Flash Memory-Based Synaptic Device Using TFET for Neuromorphic Applications with Positive Weight Quantization

神经形态工程学 计算机科学 突触重量 卷积神经网络 量化(信号处理) 人工神经网络 软件 电子工程 记忆电阻器 闪光灯(摄影) 晶体管 架空(工程) 钥匙(锁) 编码器 计算机工程 推论 MNIST数据库 人工智能 尖峰神经网络 计算机硬件 算法 神经编码 编码(社会科学) 量子隧道 正确性 逻辑门 超大规模集成 编码(内存) 嵌入式系统 静态随机存取存储器
作者
Da-Gyo Yoo,Gyu-Beom Kim,Sung Wook Park,Myung-Hyun Baek
出处
期刊:ACS applied electronic materials [American Chemical Society]
卷期号:8 (5): 2001-2014
标识
DOI:10.1021/acsaelm.5c02162
摘要

With the rapid advancement of artificial intelligence (AI), reducing the fan-in-induced current and power overhead in synaptic arrays has become a key challenge for neuromorphic hardware. This work proposes a NOR flash-based double-gate tunneling field-effect transistor (TFET) synaptic cell that directly addresses this issue. By exploiting the ultralow read current of TFET, the proposed device mitigates excessive cumulative current under large fan-in while maintaining sufficient read margin. The double-gate structure provides independent access paths for the top and bottom gates, enabling cell-level potentiation and depression within NOR architecture. Using an Incremental Step Pulse Programming/Erasing scheme, the device achieves highly linear 256-level analog weight modulation, which is then mapped to a positive-weight neural network model through a dedicated weight-shift and quantization strategy. The practicality of this approach is validated by reproducing a convolutional neural network (CNN) for Fashion-MNIST image classification on the proposed synaptic hardware model, where the inference accuracy closely tracks that of the original software model and even improves by approximately 0.06%. The reproduced accuracy closely matches that of the original software model without noticeable degradation, demonstrating its potential applicability in real-world scenarios. These results demonstrate that the proposed TFET-based double-gate flash synapse provides a viable device and mapping framework for low-power, high-fan-in neuromorphic systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
sober完成签到,获得积分10
刚刚
米鼓完成签到 ,获得积分10
刚刚
夏至完成签到 ,获得积分10
4秒前
拯救小ji完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
居家家完成签到,获得积分10
5秒前
凤迎雪飘完成签到,获得积分10
11秒前
singlehzp完成签到 ,获得积分10
14秒前
Maestro_S完成签到,获得积分0
16秒前
宁赴湘完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
平淡冬亦完成签到 ,获得积分10
18秒前
时纤完成签到 ,获得积分10
24秒前
yanweihome完成签到 ,获得积分10
25秒前
白美美美美完成签到 ,获得积分10
26秒前
zyj完成签到,获得积分10
27秒前
aikeyan完成签到,获得积分10
30秒前
真人完成签到 ,获得积分10
32秒前
yurunxintian完成签到,获得积分10
34秒前
一杯沧海完成签到 ,获得积分10
35秒前
某某完成签到,获得积分10
39秒前
hanbo完成签到,获得积分10
40秒前
慕山完成签到 ,获得积分10
44秒前
44秒前
勇猛的小qin完成签到 ,获得积分10
46秒前
醋溜爆肚儿完成签到,获得积分10
54秒前
55秒前
森山完成签到,获得积分10
56秒前
折耳根完成签到,获得积分10
59秒前
菜鸟学习完成签到 ,获得积分10
1分钟前
桃花源的瓶起子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
暴躁土拨鼠完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
隐形曼青应助青苹果采纳,获得10
1分钟前
乐乐应助蛋斤采纳,获得10
1分钟前
万能图书馆应助蛋斤采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
慕辰完成签到 ,获得积分10
1分钟前
run完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
the fractional Laplacian 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7668007
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9236700
关于积分的说明 19880997
捐赠科研通 7237171
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3284036
关于科研通互助平台的介绍 2442942
邀请新用户注册赠送积分活动 2285554