Zusammenfassung - 4T2R X-ReRAM CiM-Array für variationstolerantes, niedrigstromverbrauchendes, massiv paralleles MAC-Betrieb

4T2R X-ReRAM CiM-Array für variationstolerantes, niedrigstromverbrauchendes, massiv paralleles MAC-Betrieb

2025-07-18 03:44:39

{"Fuyuki Kihara","Seiji Uenohara","Satoshi Awamura","Naoko Misawa","Chihiro Matsui","Ken Takeuchi"}

{cs.AR}

Dieses Papier schlägt eine neue 4T2R ReRAM-Zelle und eine 8T SRAM-Zelle für CiM-Arrays mit niedrigem Energieverbrauch vor. Die vorgeschlagene 4T2R ReRAM-Zelle reduziert Fehler durch Variationen in ReRAM-Geräten im Vergleich zu konventionellen 4T4R ReRAM-Zellen. Die vorgeschlagene 8T SRAM-Zelle erreicht eine ähnliche Leistung wie die 4T2R-Zelle, während sie die Anzahl der FETs reduziert und somit die Fläche verringert. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagenen Zellen MAC-Operationen mit niedriger Fehlerquote und hoher Parallelität durchführen können. Die vorgeschlagenen Zellen haben das Potenzial, die Leistung und Effizienz von CiM-Arrays für AI-Anwendungen zu verbessern. Das Papier stellt das Konzept von Computation-in-Memory (CiM) als vielversprechende Technologie zur Überwindung des von Neumann-Schachtes vor. CiM ermöglicht eine hohe Parallelität, niedrigen Energieverbrauch und geringe Präzisionsrechnungen. ReRAM und SRAM sind zwei Arten von nichtflüchtiger Speicher, die für CiM verwendet werden können. ReRAM ist nichtflüchtig, hat eine große Kapazität, aber eine große Gerätedifferenz. SRAM ist flüchtig, hat eine große Zellenfläche, aber einen niedrigen Schreibkosten und ist schneller. Das Papier schlägt eine 4T2R ReRAM-Zelle und eine 8T SRAM-Zelle für CiM-Arrays vor. Die 4T2R ReRAM-Zelle besteht aus vier Zugriffs-FETs und zwei ReRAMs. Die 8T SRAM-Zelle besteht aus dem allgemeinen 6T SRAM und zwei Zugriffs-Transistoren, die durch WLB aktiviert werden. Beide Zellen arbeiten durch das Einführen komplementärer PWM-Signale in WL und WLB. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagene 4T2R ReRAM-Zelle Fehler durch Variationen in ReRAM-Geräten im Vergleich zu konventionellen 4T4R ReRAM-Zellen reduziert. Die vorgeschlagene 8T SRAM-Zelle erreicht eine ähnliche Leistung wie die 4T2R-Zelle, während sie die Anzahl der FETs reduziert und somit die Fläche verringert. Die vorgeschlagenen Zellen können MAC-Operationen mit niedriger Fehlerquote und hoher Parallelität durchführen. Die vorgeschlagene 4T2R ReRAM-Zelle und die 8T SRAM-Zelle haben das Potenzial, die Leistung und Effizienz von CiM-Arrays für AI-Anwendungen zu verbessern. Die vorgeschlagenen Zellen können Fehler durch Variationen in ReRAM-Geräten reduzieren, was ein erhebliches Problem für ReRAM-basierte CiM-Arrays darstellt. Die vorgeschlagenen Zellen können auch Fläche und Energieverbrauch reduzieren, was für CiM-Arrays in AI-Anwendungen wichtig ist.