Les sujets sont notamment l’intégration séquentielle 3D et l’utilisation de mémoires à changement de phase comme synapses dans les systèmes neuromorphiques ultradenses

Les chercheurs du CEA-Leti présenteront sept articles lors de l’International Electron Devices Meeting 2011, qui se déroulera du 5 au 7 décembre prochains à Washington, D.C., notamment des articles sur l’intégration séquentielle 3D et la mémoire à changement de phase (PCM) en tant que synapse dans les systèmes neuromorphiques ultradenses.

Un article de Perrine Batude et d’autres chercheurs sur les « Progrès, défis et opportunités de l’intégration séquentielle CMOS à trois dimensions » étudie la possibilité d’utiliser pleinement le potentiel tridimensionnel, par exemple en reliant deux couches empilées à l’échelle du transistor. Cet article présente les différences avec l’intégration 3D parallèle, qui se limite à relier des blocs de quelques milliers de transistors.

Cette capacité à proposer un partitionnement de circuit à grain fin à l’échelle du transistor peut être utile dans une large palette d’applications, telles que les FPGA, les imageurs extrêmement miniaturisés et les grilles CMOS. Le repartitionnement des différentes fonctions à des niveaux distincts offre la possibilité d’optimiser chaque technologie séparément, tandis que la proximité verticale permettrait la réduction des retards.

S’attaquant à un thème qui soulève de plus en plus d’intérêt dans le développement de circuits neuromorphiques inspirés par la biologie et offrant des systèmes à faible puissance, très parallèles et tolérants aux pannes, le Leti et ses partenaires ont cherché à démontrer que des puces neuromorphiques hybrides avec des synapses à mémoire résistive peuvent être conçues pour des applications telles que l’extraction de formes visuelles en temps réel.

Un article de Manan Suri et de l’équipe du CEA, intitulé « Mémoire à changement de phase en tant que synapse dans les systèmes neuromorphiques ultradenses : application à l’extraction de formes visuelles complexes », démontre une méthodologie originale et économe en énergie développée pour utiliser les dispositifs PCM en tant que synapses à faible consommation d’énergie dans les systèmes neuromorphiques à grande échelle.

A l’aide de la caractérisation électrique avancée, de la modélisation comportementale et de simulations au niveau du circuit, l’équipe a fait la démonstration d’un réseau neuronal à variations brusques d’environ 4 millions de synapses, capable d’une extraction de formes visuelles complexes.

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Didier Louis

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didier.louis@cea.fr