Spiking Neural Networks (SNNs) have emerged as a biologically inspired alternative to conventional deep networks, offering event-driven and energy-efficient computation. However, their throughput remains constrained by the serial update of neuron membrane states. While many hardware accelerators and Compute-in-Memory (CIM) architectures efficiently parallelize the synaptic operation (W x I) achieving O(1) complexity for matrix-vector multiplication, the subsequent state update step still requires O(N) time to refresh all neuron membrane potentials. This mismatch makes state update the dominant latency and energy bottleneck in SNN inference. To address this challenge, we propose an SRAM-based CIM for SNN with Linear Decay Leaky Integrate-and-Fire (LD-LIF) Neuron that co-optimizes algorithm and hardware. At the algorithmic level, we replace the conventional exponential membrane decay with a linear decay approximation, converting costly multiplications into simple additions while accuracy drops only around 1%. At the architectural level, we introduce an in-memory parallel update scheme that performs in-place decay directly within the SRAM array, eliminating the need for global sequential updates. Evaluated on benchmark SNN workloads, the proposed method achieves a 1.1 x to 16.7 x reduction of SOP energy consumption, while providing 15.9 x to 69 x more energy efficiency, with negligible accuracy loss relative to original decay models. This work highlights that beyond accelerating the (W x I) computation, optimizing state-update dynamics within CIM architectures is essential for scalable, low-power, and real-time neuromorphic processing.


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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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