65 nm Single-Poly Floating-Gate 아날로그 인메모리 컴퓨팅에서 데이터 유지 손실(Retention Loss)이 추론
요약
65nm 단일 폴리 플로팅 게이트 아날로그 인메모리 컴퓨팅에서 발생하는 데이터 유지 손실 문제를 회로 및 알고리즘 수준의 기술로 완화하는 연구입니다. 실험 결과, 프로그래밍 60일 후에도 추론 정확도를 기준치 대비 2-4% 이내로 유지할 수 있음을 입증했습니다.
핵심 포인트
- 65nm CMOS 공정 기반 아날로그 인메모리 컴퓨팅 연구
- 회로 보상 및 배치 정규화 재교정 기술을 통한 손실 완화
- 데이터 유지 손실이 추론 정확도에 미치는 영향 분석
- 60일 경과 후에도 기준 정확도 대비 2-4% 이내 오차 유지
우리는 실험과 시스템 수준의 시뮬레이션을 통해, 회로 수준의 보상 기술(circuit-level compensation techniques)과 알고리즘 수준의 배치 정규화 재교정(batch normalization recalibration)을 모두 사용함으로써 데이터 유지 손실(retention loss)이 추론 정확도 저하에 미치는 영향을 성공적으로 완화할 수 있음을 보여줍니다. 실험은 표준 65 nm CMOS 공정으로 제작된 아날로그 인메모리 컴퓨팅(analog in-memory computing)용 단일 폴리 플로팅 게이트(single-poly floating-gate, FG) 아날로그 비휘발성 메모리 어레이에서 수행되었습니다. 우리는 VGG-10/CIFAR-10 및 WideResNet-28-10/CIFAR-100과 같은 신경망 모델에 미치는 시스템 수준의 영향을 평가하기 위해, 실험을 통해 교정된 데이터 유지 손실 통계 모델을 사용합니다. 우리는 프로그래밍 후 60일이 지난 시점에서도 결합된 완화 기술을 통해 기준 추론 정확도(baseline inference accuracy)를 2-4% 이내로 회복할 수 있음을 보여줍니다.
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