JP2018028910A - Ddr sdramインタフェイスのためのdram支援エラー訂正メカニズム - Google Patents
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Abstract
Description
DDR SDRAMは電気的なデータ及びクロック信号のタイミング制御を利用して、より速い伝送速度を達成でき、クロック信号の上昇エッジ(rising edge)及び下降エッジ(falling edge)の双方を用いてデータを伝送でき、こうして同一のクロック周波数を利用するSDR SDRAM(single data rate synchronous dynamic random−access memory)インタフェイスと比較すれば、データバス帯域幅(data bus bandwidth)を効率的に2倍に高め、従って約2倍の帯域幅を達成する。
この新しいDDRインタフェイスは、また16のバーストレングス(即ち、各個別のメモリ処理当たり16個のバースト)、及びメモリチャネル当たり32ビットのメモリチャネル幅を含み、それ故1つのメモリ処理毎にメモリチャネル当たり512ビットをまた伝送する。しかし、このDDRインタフェイスはDIMM当たり2つのメモリチャネルを含み、各DIMMはコンピュータマザーボード(motherboard)との連結を可能にするチップピン(chip pins)を含む回路基板(circuit board)上に多重DRAMチップを含むモジュールである。DDR DIMMの2つのメモリチャネルは互いに独立的に効果的に動作する。
以下、本発明では、複数の、通常のDRAM(dynamic random−access memory、ダイナミックRAM)を含むモジュールを簡潔に「DRAM」(dynamic random−access memory module、ダイナミックRAMモジュール)と呼び、通常の個々のDRAM(dynamic random−access memory、ダイナミックRAM)をチップと呼ぶ。チップは、データチップとECCチップを含む。
本発明の実施形態によれば、DDR(double data rate)インタフェイスを利用してDRAM(dynamic random−access memory module、ダイナミックRAMモジュール)のメモリエラーを訂正する方法が提供される。該方法は前記DRAMのデータチップ(複数)からメモリコントローラへデータを送るために多重バーストを含むメモリ処理(transaction)を前記メモリコントローラと共に遂行する段階、前記DRAMのECCチップ(単数)を利用して1つ以上のエラーを感知する段階、前記DRAMの前記ECCチップを利用して前記エラーを有する前記バーストの数を決定する段階、前記エラーを有する前記バーストの数が所定の閾値(threshold number)より大きいか否かを決定する段階、前記エラーの種類を決定する段階、及び前記決定された前記エラーの種類に基づいて前記メモリコントローラを指示する段階を含み、前記DRAMはメモリチャネル当たり1つのECCチップを含む。
前記方法は前記エラーを有する前記バーストの数が前記閾値より大きくなければ、前記DRAMからメモリ読出しを再トライするように前記メモリコントローラを指示する段階をさらに含むことができる。
前記方法は前記メモリコントローラが前記メモリ読出しを再トライすれば、追加的なエラーを感知する段階、及び前記追加的なエラーが前記感知された1つ以上のエラーと同一のエラーパターンを有するか否かを決定する段階をさらに含むことができる。
前記方法は前記追加的なエラーが前記感知された1つ以上のエラーと異なるエラーパターンを有すると決定されれば、前記DRAMからメモリ読出しを再び再トライするように前記メモリコントローラを指示する段階をさらに含むことができる。
前記方法は前記追加的なエラーが前記感知された1つ以上のエラーと同一のエラーパターンを有すると決定されれば、ハードエラー(hard error)を識別する段階、エラー訂正において前記DRAMを支援するように前記メモリコントローラを指示する段階、及び前記エラーのアドレス(address)を記録する段階をさらに含むことができる。
前記方法は前記エラーを有する前記バーストの数が前記閾値より大きければ、前記1つ以上のエラーが同一のチップの同一のピンに対応するか否かを決定する段階をさらに含むことができる。
前記方法は前記1つ以上のエラーが前記DRAMの同一のチップの同一のピンに対応すると決定されれば、前記エラーはDQ故障(DQ failure)に対応すると決定する段階、及び前記1つ以上のエラーが前記同一のチップの前記同一のピンに対応しないと決定されれば、前記1つ以上のエラーはチップ故障(chip failure)に対応すると決定する段階をさらに含むことができる。
前記メモリコントローラを指示する段階は前記1つ以上のエラーが前記DQ故障又は前記チップ故障に対応すれば、チップキル感知(chipkill detection)を支援するようにメモリコントローラを指示する段階を含むことができる。
前記方法は前記エラーを有する前記バーストの数が前記閾値より大きければ、前記1つ以上のエラーが前記DRAMの1つより多いチップに対応するか否かを決定する段階、前記1つ以上のエラーが前記DRAMの同一のチップに対応すると決定されれば、前記DRAMの該当チップは消去されたことと表示する段階、及び前記1つ以上のエラーが前記DRAMの1つより多いチップに対応することと決定されれば、致命的なエラー(fatal error)を識別する段階をさらに含むことができる。
前記方法は前記エラーを有する前記バーストの数が前記閾値より大きければ、前記DRAMの他のチップが以前に消去されたか否かを決定する段階、及び前記DRAMの前記他のチップが以前に消去されたら、致命的なエラーを識別する段階をさらに含むことができる。
前記ECCチップはチップキル感知(chipkill detection)を支援するか、又は前記感知されたエラーの前記決定された種類に従ってエラー訂正を支援するようにメモリコントローラを指示することができる。
前記ECCチップがエラーを感知すれば、前記メモリコントローラが前記ECCチップの情報読出し出力を遂行するように前記ECCチップは前記メモリコントローラへ命令を発行することができる。
前記DRAMは、前記ECCチップが1ビットのECCフラッグ(1−bit ECC flag)を利用してエラーを感知すれば、前記メモリ処理の間に前記メモリコントローラへ警告する(alert)、前記ECCチップと連結された1つのピンをさらに含むことができる。
前記データチップ及び前記ECCチップは各メモリ処理の間に前記メモリコントローラへECCチップの情報読出し出力を提供するために前記多重バーストに加えて追加的なバーストを前記メモリコントローラへ伝達することができる。
前記DRAMは複数のメモリチャネルを含むことができ、前記DRAMの前記複数のメモリチャネルの各々は前記ECCチップの中の1つを含むことができる。
しかし、前述した実施形態と異なり、DRAM260は追加的なピンを通じてメモリコントローラ210に1ビットECCフラッグ(flag)を送ることによってECCエラーをメモリコントローラ210に通知する。
しかし、本発明の実施形態のシステム300の各メモリ処理330は、17個のバーストからなる総バースト長に寄与する追加的なバーストを含む。しかし、メモリ処理330の17番目のバーストの間に、DRAM内エラー訂正の間に決定されたECC情報はDRAM内ECC情報出力380は、DRAM/DDR_DIMM360からメモリコントローラ310に伝送される。従ってメモリコントローラ310は、各メモリ処理330に対する追加的なバーストに伴う性能の低下という犠牲を払って各メモリ処理330におけるDRAM内ECC情報を識別できる。
従って、本発明の実施形態は、単一チップが何時フェイル(fail)したかを感知し、その後に単一チップ訂正を引き続き提供しながら、そのチップを非活性化する。即ち、本発明の実施形態は、1つのチップに対応する反複的に間違った4ビットを1つのシンボル(symbol)としてグループ化し、フェイル(failed)/デッド(dead)/消去(erased)チップに対応するデータを復旧するためにシンボルベースのメカニズム(symbol−based mechanism)を利用する。
例えば、ECCチップの同一のピン位置にECCエラーがあっても、DQ故障はメモリ処理の全部又は多数のバーストにおいて単なる1ビットパリティエラーとなる。しかし、チップ故障は全部又は多数のバーストにおいて多重ビットのパリティエラー(例えば、4ビットパリティエラー)となる可能性が大きい。追加的に、ランダムエラーは少数のエラーに対応し、少数のバーストに極めて少数のエラービットがある場合に対応する(例えば、単一のバーストで単一の1ビットエラー)。
しかし、感知されたエラーを有するバーストの数が閾値“n”より小さければ(例えば、4バースト又はこれより少ないバースト)、S701段階で感知されたエラーは個別的なチップからのランダム故障の結果である可能性が高い。このようなランダム故障はDRAM内ECCによって訂正可能しないが、エラーは再発しない可能性が大きいので、チップキルメカニズムは利用されない。
例えば、チップがDQ故障、チップ故障、バンク(bank)故障、又はロー(row)故障によってデッドであれば、任意の追加的なDQ故障又はチップ故障は致命的な故障をもたらし、本発明の実施形態のシステムはメモリチャネル当たり単一のECCチップしか含まないので、エラー訂正を遂行するための充分な資源をそれ以上含まない。同様に、複数のチップがエラーを含むと、致命的な故障が発生する。
例えば、データ読出しの際に、メモリコントローラがデータチップの中の1つに対応する多重ビットがS706d段階でデータチップに書き込まれた反転されたデータの該当ビットと一致しないと決定すれば、S708段階でメモリコントローラは該当データチップが消去されたと表示(mark)する。しかし、データ読出しの際に、メモリコントローラがデータチップの中で1つのデータチップに1つのピンに対応するビットの中で単一のビットがS706d段階でデータチップに書き込まれた反転されたデータの該当ビットと一致しないと決定すれば、S708段階でメモリコントローラは単一のチップの単一のピンのみが消去されたと表示(mark)する。
110,210,310 メモリコントローラ
120,220,320,420 DAECCエンジン
130,230,330 メモリ処理
140a、240a,340a,440a,540a,640a DRAMチップ、データチップ
140b、240b、340b、440b、540b,640b DRAMチップ、ECCチップ
150、250,350,450 メモリチャネル
160、260,360 DDR_DIMM/DRAM、DRAM/DDR_DIMM、DRAM
170、270,370 “一般(normal)”データ
180,280,380 DRAM内ECC情報出力
290 追加ピン
Claims (20)
- DDR(double data rate)インタフェイスを利用してDRAM(dynamic random−access memory module、ダイナミックRAMモジュール)のメモリエラーを訂正する方法において、
前記DRAMのデータチップ(複数)からメモリコントローラへデータを送るために多重のバーストを含むメモリ処理(transaction)を前記メモリコントローラと共に遂行する段階と、
前記DRAMのECCチップを利用して1つ以上のエラーを感知する段階と、
前記DRAMの前記ECCチップを利用して前記エラーを有する前記バーストの数を決定する段階と、
前記エラーを有する前記バーストの数が所定の閾値(threshold number)より大きいか否かを決定する段階と、
前記エラーの種類を決定する段階と、
前記決定された前記エラーの種類に基づいて前記メモリコントローラを指示する段階と、を含み、
前記DRAMは、メモリチャネル当たり1つのECCチップを含むことを特徴とする方法。 - 前記DRAMの前記ECCチップを利用して前記1つ以上のエラーを感知する段階は、
前記ECCチップを利用して前記バーストの各々についてパリティチェック(parity check)を遂行する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記エラーを有する前記バーストの数が前記閾値より大きくなければ、前記DRAMからメモリ読出しを再トライするように前記メモリコントローラを指示する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記メモリコントローラが前記メモリ読出しを再トライすれば、追加的なエラーを感知する段階と、
前記追加的なエラーが前記感知された1つ以上のエラーと同一のエラーパターンを有するか否かを決定する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記追加的なエラーが前記感知された1つ以上のエラーと異なるエラーパターンを有すると決定されれば、前記DRAMからメモリ読出しを再び再トライするように前記メモリコントローラを指示する段階をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記追加的なエラーが前記感知された1つ以上のエラーと同一のエラーパターンを有すると決定されれば、ハードエラー(hard error)を識別する段階と、
エラー訂正において前記DRAMを支援するように前記メモリコントローラを指示する段階と、
前記エラーのアドレス(address)を記録する段階をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記エラーを有する前記バーストの数が前記閾値より大きければ、前記1つ以上のエラーが同一のチップの同一のピンに対応するか否かを決定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記1つ以上のエラーが前記DRAMの同一のチップの同一のピンに対応すると決定されれば、前記エラーは、DQ故障(DQ failure)に対応すると決定する段階と、
前記1つ以上のエラーが前記同一のチップの前記同一のピンに対応しないと決定されれば、前記1つ以上のエラーは、チップ故障(chip failure)に対応すると決定する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記メモリコントローラを指示する段階は、
前記1つ以上のエラーが前記DQ故障又は前記チップ故障に対応すれば、チップキル感知(chipkill detection)を支援するようにメモリコントローラを指示する段階を含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記エラーを有する前記バーストの数が前記閾値より大きければ、前記1つ以上のエラーが前記DRAMの1つより多いチップに対応するか否かを決定する段階と、
前記1つ以上のエラーが前記DRAMの同一のチップに対応すると決定されれば、前記DRAMの該当チップは、消去されたことと表示する段階と、
前記1つ以上のエラーが前記DRAMの1つより多いチップに対応すると決定されれば、致命的なエラー(fatal error)を識別する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記エラーを有する前記バーストの数が前記閾値より大きければ、前記DRAMの他のチップが以前に消去されたか否かを決定する段階と、
前記DRAMの前記他のチップが以前に消去されたら、致命的なエラーを識別する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - DDR(double data rate)インタフェイスを通じてメモリコントローラと通信するDRAM(dynamic random−access memory module)において、
2つのメモリチャネルを含み、
各メモリチャネルは、
内部にデータを格納し、1つのメモリ処理(transaction)に対応する各々の多重バーストの間に前記メモリコントローラへ1回データを伝達する多重のデータチップと、
前記データチップの1つ以上に対応するメモリエラーを有する前記多重バーストの数を決定する1つのECC(error−correction code)チップと、を含むことを特徴とするDRAM。 - 前記ECCチップは、エラーを感知し、前記感知されたエラーの種類をDQ故障(DQ failure)、チップ故障(chip failure)、ソフトエラー(soft error)又はハードエラー(hard error)の中で何れか1つとして決定することを特徴とする請求項12に記載のDRAM。
- 前記ECCチップは、チップキル感知(chipkill detection)を支援するか、又は前記感知されたエラーの前記決定された種類に従ってエラー訂正を支援するようにメモリコントローラを指示することを特徴とする請求項13に記載のDRAM。
- 前記ECCチップがエラーを感知すれば、前記メモリコントローラが前記ECCチップの情報読出し出力を遂行するように前記ECCチップは、前記メモリコントローラへ命令を発行することを特徴とする請求項12に記載のDRAM。
- 前記ECCチップが1ビットのECCフラッグ(1−bit ECC flag)を利用してエラーを感知すれば、前記メモリ処理の間に前記メモリコントローラへ警告する(alert)、前記ECCチップと連結された1つのピンをさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のDRAM。
- 前記データチップ及び前記ECCチップは、各メモリ処理の間に前記メモリコントローラへECCチップの情報読出し出力を提供するために前記多重バーストに加えて追加的なバーストを前記メモリコントローラへ伝達することを特徴とする請求項12に記載のDRAM。
- メモリコントローラと、
データチップ(複数)とECC(error−correction code)チップ(複数)とを含むDRAM(dynamic random−access memory module)と、を含み、
前記ECCチップの各々は、前記DRAMの該当メモリチャネルの一部のエラーを訂正し、
前記メモリコントローラは、前記ECCチップが訂正できない他のエラーを訂正するために前記ECCチップを支援することを特徴とするメモリシステム。 - 前記ECCチップの各々は、エラー感知に従って前記メモリコントローラへ1ビットのECCフラッグ(1−bit ECC flag)を送るためのピンを含むことを特徴とする請求項18に記載のメモリシステム。
- 前記DRAMは、複数のメモリチャネルを含み、
前記DRAMの前記複数のメモリチャネルの各々は、前記ECCチップの中の1つを含むことを特徴とする請求項18に記載のメモリシステム。
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