[发明专利]基于忆阻器阵列的数据处理方法及装置

说明书

一种基于忆阻器阵列的数据处理方法及数据处理装置，用于线性运算算法。该数据处理方法包括：获取算法参数；由算法参数确定在忆阻器阵列中对应的忆阻器的映射电导值；基于映射电导值确定映射电导区间；将映射电导值写入到忆阻器阵列中对应的忆阻器中且使得对应的忆阻器落入映射电导区间内，得到映射后的忆阻器阵列。该数据处理方法可以解决量化映射方案引入量化误差而不适用于线性运算算法的问题，从而可以提高忆阻器电导映射的精度，提高忆阻器存算一体系统的运算精度。

技术领域

本公开的实施例涉及一种基于忆阻器阵列的数据处理方法和数据处理装置。

背景技术

忆阻器是一种用于信息存储与处理的新型微纳电子器件，其电阻状态可以通过外在电压激励进行调节。基于忆阻器的存算一体架构突破了经典计算系统的冯诺依曼架构瓶颈，可以消除数据搬运所需的时间与能量开销，带来硬件算力、能效的爆发式增长，是最具潜力的下一代硬件芯片技术之一。同时，忆阻器具有操作电压低、能耗小、面积小、速度快等优势。因此，基于忆阻器阵列的存算一体系统是近年来的研究热点。

发明内容

本公开至少一实施例提供一种基于忆阻器阵列的数据处理方法，用于线性运算算法，该数据处理方法包括：获取算法参数；由算法参数确定在忆阻器阵列中对应的忆阻器的映射电导值；基于映射电导值确定映射电导区间；将映射电导值写入到忆阻器阵列中对应的忆阻器中且使得对应的忆阻器落入映射电导区间内，得到映射后的忆阻器阵列。

例如，在本公开至少一实施例提供的数据处理方法中，使得对应的忆阻器落入映射电导区间内，包括：将映射电导值写入到忆阻器阵列中对应的忆阻器中之后，读取对应的忆阻器的电导值；确定对应的忆阻器的电导值是否落入映射电导区间内，以及在对应的忆阻器的电导值落入映射电导区间内的情形，确定写入操作成功，或者，在对应的忆阻器的电导值没有落入映射电导区间内的情形，再次将映射电导值写入到忆阻器阵列中对应的忆阻器中且使得对应的忆阻器落入映射电导区间内。

例如，在本公开至少一实施例提供的数据处理方法中，算法参数包括多个参数，多个参数分别被映射到多个忆阻器中，基于映射电导值确定映射电导区间，包括：针对多个参数，独立地确定对应的多个映射电导区间。

例如，在本公开至少一实施例提供的数据处理方法中，多个映射电导区间中的至少两个被允许相互重叠。

例如，在本公开至少一实施例提供的数据处理方法中，在将映射电导值写入到忆阻器阵列中对应的忆阻器中且使得对应的忆阻器落入映射电导区间内之前，数据处理方法还包括：对忆阻器阵列进行初始化的激活操作。

例如，在本公开至少一实施例提供的数据处理方法中，在得到映射后的忆阻器阵列之后，数据处理方法还包括：对映射后的忆阻器阵列进行读操作。

例如，在本公开至少一实施例提供的数据处理方法中，使用第一模数转换器将映射电导值写入到忆阻器阵列中对应的忆阻器中，使用第二模数转换器对忆阻器阵列进行初始化的激活操作以及对映射后的忆阻器阵列进行读操作，第一模数转换器的精度高于第二模数转换器的精度。

本公开至少一实施例提供一种数据处理装置，用于线性运算算法，该数据处理装置包括：忆阻器阵列，包括多个忆阻器；控制器，配置为获取算法参数，由算法参数确定在忆阻器阵列中对应的忆阻器的映射电导值，基于映射电导值确定映射电导区间；以及操作电路，配置为将映射电导值写入到忆阻器阵列中对应的忆阻器中且使得对应的忆阻器落入映射电导区间内，得到映射后的忆阻器阵列。

例如，在本公开至少一实施例提供的数据处理装置中，操作电路还配置为：将映射电导值写入到忆阻器阵列中对应的忆阻器中之后，读取对应的忆阻器的电导值；以及控制器还配置为：确定对应的忆阻器的电导值是否落入映射电导区间内，在对应的忆阻器的电导值落入映射电导区间内的情形，确定写入操作成功，或者，在对应的忆阻器的电导值没有落入映射电导区间内的情形，再次将映射电导值写入到忆阻器阵列中对应的忆阻器中且使得对应的忆阻器落入映射电导区间内。