【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電路，尤其涉及一種非易失存儲-sram數據轉移單元、異質集成存儲系統及芯片系統。
技術介紹
1、相對于傳統的晶體管基芯片設計，非易失性存儲芯片展現出了優勢，例如，采用自旋器件的mram(magnetic?random?access?memory，磁性隨機存取存儲器)在非易失性存儲領域具有顯著優勢。其核心組件磁隧道結(magnetic?tunnel?junction，mtj)具備持久的磁化狀態，即使在斷電條件下也能保持數據，顯著降低了待機功耗。同時，由于電子自旋狀態轉換迅速，mram能夠實現比傳統存儲介質更快的讀寫速度。
2、自旋器件的另一大優點是芯片制造工藝簡單。通過利用頂層金屬層，簡化了后道工藝流程，并且與互補金屬氧化物半導體(complementary?metal?oxide?semiconductor，cmos)工藝兼容。此外，自旋芯片具有良好的耐擦寫性能和輻射抵抗力，符合大數據時代先進工藝節點下嵌入式非易失性計算平臺的存儲需求。
3、在傳統的馮·諾伊曼架構中，處理器與存儲器之間的數據傳輸構成了“存儲墻”，導致明顯的性能瓶頸。存內計算(in-memory?computing,imc)通過將計算邏輯嵌入存儲器內部，有效緩解了這一問題，極大縮短了數據訪問延遲。更重要的是，傳統的馮·諾伊曼架構中數據傳輸過程中的能量損耗相當可觀，imc策略通過減少不必要的數據搬移，實現了能源效率的顯著提升。非易失性存儲器的存內計算結合了數據存儲與數據計算的能力，利用存儲器本身的高帶寬執行計算任務，不再受限于外部數
4、盡管非易失存儲在存儲密度、非易失性、低功耗和耐久擦寫方面具有卓越的性能，但在存內計算領域，它面臨著一定的局限性。主要挑戰源于其固有的器件特性，即較低的隧穿磁阻比(tmr)和較小的磁阻差異，這限制了其只能進行二進制存儲，缺乏多值狀態的存儲能力，難以實現多比特運算任務。若要利用非易失存儲進行累加操作，需借助復雜的采樣和感知技術才能解讀累加的結果，這增加了實現難度和能耗。加之，非易失存儲的讀寫速度相對較慢，每次讀取操作涉及多個步驟，無法滿足存內計算架構對高速數據傳輸的要求。
5、相比之下，sram(static?random-access?memory，靜態隨機存取存儲器器)通過電壓狀態實現數據存儲，具備極快的讀寫速度，與數字計算邏輯高度兼容，適用于存內計算架構實現高速數據處理。
6、鑒于此，非易失存儲與sram的混合存儲架構成為了存內計算領域的一個創新方向。在這種架構中，非易失存儲利用其非易失性和高密度存儲的優點，充當權重存儲的角色，特別適合于存儲神經網絡的權重參數，而sram則憑借其高性能和易于與數字計算單元協同工作的特性，承擔數據緩存與計算的任務。這種混合架構不僅能夠實現低待機功耗，還能保證高計算精度。
7、綜上所述，非易失存儲-sram混合存儲的存內計算架構融合了兩種存儲技術的優勢，能夠解決傳統計算架構中因頻繁移動數據而導致的能效低的問題。
技術實現思路
1、鑒于此，本申請提供一種數據轉移電路和sram存儲電路，用于實現非易失存儲-sram混合存儲架構。
2、第一方面，本申請實施例提供了一種非易失存儲-sram數據轉移單元，所述非易失存儲-sram數據轉移單元包括；以矩陣形式排列的m*n個非易失存儲存儲單元、sram存儲單元以及處于所述以矩陣形式排列的m*n個非易失存儲存儲單元與所述sram存儲單元之間的多路復用單元；所述m*n個非易失存儲存儲單元通過所述多路復用單元復用所述sram存儲單元；其中，m和n均為正整數。
3、可選的，使用mos管實現所述sram存儲單元，所述mos管的第一金屬層與第二金屬層用于實現所述sram存儲單元；所述第二金屬層上方的金屬層用于布置數據總線。
4、可選的，所述非易失存儲存儲單元、sram存儲單元以及所述多路復用單元周圍設置有保護環，所述保護環連接到所述數據轉移單元的高層電源網。
5、可選的，所述非易失存儲存儲單元包括磁隧道結和mos管，所述磁隧道結處于所述mos管的上層金屬層之間。
6、可選的，所述磁隧道結處于所述mos管的高層金屬層之間。
7、可選的，所述非易失存儲存儲單元的字線、位線和源線之間的布線空間用于布置定制化位元。
8、可選的，所述多路復用單元用于選通某一列所述非易失存儲存儲單元與所述sram存儲單元連接。
9、可選的，所述非易失存儲-sram數據轉移單元用于存算或存儲電路中。
10、第二方面，本申請實施例提供了一種異質集成存儲系統，所述異質集成存儲系統以如第一方面所述的非易失存儲-sram數據轉移單元為基本單元拼接構成所述異質集成存儲系統。
11、第三方面，本申請實施例提供了一種芯片系統，包括所述如第二方面中所述的異質集成存儲系統，所述芯片系統用于根據所述異質集成存儲系統，完成所述芯片系統所包括的數據轉移或存內計算，所述異質集成存儲系統在所述芯片系統中單邊排布或雙邊排布。
12、本申請實施例提供的非易失存儲-sram數據轉移單元，通過充分利用現有的布線空間及可使用的金屬層次完成復雜度更高的版圖設計。sram部分僅使用m1和m2兩層金屬，可以繼續利用其上方的高層金屬進行數據總線部署，進一步提升芯片面積利用率。
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1.一種非易失存儲-SRAM數據轉移單元，其特征在于，所述非易失存儲-SRAM數據轉移單元包括；
2.根據權利要求1所述的非易失存儲-SRAM數據轉移單元，其特征在于，使用MOS管實現所述SRAM存儲單元，所述MOS管的第一金屬層與第二金屬層用于實現所述SRAM存儲單元；
3.根據權利要求1所述的非易失存儲-SRAM數據轉移單元，其特征在于，所述非易失存儲存儲單元、SRAM存儲單元以及所述多路復用單元周圍設置有保護環，所述保護環連接到所述數據轉移單元的高層電源網。
4.根據權利要求1所述的非易失存儲-SRAM數據轉移單元，其特征在于，所述非易失存儲存儲單元包括磁隧道結和MOS管，所述磁隧道結處于所述MOS管的上層金屬層之間。
5.根據權利要求4所述的非易失存儲-SRAM數據轉移單元，其特征在于，所述磁隧道結處于所述MOS管的高層金屬層之間。
6.根據權利要求4所述的非易失存儲-SRAM數據轉移單元，其特征在于，所述非易失存儲存儲單元的字線、位線和源線之間的布線空間用于布置定制化位元。
7.根據權利要求1所述的
8.根據權利要求1所述的非易失存儲-SRAM數據轉移單元，其特征在于，所述非易失存儲-SRAM數據轉移單元用于存儲或計算或存儲加計算的電路中。
9.一種異質集成存儲系統，其特征在于，所述異質集成存儲系統以如權利要求1-8任一所述的非易失存儲-SRAM數據轉移單元為基本單元拼接構成所述異質集成存儲系統。
10.一種芯片系統，其特征在于，包括如權利要求9所述的異質集成存儲系統，所述芯片系統用于根據所述異質集成存儲系統，完成所述芯片系統所包括的數據轉移或存內計算，所述異質集成存儲系統在所述芯片系統中單邊排布或雙邊排布。
...【技術特征摘要】
1.一種非易失存儲-sram數據轉移單元，其特征在于，所述非易失存儲-sram數據轉移單元包括；
2.根據權利要求1所述的非易失存儲-sram數據轉移單元，其特征在于，使用mos管實現所述sram存儲單元，所述mos管的第一金屬層與第二金屬層用于實現所述sram存儲單元；
3.根據權利要求1所述的非易失存儲-sram數據轉移單元，其特征在于，所述非易失存儲存儲單元、sram存儲單元以及所述多路復用單元周圍設置有保護環，所述保護環連接到所述數據轉移單元的高層電源網。
4.根據權利要求1所述的非易失存儲-sram數據轉移單元，其特征在于，所述非易失存儲存儲單元包括磁隧道結和mos管，所述磁隧道結處于所述mos管的上層金屬層之間。
5.根據權利要求4所述的非易失存儲-sram數據轉移單元，其特征在于，所述磁隧道結處于所述mos管的高層金屬層之間。
6.根據權利要求4所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：駱嘉木，
申請(專利權)人：寒序科技北京有限公司，
類型：發明
國別省市：
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