Experimental demonstration of coupled differential oscillator networks for versatile applications
Notice bibliographique
Résumé
Oscillatory neural networks (ONNs) exhibit a high potential for energy-efficient computing. In ONNs, neurons are implemented with oscillators and synapses with resistive and/or capacitive coupling between pairs of oscillators. Computing is carried out on the basis of the rich, complex, non-linear synchronization dynamics of a system of coupled oscillators. The exploited synchronization phenomena in ONNs are an example of fully parallel collective computing. A fast system’s convergence to stable states, which correspond to the desired processed information, enables an energy-efficient solution if small area and low-power oscillators are used, specifically when they are built on the basis of the hysteresis exhibited by phase-transition materials such as VO2. In recent years, there have been numerous studies on ONNs using VO2. Most of them report simulation results. Although in some cases experimental results are also shown, they do not implement the design techniques that other works on electrical simulations report that allow to improve the behavior of the ONNs. Experimental validation of these approaches is necessary. Therefore, in this study, we describe an ONN realized in a commercial CMOS technology in which the oscillators are built using a circuit that we have developed to emulate the VO2 device. The purpose is to be able to study in-depth the synchronization dynamics of relaxation oscillators similar to those that can be performed with VO2 devices. The fabricated circuit is very flexible. It allows programming the synapses to implement different ONNs, calibrating the frequency of the oscillators, or controlling their initialization. It uses differential oscillators and resistive synapses, equivalent to the use of memristors. In this article, the designed and fabricated circuits are described in detail, and experimental results are shown. Specifically, its satisfactory operation as an associative memory is demonstrated. The experiments carried out allow us to conclude that the ONN must be operated according to the type of computational task to be solved, and guidelines are extracted in this regard.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».