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面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的精度退化模型与寿命预测方法.docx
资料介绍
面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的容错计算与错误恢复机制
——从检错重算到冗余计算的存算一体芯片容错方案
引言
在存算一体芯片中，模拟计算的非理想性和存储单元的退化可能导致计算错误。容错计算技术通过检错、纠错和重算机制，确保计算结果的正确性。在AI推理中，部分计算错误可以通过算法的容错性容忍，但关键计算错误需要纠正。错误恢复机制在检测到错误时，自动恢复正确的计算结果，确保推理的准确性。本文系统分析面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的容错计算与错误恢复机制。
错误来源
存储单元错误
存算一体芯片中存储单元的错误来源：
1. 电导漂移：存储单元的电导随时间漂移，导致权重值偏离目标值，计算精度下降。
2. 耐久性退化：存储单元在反复编程/擦除后，电阻窗口缩小，导致读取错误。
3. 数据保持失效：存储单元在高温下数据保持失效，导致权重值错误。
计算错误
存算一体芯片中计算错误的来源：
1. ADC量化错误：ADC的量化误差导致计算结果偏差，在8位ADC中，量化误差约0.2%。
2. 电路噪声错误：热噪声、闪烁噪声和电源噪声导致随机计算错误，错误概率约0.1%至1%。
3. 温度漂移错误：温度变化导致存储单元电导和电路参数漂移，导致计算错误。
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