随着信息技术迈向大数据时代,传统的冯·诺依曼架构在性能上显示出局限性。计算领域已经在应对访问内存所需的延迟和带宽(“内存墙”)以及能量耗散(“电源墙”)方面遇到了很多困难。这些具有挑战性的问题,例如“内存瓶颈”,要求进行大量的研究投资来开发下一代计算系统的新架构。脑启发计算是一种新的计算架构,为人工智能计算提供了一种高能效和高实时性的方法。脑启发神经网络系统基于神经元和突触。忆阻器件已被提议作为创建神经形态计算机应用的人工突触。在本研究中,对后硅纳米电子器件及其在脑启发芯片中的应用进行了调查。首先介绍了神经网络的发展,回顾了当前典型的类脑芯片,包括以模拟电路为主的类脑芯片和全数字电路的类脑芯片,进而引出了基于后硅纳米电子器件的类脑芯片设计。然后,通过对N种后硅纳米电子器件的分析,阐述了利用后硅纳米电子器件构建类脑芯片的研究进展。最后,对基于后硅纳米电子器件构建类脑芯片的未来进行了展望。
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