Réseaux neuronaux à impulsions calcul massivement parallèle, basse consommation et faible latence
Qu'est-ce que Spirit ?
- Le CEA-Leti lance SPIRIT, le tout premier réseau neuronal sur puce entièrement intégré doté d'une mémoire résistive non volatile.
Jusqu'à présent, mémoire et puce étaient indépendantes, ce qui entraînait une consommation d'énergie élevée. Grâce à l'intégration au sein de la même puce de neurones analogiques à impulsions et de synapses résistives qui s'appuient sur des cellules de mémoire RRAM (Resistive Random Access Memory), le CEA-Leti fait avancer les systèmes de calcul distribué pour soutenir l'intelligence artificielle embarquée.
Les réseaux neuronaux à impulsions sont conçus par le CEA-Leti et les cellules RRAM sont fabriquées par le CEA-Leti sur des substrats CMOS.
Applications :
- SPIRIT permet un calcul massivement parallèle, basse consommation et faible latence. Il est idéal pour les applications de classification embarquée nécessaires aux appareils Lidar ou IoT. Cette technologie peut également trouver sa place au sein d'applications incluant des capteurs qui se déclenchent en fonction d'événements spécifiques et qui gèrent de grands volumes de contenu temporel.
Nouveautés :
- Les réseaux neuronaux à impulsions sont la troisième génération de réseaux neuronaux. SPIRIT permet d'ajouter à la puce une mémoire de calcul haute densité non volatile. Une prouesse rendue possible grâce aux mémoires résisitives BEOL (Back-End-Of-Line) compatibles CMOS développées et fabriquées au sein du CEA-Leti. Le réseau neuronal (perceptron) est ainsi entraîné hors ligne pour la classification de chiffres manuscrits. Le circuit réalise en temps réel cinq classifications de chiffres écrits sur un écran tactile. » par « Le circuit réalise en temps réel des classifications de chiffres saisis sur un écran tactile. Le codage par impulsions permet de réduire l'activité grâce à moins d'une impulsion par échange entre synapses, pour une dissipation réduite de l'énergie.
- Le CEA-Leti continue de s'atteler à l'amélioration de la technologie RRAM résistive, en particulier sa densité d'intégration. Des travaux sont par ailleurs en cours sur le développement d'un sélecteur BEOL pour permettre des crossbars à l'échelle du mégabit, la structure ultime en ce qui concerne la densité. Le CEA-Leti travaille également sur la mise en œuvre de cellules à plusieurs niveaux, pour plusieurs bits par cellule. Ce prototype est une avancée majeure pour la feuille de route du CEA-Leti visant à concevoir de grands accélérateurs de réseaux neuronaux à impulsions s'appuyant sur des mémoires résistives.
Prochaine étape :
- Interfacer les accélérateurs à l'aide de capteurs de vision se déclenchant en fonction d'événements spécifiques et d'appareils LIDAR pour permettre une estimation de la pose, une cartographie et une localisation simultanées (SLAM) et une classification des objets. Un prototype sera disponible en 2021.