自旋转移力矩存储器中的写操作制造技术

描述用于自旋转移力矩(STT)存储器中的写操作的设备、系统和方法。在一个实施例中，一种存储器包括：至少一个自旋转移力矩(STT)存储器装置；邻近STT存储器装置的温度传感器；以及控制器，包括至少部分含有硬件逻辑的逻辑，以监视温度传感器的输出，在温度传感器的输出未能超过阈值温度时实现第一写操作协议，以及在温度传感器的输出超过阈值温度时实现第二写操作协议。还公开并且要求保护其他实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自旋转移力矩存储器中的写操作
一般来说，本公开涉及电子领域。更具体来说，本专利技术的一些实施例一般涉及自旋转移力矩存储器中的写操作。
技术介绍
许多电子装置包括存储器系统，所述存储器系统可使用本地，快速存取存储器(其经常实施为非易失性存储器)来实现。自旋转移力矩(STT)存储器作为用于非易失性存储器系统的技术而开发。相应地，管理STT存储器系统中的写操作的技术可例如在用于电子装置的存储器系统中发现是有效用的。附图说明参考附图提供详细描述。不同图中相同的参考标号的使用指示类似或相同项。图1是按照本文所讨论的各种示例、用来实现自旋转移力矩(STT)存储器中的写操作的设备的组件的示意框图说明。图2是按照本文所讨论的各种示例的自旋转移力矩(STT)存储器的架构的示意框图。图3、图4和图5是示出按照本文所讨论的各种实施例、用来实现自旋转移力矩(STT)存储器中的写操作的方法中的操作的流程图。图6-10是按照本文所讨论的各种实施例、可适应于实现自旋转移力矩(STT)存储器中的写操作的电子装置的示意框图说明。具体实施方式在以下描述中，陈述了许多具体细节，以便提供对各种实施例的透彻了解。然而，本专利技术的各种实施例可在没有所述具体细节的情况下被实践。在其他实例中，已没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免使本专利技术的特定实施例难以理解。此外，可使用诸如集成半导体电路(“硬件”)、组织成一个或多个程序的计算机可读指令(“软件”)、或者硬件和软件的某种组合的各种部件，来执行本专利技术的实施例的各个方面。为了便于本公开，对“逻辑”的引用应意味着硬件、软件或它们的某种组合。自旋转移力矩(STT)存储器技术，其通过软铁磁材料的自旋取向来存储数据并且显现电流感应切换，是一种有吸引力的新存储器技术，因为它是CMOS逻辑兼容的、可缩放的，并且具有高密度。此外，它是非易失性的，并且具有有竞争力的读等待时间。STT随机存取存储器(RAM)是电阻RAM类型，其利用两层磁性材料，其中一个固定层和一个自由层。自旋极化电流穿过装置以便在磁性层中创建平行(P)或反平行(AP)极化，从而存储信息。STT存储器的操作特性响应温度上的改变而改变。更具体来说，在低温，STT存储器要求在相对长的脉冲中施加相对高的电流级别，以实现写操作。实现STT存储器中的写操作所要求的时间和电流级别随着存储器的温度升高而降低。此外，STT存储器单元在高温下的读操作期间倾向于不希望的翻转(即，改变其逻辑状态)。在本文所述的一些示例中，本文所述主题通过在STT存储器的温度未能超过温度阈值时实现第一写操作协议并且在STT存储器的温度超过温度阈值时实现第二写操作协议，来解决这些和其他问题。第一写操作协议仅在正由写操作进行修改的存储器单元中实现写操作，以便节省时间和能量。第二写操作协议实现写操作，而不管存储器单元是否正被修改。下面参考图1-10来描述其他细节。图1是按照本文所讨论的各种示例、用来实现自旋转移力矩(STT)存储器中的写操作的设备的组件的示意框图说明。参考图1，在一些实施例中，中央处理器封装100，其可包括耦合到控制集线器120和本地存储器130的一个或多个处理器110。控制集线器120包括存储器控制器122和存储器接口124。存储器接口124通过通信总线160来耦合到存储器140。在一些示例中，通信总线160可实现为印刷电路板上的迹线、具有铜线的线缆、光纤线缆、连接插座或者以上所述的组合。存储器140可包括控制器142、写控制逻辑144和一个或多个存储器装置150。在各种实施例中，存储器装置150中的至少一些可使用非易失性存储器，例如自旋转移力矩(STT)存储器来实现。如上所述，在一些实施例中，可耦合到控制器142或者集成到控制器142中的写控制逻辑144实现自旋转移力矩(STT)存储器140中的写操作。此外，存储器140可包括耦合到控制器142的一个或多个温度传感器148。在一些示例中，温度传感器148可实现为热敏电阻、热电偶或诸如此类。图2是按照本文所讨论的各种示例的自旋转移力矩(STT)存储器200的架构的示意框图。参考图2，在一些示例中，存储器200包括多个行，被标识为行1、行2、行3、行4等，一直到行M。每行包括多个存储器单元，被标识为单元1、单元2、单元3等，一直到单元N。因此，存储器200构造为M×N存储器矩阵。代表性自旋转移力矩存储器单元210被描绘在图2中。存储器单元210包括晶体管212和磁隧道结214、字线(WL)220、选择线(SL)222和位线(BL)224。在操作中，通过将BL224预充电到读电压VRD并且在电压施加到WL220时允许电压通过单元210衰减，来读单元210。使用参考单元同时地被“排放（drain）”的参考位线充当感测放大器（senseamplifier）参考。参考和被访问位线均使用P型金属氧化物半导体(PMOS)电流源被钳位（clamp），使得恒定电压差保持在感测放大器输入（甚至对于非常长的访问时间）。已描述了用来实现自旋转移力矩(STT)存储器中的写操作的架构和组件，现在将参考图3-5来描述用来实现自旋转移力矩(STT)存储器中的写操作的操作。在一些示例中，图3-5中所描绘的操作可由写控制逻辑144独自地或者结合控制器142来实现。首先参考图3，在操作310，控制器140监视温度传感器148的输出。如果在操作315，温度传感器148的输出指示存储器140邻近的温度不超过阈值，则控制传到操作320，并且控制器142实现低温写协议。相比之下，如果在操作315，温度传感器148的输出指示存储器140邻近的温度超过阈值，则控制传到操作325，并且控制器142实现高温写协议。图4是示出依据示例、由控制器142所实现的用来实现低温写协议的操作的流程图。简要地参考图4，在操作410，控制器142经由存储器控制器122和存储器接口124从主机装置，例如从处理器封装100上的处理器110中的一个或多个来接收写数据。在操作415，控制器142确定从主机装置所接收的写数据的物理存储器地址。例如，物理存储器地址可标识对于该写数据的图2中所描绘的存储器中的一个或多个单元。在操作420，控制器从与在操作415中所确定的物理存储器地址相关联的单元读数据，且在操作425，控制器142将数据与写数据进行比较。作为示例，在一些情况下，控制器142执行来自物理地址中的存储器单元的读数据与从主机装置所接收的写数据的逐位XOR，以确定存储器单元是否要通过写操作被修改。最后，在操作430，控制器142将从主机装置所接收的写数据仅写到在操作425中被标识为正被写数据所修改的存储器单元。例如，如果在操作420的读操作指示存储器单元包含逻辑0并且从主机装置所接收的写数据将要把逻辑0写入该单元，则控制器142不在那个单元上执行写操作。类似地，如果在操作420的读操作指示存储器单元包含逻辑1并且从主机装置所接收的写数据将要把逻辑1写入该单元，则控制器142不在那个单元上执行写操作。相比之下，如果是如果在操作420的读操作指示存储器单元包含逻辑0并且从主机装置所接收的写数据将要把逻辑1写入该单元，则控制器142在那个单元上执行写操作。类似地，如果在操作420的读操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器，包括：至少一个自旋转移力矩(STT)存储器装置；温度传感器，邻近于所述STT存储器装置；以及控制器，包括至少部分含有硬件逻辑的逻辑，用来：监视所述温度传感器的输出；在所述温度传感器的所述输出未能超过阈值温度时，实现第一写操作协议；以及在所述温度传感器的所述输出超过所述阈值温度时，实现第二写操作协议。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.22 US 14/5801411.一种存储器，包括：至少一个自旋转移力矩(STT)存储器装置；温度传感器，邻近于所述STT存储器装置；以及控制器，包括至少部分含有硬件逻辑的逻辑，用来：监视所述温度传感器的输出；在所述温度传感器的所述输出未能超过阈值温度时，实现第一写操作协议；以及在所述温度传感器的所述输出超过所述阈值温度时，实现第二写操作协议。2.如权利要求1所述的存储器，其中，用来实现第一写操作协议的所述逻辑还包括执行下列操作的逻辑：从主机装置接收写数据；确定所述写数据的物理存储器地址；从所述物理存储器地址中的存储器单元读数据；将从所述物理存储器地址所读的所述数据与所述写数据进行比较；以及将数据仅写到被所述写数据修改的数据单元。3.如权利要求2所述的存储器，其中，用来比较从所述物理存储器地址所读的所述数据的所述逻辑包括至少部分含有硬件逻辑的逻辑，用来：执行从所述物理地址中的存储器单元的所读数据与所述写数据的逐位XOR。4.如权利要求1所述的存储器，其中，用来实现第二写协议的所述逻辑还包括用来执行下列操作的逻辑：从主机装置接收写数据；确定所述写数据的物理存储器地址；以及将所述数据写到所述物理存储器地址。5.如权利要求4所述的存储器，其中，所述控制器还包括用来执行下列操作的逻辑：在所述温度传感器的所述输出升高到高于所述阈值时，减少写电流。6.如权利要求4所述的存储器，其中，所述控制器还包括用来执行下面操作的逻辑：在所述温度传感器的所述输出升高到高于所述阈值时，减少写脉冲持续期。7.一种电子装置，包括：处理器；至少一个自旋转移力矩(STT)存储器装置；以及控制器，包括至少部分含有硬件逻辑的逻辑，用来：监视温度传感器的输出；在所述温度传感器的所述输出未能超过阈值温度时，实现第一写操作协议；以及在所述温度传感器的所述输出超过所述阈值温度时，实现第二写操作协议。8.如权利要求7所述的电子装置，其中，用来实现第一写操作协议的所述逻辑还包括用来执行下列操作的逻辑：从主机装置接收写数据；确定所述写数据的物理存储器地址；从所述物理存储器地址中的存储器单元读数据；将从所述物理存储器地址所读的所述数据与所述写数据进行比较；以及将数据仅...

【专利技术属性】
技术研发人员：H奈伊米，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US