存储器上用于可扩展性能的管线架构制造技术

提供了一种用于数据存储的装置。在一个实施例中，所述装置包括相变存储器设备，所述相变存储器设备包括相变存储器存储元件。所述装置还包括控制逻辑，用于控制两条或更多条置位管线以便以交错方式服务存储器请求，使得存储器请求的置位操作开始于不同时间。

Pipeline architecture for scalable performance on memory

A device for data storage is provided. In one embodiment, the apparatus includes a phase change memory device including a phase change memory storage element. The device further includes a control logic for controlling two or more sets of lines to service the memory request in a staggered manner, so that the memory requested set operation begins at different times.

【技术实现步骤摘要】
本申请是2011年11月7日提交的申请号为201180054749.9的同名专利申请的分案申请。
本专利技术的实施例涉及计算机系统中的数据存储；更特别地，本专利技术的实施例涉及半导体存储器。
技术介绍
相变存储器(PCM)是一种使用硫族化合物材料作为存储器元件的设备。存储器元件是存储信息的元件。相变存储器通过在非晶相和晶相之间改变元件的相位而将信息存储在存储器元件上。通常，非晶相与所谓的复位(reset)状态相关联，而晶态与所谓的置位(set)状态相关联。多级存储器可具有在置位状态和复位状态之间的多个中间状态。在编程操作中，相变存储器可通过施加偏压以及产生的电流而进行转变以从非晶态转变成晶态或者从晶态转变成非晶态。在一些相变存储器中，双向阈值开关(OTS)用作选择设备。PCM和双向阈值开关的集成的存储器存储元件(单元)被称为PCMS。通常，高的功率量用于写PCMS。该功率要求将存储器的阵列带宽限制为例如10-25M字节/秒。附图说明通过下文给出的详细说明以及参考本专利技术的各个实施例的附图，可以更全面地理解本专利技术的实施例，但是，所述详细说明和附图不应视为将本专利技术限制为具体的实施例，而是仅为了解释和理解。图1为根据本专利技术的一个实施例的存储器设备的框图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的电流消耗轮廓。图3为根据本专利技术的一个实施例的存储器写的波形图。图4为写PCMS存储器设备的过程的一个实施例。图5示出了与本专利技术的一个实施例一起使用的计算机系统。图6示出了与本专利技术的一个实施例一起使用的点对点计算机系统。具体实施方式提出了一种用于数据存储的装置。在一个实施例中，该装置包括相变存储器设备，所述相变存储器设备包括相变存储器存储元件。该装置进一步包括控制逻辑，用于控制两条或更多条置位管线以便以交错的方式服务存储器请求(例如，读或写请求)，使得存储器请求的置位操作开始于不同时间。在下面的说明中，阐述了多个细节以提供对本专利技术实施例的更全面的解释。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本专利技术的实施例可在不具有这些具体细节的情况下实施。在其它实例中，公知的结构和设备以框图形式显示而不是详细地显示，从而避免模糊本专利技术的实施例。随后的详细说明的一些部分以对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示的方式呈现出。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用于向本领域其他技术人员最有效地传达他们的工作实质的手段。算法在此且通常被构思为导向期望结果的步骤的自相容序列。步骤是要求物理量的物理操纵的那些步骤。通常地但非必要地，这些量呈现为能够被存储、传递、组合、比较和以其它方式操纵的电信号或磁信号的形式。已经证实，主要是为了共同使用的原因，有时将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、数字等是方便的。然而，应当牢记的是，所有这些和类似的术语应当与适合的物理量相关联并且仅为应用于这些量的方便的标记。除非特别指出，否则如从下面的讨论中显知，应理解在整篇说明书中，使用诸如“处理”或“计算”或“运算”或“确定”或“显示”等术语的讨论是指操纵并将表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据变换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其它这样的信息存储、传送或显示设备内的物理量的其它数据的计算机系统或类似电子计算设备的动作和处理。本专利技术的实施例还涉及用于执行本文所述的操作的装置。一些装置可专门构造以用于所需目的，或者其可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重构的通用型计算机。这种计算机程序可存储在计算机可读存储介质中，诸如但不限于包括软盘、光盘、CD-ROM、DVD-ROM和磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、NVRAM、磁或光卡的任何类型的盘、或适于存储电子指令的任何类型的介质，并且每种计算机可读存储介质均与计算机系统总线耦合。本文所描述的方法和装置是用于控制用于数据存储的存储器设备。具体地，控制存储器设备的方法和装置主要是参照多核处理器计算机系统来讨论的。然而，控制存储器设备的方法和装置并不限于此，因为它们可在任意集成电路设备或系统上或者与任意集成电路设备或系统结合实施以及与其它源结合实施，所述任意集成电路设备或系统例如为手机、个人数字助理、嵌入式控制器、移动平台、桌面平台和服务器平台。概述提出一种用于数据存储的装置。在一个实施例中，该装置包括相变存储器设备，所述相变存储器设备包括相变存储器存储元件。该装置进一步包括控制逻辑，用于控制两条或更多条置位管线以便以交错的方式服务存储器请求，使得存储器请求的置位操作开始于不同时间。在一个实施例中，装置能够作为非易失性存储器设备、易失性存储器设备(例如，类似于DRAM或SRAM)或两者而操作。图1是根据本专利技术的一个实施例的存储器设备的框图。诸如总线和外围设备等许多相关部件并未示出以避免使本专利技术模糊。参照图1，存储器设备101包括控制逻辑121和存储器元件130。在一个实施例中，控制逻辑121进一步包括控制一条或多条复位管线的复位管线逻辑122。在一个实施例中，控制逻辑121进一步包括控制一条或多条置位管线的置位管线逻辑123。在一个实施例中，存储器设备101经由数据/控制110来接收存储器请求。在一个实施例中，存储器设备101为PCMS存储器设备。在一个实施例中，存储器元件130包括存储元件，例如PCMS存储元件、PCM存储元件、双向统一存储器(OUM)元件、堆栈式PCM存储元件、具有类似于PCMS存储元件的电流轮廓(profile)的存储元件或其任意组合。在一个实施例中，PCMS存储元件包括串联耦合的双向阈值开关和硫族化合物存储器元件。在一个实施例中，复位管线逻辑122管理并控制两条复位管线。置位管线逻辑123管理并控制十组置位管线，其中每组均包括四条置位管线。本领域技术人员将理解的是，这些配置(例如，管线的数量)可按比例放大或缩小而保持近似相同的功能。在一个实施例中，存储器设备101包括发生在高电压电平和低电压电平之间振荡的脉冲信号的脉冲信号发生模块或脉冲发生单元(未示出)。在一个实施例中，通过改变工作电流而使PCM存储元件晶化。本领域技术人员将理解的是，存在用于发生脉冲信号以便置位或复位PCM存储元件的不同的电流轮廓。在一个实施例中，存储器设备101包括模拟/数字逻辑，例如脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：相变存储器设备，其包括多个相变存储器存储元件；以及控制逻辑，用于控制两条或更多条置位管线以交错方式服务存储器访问，使得所述存储器访问的置位操作开始于不同时间。

【技术特征摘要】
2010.11.15 US 12/946,6121.一种装置，包括：
相变存储器设备，其包括多个相变存储器存储元件；以及
控制逻辑，用于控制两条或更多条置位管线以交错方式服务存储器访
问，使得所述存储器访问的置位操作开始于不同时间。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述存储器访问为写操作，其中所
述置位操作的开始时间彼此交错相隔至少达一置位交错周期。
3.如权利要求1所述的装置，其中相变存储器存储元件包括串联耦合
的双向阈值开关和硫族化合物存储器元件。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述控制逻辑包括：
复位管线逻辑，用于控制一条或多条复位管线；以及
置位管线逻辑，用于控制所述两条或更多条置位管线以当执行所述置
位操作时减小峰值功率。
5.如权利要求4所述的装置，其中所述复位管线逻辑能操作以执行第
一复位操作和第二复位操作，其中所述第二复位操作在所述第一复位操作
已开始达至少一复位交错周期之后开始。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述第一复位操作在两个复位周期
内完成，所述两个复位周期包括执行用于写完成的重脉冲的第二复位周期。
7.如权利要求4所述的装置，其中所述复位管线逻辑能操作以执行第
一复位操作和第二复位操作，其中所述第一复位操作开始于第一复位周期
开始时，并且所述第二复位操作开始于继所述第一复位周期后的第二复位
周期开始时，其中第一复位周期的长度小于或等于40ns。
8.如权利要求4所述的装置，其中所述置位管线逻辑能操作以执行第
一置位操作和第二置位操作，其中所述第一置位操作和所述第二置位操作
的开始时间之差为置位交错周期的长度。
9.如权利要求8所述的装置，其中置位管线的数量为40，所述第一置
位操作在大约410ns的置位周期内执行，并且所述置位交错周期等于或小于
10ns。
10.如权利要求8所述的装置，其中置位管线的数量至少部分地基于
所述置位交错周期和完成置位操作的时间。
11.如权利要求8所述的装置，其中所述置位交错周期的长度至少部
分地基于相变存储器存储元件的功率轮廓或者相变...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·孙达拉姆，D·考，D·J·齐默尔曼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US