Generalised Analog LSTMs Recurrent Modules for Neural Computing

2021

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3389/fncom.2021.705050
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The human brain can be considered as a complex dynamic and recurrent neural network. There are several models for neural networks of the human brain, that cover sensory to cortical information processing. Large majority models include feedback mechanisms that are hard to formalise to realistic applications. Recurrent neural networks and Long short-term memory (LSTM) inspire from the neuronal feedback networks. Long short-term memory (LSTM) prevent vanishing and exploding gradients problems faced by simple recurrent neural networks and has the ability to process order-dependent data. Such recurrent neural units can be replicated in hardware and interfaced with analog sensors for efficient and miniaturised implementation of intelligent processing. Implementation of analog memristive LSTM hardware is an open research problem and can offer the advantages of continuous domain analog computing with relatively low on-chip area compared with a digital-only implementation. Designed for solving time-series prediction problems, overall architectures and circuits were tested with TSMC 0.18 μm CMOS technology and hafnium-oxide (HfO2) based memristor crossbars. Extensive circuit based SPICE simulations with over 3,500 (inference only) and 300 system-level simulations (training and inference) were performed for benchmarking the system performance of the proposed implementations. The analysis includes Monte Carlo simulations for the variability of memristors' conductance, and crossbar parasitic, where non-idealities of hybrid CMOS-memristor circuits are taken into the account.