[發明專利]記憶體裝置及其操作方法與運算系統

在審

• 申請號: 202110996048.2
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113674792A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 吳潤身;王祈恩;呂仁碩
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G11C29/00
• 分類號: G11C29/00;G11C29/44;G06N3/063;G06N3/04
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本案揭露一種記憶體裝置及其操作方法與運算系統，記憶體裝置包含記憶體陣列以及選擇電路。在記憶體陣列中的至少一第一故障單元以及至少一第二故障單元分別儲存對應于浮點數的第一欄位和第二欄位的數據。選擇電路基于單元置換操作的優先次序判別至少一第一故障單元和至少一第二故障單元，其中單元置換操作的優先次序指出至少一第一故障單元的優先權高于至少一第二故障單元的優先權。選擇電路還輸出至少一第一故障單元的一故障地址至備份元件分析器電路，備份元件分析器電路用以執行置換至少一第一故障單元的置換操作。

技術領域

本案是關于一種記憶體裝置及其操作方法與運算系統，特別是關于一種具有故障單元置換優先次序的記憶體裝置及其操作方法與運算系統。

背景技術

低功耗卷積神經網絡(convolutional neural networks，CNN)加速器被視為構建未來人工智能世界的關鍵技術。動態電壓調節(dynamic voltage scaling)是不可或缺的低功耗策略，然而其受到晶片上靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory，SRAM)的限制，即當電源電壓低時，它的SRAM會出現固定故障(stuck-at faults)。

發明內容

根據本案的一實施例，揭露一種記憶體裝置，包含記憶體陣列以及選擇電路。在記憶體陣列中的至少一第一故障單元以及至少一第二故障單元用以分別儲存對應于浮點數的第一欄位和第二欄位的數據。選擇電路基于單元置換操作的優先次序判別至少一第一故障單元和至少一第二故障單元，其中單元置換操作的優先次序指出至少一第一故障單元的優先權高于至少一第二故障單元的優先權。選擇電路還輸出至少一第一故障單元的一故障地址至備份元件分析器電路，備份元件分析器電路用以執行置換至少一第一故障單元的置換操作。

根據本案的另一實施例，揭露一種記憶體裝置的操作方法，包含以下操作：測試記憶體陣列以判別記憶體陣列中的多個故障單元；判別在故障單元中的排除單元，排除單元符合至少一條件，其中至少一條件與對應于排除單元的第一二進位數的數值相關；以及以冗余單元置換故障單元中的其余單元的至少一單元。

根據本案的另一實施例，揭露一種運算系統，包含記憶體裝置以及存讀取記憶體裝置的神經網絡處理器。記憶體裝置包含多個記憶體單元、選擇電路以及置換電路。記憶體單元儲存對應于來自或傳輸至神經網絡處理器的數據的多個二進位數。選擇電路輸出記憶體單元中的故障單元的一故障地址。故障單元具有在一單元置換操作中的第一優先權以及具有固定1故障，固定1故障在二進位數中的一二進位數的指數欄位的位元中。置換電路根據故障地址以多個冗余單元中的冗余單元置換故障單元。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，根據以下詳細描述最佳理解本案的諸態樣。應注意，根據業界的標準實踐，各種特征并未按比例繪制。事實上，出于論述清楚的目的，可任意地增大或縮小各種特征的尺寸。

圖1是根據本案的一實施例的系統的示意圖；

圖2是根據本案的另一實施例的系統的示意圖；

圖3是根據本案的一實施例對應于圖1與圖2的系統的示意圖；

圖4是根據本案的一實施例對應于圖1與圖2的記憶體裝置的示意圖；

圖5是根據本案的一實施例的限幅電路的示意圖；

圖6A是根據本案的一實施例的權重分布的示意圖；

圖6B是根據本案的一實施例的輸入激發分布的示意圖；

圖7是根據本案的一實施例的決定閾值的方法的流程圖；

圖8是根據的一實施例的操作記憶體裝置的方法的流程圖。

【符號說明】

1:系統

10:神經網絡處理器