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Yi Li1,2,3, Jinru Lai4,5,6, Songqi Wang1,3

  • 1Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Hong Kong, Hong Kong SAR, 999077, China.

Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|August 26, 2025
PubMed
Resumen

Este estudio presenta un nuevo dispositivo Mem-Selector para sistemas de visión de borde, que permite la recorte de memoria (IMPC) que reduce el consumo de energía y mejora la robustez del hardware de IA.

Palabras clave:
Recorte de datosComputación en memoriael memristorcomputación neuromórfica

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • Ingeniería informática
  • Inteligencia artificial

Sus antecedentes:

  • Los sistemas de visión de borde convencionales sufren de alto consumo de energía y latencia debido a la poda, la memoria y las unidades de procesamiento separadas.
  • La atención selectiva visual humana ofrece un modelo para el procesamiento eficiente de la información en los dispositivos de borde.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar un dispositivo multifuncional para el cálculo de recortes en memoria (IMPC) inspirado en la atención visual humana.
  • Investigar los mecanismos de conmutación dentro de un nuevo dispositivo Mem-Selector (M-S).

Principales métodos:

  • Fabricación y caracterización de un dispositivo selector de Ta/TaOx/Ta2O5.
  • Utilizando microscopía electrónica de transmisión (TEM) para observar la formación de filamentos y el crecimiento de grupos nanocristalinos.
  • Construcción y evaluación de un sistema IMPC para la poda y el procesamiento adaptativo de la información.

Principales resultados:

  • El dispositivo M-S exhibe características de memoria resistiva y de conmutación de umbral, lo que indica la coexistencia de mecanismos iónicos y electrónicos.
  • El sistema IMPC recorta de manera adaptativa la información trivial, optimizando el costo del hardware y el rendimiento de la clasificación.
  • Se lograron reducciones significativas en el consumo de energía de entrada (29-90%) con una pérdida mínima de precisión (< 1%).

Conclusiones:

  • El dispositivo M-S desarrollado y el sistema IMPC ofrecen una solución prometedora para el hardware de borde de alto rendimiento y eficiencia energética.
  • El co-diseño de hardware y software es crucial para el avance de las capacidades de computación de borde.
  • El estudio destaca el potencial de la computación bioinspirada para los sistemas de IA de próxima generación.