本技术放宽了MLC存储器的存储器操作(诸如写入或读取)的精准性(或完整数据正确性保证)要求，使得应用可写入和读取作为近似值的数字数据值。MLC的类型包括闪存MLC和MLC相变存储器(PCM)以及其它电阻式技术。许多软件应用可能不需要一般用于存储和读取数据值的准确性或精准性。例如，应用可以在相对低分辨率的显示器上渲染图像，并且可不需要对于每个像素的准确数据值。通过放宽存储器操作的精准性或正确性要求，MLC存储器可具有提高的性能、寿命、密度和/或能量效率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】近似多层单元存储器操作背景多层单元(MLC)是一种能够存储不止单个位的信息的存储器元件。诸如MLC闪存和MLC相变存储器(PCM)之类的MLC存储器通常以迭代方式来读和写。PCM也被称为PCME、PRAM、PCRAM、奥弗辛斯基电效应统一存储器存储器、硫属化物RAM以及C-RAM。编程步骤后通常接着校验步骤，该校验步骤校验所预期的值是否存储在特定地址。例如，MLC NAND闪存存储器是一种使用每个单元多个层的MLC闪存技术，该技术允许多个位用相同数量个晶体管来存储。典型的MLC NAND闪存存储器具有每个单元四种可能状态或值，因此该单元可存储两位的信息。MLC PCM存储器是一类非易失性存储器，其使用具有两种状态(即结晶和非晶)的半导体合金。每种状态下材料的量改变MLC PCM存储器单元的电阻。MLC PCM存储器使用半导体合金的各种电阻来存储每一个二进制位以对各个单元值编程。每个位值的相位以及因此的电阻值通过向地址施加电压来控制，使得电流可改变相位及所代表的值。概述本技术放宽了 MLC存储器的存储器操作(诸如写入或读取)的精准性(或完整数据正确性保证)要求，使得应用可写入和读取作为近似值的数字数据值。MLC存储器的类型包括闪存MLC和MLC相变存储器(PCM)以及其它电阻式技术。许多软件应用可能不需要通常被用于存储和读取数据值的准确性或精准性。例如，应用可以在相对低的色彩范围显示器上渲染图像并且可不需要对于每个像素的准确数据值。可以容许错误的其它类型的数据包括音频数据、视频数据、机器学习数据和/或传感器数据。在各个实施例中，通过放宽存储器操作的精准性或正确性要求，MLC存储器可具有提高的性能(减小的延时)、寿命(增加的故障前写入或读取次数)、密度和/或能量效率。典型地，通过确定来自MLC单元的感测到的模拟信号是否落在模拟值(闪存MLC中的电压或电荷以及PCM中的电阻)的一范围内来标识MLC存储器中的每个数字值。当写入电路尝试将数字数据值存储在MLC存储器单元中时，写入电路尝试存储非常接近于将与数字数据值对应的模拟值的范围的中点或落在模拟值的目标范围内的模拟值。类似地，当读取电路尝试读取MLC存储器单元中的数字数据值时，读取电路尝试读取非常接近于将与数字数据值对应的模拟值的范围的中点或落在模拟值的目标范围内的模拟值。当写入(或读取)作为近似值的数字值到MLC存储器时，针对MLC存储器的模拟值的目标范围被增大，使得写入的模拟值可落在针对MLC存储器的可能值的范围以及可能导致错误写入值的毗邻MLC存储器的可能值的范围中。在一个实施例中，通过减少向MLC存储器写入或从MLC存储器读取中使用的迭代的次数来放宽精准性要求。通过增加在每次写入迭代时改变MLC存储器中单元的值的量，写入操作变得更快。用于在迭代期间在MLC存储器中写入数据值的能量量或预定模拟值(诸如预定的电压或电流量)可被增大。增大的预定模拟值可以是具有大的值和/或历时的增大的编程脉冲。增加的预定模拟写入值减少了在表示数字数据值的信号被感测到处于值的目标范围之间之前所需的迭代次数。表示数字数据值的信号可以更少的迭代到达值的目标范围，但更少的迭代也可能增加错误的概率。MLC存储器的能量和磨损可通过拓宽写入MLC存储器时使用的预定模拟值的范围而减少。在另一实施例中，在编程之后不感测表示数字值的信号，而是在不采用任何感测或校验步骤的情况下施加预定数目的编程脉冲。在另一实施例中，通过减少写入操作中迭代的次数使得被用于写入操作的模拟信号处于可能被用于存储数字值的模拟值的更外侧分布，对MLC的写入操作变得更快并且具有更低的能量要求。换言之，与写入作为精准值的数据值相比，使用了更大目标范围的可能模拟值，并且在该目标范围的开始处的模拟值(或阈值)被使用。在这一实施例中，MLC存储器上的磨损可被减少。在另一实施例中，通过完成足以确定正被读取的模拟值的大致附近的迭代，读取操作消耗更少的能量。类似于写入操作，使用了更大目标范围的可能模拟值，并且该更大目标范围的开始处的模拟值被用来标识对应于特定数字值的读取模拟值。存储器延时可被改善，并且当读取操作影响磨损时，磨损可被改善。在一个实施例中，当对一个单元的读取操作可能扰乱其它附近单元的值时，较少的读取迭代还可降低扰乱附近单元的值的概率。在另一实施例中，作出对可表示具有预定分布的两个值中的一个值的读取模拟信号遵循预描绘的分布的概率确定。在一个实施例中，根据每个概率分布的相对密度来提供特定数字值。—个方法实施例将近似值存储在多层存储器单元中。接收表示要被存储在多层单元中的第一数字值的第一信号。还接收指示第一数字值要作为近似值被写入多层单元中的第一信号。至少一个编程脉冲被提供给多层单元，直到来自多层单元的第一感测到的模拟值处于值的第一范围内。接收表示要被存储在多层单元中的第二数字值的第二信号。还接收指示第二数字值要作为精准值被写入多层单元中的第二信号。至少一个编程脉冲被提供给多层单元，直到来自多层单元的第二感测到的模拟值处于值的第二范围内。值的第一范围比值的第二范围宽。—个装置实施例包括至少一个控制器，用于提供表示数字数据值的信号以及指示数字数据值是否要作为近似值存储到至少一个多层单元存储器的信号。多层单元存储器包括接口，用于接收表示该数字数据值的信号以及该指示该数字数据值是否要作为近似值存储的信号。当信号指示数据值要被存储为近似值时，写入电路向该多层单元提供第一多个预定值，使得第一模拟值被存储在该多层单元中，其处于表示该数字数据值的模拟值的第一范围中。当信号指示数据值不被作为近似值存储时，写入电路向该多层单元提供第二多个预定值，使得第二模拟值被存储在该多层单元中，其表示处于模拟值的第二范围中的数字数据值。模拟值的第一范围比模拟值的第二范围宽。在另一实施例中，至少一个处理器可读存储器具有在其上编码的处理器可读指令。该指令在由至少一个处理器执行时执行一种用于读取多层存储器单元的阵列中的近似值和精准值方法。方法包括输出控制信息以读取多层单元阵列中的第一多层单元处的精准值。从第一多层单元接收对应于该精准值的第一数字值。通过确定来自第一多层单元的模拟值是否位于模拟值的第一范围之间来获得第一数字值。还输出用以从多层单元阵列中的第一多层单元读取近似值的控制信息。接收对应于该近似值的第二数字值。通过确定来自第一多层单元的模拟信号是否位于模拟值的第二范围之间来获得第二数字值。模拟值的第二范围比模拟值的第一范围宽。提供概述以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念的选集。该概述不意图标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图被用来帮助确定所要求保护的主题的范围。附图简述图1是给MLC存储器提供近似存储器操作的计算设备的高级框图。图2解说了执行近似存储器操作和精准存储器操作的MLC存储器的高级框图。图3解说了具有存储为精准数据的数据和存储为近似数据的数据的MLC存储器。图4A — 4B解说了与将数据存储和读取为精准数据和近似数据相关联的模拟值的概率和目标范围。图5A — C概念性地解说了写入或读取作为近似数据和精准数据存储的数据值。图6A — C是写入和读取作为近似数据和精准数据存储的值的流程图。图7是本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种装置，包括：至少一个控制器，用于提供表示数字数据值的信号以及指示是否将所述数字数据值存储为近似值的信号；以及至少一个多层单元存储器，包括：接口，用于接收所述表示所述数字数据值的信号以及所述指示是否将所述数字数据值存储为近似值的信号；具有多层单元的多层单元的阵列；以及写入电路，用于当所述信号指示所述数据值要被存储为所述近似值时向所述多层单元提供第一多个预定值，使得第一模拟值被存储在所述多层单元中处于表示所述数字数据值的模拟值的第一范围内，其中当所述信号指示所述数据值不被存储为所述近似值时所述写入电路向所述多层单元提供第二多个预定值，使得第二模拟值被存储在所述多层单元中表示处于模拟值的第二范围内的所述数字数据值，所述模拟值的第一范围比所述模拟值的第二范围宽。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·斯特劳斯，A·桑普森，L·H·西泽，D·C·伯格，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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