[發(fā)明專利]雙面模式處理器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910029514.2
• 申請日: 2019-01-13
• 公開（公告）號: CN111435423A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國飆
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州海存信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

雙面模式處理器(100)含有多個存儲計算單元(100aa?100mn)，每個存儲計算單元(100ij)含有至少一存儲陣列(170)和一模式處理電路(180)。模式處理器(100形成在一含有第一表面(0a)和第二表面(0b)的半導(dǎo)體襯底(0)上。第一表面(100a)含有存儲陣列(170)，第二表面(100b)含有模式處理電路(180)。存儲陣列(170)和模式處理電路(180)通過多個表面間連接(160)電耦合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，更確切地說，涉及模式處理器。

背景技術(shù)

模式處理包括模式匹配和模式識別，它指在目標(biāo)模式（被檢索的模式，targetpattern）中查找與檢索模式（用于檢索的模式，search pattern）相同或接近的模式。其中，模式匹配要求查找到相同的模式，模式識別僅要求查找到接近的模式。在本說明書中，“模式”包括目標(biāo)模式和檢索模式；“模式庫”是指一包含相關(guān)模式的數(shù)據(jù)庫，它包括目標(biāo)模式庫或檢索模式庫。

模式處理應(yīng)用廣泛。常用的模式處理包括代碼匹配、字符串匹配、語音識別和圖像識別等。代碼匹配廣泛用于信息安全等領(lǐng)域，其操作包括從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包或計算機文件中查找病毒、或檢查它們是否符合規(guī)范，從而決定數(shù)據(jù)是否安全。字符串匹配又被稱為關(guān)鍵詞檢索，它廣泛用于大數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域，其操作包括正規(guī)表達式（regular expression）匹配等。語音識別在聲學(xué)/語言模型庫中找到與語音數(shù)據(jù)最接近的聲學(xué)/語言模型。圖像識別將在圖像模型庫中找到與圖像數(shù)據(jù)最接近的圖像模型。

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，模式庫已成為大型數(shù)據(jù)庫。其中，檢索模式庫（包括相關(guān)檢索模式，如病毒庫、關(guān)鍵詞庫、聲學(xué)/語言模型庫、圖像模型庫等）的數(shù)據(jù)量已經(jīng)很大，而目標(biāo)模式庫（包括相關(guān)目標(biāo)模式，如整個硬盤上的計算機文件、大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫、語音檔案庫、圖像檔案庫等）的數(shù)據(jù)量則更為巨大。遺憾的是，現(xiàn)有處理器的內(nèi)部存儲器無法存儲這些模式庫，所有模式庫都需要存儲在外部存儲器中，在模式處理時需要頻繁地從外部存儲器中讀取模式。因此，現(xiàn)有的處理器及其架構(gòu)無法對大型模式庫實現(xiàn)快速模式處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是對大型模式庫實現(xiàn)高速高效模式處理。

本發(fā)明的另一目的是增強信息安全。

本發(fā)明的另一目的是增強大數(shù)據(jù)分析能力。

本發(fā)明的另一目的是增強語音識別能力并對語音檔案庫實現(xiàn)語音檢索。

本發(fā)明的另一目的是增強圖像識別能力并對圖像檔案庫實現(xiàn)圖像檢索。

為了實現(xiàn)這些以及別的目的，本發(fā)明提出一種雙面模式處理器，其基本功能是模式處理；更重要的是，大部分模式處理所涉及的模式存儲同一芯片中。模式處理器含有成千上萬個存儲計算單元（簡稱為儲算單元），每個儲算單元含有至少一模式存儲電路和一模式處理電路。模式存儲電路含有存儲模式的存儲陣列；模式處理電路對所述模式進行模式處理。模式處理器形成在一半導(dǎo)體襯底上，該襯底含有第一表面和第二表面：第一表面含有多個存儲陣列，第二表面中含有多個模式處理電路，它們之間通過多個表面間連接電耦合。

這種將存儲陣列和模式處理電路形成襯底正反兩面的集成方式被稱為雙面集成。雙面集成能提高計算密度。采用傳統(tǒng)的二維集成，模式處理器的面積是存儲陣列和模式處理電路之和。采用雙面集成后，存儲陣列從邊上移到襯底的另外一面，模式處理器變小，計算密度加強。