[发明专利]异质集成工作量证明运算芯片的数据动态重构电路及方法

说明书

本申请涉及一种异质集成工作量证明运算芯片的数据动态重构电路、方法、系统、计算设备及存储介质，所述电路包括：依次连接的计算层、地址动态重构层、交叉开关和存储层；其中，所述计算层由多个计算单元构成，所述存储层由多个存储单元构成。本申请提供的技术方案，可以使工作量证明运算芯片在部分存储单元失效的情况下正常使用，提高工作量证明运算芯片的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别是指一种异质集成工作量证明运算芯片的数据动态重构电路及方法。

背景技术

工作量证明(Proof of Work,简称POW)是以太币等主流加密数字币采用的一种共识机制，其基本特征是需要进行大量的哈希运算，在特定难度值条件下找到符合条件的哈希值。但是，以ETHASH算法为核心的加密数字币在工作量证明过程中需要一个大于1GB的数据集，并需要对该数据集进行频繁访问。

传统方法是在计算芯片外使用独立的外存来存储该数据集，但是该方法的性能较低。因此，对传统方法进行改进，出现了一种异质集成工作量证明运算芯片的技术。该技术是在一片硅片中实现工作量证明算法逻辑，在另一片硅片中设置大容量的存储单元来存储整个数据集，然后利用异质集成工艺将两块硅片键合在一起，以实现大容量的片内存储和高带宽。在该技术中，存储单元由多个独立的子存储单元构成，各个子存储单元之间是相互独立的，在半导体制造或键合过程中，会由于制造缺陷或键合缺陷导致某些子存储单元试下，任意子存储单元失效都会使整个芯片的数据集不完整，从而导致整个芯片失效，降低了芯片的鲁棒性和良率。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种异质集成工作量证明运算芯片的数据动态重构电路及方法，以能提高工作量证明运算芯片的鲁棒性和良率。

本发明提供的一种异质集成工作量证明运算芯片的数据动态重构电路，包括：依次连接的计算层、地址动态重构层、交叉开关和存储层；其中，所述计算层由多个计算单元构成，所述存储层由多个存储单元构成；

所述计算层用于基于计算任务调用所述存储层所存储的数据，并进行相应计算；

所述地址动态重构层用于当所述工作量证明运算芯片的一个或多个存储单元失效时，根据所述芯片有效的存储单元数量和所述芯片所存储的数据总量进行数据地址重构；

所述交叉开关用于使各个计算单元和各个存储单元互连；

所述存储层用于存储所述工作量证明运算芯片的数据。

由上，通过在工作量证明运算芯片添加地址动态重构层，当存储单元失效时，地址动态重构层将数据重新分配，可以使工作量证明运算芯片正常工作，提高了鲁棒性和良率。

作为第一方面的一种实现方式，所述根据所述芯片有效的存储单元数量和所述芯片所存储的数据总量进行数据地址重构，包括：

按下式将数据x存放在第N个有效的存储单元中：

N＝x％(N_总-n)

按下式确定数据x在第N个有效的存储单元中的位置L：

其中，x为工作量证明运算芯片第x个数据，％为取余运算，N_总为存储层中存储单元的总数量，n为存储层中失效的存储单元的数量，[]为取整函数。

由上，提供一种向有效的存储单元中分配数据的方式，利用上述公式可以保证有序且完整的存储芯片原有的全部数据。

一种异质集成工作量证明运算芯片的数据动态重构方法，包括：

当工作量证明运算芯片的一个或多个存储单元失效时，根据所述芯片有效的存储单元数量和所述芯片所存储的数据总量进行数据地址重构；