디램을 이용한 인 메모리 컴퓨팅을 통해 BNN 연산을 수행하는 방법 및 이를 이용한 장치

Abstract

In-Memory Computing을 통해 BNN(Binary Neural Network) 연산을 수행하는 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 연산기에 있어서, 복수의 비트라인들과 복수의 워드라인들에 정렬된 복수의 셀들을 포함하는 셀 어레이가 포함된 복수의 MAT들을 포함하는 DRAM; (i) 제1 입력단이 제1 비교기 스위치를 통해 복수의 제1 셀들을 포함하는 적어도 하나의 제1 비트라인과 연결되고, (ii) 제2 입력단이 제2 비교기 스위치를 통해 복수의 제2 셀들을 포함하는 적어도 하나의 제2 비트라인 - 상기 제1 비트라인은 상기 제2 비트라인과 동일한 MAT 또는 다른 MAT에 위치할 수 있음 - 과 연결되어, 상기 제1 비트라인의 제1 비트라인 전압과 상기 제2 비트라인의 제2 비트라인 전압을 비교하여 BNN 연산 값으로서 제1 바이너리 출력값 또는 제2 바이너리 출력값을 출력하는 비교기; 및 상기 DRAM에서 writing 신호에 따라 상기 워드라인에 워드라인 전압을 인가하고 상기 제1 비트라인 내지 상기 제2 비트라인에 셀 충전 전압을 인가하여 상기 제1 셀 내지 상기 제2 셀에 웨이트 비트 데이터 - 상기 BNN 연산에 이용되는 BNN 웨이트 각각은 특정 제1 웨이트 비트 데이터와 특정 제2 웨이트 비트 데이터로 표현됨 - 를 저장하고, 연산 신호에 따라 상기 제1 비트라인과 상기 제2 비트라인을 프리차징한 상태에서 BNN 입력 값에 따라 상기 워드라인에 상기 워드라인 전압을 인가하고 상기 제1 비교기 스위치와 상기 제2 비교기 스위치를 턴온하여 상기 비교기가 상기 제1 바이너리 출력값 또는 상기 제2 바이너리 출력값을 출력하도록 하는 In-Memory Computing 제어부;를 포함하는 DRAM 연산기 및 In-Memory Computing을 통해 BNN 연산을 수행하는 방법이 개시된다.