电气工程与系统科学 > 信号处理
[提交于 2025年7月13日
(v1)
,最后修订 2025年7月15日 (此版本, v2)]
标题: 计算适用于模拟内存计算的SNR最优模拟数字转换器
标题: Compute SNR-Optimal Analog-to-Digital Converters for Analog In-Memory Computing
摘要: 模拟内存计算(AIMC)是加速机器学习和信号处理工作负载的一种能效更高的替代方案。 然而,其能效受到列模拟-数字转换器(ADC)的高能耗限制。 降低ADC精度是一种有效降低其能耗的方法。 然而,这样做也会降低AIMC的计算精度,因此确定满足目标精度所需的最小精度至关重要。 先前的工作通过将量化误差建模为与输入无关的噪声,最大化信噪比(SQNR),并忽略理想预ADC信号的离散性,从而高估了ADC精度需求。 我们通过开发用于估计计算信噪比(CSNR)的解析表达式来解决这些限制,CSNR是AIMC准确性的真正指标,并提出了CACTUS算法以获得CSNR最优的ADC参数。 使用28nm CMOS工艺中基于SRAM的AIMC的电路感知行为模型,我们表明对于一个256维的二进制点积,CACTUS在实现比之前方法高6dB的CSNR的同时,将ADC精度需求降低了3b。 我们还明确了所提出的CSNR最优ADC优于传统SQNR最优ADC的操作条件。
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