具有存储器内处理的设备和方法技术

公开一种具有存储器内处理的设备和方法。一种用于执行存储器内处理的设备包括：存储器单元的存储器单元阵列，被配置为：基于施加到存储器单元的行线的输入信号，输出在存储器单元阵列的各自列线中流动的列电流的电流和；采样电路，包括连接到每条列线的电容器，被配置为通过列线的对应的电流和的采样电压进行充电；以及处理电路，被配置为：响应于在与基于电容器的充电时间而被时间划分的量化等级之中的量化等级对应的时间生成的触发脉冲，将参考电压与在相应的电容器中的电容器中的当前充电电压进行比较，并且在当前充电电压达到参考电压时，通过执行时间

【技术实现步骤摘要】
具有存储器内处理的设备和方法
[0001]本申请要求于2020年05月22日提交到韩国知识产权局的第10-2020-0061746号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的全部公开出于所有目的通过引用包含于此。


[0002]公开涉及一种具有存储器内处理的设备和方法。

技术介绍

[0003]神经网络是基于计算架构实现的计算系统。神经网络处理对于复杂的输入数据需要大量的计算。随着神经网络数据增加和形成神经网络的架构的连接性变得复杂，处理装置的计算量和存储器访问频率可过度增加，导致低效性能和小型化问题。例如，神经网络处理可包括重复乘法和加法的乘法-累加(MAC)运算，这可需要高效的硬件架构和硬件驱动方法来以低功率和高速处理大量计算。

技术实现思路

[0004]提供本
技术实现思路
以简化的形式介绍在以下具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本
技术实现思路
既不意在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求保护的主题的范围。
[0005]在一个总体方面，一种用于执行存储器内处理的设备包括：存储器单元的存储器单元阵列，存储器单元被配置为：基于施加到存储器单元的行线的输入信号，输出在存储器单元阵列的各自列线中流动的列电流的电流和；采样电路，包括连接到每条列线的电容器，电容器被配置为通过列线的对应的电流和的采样电压进行充电；以及处理电路，被配置为：响应于在与基于电容器的充电时间而被时间划分的量化等级之中的量化等级对应的时间生成的触发脉冲，将参考电压与在电容器中的当前充电电压进行比较，并且在当前充电电压达到参考电压时，通过执行时间-数字转换来确定与采样电压对应的量化等级。
[0006]处理电路可包括：控制信号生成器，被配置为：在与量化等级对应的时间生成触发脉冲并且与触发脉冲的生成同步地生成计数脉冲；以及比较器，连接到每条列线并且通过触发脉冲的施加而被激活。
[0007]量化等级中的每个量化等级可对应于总时间段的子时间段，其中，在总时间段中，充电电压改变，直到所述电容器充有采样电压为止。
[0008]子时间段可基于存储器单元的电阻值和电容器的电容中的任何一个或二者来确定。
[0009]与触发脉冲生成的时间对应的量化等级可以是比量化等级中的最小的量化等级大的一个等级。
[0010]处理电路可包括比较器和时间-数字转换器(TDC)。连接到每条列线的比较器可被配置为接收触发脉冲作为比较操作的启动信号，并且在当前充电电压达到参考电压时输出停止信号。TDC可被配置为：当停止信号被接收时输出计数脉冲的计数值作为数字值，计数
脉冲在接收到停止信号的时间点与触发脉冲被同步地施加。
[0011]TDC可包括：触发器，连接到比较器，被配置为在接收到停止信号的时间点锁存当前计数值。
[0012]比较器中的输出停止信号的比较器可被去激活。
[0013]比较器可以为锁存比较器类型。
[0014]触发脉冲可被施加直到作为与比量化等级之中的最大量化等级小的一个等级的量化等级对应的时间段为止。
[0015]量化等级中的最小量化等级可对应于包括在列线中的具有最大合成电阻的每条列线中的存储器单元，并且量化等级中的最大量化等级可对应于包括列线中的具有最小合成电阻的每条列线中的存储器单元。
[0016]在另一总体方面，一种计算设备包括：存储器内处理装置，存储器内处理装置包括存储器单元阵列、采样电路和处理电路。存储器单元的存储器单元阵列被配置为：基于施加到存储器单元的行线的输入信号，输出在存储器单元阵列的各自列线中流动的列电流的电流和。包括连接到每条列线的电容器的采样电路被配置为通过列线的对应的电流和的采样电压进行充电。处理电被配置为：响应于在与基于电容器的充电时间而被时间划分的量化等级之中的量化等级对应的时间生成的触发脉冲，将参考电压与电容器中的当前充电电压进行比较，并且在当前充电电压达到参考电压时，通过执行时间-数字转换来确定与采样电压对应的量化等级。
[0017]处理电路可包括：控制信号生成器，被配置为：在与量化等级对应的时间生成触发脉冲，并且与触发脉冲的生成同步地生成计数脉冲；以及比较器，连接到每条列线并且通过触发脉冲的施加而被激活。
[0018]量化等级中的每个量化等级可对应于总时间段的子时间段，其中，在总时间段中，充电电压改变，直到所述电容器充有采样电压为止。
[0019]与触发脉冲生成的时间对应的量化等级可以是比量化等级中的最小的量化等级大的一个等级。
[0020]计算设备还可包括：主机处理器和存储指令的存储器，所述指令在被主机处理器执行时配置主机处理器控制存储器内处理装置以：基于施加到存储器单元的行线的输入信号，输出在存储器单元阵列的各自列线中流动的列电流的电流和，电容器通过列线的对应的电流和的采样电压进行充电；以及响应于在与量化等级对应的时间生成的触发脉冲，将参考电压与电容器中的当前充电的电压进行比较。
[0021]处理电路可包括：比较器，连接到每条列线，被配置为接收触发脉冲作为比较操作的启动信号，并且在当前充电电压达到参考电压时输出停止信号；以及时间-数字转换器(TDC)，被配置为：当停止信号被接收时输出计数脉冲的计数值作为数字值，计数脉冲在接收到停止信号的时间点与触发脉冲被同步地施加。
[0022]TDC可包括：触发器，连接到比较器，被配置为在接收到停止信号时在接收到停止信号的时间点锁存当前计数值。
[0023]比较器中的输出停止信号的比较器可被去激活。
[0024]在另一总体方面，一种执行存储器内处理的方法，包括：将输入信号施加到存储器单元阵列的存储器单元的行线；使用与在各自列线中流动的列电流的电流和对应的采样电
压对连接到存储器单元的每条列线的电容器进行充电；响应于在与基于电容器的充电时间而被时间划分的量化等级之中的量化等级对应的时间生成的触发脉冲，将参考电压与电容器中的当前充电电压进行比较；以及在当前充电电压达到参考电压时，通过执行时间-数字转换来确定与采样电压对应的量化等级。
[0025]所述方法还可包括：在与量化等级对应的时间生成触发脉冲；以及与触发脉冲的生成同步地生成计数脉冲。确定量化等级的步骤可包括：当时间-数字转换器(TDC)从比较器接收到指示电容器中的当前充电电压达到参考电压的停止信号时，通过在接收到停止信号的时间点输出计数脉冲的计数值作为数字值来确定量化等级。
[0026]在另一总体方面，一种用于执行存储器内处理的设备包括存储器单元、采样电路、处理电路和时间-数字转换器(TDC)。存储器单元具有彼此连接以形成存储器单元阵列的相邻的存储器单元，存储器单元阵列被配置为：基于施加到存储器单元的行线的输入信号，输出在存储器单元阵列的各自列线中流动的电流和。采样电路，包括连接到每条列线的电容器，电容器被配置为通过在各自列线中流动的电流和的采样电压进行充电。处理电路被配置为：响应于在与基于根据电容器的充电时间的量化等级之中的量化等级的触发脉冲，将参考电压与电容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于执行存储器内处理的设备，所述设备包括：存储器单元的存储器单元阵列，被配置为：基于施加到存储器单元的行线的输入信号，输出在存储器单元阵列的多条列线中流动的列电流的多个电流和；采样电路，包括分别连接到所述多条列线的多个电容器，每个电容器被配置为通过对应的列线的电流和的采样电压进行充电；以及处理电路，被配置为：响应于在与基于所述多个电容器中的电容器的充电时间而被时间划分的多个量化等级之中的量化等级对应的时间生成的触发脉冲，将参考电压与所述电容器中的当前充电电压进行比较，并且在当前充电电压达到参考电压时，通过执行时间-数字转换来确定与采样电压对应的量化等级。2.根据权利要求1所述的设备，其中，处理电路包括：控制信号生成器，被配置为：在与量化等级对应的时间生成触发脉冲并且与触发脉冲的生成同步地生成计数脉冲；以及多个比较器，分别连接到所述多条列线并且通过触发脉冲的施加而被激活。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个量化等级中的每个量化等级对应于总时间段的子时间段，其中，在总时间段中，充电电压改变，直到所述电容器充有采样电压为止。4.根据权利要求3所述的设备，其中，子时间段基于存储器单元的电阻值和所述电容器的电容中的任何一个或二者来确定。5.根据权利要求1所述的设备，其中，与触发脉冲生成的时间对应的量化等级比所述多个量化等级中的最小的量化等级大一个等级。6.根据权利要求1和3至5中的任意一项所述的设备，其中，处理电路包括：多个比较器，分别连接到所述多条列线，被配置为接收触发脉冲作为比较操作的启动信号，并且在当前充电电压达到参考电压时输出停止信号；以及时间-数字转换器，被配置为：当停止信号被接收到时输出计数脉冲的计数值作为数字值，计数脉冲在接收到停止信号的时间点与触发脉冲被同步地施加。7.根据权利要求6所述的设备，其中，时间-数字转换器包括：多个触发器，分别连接到所述多个比较器，被配置为在接收到停止信号的时间点锁存当前计数值。8.根据权利要求6所述的设备，其中，所述多个比较器中的输出停止信号的比较器被去激活。9.根据权利要求2或6所述的设备，其中，所述多个比较器为锁存比较器类型。10.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，其中，触发脉冲被施加直到与比所述多个量化等级之中的最大量化等级小一个等级的量化等级对应的时间段为止。11.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，其中，所述多个量化等级中的最小量化等级对应于包括在所述多条列线中的具有最大合成电阻的每条列线中的存储器单元，并且所述多个量化等级中的最大量化等级对应于包括在所述多条列线中的具有最小合成电阻的每条列线中的存储器单元。12.一种计算设备，包括：存储器内处理装置，包括：存储器单元的存储器单元阵列，被配置为：基于施加到存储器单元的行线的输入信号，
输出在存储器单元阵列的多条列线中流动的列电流的多个电流和；采样电路，包括分别连接到所述多条列线的多个电容器，每个电容器被配置为通过对应的列线的电流和的采样电压来充电；以及处理电路，被配置为：响应于在与基于所述多个电容器中的电容器的充电时间而被时间划分的多个量化等级之中的量化等级对应的时间生成的触发脉冲，将参考电压与所述电容器中的当前充电电压进行比较，并且在当前充电电压达到参考电压时，通过执行时间-数字转换来确定与采样电压对应的量化等级。13.根据权利要求12所述的计算设备，其中，处理电路包括：控制信号生成器，被配置为：在与量化等级对应的时间生成触发脉冲，并且与触发脉冲的生成同步地生成计数脉冲；以及多个比较器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亨优，金尚骏，朱容，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：