基于憶阻器的處理器結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、存儲(chǔ)墻問(wèn)題是當(dāng)前限制計(jì)算機(jī)性能的主要原因，多核處理器的出現(xiàn)不僅沒(méi)有緩解這種情況，反而加劇了存儲(chǔ)墻問(wèn)題。隨著處理器和存儲(chǔ)器之間性能差距的不斷擴(kuò)大，處理器的計(jì)算時(shí)間已經(jīng)無(wú)法滿足訪存延遲的需要，處理器必須停頓等待存儲(chǔ)器返回結(jié)果，并且處理器等待存儲(chǔ)器訪問(wèn)時(shí)間占整個(gè)程序執(zhí)行時(shí)間的比重也越來(lái)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(jì)算能力又有存儲(chǔ)能力，并且基于憶阻器的蘊(yùn)含操作是利用電阻的高低來(lái)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(jì)算中，這樣在計(jì)算時(shí)不需要從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)，計(jì)算完成后也不需要將數(shù)據(jù)寫(xiě)回存儲(chǔ)器，因?yàn)橛?jì)算完成就完成了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。這提供了一種新的解決存儲(chǔ)墻問(wèn)題的思路。
　　本文基于憶阻器實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵操作設(shè)計(jì)構(gòu)建了一種帶有計(jì)算功能的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行現(xiàn)有計(jì)算機(jī)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(yùn)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(shí)現(xiàn)。之后使用一種帶有閾值的憶阻器模型對(duì)該結(jié)構(gòu)下