[发明专利]基于忆阻器实现计算与存储融合的处理器及其操作方法

摘要

本发明公开了一种基于忆阻器实质蕴涵操作的计算与存储融合的处理器及其操作方法；该处理器由多个计算与存储融合单元(Computing&Memory Unit，CMU)通过通信网络相连接。本发明中使用一种能记忆电阻的器件，即忆阻器。在设计电路时，忆阻器的阻变特性已参与完成相应的计算，并将计算结果用忆阻器的阻态来保存，省去了传统计算机系统中将计算结果输出到存储器的步骤，实现计算与存储的融合。通过通信网络，使得任意CMU中数据都能作为操作数进行计算，并存储在指定的CMU内。CMU既可以存储数据，也可以当作计算单元使用，这将不同于现有的计算机系统必须使用专门的运算器和存储器，本发明极其方便进行并行计算与并行存储。

主权项

一种基于忆阻器实现计算与存储融合的处理器，其特征在于，包括：计算存储部件，包括X个融合单元和X个通信单元，每一个融合单元连接一个通信单元，各个通信单元相互连接构成一个通信网络，以及控制部件，用于根据指令产生相应控制信号，连接CMU之间的通信网络，选择操作数地址、结果存放地址，当操作需要用到其他CMU时，其能寻找空闲的一个或多个CMU，用以实现所做的操作；其中，一个融合单元包括M个位单元和M‑1个列开关，M个位单元的M条位线均连接一个通信单元，相邻两个位单元的位线端之间连接一个列开关；一个位单元包括一个电阻、一个行开关和N个忆阻器，第一忆阻器的一端作为第一选择线，另一端通过依次串联的行开关和电阻接地；第二忆阻器的一端作为第二选择线，另一端连接至第一忆阻器的另一端；第三忆阻器的一端作为第三选择线，另一端连接至第二忆阻器的另一端；……第N忆阻器的一端作为第N选择线，另一端连接至第N‑1忆阻器的另一端；X为大于等于2的正整数，M为大于等于1的正整数，N为大于等于1的正整数。