计算机系统和存储器设备技术方案

本申请涉及计算机系统和存储器设备。根据一个实施例，系统包括：包含存储器单元阵列的存储器设备，该存储器设备被配置为对存储器单元阵列执行第一读取方法的第一读取操作和第二读取方法的第二读取操作；处理器，该处理器被配置为从设备接收第一数据，第一数据是通过第一读取操作来自存储器单元阵列中的选择的区域，该处理器被配置为在对选择的区域的第二读取操作期间使用第一数据执行第一计算处理，以及被配置为基于第一数据和第二数据的比较结果通过第一信号获取第一计算处理的结果，第一信号指示第一数据是有效的，并且第二数据是通过第二读取操作来自选择的区域。

【技术实现步骤摘要】
计算机系统和存储器设备对相关申请的交叉引用本申请基于在2017年3月21日提交的日本专利申请No.2017-054585并要求来自该日本专利申请的优先权权益，在这里通过引用并入该日本专利申请的全部内容。
本文描述的实施例一般涉及计算机系统和存储器设备。
技术介绍
近年来，利用诸如MRAM之类的电阻变化型存储器的计算机系统的开发正在被推动。附图说明图1、图2、图3、图4和图5是用于解释实施例的计算机系统的基本示例的示意图。图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16和图17是用于解释第一实施例的计算机系统的操作示例的示意图。图18和图19是用于解释第二实施例的计算机系统的配置示例的示意图。图20、图21和图22是用于解释第三实施例的计算机系统的操作示例的示意图。图23、图24和图25是用于解释第四实施例的计算机系统的操作示例的示意图。图26和图27是用于解释第五实施例的计算机系统的配置示例的示意图。图28、图29、图30和图31是用于解释第六实施例的计算机系统的操作示例的示意图。具体实施方式一般而言，根据一个实施例，计算机系统包括：包含存储器单元阵列的存储器设备，该存储器设备被配置为对存储器单元阵列执行第一读取方法的第一读取操作和第二读取方法的第二读取操作；以及处理器，该处理器被配置为从存储器设备接收第一数据，第一数据是通过第一读取操作从存储器单元阵列中的选择的区域读取的，以及该处理器被配置为在对选择的区域的第二读取操作期间使用第一数据执行第一计算处理，以及该处理器被配置为基于第一数据和第二数据的比较结果通过第一信号获取第一计算处理的结果，第一信号指示第一数据是有效的，并且第二数据是通过第二读取操作从选择的区域读取的。[实施例]将参照图1至图31描述每个实施例的计算机系统和每个实施例的存储器设备。在下面的解释中，相同的附图标记表示具有相同功能和配置的构成元件。在以下实施例中，当具有在附图标记末尾处添加的用于区分的数字/字母的构成元件(诸如字线WL、位线BL以及各种电压和信号)不彼此区分时，使用省略最后的数字/字母的表达。[A]基本模式将参照图1到图5描述实施例的计算机系统的基本模式。(A1)配置图1是用于解释本实施例的计算机系统的配置示例的示意图。如图1所示，本实施例的计算机系统包括存储器设备1和处理器9。处理器9执行计算处理。处理器9使得存储器设备1执行各种指令(请求)。例如，处理器9指示存储器设备1写入数据。当执行计算处理时，处理器9指示存储器设备1从存储器设备1中的期望地址(选择的地址)读取数据。处理器9在计算处理中使用读取的数据。存储器设备1包括用于保持数据的存储器区域。存储器区域包括存储器单元阵列。多个存储器单元MC在存储器单元阵列中被提供。存储器设备1基于来自处理器9的指令执行诸如数据写入和数据读取之类的各种操作。存储器设备1基于来自处理器9的指令来读取数据。当在存储器单元阵列100中的选择的地址中读取数据时，存储器设备1通过使用第一读取操作和第二读取操作来对于选择的地址读取数据。在第一读取操作中使用的数据读取方法与在第二读取操作中使用的数据读取方法不同。存储器设备1基于命令对选择的地址依次执行两种读取操作。本实施例的存储器设备1例如是电阻变化型存储器。在电阻变化型存储器中，可变电阻元件被用于存储器单元中的存储器元件。当一定大小的电压或电流被供应到可变电阻元件时，可变电阻元件的电阻状态变化。因此，可变电阻元件变为具有多个电阻状态(电阻值)。数据的一个或多个位与可变电阻元件变为具有的多个电阻状态相关联。以这种方式，可变电阻元件被用作存储器元件。可变电阻元件的电阻状态是通过电压的供应而变化还是通过电流的供应而变化取决于可变电阻元件的类型。在本实施例中，电阻变化型存储器是例如MRAM(磁阻随机存取存储器)。在MRAM1中，磁阻效应元件被用于存储器元件。<存储器元件的基本操作>将参照图2描述作为存储器元件的磁阻效应元件的操作原理。如图2所示，磁阻效应元件400包括至少两个磁性层401和402以及非磁性层403。两个磁性层401和402中的每一个具有磁化(magnetization)。磁性层401的磁化方向是可变的。磁性层402的磁化方向是不变的(固定状态)。在本实施例中，具有可变磁化方向的磁性层401被称为存储层401，并且具有不变的磁化方向的磁性层402被称为参考层402。非磁性层403被设置在两个磁性层401和402之间。非磁性层403充当隧道势垒(barrier)层403。例如，隧道势垒层403是包括氧化镁的绝缘层。例如，磁性隧道结由两个磁性层401和402以及隧道势垒层403形成。在本实施例中，具有磁性隧道结的磁阻效应元件400被称为MTJ元件400。例如，磁性层401和402具有垂直的磁各向异性(anisotropy)。磁性层401和402的磁化方向(易磁化轴方向)基本上垂直于磁性层的层表面。磁性层401和402的磁化方向基本上平行于层401、402和403的堆叠方向。通过利用磁性层的界面磁各向异性等，产生磁性层401和402的垂直磁各向异性。利用磁性层的垂直磁各向异性的MTJ元件被称为垂直磁化型MTJ元件。MTJ元件(磁阻效应元件)400的电阻状态根据存储层401的磁化方向与参考层402的磁化方向之间的相对关系(磁化对准)而变化。当存储层401的磁化方向与参考层402的磁化方向相同时，MTJ元件400具有第一电阻状态(第一磁化对准状态)。当存储层401的磁化方向与参考层402的磁化方向相反时，MTJ元件400具有第二电阻状态(第二磁化对准状态)。具有第二电阻状态的MTJ元件400的电阻值高于具有第一电阻状态的MTJ元件400的电阻值。以这种方式，MTJ元件400根据两个磁性层401和402的磁化对准变为具有低电阻状态和高电阻状态中的一个状态。例如，MTJ元件400保持数据的1个位(“0”数据和“1”数据)。在这种情况下，MTJ元件400的电阻状态被设置为第一电阻状态，由此，存储器单元MC被设置为第一数据保持状态(例如，“0”数据保持状态)。MTJ元件400的电阻状态被设置为第二电阻状态，由此，存储器单元MC被设置为第二数据保持状态(例如，“1”数据保持状态)。在本实施例中，MTJ元件400中的存储层401的磁化方向与参考层402的磁化方向相同的磁化对准状态被称为平行状态(或P状态)。MTJ元件400中的存储层401的磁化方向与参考层402的磁化方向彼此相反的磁化对准状态还被称为反平行状态(或AP状态)。例如，在向MTJ元件400写数据时，使用自旋转移矩方法。自旋转移矩方法是其中存储层401的磁化方向由当写入电流IWR1和IWR2流入MTJ元件400中时生成的自旋力矩控制的写入方式。当MTJ元件400的磁化对准状态从AP状态改变为P状态时，从存储层401流到参考层402的写入电流IWR1被供应到MTJ元件400。在这种情况下，具有与参考层402的磁化方向相同的方向的自旋的电子的自旋力矩被施加到存储层401的磁化。当存储层401的磁化方向与参考层402的磁化方向相反时，存储层401的磁化方向通过施加的自旋力矩被设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机系统，包括：包含存储器单元阵列的存储器设备，所述存储器设备被配置为对所述存储器单元阵列执行第一读取方法的第一读取操作和第二读取方法的第二读取操作；处理器，所述处理器被配置为从所述存储器设备接收第一数据，第一数据是通过第一读取操作从所述存储器单元阵列中的选择的区域读取的，所述处理器被配置为在对所述选择的区域的第二读取操作期间使用第一数据来执行第一计算处理，以及所述处理器被配置为基于第一数据和第二数据的比较结果通过第一信号获取第一计算处理的结果，第一信号指示第一数据是有效的，并且第二数据是通过第二读取操作从所述选择的区域读取的。

【技术特征摘要】
2017.03.21 JP 2017-0545851.一种计算机系统，包括：包含存储器单元阵列的存储器设备，所述存储器设备被配置为对所述存储器单元阵列执行第一读取方法的第一读取操作和第二读取方法的第二读取操作；处理器，所述处理器被配置为从所述存储器设备接收第一数据，第一数据是通过第一读取操作从所述存储器单元阵列中的选择的区域读取的，所述处理器被配置为在对所述选择的区域的第二读取操作期间使用第一数据来执行第一计算处理，以及所述处理器被配置为基于第一数据和第二数据的比较结果通过第一信号获取第一计算处理的结果，第一信号指示第一数据是有效的，并且第二数据是通过第二读取操作从所述选择的区域读取的。2.根据权利要求1所述的系统，其中当基于第一数据和第二数据的比较结果确定第一数据和第二数据匹配时，第一信号被输出，以及当基于第一数据和第二数据的比较结果确定第一数据和第二数据不匹配时，输出指示第一数据错误的第二信号，以及所述处理器被配置为基于第二信号使用第二数据来执行第二计算处理，以及被配置为获取第二计算处理的结果。3.根据权利要求2所述的系统，其中，第一数据包含多个第一数据单元，第二数据包含多个第二数据单元，所述存储器设备将第二数据单元中的与包括错误的至少一个第一数据单元对应的至少一个第二数据单元发送到所述处理器，以及所述处理器通过使用所发送的至少一个第二数据单元来执行第二计算处理。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器设备包括比较第一数据和第二数据的比较电路。5.根据权利要求1所述的系统，其中，处理器包括保持第一数据和指示第一数据的状态的标记的缓冲器电路，以及标记基于第一信号被设置为指示第一数据处于有效状态的值。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器设备包括被配置为执行第一读取操作和第二读取操作的读取电路，所述读取电路包括：具有第一输入端子和第二输入端子的感测放大器电路，连接在第一输入端子和所述存储器单元阵列之间的第一互连件，连接在第一输入端子和所述存储器单元阵列之间的第二互连件，连接到第二输入端子的第三互连件，连接在第二输入端子和所述存储器单元阵列之间的第四互连件，和连接到第三互连件的参考单元，在第一周期中，第一互连件和第二互连件保持与来自所述选择的区域的第一输出信号对应的电势，第三互连件保持与来自所述参考单元的第二输出信号对应的电势，以及在第一周期之后的第二周期中，第二互连件保持对应于第一输出信号的电势，并且第四互连件保持与来自所述选择的区域的第三输出信号对应的电势。7.根据权利要求6所述的系统，其中在第一周期与第二周期之间的第三周期中，写入电流被供应到所述选择的区域。8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述选择的区域包括磁阻效应元件作为存储器元件，当从所述选择的区域输出第一输出信号时，第一电压被施加到磁阻效应元件，以及当从所述选择的区域输出第三输出信号时，比第一电压高的第二电压被施加到磁阻效应元件。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述存储器设备包括被配置为执行第一读取操作和第二读取操作的读取电路，所述读取电路包括：具有第一输入端子和第二输入端子和第一输出端子的第一感测放大器电路，具有第三输入端子和第四输入端子和第二输出端子的第二感测放大器电路，具有连接到第一输出端子的第五输入端子、连接到第二输出端子的第六输入端子、第三输出端子和控制信号被供应到的控制端子的选择电路，连接在第一输入端子和所述存储器单元阵列之间的第一互连件，连接到第二输入端子的第二互连件，连接在第三输入端子和所述存储器单元阵列之间的第三互连件，连接在第四输入端子和所述存储器单元阵列之间的第四互连件，和连接到第二互连件的参考单元，以及选择电路基于所述控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：池上一隆，野口纮希，安部惠子，
申请(专利权)人：东芝存储器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP