저항 메모리 회로를 활용한 인메모리 컴퓨팅: 현황 및 전망

인메모리 컴퓨팅(IMC)은 물리 법칙을 활용하여 메모리 내에서 데이터가 현장에서 처리되는 비폰 노이만 아키텍처를 의미합니다. IMC에 고려된 메모리 장치 중 저항 스위칭 메모리(RRAM), 즉 멤리스터는 상대적으로 쉬운 통합 및 확장성으로 인해 가장 유망한 기술 중 하나입니다. RRAM 장치는 신경망 가속기 및 신경형 프로세서와 같은 메모리 및 IMC 응용 프로그램에 대해 탐구되었습니다. 이 연구는 신경망의 시냅스 가중치와 같은 인코딩 계수의 정밀도가 주요 요구 사항 중 하나인 아날로그 컴퓨팅을 위한 RRAM의 현황 및 전망을 제시합니다. HfO2 기반 RRAM의 설정 및 리셋 과정의 주기간 변동성에 대한 실험 연구를 보여주며, 게이트 제어 펄스가 전도도 변동이 가장 적음을 나타냅니다. 전도도 σG의 일정한 변동을 가정하고, 다수준, 이진, 단일, 중복 및 슬라이싱 기술을 포함한 다양한 매핑 방식을 평가하고 비교합니다. 주어진 최대 오류를 만족하는 최대 비트 수와 전도도의 표준 편차에 대한 분석 공식을 제시합니다. 마지막으로, 다른 계산 메모리 장치와 비교하여 다양한 아날로그 컴퓨팅 작업에 대한 RRAM 성능에 대해 논의합니다. RRAM은 확장성, 정확성 및 저전류 작동 측면에서 가장 유망한 장치 중 하나로 보입니다.