摘要 神经接口可以读取生物神经元的活动,有助于推动神经科学的发展,并为严重的神经系统疾病提供治疗选择。目前,使用多电极接口记录的神经元总数大约每 4-6 年翻一番 [5]。然而,在严格的功率限制下实时处理这种呈指数增长的数据,给传统神经记录系统的计算和存储带来了巨大的压力。现有系统部署了各种加速器以实现更好的每瓦性能,同时还集成了 NVM 以进行数据查询和做出更好的治疗决策。这些加速器可以直接访问有限数量的基于 SRAM 的快速内存,而这些内存无法管理不断增长的数据速率。交换到 NVM 是不可避免的;然而,简单的方法无法在神经元的不应期(即几毫秒)内完成,这会扰乱及时的疾病治疗。我们建议共同设计加速器和存储,以交换为主要设计目标,分别使用计算和存储的理论和实践模型来克服这些限制。
目标和范围AI模型近年来在各种应用中不断显示出非凡的性能,包括计算机视觉,自然语言处理,大语言模型等。精确驱动的AI模型体系结构在很大程度上增加了模型尺寸和计算,尤其是要求高密度存储器存储。处理引擎与片上/芯片内存之间的频繁通信导致高能消耗,这成为AI硬件加速器设计的瓶颈。为了克服此类挑战,内存计算(IMC)和近存储计算(NMC)已被视为能效体AI加速度的有希望的方案。权重存储在存储单元中,并在内存阵列内或附近执行点产品或其他操作。关于IMC/NMC方案的内存技术,SRAM已经成熟,但挥发性很大,消耗了大面积(例如,8T/10T bitcells)和CMOS设备中的泄漏功率。这种缺点促进了非易失性记忆(NVM),作为基于区域有效的IMC/NMC AI加速度的有吸引力的解决方案。NVM包括电阻随机访问记忆(RRAM),相变内存(PCM),自旋转移 - 转移磁性磁随机访问记忆(STT- MRAM),铁电场效果记忆(FERAM,FEFET),FEFET,FEFET,FEFET),铁电容式设备等。值得注意的是,包括英特尔,TSMC,三星和Globalfoundries在内的铸造公司已商业化或原型构造单一集成的NVM技术,例如rram,mram,feram/fefet等。
从那时起,SONOS 就以低得多的成本成为嵌入式闪存的有力替代品。SONOS 自 1980 年代以来就被称为 NVM 技术。然而,在早期,由于编程电压较高且高温下数据保留竞争力较弱,它在与浮栅技术的竞争中并不十分成功。英飞凌通过 SONOS 非易失性存储器堆栈中的电荷陷阱工程解决了这些障碍,并在高达 125°C(环境温度)的温度下实现了 10 年的保留时间,并且具有稳健的裕度。如今,英飞凌 SONOS 技术不仅用于英飞凌的许多产品,还用于许多其他公司(通过技术许可)。这些产品包括智能卡、独立 NOR 闪存、FPGA 和微控制器。SONOS 还具有很强的抗辐射能力,使其成为抗辐射产品的理想选择。最近,SONOS 开辟了一个令人兴奋的新应用:用于人工智能 (AI) 边缘应用中的神经形态计算的模拟 NVM。英飞凌正致力于优化 SONOS 技术的运行,以应对这一激动人心的领域。
摘要 - 内部内容可寻址内存(TCAM)一直是缓存,路由器等的关键组件,其中密度,速度,功率效率和可靠性是主要的设计目标。使用了非胆汁记忆(NVM)设备,具有常规的低维能力,但基于SRAM的TCAM设计,但也很密集,但较差,但可靠性较差或更高的功率TCAM设计。同时,还提出了一些使用动态记忆的TCAM设计。尽管动态设计TCAM比CMOS SRAM TCAM更密集,并且比NVM TCAM更可靠,但传统的逐行刷新操作在正常的TCAM活动的干扰瓶颈上升起。因此,本文提出了使用纳米电机力学(NEM)继电器设备的自定义低功率动态TCAM,该中继设备利用一声刷新来解决内存刷新问题。通过使用拟议的新细胞结构来利用独特的NEM继电器特性,提出的TCAM占据了仅3个晶体管的小占地面积(通过后端过程中的两个NEM继电器在顶部集成了两个NEM继电器),这显着超过了基于SRAM-SRAM-SRAM-SRAM-基于SRAM的TCAM的密度。此外,评估表明,拟议的TCAM分别超过了SRAM,RRAM和FEFET TCAM,将写入能效分别提高了2.31倍,131倍和13.5倍。 SRAM,RRAM和FEFET TCAMS分别提高了搜索能量固定产品的12.7倍,1.30倍和2.83倍。
ReRAM 在新兴 NVM 中占据领先地位 在之前的研究报告(可在此处查阅)中,我们讨论了 ReRAM 如何优于现有的闪存技术以及其他竞争的新兴非易失性存储器 (NVM) 技术,这些技术正在争夺闪存的份额。电子设备需要一种能够在越来越小的工艺尺寸下提供卓越性能的技术,同时将增量成本降至最低,而 WBT 的 ReRAM 恰恰具备这种优势。去年,台积电宣布将使用 ReRAM,这进一步凸显了 ReRAM 的重要性,人们猜测 ReRAM 正用于当今的电子设备,包括 Apple 的最新款 iPhone。台积电的竞争对手(如 UMC 和 GlobalFoundries)几乎没有可行的 ReRAM 替代品,但似乎没有哪一种是可供其他代工厂和 IDM 使用的独立产品。开发路线图是一个三级火箭 WBT 的 ReRAM 技术的初始应用将用于嵌入式存储器,其中 SoC(片上系统)需要板载 NVM。嵌入式 ReRAM 目前正在通过 SkyWater 进行商业化,并且还应通过与一级代工厂的许可协议进行扩展。第二阶段是分立(或独立)ReRAM,即独立内存芯片。WBT 正在研究两种变体;带有和不带有高级选择器的变体。较大阵列中的 ReRAM 需要高级选择器,而较小容量的 ReRAM 芯片可以使用现有的简单晶体管作为选择器进行管理。我们预计分立 ReRAM 芯片将在未来几年内上市,首先从较小容量的芯片开始。第三阶段是将 ReRAM 应用于神经形态处理,例如使用脉冲神经网络,但这是公司的一个长期项目。估值为每股 9.56 澳元我们之前对 WBT 的估值为 6.10 澳元,现已达到并超过该估值。考虑到该公司在 2023 年迄今取得的进展以及 2023 年剩余时间和 2024 年的预期新闻流,我们认为 WBT 与 eMemory 等同行的估值差距可能会在未来 12 个月内缩小。基于此,我们认为 WBT 的估值应为每股 9.56 澳元,这意味着比当前股价有 43% 的上涨空间。请参阅第 16 页的主要投资风险。
内存计算(CIM)是解决“记忆墙”和效果瓶颈的有效技术方法。许多新出现的非挥发性记忆(NVM),例如电阻随机访问记忆(RRAM)[1-3],相位变化记忆(PCM)[4,5],铁电RAM(FERAM)[6,7]和灰烬记忆[8-13],并且在许多人工网络中都表现出了良好的能力。重新说,高精度的CIM体系结构吸引了更多的关注,因为它可以提供一种基本的方法来满足不同科学计算的严格要求[2,14]。泊松图像编辑[15]是一种无缝图像编辑算法,在保留源图像的梯度信息的同时,已广泛用于融合背景图像和目标图像。要使用CIM体系结构实施高精度泊松图像编辑,有必要确保单元格和阵列具有良好的稳定性和稳健的可靠性。与其他NVM相比,在超高/效率上,良好的可靠性和对细胞变化的强可控制性方面,闪光内存具有显着的好处,因此在高精度计算中具有很大的优势。重要的是,灰烬内存与外围电路具有很大的兼容性,并且能够设计大型CIM阵列以进行大规模处理。到目前为止,已经根据NORPH ASH记忆报告了神经网络的CIM体系结构的大量作品。在2017年,Guo等人首先证明了基于嵌入的和灰分记忆技术的混合信号神经形态分类器。[8]。用于更多能量的卷积操作,
1.6.3.5.2 客舱氧气系统...................................................................................... 32 1.6.3.5.2.1 乘客氧气.............................................................................................. 32 1.6.3.5.2.2 乘客便携式氧气...................................................................................... 33 1.6.4 客舱和驾驶舱门............................................................................................. 34 1.6.4.1 客舱门............................................................................................................. 34 1.6.4.2 驾驶舱门............................................................................................................. 36 1.7 气象信息............................................................................................................. 36 1.8 助航设备............................................................................................................. 36 1.9 通信............................................................................................................. 37 1.9.1 无线电通信故障............................................................................................. 37 1.9.2 从尼科西亚空中交通管制中心移交给阿蒂奈空中交通管制中心............................................. 38 1.10 机场信息................................................................................................38 1.10.1 拉纳卡机场...............................................................................................38 1.10.2 雅典国际机场“El. Venizelos”................................................................................ 39 1.11 飞行记录器................................................................................................ 39 1.11.1 驾驶舱语音记录器 (CVR)........................................................................ 39 1.11.2 飞行数据记录器 (FDR)........................................................................ 40 1.12 残骸和撞击信息....................................................................................... 41 1.12.1 残骸分布.................................................................................................... 41 1.12.2 飞机系统组件.................................................................................................... 47 1.12.2.1 头顶驾驶舱 P5 面板............................................................................. 48 1.12.2.2 P5 空调面板............................................................................. 50 1.12.2.3 P5 客舱增压面板............................................................................. 50 1.12.2.4 客舱压力控制器............................................................................. 51 1.12.2.5 前向流出阀............................................................................................. 51 1.12.2.6 后流出阀.............................................................................. 52 1.12.2.7 气动系统部件.............................................................................. 54 1.12.2.8 驾驶舱氧气瓶.............................................................................. 54 1.12.2.9 飞行机组氧气面罩....................................................................................... 54 1.12.2.10 便携式氧气瓶 .............................................................................. 55 1.12.3 发动机.............................................................................................. 56 1.12.4 起落架.............................................................................................. 56 1.12.5 舱门...................................................................................................... 56 1.13 医疗和病理信息 ............................................................................. 57 1.13.1 医疗信息 ............................................................................................. 57 1.13.2 低舱压对生理和心理的影响 ............................................................. 58 1.13.3 缺氧 ............................................................................................................. 59 1.13.3.1 症状学 ............................................................................................. 62 1.13.3.2 有效意识时间 ............................................................................. 63 1.14 火灾 ............................................................................................................. 64 1.15 生存1.15.1 概述................................................................................................ 65 1.15.2 紧急响应............................................................................................... 65 1.16 测试和研究.............................................................................................. 66 1.16.1 客舱压力控制器............................................................................... 66 1.16.2 2 号控制器的 NVM 芯片................................................................. 6614 火灾................................................................................................................ 64 1.15 生存方面.................................................................................................... 65 1.15.1 概述................................................................................................... 65 1.15.2 紧急响应................................................................................................ 65 1.16 测试和研究................................................................................................. 66 1.16.1 客舱压力控制器.................................................................................... 66 1.16.2 2 号控制器的 NVM 芯片......................................................................... 6614 火灾................................................................................................................ 64 1.15 生存方面.................................................................................................... 65 1.15.1 概述................................................................................................... 65 1.15.2 紧急响应................................................................................................ 65 1.16 测试和研究................................................................................................. 66 1.16.1 客舱压力控制器.................................................................................... 66 1.16.2 2 号控制器的 NVM 芯片......................................................................... 66
1.6.3.5.2 客舱氧气系统...................................................................................... 32 1.6.3.5.2.1 乘客氧气.............................................................................................. 32 1.6.3.5.2.2 乘客便携式氧气...................................................................................... 33 1.6.4 客舱和驾驶舱门............................................................................................. 34 1.6.4.1 客舱门............................................................................................................. 34 1.6.4.2 驾驶舱门............................................................................................................. 36 1.7 气象信息............................................................................................................. 36 1.8 助航设备............................................................................................................. 36 1.9 通信............................................................................................................. 37 1.9.1 无线电通信故障............................................................................................. 37 1.9.2 从尼科西亚空中交通管制中心移交给阿蒂奈空中交通管制中心............................................. 38 1.10 机场信息................................................................................................38 1.10.1 拉纳卡机场...............................................................................................38 1.10.2 雅典国际机场“El. Venizelos”................................................................................ 39 1.11 飞行记录器................................................................................................ 39 1.11.1 驾驶舱语音记录器 (CVR)........................................................................ 39 1.11.2 飞行数据记录器 (FDR)........................................................................ 40 1.12 残骸和撞击信息....................................................................................... 41 1.12.1 残骸分布.................................................................................................... 41 1.12.2 飞机系统组件.................................................................................................... 47 1.12.2.1 头顶驾驶舱 P5 面板............................................................................. 48 1.12.2.2 P5 空调面板............................................................................. 50 1.12.2.3 P5 客舱增压面板............................................................................. 50 1.12.2.4 客舱压力控制器............................................................................. 51 1.12.2.5 前向流出阀............................................................................................. 51 1.12.2.6 后流出阀.............................................................................. 52 1.12.2.7 气动系统部件.............................................................................. 54 1.12.2.8 驾驶舱氧气瓶.............................................................................. 54 1.12.2.9 飞行机组氧气面罩....................................................................................... 54 1.12.2.10 便携式氧气瓶 .............................................................................. 55 1.12.3 发动机.............................................................................................. 56 1.12.4 起落架.............................................................................................. 56 1.12.5 舱门...................................................................................................... 56 1.13 医疗和病理信息 ............................................................................. 57 1.13.1 医疗信息 ............................................................................................. 57 1.13.2 低舱压对生理和心理的影响 ............................................................. 58 1.13.3 缺氧 ............................................................................................................. 59 1.13.3.1 症状学 ............................................................................................. 62 1.13.3.2 有效意识时间 ............................................................................. 63 1.14 火灾 ............................................................................................................. 64 1.15 生存1.15.1 概述................................................................................................ 65 1.15.2 紧急响应............................................................................................... 65 1.16 测试和研究.............................................................................................. 66 1.16.1 客舱压力控制器............................................................................... 66 1.16.2 2 号控制器的 NVM 芯片................................................................. 6614 火灾................................................................................................................ 64 1.15 生存方面.................................................................................................... 65 1.15.1 概述................................................................................................... 65 1.15.2 紧急响应................................................................................................ 65 1.16 测试和研究................................................................................................. 66 1.16.1 客舱压力控制器.................................................................................... 66 1.16.2 2 号控制器的 NVM 芯片......................................................................... 6614 火灾................................................................................................................ 64 1.15 生存方面.................................................................................................... 65 1.15.1 概述................................................................................................... 65 1.15.2 紧急响应................................................................................................ 65 1.16 测试和研究................................................................................................. 66 1.16.1 客舱压力控制器.................................................................................... 66 1.16.2 2 号控制器的 NVM 芯片......................................................................... 66
图 5 左侧显示了 HR1211 的电流模式部分,右侧显示了通用电源适配器中的组合芯片。该部件实现了具有多次可编程 (MTP) 存储器和非易失性存储器 (NVM) 的数字核心。HR1211 提供标准通用异步接收器发送器 (UART),允许与专用图形用户界面 (GUI) 进行通信。使用此功能,电源设计人员可以选择控制 PFC 和 LLC 级所需的参数。HR1211 中的 PFC 控制器采用获得专利的数字平均电流控制方案来实现混合 CCM/DCM 操作。
2025年3月11日 - Weebit Nano Ltd(ASX:WBT,Weebt或Company)是全球半导体行业的先进存储技术的领先开发人员和许可人,已完成AEC-Q100 150°C其电阻随机记忆(RERAM)模块化工艺的电阻随机记忆(RERAM)模块化工艺的合格资格。这项成就证实了Weebit的嵌入式RERAM非挥发性内存(NVM)技术用于高温汽车应用的质量和可靠性。汽车电子委员会(AEC)最初是由克莱斯勒,福特和通用汽车建立的,目的是建立共同的部分资格和质量系统标准,从那时起,汽车行业的许多关键参与者就加入了。AEC-Q100是集成电路(ICS)的标准汽车应力测试资格。根据AEC-Q100标准的非易失性存储器,包括程序/擦除耐力,数据保留和高温操作生命(HTOL)资格测试,Weebit Reram模块是资格的。使用单晶体管的单耐(1T1R)细胞结构实现了资格,表明在150°C运行时的稳定性最高为100K耐力周期*,包括循环和循环后的高温数据保留。根据Yole Group的一部分Yole Intelltence的说法,汽车行业的半导体市场将从2023年的520亿美元增长到2029年的970亿美元,每辆车的半导体设备数量也在继续增长**。增长主要是由采用更多电气化和高级驾驶员辅助系统(ADA)的驱动,从而导致需要更先进的处理和更有效的功率管理,而RERAM起着关键作用的领域。Weebit Nano首席执行官Coby Hanoch说:“全AEC-Q100资格是将NVM设计到汽车微控制器和其他组件中的关键要求。通过这项成就,考虑嵌入式NVM的公司将知道Weebit Reram的参数与汽车制造商的规格保持一致,这将继续提高我们在该领域的地位。“此资格还具有更大的影响,超出了汽车,因为许多工业和物联网应用,例如井下工具,燃烧发动机,石油和天然气等,都需要高温可靠性和扩展的耐力。实现AEC-Q100资格也会影响许多其他应用,因为它使设计师充满信心,即技术非常强大,可靠,甚至超出了他们的需求。“我们有信心,这种进一步的资格将引起潜在客户的更大兴趣,这些客户正在寻求具有温度可靠性并扩展的记忆进步