[發明專利]由每個能夠存儲兩個以上狀態的多個存儲設備組成的宏存儲單元

在審

• 申請號: 202010217097.7
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN112151090A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: I·A·揚;D·E·尼科諾夫;E·V·卡爾波夫
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G11C11/22
• 分類號: G11C11/22;G11C13/00;G11C19/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉文燦

一種裝置。該裝置包括具有第一存儲設備和第二存儲設備的宏存儲單元。第一和第二存儲設備均能夠存儲兩個以上的狀態。宏存儲單元存儲多個值，這些值是從第一和第二存儲設備分別存儲的狀態的組合得出的。

技術領域

本發明的領域總體上涉及電子技術，并且更具體地，涉及由多個存儲設備組成的宏存儲單元，每個存儲設備能夠存儲兩個以上的狀態。

背景技術

隨著計算系統繼續實現日益復雜的功能，存儲器系統及其底層技術越來越成為瓶頸。即，用于處理復雜功能的數據的邏輯越來越多地等待從存儲器接收數據以對其進行操作，和/或在能夠對下一組輸入數據進行操作之前正在等待新創建的輸出數據被寫入存儲器。

附圖說明

結合以下附圖，可以從下面的詳細描述中獲得對本發明的更好的理解，其中：

圖1示出了不同類型的存儲設備的特性曲線；

圖2示出了宏單元的實施例；

圖3示出了從宏單元各自的存儲設備的電阻狀態的組合得出的宏單元的不同狀態；

圖4示出了根據電阻存儲設備可存儲的狀態數的宏單元的電阻存儲設備的可工作電阻比的范圍；

圖5示出了跑道狀的多值存儲器單元；

圖6a和6b分別示出了橫向和垂直布置的宏單元的存儲設備；

圖7示出了計算系統。

具體實施方式

如果某種多值存儲器可用，則可以更高效地實現許多新興應用，例如人工智能、機器視覺等。例如，在人工智能的情況下，神經網絡的節點通過權重互連。前一個節點的輸出對后一個節點的數學計算的影響由數字權重值設置。這里，為了對于任何特定的節點到節點連接具有寬的動態范圍的可用權重，能夠在每個單元中存儲多個值(例如，至少20個)的存儲器單元將是有用的。

也就是說，例如，每個節點到節點的連接都耦合到這種單元，并且該單元存儲一個值，該值對應于分配給該連接的權重。對于能夠存儲多個可能值中的任何一個的單元，可以將寬范圍的權重分配給節點到節點的連接。例如，在機器視覺的情況下，可以使用類似的單元例如來存儲像素強度值等。

鑒于多個新興應用程序對于能夠在每個存儲器單元中存儲廣泛范圍的存儲值而不是僅單個位或僅幾個位(小于10)的存儲器單元而言，將表現更好，本申請針對能夠在每個單元中存儲許多(例如，至少20個)存儲值的特定存儲器單元(“宏值單元”或“宏單元”)。

圖1顯示了兩種不同類型的存儲設備的特性。第一種類型的存儲器單元101，稱為多電平單元，在其操作中是不連續的，因為該單元存儲分開的和不同的狀態。在這里，如從插圖101中可以看出，該單元根據所施加的輸入信號存儲離散的電平(例如，電荷、電阻、磁偶極矩、電偶極矩等)。閃存是一種多電平單元，因為它可以在單個單元中存儲不同數量的電荷以有效地為每個單元存儲多個位(例如，可以存儲四個不同電平的電荷的閃存單元被視為能夠存儲四個不同的多位邏輯狀態中的任何一個：00、01、10、11)。然而，單個閃存單元當前不能存儲足夠的電平來單獨實現真正的宏值單元操作(前沿閃存單元當前每個閃存單元只能存儲十六種不同的狀態)。

第二種類型的存儲器單元，稱為線性單元，在其存儲狀態(例如電荷、電阻、磁偶極矩、電偶極矩等)和輸入信號之間表現出連續(稱為“線性”)關系。即，在輸入信號的連續范圍內，設備的存儲狀態作為響應是連續的。僅舉一個例子，如果鐵電存儲器單元的電偶極矩響應于輸入信號的增加而簡單地增長，所述鐵電存儲器單元就會表現出線性行為。

然而，無論是實現多電平單元還是線性單元，目前尚無商業可制造的單個單元能夠存儲足夠的值來實現真正的宏級存儲。