[發明專利]用于使刷新操作對易失性存儲器性能的影響最小化的方法及系統

有效

• 申請號: 201210402904.8
• 申請日: 2005-11-22
• 公開（公告）號: CN102969017A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 羅伯特·邁克爾·沃克
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: G11C11/403
• 分類號: G11C11/403
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王允方;劉國偉

分案申請的相關信息

本申請為發明名稱為“用于使刷新操作對易失性存儲器性能的影響最小化的方法及系統”的原中國發明專利申請的分案申請。原申請的申請號為200580046891.3；原申請的申請日為2005年11月22日。

技術領域

本發明大體而言涉及存儲器裝置，且更具體而言，涉及用于使刷新操作對易失性存儲器性能的影響最小化的方法及系統。

背景技術

易失性存儲器為一種通常構造為若干陣列(或庫)的存儲媒體。每一庫進一步布置成列及行形式的“存儲單元”矩陣，其中每一行均由存儲器的輸入/輸出(I/O)寬度進一步分割。存儲器內的位置由庫、列及行來唯一地規定。可使用存儲器控制器通過指明數據的庫、行及列位置而自存儲器中檢索數據。

假使為動態易失性存儲器，為保持數據完整性，必須周期性地刷新或重新激勵每一單元。所述單元須予以刷新是因為其是圍繞存儲電荷的電容器設計而成，而這些電容器可能會隨時間放電。刷新是重新充電或重新激勵存儲器內各單元的過程。通常每次刷新一列單元。當前存在若干種設計用于刷新易失性存儲器的方法。這些方法中的某些(若非全部)會在性能及/或功率方面引起高的代價。舉例而言，存在兩種通常用于控制對現代數字系統內易失性存儲器實施刷新的常用方法或技術。一種方法依賴存儲器來跟蹤需使用在所述存儲器上可具有的內置式刷新機構進行刷新的列及庫；另一種方法依賴存儲器控制器來跟蹤需進行刷新的列及庫。

第一種常用方法為使用易失性存儲器的自動刷新功能及自刷新功能。這些功能使用存儲器的內置刷新時鐘及刷新地址。在存儲器現用期間，如果需要刷新循環，則存儲器控制器必須對所有庫預充電，然后使用自動刷新命令來告訴存儲器發起內部刷新循環。在自動刷新模式中，存儲器使用其內部刷新地址計數器內的刷新地址來決定哪一列/庫執行刷新循環并遍歷相關各列。當存儲器進入自動刷新狀態時，所有庫均須關閉，因為存儲器控制器不知曉存儲器將刷新哪一庫。

在不使用期間，存儲器控制器可將存儲器置于自刷新模式中。于自刷新模式中，存儲器使用其自身的內部時鐘及刷新地址計數器來產生刷新，以刷新所述存儲器的列。由于可使用自刷新模式，因而該方法有益于在空閑狀態期間節約功率。自刷新狀態使用少量功率并通過刷新存儲器來保持存儲器的內容。由于需要少量功率，因而該方法通常用于低功率應用中。

根據第二種方法，通過存儲器控制器達成對刷新的控制。該方法不使用任一在存儲器上可具有的內置式刷新機構。根據該方法，在定期給定的間隔處(即按照刷新速率)，存儲器通過使用庫/列地址組合依序打開及關閉各行來明確地產生刷新。刷新時鐘(其確定刷新速率)及庫/行地址組合位于存儲器控制器內部。該方法對于高速/高性能應用最佳。該方法允許存儲器控制器刷新特定存儲庫，同時允許其他存儲庫保持打開以供存取，從而得到更高的性能；對其他庫的讀取及寫入一般可并列且不中斷地繼續進行。該方法的不利方面為在系統斷電或長時間空閑狀態期間，當存儲器控制器不對存儲器刷新時，存儲器不能保持于自刷新狀態。如上所述，自刷新狀態為大多數易失性存儲器的內置功能。由于存儲器的自刷新功能會使獨立于存儲器控制器而存儲于存儲器中刷新地址計數器內的刷新地址(即行/庫地址)遞增，因而由存儲器保持的刷新地址與存儲器控制器不一致或不同步。

刷新操作可降低存儲器子系統的性能，因為每一刷新循環均會迫使存儲器進入空閑狀態，而于此空閑狀態期間不可進行數據存取。舉例而言，如果一個特定存儲庫在此庫處于現用狀態時需要刷新循環，則必須關閉所述庫以允許進行所述刷新操作。關閉所述庫意味著必須延遲原本要執行的數據運算，因而影響系統性能。

某些現有方案可供用于降低對刷新操作性能的影響。所述方案通常涉及到使用高于所需刷新速率的刷新速率，以便可在預定刷新周期內刷新更多的存儲庫。通過刷新更多的存儲庫，會減小為刷新而必須關閉現用存儲庫的可能。然而，使用較高的刷新速率具有其若干缺點。舉例而言，刷新速率增加意味著需要較多的功率，此又會導致性能降低。而且，僅使用較高的刷新速率并非總能消除當需要刷新時關閉現用存儲庫的需要；于某些情形中，無論如何均必須關閉現用存儲庫，從而抹煞了使用較高刷新速率的所有益處。

因此，期望提供會使刷新操作對易失性存儲器性能的影響最小化的較有效的方法及系統。

發明內容