清華集成電路學院高濱：一種基于存算一體技術的類腦聲音定位方法

近日 ，清華大學集成電路學院的高濱副教授課題組在《自然?通訊》（Nature Communications）上在線發(fā)表了題為“Memristor-Based Analogue Computing for Brain-Inspired Sound Localization with in situ training”的研究論文
，提出了一種基于存算一體技術的類腦聲音定位方法。面向定位任務的計算需求，提出了多閾值更新策略，緩解了憶阻器非理想因素帶來的精度損失
。在集成規(guī)模為1K的憶阻器陣列中
，課題組成功演示了聲音定位的在線訓練，實現(xiàn)了兩個數(shù)量級的能耗降低  。

圖1 類腦存算一體聲音定位示意圖

對生物大腦定位能力的模仿，常被應用于車輛檢測、虛擬聽覺系統(tǒng)等場景。隨著摩爾定律逐漸放緩，傳統(tǒng)硬件平臺難以滿足實時定位場景中不斷增長的算力需求。近年來備受關注的存算一體類腦計算技術，能夠大幅度減少數(shù)據在存儲與計算單元之間的傳輸開銷 ，有望突破存儲墻瓶頸的限制，實現(xiàn)算力的大幅提升 。然而 ，與分類任務不同 ，定位任務的輸入信息和檢測位置均為連續(xù)值，對計算硬件平臺自身非理想因素的容忍度較低 。迄今為止 ，如何高效實現(xiàn)聲音定位一直是國內外關注的熱點問題。

清華大學集成電路學院的高濱副教授課題組利用憶阻器的連續(xù)電導調制特性，構建了一種基于憶阻器陣列的新型類腦計算系統(tǒng)，應用于聲音定位任務 ：網絡包含60個輸入神經元和7個輸出神經元