用于高速缓冲存储操作的设备及方法技术

技术编号:19561740 阅读:25 留言:0更新日期:2018-11-25 00:27
本发明专利技术包含用于高速缓冲存储操作的设备及方法。实例设备包含存储器装置,所述存储器装置包含存储器单元的多个子阵列,其中所述多个子阵列包含相应多个子阵列的第一子集及所述相应多个子阵列的第二子集。所述存储器装置包含耦合到所述第一子集的感测电路,所述感测电路包含读出放大器及运算组件。所述第一子集经配置为用于对从所述第二子集移动的数据执行操作的高速缓冲存储器。所述设备还包含经配置以引导从所述第二子集中的子阵列到所述第一子集中的子阵列的数据值的第一移动的高速缓冲存储器控制器。

Equipment and Method for Cache Storage Operation

The invention includes a device and a method for a cache storage operation. The example device includes a memory device comprising a plurality of sub-arrays of a memory unit, wherein the sub-arrays comprise a first subset of a corresponding plurality of sub-arrays and a second subset of the corresponding plurality of sub-arrays. The memory device comprises a sensing circuit coupled to the first subset, and the sensing circuit comprises a readout amplifier and an operational component. The first subset is configured as a cache memory for performing operations on data moved from the second subset. The device also includes a first moving cache controller configured to guide data values from a subarray in the second subset to a subarray in the first subset.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高速缓冲存储操作的设备及方法
本专利技术大体上涉及半导体存储器及方法,且更特定来说,本专利技术涉及用于高速缓冲存储操作的设备及方法。
技术介绍
存储器装置通常提供为计算机或其它电子系统中的内部半导体集成电路。存在许多不同类型的存储器,包含易失性存储器及非易失性存储器。易失性存储器可需要电力以维持其数据(例如主机数据、错误数据等等)且包含随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)与晶闸管随机存取存储器(TRAM)及其它存储器。非易失性存储器可在未供电时通过保留经存储数据而提供永久性数据且可包含NAND快闪存储器、NOR快闪存储器及电阻可变存储器(例如相变随机存取存储器(PCRAM)、电阻性随机存取存储器(RRAM)及磁阻性随机存取存储器(MRAM),例如自旋力矩转移随机存取存储器(STTRAM))及其它存储器。电子系统通常包含数个处理资源(例如,一或多个处理器),其可检索及执行指令且将经执行指令的结果存储到适当位置。处理器可包括数个功能单元,例如算术逻辑单元(ALU)电路、浮点单元(FPU)电路及组合逻辑块,例如,所述功能单元可用于通过对数据(例如,一或多个操作数)执行运算而执行指令。如本文中所使用,运算可为(例如)布尔(Boolean)运算(例如AND、OR、NOT、NOT、NAND、NOR及XOR)及/或其它运算(例如反相、移位、算术、统计及许多其它可行运算)。例如,功能单元电路可用于经由数个逻辑运算对操作数执行例如加法、减法、乘法及除法的算术运算。电子系统中的数个组件可涉及:将指令提供到功能单元电路来执行。可(例如)通过处理资源(例如控制器及/或主机处理器)来执行所述指令。可将数据(例如,将对其执行指令的操作数)存储于可由功能单元电路存取的存储器阵列中。可从所述存储器阵列检索指令及/或数据,且可在功能单元电路开始对数据执行指令之前序列化及/或缓冲指令及/或数据。此外,因为可经由功能单元电路在一个或多个时钟循环中执行不同类型的运算,所以还可序列化及/或缓冲指令及/或数据的中间结果。用于在一或多个时钟周期中完成运算的序列可被称为运算周期。就运算设备及/或系统的处理及运算性能及/或电力消耗而言,用于完成运算周期所耗费的时间可能会增加成本。在许多例子中,处理资源(例如,处理器及相关联功能单元电路)可在存储器阵列外部,且可经由处理资源与存储器阵列之间的总线存取数据以执行指令集。处理性能可在存储器中处理器(processor-in-memory)装置中得以改进,其中可在存储器内部及/或附近(例如,直接在与存储器阵列相同的芯片上)实施处理器。存储器中处理装置可通过减少及/或消除外部通信而节省时间且还可节约电力。附图说明图1A是根据本专利技术的数个实施例的呈包含存储器装置的运算系统的形式的设备的框图。图1B是根据本专利技术的数个实施例的存储器装置的库区段的框图。图1C是根据本专利技术的数个实施例的存储器装置的库的框图。图2是说明根据本专利技术的数个实施例的存储器装置的感测电路的示意图。图3是说明用于根据本专利技术的数个实施例的存储器装置中的数据移动的电路的示意图。图4A及4B是说明用于根据本专利技术的数个实施例的存储器装置中的数据移动的电路的另一示意图。具体实施方式本专利技术包含用于高速缓冲存储操作(例如用于存储器中处理(PIM)结构)的设备及方法。在至少一个实施例中,所述设备包含存储器装置,所述存储器装置包含存储器单元的多个子阵列,其中所述多个子阵列包含相应多个子阵列的第一子集及所述相应多个子阵列的第二子集。所述存储器装置包含耦合到所述第一子集的感测电路,所述感测电路包含读出放大器及运算组件。所述第一子集经配置为用于对从所述第二子集移动的数据执行操作的高速缓冲存储器。所述设备还包含经配置以引导从所述第二子集中的子阵列到所述第一子集中的子阵列的数据值的第一移动的高速缓冲存储器控制器。所述高速缓冲存储器控制器还可经配置以引导从所述第一子集中的所述子阵列到所述第二子集中的子阵列的已对其执行操作的数据值的第二移动。例如,所述高速缓冲存储器控制器可经配置以引导从所述第二子集中的子阵列到所述第一子集中的子阵列的数据值的第一移动来由耦合到所述第一子集的所述感测电路对所述数据值执行操作。所述高速缓冲存储器控制器还可经配置以引导从所述第一子集中的子阵列(在一些实施例中)返回到所述数据值先前存储于其中的所述第二子集中的子阵列中的存储装置的所述数据值(已对其执行操作)的第二移动。此序列的数据移动及/或对所述第一子集(例如高速缓冲存储器)而非所述第二子集(例如存储装置)中的数据值执行的操作由经配置以完成此的高速缓冲存储器控制器在数据处理操作期间引导而与主机无关。例如,尽管主机(例如图1A中的110)(其可能并不定位于与包含高速缓冲存储器控制器(例如图1A中的171)的存储器装置相同的节距及/或芯片上)可能已命令数据处理操作且所述命令可能已由处理器/定序器(例如图1A中的控制器140)执行,但是刚刚所描述的数据移动及/或操作可委托给高速缓冲存储器控制器来执行。在一些实施例中,高速缓冲存储器控制器171可与控制器140一起形成于芯片上且与控制器140相关联地运作(例如执行操作),如结合图1A所展示及描述。如本文中所描述,与其它物体一起位于芯片上意指形成于与对应子阵列中的存储器单元相同的芯片上。然而,实施例并不如此限制。例如,在一些实施例中,高速缓冲存储器控制器171可定位成与主机110相关联及/或与主机110相关联地执行操作(例如,主机可就将对其执行操作的数据值来指示高速缓冲存储器控制器)。除非上下文(例如通过使用例如相邻等等的术语)清楚地另外规定,否则例如第一及第二的序数在本文中用于帮助区别类似组件(例如存储器单元的子阵列、其的子集等等)且并非用于指示特定排序及/或所述组件之间的关系。例如,第一子阵列可为相对于子阵列的库中的子阵列0的子阵列4且第二子阵列可为任何其它后续子阵列(例如子阵列5、子阵列8、子阵列61及其它可能性)或所述第二子阵列可为任何其它先前子阵列(例如子阵列3、2、1或0)。此外,将数据值从第一子阵列移动到第二子阵列被提供为此数据移动的非限制实例。例如,在一些实施例中,可将数据值从每一子阵列循序及/或并行移动到相同库中的另一子阵列(例如,其可为相邻子阵列及/或由数个其它子阵列隔开)或不同库中的另一子阵列。主机系统及控制器可对程序指令(例如PIM命令指令)的整体块及数据执行地址解析且引导(例如控制)到目的(例如目标)库内的分配位置(例如子阵列及子阵列的部分)中的数据及命令的分配、存储及/或移动(例如流动)。写入数据及执行命令(例如执行操作,如本文中所描述)可利用到DRAM装置的正常DRAM写入路径。如读者将明白,尽管相对于本文中所呈现的实例来讨论DRAM式PIM装置,但实施例不限于PIMDRAM实施方案。如本文中所描述,实施例可允许主机系统最初将数个位置(例如子阵列)及子阵列的部分分配于一或多个DRAM库中以保存(例如存储)数据(例如保存于子阵列的第二子集中)。然而,为了增大数据处理(例如对数据值执行的操作)的速度、速率及/或效率,可将数据值移动(例如复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备,其包括:存储器装置,其包括:存储器单元的多个子阵列,所述多个子阵列包含所述相应多个子阵列的第一子集及所述相应多个子阵列的第二子集;第一感测电路,其耦合到所述第一子集,所述第一感测电路包含读出放大器及运算组件,其中所述第一子集经配置为用于对从所述第二子集移动的数据执行操作的高速缓冲存储器;高速缓冲存储器控制器,其经配置以引导:从所述第二子集中的子阵列到所述第一子集中的子阵列的数据值的第一移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.25 US 15/081,4921.一种设备,其包括:存储器装置,其包括:存储器单元的多个子阵列,所述多个子阵列包含所述相应多个子阵列的第一子集及所述相应多个子阵列的第二子集;第一感测电路,其耦合到所述第一子集,所述第一感测电路包含读出放大器及运算组件,其中所述第一子集经配置为用于对从所述第二子集移动的数据执行操作的高速缓冲存储器;高速缓冲存储器控制器,其经配置以引导:从所述第二子集中的子阵列到所述第一子集中的子阵列的数据值的第一移动。2.根据权利要求1所述的设备,其中所述高速缓冲存储器控制器进一步经配置以引导:从所述第一子集中的所述子阵列到所述第二子集中的子阵列的已对其执行操作的所述数据值的第二移动。3.根据权利要求1所述的设备,其中所述存储器装置进一步包括:第二感测电路,其耦合到所述第二子集;且其中:所述第二感测电路包含读出放大器且无运算组件;且所述第二子集在所述数据值的所述第一移动之前储存将由所述第一感测电路对其执行所述操作的所述数据值作为所述第二感测电路中的经感测数据值。4.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一感测电路及第二感测电路与所述多个子阵列的相应第一子集及第二子集的感测线形成于节距上。5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的设备,其中所述第二子集在所述数据值的第二移动之后储存由所述第一感测电路已对其执行所述操作的所述数据值。6.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的设备,其中所述第二子集在到所述第一子集的所述数据值的所述第一移动之前储存将由所述第一感测电路对其执行所述操作的所述数据值。7.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的设备,其中所述存储器装置进一步包括:列选择电路,其用于通过可选地耦合到耦合到用于所述第一子集及所述第二子集中的任一者中的子阵列的存储器单元的特定列的相应感测线的至少一个读出放大器来可选地感测所述特定列中的数据。8.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的设备,其中所述存储器装置进一步包括:连接电路,其经配置以将耦合到所述第一子集中的第一子阵列中的特定列的感测电路连接到所述第二子集中的第一子阵列中的对应列中的数个行;且其中:所述连接电路经配置以将所述数据值移动到所述第一子集中的所述第一子阵列中的选定行及所述对应列以用于执行所述操作;所述数据值的所述移动由所述高速缓冲存储器控制器引导,所述高速缓冲存储器控制器执行用于将所述数据值从所述第二子集中的所述第一子阵列移动到所述第一子集中的所述第一子阵列中的所述选定行及所述对应列的指令集;所述第一子集中的所述第一子阵列中的所述选定行及所述对应列经配置以接收所述数据值;且所述高速缓冲存储器控制器引导对所述第一子集中的所述第一子阵列的所述感测电路中的所述数据值执行所述操作。9.一种设备,其包括:高速缓冲存储器控制器,其耦合到存储器装置以执行用于高速缓冲存储操作的命令,其中所述存储器装置包括:存储器单元的多个子阵列的第一子集;存储器单元的所述多个子阵列的第二子集;感测电路,其可选地耦合到所述第一子集及所述第二子集,所述感测电路包含耦合到所述第一子集的相应感测线的读出放大器及运算组件;及I/O线,其由所述第二子集及所述第一子集的所述感测电路共享,所述共享I/O线经配置以可选地耦合到所述第一子集的所述感测电路来使储存于所述第二子集中的数据值能够移动到所述第一子集中的选定子阵列的所述感测电路;且其中所述高速缓冲存储器控制器经配置以引导对所述第一子集中的所述选定子阵列的所述感测电路中的所述数据值执行操作。10.根据权利要求9所述的设备,其中所述高速缓冲存储器控制器进一步经配置以引导:在由所述感测电路对其执行所述操作之前从所述第一子集中的所述选定子阵列的所述感测电路到所述选定子阵列的选定行的所述数据值的移动。11.根据权利要求9所述的设备,其中所述高速缓冲存储器控制器进一步经配置以引导:在由所述感测电路对其执行所述操作之后从所述第一子集中的所述选定子阵列的所述感测电路到所述选定子阵列的选定行的所述数据值的移动。12.根据权利要求9到11中任一权利要求所述的设备,其中所述高速缓冲存储器控制器进一步经配置以引导:经由所述共享I/O线从所述第一子集中的所述选定子阵列的所述感测电路到所述第二子集中的选定子阵列的已对其执行所述操作的所述数据值的移动。13.根据权利要求9到11中任一权利要求所述的设备,其中:多个共享I/O线经配置以:可选地耦合到所述多个子阵列的所述感测电路来使储存于所述第二子集中的多个数据值能够可选地并行移动到所述第一子集的经可选耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·J·威尔科克R·C·墨菲
申请(专利权)人:美光科技公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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