[发明专利]关联存储器存储单元、装置和方法

说明书

本发明涉及一种关联存储器存储单元、装置和方法。根据本发明的关联存储器存储单元包括w位的至少n个存储器子单元和v位的第二存储器子单元的第一子集。可以使用关联存储器子单元将消息与标签关联起来以及将标签与消息关联起来。

技术领域

本发明涉及一种方法和一种自动装置，该自动装置能够利用最大似然以非易失性方式将消息与标签的关联以及标签与消息的关联存储在存储器中、再调用(recall)和管理该关联。本发明还涉及一种系统，该系统用于在存储器中存储神经元群体网络的训练数据。

本发明尤其适用于硅上实现的神经网络，以用于处理各种信号，所述各种信号包括例如图像、声音或独立或同时感知的其它模态的感知表示的多维信号。更一般地，本发明允许用于经由神经元群体网络的生物启发方法将信号处理到有效产生的硅上的完整链。本发明还使得能够有效地执行例如在神经元处理之前的预处理中和/或在后处理中使用的常规信号处理方法。

背景技术

人类记忆从根本上是关联的：当我们能够将新信息与已经获取并牢固扎根于我们的记忆中的知识联系起来时，我们会更好地记住该新信息。此外，对我们的意义越大，此联系将越有效。因此，不是简单地回忆起固定的印象，目前认为记忆是源自对立(antagonistic)神经元通路的连续改变以及信息在大脑中的并行处理的再范畴化的连续过程。

技术正在尝试主要使用被称为关联存储器或内容可寻址存储器(CAM)的电子方法来复制这些过程。出版物中已发表了文献综述，K.Pagiamtzis和A.Sheikholeslami等人的“Content-addressable memory(CAM)circuits and architectures:A tutorial andsurvey”IEEE Journal of Solid-State Circuits,vol.41,no.3,pp.712–727,Mar 2006。

随着MRAM(磁性随机存取存储器)存储器(在该存储器中，数据以磁取向的形式存储)的出现，该存储机制已经变成了非易失性。通过改变电子的自旋(尤其是通过隧穿)来实现状态变化。这些部件由Everspin和其它公司出售。

在法国，CNRS实验室的Spintec和格勒诺布尔的Crocus Technology公司共同开发了MRAM技术。该MRAM技术基于一种创新的编程技术，该编程技术允许克服稳定性和小型化方面的限制。代替传统的铁磁层叠层，这些合作伙伴已经开发了一种存储器单元，该存储器单元将铁磁层与随温度变化更加稳定的反铁磁层关联起来。该单元与允许将被称为“就地匹配”的比较逻辑功能直接集成到存储板中的自引用存储器单元技术相结合。同一公司的专利US 9 401 208 B2“Magnetic random access memory cell with a dual junctionfor ternary content addressable memory applications”描述了三态(ternary)模式的集成：三态CAM允许将给定存储字中的一个或更多个位编程成第三状态，该第三状态在上述专利中称为“X”或“不关心”，从而允许提高搜索灵活性。例如，三态CAM可以具有存储字“10XX0”，其可以与字“10000”、“10010”、“10100”和“10110”中的任何一个的搜索相对应。

该存储器单元为STT-MRAM类型(STT-MRAM代表自旋转移转矩磁性RAM)。该存储器单元的尺寸允许大规模且低成本集成、非常低的功耗并且保证非常长的信息保留时间。

目前正在兴起被称为N-RAM(即，纳米RAM)的另一种非易失性存储器，该N-RAM是美国公司Nantero进行研究的成果。该N-RAM使用了碳纳米管的特性，该碳纳米管允许大大减小芯片尺寸并因此增加模块的容量。该公司的专利No.US 9299 430B1“Method forreading and programming 1-R resistive charge element arrays”中描述了这种类型的存储器。