[發明專利]用于人工智能操作的存儲器裝置

在審

• 申請號: 202110333613.7
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113467711A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 樸山河
• 申請（專利權）人: 華邦電子股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 宋興;黃健

本發明提供一種用于人工智能操作的存儲器裝置。所述存儲器裝置包含：多個子陣列、行控制器、列控制器、多個感測放大器、多個子字線驅動器以及多個邏輯電路。子陣列中的每一個彼此電耦合。行控制器配置以控制子陣列中的至少一行。列控制器配置以控制子陣列中的至少一列。感測放大器適用于子陣列中的每一個，感測放大器在數據訪問操作期間啟用。子字線驅動器鄰近于子陣列中的每一個設置且提供對應于子陣列的驅動信號。多個邏輯電路設置于子陣列間且配置以執行數據訪問操作。

技術領域

本公開涉及一種存儲器裝置，且更多地涉及存儲器裝置中的功能(function inmemory device，FIM)，尤其涉及一種用于人工智能操作的存儲器裝置。

背景技術

當今，存儲器裝置廣泛用于人工智能AI、機器學習應用領域。對于所述應用，控制器與存儲器裝置之間的數據移動將由于數據可通過導線或基板(例如其中的重分布層)訪問而導致緩慢及高功率消耗，因此帶寬受基板(重分布層)中的導線和繪制數目的限制。通過計算存儲于存儲器裝置中的數據且將數據存儲為中間數據來執行行控制器與存儲器裝置之間的數據移動。數據移動在存儲器裝置的帶寬中產生大量額外開銷，從而導致存儲器裝置的性能下降。

舉例來說，參考圖1，其示出常規存儲器裝置的框圖。常規存儲器裝置100包含多個存儲器單元110。存儲器單元110中的每一個細分成多個子陣列150。存儲器單元110中的每一個進一步包含行地址解碼器120、列地址解碼器130、多個子字線驅動器(sub word linedriver，SWD)151、多個感測放大器(sense amplifier，SA)152以及邏輯電路170，所述邏輯電路170又稱為乘積累加運算(Multiply Accumulate,MAC)電路。

子陣列150耦合到對應子字驅動器151和感測放大器152。

在數據訪問操作中，被認知為數據移動操作以訪問存儲器裝置中的數據。在數據訪問操作中，通過來自感測放大器152中的每一個的多個局部數據線LDQ以訪問來自子陣列150中的每一個的數據。在數據訪問操作期間，通過多個主要數據線MDQ訪問來自每一列中的子陣列150的數據，所述多個主要數據線MDQ又稱為全局輸入/輸出(I/O GIO)。應注意，多個切換器156設置于感測放大器152中的每一個之間。切換器156在數據訪問操作期間在主要數據線MDQ與局部數據線LDQ之間傳送數據。

在一個實例中，對于具有72個子陣列的存儲器單元110，子陣列150排列為9×8矩陣，即9行和8列的子陣列150。

在數據訪問操作期間，通過主要數據線MDQ經由對應于感測放大器152中的每一個的局部數據線LDQ訪問來自所述列中的每一個的9個數據位，且由設置在存儲器單元110外部的邏輯電路170邏輯地計算來自存儲器單元110的數據。具體來說，為了訪問存儲器單元110中的所有子陣列，主要數據線MDQ用于在數據訪問操作期間訪問數據。換句話說，對應于子陣列150中的8個列的8個主要數據線MDQ用于訪問存儲器單元110中的72位數據。應注意，局部數據線LDQ比主要數據線MDQ短。在數據訪問操作期間，通過長主要數據線MDQ訪問每一9位數據，導致功率消耗增大以及存儲器裝置的帶寬中的額外開銷增大。另外，數據線放大器適用于主要數據線MDQ中的每一個以通過長數據線訪問數據。

解決存儲器裝置的帶寬中的額外開銷以及功率消耗增大的需求，可需要研發提供用于本技術領域中的特定應用的廣數據帶寬和較少功率消耗的存儲器裝置中的功能。

發明內容

本公開提供一種存儲器裝置可有效減低功率消耗。