Нейроморфное обучение и распознавание с использованием синапсов на основе структуры «один транзистор — один резистор» и бистабильной оксидно-металлической RRAM

Резистивная память с переключением (RRAM) была предложена в качестве искусственного синапса в нейроморфных схемах благодаря регулируемому сопротивлению, низкому энергопотреблению и масштабируемости. Для разработки нейроморфных схем высокой плотности необходимо подтвердить работоспособность современной бистабильной RRAM и внедрить малоразмерные строительные блоки, выполняющие функции искусственных синапсов. В данной работе представлена новая синаптическая схема, состоящая из структуры «один транзистор — один резистор», в которой резистивным элементом служит RRAM на основе HfO2 с биполярным переключением. Пластичность, зависящая от времени спайков, продемонстрирована как в детерминированном, так и в стохастическом режимах работы RRAM. Наконец, смоделирована полностью связная нейроморфная сеть, демонстрирующая онлайн-обучение и распознавание образов без учителя при различных напряжениях POST-спайка. Результаты подтверждают перспективность бистабильной RRAM для создания высокопроизводительных искусственных синапсов в нейроморфных схемах.