[发明专利]由每个能够存储两个以上状态的多个存储设备组成的宏存储单元

说明书

一种装置。该装置包括具有第一存储设备和第二存储设备的宏存储单元。第一和第二存储设备均能够存储两个以上的状态。宏存储单元存储多个值，这些值是从第一和第二存储设备分别存储的状态的组合得出的。

技术领域

本发明的领域总体上涉及电子技术，并且更具体地，涉及由多个存储设备组成的宏存储单元，每个存储设备能够存储两个以上的状态。

背景技术

随着计算系统继续实现日益复杂的功能，存储器系统及其底层技术越来越成为瓶颈。即，用于处理复杂功能的数据的逻辑越来越多地等待从存储器接收数据以对其进行操作，和/或在能够对下一组输入数据进行操作之前正在等待新创建的输出数据被写入存储器。

附图说明

结合以下附图，可以从下面的详细描述中获得对本发明的更好的理解，其中：

图1示出了不同类型的存储设备的特性曲线；

图2示出了宏单元的实施例；

图3示出了从宏单元各自的存储设备的电阻状态的组合得出的宏单元的不同状态；

图4示出了根据电阻存储设备可存储的状态数的宏单元的电阻存储设备的可工作电阻比的范围；

图5示出了跑道状的多值存储器单元；

图6a和6b分别示出了横向和垂直布置的宏单元的存储设备；

图7示出了计算系统。

具体实施方式

如果某种多值存储器可用，则可以更高效地实现许多新兴应用，例如人工智能、机器视觉等。例如，在人工智能的情况下，神经网络的节点通过权重互连。前一个节点的输出对后一个节点的数学计算的影响由数字权重值设置。这里，为了对于任何特定的节点到节点连接具有宽的动态范围的可用权重，能够在每个单元中存储多个值(例如，至少20个)的存储器单元将是有用的。

也就是说，例如，每个节点到节点的连接都耦合到这种单元，并且该单元存储一个值，该值对应于分配给该连接的权重。对于能够存储多个可能值中的任何一个的单元，可以将宽范围的权重分配给节点到节点的连接。例如，在机器视觉的情况下，可以使用类似的单元例如来存储像素强度值等。

鉴于多个新兴应用程序对于能够在每个存储器单元中存储广泛范围的存储值而不是仅单个位或仅几个位(小于10)的存储器单元而言，将表现更好，本申请针对能够在每个单元中存储许多(例如，至少20个)存储值的特定存储器单元(“宏值单元”或“宏单元”)。

图1显示了两种不同类型的存储设备的特性。第一种类型的存储器单元101，称为多电平单元，在其操作中是不连续的，因为该单元存储分开的和不同的状态。在这里，如从插图101中可以看出，该单元根据所施加的输入信号存储离散的电平(例如，电荷、电阻、磁偶极矩、电偶极矩等)。闪存是一种多电平单元，因为它可以在单个单元中存储不同数量的电荷以有效地为每个单元存储多个位(例如，可以存储四个不同电平的电荷的闪存单元被视为能够存储四个不同的多位逻辑状态中的任何一个：00、01、10、11)。然而，单个闪存单元当前不能存储足够的电平来单独实现真正的宏值单元操作(前沿闪存单元当前每个闪存单元只能存储十六种不同的状态)。

第二种类型的存储器单元，称为线性单元，在其存储状态(例如电荷、电阻、磁偶极矩、电偶极矩等)和输入信号之间表现出连续(称为“线性”)关系。即，在输入信号的连续范围内，设备的存储状态作为响应是连续的。仅举一个例子，如果铁电存储器单元的电偶极矩响应于输入信号的增加而简单地增长，所述铁电存储器单元就会表现出线性行为。

然而，无论是实现多电平单元还是线性单元，目前尚无商业可制造的单个单元能够存储足够的值来实现真正的宏级存储。