提高存储器装置中的读取可靠性的方法和系统制造方法及图纸

一种用于存储数据的系统和方法，包括：至少一个存储器装置，其具有用于存储数据的多个存储器单元；以及存储器控制电路，其管理施加到所述存储器单元的读取电流和读取脉冲宽度，其中所述至少存储器装置具有读取电流电路，其配置成利用对施加到所述存储器单元的调整的读取电流或读取脉冲宽度中的至少之一。响应于读取存储器单元的组的请求，在示例中，响应于确定比较温度值超过第一阈值，存储器控制电路被配置为执行减小读取电流和/或增加待施加到待读取的该组存储装置的读取脉冲宽度中的至少一个。少一个。少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提高存储器装置中的读取可靠性的方法和系统

技术介绍

[0001]本专利技术涉及包括磁性随机存取存储器(MRAM)的存储器系统和装置，更具体地涉及MRAM的可靠性的改进。
[0002]随着信息技术的最新进步和互联网对存储和处理信息的广泛应用，计算系统对信息的获取、处理、存储和传播提出了越来越多的需求。正在开发计算系统以提高计算机能够执行日益复杂的应用以用于商业目的、个人使用和娱乐的速度。计算机系统总体性能受计算机结构的每个关键元素的影响，包括处理器的性能/结构、任一存储器高速缓存、输入/输出(I/O)子系统、存储器控制功能的效率、存储器装置和存储器子系统的性能、以及任何相关联的存储器接口元件、以及存储器互连接口的类型和结构。
[0003]执行日益复杂的应用程序的处理器速度不断提高，这对计算机中的所有其他子系统提出了更严格的性能要求，包括内存装置和内存子系统，在计算机的软件应用的运行过程中，数据被多次存储、访问和更新。计算机的存储器子系统通常包括存储器模块，通常是通常具有多个存储器装置的一个或多个双列直插式存储器模块(DIMM)。存储器子系统的性能受其存储器装置的性能影响。
[0004]存储器是在信息处理系统、计算机系统、存储解决方案和移动装置中使用的更重要的组件之一。存储器装置的性能、可扩展性、可靠性和成本是确定此类装置的成功或失败的主要标准。通常，几乎所有的信息处理系统、计算机系统、存储解决方案、移动装置和其他基于计算的产品使用基于电荷的易失性存储器(诸如例如DRAM)和/或非易失性存储器(诸如例如NAND闪存)中的一个或组合。磁性随机存取存储器(MRAM)装置是一种非易失性存储器(NVM)，可应用于信息处理系统、计算系统、存储解决方案和移动装置。
[0005]自旋转移力矩(STT)磁性随机存取存储器(STT
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MRAM)装置是一种MRAM。STT
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MRAM可以适用于主流应用，因为它提供了DRAM(和SRAM)的高性能、具有闪存的低功率和低成本、远低于10nm的尺寸、并且利用现有的CMOS制造技术。STT
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MRAM是持久性类型存储器(例如，非易失性的)，并且即使在断电或完全关断时也将保留其数据。STT
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MRAM表现出DRAM性能、持久性，具有非易失性存储器的耐久性，然而，STT
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MRAM存在可靠性问题。在考虑读取、数据保留以及写入存储器单元时，STT
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MRAM芯片的热稳定性是一个关键因素。特别地，随着温度的增加，可靠性随着相应的误码率(BER)的增加而降低。随着温度升高，与读取单元有关的问题会增加，并且数据保留时间会降低。

技术实现思路

[0006]给出本公开的摘要以帮助理解存储器装置和存储器系统、架构结构、以及获取(例如，读取)数据的方法，并且不旨在限制本公开或本专利技术。本公开面向本领域普通技术人员。应理解，本公开的各个方面和特征可有利地在一些情况下单独地使用，或在其他情况下与本公开的其他方面和特征组合使用。因此，可以对存储器装置和存储器系统、架构结构及其操作方法进行变化和修改以实现不同的效果。
[0007]在一个或多个实施例中，公开了一种用于存储数据的存储器系统。该存储器系统
包括：至少一个存储器装置，其具有用于存储数据的一个或多个存储器单元；以及存储器控制电路，其管理施加到至少一个存储器装置的读取电流和读取脉冲宽度以读取存储在至少一个存储器装置中的数据。一方面，所述存储器控制电路将包含存储器读取命令的存储器存取命令输出到所述至少一个存储器装置。在一实施例中，至少一个存储器装置具有读取电流电路，该读取电流电路配置成利用对施加到至少一个存储器装置中的一个或多个存储器单元的读取电流或读取脉冲宽度中的至少一个的调整。在一个或多个实施例中，存储器装置包括STT
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MRAM存储器单元的阵列或三维(3D)堆叠。响应于读取多个存储器单元的请求，响应于确定比较温度值超过第一阈值，存储器控制电路被配置为执行减小待施加至至少一个存储器装置的读取电流或者增加待施加至待读取的多个存储器装置的读取脉冲宽度中的至少一个。在另一实施例中，响应于比较温度值超过第一阈值，存储器控制电路被配置为既减小读取电流又增加施加到包含待读取的多个存储器单元的至少一个存储器装置的读取脉冲宽度。第一阈值优选地是可编程的和动态的，但可以是预定的和/或固定的。在一个实施例中，确定比较温度值是否超过第一阈值包括在存储器控制器中将比较温度值与第一阈值进行比较。
[0008]该系统在一个方面中被配置成用于确定该比较温度值。在一方面中，确定该比较温度值包括对有待读取的该多个存储器单元中的至少一个进行温度测量或者对含有该有待读取的该多个存储器单元的该至少一个存储器装置进行温度测量，并且在一个实施例中，使用查询表来获得该比较温度值。在另一方面中，所述系统具有热传感器，且使用来自所述热传感器的测量值确定所述比较温度值。在实施例中，基于含有待读取的多个存储器单元的至少一个存储器装置的读取频率来确定比较温度值。在一个或多个实施例中，基于要被读取的存储器单元中的至少一个的温度或者包含要被读取的多个存储器单元的至少一个存储器装置的温度，来确定比较温度值。在示例实施例中，读取电流在大约百分之十(10％)和大约百分之二十五(25％)之间减小，和/或读取脉冲宽度在大约百分之十(10％)和大约百分之二十五(25％)之间减小。在一个实施例中，至少一个存储器装置包括STT
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MRAM单元的阵列，并且在一个方面中，多个存储器装置包含在双列直插式存储器模块(DIMM)上，并且在一个替换实施例中，多个存储器装置包含在固态驱动器(SSD)中。在一方面中，所述存储器控制电路包含于与所述至少一个存储器装置分离的芯片上。
[0009]在一个或多个实施例中，存储器控制电路被配置为：响应于确定温度比较值超过第一阈值，执行将施加到至少一个存储器装置的读取电流减小到第一减小电流或者将施加到至少一个存储器装置的读取脉冲宽度增加到第一扩大宽度中的至少一个；以及响应于确定所述温度比较值超过第二阈值，执行将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取电流减小到第二减小电流或者将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取脉冲宽度增加到第二扩大宽度中的至少一个。在替代实施例中，所述存储器控制电路经配置以：响应于确定所述温度比较值不超过第一阈值，将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取电流减小到第一读取减小电流，并且将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取脉冲宽度减小到第一脉冲降低宽度以节省电力；响应于确定所述温度比较值超过所述第一阈值，以正常水平将读取电流施加到所述至少一个存储器装置并且以正常水平将读取脉冲宽度施加到所述至少一个存储器装置；以及响应于确定所述温度比较值超过所述第一阈值高的第二阈值，执行将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取电流减小到第二读取减小电流或者
将所述脉冲宽度增加到第一脉冲增加宽度中的至少一个。
[0010]该系统在一个或多个实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于存储数据的存储器系统，所述存储器系统包括：至少一个存储器装置，具有用于存储数据的一个或多个存储器单元；以及存储器控制电路，管理施加至所述至少一个存储器装置的读取电流和读取脉冲宽度以读取存储在所述至少一个存储器装置中的数据，其中，所述至少一个存储器装置具有读取电流电路，所述读取电流电路被配置为利用对施加至所述至少一个存储器装置内的所述一个或多个存储器单元的调整的读取电流或读取脉冲宽度中的至少一个，以及其中，响应于读取多个存储器单元的请求，响应于确定比较温度值超过第一阈值，存储器控制电路被配置为执行减小待施加到至少一个存储器装置的读取电流或者增加待施加到待读取的多个存储器装置的读取脉冲宽度中的至少一个。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被进一步配置成用于确定所述比较温度值。3.根据权利要求2所述的系统，其中确定所述比较温度值包括对待读取的所述多个存储器单元中的至少一个进行温度测量或者对包含待读取的所述多个存储器单元的所述至少一个存储器装置进行温度测量，并且使用查询表来获得所述比较温度值。4.根据权利要求1所述的系统，其中确定比较温度值是否超过第一阈值包括在存储器控制器中将所述比较温度值与所述第一阈值进行比较。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括热传感器，并且利用来自所述热传感器的测量值来确定所述比较温度值。6.根据权利要求1所述的系统，其中确定所述比较温度值是基于包含待读取的所述多个存储器单元的所述至少一个存储器装置的读取频率。7.根据权利要求1所述的系统，其中确定所述比较温度值是基于待读取的所述存储器单元中的至少一个的温度或者包含待读取的所述多个存储器单元的所述至少一个存储器装置的温度。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一阈值是可编程的。9.根据权利要求1所述的系统，其中，响应于所述比较温度值超过所述第一阈值，所述存储器控制电路被配置成用于减小所述读取电流并且增大施加于包含待读取的所述多个存储器单元的所述至少一个存储器装置的所述读取脉冲宽度两者。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述读取电流在大约百分之十(10％)和大约百分之二十五(25％)之间减小，并且所述读取脉冲宽度在大约百分之十(10％)和大约百分之二十五(25％)之间减小。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器控制电路被包含在与所述至少一个存储器装置分离的芯片上。12.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个存储器装置包括STT
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MRAM单元的阵列。13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器控制电路被配置为：响应于确定所述温度比较值超过第一阈值，执行将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取电流减小到第一读取减小电流或者将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取脉冲宽度增加到第一脉冲增加宽度中的至少一个；以及
响应于确定所述温度比较值超过第二阈值，执行将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取电流减小到第二读取减小电流或者将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取脉冲宽度增加到第二脉冲增加宽度中的至少一个。14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器控制电路被配置为：响应于确定所述比较温度值不超过第一阈值，将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取电流减小到第一读取减小电流，并且将施加到所述至少一个存储器装置的所述读取脉冲宽度减小到第一脉冲减小宽度，以节省功率；响应于确定所述比较温度值超过所述第一阈值，以正常水平将读取电流施加到所述至少一个存储器装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：S塞图拉曼，V泰维娅，H亨特，K拉嘉马妮，C苏布拉曼尼亚，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：