하나 이상의 시간 커널(temporal kernel) 셀 구조를 포함하고, 상기 시간 커널 셀 구조 각각은, 제 1 비휘발성 멤리스터(nonvolatile memristor); 및 서로 병렬로 연결된 제 2 비휘발성 멤리스터와 커패시터를 포함하고, 상기 서로 병렬로 연결된 상기 제 2 비휘발성 멤리스터와 상기 커패시터는 상기 제 1 비휘발성 멤리스터에 직렬로 연결되며,상기 제 1 비휘발성 멤리스터 및 상기 제 2 비휘발성 멤리스터는 동일한 수직축에 배치되고,상기 커패시터는 상기 제 2 비휘발성 멤리스터와 수평 방향으로 이격하여 배치되며,상기 제 1 및 제 2 비휘발성 멤리스터는 동일한 입력 신호에 대해서 서로 다른 정보를 저장하도록 구성된 시간 커널 소자(temporal kernel device).

제 1 항에 있어서, 상기 시간 커널 소자는 제 1 전극, 제 2 전극, 중간 전극 및 제 3 전극을 포함하고, 상기 커패시터는 상기 제 1 전극과 상기 중간 전극 사이에 배치되고, 상기 제 2 비휘발성 멤리스터는 상기 제 2 전극과 상기 중간 전극 사이에 배치되고, 상기 제 1 비휘발성 멤리스터는 상기 중간 전극과 상기 제 3 전극 사이에 배치된 시간 커널 소자.

제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전극이 접지된 상태에서 상기 제 3 전극에 시계열적인 입력 신호에 해당하는 전기적 신호가 인가되도록 구성된 시간 커널 소자.

제 1 항에 있어서, 복수의 상기 시간 커널 셀 구조가 어레이를 이루도록 배열되고, 상기 시간 커널 소자는 상호 이격하여 제 1 방향으로 연장된 제 1 및 제 2 전극, 상기 제 1 및 제 2 전극과 이격하여 상기 제 1 및 제 2 전극과 교차하는 제 2 방향으로 연장된 복수의 제 3 전극 및 상기 제 1 및 제 2 전극으로 구성된 전극 그룹과 상기 복수의 제 3 전극 사이에 상기 복수의 제 3 전극에 각각 대응하도록 배치된 복수의 중간 전극을 포함하고, 상기 복수의 시간 커널 셀 구조는 상기 제 1 및 제 2 전극으로 구성된 상기 전극 그룹과 상기 복수의 제 3 전극 사이에 각각 배치되고, 상기 시간 커널 셀 구조 각각은 상기 제 1 전극과 상기 중간 전극 사이에 배치된 상기 커패시터, 상기 제 2 전극과 상기 중간 전극 사이에 배치된 상기 제 2 비휘발성 멤리스터 및 상기 중간 전극과 상기 제 3 전극 사이에 배치된 상기 제 1 비휘발성 멤리스터를 포함하는 시간 커널 소자.

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제 1 항에 있어서, 상기 시간 커널 소자는 상기 제 1 및 제 2 비휘발성 멤리스터에 정보를 저장하고, 상기 제 1 및 제 2 비휘발성 멤리스터에 저장된 정보를 인공 신경망(artificial neural network)에 입력하도록 구성된 시간 커널 소자.

청구항 1 내지 4, 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 시간 커널 소자; 및 상기 시간 커널 소자에 연결되어 상기 시간 커널 소자에 의해 처리된 정보를 입력받는 인공 신경망(artificial neural network)을 포함하는 시간 커널 컴퓨팅 시스템(temporal kernel computing system).

하나 이상의 시간 커널(temporal kernel) 셀 구조를 포함하고, 상기 시간 커널 셀 구조 각각은 제 1 비휘발성 멤리스터 및 서로 병렬로 연결된 제 2 비휘발성 멤리스터와 커패시터를 포함하고, 상기 서로 병렬로 연결된 상기 제 2 비휘발성 멤리스터와 상기 커패시터는 상기 제 1 비휘발성 멤리스터에 직렬로 연결된 시간 커널 소자(temporal kernel device)의 동작 방법으로서, 상기 시간 커널 셀 구조에 시계열적인 입력 신호를 인가하여 상기 제 1 및 제 2 비휘발성 멤리스터에 정보를 저장하는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 비휘발성 멤리스터에 저장된 정보를 판독(read)하는 단계를 포함하는 시간 커널 소자의 동작 방법.

제 9 항에 있어서, 상기 시간 커널 소자는 제 1 전극, 제 2 전극, 중간 전극 및 제 3 전극을 포함하고, 상기 커패시터는 상기 제 1 전극과 상기 중간 전극 사이에 배치되고, 상기 제 2 비휘발성 멤리스터는 상기 제 2 전극과 상기 중간 전극 사이에 배치되고, 상기 제 1 비휘발성 멤리스터는 상기 중간 전극과 상기 제 3 전극 사이에 배치된 시간 커널 소자의 동작 방법.

제 10 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 비휘발성 멤리스터에 정보를 저장하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 전극이 접지된 상태에서 상기 제 3 전극에 상기 시계열적인 입력 신호에 해당하는 전기적 신호를 인가하는 단계를 포함하는 시간 커널 소자의 동작 방법.

제 10 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 비휘발성 멤리스터에 저장된 정보를 판독하는 단계는 상기 제 3 전극과 상기 중간 전극 사이에 상기 제 1 비휘발성 멤리스터에 저장된 정보의 판독을 위한 전기적 신호를 인가하는 단계 및 상기 중간 전극과 상기 제 2 전극 사이에 상기 제 2 비휘발성 멤리스터에 저장된 정보의 판독을 위한 전기적 신호를 인가하는 단계를 포함하는 시간 커널 소자의 동작 방법.

제 9 항에 있어서, 복수의 상기 시간 커널 셀 구조가 어레이를 이루도록 배열되고, 상기 시간 커널 소자는 상호 이격하여 제 1 방향으로 연장된 제 1 및 제 2 전극, 상기 제 1 및 제 2 전극과 이격하여 상기 제 1 및 제 2 전극과 교차하는 제 2 방향으로 연장된 복수의 제 3 전극 및 상기 제 1 및 제 2 전극으로 구성된 전극 그룹과 상기 복수의 제 3 전극 사이에 상기 복수의 제 3 전극에 각각 대응하도록 배치된 복수의 중간 전극을 포함하고, 상기 복수의 시간 커널 셀 구조는 상기 제 1 및 제 2 전극으로 구성된 상기 전극 그룹과 상기 복수의 제 3 전극 사이에 각각 배치되고, 상기 시간 커널 셀 구조 각각은 상기 제 1 전극과 상기 중간 전극 사이에 배치된 상기 커패시터, 상기 제 2 전극과 상기 중간 전극 사이에 배치된 상기 제 2 비휘발성 멤리스터 및 상기 중간 전극과 상기 제 3 전극 사이에 배치된 상기 제 1 비휘발성 멤리스터를 포함하는 시간 커널 소자의 동작 방법.