Energy efficient and robust reservoir computing system using ultrathin (3.5 nm) ferroelectric tunneling junctions for temporal data learning

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作者
Jie Yu,Yang Li,Weiying Sun,Woyu Zhang,Zhaomeng Gao,Danian Dong,Zhibin Yu,Yulin Zhao,Jinru Lai,Qingting Ding,Qing Luo,Chunmeng Dou,Qingyun Zuo,Yuhang Zhao,Shoumian Chen,Rong Zou,Haoyu Chen,Qiwei Wang,Hangbing Lv,Xiaoxin Xu,Dashan Shang,Ming Liu
出处
期刊:Symposium on VLSI Technology
链接
摘要

Reservoir computing (RC) can compute temporal data with low training cost. To enhance data processing capability, high dimensionality of reservoir is required, which poses a significant challenge on RC hardware implementation using Si-friendly devices. In this work, for the first time, we use ultra-thin (3.5 nm) ferroelectric tunneling junctions (FTJs) with transient depolarization property as physical nonlinear virtual nodes to address this challenge. By constructing an FTJ-based dynamic reservoir and combining it with RRAM-based binarized readout layer, the high energy efficiency (35 pJ), processing speed (500 ns), and recognition accuracy (92.3%) have been demonstrated for digital sequence classification.

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