Résumé - 4T2R X-ReRAM CiM Array pour une opération MAC massivement parallèle tolérante aux variations et à faible consommation d'énergie

4T2R X-ReRAM CiM Array pour une opération MAC massivement parallèle tolérante aux variations et à faible consommation d'énergie

2025-07-18 03:44:39

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

{cs.AR}

Ce document propose une nouvelle cellule ReRAM 4T2R et une cellule SRAM 8T pour des grilles CiM (Computation-in-Memory) à faible consommation d'énergie. La cellule ReRAM 4T2R proposée réduit les erreurs dues à la variation des dispositifs ReRAM par rapport aux cellules ReRAM conventionnelles 4T4R. La cellule SRAM 8T proposée atteint une performance similaire à celle de la cellule 4T2R tout en réduisant le nombre de FET, ce qui diminue la surface. Les résultats de la simulation montrent que les cellules proposées peuvent effectuer des opérations MAC avec une faible erreur et une haute parallélisation. Les cellules proposées ont le potentiel d'améliorer les performances et l'efficacité des grilles CiM pour les applications d'intelligence artificielle. Le document introduit le concept de Computation-in-Memory (CiM) comme une technologie prometteuse pour surmonter le verrou de von Neumann. Le CiM permet une haute parallélisation, une faible consommation d'énergie et des calculs de faible précision. La ReRAM et la SRAM sont deux types de mémoire non-volatiles qui peuvent être utilisées pour le CiM. La ReRAM est non-volatile, a une grande capacité, mais présente une grande variation de dispositif. La SRAM est volatile, a une grande surface cellulaire, mais a un coût de réécriture faible et est plus rapide. Le document propose une cellule ReRAM 4T2R et une cellule SRAM 8T pour les grilles CiM. La cellule ReRAM 4T2R se compose de quatre transistors d'accès et de deux ReRAM. La cellule SRAM 8T se compose de la SRAM générale 6T et de deux transistors d'accès activés par WLB. Les deux cellules fonctionnent en injectant des signaux PWM complémentaires dans WL et WLB. Les résultats de la simulation montrent que la cellule ReRAM 4T2R proposée réduit les erreurs dues à la variation des dispositifs ReRAM par rapport aux cellules ReRAM conventionnelles 4T4R. La cellule SRAM 8T proposée atteint une performance similaire à celle de la cellule 4T2R tout en réduisant le nombre de FET, ce qui diminue la surface. Les cellules proposées peuvent effectuer des opérations MAC avec une faible erreur et une haute parallélisation. Les cellules ReRAM 4T2R et SRAM 8T proposées ont le potentiel d'améliorer les performances et l'efficacité des grilles CiM pour les applications d'intelligence artificielle. Les cellules proposées peuvent réduire les erreurs dues à la variation des dispositifs ReRAM, ce qui est un problème significatif pour les grilles CiM basées sur la ReRAM. Les cellules proposées peuvent également réduire la surface et la consommation d'énergie, ce qui est important pour les grilles CiM dans les applications d'intelligence artificielle.