신경망 학습 장치가 개시된다. 다양한 실시예에 따른 신경망 학습 장치는, 인공 신경망 모델 학습을 위한 훈련 데이터를 입력하기 위한 입력부와, 훈련 데이터를 이용하여 인공 신경망 모델을 훈련시키는 러닝 프로세서를 포함하고, 인공 신경망 모델은, 입력부로부터 전달받은 데이터에 대응되는 신호를 전달받는 복수의 레이어들 및, 복수의 레이어들 사이에 배치되는 적어도 하나의 배치 정규화 장치 (batch normalization device)를 포함하고, 배치 정규화 장치는 복수의 레이어들 중 제1 레이어로부터 전달된 제1 아날로그 신호를 합성곱 처리하는 저항 메모리 배열(RRAM array) 및 저항 메모리 배열로부터 합성곱 처리된 제2 아날로그 신호를 정규화하여 제2 레이어로 제3 아날로그 신호를 전달하는 복수의 능동소자를 포함하는 회로 배열을 포함하는 것을 특징으로 한다.