存储器管理设备、系统和方法技术方案

本公开的实施例涉及存储器管理设备、系统和方法。一种存储器管理电路存储指示存储器阵列的区域的可靠性类型的信息。存储器管理电路装置通过确定与用于分配存储器的请求相关联的请求类型对用于将存储器阵列中的存储器分配给进程的请求做出响应。存储器阵列的存储器基于与用于分配存储器的请求相关联的请求类型和指示存储器阵列的区域的可靠性类型的所存储的信息而被分配给进程。存储器阵列可以是共享存储器阵列。存储器阵列可以被组织为行和列，并且存储器阵列的区域可以是存储器阵列的行。

【技术实现步骤摘要】
存储器管理设备、系统和方法
本公开总体上涉及在处理系统(诸如实现深度机器学习系统的嵌入式系统)中的存储器配置和管理，该处理系统具有一个或多个处理核，该一个或多个处理核运行共享存储器的多个进程。例如，本公开涉及实现诸如卷积神经网络(CNN)的人工神经网络(ANN)的嵌入式系统。
技术介绍
处理核以及包括处理核的设备和系统(诸如处理器、移动电话、平板计算机、笔记本计算机、台式计算机、嵌入式处理系统等)通常可以包括一个或多个存储器，诸如高速缓存存储器、主存储器、辅助存储器等。存储器可以例如使用可以是易失性存储器或非易失性存储器的一个或多个随机存取存储器(RAM)来实现。RAM可以被组织为与存储器中的数据地址相对应的行和列。存储器可以是共享存储器，其可以例如由多个处理核、多个进程(诸如主机系统进程、应用进程等)使用。这种处理系统可以使用一个或多个集成电路来实现。集成电路可以包括例如处理核、存储器阵列、存储器控制器、分立电路装置等及其各种组合。集成电路中的存储器阵列可能包含制造缺陷，这些缺陷可能导致存储器阵列的一个或多个单元在统计上无法准确存储数据。另外，存储器阵列的存储器单元可能随时间而发生故障。为此，存储器阵列可能在多余行或列中或在这两者中都包含备用单元，这些备用单元可以用于替换存储器阵列中的故障行或故障列。集成电路可以作为制造进程的一部分(例如，以电子晶片分类(EWS)级)进行测试，或者在制造进程之后进行周期性地测试，以标识集成电路的存储器阵列的故障行和故障列。例如，可以采用探针测试、内置自测试(BIST)等电路装置和测试例程。可以使用阈值(例如，超过阈值数目的、行或列中的故障单元数目)、统计分析(例如，超过阈值可能性的、诸如纠错编码之类的纠错技术无法校正行或列中的错误的可能性)等以及其各种组合来标识故障行或故障列或两者。例如，各种数据模式可以加载到存储器阵列中并且从存储器阵列中读取，并且从存储器阵列中读取的数据可以被分析以标识翻转位。翻转位信息可以用于基于统计分析来标识存储器阵列中的故障行和故障列。如果行或列被标识为不可用，则可以通过使用备用行或备用列中的一个备用行或备用列替换故障行或故障列来修复存储器阵列。标识故障行或故障列的信息被存储，使得那些行和列不会用于存储数据。当故障行或故障列的数目太大(例如，超过阈值数目或统计芯片故障概率)时，因为包括存储器阵列的集成电路具有太多不可修复的故障，所以它被确定为不合适，并且要么被丢弃要么可能全部重新利用(例如，被设计为具有6GB存储器阵列的集成电路可以重新用作4GB存储器阵列)。
技术实现思路
处理系统(诸如实现ANN的嵌入式系统)可能会使用大量存储器。在片上而非片外实现存储器可以节省大量功率，从而促进在诸如移动设备之类的嵌入式应用中使用ANN和其他存储器密集型应用。然而，增加片上存储器的量可能会导致大量产出损失。例如，由于不可修复的存储器缺陷，所以在制造进程期间数目增加的晶片和芯片可能被拒绝。可以采用增加的冗余存储器来减少产出损失，从而进一步增加专用于存储器的芯片区域。另外，在以较低的操作电压操作时，存储器在统计上更有可能发生故障。在一个实施例中，一种设备包括：一个或多个存储器单元，其在操作中存储指示存储器阵列的区域的可靠性类型的信息；以及存储器管理电路装置，其被耦合到一个或多个存储器单元，其中存储器管理电路装置在操作中通过以下方式对用于将存储器阵列中的存储器分配给进程的请求做出响应：确定与用于分配存储器的请求相关联的请求类型；以及基于与用于分配存储器的请求相关联的请求类型和指示存储器阵列的区域的可靠性类型的所存储的信息来将存储器阵列中的存储器分配给该进程。在一个实施例中，一个或多个存储器单元包括熔丝库。在一个实施例中，每个熔丝与存储器阵列的相应区域相关联。在一个实施例中，一个或多个单元在操作中存储指示存储器阵列的区域的可靠性类型的信息作为存储器映射。在一个实施例中，确定请求类型包括：确定与该请求相关联的进程的类型。在一个实施例中，存储器阵列是共享存储器阵列，并且存储器管理电路装置在操作中：通过从存储器阵列的一个或多个区域中分配所存储的可靠性信息指示具有第一可靠性类型的区域，对从主机系统进程接收的请求做出响应。在一个实施例中，存储器管理电路装置在操作中：通过从存储器阵列的一个或多个区域中分配所存储的可靠性信息指示具有第一可靠性类型或第二可靠性类型的区域，对从应用进程接收的请求做出响应，第二可靠性类型指示该区域不如具有第一可靠性类型的区域可靠。在一个实施例中，存储器管理电路装置在操作中：通过从存储器阵列的一个或多个区域中分配所存储的可靠性信息指示具有第一可靠性类型的区域，对从人工神经网络(ANN)控制进程接收的请求做出响应；以及通过从存储器阵列的一个或多个区域分配所存储的可靠性信息指示具有第一可靠性类型或第二可靠性类型的区域，对来自ANN进程的请求做出响应，以将存储器分配给存储器缓冲器以存储内核数据、中间部分和、或特征数据，第二可靠性类型指示该区域不如具有第一可靠性类型的区域可靠。在一个实施例中，指示存储器阵列的区域的可靠性类型的所存储的信息指示与存储器阵列的区域相关联的多个可靠性水平中的一个可靠性水平。在一个实施例中，存储器阵列被组织为存储器单元的行和列，并且区域是存储器阵列的行。在一个实施例中，该设备包括内置自测试电路装置，其在操作中周期性地：测试存储器阵列；并且基于测试的结果来更新指示存储器阵列的区域的可靠性的所存储的信息。在一个实施例中，一个或多个存储器单元包括共享存储器阵列中的切口。在一个实施例中，一个或多个存储器单元包括非易失性存储器的单元。在一个实施例中，存储器阵列包括非易失性存储器单元的阵列。在一个实施例中，非易失性存储器单元的阵列包括以下项中的一项或多项：SRAM存储器单元；ReRAM存储器单元；以及FRAM存储器单元。在一个实施例中，非易失性存储器单元的阵列包括一个或多个多级ReRAM存储器单元。在一个实施例中，一种系统包括：存储器阵列；以及存储器管理电路装置，其被耦合到存储器阵列，其中存储器管理电路装置在操作中通过以下方式对用于将存储器阵列中的存储器分配给多个进程中的进程的请求做出响应：确定与用于分配存储器的请求相关联的请求类型；以及基于与用于分配存储器的请求相关联的请求类型和指示存储器阵列的区域的可靠性类型的所存储的信息来将存储器阵列中的存储器分配给该进程。在一个实施例中，存储器管理电路装置包括熔丝库，其在操作中存储指示存储器阵列的区域的可靠性类型的信息。在一个实施例中，每个熔丝与存储器阵列的相应区域相关联。在一个实施例中，确定请求类型包括：确定与该请求相关联的进程的类型。在一个实施例中，系统包括一个或多个处理核，其执行多个进程；并且存储器管理电路装置在操作中：通过从存储器阵列的一个或多个区域中分配所存储的可靠性信息指示具有第一可靠性类型的区域，对从多个进程中的主机系统进程接收的请求做出响应。在一个实施例中，存储器管理电路装置在操作中：通过从存储器阵列的一个或多个区域中分配所存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n一个或多个存储器单元，所述一个或多个存储器单元在操作中存储指示存储器阵列的区域的可靠性类型的信息；以及/n存储器管理电路装置，所述存储器管理电路装置被耦合到所述一个或多个存储器单元，其中所述存储器管理电路装置在操作中通过以下方式对用于向进程分配所述存储器阵列中的存储器的请求做出响应：/n确定与用于分配存储器的所述请求相关联的请求类型；以及/n基于与用于分配存储器的所述请求相关联的所述请求类型、以及所存储的指示所述存储器阵列的区域的可靠性类型的信息，来向所述进程分配所述存储器阵列中的存储器。/n

【技术特征摘要】
20190625 US 62/866,429;20200605 US 16/894,5271.一种设备，包括：
一个或多个存储器单元，所述一个或多个存储器单元在操作中存储指示存储器阵列的区域的可靠性类型的信息；以及
存储器管理电路装置，所述存储器管理电路装置被耦合到所述一个或多个存储器单元，其中所述存储器管理电路装置在操作中通过以下方式对用于向进程分配所述存储器阵列中的存储器的请求做出响应：
确定与用于分配存储器的所述请求相关联的请求类型；以及
基于与用于分配存储器的所述请求相关联的所述请求类型、以及所存储的指示所述存储器阵列的区域的可靠性类型的信息，来向所述进程分配所述存储器阵列中的存储器。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个存储器单元包括熔丝库。


3.根据权利要求2所述的设备，其中每个熔丝与所述存储器阵列的相应区域相关联。


4.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个单元在操作中存储指示所述存储器阵列的区域的可靠性类型的所述信息作为存储器映射。


5.根据权利要求1所述的设备，其中确定请求类型包括：确定与所述请求相关联的进程的类型。


6.根据权利要求5所述的设备，其中所述存储器阵列是共享存储器阵列，并且所述存储器管理电路装置在操作中：
通过从所述存储器阵列的一个或多个区域分配所存储的可靠性信息指示其具有第一可靠性类型的区域，对从主机系统进程接收的请求做出响应。


7.根据权利要求6所述的设备，其中所述存储器管理电路装置在操作中：
通过从所述存储器阵列的一个或多个区域分配所存储的可靠性信息指示其具有所述第一可靠性类型或第二可靠性类型的区域，对从应用进程接收的请求做出响应，所述第二可靠性类型指示所述区域不如具有所述第一可靠性类型的区域可靠。


8.根据权利要求6所述的设备，其中所述存储器管理电路装置在操作中：
通过从所述存储器阵列的一个或多个区域分配所存储的可靠性信息指示其具有所述第一可靠性类型的区域，对从人工神经网络(ANN)控制进程接收的请求做出响应；以及
通过从所述存储器阵列的一个或多个区域分配所存储的可靠性信息指示其具有所述第一可靠性类型或第二可靠性类型的区域，对来自ANN进程的、用于向存储器缓冲器分配存储器以存储内核数据、中间部分和、或特征数据的请求做出响应，所述第二可靠性类型指示所述区域不如具有所述第一可靠性类型的区域可靠。


9.根据权利要求1所述的设备，其中所存储的指示所述存储器阵列的区域的可靠性类型的信息指示与所述存储器阵列的区域相关联的多个可靠性水平中的一个可靠性水平。


10.根据权利要求1所述的设备，其中所述存储器阵列被组织为存储器单元的行和列，并且区域是所述存储器阵列的行。


11.根据权利要求1所述的设备，包括内置自测试电路装置，所述内置自测试电路装置在操作中周期性地：
测试所述存储器阵列；以及
基于所述测试的结果，来更新所存储的指示所述存储器阵列的区域的所述可靠性的信息。


12.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个存储器单元包括所述共享存储器阵列中的切口。


13.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个存储器单元包括非易失性存储器的单元。


14.根据权利要求1所述的设备，其中所述存储器阵列包括非易失性存储器单元阵列。


15.根据权利要求14所述的设备，其中所述非易失性存储器单元阵列包括以下项中的一项或多项：
SRAM存储器单元；
ReRAM存储器单元；以及
FRAM存储器单元。


16.根据权利要求14所述的设备，其中所述非易失性存储器单元阵列包括一个或多个多级ReRAM存储器单元。


17.一种系统，包括：
存储器阵列；以及
存储器管理电路装置，所述存储器管理电路装置被耦合到所述存储器阵列，其中所述存储器管理电路装置在操作中通过以下方式对用于向多个进程中的进程分配所述存储器阵列中的存储器的请求做出响应：
确定与用于分配存储器的所述请求相关联的请求类型；以及
基于与用于分配存储器的所述请求相关联的所述请求类型、以及所存储的指示所述存储器阵列的区域的可靠性类型的信息，来向所述进程分配所述存储器阵列中的存储器。

【专利技术属性】
技术研发人员：N·乔拉，T·罗伊，A·格罗弗，
申请(专利权)人：意法半导体国际有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL