TaOx忆阻选择器

内存修剪与计算

在同一器件中融合非易失存储与易失阈值开关，首次观测到氧空位导电丝与富Ta纳米晶簇共存，为存算一体边缘视觉系统提供全新硬件基元。

Li, Yi · Lai, Jinru · Songqi, Wang · Lin, Ning · 徐政 · Sun, Wenxuan · Dong, Danian · 许西庆 · Ma, Haili · Zhang, Feng · Qi, Xiaojuan · 王中锐 · 许晓欣 · 尚大山 · Han, Wang · 刘明

Advanced Materials 2025

参数信息

输入能耗降低

90 %

精度损失

1 %

鲁棒性提升（CIFAR-10）

7.6 %

鲁棒性提升（FashionMNIST）

29.8 %

鲁棒性提升（MNIST）

80.7 %

技术优势

能耗直降90%

系统将修剪与计算融合在同一器件中，无需额外数字逻辑和片外存储访问，输入能耗最多减少90%。

精度几乎无损

在 CIFAR-10、FashionMNIST、MNIST 三个数据集上，能耗大幅降低的同时精度损失不超过1%。

鲁棒性大幅提升

面对输入扰动，系统在三个数据集上鲁棒性分别提升7.6%、29.8%和80.7%。

双模式可重构

同一器件可在非易失存储和易失阈值开关之间切换，并通过TEM首次观察到氧空位导电丝与富Ta纳米晶簇共存。

应用场景

• 存算一体边缘AI：直接在存储单元内完成数据修剪和计算，省去数据搬运。
• 低功耗视觉处理器：边缘视觉任务中功耗降低最高可达90%，适合长期部署。
• 物联网终端智能：以接近无损的精度实现大幅节能，适合电池供电的终端。
• 机器人视觉感知：在保持感知精度的前提下，降低机器人视觉系统的功耗和延迟。
• 无人机机载视觉：机上功耗预算有限，该方案能减少视觉处理能耗，延长续航。