一种支持横向扩展的三维堆叠内存控制器制造技术

本发明专利技术涉及集成电路设计技术领域，具体为一种支持横向扩展的三维堆叠内存控制器，包括：内存控制逻辑单元连接接口扩展单元和模式配置单元，接口扩展单元和模式配置单元连接近存计算单元，近存计算单元连接内存控制逻辑单元，片内高速缓存单元连接内存控制逻辑单元。片内高速缓存单元用于存储高频访问数据；内存控制逻辑单元用于构成层次化内存架构；接口扩展单元用于对低速内存进行横向访问；模式配置单元使片内高速缓存、三维堆叠内存、低速内存访问可单独Bypass；近存计算单元用于提供转置、跨步、压缩、直接内存计算功能。由此，解决现有技术中无法高效组织搭配三维堆叠内存与低速内存、开发复杂及层次化架构缺失等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路设计，具体为一种支持横向扩展的三维堆叠内存控制器。

技术介绍

1、在集成电路设计领域，三维堆叠内存芯片如hbm(高带宽内存)可为cpu、gpu、soc等芯片提供高密度、高带宽的内存访问。典型的三维堆叠内存结构通常由多个dram硅片加一个逻辑硅片(三维堆叠内存控制器)通过tsv等工艺技术堆叠而成。其中，三维堆叠内存控制器“向内”负责读写堆叠的dram，“向外”向soc等提供高速访问接口，且该高速访问接口已形成如hbm2、hbm3等国际标准。ai大模型计算架构发展对内存容量和内存访问带宽同时提出了较高的要求，如支持deepseekv3大模型的训练推理一体芯片计算性能超过性能达到200tops，数据量超过100gb字节，这种芯片单片通常要求内存速度达到hbm3e或hbm4，容量超过128gb，达到192gb甚至更大。但目前的技术现状产品中，hbm速度虽然快，但容量偏小，且造价高昂(是同样容量ddr4内存的数十倍)，而ddr/lpddr/gddr等内存芯片，由于接口限制，速度只有hbm类内存的几十分之一，难以满足人工智能大模型芯片对访问速度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种支持横向扩展的三维堆叠内存控制器，其特征在于，包括：片内高速缓存单元、内存控制逻辑单元、接口扩展单元、模式配置单元、近存计算单元；其中，所述内存控制逻辑单元连接所述接口扩展单元和所述模式配置单元，所述接口扩展单元和所述模式配置单元连接所述近存计算单元，所述近存计算单元连接所述内存控制逻辑单元，所述片内高速缓存单元连接所述内存控制逻辑单元；

2.根据权利要求1所述的一种支持横向扩展的三维堆叠内存控制器，其特征在于，所述片内高速缓存单元包括缓存存储模块、地址映射模块、功耗管理模块，其中，所述缓存存储模块用于存储高频访问的数据；所述地址映射模块用于转换内存逻辑地址与缓存物理...

【技术特征摘要】

1.一种支持横向扩展的三维堆叠内存控制器，其特征在于，包括：片内高速缓存单元、内存控制逻辑单元、接口扩展单元、模式配置单元、近存计算单元；其中，所述内存控制逻辑单元连接所述接口扩展单元和所述模式配置单元，所述接口扩展单元和所述模式配置单元连接所述近存计算单元，所述近存计算单元连接所述内存控制逻辑单元，所述片内高速缓存单元连接所述内存控制逻辑单元；

2.根据权利要求1所述的一种支持横向扩展的三维堆叠内存控制器，其特征在于，所述片内高速缓存单元包括缓存存储模块、地址映射模块、功耗管理模块，其中，所述缓存存储模块用于存储高频访问的数据；所述地址映射模块用于转换内存逻辑地址与缓存物理地址；所述功耗管理模块用于优化片内高速缓存单元的功耗消耗，根据负载动态调整工作模式。

3.根据权利要求1所述的一种支持横向扩展的三维堆叠内存控制器，其特征在于，所述内存控制逻辑单元包括缓存控制模块、访问调度模块、一致性协议处理模块，其中，所述缓存控制模块用于管理片内高速缓存的读写操作；所述访问调度模块用于根据访问规则，调度对三层内存的读写操作，所述一致性协议处理模块用于实现cache一致性协议，确保片内高速缓存、三维堆叠内存和低速内存之间的数据一致性。

4.根据权利要求1所述的一种支持横向扩展的三维堆叠内存控制器，其特征在于，所述接口扩展单元包括ddr接口模块、cxl接口模块及phy适配模块，其中：所述ddr接口模块用于支持(lp)ddr3/4/5/6等接口标准；所述cxl接口模块用于支持cxl协议与其他设备的高速互联；所述phy适配模块用于适配不同低速内存接口的物理层特性。

5.根据权利要求1所述的一种支持横向扩展的三维堆叠内存控制器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永清，王国澎，
申请(专利权)人：无锡芯领域微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：