一种使用热预调节将数据写至例如自旋力矩转移随机存取存储器(STRAM)存储单元的非易失性存储单元(120)的方法(180)和装置(106)。在一些实施例中，逻辑状态被写至与第一块地址(184)关联的未调节的非易失性第一存储单元。热预调节被同时施加于与响应第一块地址(186)选择的第二块地址关联的非易失性第二存储单元(188)，以使记录块地址是具有相对高概率成为在对非易失性第一存储单元的写操作之后的写操作中选择的块的地址。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非易失性存储单元的预测性预加热背景数据存储设备一般以快速高效的方式工作以存储和检取数据。一些存储设备利用固态存储单元的半导体阵列来存储数据的各个位。这类存储单元可以是易失性的或者非易失性的。易失性存储单元通常仅在持续向设备提供操作电力时保留存储在存储器中的数据，而非易失性存储单元通常即使在不施加操作电力时也保留存储在存储器中的数据。在这些和其它类型的数据存储设备中，经常希望提高存储单元操作的效率，尤其是将数据写至存储单元的方面。
技术实现思路
本专利技术的各实施例一般涉及用于热预调节以将数据写入诸如自旋力矩转移随机存取存储器(STRAM)存储单元的方法和设备。根据一些实施例，该方法通常包括将一逻辑状态写至与第一块地址关联的未调节非易失性第一存储单元。热预调节被同时施加于与响应第一块地址而选择的第二块地址关联的非易失性第二存储单元。根据又一些实施例，设备一般包括控制电路、与第一块地址关联的未调节非易失性第一存储单元以及与第二块地址关联的未调节第二非易失性存储单元。控制电路被配置成将一逻辑状态写至第一存储单元并同时将热预调节作用于第二存储单元，其中第二存储单元是响应第一块地址针对所述热预调节而选择的。以本专利技术各种实施例为表征的这些以及各种其它特征与优点可考虑以下具体讨论与所附附图来理解。附图说明图1是根据本专利技术各实施例构造和运作的示例性数据存储设备的总括功能图示。图2示出自旋力矩转移随机存取存储器(STRAM)存储单元的磁性隧道结(MTJ)的示例性构造。图3示出使用如图2配置的STRAM存储单元的图1的阵列的多个部分的示意图。图4示出具有热预调节二极管的图1的阵列的多个部分的另一示意图。图5是根据本专利技术各实施例的定时电路的示意图。图6陈述用于PREDICTIVE THERMAL PRECONDITIONING (预测性热预调节)例程的流程图。图7是根据一些实施例在写数据操作过程中选择地预调节存储单元的时序图。图8是根据又一些实施例在写数据操作过程中选择地预调节存储单元的时序图。图9是图1中的设备配置为内容可读存储器(CAM)的高速缓存器结构的框图表7J\ ο图10示出根据一些实施例选择地预调节图9的CAM的存储单元的时序图。图11示出根据一些实施例选择地预调节图9的CAM的存储单元的时序图。 具体实施例方式图1提供数据存储设备100的功能框图表示以解说可在其中有利地实践本专利技术的各实施例的示例性环境。设备100包括顶层控制器102、接口(I/F)电路104和非易失性数据存储阵列106。I/F电路104在控制器102的指导下工作以在阵列106和主机设备(未示出)之间传递用户数据。在一些实施例中，该设备具有固态驱动器(SSD)的特征，控制器 102是可编程的微控制器，而阵列106包括非易失性存储单元(单位)的阵列。阵列106的示例性存储单元构造示出于图2。图2中的存储单元具有带磁性隧道结(MTJ)IlO的自旋力矩转移随机存取存储器(STRAM)结构，尽管也可使用其它单元结构。 MTJ 110包括固定的基准层112和可编程的自由层114(记录层)，这两个层由居间的隧道 (壁垒)层116分隔开。基准层114具有沿选定方向的固定磁取向，如图2所示的关联箭头表示的那样。该固定磁取向可以许多方式建立，例如藉由对个别磁体(未示出)的钉扎。自由层114具有可选择地编程的磁取向，该磁取向可以是与基准层114的选定方向平行的(实线所示)或逆平行的(虚线所示)。当自由层114的磁化基本沿与基准层112磁化的相同方向(即与之平行)取向时，MTJ 110获得低阻状态。为使MTJ 110取向在平行的低阻状态，写电流流过MTJ 110以使基准层112的磁化方向设定自由层114的磁取向。由于电子沿与电流方向相反的方向流动，写电流方向从自由层114去往基准层112，并且电子从基准层112向自由层114行进。MTJ 110的高阻状态建立在逆平行取向上，其中自由层114的磁化方向与基准层 112的磁化方向大致相反。为了使MTJ 110取向在逆平行阻态，写电流从基准层112流过 MTJ 110至自由层114以使自旋极化电子沿相反方向流入自由层114。对每种MTJ可编程阻抗赋予不同的逻辑状态。在一些实施例中，低阻平行状态用来表征逻辑0，而高阻逆平行状态用来表征逻辑1。当MTJ被配置成存储多个位时，可采用额外的编程状态。例如，可使用经编程的阻抗Rl < R2 < R3 < R4以分别存储多位值“00”、 “01”、“10”和 “11”。图3示出图1的具有非易失性存储单元120的阵列106的一部分。每个存储单元 120包括如图2示出的MTJ 110，该MTJ 110耦合于特征化为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的开关器件122。各单元120各自通过断言各字线WL IM以使关联的单元晶体管122处于漏极-源极导通状态而得到访问。编程(写)电流是分别通过写电流驱动器126、128产生的。写电流在位线BL130 和源线SL 132之间流过以将所选择的MTJ 110编程至所需的编程状态。为了之后读取所选单元120的编程状态，断言关联WL IM并通过读电流驱动器(未单独示出)使读电流通过以在单元110两侧建立电压降。该电压降由感测放大器134检出并与输入基准电压Vkef 比较。感测放大器134的输出状态(例如高、低)将指示所选单元110的MTJ 120的经编程状态。可能需要大编程电流幅值以切换MTJ 120的经编程状态，尤其是对于逆平行(高阻)状态。这可能需要使用相对大的单元晶体管122，这限制了可获得的存储器阵列密度。大编程电流的使用也可能导致较高的阵列动态功耗，并可能需要高成本的芯片上功率传输系统。例如120的STRAM MTJ的切换电流可表示为4 = I-j^ In 丄 Jc Ε το其中J是切换电流强度，J。是在开氏0度下的临界切换电流强度；E是磁性切换的能垒、τ是切换时间，τ C1是热切换的尝试时间而T是用开氏度表示的温度。尽管切换电流的减小可通过增加驱动脉冲宽度τ的时长来实现，然而这样会降低总数据输出速率。减小切换电流需求的另一方法是通过在切换事件之前热预调节或局部加热MTJ 从而提高MTJ的温度Τ。然而，热预调节大量单元的大规模应用会增加总功率需求，并可能导致实际未作写入的许多单元的加热。因此，本专利技术的各实施例总地涉及提供非易失性阵列中的存储单元的可能性(预测性)热预调节。如下面讨论的那样，经受写操作的第一存储单元的地址被用来预测在最近的将来可能经受写操作的第二存储单元的下一地址。与将状态写至第一存储单元同时地，热预调节被施加于第二存储单元。如此，倘若第二存储单元接下来经历写操作，对第二存储单元的写操作将是受热辅助的，即在第二存储单元处于升高的温度时发生，由此减小切换编程状态所需的切换电流的幅值。第二存储单元的地址可用于预测对受到热预调节的第三存储单元的写操作，诸如此类。在一些实施例中，热预调节的如此使用可能既减少电流需求又减小写电流脉宽，这导致数据吞吐速率提高以及降低的功耗。预测性热预调节可基于已接收到写数据的存储单元的地址。在一些实施例中，基于其中块N、N+l、Ν+2……可在最近的将来连续写入的连续写操作正在进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·陈，H·李，H·H·刘，D·V·季米特洛夫，A·X·王，王小斌，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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