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存储芯片的忆阻器Crossbar阵列与权重映射技术.docx
资料介绍
存储芯片的忆阻器Crossbar阵列与权重映射技术
1 引言
忆阻器Crossbar阵列是实现存内计算的核心硬件架构，通过将神经网络权重映射到阵列的电导值，实现并行矩阵向量乘法。Crossbar阵列的规模、精度和可靠性直接影响存内计算芯片的性能。本章系统分析忆阻器Crossbar阵列的架构设计、权重映射方法、非理想特性补偿和规模化扩展技术。
2 Crossbar阵列架构
2.1 基本结构
忆阻器Crossbar阵列由垂直的字线（WL）和水平的位线（BL）交叉组成，每个交叉点放置一个忆阻器。字线施加输入电压，位线收集输出电流。根据基尔霍夫电流定律，输出电流为输入电压与忆阻器电导值的加权和。
2.2 1T1R与1S1R
在实际Crossbar阵列中，每个忆阻器需要串联一个选通管（晶体管或选择器），防止潜行电流（Sneak Path）干扰。1T1R（1晶体管+1忆阻器）使用晶体管选通，单元面积约6-12F²。1S1R（1选择器+1忆阻器）使用两端选择器，单元面积可缩小至4F²。
3 权重映射
3.1 单端映射
在单端映射中，正权重和负权重分别映射到不同的忆阻器或不同的阵列。
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