم تدعم التعلم الفعال على الرقاقة.
تحتوي الشريحة على كافة وحدات الدائرة اللازمة لدعم التعلم الكامل على الشريحة. لقد أكمل بنجاح العديد من عمليات التحقق من وظائف التعلم التزايدي على الرقاقة، مثل تصنيف الصور والتعرف على الكلام ومهام التحكم. لقد أثبتت قدرة عالية على التكيف، وكفاءة عالية في استخدام الطاقة، وتعدد الاستخدامات، ودقة عالية وخصائص أخرى، مما يعزز بشكل فعال القدرة على التكيف مع التعلم للأجهزة الذكية في سيناريوهات التطبيق العملي. وفي إطار نفس المهمة، يبلغ استهلاك الطاقة للرقاقة للتعلم على الرقاقة 3% فقط من استهلاك نظام الدائرة المتكاملة الخاص بالتطبيقات (ASIC) في ظل التكنولوجيا المتقدمة. إنه يُظهر مزايا ممتازة في كفاءة استخدام الطاقة ولديه إمكانات تطبيقية كبيرة لتلبية احتياجات الطاقة الحاسوبية العالية في عصر الذكاء الاصطناعي. فهو يوفر مسارًا تطويريًا مبتكرًا لاختراق عنق الزجاجة في كفاءة استخدام الطاقة في ظل بنية الحوسبة التقليدية لفون نيومان.
وصول:
جينغدونغ مول