Von Neumann darboğazını aşan, bellek içinde hesaplama (In-Memory Computing) ile çalışan yeni nesil yapay zeka donanımının temel ilkeleri.
1945'ten bu yana kullanılan klasik bilgisayar mimarisinde işlemci ile bellek fiziksel olarak ayrıdır. Her hesaplama adımında veri bu iki birim arasında taşınmak zorundadır. Bu darboğaz, günümüz YZ yüklerinde toplam enerji tüketiminin %60'ından fazlasını oluşturmaktadır.
⚠ Klasik Mimari — Yüksek Enerji, Yüksek Gecikme
Ağırlıklar
saklanır
PCIe / HBM
~100 GB/s
MVM
Hesaplama
Sonuç
yazılır
✓ MemRSyS Mimarisi — Bellek İçinde Hesaplama
Dijital → Analog
DAC dönüşümü
Ağırlıklar fiziksel
iletkenlikte saklı
Ohm + Kirchhoff
Yasaları ile
ADC → Dijital
Sonuç
1971'de Leon Chua tarafından teorik olarak öngörülen, 2008'de fiziksel olarak gerçeklenen dördüncü temel devre elemanı. Direnç değerini üzerinden geçen toplam yük miktarına göre değiştiren ve güç kesildiğinde bu değeri koruyan "bellek-direnç".
Metal-oksit ince film (TiO₂, HfO₂, ZnO) içinde iyonik hareket ile iletken filament oluşur/bozulur. HRS (Yüksek Direnç) ve LRS (Düşük Direnç) arasında geçiş: oranı ≥10³.
Her memristör, sinir ağındaki bir ağırlığı fiziksel iletkenlik değeri olarak saklar. Crossbar dizisinde sütun akımı toplamı, Ohm Yasası ile otomatik olarak MVM sonucunu verir.
HfO₂ tabanlı RRAM: ≥10⁸ yazma/silme döngüsü. Veri tutma: >10 yıl 85°C'de. CMOS back-end-of-line süreciyle tam uyumlu entegrasyon.
Bipolar resistive switching karakterizasyonu, sneak-path problemi çözümü (Schottky diyot entegrasyonu). TÜBİTAK 121E544 kapsamında yürütülen özgün araştırma.
Analog in-memory computing'de CPU'ya kıyasla 6,8–24× enerji kazancı (Nature Electronics, 2018). CMOS nöromorfik: 4.000 GOPS/mm², 3.000 GOPS/W.
Mevcut CMOS fab altyapısıyla uyumlu — yeni üretim hattı gerektirmez. 65 nm / 28 nm süreç entegrasyonu mümkün. Çok katmanlı crossbar ile yüksek yoğunluk.
Katmanlı mimari: dijital giriş/çıkış arayüzleri arasında analog memristör crossbar çekirdeği yer alır.
Sensör verisi / özellik vektörü → DAC (Dijital-Analog Dönüştürücü)
Ağırlıklar iletkenlik değeri olarak saklanır · Ohm Yasası ile MVM · Kirchhoff Akım Yasası ile toplama
ReLU / Sigmoid aktivasyon · Batch normalizasyon eşdeğeri analog devre ile
Her sinir ağı katmanı bir crossbar dizisine karşılık gelir · Paralel çıkarım (inference)
ADC (Analog-Dijital Dönüştürücü) → Sınıflandırma / Karar çıkışı
OpenROAD · Magic · Ngspice · 65 nm proses uyumlu
GPU (Grafik İşlem Birimi): Binlerce küçük çekirdekle paralel float hesaplama. Eğitim (training) için idealdir; yüksek güç tüketir (200–700 W). Veri merkezi ve bulut için tasarlanmıştır.
NPU (Sinir İşlem Birimi): Çıkarım (inference) için özelleştirilmiş; sabit ağırlıkları düşük güçle değerlendirmek için optimize edilmiştir. MemRSyS NPU, analog fizik yasaları ile bu işlemi <1 W'ta gerçekleştirir.
| Güç Tüketimi | Klasik GPU: 7–35 W | NPU: <1 W |
| Bellek Trafiği | Yüksek | Sıfır |
| Çıkarım Gecikmesi | ms düzey | µs düzey |
| Boyut | PCIe kart | mm² çip |
MemRSyS NPU, enerji kısıtlı her otonom platform için uygundur.
Nesne tanıma, hedef takip, otonom navigasyon
<1 WHedef ayrıştırma, arayıcı başlık YZ çıkarımı
<0.5 WOrtam algılama, düşman tespiti, yol planlama
<2 WGörüntü işleme, anomali tespiti, düşük enerji bütçesi
<1 WSürekli biyometrik YZ analizi, pil ömrü kritik
<0.3 WAnomali tespiti, tahmine dayalı bakım, kenar işleme
<1 WTiO₂, ZnO, HfO₂ ince film memristör sentezi ve karakterizasyonu. Sneak-path problemi için Schottky diyot tabanlı çözüm. TÜBİTAK 121E544 projesi.
Küçük ölçekli crossbar MVM demonstrasyonu. Ngspice simülasyon modeli. Nature Electronics ve Nature Communications atıflarıyla literatür temeli.
NPU IP çekirdeği RTL tasarımı. PDK akışı OpenROAD ile doğrulama. Ulusal inovasyon ve girişimcilik programları kapsamında fonlama.
65 nm yerli süreçte ilk silikon. Savunma ve havacılık platformlarında saha testleri. IP lisanslama modelinin oluşturulması.
Savunma sanayii entegrasyonu. İHA ve taktik platform OEM lisans anlaşmaları. Uluslararası nöromorfik IP pazarına giriş.
MemRSyS teknolojisinin dayandığı hakemli yayınlar.
IP lisanslama, PDK iş birliği veya teknik brifing talepleriniz için iletişime geçin.
İletişime Geç Ana Sayfa