约束重编程单元数量的忆阻器阵列闭环重映射算法

作     者：刘军 缪伟伟 吴玺 任福继 Liu Jun;Miao Weiwei;Wu Xi;Ren Fuji

作者机构：合肥工业大学计算机与信息学院合肥230601 合肥工业大学情感计算与先进智能机器安徽省重点实验室合肥230601 Graduate School of Advanced Technology and ScienceUniversity of Tokushima Tokushima 7708502 Japan 

基　　金：国家自然科学基金(61834006 62174048 62027815) 中央高校基本科研业务费专项资金(PA2022GDSK0067) 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2023年第35卷第6期

页      码：970-978页

摘      要：忆阻器阵列能够有效地加速神经网络中的矩阵运算,但会受到老化的影响,导致忆阻器阵列计算精度不满足要求.为了继续使用忆阻器阵列,提出一种基于重编程忆阻单元数量约束的闭环重映射算法.首先根据忆阻器阵列的老化分布得出行偏差矩阵;然后以行偏差矩阵中的最小值为起始点开始映射,直至重映射关系形成闭环;通过在映射过程中设置行偏差约束,使得重映射后的行偏差总和尽可能小,达到提高计算精度的目的;通过对重编程单元数量进行约束,尽可能减少需要重新编程的忆阻单元数量,减轻重编程造成的忆阻器阵列老化.在Pytorch上采用MINST数据集进行仿真测试的实验结果表明,所提算法不仅能够有效地提高忆阻器阵列的计算精度,而且与国际上同类方法相比,在达到相同计算精度的前提下,最多可以减少75.43%的重编程单元数.

主 题 词：忆阻器阵列 闭环重映射 神经网络 忆阻器老化 

学科分类：08[工学] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3724/SP.J.1089.2023.19475

馆 藏 号：203122772...