存算一体芯片及其操作方法技术

技术编号:46594511 阅读:2 留言:0更新日期:2025-10-10 21:27
本申请公开了一种存算一体芯片及其操作方法,属于半导体技术领域。存算一体芯片包括互补的两个存算一体阵列和m个处理模块,存算一体阵列包括呈m行n排分布的至少一个存储器、m个存算字线和n个共享位线;m行存储器与m个存算字线一一对应连接,n排存储器与n个共享位线一一对应连接;第一存算一体阵列和第二存算一体阵列中的存算字线一一对应构成m对互补存算字线,第一存算一体阵列和第二存算一体阵列中的共享位线一一对应构成n对互补共享位线,第一存算一体阵列和第二存算一体阵列中的存储器一一对应构成至少一对互补存储器;m对互补存算字线与m个处理模块一一对应连接。本申请能够一次完成正负权重计算,减少计算时长。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于半导体,尤其涉及一种存算一体芯片及其操作方法


技术介绍

1、随着工艺节点的不断演进,传统冯·诺依曼架构面临着越来越严重的“存储墙”和“功耗墙”问题。访存带宽难以跟上算力密度的发展,严重制约了系统性能的提升,此外数据在存储和计算之间的频繁搬运带来了难以承受的功耗和散热问题。为了解决访存带宽和能效的问题,人们提出了存算一体技术,利用阻变存储器(rram)等新型非易失性存储器(envm)构建阵列,在本地同时完成数据存储和计算,避免了数据搬移,缓解了“存储墙”和“功耗墙”问题。例如,p个位线和q个字线组成一个p*q的存算一体阵列,在每个位线和每个字线的交叉位置处连接一个两端存储器件,该存储器件的电导连续可变,用来表示不同的数值。用电导表示的数值提前写入各存储器件,在计算时输入以电压的形式加载在各位线上,这样位线上的电压和存储器件中的电导的乘积将以电流的形式注入字线,完成一次乘法操作。多个位线产生的电流在同一个字线上汇聚,字线上的电流等于该字线上各存储器件电流之和,从而完成一次加法操作。汇聚的电流进入模数转换器(adc),变成数字电路可以处理的数值后输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种存算一体芯片,其特征在于,包括互补的两个存算一体阵列和m个处理模块,所述存算一体阵列包括至少一个存储器、m个存算字线和n个共享位线,m≥1,n≥1;

2.根据权利要求1所述的存算一体芯片,其特征在于,所述存算一体芯片还包括动态随机访问存储器DRAM阵列,所述DRAM阵列包括多个位线,所述多个位线中的每两个位线构成一对互补位线;

3.根据权利要求2所述的存算一体芯片,其特征在于,所述存算一体芯片还包括n个选通模块,所述多个位线构成的多对互补位线划分为n组位线,每组位线包括k对互补位线,k≥2;

4.根据权利要求3所述的存算一体芯片,其特征在于,所...

【技术特征摘要】

1.一种存算一体芯片,其特征在于,包括互补的两个存算一体阵列和m个处理模块,所述存算一体阵列包括至少一个存储器、m个存算字线和n个共享位线,m≥1,n≥1;

2.根据权利要求1所述的存算一体芯片,其特征在于,所述存算一体芯片还包括动态随机访问存储器dram阵列,所述dram阵列包括多个位线,所述多个位线中的每两个位线构成一对互补位线;

3.根据权利要求2所述的存算一体芯片,其特征在于,所述存算一体芯片还包括n个选通模块,所述多个位线构成的多对互补位线划分为n组位线,每组位线包括k对互补位线,k≥2;

4.根据权利要求3所述的存算一体芯片,其特征在于,所述选通模块包括两个选通单元;

5.根据权利要求3所述的存算一体芯片,其特征在于,所述存算一体芯片还包括基底;

6.根据权利要求1所述的存算一体芯片,其特征在于,所述存算一体芯片还包括基底,所述存算一体阵列位于所述基底的一侧;

7.根据权利要求6所述的存算一体芯片,其特征在于,所述存储器层包括沿所述第一方向分布的两个存储器子层,所述字线层位于所述两个存储器子层之间。

8.根据权利要求6所述的存算一体芯片,其特征在于,所述堆栈结构包括沿所述第一方向分布的两个所述存储器层和两个所述字线层,两个所述字线层位于两个所述存储器层之间。

9.根据权利要求6所述的存算一体芯片,其特征在于,所述共享位线...

【专利技术属性】
技术研发人员:高滨康卓栋吴华强钱鹤
申请(专利权)人:北方集成电路技术创新中心北京有限公司
类型:发明
国别省市:

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