【導讀】比利時研究機構Imec認為,相較于使用神經網絡,基于電阻和磁內存單元數組的機器學習加速器更有助于降低成本和功耗。例如,在其最初的研究結果顯示,磁阻式隨機存取內存(MRAM)數組可讓功率降低兩個數量級。
但這項具有前景的開發(fā)工作仍處于初期階段。Imec預計要到今年稍晚提出專利申請后,才會發(fā)布更多有關該芯片的架構及其性能等細節(jié)。該研究機構從一年半以前開始組成機器學習小組,期望擴展在其核心任務——芯片制程技術以外的更多相關研究。
在今年的Imec技術論壇(ITF2017)開幕當天,研究人員們率先發(fā)布這款芯片,同時也介紹其于低功耗眼動追蹤系統的最新進展,以及一款可為義肢提供更高階觸覺反饋的植入式芯片。
在自我學習分類任務方面,采用MRAM單元的Imec數組具有更高100倍的能源效率。Imec半導體技術與系統執(zhí)行副總裁An Steegen表示:「整體而言,使用新興內存比基于CMOS的機器學習架構更節(jié)能。」
另一款芯片采用基于金屬氧化物電阻式隨機存取內存(ReRAM)的單元數組,Imec研究人員們稱之為‘OxRAM’。 這款65nm的芯片經由取得40首古典長笛樂曲上的資料,學會了預測模式,然后再根據所學習的模式自行創(chuàng)作音樂。
新興內存的優(yōu)點在于能讓數據位儲存在同一個單元中,從而實現最小的晶粒尺寸。這種方法讓Imec更加期望有一天能將其整合于傳感器節(jié)點中,讓物聯網(IoT)應用得以從自我學習中受益。

圖1:Imec的自我學習芯片可望為成本和功耗受限的IoT節(jié)點帶來機器學習功能 (來源:Imec)
該芯片需要許多數組的層級架構以執(zhí)行有利的工作。但 Imec尚未透露這款芯片上的數組大小。
負責這項開發(fā)計劃的Praveen Raghavan說:「OxRAM一直用于內存儲存,但我們想將它用于兩個對象之間的隨機鏈接。該展示以饋入編碼機制作為輸入,并提供可能的預測,饋入地址并讀取預測作為輸出數據?!?/div>
「其優(yōu)點在于能實現極其密集的自我學習芯片——相形之下,IBM的True North的占位面積太大了。而且,這款極高密度且極低功耗的芯片是可以大量制造的,」他補充說。
雖然不完全是神經網絡,但這種技術在應用方面類似于可預測事件序列的長短期記憶(LSTM)網絡。他說:「相較于LSTM加速器需要更多的數據以及一款用于訓練的較大GPU,這款OxRAM芯片的成本比更低?!?/div>
OxRAM途徑也適用于像生成對抗網絡(GAN)等應用;GAN是一種新興的技術,讓神經網絡之間互相對抗,以加快學習速度。
義肢觸覺與眼動追蹤技術
此外,Imec還開發(fā)了具有128個記錄電極和32個刺激電極的植入式神經芯片硬件,可實現較現有裝置更多10倍的觸點數。這款芯片如今正在進行動物試驗,期望能提供較現有義肢更明顯有效的控制與觸覺反饋。
這款芯片能夠以數百毫秒(ms)的速度在大腦和義肢之間傳送訊號。雖然比人類的神經傳導速度更慢,但較當今的義肢所要求的秒數更快。

圖2:植入式芯片承諾更快的訊號傳送速度,從而實現更有效的義肢控制
然而,Imec至今僅開發(fā)了硬件原型,尚未對于軟件進行優(yōu)化。隨著導線數量持續(xù)增加,未來可能會產生明顯的延遲。
該計劃是Imec與美國佛羅里達大學(University of Florida)合作的一部份,該?,F正進行美國國防部先進研究計劃署(DARPA)的一項研究計劃。
最后,Imec并展示提供眼動追蹤技術的眼鏡,其方式是在眼睛周圍監(jiān)測人腦與神經訊號。截至目前為止,該系統的準確度還比不上目前基于攝影機的眼動追蹤技術。不過,它更有助于大幅降低成本與功耗。
特別推薦
- 5mW待機功耗突圍戰(zhàn)!AC-DC電源待機功耗逼近物理極限
- 華為、地平線、大眾等企業(yè)引領汽車技術變革,來AMTS 2025了解更多汽車行業(yè)發(fā)展前景
- 關稅風暴下車企們的生存法則:漲價+清庫+轉產三軸突圍
- 從智能座艙到駕控大腦:AMTS帶你暢游上海車展黑科技海洋
- 智能無線工業(yè)傳感器設計完全指南
- 硅光技術新突破:意法半導體PIC100開啟數據中心高能效時代
- 新唐科技以AI、新能源、汽車電子新品引領行業(yè)未來,巡回發(fā)布會完美收官!
技術文章更多>>
- 新唐科技以AI、新能源、汽車電子新品引領行業(yè)未來,巡回發(fā)布會完美收官!
- 硅光技術新突破:意法半導體PIC100開啟數據中心高能效時代
- 從智能座艙到駕控大腦:AMTS帶你暢游上海車展黑科技海洋
- 關稅風暴下車企們的生存法則:漲價+清庫+轉產三軸突圍
- 華為、地平線、大眾等企業(yè)引領汽車技術變革,來AMTS 2025了解更多汽車行業(yè)發(fā)展前景
技術白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電容觸控屏
電容器
電容器單位
電容器公式
電聲器件
電位器
電位器接法
電壓表
電壓傳感器
電壓互感器
電源變壓器
電源風扇
電源管理
電源管理IC
電源連接器
電源濾波器
電源模塊
電源模塊
電源適配器
電子書
電阻測試儀
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調速開關
調諧器
鼎智
動力電池
動力控制
獨石電容