基于憶阻器的處理器結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、存儲墻問題是當(dāng)前限制計算機性能的主要原因，多核處理器的出現(xiàn)不僅沒有緩解這種情況，反而加劇了存儲墻問題。隨著處理器和存儲器之間性能差距的不斷擴大，處理器的計算時間已經(jīng)無法滿足訪存延遲的需要，處理器必須停頓等待存儲器返回結(jié)果，并且處理器等待存儲器訪問時間占整個程序執(zhí)行時間的比重也越來越大。憶阻器被認(rèn)為是繼電阻、電容、電感之后第四種電子元器件。它既有計算能力又有存儲能力，并且基于憶阻器的蘊含操作是利用電阻的高低來保存數(shù)據(jù)，用高電阻表示邏輯“0

2、”，低電阻表示邏輯“1”，并用電阻直接參與到邏輯計算中，這樣在計算時不需要從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)，計算完成后也不需要將數(shù)據(jù)寫回存儲器，因為計算完成就完成了數(shù)據(jù)的存儲。這提供了一種新的解決存儲墻問題的思路。
　　本文基于憶阻器實質(zhì)蘊涵操作設(shè)計構(gòu)建了一種帶有計算功能的存儲結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行現(xiàn)有計算機中的一些基本操作如數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移、加法、各種布爾邏輯運算，復(fù)雜的操作如減法、乘法、除法都可以基于這些基本操作實現(xiàn)。之后使用一種帶有閾值的憶阻器模型對該結(jié)構(gòu)下