| IP명 | HERO-CIM: A Hybrid SRAM-eDRAM Event-Driven Compute-in-Memory Macro with Real-Time Accumulator and Offset-Canceling Comparator for Spiking Neural Networks | ||
|---|---|---|---|
| Category | Analog | Application | Memory |
| 실설계면적 | 2㎛ X 2㎛ | 공급 전압 | 1.8V |
| IP유형 | Hard IP | 동작속도 | 250Hz |
| 검증단계 | Silicon | 참여공정 | SS028-2601 |
| IP개요 | **HERO-CIM**은 Spiking Neural Network(SNN) 연산을 효율적으로 지원하기 위한 하이브리드 SRAM-eDRAM 기반 Event-Driven Compute-in-Memory(CIM) 매크로 IP이다. 본 IP는 SRAM의 안정적인 데이터 저장 특성과 eDRAM 기반 연산 구조의 면적 효율성을 결합하여, 입력 스파이크가 발생하는 경우에만 선택적으로 연산을 수행함으로써 불필요한 스위칭 전력과 메모리 접근 에너지를 줄이는 것을 목표로 한다. 제안하는 구조는 SNN의 sparse event 특성을 활용하기 위해 event-driven 연산 방식을 적용하며, column-wise 누산 결과를 실시간으로 처리할 수 있는 real-time accumulator를 포함한다. 이를 통해 다수의 입력 spike와 synaptic weight 간의 병렬 MAC 연산 결과를 빠르게 누산할 수 있으며, 별도의 대용량 외부 연산기로 데이터를 이동시키는 부담을 줄일 수 있다. 또한, 아날로그 누산 및 비교 과정에서 발생할 수 있는 mismatch와 offset 문제를 완화하기 위해 offset-canceling comparator를 적용하였다. 이를 통해 저전압 및 공정 변동 환경에서도 SNN inference에 필요한 spike decision 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 결과적으로 HERO-CIM은 SNN 기반 엣지 AI 및 초저전력 뉴로모픽 시스템을 위한 메모리 중심 연산 IP로, 데이터 이동 에너지 절감, event-driven 저전력 동작, 실시간 누산 처리, 비교기 offset 보정 기능을 핵심 특징으로 한다. |
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