[發明專利]存儲器裝置及其運算結果補償方法

在審

• 申請號: 202010510725.0
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN113741859A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 許柏凱;葉騰豪;魏旻良;呂函庭
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: G06F7/544
• 分類號: G06F7/544;G11C16/06;G11C16/04;G06N3/063
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種存儲器裝置及其運算結果補償方法。該存儲器裝置包括存儲器子區塊、參考存儲器子區塊以及控制電路。存儲器子區塊用以在運算階段接收輸入信號，并在運算階段依據輸入信號進行乘加運算以產生運算結果。參考存儲器子區塊具有多個存儲單元并被預先寫入參考權重值，參考存儲器子區塊在調校階段接收參考輸入信號，依據參考輸入信號以及參考權重值進行乘加運算以產生參考運算值。控制電路依據參考運算值以及標準運算值以產生調整值，控制電路并在運算階段依據調整值以調整運算結果來產生調整后運算結果。

技術領域

本發明是有關于一種存儲器裝置及其運算結果補償方法，且特別是有關于一種用于存儲器內運算(computation in memory，CIM)的存儲器裝置及其運算結果補償方法。

背景技術

在人工智能技術逐漸受到重視的今天，構建類神經網絡計算電路的需求大幅提升。而為求節省電路面積，以符合可能發生的大量運算的需求，一種存儲器內計算器被提出。

存儲器內計算器中具有多個存儲單元，并通過對存儲單元寫入權重值，再通過位線接收輸入信號，以在源極在線產生依據輸入信號以及權重值所進行的乘加運算的運算結果。然而，在實際的應用上，存儲單元可能因為各種因素產生電性的變化，造成運算結果的不正確，例如制造過程中的工藝參數漂移、應用過程中的溫度變化、電壓變化以及存儲單元的劣化現象。

請參照圖1的存儲單元電流漂移的狀態曲線圖。圖1的坐標的橫軸為存儲單元的電流，縱軸則為存儲單元的數量。其中，理想的存儲單元的電流分布應該如直線IL所示。在工藝參數漂移、溫度漂移及/或電壓漂移的影響下，存儲單元的電流分布如曲線CV3所示，其中的分布范圍會擴大，且分布范圍的中心會偏移直線IL。在存儲單元發生劣化的情況下，存儲單元的電流分布則如曲線CV2所示。上述的存儲單元電流分布的變化，都會導致運算結果產生錯誤，減低存儲器內計算器的工作效能。

發明內容

本發明提供一種存儲器裝置及其運算結果補償方法，可提升運算結果的準確度。

本發明的存儲器裝置包括第一存儲器子區塊、參考存儲器子區塊以及控制電路。第一存儲器子區塊設置在存儲器區塊中，用以在運算階段接收輸入信號，并在運算階段依據輸入信號進行乘加運算以產生運算結果。參考存儲器子區塊設置在相同的存儲器區塊中，具有多個存儲單元并被預先寫入參考權重值，參考存儲器子區塊在調校階段接收參考輸入信號，依據參考輸入信號以及參考權重值進行乘加運算以產生參考運算值。控制電路依據參考運算值以及標準運算值以產生調整值，控制電路并在運算階段依據調整值以調整運算結果來產生調整后運算結果。

本發明的運算結果補償方法適用于存儲器內運算器。補償方法包括：提供參考存儲器子區塊，并在參考存儲器子區塊的多個存儲單元預先寫入參考權重值；在調校階段使參考存儲器子區塊接收參考輸入信號，依據參考輸入信號以及參考權重值進行乘加運算以產生參考運算值；提供存儲器子區塊以在運算階段接收輸入信號，并在運算階段依據輸入信號進行乘加運算以產生運算結果；以及，提供控制電路以依據參考運算值以及標準運算值來產生調整值，并在運算階段依據調整值以調整運算結果來產生調整后運算結果。

基于上述，本發明在存儲器裝置中設置參考存儲器子區塊。通過使參考存儲器子區塊的多個存儲單元被預先寫入參考權重值，依據參考存儲器子區塊所提供的參考權重值來產生參考運算值，再利用參考運算值以及標準運算值來產生調整值。本發明的存儲器裝置通過調整值以對一般的存儲器子區塊所產生的運算結果進行補償，可提升調整后運算結果的正確度。

附圖說明

圖1為存儲單元電流漂移的狀態曲線圖。

圖2繪示本發明一實施例的存儲器裝置的示意圖。

圖3繪示本發明實施例的存儲器裝置的動作流程示意圖。

圖4繪示本發明另一實施例的存儲器裝置的示意圖。

圖5繪示本發明另一實施例的存儲器裝置以及電流分布調整動作的示意圖。