用于存储器内搜索的存储器装置及数据搜索方法与流程

本公开关于一种半导体装置及数据处理方法，尤其涉及一种用于存储器内搜索(in-memory search，ims)的存储器装置及数据搜索方法。

背景技术：

1、因应于人工智能(ai)及大数据(big data)的需求，在各种形式的算法中常需要执行大量的数据处理，包括数据搜索与数据比对。随着半导体技术的成熟发展，可在存储器装置储存大量的储存数据，根据这些储存数据在存储器装置的内部执行数据处理。例如，执行存储器内搜索(in-memory search，ims)与存储器内运算(in-memory computation，imc)。

2、存储器内搜索的运算中，可使用精确匹配(exact matching)的机制，当存储器装置储存的储存数据完全匹配于搜索数据时，储存上述储存数据的存储单元对应的位线始产生输出电流。即，当储存数据不匹配于搜索数据时，无论「不匹配程度」，对应的位线不产生输出电流。然而，精确匹配机制无法进一步判断储存数据与搜索数据之间的「不匹配程度」，将严重限制匹配的弹性。

3、鉴于精确匹配机制的上述缺陷，需提出一种优化的数据搜索方法及对应的存储器装置的架构，可实施近似搜索(approximate searching)以达到近似匹配(approximatematching)的技术功效。

技术实现思路

1、根据本公开的一方面提供了一种用于存储器内搜索的存储器装置，包括多个存储单元，各存储单元储存储存数据并接收搜索数据，各存储单元包括第一晶体管与第二晶体管。第一晶体管具有第一阈值电压并接收第一栅极偏压。第二晶体管连接第一晶体管，第二晶体管具有第二阈值电压并接收第二栅极偏压。储存数据根据第一阈值电压与第二阈值电压编码而成，搜索数据根据第一栅极偏压与第二栅极偏压编码而成。储存数据与搜索数据之间具有不匹配距离，各存储单元根产生的输出电流相关于不匹配距离。

2、根据本公开的另一方面提供了一种用于存储器装置的数据搜索方法，该存储器装置包括：多个存储单元，各存储单元包括第一晶体管与第二晶体管，该数据搜索方法包括以下步骤：根据第一晶体管的第一阈值电压与第二晶体管的第二阈值电压编码储存数据；根据第一栅极偏压与第二栅极偏压编码搜索数据，储存数据与搜索数据之间具不匹配距离；其中各存储单元产生的输出电流相关于不匹配距离。

3、通过阅读以下附图、详细说明以及权利要求范围，可见本公开的其他方面以及优点。

技术特征：

1.一种存储器装置，其特征在于，该存储器装置包括多个存储单元，各该存储单元储存一储存数据并接收一搜索数据，各该存储单元包括：

2.根据权利要求1所述的存储器装置，其中：

3.根据权利要求2所述的存储器装置，其中该第一晶体管与该第二晶体管均为二阶存储单元(mlc)，该第一数量等于「四」，该储存数据具有两个位，该搜索数据具有两个位。

4.根据权利要求2所述的存储器装置，其中该第一晶体管与该第二晶体管均为三阶存储单元(tlc)，该第一数量等于「八」。

5.根据权利要求2所述的存储器装置，其中该第一晶体管与该第二晶体管均为四阶存储单元(qlc)，该第一数量等于「十六」。

6.根据权利要求3所述的存储器装置，其中该第一数量的所述多个电压分布包括：

7.根据权利要求3所述的存储器装置，其中该第一数量的所述多个偏压值包括：

8.根据权利要求1所述的存储器装置，其中该第一晶体管具有一第一栅极、一第一漏极与一第一源极，该第二晶体管具有一第二栅极、一第二漏极与一第二源极；

9.根据权利要求2所述的存储器装置，其中该第一晶体管的该第一栅极偏压与该第一阈值电压之间具有一第一电压差，该第二晶体管的该第二栅极偏压与该第二阈值电压之间具有一第二电压差，该第一电压差与该第二电压差中较小的一个相关于该输出电流的一电流值。

10.根据权利要求9所述的存储器装置，其中所述多个偏压值中的相邻两个偏压值之间的一电压差等于一预置级距，所述多个电压分布中的相邻两个电压分布各自的最大电压值之间的一电压差等于该预置级距，该第一电压差等于整数倍的该预置级距，该第二电压差等于整数倍的该预置级距。

11.根据权利要求10所述的存储器装置，其中该第一晶体管与该第二晶体管均为二阶存储单元(mlc)，当该搜索数据完全匹配于该储存数据时，该不匹配距离为「0」，该第一电压差等于三倍的该预置级距，该第二电压差等于三倍的该预置级距。

12.一种用于一存储器装置的一数据搜索方法，该存储器装置包括多个存储单元，各该存储单元包括一第一晶体管与一第二晶体管，该数据搜索方法包括：

13.根据权利要求12所述的数据搜索方法，其中该第一阈值电压与该第二阈值电压均具有多个电压分布，所述多个电压分布的数量等于一第一数量，该数据搜索方法包括：

14.根据权利要求13所述的数据搜索方法，其中该第一晶体管与该第二晶体管均为二阶存储单元(mlc)，该第一数量等于「四」，该第一数量的所述多个电压分布包括一第一电压分布、一第二电压分布、一第三电压分布及一第四电压分布，该数据搜索方法包括：

15.根据权利要求14所述的数据搜索方法，其中该第一栅极偏压与该第二栅极偏压均具有多个偏压值，所述多个偏压值的数量等于该第一数量，该数据搜索方法包括：

16.根据权利要求15所述的数据搜索方法，其中该第一数量的所述多个偏压值包括一第一偏压值、一第二偏压值、一第三偏压值及一第四偏压值，该数据搜索方法包括：

技术总结本公开提供了一种用于存储器内搜索的存储器装置及数据搜索方法，该存储器装置包括：多个存储单元，各存储单元储存储存数据并接收搜索数据，且包括第一晶体管与第二晶体管。第一晶体管具有第一阈值电压并接收第一栅极偏压。第二晶体管连接第一晶体管，第二晶体管具有第二阈值电压并接收第二栅极偏压。储存数据根据第一阈值电压与第二阈值电压编码而成，搜索数据根据第一栅极偏压与第二栅极偏压编码而成。储存数据与搜索数据之间具有不匹配距离，各存储单元产生的输出电流相关于不匹配距离。技术研发人员：曾柏皓,栢添赐受保护的技术使用者：旺宏电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/25