1994 Fiscal Year Annual Research Report
正解を与えるアナログシナプスICニューロチップの試作研究
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05555105
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
澤田 康次 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (80028133)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 健治 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60125622)
室田 淳一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70182144)
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| Keywords | ニューロチップ / アナログメモリー / ボルツマンマシーン / 集積回路 / フローティングゲート / 学習機能 / シリコンIC / ヘブ学習 |
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| Research Abstract |
新しく開発したアナログ素子であるSDAMはフローティングゲートを持ちその部分に蓄えられる電荷をアナログ記憶として用いる。SDAM単体レベルと神経回路用のシナプスとしてのレベルで詳しい測定を行い、その特性を評価した。これらの結果は数値解析による結果と良く一致した。この結果は神経回路網学会、電子情報通信学会、さらに1994年のInternational Conference on Solid State Devices and Materialsで発表した。また電子情報通信学会論文誌に掲載された。さらに同学会誌には8ニューロンでの連想メモリについての集積回路システムの実測についても発表した。
SDAMを用いCMOS電流モードシナプス回路を設計、集積回路を作り出し大規模化の実現の上で欠かせないサブスレッショルド領域でのシナプスとしての動作を確認した。同時にニューロン回路の集積化も行いその動作測定にも成功したため、これらの結果に基づいてSDAMを回路要素として用いた全結合神経回路網や階層型神経回路網をボルツマンマシンの学習を取り入れて設計し、集積回路用のマスクを製作した。この回路をCMOS集積化技術を用いて実現するため、多層配線技術、表面平坦化技術、トンネル酸化膜形成技術について検討し、SDAM集積化技術との整合性を持たせてそれらの技術を確立した。
さらに、SDAMを完全に線形動作させる方法を検討し、数値解析により動作を確認、その回路の設計を行った。現在これらの結果を総合的に用いて新たなマイクロチップの製作を推進中である。
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[Publications] Y.Sawada: "A scaling theory of living state" PhisycaA. 204. 543-554 (1994)
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[Publications] Y.Mizugaki: "Implementation of supercpnducting synapse into a neuro-based analog-to-digital converter" Appl.Phys.Lett.65. 1712-1713 (1994)
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[Publications] H.Won: "A Pulsating Neural Network" Extended Abstracts of the 1994 Int.Conf.on SSDM. 379-381 (1994)
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[Publications] Y.Mizugaki: "New Approach Implementation of Neural Circuits Using Superconductive Devices" Extended Abstracts of the 1994 Int.Conf.on SSDM. 364-366 (1994)
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[Publications] S.Sato: "LSI Neural Chip of Pulse-Output Network with Programmable Synapse" IEICE Trans.ELECTRON.E78-C. 94-100 (1995)
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[Publications] K.Nakajima: "Hardware Implementation of New Analog Memory for Neural Networks" IEICE Trans.ELECTRON.E78-C. 101-105 (1995)
