[发明专利]高性能和面积效率的突触存储器单元结构

说明书

一种突触存储器系统，包括：在轴突线和树突线的交叉点处设置的突触存储器单元，每个突触存储器单元包括多个模拟存储器装置，每个突触存储器单元被配置为根据写入信号的输出电平来存储权重值，所述多个模拟存储器装置被组合以构成每个突触存储器单元；写入部分，被配置为将所述权重值写入到每个突触存储器单元并且包括写入驱动器和输出控制器，所述写入驱动器被配置为将所述写入信号输出到每个突触存储器单元，所述输出控制器被配置为控制所述写入驱动器的所述写入信号的所述输出电平；以及读取驱动器，其被配置为读取存储在突触存储器单元中的权重值。

技术领域

本发明涉及一种高性能和面积高效的突触存储器单元结构。特别地，本发明提供了一种用于操作突触存储器单元结构的系统和方法。

背景技术

具有其电阻和电容可以被连续控制的特性的模拟存储器通常被用作存储器装置以在神经网络系统中存储突触权重值。为了实现作为神经网络系统的良好性能，突触存储器单元优选地具有高分辨率。许多存储器装置具有低分辨率或小动态范围。由于这些存储器装置的器件特性和噪声容限，难以改善它们。一些存储器装置具有矩形形状，其具有不适合集成到阵列区块中的大纵横比。因此，在本领域中需要解决上述问题。

发明内容

从第一方面来看，本发明提供了一种突触存储器系统，包括：在多个轴突线和多个树突线的交叉点处设置的多个突触存储器单元，每个突触存储器单元包括多个模拟存储器装置，每个突触存储器单元被配置为根据写入信号的输出电平来存储权重值，要被存储在每个突触存储器单元中的权重值是至少三个不同值中的一个值，所述多个模拟存储器装置被组合以构成每个突触存储器单元；写入部分，被配置为将所述权重值写入到每个突触存储器单元，所述写入部分包括写入驱动器和输出控制器，所述写入驱动器被配置为将所述写入信号输出到目标突触存储器单元，所述目标突触存储器单元是所述突触存储器单元中的一个突触存储器单元，所述目标突触存储器单元被选择为存储所述权重值，所述输出控制器被配置为控制所述写入驱动器的所述写入信号的所述输出电平；以及读取驱动器，其被配置为读取存储在突触存储器单元中的权重值。

从另一方面来看，本发明提供了一种包括突触存储器系统的设备，其中所述突触存储器系统包括：在多个轴突线和多个树突线的交叉点处设置的多个突触存储器单元，每个突触存储器单元包括多个模拟存储器装置，每个突触存储器单元被配置为根据写入信号的输出电平来存储权重值，要存储在每个突触存储器单元中的权重值是至少三个不同值中的一个值，多个模拟存储器装置被组合以构成每个突触存储器单元；写入部分，被配置为将所述权重值写入到每个突触存储器单元，所述写入部分包括写入驱动器和输出控制器，所述写入驱动器被配置为将所述写入信号输出到目标突触存储器单元，所述目标突触存储器单元是所述突触存储器单元中的一个突触存储器单元，所述目标突触存储器单元被选择为存储所述权重值，所述输出控制器被配置为控制所述写入驱动器的所述写入信号的所述输出电平；以及读取驱动器，其被配置为读取存储在突触存储器单元中的权重值。

从另一方面来看，本发明提供了一种用于操作突触存储器系统的方法，所述突触存储器系统包括：在多个轴突线和多个树突线的交叉点处设置的多个突触存储器单元，每个突触存储器单元包括多个模拟存储器装置；写入部分，包括写入驱动器和输出控制器；以及一组读取驱动器；该方法包括：由所述系统的突触存储器单元根据写入信号的输出电平来存储权重值，所存储的权重值是至少三个不同值中的一个值；由所述写入部分将所述权重值写入所述突触存储器单元中，所述写入包括：由所述写入驱动器将所述写入信号输出到被选择来存储所述权重值的所述突触存储器单元，并且由所述输出控制器控制所述写入驱动器的所述写入信号的所述输出电平；以及由读取驱动器读取突触存储器单元中存储的权重值。