[发明专利]用于实现矩阵运算的方法和设备

说明书

用于实现矩阵运算的方法，其中为了所述矩阵运算根据借助于第一忆阻器布置（102）的第一模拟相加来确定第一数字结果，其中根据借助于第二忆阻器布置（102）的第二模拟相加来确定第二数字结果，并且其中将所述第一结果和所述第二结果数字相加。用于实现矩阵运算的设备（100），其中所述设备（100）至少包括第一忆阻器布置（102）和第二忆阻器布置（102），其中所述设备（100）包括第一模数转换器（106、116）和第二模数转换器（106、116），并且其中所述设备（100）被构造为为了矩阵运算根据借助于所述第一忆阻器布置（102）和所述第一模数转换器（106、116）进行的第一模拟相加来确定第一数字结果，以及根据借助于所述第二忆阻器布置（102）和所述第二模数转换器（106、116）的第二模拟相加来确定第二数字结果。

背景技术

通过计算机从向量和匹配维度的矩阵来以数学方式确定标量积需要大量的加法和乘法，因此需要计算机中的大量存储空间。相反，通过内存中计算借助于对应维度的矩阵来计算标量积需要较少的存储空间。这同样适用于微分方程组的求解。

将专用硬件（例如点积引擎）用于这种应用。

期望实现一种相对于专用硬件更有效的可能性来执行这种计算。

发明内容

这通过独立权利要求的主题来实现。

用于实现矩阵运算的一种相关方法规定，为了所述矩阵运算根据借助于第一忆阻器布置的第一模拟相加来确定第一数字结果，其中根据借助于第二忆阻器布置的第二模拟相加来确定第二数字结果，并且其中将所述第一结果和所述第二结果数字相加。各种忆阻器布置中的模拟相加使得可以快速计算出模拟结果。通过对模拟结果进行数字相加来完成所述矩阵运算，并将该矩阵运算数字地提供以用于进一步处理。

优选规定，根据第一模拟结果确定所述第一数字结果，其中根据第二模拟结果确定所述第二数字结果，其中至少部分在时间上重叠地确定模拟结果。这种并行化加快了计算。

优选规定，将第一电压施加到所述第一忆阻器布置的第一忆阻器上，其中至少部分在时间上与此重叠地将第二电压施加到所述第一忆阻器布置的第二忆阻器上，其中在所述第一忆阻器布置的第一输出端上检测第一总和电流，所述第一总和电流表征流过所述第一忆阻器和所述第二忆阻器的电流，其中至少部分在时间上与此重叠地将所述第一电压施加到所述第二忆阻器布置的第三忆阻器上，其中至少部分在时间上与此重叠地将所述第二电压或第三电压施加到所述第二忆阻器布置的第四忆阻器上，其中在所述第二忆阻器布置的第二输出端上检测第二总和电流，所述第二总和电流表征流过所述第三忆阻器和所述第四忆阻器的电流，其中根据第一总和电流和第二总和电流确定所述结果。通过高度并行化，加快了矩阵乘法的计算。

优选规定，根据第一矩阵的第一元素定义所述第一电压，其中根据所述第一矩阵的第二元素定义所述第二电压，其中根据第二矩阵的第一元素定义所述第一忆阻器的第一电阻值，其中根据所述第二矩阵的第二元素定义所述第二忆阻器的第二电阻值，并且其中所述结果表征矩阵的标量积。通过高度并行化，可以非常快速地执行标量积的计算。

优选规定，根据所述第二矩阵的元素来对忆阻器的至少一个电阻值编程。由此为新的计算简单地对所述装置进行初始化。

优选规定，根据所述第二矩阵的元素来定义或编程至少两个忆阻器的电阻值。为了并行化，在所述装置中多次使用同一矩阵。由此进一步加快了计算。

优选地规定，以矩阵布置来布置多个忆阻器，其中所述第二矩阵或多个第二矩阵定义所述多个忆阻器的电阻值布置，并且其中所述矩阵布置中的忆阻器具有电阻值或用所述电阻值对所述忆阻器编程，所述电阻值在所述电阻值布置中，特别是就其索引而言，与其在所述矩阵布置中的位置相对应。该对应特别清楚。

优选地规定，至少两组忆阻器具有电阻值或用电阻值对至少两组忆阻器编程，所述电阻值是根据同一第二矩阵的元素定义的。这种分组使得所述对应显著更为容易。