阻变存储器的操作类型判定方法、装置、设备及存储介质

本技术涉及阻变存储器，特别涉及一种阻变存储器的操作类型判定方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在计算应用中，通过在阻变存储器阵列上施加输入电压向量，可以获得输出电流向量，从而实现复杂的矢量矩阵乘法运算。在该应用中，阻变存储器既充当存储单元又充当计算单元，其中阻变存储器的电导值充当乘法运算中的一个乘数；在存储器应用中，阻变存储器的不同电导态(或电阻态，电阻与电导为倒数关系)可用于存储不同的数据信息。不论是为了获得准确的计算结果，还是实现稳定可靠的信息存储，都需要将所需要的电导值(或电阻值)准确地编程到阻变存储器中去，其往往是由多个写-校验循环组成的。

2、其中“写”是通过对各个阻变存储器单元施加一定幅值、脉宽的电压脉冲来调节各个单元的电导值到一个目标值来实现的，调节过程中通过“校验”的方式对器件是否达到目标电导值进行判定，“校验”实际上是对阻变存储器的一次读操作，将读出的电导值与目标值进行比较。不同编程方案通常通过都由多个写-校验循环来实现，在这些循环中，写脉冲的幅值或脉宽等参数会根据不同的方案进行变化。目前常用较为精确的编程技术方案如图1和图2所示。

3、图1中纵坐标表示编程阻变存储器单元时施加在器件两端的脉冲电压幅值，施加的最小的脉冲电压为读电压，读出rram的电导，其他幅值较大的正脉冲表示set脉冲，负电压脉冲表示的是reset脉冲。set操作将电导调大，reset操作将电导调小，一次set/reset操作为一次写操作。横坐标表示时间。

4、在每个写操作后，施加一个读脉冲读出rram的电导，与目标值比较，该过程称为“校验”，由于校验使用的电压较小，通常不会影响器件的电导。若比目标电导小，则进行set操作，set之后再进行一次读验证，若仍然比目标电导，则施加一个脉宽一样、幅值比前一次更大的set脉冲，进行一次增强的set操作；若读出的电导比目标值大，则需要进行reset操作，reset操作和set类似但电压为负。由于这种在set或reset操作中的脉冲幅值步进增加的特点，该编程方法被称为增量步进编程脉冲(ispp，incremental step program pulse)策略。每一次校验rram的电导，然后进行set或reset写操作修正电导，再进行校验，如此进行写-校验循环，直至到达目标值或目标范围。

5、ispp方案中set和reset操作切换的方式如图2所示，由图2可知，不管上一次的操作类型是什么，下一次写类型仅仅与当前电导与目标电导的差值有关。如果差值在一定误差范围内，可以认为是编程成功；如果电导值小于目标范围，则进行set，反之则进行reset。

6、虽然上述写-校验的编程方法可以很好的实现目标电导值的写入，但由于受到阻变存储器工作机理的影响，成功完成电导值写入的阻变存储器很可能因为操作后器件内部本身导电细丝不稳定、氧空位的自发迁移、缺陷对电荷的捕获与释放等因素造成具有强随机性的电导值漂移，该现象使得阻变存储器阵列中的许多器件的电导值在短时间尺度内快速偏离所写入的电导值，从而造成计算结果的准确性大幅下降或存储信息出错。

7、现有的研究技术表明，阻变存储器的数据保持能力能够满足85℃温度下信息保存10年的存储器行业标准，因此在短时间尺度内电导值的漂移程度便成为了决定阻变存储器内储存值与目标写入值之间差距的主要因素。实验结果表明，驰豫现象的电导值漂移程度与写操作条件、时间等存在依赖关系，这使得在电导值编程方案上抑制这一现象具有相应的科学理论依据；目前最常用的消除弛豫的方法即为重复编程，该方法可将所有n个器件都校验到目标值后，再从第一个器件开始重新编程这n个器件，如此重复，从而在一定程度上缓解弛豫，但是会导致每个器件编程所需的平均脉冲数增加，即消耗大量的编程时间。

8、综上所述，现有技术仅可采用当前电导状态来决定下一步进行的操作，但并未考虑不同的操作对器件本身稳定性的影响，无法保证编程后器件的稳定性，容易在编程成功后短时间内器件电导值发生严重的漂移，造成阵列级别的器件往往表现出严重的电导值漂移分散，而通过重复编程缓解这种弛豫效应时，又会导致编程时间大大增加，极大降低了电导值编程的效率，亟待解决。

技术实现思路

1、本技术提供一种阻变存储器的操作类型判定方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术并未考虑不同的操作对器件本身稳定性的影响，且无法同时保证编程后器件的稳定性和编程效率等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种阻变存储器的操作类型判定方法，包括以下步骤：基于阻变存储器中电导的当前电导值与目标电导值，计算所述电导的电导差值；获取所述阻变存储器的历史操作类型，根据所述电导差值和所述历史操作类型查询所述电导的预设状态转移表，确定所述阻变存储器的当前操作类型；若所述当前操作类型为orr操作类型或rst操作类型，则以预设降低策略调整所述当前电导值，若所述当前操作类型为dly操作类型，则不对所述当前电导值进行调整，若所述当前操作类型为set操作类型，则以预设增加策略调整所述阻变存储器的所述当前电导值。

3、可选地，在本技术的一个实施例中，所述获取所述阻变存储器的历史操作类型，包括：若所述电导不存在所述历史操作类型，则将所述dly操作类型作为所述阻变存储器的历史操作类型。

4、可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据所述电导差值和所述历史操作类型查询所述电导的预设状态转移表，确定所述阻变存储器的当前操作类型，包括：当所述电导差值处于预设超范围区间内，且所述历史操作类型为任一操作类型时，判定所述阻变存储器的当前操作类型为所述orr操作类型；当所述电导差值处于预设常规区间内，且所述历史操作类型为所述dly操作类型或所述rst操作类型时，判定所述阻变存储器的当前操作类型为所述rst操作类型。

5、可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据所述电导差值和所述历史操作类型查询所述电导的预设状态转移表，确定所述阻变存储器的当前操作类型，还包括：当所述电导差值处于所述预设常规区间内，且所述历史操作类型为所述set操作类型或所述orr操作类型时，判定所述阻变存储器的当前操作类型为所述dly操作类型；或者，当所述电导差值处于预设辅助区间内，且所述历史操作类型为所述orr操作类型时，判定所述阻变存储器的当前操作类型为所述dly操作类型。

6、本技术第二方面实施例提供一种阻变存储器的操作类型判定装置，包括：计算模块，用于基于阻变存储器中电导的当前电导值与目标电导值，计算所述电导的电导差值；查询模块，用于获取所述阻变存储器的历史操作类型，根据所述电导差值和所述历史操作类型查询所述电导的预设状态转移表，确定所述阻变存储器的当前操作类型；调整模块，用于若所述当前操作类型为orr操作类型或rst操作类型，则以预设降低策略调整所述当前电导值，若所述当前操作类型为dly操作类型，则不对所述当前电导值进行调整，若所述当前操作类型为set操作类型，则以预设增加策略调整所述阻变存储器的所述当前电导值。

7、可选地，在本技术的一个实施例中，所述查询模块包括：分析单元，用于若所述电导不存在所述历史操作类型，则将所述dly操作类型作为所述阻变存储器的历史操作类型。

8、可选地，在本技术的一个实施例中，所述查询模块还包括：第一判定单元，用于当所述电导差值处于预设超范围区间内，且所述历史操作类型为任一操作类型时，判定所述阻变存储器的当前操作类型为所述orr操作类型；第二判定单元，用于当所述电导差值处于预设常规区间内，且所述历史操作类型为所述dly操作类型或所述rst操作类型时，判定所述阻变存储器的当前操作类型为所述rst操作类型。

9、可选地，在本技术的一个实施例中，所述查询模块还包括：第三判定单元，用于当所述电导差值处于所述预设常规区间内，且所述历史操作类型为所述set操作类型或所述orr操作类型时，判定所述阻变存储器的当前操作类型为所述dly操作类型；或者，第四判定单元，用于当所述电导差值处于预设辅助区间内，且所述历史操作类型为所述orr操作类型时，判定所述阻变存储器的当前操作类型为所述dly操作类型。

10、本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的阻变存储器的操作类型判定方法。

11、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的阻变存储器的操作类型判定方法。

12、由此，本技术的实施例具有以下有益效果：

13、本技术的实施例可基于阻变存储器中电导的当前电导值与目标电导值，计算电导的电导差值；获取阻变存储器的历史操作类型，根据电导差值和历史操作类型查询电导的预设状态转移表，确定阻变存储器的当前操作类型；若当前操作类型为orr操作类型或rst操作类型，则以预设降低策略调整当前电导值，若当前操作类型为dly操作类型，则不对当前电导值进行调整，若当前操作类型为set操作类型，则以预设增加策略调整阻变存储器的当前电导值。本技术在现有ispp方法的基础上，通过考虑不同写操作类型对器件稳定性的影响，改进编程设计方案，降低不稳定操作类型作为结尾的概率，增强编程后器件电导状态的稳定性，从而能够同时实现较高的稳定度和编程效率。由此，解决了现有技术并未考虑不同的操作对器件本身稳定性的影响，且无法同时保证编程后器件的稳定性和编程效率等问题。

14、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。