В ЛЭТИ создали модель для проектирования памяти нейроморфных компьютеров
Математическую модель, которая позволит повысить эффективность проектирования энергонезависимой памяти для нейроморфных компьютеров на основе мемристоров, разработали ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета ЛЭТИ, 1 июля сообщает пресс-служба университета.
Мемристоры — элементы наноэлектроники, изменяющие свое сопротивление в зависимости от протекшего через него электрического заряда и сохраняющее это состояние в течение длительного времени без подпитки энергией. Такие их свойства делают мемристоры перспективными для создания на их основе памяти компьютеров нового поколения, в том числе нейроморфных.
Профессор кафедры микро- и наноэлектроники (МНЭ) СПбГЭТУ ЛЭТИ Евгений Рындин рассказал: «Разработанная схемотехническая модель описывает функционирование и характеристики пленочных структур на основе материалов, перспективных для создания мемристоров, с учетом вариабельности их основных параметров с целью повышения точности результатов моделирования и эффективности проектирования устройств, использующих мемристоры в качестве элементной базы, прежде всего, нейроморфных вычислительных устройств, принципы функционирования которых подобны алгоритмам работы мозга».
В ЛЭТИ под руководством доцента кафедры МНЭ Натальи Андреевой были синтезированы материалы и структуры мемристоров, которые представляют собой нанослоевые композиции из последовательности слоев оксидов алюминия и титана, созданных методом атомно-слоевого осаждения.
Такая структура позволяет выполнять многоуровневую перестройку резистивного состояния в широком диапазоне величин, создавая основу для нового поколения памяти в нейроморфных архитектурах.
Экспериментальными исследованиями полученных структур были определены их основные характеристики и установлены основные параметры физических процессов, протекающих в них под воздействием приложенного напряжения.
Это позволило разработать эквивалентную схему и соответствующую систему уравнений для создания математической модели мемристоров, реализация которой и тестирование были выполнены в среде MATLAB.
Следующей задачей, которую решают в настоящее время ученые ЛЭТИ, стала интеграция модели мемристоров в библиотеки SPICE-моделей (симуляторов электронных схем), которые широко используются исследователями и схемотехниками во всем мире, чтобы дополнить эти библиотеки и расширить их функциональные возможности.
Результаты исследования матмодели представлены в статье «Компактная модель для биполярного и многоуровневого резистивного переключения в металлооксидных мемристорах», опубликованной в журнале Micromachines.
