Forschungsbericht 2017
Neuronale Schaltungen
Der Hauptbeitrag des Projektes ist die Entwicklung, der Aufbau und die Evaluierung elektronischer Systeme, in die die zu entwickelnden memristiven Bauelemente integriert werden und mit denen die Vorteile von damit aufgebauten neuronalen Schaltungen gegenüber herkömmlichen Realisierungen praktisch gezeigt werden können. Ein vorrangiges Ziel ist es, mit dieser Technologie lernende und kognitive Systeme zu realisieren, die erheblich weniger Energie verbrauchen als entsprechende prozessbasierte Systeme. Die Grundbausteine eine solchen Systems bilden elektronische Schaltungen, die die Funktion einer Synapse (im wesentlichen durch das memristive Bauelement realisiert) und eines Neurons nachahmen. Diese werden dann - entsprechend vervielfacht - zu einem elektronischen neuronalen Netz zusammengeschaltet. Die volle Leistungsfähigkeit eines solchen Systems bildet sich erst dann heraus, wenn es aus sehr vielen Synapsen und Neuronen besteht. Um dies zu erreichen, sind miniaturisierte integrierte Schaltkreise mit hoher Bauelementdichte unabdingbar. Ziel ist es deshalb, von der derzeit verwendeten 350nm-CMOS-Technologie auf eine 180nm-Technologie überzugehen, um eine Dichte von mindestens 10 Neuronen pro Quadratmillimeter Chipfläche zu erreichen. Grob geschätzt könnten damit 250 Neuronen auf einer Europakarte (100x160 mm²) Platz finden, womit rechnerisch ein System mit ca. 10.000 Neuronen in einen einzigen Standard-19"-Einschub erreichbar sein wird. Stichworte
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