A ferroelectric–memristor memory for both training and inference
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Le résumé fourni par la source
Developing artificial intelligence systems that are capable of learning at the edge of a network requires both energy-efficient inference and learning. However, current memory technology cannot provide the necessary combination of high endurance, low programming energy and non-destructive read processes. Here we report a unified memory stack that functions as a memristor as well as a ferroelectric capacitor. Memristors are ideal for inference but have limited endurance and high programming energy; ferroelectric capacitors are ideal for learning, but their destructive read process makes them unsuitable for inference. Our memory stack uses a silicon-doped hafnium oxide and titanium scavenging layer that are integrated into the back end of line of a complementary metal-oxide-semiconductor process. With this approach, we fabricate an 18,432-device hybrid array (consisting of 16,384 ferroelectric capacitors and 2,048 memristors) with on-chip complementary metal-oxide-semiconductor periphery circuits. Each weight is associated with an analogue value stored as conductance levels in the memristors and a high-precision hidden value stored as a signed integer in the ferroelectric capacitors. Weight transfers between the different memory technologies occur without a formal digital-to-analogue converter. We use the array to validate an on-chip learning solution that, without batching, performs competitively with floating-point-precision software models across several benchmarks.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- A ferroelectric–memristor memory for both training and inference
- Date Crossref
- 22/09/2025
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives pays non établi dans la noticeOrganisme public
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CEA Grenoble pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Laboratoire d'Électronique des Technologies de l'Information pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Université Grenoble Alpes pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Centre National de la Recherche Scientifique pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Université de Bordeaux pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institut Polytechnique de Bordeaux pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Université Paris-Saclay pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives, CEA Grenoble et Laboratoire d'Électronique des Technologies de l'Information, avec 7 autres affiliations.
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