[发明专利]能存算一体化单元及状态控制方法、集成模组、处理器及设备

说明书

本发明提供的一种能存算一体化单元，该能存算一体化单元包括第一电极、第二电极和电解质，其中电解质设于第一电极与第二电极之间，可迁移带电粒子经由电解质在第二电极和第一电极之间迁移，基于可迁移带电粒子在第二电极中的含量变化得到对应的状态信息，从而使得能存算一体化单元的能量供给过程与信息处理过程耦合，有效降低了运算的功耗和时延，并提高了能量利用效率。本发明还提供一种集成模组、处理器、能存算一体化单元的状态控制方法及设备，均具有与前述的能存算一体化单元相同的有益效果。

【技术领域】

本发明涉及电子技术领域，其特别涉及一种能存算一体化单元及状态控制方法、集成模组、处理器及设备。

【背景技术】

随着科技的发展，各种数据量暴增，进而对计算机的运算性能提出了更高的要求。计算和数据存储是计算机实现运算的基础。

对于运算而言，计算延迟、功耗、体积和可靠性是评估其性能指标的主要几大要素。传统的冯诺依曼计算架构采用存算分离的模式，数据需要在计算单元和存储单元之间频繁地搬运，造成除运算本身之外大量的能量消耗和时间延迟。因此，出现了忆阻器这种存算一体器件，一定程度减小了逻辑运算器件的体积和计算延迟。然而由于忆阻器完全靠外部电源提供的电流驱动，因此其功耗较大，限制了运算性能的提升。

【发明内容】

为了解决现有信息处理器能耗较大的问题，本发明提供一种能存算一体化单元及状态控制方法、集成模组、处理器及设备。

本发明为解决上述技术问题，提供如下的技术方案：一种能存算一体化单元，所述能存算一体化单元包括第一电极、第二电极和电解质，所述电解质设于所述第一电极与所述第二电极之间，可迁移带电粒子经由所述电解质在所述第二电极和所述第一电极之间迁移，基于所述可迁移带电粒子在所述第二电极中的含量变化得到对应的状态信息。

优选地，当所述可迁移带电粒子由所述第一电极向所述电解质、所述第二电极迁移时，所述能存算一体化单元处于信息处理状态；当所述可迁移带电粒子由所述第二电极向所述电解质、所述第一电极迁移时，所述能存算一体化单元处于充电状态。

优选地，所述状态信息为所述第二电极与所述第一电极之间的电势差。

优选地，所述能存算一体化单元进一步包括至少二个集流电极，至少一所述集流电极与所述第一电极电性连接，且至少一所述集流电极与所述第二电极电性连接。

优选地，所述第一电极等量可迁移带电粒子含量的变化导致的电势变化至少比所述第二电极的电势变化低一个数量级。

优选地，所述状态信息为所述第二电极的阻抗变化值。

优选地，所述能存算一体化单元进一步包括至少三个集流电极，其中二个所述集流电极分别与所述第二电极的相对两端电性连接，另一个所述集流电极与所述第一电极电性连接。

本发明为解决上述技术问题，提供又一技术方案如下：一种集成模组，所述集成模组包括至少二上述的所述能存算一体化单元，基于多个所述能存算一体化单元的状态信息执行信息处理功能。

本发明为解决上述技术问题，提供又一技术方案如下：一种处理器，用于对信号进行处理，所述处理器包括至少二上述的所述集成模组，所述处理器通过控制可迁移带电粒子在所述第二电极和所述第一电极之间的迁移，以实现储能功能和/或信息处理。

本发明为解决上述技术问题，提供又一技术方案如下：一种能存算一体化单元的状态控制方法，向如上述的所述能存算一体化单元提供执行指令，所述可迁移带电粒子经由所述电解质在所述第二电极和所述第一电极之间迁移，并获取所述第二电极中的所述可迁移带电粒子含量变化对应的状态信息。

优选地，所述执行指令包括储能信号，向所述能存算一体化单元提供储能信号，能存算一体化单元获取储能信号以使可迁移带电粒子由所述第二电极向电解质、第一电极迁移，以将可迁移带电粒子从第二电极中脱出。