[發明專利]多級單元存儲器

在審

• 申請號: 201280074302.2
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN104380383A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: N.穆拉利馬諾哈;H.B.庸;N.P.朱皮
• 申請（專利權）人: 慧與發展有限責任合伙企業
• 主分類號: G11C7/10
• 分類號: G11C7/10;G11C16/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;徐紅燕

一種多級單元存儲器，包括：存儲器單元，其存儲兩個或更多位的信息；感測電路，其耦合到存儲器單元；以及行緩沖器結構，其包括分頁緩沖器，所述分頁緩沖器具有第一頁緩沖器和第二頁緩沖器。感測電路進行操作以讀自和寫至存儲器設備，將第一位置于第一頁緩沖器和第二頁緩沖器之一中，并且將第二位置于第一頁緩沖器和第二頁緩沖器之一中。

背景技術

計算機存儲器設備包括存儲器單元的陣列以及外圍輸入和輸出（I/O）電路。在陣列中，存儲器單元被布置成行和列。每行中的所有存儲器單元連接到公共字線。每列中的所有存儲器單元連接到公共位線（bit line）。通過使用字線同時訪問行中的所有存儲器單元并且使用位線將數據傳輸到存儲器單元和從存儲器單元傳輸數據來增大數據吞吐量。

在I/O側上，來自位線的數據信號被感測放大器檢測到并且鎖存（存儲）在已知為行緩沖器的外圍電路中。一旦行的數據被置于行緩沖器中，對相同行的隨后的請求就可以通過訪問行緩沖器中的數據而被服務。這樣的訪問已知為行緩沖器命中（hit），并且能夠在沒有與存儲器單元陣列交互的情況下以外圍電路的等待時間被服務。為了服務針對另一行的訪問請求，必須從存儲器單元陣列訪問數據。該訪問請求（其將導致行緩沖器的內容被替換）已知為行緩沖器未命中（miss），并且與行緩沖器命中相比，它將招致更長的等待時間和更高的能量消耗。

相變存儲器（PCM）是非易失性隨機存取存儲器技術，其可以取代動態隨機存取存儲器或結合其而被使用。PCM技術的一個特定實現通過變化已知為硫族化物的材料的電阻而存儲信息。硫族化物是指代周期表的VI族元素的術語。PCM利用硫族化物的性能，其中由通過硫族化物的電流的通道所產生的熱使該材料在兩個狀態（晶質和非晶）之間切換。在不存在電功率的情況下，硫族化物的狀態被保持。此外，硫族化物可以被操縱成（例如兩個）附加的不同狀態，實際上增大（例如加倍）基于硫族化物的存儲器的存儲容量。

附圖說明

詳細描述將參考以下附圖，其中同樣的標號指代同樣的項，并且其中：

圖1圖示了并入分頁緩沖的多級存儲器的實施例；

圖2更詳細地圖示了圖1的多級存儲器的一方面；

圖3圖示了并入分頁緩沖的行緩沖器的實施例；

圖4和5圖示了用于當實現APB時讀自和寫至存儲器單元的過程的實施例；并且

圖6-10圖示了當實現關聯頁緩沖時讀和寫過程的可替換實施例。

具體實施方式

存儲器技術通過產生物理狀態中可辨別的改變來表示不同的符號而使得能夠存儲信息。傳統地，存儲器單元各自存儲一位（bit）信息。更近來，多級單元（MLC）存儲器設備已經被開發并且每存儲器單元可以存儲兩個或更多位。通過操縱參數來表示多個符號而實現MLC存儲器。在存儲器單元中具有兩位的MLC存儲器設備中，“11”、“01”、“10”、和“00”編碼方案是可能的。

相變存儲器（PCM）是非易失性固態存儲器，其可以滿足對于隨機存取存儲器以及大容量數據存儲的需要。PCM使用諸如硫族化物玻璃之類的相變材料的獨特性能，其可以在兩個狀態（即晶質狀態和非晶狀態）之間切換。在非晶狀態中，相變材料具有高電阻。在晶質狀態中，相變材料具有低電阻。由于在晶質和非晶狀態中相變材料具有不同的電阻率，該物理屬性可以用于存儲數據。具有高電阻的非晶狀態可以用于表示邏輯零，而晶質、低電阻狀態可以用于表示邏輯一。