CN104488031A - 响应于数据访问执行存储装置的刷新 - Google Patents
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Abstract
存储装置中的数据访问被采样。响应于所采样的数据访问，刷新操作在存储装置中执行。
Description
背景技术
存储装置包括存储数据值的存储单元。一种示例类型的存储装置是动态随机存取存储器(DRAM)装置。随着存储器制造技术的进步，存储单元的特征尺寸已减小以增加存储装置中存储单元的密度。增加存储单元密度提供存储装置中增加的存储容量。
附图说明
关于下图描述一些实施例：
图1是根据一些实施方式的包括存储装置和处理电路的示例布置的框图；
图2是根据一些实施方式的示例存储装置的框图；
图3是根据一些实施方式的刷新控制过程的流程图；以及
图4是根据一些实施方式的刷新控制逻辑的框图。
具体实施方式
随着存储装置的存储单元由于特征尺寸减小而变得密度更大，存储单元可对损坏存储在存储单元中的数据的各种噪声源变得更加敏感。一种类型的噪声源包括由数据访问操作导致的干扰，其中在一组存储单元上执行的数据访问操作可导致至少另一组存储单元的干扰。
在一些示例中，存储装置可以是动态随机存取存储器(DRAM)装置，其具有由存储电容器和存取晶体管形成的存储单元，存取晶体管可被激活或被去激活以控制相应存储电容器的访问。存储电容器存储对应于相应数据值(例如，“0”或“1”)的电压。尽管在随后的讨论中提到DRAM装置，但是应当注意，根据一些实施方式的技术或机制也能够应用到可具有其他类型的存储元件(不同于存储电容器)的其他类型的存储装置。
在DRAM装置中，数据访问操作能够激活一组(例如，行或列)存储单元、从该组中提取内容、以及将内容归还回该组的存储单元。激活该组存储单元和归还该组存储单元中的内容的过程能够引起邻近组单元的干扰。
例如，在一组存储单元上执行的数据访问操作可干扰邻近组(或多个邻近组)存储单元。对于给定组存储单元，对邻近组存储单元的重复的数据访问操作能够引起给定组存储单元的重复的干扰。这些重复的干扰可导致存储在给定组中的存储单元中至少一个存储单元的数据值改变，这造成数据损坏。例如，如果存储单元存储对应于“0”或“1”的数据值的电压，那么重复的干扰可足以导致由电压表示的数据值从“0”变到“1”，或者反之亦然。
在一些示例中，一“组”存储单元可指存储单元的任意集合。通用的概念是：一组存储单元可以由于在至少一个邻近组存储单元上执行的数据访问操作而被干扰。“数据访问操作”或“数据访问”指存储单元的数据在其中被访问的操作，作为读操作的部分和/或作为写操作的部分。
图1是包括存储装置102和处理电路104的示例布置的框图。图1的布置可以是系统(诸如计算机、平板电脑、智能电话、游戏应用等)的部分。存储装置102包括可存储相应数据值的存储单元106。响应于来自处理电路104的命令，存储单元106中的数据可访问。在一些示例中，处理电路104可以是存储控制器的部分。
如图1中描绘的，处理电路104包括数据访问逻辑107，数据访问逻辑107能够向存储装置102发出访问命令108以访问存储装置102中的存储位置(多个存储位置)。响应于来自请求装置110(其可以是处理器、输入/输出装置等)的请求，访问命令108可由数据访问逻辑107发出。
处理电路104还包括刷新控制逻辑112，刷新控制逻辑112能够向存储装置102发出刷新命令114以在存储装置102中执行刷新操作。响应于数据访问(通过109传送)，刷新命令114可由刷新控制逻辑112发出。如下面进一步描述的，刷新控制逻辑112能够发出刷新命令114来执行刷新操作，以解决由于存储装置102中的数据访问操作导致的干扰潜在引起的数据损坏问题。
注意，在一些实施方式中，访问命令108和刷新命令114可通过公共地址和控制线来传送。另外，图1没有描绘可连接在存储装置102和处理电路104之间用于传输包括读数据或写数据的数据的数据线。
在诸如DRAM装置的存储装置中，存储在存储单元106中的电压可通过执行周期性刷新而维持在正确的电平。刷新存储单元是指增强存储单元中的电压以抵消由于来自存储单元的存储电容器的电流泄漏造成的潜在的数据损坏。如果存储单元中存储的电压表示数据值“1”，那么刷新存储单元导致电压被升高，使得电压提供“1”的更可靠的表示。另一方面，如果存储在存储单元中的电压表示数据值“0”，那么刷新存储单元导致电压被降低以提供“0”的更可靠的表示。刷新存储单元提高由存储单元表示的数据值的完整性。在其他示例中，数据值“1”可由低电压表示，而数据值“0”可由高电压表示。
周期性刷新可被提供，使得存储装置102中任意给定的存储单元106每隔规定的时间间隔被刷新至少一次。这种周期性刷新被执行以避免由来自存储单元的电流泄漏造成的数据丢失。周期性刷新可由特定的刷新策略支配。在其他示例中，特定的刷新策略可导致刷新操作不是周期性的，而是代替地根据一些其他模式被执行，该一些其他模式依然确保每个存储单元在规定的时间间隔内被刷新至少一次。
根据一些实施方式，除根据特定的刷新策略执行刷新操作外，刷新控制逻辑112还能够基于对由数据访问逻辑107执行的数据访问采样，来执行按需刷新。按需刷新提供附加刷新操作(除诸如周期性刷新操作之类的规则刷新操作外)，以解决由于特定组存储单元最近被访问或刷新而关于特定组存储单元可发生的重复的干扰问题。注意，来自刷新控制逻辑107的用于执行按需刷新的刷新命令114不同于启动周期性刷新操作的正常刷新命令。如下面进一步讨论的，按需刷新命令114能够以规定组的存储单元(或多个规定组的存储单元)为目标，而周期性刷新命令不以任何规定组的存储单元(多个规定组的存储单元)为目标(相反，存储装置102自身能够控制哪组或哪些组的存储单元服从周期性刷新)。
通过刷新控制逻辑112对数据访问操作采样包括：从每N个数据访问操作中选择样本数据访问操作，其中N可以是被静态地或动态地配置的大于1的数。从每N个数据访问操作中选择样本数据访问操作可通过在选择样本数据访问操作之前跳过N-1个数据访问操作来实现。在一些示例中，在数据访问操作被采样后，N的值可通过随机改变N(诸如通过使用伪随机数发生器)被动态地配置。改变N的值具有导致采样率改变的效果。
基于数据访问操作的采样而执行按需刷新的概念依照如下概念：存储单元的干扰在邻近存储单元的相对大量访问存在的情况下发生。在对数据访问操作采样中，相比于与不频繁访问的存储位置关联的数据访问操作，与频繁访问的存储位置关联的数据访问操作更有可能被遇到(被采样)。因此，更有可能的是，任意给定的被采样的数据访问操作是针对频繁访问的存储区域，其将指示由于对频繁访问的存储区域的数据访问操作，邻近的存储单元可遭受相对高比率的干扰。
根据一些实施方式，响应于特定存储区域的数据访问操作的采样，可对特定存储区域附近的存储单元执行按需刷新。例如，存储装置102的存储单元106可按块布置。在一些实施方式中，一旦检测到对特定块中存储位置的数据访问操作的样本，刷新控制逻辑112生成刷新命令以使存储装置102刷新特定块，或者刷新多个块的部分。在一些示例中，刷新命令可导致特定块的所有存储位置被刷新。在其他示例中，代替刷新整个块，刷新命令可导致块的某部分的刷新或存储位置的一些其他集合的刷新被执行，该存储位置在所采样的数据访问操作的存储位置附近。
如上面所述，刷新控制逻辑112可以是处理电路104的部分，处理电路104在存储控制器(其在存储装置102的外部)中。在其他示例中，刷新控制逻辑112可在存储装置102中提供，或者可替代地，刷新控制逻辑112可在请求装置110(诸如处理器或其他装置)中提供。
图2示出存储装置102的示例布置，其中存储装置102的存储单元按块202布置。在图2的示例中仅描绘2个块。应当指出，在存储装置102中可存在多于两个块。
每个块202包括存储单元的阵列，其中存储单元的阵列包括行和列。在DRAM装置中，为访问存储位置，块中的存储单元的行被激活，并且特定的列(或多个特定的列)可被选择以从相应的存储单元(多个存储单元)输出数据。
存储装置102包括接收来自处理电路104(图1)的访问命令108的数据访问控制器204。响应于访问命令108，数据访问控制器204输出访问信号206，基于与访问命令108关联的地址，访问信号206被用于选择相应的块、行以及列。
存储装置102进一步包括刷新控制器208。刷新控制器208接收来自图1的处理电路104的刷新控制逻辑112的刷新命令114。注意，如上面所述，刷新命令114是不同于周期性刷新命令的按需刷新命令。响应于刷新命令114，刷新控制器208可发出刷新控制信号210以刷新存储装置102的所选择的存储位置。在一些示例中，由刷新控制逻辑112提供的刷新命令114可识别待刷新的块(或块的一部分)。响应于所识别的块或块部分，刷新控制器208生成刷新控制信号210以刷新所识别的块或块部分。在其他示例中，刷新命令114可识别待刷新的行或一系列行(在特定的块中)，在这种情况下，由刷新控制器208生成的刷新控制信号210会导致所识别的行的刷新。
图3是根据一些实施方式的刷新控制过程的流程图。例如，图3的过程可由图1的刷新控制逻辑112执行。刷新控制过程对存储装置102中存储位置处的数据访问采样(在302处)。对数据访问采样涉及从数据访问的较大集合中选择样本，其中采样可以以静态地或动态地可变的采样率(例如，基于上面讨论的值N)执行。
响应于所采样的数据访问中的至少一个，刷新控制过程生成(在304处)刷新命令以在存储装置102中执行刷新操作。如上面讨论的，该刷新命令被用于执行按需刷新，按需刷新用于解决由于数据访问操作导致的干扰潜在造成的数据损坏问题。按需刷新在如下存储位置处被执行，该存储位置被认为在作为所采样的数据访问操作的目标的存储位置附近。
图4是刷新控制逻辑112中的示例组件的框图。刷新控制逻辑112中的数据访问采样器404接收例如来自图1的数据访问逻辑107的数据访问(109)。数据访问采样器404用于选择所接收的数据访问(109)的样本。
由数据访问采样器404执行的采样可基于计数器406的输出。计数器406可被配置为对数据访问(109)的数量计数。响应于对N个数据访问计数(计数器406被认为已失效)，计数器406激活到数据访问采样器404的触发指示405。注意，计数器406可以以值N启动，随着所检测的每个数据访问，计数器406递减。当计数器406到达预定的低值(例如，0)时，计数器406失效。在其他示例中，计数器406可以预定的低值(例如，0)启动，并且随着所检测的每个数据访问递增。在后面的示例中，当计数器到达值N时，计数器406失效。当计数器406失效时，计数器406以其初始值重新启动，以对触发指示405的随后激活进行计数，进而允许另一采样被收集。
在其他实施方式中，计数器406可以是在某预定的持续时间后失效的定时器。
来自计数器406的触发指示405导致数据访问采样器404收集数据访问109的样本。选择的数据访问样本被提供给刷新命令生成器408，刷新命令生成器408响应于数据访问样本产生刷新命令114。注意，一旦接收到数据访问样本，刷新命令生成器408可发出刷新命令114。可替代地，刷新命令生成器408可在较晚的时间发出刷新命令114，而且较晚生成的刷新命令114可基于数据访问样本以及其他数据访问样本。基于是否多个数据访问样本很可能导致存储单元干扰的判定，多个数据访问样本可由刷新控制逻辑112考虑以确定刷新命令114是否被批准。例如，基于从数据访问样本检测邻近存储单元的访问频率，刷新控制逻辑112可确定一组存储单元很可能被干扰。
在一些实施方式中，假定仅有一个请求装置110和一个存储装置102。在其他实施方式中，可有多于一个请求装置110，和/或可有多于一个存储装置102。在具有多个请求装置110和/或多个存储装置102的实施方式中，刷新控制逻辑112可被配置为包括数据访问采样器404和计数器406的一个或多个实例、和/或刷新命令生成器408的一个或多个实例。
响应于数据访问操作，通过使用能够启动按需刷新操作的刷新控制逻辑，可减轻由数据访问操作导致的干扰的效果。按需刷新可在更频繁访问的存储位置附近的存储装置102的区域上执行。以这种方式，存储装置102的任意给定刷新的采样率可被调整为实际的干扰模式。
在前述的描述中，提出许多细节以提供对本文公开的主题的理解。但是，可在没有这些细节的一些或全部的情况下实现实施方式。其他实施方式可包括来自上述讨论的实施方式的修改和变型。其目的是附加的权利要求覆盖这样的修改和变型。
Claims (15)
1.一种方法包括：
通过处理电路对存储装置中的存储位置处的数据访问采样；以及
通过所述处理电路生成刷新命令以在所述存储装置中执行刷新操作，其中生成所述刷新命令是响应于所采样的数据访问中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中对所述数据访问采样包括：选择所述存储装置中的存储位置处的数据访问集合的子集。
3.根据权利要求2所述的方法，其中对所述数据访问采样包括：每隔所述集合中规定数量的数据访问来选择所述集合中所述数据访问中的一个数据访问，并且其中响应于所选择的数据访问生成所述刷新命令。
4.根据权利要求3所述的方法，其中响应于所选择的数据访问以及所采样的另一数据访问生成所述刷新命令。
5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：在不同的时间改变所述规定数量。
6.根据权利要求5所述的方法，其中改变所述规定数量包括：随机改变所述规定数量。
7.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
提供计数器以对所述规定数量计数，其中所述计数器的失效触发所述一个数据访问的选择；以及
一旦所述计数器失效，就重新启动所述计数器以允许另一采样的触发。
8.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述刷新命令包括：生成规定要刷新的所述存储装置中存储单元的集合的所述刷新命令。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所规定的集合包括被所采样的至少一个数据访问访问的组的邻近组。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理电路被包括在以下之一中：所述存储装置、所述存储装置外部的存储控制器、或生成访问所述存储装置的请求的处理器。
11.一种设备包括：
处理电路，用于：
从存储装置中存储位置处的多个数据访问中选择至少一个数据访问；以及
响应于所选择的至少一个数据访问，生成刷新命令以在所述存储装置中执行刷新操作。
12.根据权利要求11所述的设备，其中响应于所述刷新命令执行的所述刷新操作是解决由所述多个数据访问导致的潜在干扰的按需刷新操作。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述刷新操作另外还是根据特定刷新策略执行的刷新操作，所述特定刷新策略确保所述存储装置中的给定存储单元每隔规定的时间间隔被刷新至少一次。
14.根据权利要求11所述的设备，其中所述刷新操作在邻近所选择的至少一个数据访问的存储位置的存储单元中执行。
15.一种系统包括：
存储装置；以及
存储控制器，具有包括计数器的刷新控制逻辑，其中所述刷新控制逻辑用于：
响应于所述计数器的失效对所述存储装置的数据访问采样；并且
响应于所采样的数据访问生成刷新操作。
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