JP2020119624A - Semiconductor storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体記憶装置に関する。特にRowHammer問題による障害に対する耐性を向上させた半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device. In particular, the present invention relates to a semiconductor memory device having improved resistance to failures caused by the Row Hammer problem.
DRAM(Dynamic Random Access Memory)の製造プロセスの微細化の進展は著しい。それに伴いメモリセル間の干渉が発生しやすくなる。さらに、製造プロセスの微細化のために、ばらつきが大きくなり、干渉を受けやすいメモリセルが作製されやすくなる。その結果、メモリセルのデータ破壊が顕著になってきている。 The progress of miniaturization of DRAM (Dynamic Random Access Memory) manufacturing process is remarkable. As a result, interference between memory cells is likely to occur. Further, due to the miniaturization of the manufacturing process, the variation becomes large, and it becomes easy to fabricate a memory cell that is susceptible to interference. As a result, the data destruction of the memory cell has become remarkable.
特に、近年、特定のアドレスの行(Row)に対して繰り返しアクセスがなされると、その行の近傍の行のデータが破壊される問題が注目されている。このような問題は、RowHammer問題と呼ばれる。このRowHammer問題に対して、種々の解決手法が提案されている。 In particular, in recent years, attention has been paid to the problem that when a row (row) having a specific address is repeatedly accessed, data in a row near the row is destroyed. Such a problem is called the RowHammer problem. Various solution methods have been proposed for this RowHammer problem.
特許文献1
下記特許文献1においては、DRAMの行に対するアクセス数をカウントし、カウント数が所定の閾値に達した場合、その行の近傍の行をリフレッシュする方法が開示されている。
Patent Document 1
Patent Document 1 below discloses a method of counting the number of accesses to a row of a DRAM and refreshing a row near the row when the count reaches a predetermined threshold value.
この特許文献1に記載の方法では、DRAMにおける正規の(通常の)リフレッシュ動作に加えて、アクセス数が閾値に達した行の近傍の行のアドレスを割込みリフレッシュするので、リフレッシュ回数は従来より増加してしまう。したがって、リフレッシュ回数の増加によって、そのDRAMのアクセス性能が低下すると考えられる。さらに、DRAMの全ての行に対して、それに対するアクセス数をカウントするカウント回路を設ける必要があり、DRAM面積が増大してしまう問題もある。したがって、同じ容量のDRAMにおいては、そのチップ面積が増大してしまう。 In the method described in Patent Document 1, in addition to the normal (normal) refresh operation in the DRAM, the address of a row in the vicinity of the row in which the access number reaches the threshold value is interrupt refreshed, so that the number of refresh times is increased compared to the conventional case. Resulting in. Therefore, it is considered that the access performance of the DRAM is lowered due to the increase in the number of refresh times. Further, it is necessary to provide a count circuit for counting the number of accesses to all the rows of the DRAM, which causes a problem of increasing the DRAM area. Therefore, in a DRAM having the same capacity, the chip area will increase.
特許文献2
下記特許文献2においては、上記特許文献1記載の方法とほぼ同様の原理によって割込みリフレッシュが実行される方法が開示されている。しかし、特許文献2においては、正規リフレッシュによるリフレッシュ動作の対象となった行(アドレス)は、その行に対するアクセス数のカウントがリセットされる方法が提案されている。このような動作によって、行に対する割込みリフレッシュの実行が、特許文献1に比べて抑制されると考えられる。
Patent Document 2
The following Patent Document 2 discloses a method in which interrupt refresh is executed according to a principle substantially similar to the method described in Patent Document 1 above. However, Patent Document 2 proposes a method of resetting the count of the number of accesses to a row (address) that is the target of a refresh operation by normal refresh. By such an operation, it is considered that the execution of the interrupt refresh for the row is suppressed as compared with Patent Document 1.
この特許文献2の方法によれば、割込みリフレッシュの数が抑制されるので、DRAMとしての性能の低下は、特許文献1の方法に比べれば少ないと考えられる。
しかし、この特許文献2の方法においても、特許文献1の方法と同様に、各行(アドレス)に対するアクセスをカウントするカウント回路が必要となる。このカウント回路は、アクセス数を記憶しておくSRAMで構成することが一般的であるので、当該SRAMの搭載によって、DRAMのチップ面積が増大してしまう問題は、特許文献1と同様に、特許文献2においても存在すると考えられる。
According to the method of Patent Document 2, since the number of interrupt refreshes is suppressed, it is considered that the deterioration of the performance of the DRAM is less than that of the method of Patent Document 1.
However, the method of Patent Document 2 also requires a count circuit for counting the access to each row (address), as in the method of Patent Document 1. Since this count circuit is generally composed of an SRAM that stores the number of accesses, the problem that the chip area of the DRAM increases due to the mounting of the SRAM is the same as in Patent Document 1, It is considered that it also exists in Reference 2.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、DRAMのチップ面積を大きく増大させずに、RowHammer問題を解決する仕組みを実現することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to realize a mechanism for solving the RowHammer problem without significantly increasing the chip area of a DRAM.
(1)本発明は、上記課題を解決するために、複数のメモリセルを備えたメモリ部と、アドレスと、前記アドレスで指定される前記メモリセルに適用されるアクティブコマンドと、を受信し、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスを、前記アクティブコマンドを受信する度にラッチし続けるアドレスラッチ部と、リフレッシュコマンドを受信した場合に、前記リフレッシュコマンドに基づく正規リフレッシュ動作を前記メモリ部に対して実行するようにメモリアクセス制御部に指示するとともに、前記アドレスラッチ部がラッチした前記アドレスに基づくリフレッシュ動作であって、前記アドレスの近傍のアドレスに対して割込みリフレッシュ動作を実行するように前記メモリアクセス制御部に指示するリフレッシュ制御部と、前記リフレッシュ制御部からの指示に基づき、前記正規リフレッシュ動作及び前記割込みリフレッシュ動作を前記メモリ部に対して実行する前記メモリアクセス制御部と、を含む半導体記憶装置である。 (1) In order to solve the above problems, the present invention receives a memory unit having a plurality of memory cells, an address, and an active command applied to the memory cell designated by the address, An address latch unit that keeps latching the address at the time of receiving the active command each time the active command is received, and a normal refresh operation based on the refresh command to the memory unit when a refresh command is received. The memory access control unit is instructed to execute the refresh operation based on the address latched by the address latch unit, and the memory access is performed to execute an interrupt refresh operation for an address near the address. A semiconductor memory device including: a refresh control unit for instructing a control unit; and the memory access control unit for executing the normal refresh operation and the interrupt refresh operation on the memory unit based on an instruction from the refresh control unit. Is.
(2)また、本発明は、上記課題を解決するために、複数のメモリセルを備えたメモリ部と、アドレスと、前記アドレスで指定される前記メモリセルに適用されるアクティブコマンドと、を受信し、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスを、前記アクティブコマンドを受信する度にラッチし、ラッチしたアドレスをn個保持するアドレスラッチ部と、リフレッシュコマンドを受信した場合に、前記リフレッシュコマンドに基づく正規リフレッシュ動作を前記メモリ部に対して実行するようにメモリアクセス制御部に指示するとともに、前記アドレスラッチ部がラッチした1個以上の前記アドレスに基づくリフレッシュ動作であって、前記アドレスの近傍のアドレスに対して割込みリフレッシュ動作を実行するように前記メモリアクセス制御部に指示するリフレッシュ制御部と、前記リフレッシュ制御部からの指示に基づき、前記正規リフレッシュ動作及び前記割込みリフレッシュ動作を前記メモリ部に対して実行する前記メモリアクセス制御部と、を含み、前記アドレスラッチ部は、前記メモリアクセス制御部が前記割込みリフレッシュ動作を実行した場合にリセットされ、次にアクティブコマンドを受信した際のアドレスをラッチ可能な状態にされる半導体記憶装置である。ここで、前記nは自然数である。 (2) Further, in order to solve the above problems, the present invention receives a memory unit having a plurality of memory cells, an address, and an active command applied to the memory cell designated by the address. Then, the address when the active command is received is latched each time the active command is received, and an address latch unit that holds n latched addresses and a refresh command are received when a refresh command is received. The memory access control unit is instructed to execute a normal refresh operation on the memory unit, and the refresh operation is based on the one or more addresses latched by the address latch unit, and addresses near the address. A refresh control unit for instructing the memory access control unit to execute an interrupt refresh operation with respect to the memory unit, and the normal refresh operation and the interrupt refresh operation for the memory unit based on an instruction from the refresh control unit. And a memory access control unit that executes the address refresh, wherein the address latch unit is reset when the memory access control unit executes the interrupt refresh operation, and can latch an address when an active command is received next time. The semiconductor memory device is brought into a state. Here, the n is a natural number.
(3)また、本発明は、(2)記載の半導体記憶装置において、前記アドレスラッチ部は、前記メモリアクセス制御部が前記割込みリフレッシュ動作を実行した場合に、前記割込みリフレッシュ動作の基となったアドレスのみがリセットされ、次にアクティブコマンドを受信した際のアドレスをラッチ可能な状態にされる半導体記憶装置である。 (3) The present invention provides the semiconductor memory device according to (2), wherein the address latch unit is a basis of the interrupt refresh operation when the memory access control unit executes the interrupt refresh operation. This is a semiconductor memory device in which only the address is reset and the address can be latched when the next active command is received.
(4)また、本発明は、(2)記載の半導体記憶装置において、前記リフレッシュ制御部は、前記アドレスラッチ部がラッチした前記アドレスのうち、いずれか1個のアドレスに基づくリフレッシュ動作であって、前記1個のアドレスの近傍のアドレスに対してのみ割込みリフレッシュ動作を実行するように前記メモリアクセス制御部に指示し、前記アドレスラッチ部は、前記リフレッシュ制御部が前記割込みリフレッシュ動作を実行した場合に、前記割込みリフレッシュ動作の基となった前記1個のアドレスのみがリセットされ、次にアクティブコマンドを受信した際のアドレスをラッチ可能な状態にされる半導体記憶装置である。 (4) Further, in the semiconductor memory device according to (2), the refresh control unit is a refresh operation based on any one of the addresses latched by the address latch unit. , The memory access control unit is instructed to execute an interrupt refresh operation only for an address near the one address, and the address latch unit causes the refresh control unit to execute the interrupt refresh operation. In the semiconductor memory device, only the one address that is the basis of the interrupt refresh operation is reset, and the address when the next active command is received can be latched.
(5)また、本発明は、(2)から(4)のいずれか1項に記載の半導体記憶装置において、前記リフレッシュコマンドを受信した後、前記アクティブコマンドをm個受信してから前記アドレスラッチ部のラッチ動作を開始させるモニタスタート部、を含む半導体記憶装置である。ここで、前記mは自然数である。 (5) Further, the present invention provides the semiconductor memory device according to any one of (2) to (4), wherein after the refresh command is received, the active command is received m times and then the address latch is received. And a monitor start unit for starting a latch operation of the unit. Here, the m is a natural number.
(6)また、本発明は、(5)5記載の半導体記憶装置において、前記モニタスタート部は、前記リフレッシュコマンドを受信した後、前記アクティブコマンドをランダムなk個受信してから前記アドレスラッチ部のラッチ動作を開始させる半導体記憶装置である。ここで、前記kはランダムな自然数である。 (6) In the semiconductor memory device according to (5), the monitor start unit receives the refresh command, and then the address latch unit receives random k active commands. It is a semiconductor memory device for starting the latch operation of. Here, k is a random natural number.
(7)また、本発明は、(2)から(6)のいずれか1項に記載の半導体記憶装置において、アドレスと、前記アドレスで指定される前記メモリセルに適用されるアクティブコマンドと、を受信し、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスを監視し、同一アドレスに対するアクセスの個数をカウントするアクセスカウントアドレスラッチ部と、前記アクセスカウントアドレスラッチ部がカウントした、同一アドレスに対するアクセスの個数が、所定の値を越えている場合に、前記アドレスラッチ部に、前記同一アドレスをラッチさせる上限判定部と、を含む半導体記憶装置である。 (7) Further, in the semiconductor memory device according to any one of (2) to (6), the present invention provides an address and an active command applied to the memory cell specified by the address. An access count address latch unit that receives and monitors the address when the active command is received, and counts the number of accesses to the same address, and the number of accesses to the same address counted by the access count address latch unit, It is a semiconductor memory device including an upper limit determination unit that causes the address latch unit to latch the same address when the value exceeds a predetermined value.
(8)また、本発明は、(1)から(7)のいずれか1項に記載の半導体記憶装置において、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスと、前記アドレスラッチ部が既にラッチしているアドレスと、を比較し、比較の結果、異なるアドレスである場合に、前記アドレスラッチ部にラッチ動作を実行させるアドレス比較部、を含む半導体記憶装置である。 (8) Further, according to the present invention, in the semiconductor memory device according to any one of (1) to (7), the address when the active command is received and the address latch unit have already latched. The semiconductor memory device includes: an address comparison unit that compares the address and an address comparison unit that causes the address latch unit to perform a latch operation when the addresses are different as a result of the comparison.
(9)また、本発明は、(2)から(7)のいずれか1項に記載の半導体記憶装置において、前記アドレスラッチ部が既にラッチしているn個未満のアドレスと、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスとを比較し、比較の結果、異なるアドレスである場合にのみ、前記アドレスラッチ部に、新たに前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスのラッチ動作を実行させるアドレス比較部、を含む半導体記憶装置である。 (9) Further, according to the present invention, in the semiconductor memory device according to any one of (2) to (7), the number of addresses less than n already latched by the address latch unit and the active command are An address comparison unit that compares the address when it is received, and causes the address latch unit to execute the latch operation of the address when the active command is newly received, only when the comparison result shows that the addresses are different. It is a semiconductor memory device including.
(10)また、本発明は、(8)又は(9)記載の半導体記憶装置において、前記アドレス比較部は、前記リフレッシュ制御部が、正規リフレッシュ動作を前記メモリアクセス制御部に指示した際のリフレッシュアドレスが、前記アドレスラッチ部がラッチしたアドレスの近傍のアドレスである場合に、前記アドレスラッチ部がラッチする前記アドレスをリセットする半導体記憶装置である。 (10) The present invention provides the semiconductor memory device according to (8) or (9), in which the address comparison section is refreshed when the refresh control section instructs the memory access control section to perform a normal refresh operation. The semiconductor memory device resets the address latched by the address latch unit when the address is near the address latched by the address latch unit.
(11)また、本発明は、(1)から(10)のいずれか1項に記載の半導体記憶装置において、受信する前記アクティブコマンドをモニタし、前記リフレッシュコマンドを受信した後、前記アクティブコマンドを受信しない場合は、前記リフレッシュ制御部が前記割込みリフレッシュ動作を前記メモリアクセス制御部に指示することを抑止するモニタ部、をさらに含む半導体記憶装置である。 (11) Further, according to the present invention, in the semiconductor memory device according to any one of (1) to (10), the active command to be received is monitored, the active command is transmitted after the refresh command is received. The semiconductor memory device further includes a monitor unit that inhibits the refresh control unit from instructing the memory access control unit to perform the interrupt refresh operation when not receiving.
(12)また、本発明は、(1)から(11)のいずれか1項に記載の半導体記憶装置において、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスの近傍のアドレスとは、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスを+1したアドレス、又は、−1したアドレスのいずれかである半導体記憶装置である。 (12) Further, according to the present invention, in the semiconductor memory device according to any one of (1) to (11), the active command is received in the vicinity of an address when the active command is received. The semiconductor memory device is either an address obtained by adding +1 to the address obtained when the data is added or an address obtained by adding -1.
(13)また、本発明は、(1)から(12)のいずれか1項に記載の半導体記憶装置において、前記アクティブコマンドは、前記メモリ部のワード線を活性化させるコマンドであり、少なくとも、リードコマンド、ライトコマンド、リフレッシュコマンド、を含むことを特徴とする半導体記憶装置である。 (13) The present invention provides the semiconductor memory device according to any one of (1) to (12), wherein the active command is a command for activating a word line of the memory section, and at least: A semiconductor memory device including a read command, a write command, and a refresh command.
このように、本発明によれば、RowHammer問題に対処するために実行する割込みリフレッシュを、有効であると推察される行(アドレス)に対して実行している。従って、行に対するアクセスをカウントする回路を、各行毎に備えさせる必要がなくなる。その結果、RowHammer問題に対処するための回路の面積を従来より小さくする事ができ、DRAMのチップ面積の増大防止を図ることができる。 As described above, according to the present invention, the interrupt refresh executed to deal with the RowHammer problem is executed for the row (address) which is estimated to be effective. Therefore, it is not necessary to provide a circuit for counting the access to each row for each row. As a result, the area of the circuit for dealing with the RowHammer problem can be made smaller than before, and the increase in the chip area of the DRAM can be prevented.
以下、本発明の好適な実施形態に係る積層型半導体装置を、図面に基づき詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, a stacked semiconductor device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiment described below is an example as a means for realizing the present invention, and should be appropriately modified or changed according to the configuration of the device to which the present invention is applied and various conditions. However, the present invention is not limited to the embodiment.
第1.実施形態1
構成
図1は、本実施形態1におけるDRAM装置のRowHammer対策回路10を示す回路ブロック図である。図1に示すRowHammer対策回路10は、DRAM装置の構成の一部である。図1中、メモリ18以外の部分が、RowHammer対策回路10である。すなわち、RowHammer対策回路10は、Activeモニタ回路12と、リフレッシュ制御回路14と、メモリアクセス制御回路16と、アドレスラッチ回路20a、20bと、アドレス比較回路22と、から構成される。後述する各実施形態でも、メモリを除く部分がRowHammer対策回路である。
First. Embodiment 1
Configuration FIG. 1 is a circuit block diagram showing a
図1において、DRAM装置には、外部入力コマンドと、外部入力アドレスと、が共に入力される。この外部入力アドレスで指定されたメモリセルに対して、外部入力コマンドで指定された動作を、DRAM装置は実行する。このように、DRAM装置には、外部入力アドレスと、この外部入力アドレスで指定されるメモリセルに対する処理を指定する外部入力コマンドとが、同時に入力される。
外部入力コマンドは、メモリアクセス制御回路16に入力する。メモリアクセス制御回路16は、DRAM装置の動作を制御する回路であり、入力された外部入力コマンドに基づき、メモリ18に関して所定の動作を実行する。
なお、メモリ18は、請求の範囲のメモリ部の好適な一例に相当する。また、後述する実施形態におけるメモリ38、58、78も、請求の範囲のメモリ部の好適な一例に相当する。
In FIG. 1, an external input command and an external input address are both input to the DRAM device. The DRAM device executes the operation designated by the external input command with respect to the memory cell designated by the external input address. Thus, the external input address and the external input command designating the process for the memory cell designated by the external input address are simultaneously input to the DRAM device.
The external input command is input to the memory
The
本実施形態1においては、外部入力コマンドは、メモリアクセス制御回路16に加えて、Activeモニタ回路12と、リフレッシュ制御回路14と、アドレスラッチ回路20a、20bと、アドレス比較回路22と、に入力されている。
外部入力アドレスは、メモリアクセス制御回路16に入力される。メモリアクセス制御回路16は、DRAM装置の動作を制御する回路であり、入力された外部入力アドレスが指定するメモリセルに対して、外部入力コマンドが指定する所定の動作を実行する。
In the first embodiment, the external input command is input to the
The external input address is input to the memory
本実施形態1においては、外部入力アドレスは、メモリアクセス制御回路16に加えて、アドレスラッチ回路20a、20bと、アドレス比較回路22と、に入力されている。
リフレッシュ制御回路14は、DRAM装置のリフレッシュを制御する回路であり、まず外部入力コマンドとして、リフレッシュコマンドが入力された場合は、メモリアクセス制御回路16を制御して、正規の(通常の)リフレッシュ動作を実行させる。この動作自体は、文字通り、従来からのリフレッシュ動作そのものである。
メモリアクセス制御回路16は、請求の範囲のメモリアクセス制御部の好適な一例に相当する。後述する実施形態2〜4のメモリアクセス制御回路36、56、76も同様に目請求の範囲のメモリアクセス制御部の好適な一例に相当する。
In the first embodiment, the external input address is input to the
The
The memory
本実施形態1においてリフレッシュ制御回路14の特徴的な事項は、正規のリフレッシュ動作を実行する際に、そのリフレッシュコマンドが入力されるまでに入力されたアクティブコマンドが存在した場合は、正規のリフレッシュ動作に加えて、割込みリフレッシュ動作を実行することである。
The characteristic feature of the
本実施形態1において、アクティブコマンドとは、DRAM装置のメモリ18内のワード線を活性化(アクティベイト)させる外部入力コマンドであり、リードコマンド、ライトコマンド、リフレッシュコマンド、等が代表的なアクティブコマンドである。
このようなアクティブコマンドが特定のアドレスに集中して入力された場合、上述したようにRowHammer問題が発生する。そこで、本実施形態1においては、RowHammer問題の原因となり得るアクティブコマンドをモニタ等をしているのである。
なお、リフレッシュ制御回路14は、請求の範囲のリフレッシュ制御部の好適な一例に相当する。また、後述する実施形態におけるリフレッシュ制御回路34、54、74も、請求の範囲のリフレッシュ制御部の好適な一例に相当する。
In the first embodiment, the active command is an external input command for activating (activating) the word line in the
When such active commands are intensively input to a specific address, the RowHammer problem occurs as described above. Therefore, in the first embodiment, an active command that may cause a RowHammer problem is monitored.
The
アクティブコマンドが存在したか否かは、Activeモニタ回路12が判断する。Activeモニタ回路12は、外部入力コマンドをモニタしており、リフレッシュコマンドが入力されてから、次のリフレッシュコマンドが入力されるまでに、所定のアクティブコマンドが入力されたか否かを監視する回路である。
The
Activeモニタ回路12は、外部入力コマンドをモニタしており、リフレッシュコマンドがDRAM装置に入力されてから、アクティブコマンドが全く入力されないまま、再びリフレッシュコマンドが入力された場合は、後述するリフレッシュ制御回路14を制御して割込みリフレッシュを行わせない(割込みリフレッシュ動作を抑制する)。この場合は、リフレッシュ制御回路14は、メモリアクセス制御回路16には通常の正規のリフレッシュ動作のみ指示し、正規リフレッシュ動作のみを実行させ、割込みリフレッシュ動作は実行させない。
ただし、メモリアクセス制御回路16は、リフレッシュ制御回路14が割込みリフレッシュ動作を抑制する場合でも、アドレスラッチ回路20がアドレスをラッチしている場合は、そのアドレスを基礎として割込みリフレッシュを実行する。
なお、Activeモニタ回路12は、請求の範囲のモニタ部の好適な一例に相当する。また、後述するActiveモニタ回路32、52、72も御回路も、請求の範囲のモニタ部の好適な一例に相当する。
The
However, even when the
The
他方、リフレッシュ制御回路14は、Activeモニタ回路12が割込みリフレッシュ動作を抑制しない場合(アクティブコマンドが存在した場合)は、正規リフレッシュ動作を実行する際に、割込みリフレッシュ動作をメモリアクセス制御回路16に実行させる。
On the other hand, when the
アドレスラッチ回路20a、20bは、割込みリフレッシュ動作を実行する際のアドレスを保持するラッチ回路であり、リフレッシュ制御回路14は、アドレスラッチ回路20に保持されているアドレスに関連して、割込みリフレッシュをメモリアクセス制御回路16に指示する。
アドレスラッチ回路20は、外部入力コマンドを監視しており、リフレッシュコマンド以外のアクティブコマンドが入力された場合に、その(リフレッシュコマンド以外の)外部入力コマンドが入力された際の外部入力アドレスをラッチする。
The
The address latch circuit 20 monitors an external input command and, when an active command other than the refresh command is input, latches the external input address when the external input command (other than the refresh command) is input. ..
本実施形態1においては、2個のアドレスラッチ回路20a、20bが備えられており、2個のアドレスをラッチすることができる。このラッチ個数の「2」は、請求範囲のnの好適な一例に相当する。
アドレス比較回路22は、アドレスラッチ回路20が同一のアドレスをラッチしないように制御する回路である。アドレスラッチ回路20は、アクティブコマンドが入力される度に外部入力アドレスをラッチしていくが、これからラッチしようとするアドレスと、既にアドレスラッチ回路20がラッチしているアドレスとが、アドレス比較回路22によって比較されている。この比較の結果、既にラッチされているアドレスと、これからラッチしようとするアドレスとが同一である場合は、アドレス比較回路22は、アドレスラッチ回路20を制御して、ラッチ動作を中止させる。このような動作によって、同一のアドレスがラッチされることを防止している。
なお、アドレス比較回路22は、請求の範囲のアドレス比較部の好適な一例に相当する。また、後述する実施形態におけるアドレス比較回路42、62、82も、請求の範囲のアドレス比較部の好適な一例に相当する。
In the first embodiment, two
The
The
本実施形態1においては、アドレスラッチ回路20がラッチするアドレスは割込みリフレッシュの基礎となるアドレスである。したがって、同一のアドレスをラッチする意味は無いので、アドレスラッチ回路20aと、アドレスラッチ回路20bとに別のアドレスをラッチさせるために、アドレス比較回路22が設けられている。
In the first embodiment, the address latched by the address latch circuit 20 is the address that is the basis of interrupt refresh. Therefore, since it is meaningless to latch the same address, the
本実施形態1におけるアドレスラッチ回路20a、20bは、外部入力コマンドを監視しており、外部入力コマンドがリフレッシュコマンドである場合に、所定のタイミングでリセットされ、新たにアドレスをラッチ可能な状態になる。そして、リフレッシュコマンド以外のアクティブコマンドが入力される度に、その際に入力される外部入力アドレスをラッチする。アドレスラッチ回路20は、このラッチ動作を2回実行し、2個のアドレスをラッチした後、ラッチ動作を停止する。
The
このような動作によって、アドレスラッチ回路20は、リフレッシュコマンドと、リフレッシュコマンドとの間において入力されたアクティブコマンドの際の外部入力アドレスを、最大2個ラッチすることになる。
すなわち、アドレスラッチ回路20は、リフレッシュコマンドが入力されてから、原則として最初の2個のアクティブコマンドの(異なる)アドレスがラッチする。このようにしてラッチされたアドレスを基礎として、リフレッシュコマンドが入力された際の割込みリフレッシュが実行される。
なお、アドレスラッチ回路20は、請求の範囲のアドレスラッチ部の好適な一例に相当する。また、後述する実施形態におけるアドレスラッチ回路40、60、80も、請求の範囲のアドレスラッチ部の好適な一例に相当する。
By such an operation, the address latch circuit 20 latches a maximum of two external input addresses at the time of an active command input between refresh commands.
That is, in principle, the address latch circuit 20 latches the (different) addresses of the first two active commands after the refresh command is input. Based on the address thus latched, interrupt refresh is executed when a refresh command is input.
The address latch circuit 20 corresponds to a preferred example of the address latch unit in the claims. The address latch circuits 40, 60, 80 in the embodiments described later also correspond to a suitable example of the address latch unit in the claims.
本実施形態1において特徴的なことは、リフレッシュ制御回路14が、リフレッシュコマンドに基づき正規リフレッシュ動作を行う際に、前回の正規リフレッシュと今回の割込みリフレッシュ動作との間において入力されたアクティブコマンドの際のアドレスをラッチしている(保持している)ことである。そして、このラッチしたアドレスに基づき割込みリフレッシュを実行している。これによって、RowHammer問題の原因となるアクティブコマンドが入力された際のアドレスに基づく割込みリフレッシュ動作を実行することができ、RowHammer問題の発生しそうなアドレスに対する割込みリフレッシュ動作を行うことが可能である。
A feature of the first embodiment is that when the
動作
以下、図1で説明した本実施形態1のRowHammer対策回路10の動作を図2のタイムチャートに基づき説明する。
Operation Hereinafter, the operation of the
図2のタイムチャートにおいて、CMDは、図1における外部入力コマンドを表す。ACTは、リフレッシュコマンド以外のアクティブコマンドを表し、リードコマンド等である。PREはDRAM装置に対するプリチャージを表す。REFはリフレッシュコマンドを表す。
図2のWL_Emableは、メモリアクセス制御回路16がメモリ18に対して出力する信号であり、ワード(行)線を活性化(アクティベイト)させる信号である。
図2の外部入力アドレスは、図1の外部入力アドレスを表す。
図2のアドレスラッチ1setは、図1におけるアドレスラッチ回路20aを表し、アドレスラッチ2setは、図1におけるアドレスラッチ回路20bを表す。
In the time chart of FIG. 2, CMD represents the external input command in FIG. ACT represents an active command other than the refresh command, and is a read command or the like. PRE represents the precharge for the DRAM device. REF represents a refresh command.
WL_Enable in FIG. 2 is a signal output from the memory
The external input address of FIG. 2 represents the external input address of FIG.
Address latch 1set in FIG. 2 represents the
図2のタイムチャートにおいて、まず、アクティブコマンドACTが入力されると、それに応じて、メモリアクセス制御回路16がWL_Enableを1パルス出力する。なお、その1パルスの中の所定のタイミングでプリチャージPREが出されている。
In the time chart of FIG. 2, when the active command ACT is input, the memory
図2のタイムチャートにおいては、2個のアクティブコマンドACTが連続して入力されており、その際の外部入力アドレスは、順に#000、#100となる。最初のアドレス#000は、アドレスラッチ1set(アドレスラッチ回路20a)にラッチされる。また、次のアドレス#100は、アドレスラッチ2set(アドレスラッチ回路20b)にラッチされる。
In the time chart of FIG. 2, two active commands ACT are continuously input, and the external input addresses at that time are #000 and #100 in order. The
2個のアクティブコマンドACTに引き続き、リフレッシュコマンドREFが入力されると、リフレッシュ制御回路14はこのリフレッシュコマンドREFに基づき、リフレッシュ動作をメモリアクセス制御回路16に指示する。
When the refresh command REF is input subsequently to the two active commands ACT, the
リフレッシュ制御回路14は、リフレッシュコマンドREF、及びリフレッシュ制御回路14からの指示に基づき、まず、正規(通常)のリフレッシュ動作を実行する。図2で示す例では、所定のリフレッシュカウンタの値が3個用いられ、3回のリフレッシュ動作が実行されている。図2において、counter値は、所定の(不図示の)リフレッシュカウンタの値であり、図2では全て「counter値」と表されているが、リフレッシュ動作毎に+2ずつインクリメントしていく値である。本実施形態1では、1回のリフレッシュ動作で2本のワード線に対するリフレッシュ動作が一度に実行されるものとしており、counter値は+2ずつ増加していく。
The
本実施形態において特徴的なことは、3回の正規のリフレッシュ動作に引き続き、割込みリフレッシュ動作を実行することである。リフレッシュ制御回路14は、メモリアクセス制御回路16にこの割込みリフレッシュ動作の指示も実行する。但し、上述したように、Activeモニタ回路12が、アクティブコマンドを検出しなかった場合は、リフレッシュ制御回路14は、メモリアクセス制御回路16に対して割込みリフレッシュ動作の指示を行わず、図2における割込みリフレッシュ動作は実行されない。
A feature of this embodiment is that the interrupt refresh operation is executed subsequent to the regular refresh operation performed three times. The
本実施形態1においては、割込みリフレッシュ動作は1回行われる。その際のアドレスは、アドレスラッチ1setと、アドレスラッチ2setとにラッチされているアドレスを交互に基礎として用いて行われる。図2の例では、アドレスラッチ1setがラッチしているアドレス#000が基礎として用いられている。実際に割込みリフレッシュ動作の対象となるアドレスは、アドレス#000の「近傍」のアドレスである。本実施形態1では、例えば、アドレスラッチ回路20にラッチされているアドレスの下位1ビットを反転させた値が用いられている。すなわちアドレスラッチ1set又は2setにラッチされているアドレスを+1、又は−1したアドレスがリフレッシュ動作の対象となるアドレスである。図2の例では、アドレスラッチ1setがラッチするアドレス#000を+1したアドレスである#001がリフレッシュ動作の対象となるアドレスである。
In the first embodiment, the interrupt refresh operation is performed once. The address at that time is determined by alternately using the addresses latched in the address latch 1set and the address latch 2set as a basis. In the example of FIG. 2, the
本実施形態1に係るDRAM装置は、例として、ワード線が2本毎にペアとして制御されているDRAM装置を例として説明する。このようなDRAM装置においては、そのペアとなるワード線が近接して配置されており、RowHammer問題が生じるワード線は、そのペアの相方のワード線であることが予め判明している。そのため、アドレスラッチ回路20にラッチされているアドレスに対してアクティブコマンドが適用された場合に、RowHammer問題が発生するのは、そのラッチされているアドレスの最下位1ビットを反転させたアドレス、すなわち+1又は−1したアドレスとなる。 The DRAM device according to the first embodiment will be described by taking, as an example, a DRAM device in which every two word lines are controlled as a pair. In such a DRAM device, the word lines forming the pair are arranged close to each other, and it is known in advance that the word line causing the RowHammer problem is the opposite word line of the pair. Therefore, when the active command is applied to the address latched in the address latch circuit 20, the RowHammer problem occurs when the least significant 1 bit of the latched address is inverted, that is, The address becomes +1 or -1.
メモリアクセス制御回路16は、アドレスラッチ回路20にラッチされているアドレスの最下位1ビットを反転させて、割込みリフレッシュ動作を実行するアドレスを算出している。
なお、本実施形態1においては、アドレスラッチ回路20は、2個のアドレスをラッチしている。そこで、割込みリフレッシュ動作においては、いずれか一方のアドレスを基礎としてリフレッシュ動作に係るアドレスを計算している。そして、計算の基礎となったアドレスは、リフレッシュ動作後、リセットされて、新たなアドレスをラッチ可能な状態に移行する。図2の例では、アドレスラッチ1setの#000が用いられて、#001に対して割込みリフレッシュ動作を実行しているので、アドレスラッチ1setがリセットされて新たなアドレスをラッチ可能な状態になる。その結果、図2において、アドレスラッチ1setは、リフレッシュ動作直後のアクティブコマンドACTが入力された際の外部入力アドレス#111がラッチされている。
The memory
In the first embodiment, the address latch circuit 20 latches two addresses. Therefore, in the interrupt refresh operation, the address related to the refresh operation is calculated based on one of the addresses. Then, the address that is the basis of the calculation is reset after the refresh operation, and a state where a new address can be latched is entered. In the example of FIG. 2, since #000 of the address latch 1set is used to execute the interrupt refresh operation for #001, the address latch 1set is reset and a new address can be latched. As a result, in FIG. 2, the address latch 1set latches the external
他方、アドレスラッチ2setがラッチするアドレス#100は、割込みリフレッシュ動作で基礎として用いられていないので、ラッチしたアドレスは保持される。そして、次回のリフレッシュ動作における割込みリフレッシュ動作において基礎として用いられる。すなわち、図2に示されたリフレッシュ動作の次に行われるリフレッシュ動作においては、アドレスラッチ2setにラッチされているアドレスである#100を+1した#101に対して割込みリフレッシュ動作が実行される。
On the other hand, the
このように、本実施形態1においては、アドレスラッチ回路20は2個のアドレスをラッチすることができ、それぞれに交互に、割込みリフレッシュ動作の基礎として用いられる。そして、割込みリフレッシュ動作の対象となるアドレスの算出の基礎となった方のアドレスラッチ(1set又は2set)はリセットされ、あらたなアドレスをラッチ可能な状態となる。 As described above, in the first embodiment, the address latch circuit 20 can latch two addresses, and the addresses are alternately used as the basis of the interrupt refresh operation. Then, the address latch (1set or 2set) that is the basis of the calculation of the address that is the target of the interrupt refresh operation is reset, and a new address can be latched.
なお、リフレッシュコマンドと、リフレッシュコマンドとの間に、他のアクティブコマンドが入力されない場合は、上述したように、Activeモニタ回路32がリフレッシュ制御回路14を制御し、割込みリフレッシュ動作を実行させずに、正規リフレッシュ動作のみを実行させる。
When another active command is not input between the refresh commands, the
RowHammer問題への考え方
RowHammer問題に対応するために本願発明者らは下記のように考えた。
Approach to the RowHammer problem In order to deal with the RowHammer problem, the inventors of the present invention considered as follows.
(1)まず、最大RowHammerの回数を検討する。
本実施形態1にかかるDRAM装置の1バンク当たりの全ワード数は、例えば32k(WL)であるとして検討する。ここで、WLは、WordLineであり、ワード線の本数である。
(1) First, the maximum number of RowHammers is examined.
Consider that the total number of words per bank of the DRAM device according to the first embodiment is, for example, 32 k (WL). Here, WL is WordLine, which is the number of word lines.
1回の正規リフレッシュ(AREF(AutoRefresh))でリフレッシュされるワード本数は、本実施形態1においては、上述したように、1バンク当たり、6WL(WordLine)である。図2で説明したように、2本のワード線を3回アクセスするので、計6本である。
また、リフレッシュ動作の周期tREFは、7.8μsである。すなわち、原則として7.8μsec毎にリフレッシュコマンドがDRAM装置に入力する。
また、アクティブコマンドが入力する間隔tRC(min)は、50nsであるとする。このtRCは、最小値である。
In the first embodiment, the number of words refreshed by one normal refresh (AREF (AutoRefresh)) is 6 WL (WordLine) per bank as described above. As described with reference to FIG. 2, since two word lines are accessed three times, the total number is six.
The cycle tREF of the refresh operation is 7.8 μs. That is, in principle, the refresh command is input to the DRAM device every 7.8 μsec.
Further, the interval tRC(min) for inputting the active command is 50 ns. This tRC is the minimum value.
(2)以上のような前提の下、1バンクのワード線を全てリフレッシュするのに必要な正規のリフレッシュ回数は、下記のように計算される。
32kWL/6WL 約5333回
リフレッシュ周期tREFは7.8μsであるので、1バンクが全リフレッシュされるまでの時間は、
(32kWL/6WL)*7.8μs 約41600μs
である。この時間の間にアクティブコマンドが出される回数は、
((32kWL/6WL)*7.8μs/50ns)
=832k
である。したがって、リフレッシュ間隔中に最大832k回のアクティブコマンドがかかる可能性がある。これをRH(max)=832kと記す。
(2) Under the above premise, the regular refresh number required to refresh all the word lines of one bank is calculated as follows.
32kWL/6WL about 5333 times The refresh cycle tREF is 7.8 μs, so the time required for completely refreshing one bank is
(32kWL/6WL)*7.8μs About 41600μs
Is. The number of times an active command is issued during this time is
((32kWL/6WL)*7.8μs/50ns)
=832k
Is. Therefore, the active command may be applied up to 832k times during the refresh interval. This is described as RH(max)=832k.
(3)RH問題を解決するめの処理を施す必要がある対象ワード線数
また、そのDRAM装置を形成する半導体プロセスにおいて、そのプロセスが保証するRH回数、すなわちRowHammer問題が発生しないアクティブコマンドの回数を100kとする。すなわち、100k回アクティブコマンドが適用される前にリフレッシュ動作を行えば、RowHammer問題は発生しない。
(3) Number of target word lines that need to be processed to solve the RH problem Also, in the semiconductor process for forming the DRAM device, the number of RHs guaranteed by the process, that is, the number of active commands that does not cause the RowHammer problem is determined. It is 100k. That is, if the refresh operation is performed before the active command is applied 100 k times, the RowHammer problem does not occur.
したがって、RowHammer問題に対して対応しなければならないワード線数は、約8.32本となる。
8.32(WL) = 832k/100k
このように、RowHammer問題に関して処理を施す必要がある対象ワードをRH対象ワードと称する。ここでは、RH対象ワード本数は、約8.32本となる。
Therefore, the number of word lines that must be dealt with for the RowHammer problem is about 8.32.
8.32(WL)=832k/100k
Thus, the target word that needs to be processed for the RowHammer problem is called the RH target word. Here, the number of RH target words is about 8.32.
(4)また、正規リフレッシュ(AREF)時に、RH対象ワードにhitする(そのワードへのリフレッシュが実行される)確率を検討する。
まず、リフレッシュコマンドが入力される直前にRH対象ワードを活性化(アクティベート)していた確率を、0.1202(=100/832)と求める。すると、N回リフレッシュ動作を実行する間にRH対象ワードを一度もHitしない確率は、下記のように、求められる。
N=1 0.8837
N=2 0.7810
N=X 100*(100/832)のX乗
N=5.3K/64 0.000028 AREFコマンド(リフレッシュコマンド)64回に1回割込みリフレッシュを実行する。
N=5.3K/8 3.8E−35 AREFコマンド(リフレッシュコマンド)8回に1回割込みリフレッシュを実行する。
N=5.3K 4.2E−290 AREFコマンド(リフレッシュコマンド)1回に1回割込みリフレッシュを実行する。本実施形態1に相当する。
(4) Also, at the time of normal refresh (AREF), the probability of hitting the RH target word (refreshing that word is executed) is examined.
First, the probability of activating the RH target word immediately before the refresh command is input is calculated as 0.1202 (=100/832). Then, the probability of never hitting the RH target word during the refresh operation N times is obtained as follows.
N=1 0.8837
N=2 0.7810
N=
N=5.3K/8 3.8E-35 AREF command (refresh command) Execute interrupt refresh once every eight times.
N=5.3K 4.2E-290 AREF command (refresh command) Executes interrupt refresh once at a time. This corresponds to the first embodiment.
このように、本実施形態1において採用する割込みリフレッシュ方式によれば、アクティブコマンドが入力された際の外部入力アドレスを基礎として、割込みリフレッシュ動作を正規のリフレッシュ動作毎に行えば、高い確率で、RowHammer問題が生じないように制御することができる。
このように、本実施形態1によれば、ワード線毎にカウンタを設けずとも、RowHammer問題に対処することができるDRAM装置を実現することができる。したがって、半導体チップの面積をより有効に利用することができる、面積効率に優れたDRAM装置を提供することができる。
As described above, according to the interrupt refresh method adopted in the first embodiment, if the interrupt refresh operation is performed for each regular refresh operation on the basis of the external input address when the active command is input, the probability is high. It can be controlled so that the RowHammer problem does not occur.
As described above, according to the first embodiment, it is possible to realize the DRAM device capable of coping with the RowHammer problem without providing a counter for each word line. Therefore, it is possible to provide a DRAM device which can utilize the area of the semiconductor chip more effectively and is excellent in area efficiency.
実施形態1の変形例
(1)上記実施形態1においては、正規の(通常の)リフレッシュ動作と、リフレッシュ動作の間に入力されたアクティブコマンドの際の外部入力アドレスを基礎として、割込みリフレッシュを行っている。特に、リフレッシュ動作後の「最初の」2個のアクティブコマンドが入力された際のアドレスをラッチし、割込みリフレッシュ動作に利用する例を説明した。すなわち、実施形態1においては、アドレスラッチ回路20は、最初の2個のアドレスをラッチした後、停止する。
Modification of First Embodiment (1) In the first embodiment, interrupt refresh is performed on the basis of a normal (normal) refresh operation and an external input address at the time of an active command input during the refresh operation. ing. In particular, the example has been described in which the address when the "first" two active commands are input after the refresh operation is latched and used for the interrupt refresh operation. That is, in the first embodiment, the address latch circuit 20 latches the first two addresses and then stops.
しかし、アドレスラッチ回路20は、停止せずにラッチし続けてもよい。このように構成した場合は、リフレッシュ動作を実行する直前のアクティブコマンド2個のアドレスがラッチされることになる。したがって、「最初の」2個のアドレスではなく、そのリフレッシュ動作の間の期間における「最後の」アクティブコマンドの際のアドレスがラッチされ、割込みリフレッシュの際のアドレスの基礎として利用されてもよい。
つまり、どのタイミングでアドレスをラッチしてもよい。そのDRAM装置のアプリケーション、そのDRAM装置が用いられるコンピュータの用途等で適宜調整してよい。
However, the address latch circuit 20 may continue latching without stopping. With this configuration, the addresses of the two active commands immediately before the refresh operation is latched. Therefore, rather than the "first" two addresses, the address during the "last" active command during the period between its refresh operations may be latched and used as the basis for the address during an interrupt refresh.
That is, the address may be latched at any timing. It may be appropriately adjusted depending on the application of the DRAM device, the application of the computer in which the DRAM device is used, and the like.
(2)上記実施形態1においては、アドレスラッチ回路20は、2個(請求の範囲のnの好適な一例に相当する)のアドレスをラッチ可能に構成している。しかし、ラッチ個数は1個でもよい。すなわちn=1でもよい。また、より多くのアドレスをラッチ可能に構成してもよい。すなわちn≧3の自然数であってよい。後述する実施形態2〜4においても同様にn=2の場合の例を示しているが、n=1やn≧3であってもよい。
(3)また、上記実施形態1においては、正規リフレッシュ1回に対して、1個のアドレスに割込みリフレッシュ動作を実行したが、正規リフレッシュ動作1回に対して、2個以上のアドレスに割込みリフレッシュ動作を実行させてもよい。
(4)また、上記実施形態1においては、アクティブコマンドが入力された際のアドレスに隣接するアドレスをRowHammer問題が生じる可能性のあるアドレスとして割込みリフレッシュ動作の対象とした。しかし、隣接するアドレスではなく、近傍のアドレスとしてもよく、また、近傍の複数本のアドレスのワード線を対象として割込みリフレッシュ動作を実行してもよい。
(2) In the first embodiment, the address latch circuit 20 is configured to be able to latch two addresses (corresponding to a preferable example of n in the claims). However, the number of latches may be one. That is, n may be 1. Further, more addresses may be latchable. That is, it may be a natural number of n≧3. Similarly, in Embodiments 2 to 4 described later, an example in the case of n=2 is shown, but n=1 or n≧3 may be satisfied.
(3) In the first embodiment, the interrupt refresh operation is performed on one address for each regular refresh operation. However, the interrupt refresh operation is performed for two or more addresses for each regular refresh operation. The operation may be executed.
(4) Further, in the first embodiment, the address adjacent to the address when the active command is input is set as the target of the interrupt refresh operation as the address that may cause the RowHammer problem. However, the address may be a neighboring address instead of the adjacent address, and the interrupt refresh operation may be executed for the word lines of a plurality of neighboring addresses.
第2.実施形態2
上記実施形態1では、リフレッシュコマンドが入力(発行)されてから、最初の2個の外部入力アドレスをラッチしていた。しかし、任意の場所(タイミング)のアドレスをラッチしてもよい。本実施形態2では、アドレスのラッチを開始するタイミングを任意に設定することができるRowHammer対策回路を備えたDRAM装置を説明する。
Second. Embodiment 2
In the first embodiment, the first two external input addresses are latched after the refresh command is input (issued). However, the address at any place (timing) may be latched. In the second embodiment, a DRAM device including a RowHammer countermeasure circuit capable of arbitrarily setting the timing of starting address latch will be described.
構成
図3は、本実施形態2におけるDRAM装置のRowHammer対策回路30を示す回路ブロック図である。図3に示すRowHammer対策回路30は、DRAM装置の構成の一部である。図3中、メモリ38以外の部分が、RowHammer対策回路30である。すなわち、RowHammer対策回路30は、ActiveモニタStart制御回路31と、Activeモニタ回路32と、リフレッシュ制御回路34と、メモリアクセス制御回路36と、アドレスラッチ回路40a、40bと、アドレス比較回路42と、から構成される。
図3において、上述した図1と異なる構成は、ActiveモニタStart制御回路31であり、その他の構成は、基本的に実施形態1の図1と同様であり、基本的には同様の動作を実行する。
Configuration FIG. 3 is a circuit block diagram showing the
In FIG. 3, the configuration different from that of FIG. 1 described above is the Active monitor
本実施形態2におけるActiveモニタStart制御回路31は、外部入力コマンドを監視しており、リフレッシュコマンドが入力されてから、例えば3番目のアクティブコマンドを検出されてからActiveモニタEnable信号をenable(「1」)に設定し、Activeモニタ回路32、及び、アドレスラッチ回路40a、40bの動作を開始させる。
なお、ActiveモニタStart制御回路31は、請求の範囲のモニタスタート部の好適な一例に相当する。また、後述する実施形態におけるActiveモニタStart制御回路51、71も、請求の範囲のモニタスタート部の好適な一例に相当する。
Activeモニタ回路32は、実施形態1の図1のActiveモニタ回路12とほぼ同様の動作を実行する。図3のActiveモニタ回路32は、図1のActiveモニタ回路12と異なり、ActiveモニタEnable信号が「1」の場合のみ、外部入力コマンドの監視を行い、アクティブコマンドが入力されたか否かを検出している。
The Active monitor
The Active monitor
The
したがって、例えば、リフレッシュコマンドREFとリフレッシュコマンドREFとの間で、アクティブコマンドが1個のみ入力された場合は、Activeモニタ回路32は、アクティブコマンドが入力されなかったと判断する。この点が実施形態1と異なる点である。
Therefore, for example, when only one active command is input between the refresh commands REF and the refresh commands REF, the
また、アドレスラッチ回路40a、40bは、実施形態1の図1のアドレスラッチ回路20a、20bほぼ同様の動作を実行する。図3のアドレスラッチ回路40a、40bは、図1のアドレスラッチ回路20a、20bと異なり、ActiveモニタEnable信号が「1」の場合のみ、外部入力アドレスのラッチを行う。
The
したがって、本実施形態2においては、アドレスラッチ回路40a、40bは、リフレッシュコマンドREFとリフレッシュコマンドREFとの間で、3番目入力されたアクティブコマンドの際の外部入力アドレスからラッチを開始する。この点が実施形態1と異なる点である。なお、それ以外の動作は実施形態1のアドレスラッチ回路20a、20bと同様であり、ラッチするアドレスの数が2個である点等は、アドレスラッチ回路20a、20bと同様である。
Therefore, in the second embodiment, the
このように、本実施形態2において特徴的なことは、ラッチを開始するアドレスの位置を任意に指定できる点である。
ActiveモニタStart制御回路31は、ActiveモニタEnable信号を、Activeモニタ回路32に出力し、上述したように、Activeモニタ回路32が外部入力コマンドを監視するタイミングを制御している。また、ActiveモニタStart制御回路31は、同じActiveモニタEnable信号を、アドレスラッチ回路40a、40bに出力し、上述したように、アドレスラッチ回路40a、40bが外部入力アドレスをラッチするタイミングを制御している。
As described above, the characteristic of the second embodiment is that the position of the address for starting the latch can be arbitrarily designated.
The Active monitor
ActiveモニタStart制御回路31の設定するタイミングとして、上記の例では、リフレッシュコマンドREFが入力されてから3番目のアクティブコマンドからというタイミングを設定している。しかし、3番目以外の、4番目でも5番目でもよく、任意設定する事ができる。その設定は、そのDRAM装置の設計段階から決定しておいてもよく、そのDRAM装置の製造プロセス時の試験段階で決定(プログラミング)されていてもよく、DRAM装置の製造後、外部からの制御信号でタイミングを任意に設定可能に構成してもよい。
In the above example, the timing from the third active command after the refresh command REF is input is set as the timing to be set by the Active monitor
なお、このような動作は、一般的に、アクティブコマンドをm個受信してから、アドレスラッチを開始させると表現することもできる。ここで、mは自然数である。
動作
以下、図3で説明した本実施形態2のRowHammer対策回路30の動作を図4のタイムチャートに基づき説明する。
図4のタイムチャートにおいて、図2のタイムチャートと異なる信号は、ActiveモニタEnable信号であり、その他の信号は、基本的に図2のタイムチャートと同様である。また、図4においては、図2と異なり、アドレスラッチ1setは、アドレスラッチ回路40aであり、アドレスラッチ2setは、アドレスラッチ回路40bである。
It should be noted that such an operation can be generally expressed as starting the address latch after receiving m active commands. Here, m is a natural number.
Operation Hereinafter, the operation of the
In the time chart of FIG. 4, a signal different from the time chart of FIG. 2 is an Active monitor Enable signal, and other signals are basically the same as those of the time chart of FIG. In FIG. 4, unlike FIG. 2, the address latch 1set is the
図4のタイムチャートにおいて、まず、アクティブコマンドACTが入力されると、それに応じて、メモリアクセス制御回路16がWL_Enable信号を1パルス出力する。なお、その1パルスの中の所定のタイミングでプリチャージPREが出されている点は、図2と同様である。
In the time chart of FIG. 4, when the active command ACT is input, the memory
図4のタイムチャートにおいては、5個のアクティブコマンドACTが連続して入力されている例が示されている。その際の外部入力アドレスは、順に#000、#100、#200、#300、#400である。
本実施形態2において特徴的なことは、最初の2個のアクティブコマンドが入力されるまでは、ActiveモニタEnable信号が「0」に設定されていることである。この信号は、上述したようにActiveモニタStart制御回路31が生成し、Activeモニタ回路32やアドレスラッチ回路40a、40bに供給している信号である。ActiveモニタStart制御回路31は、2個のアクティブコマンドを検出した後、ActiveモニタEnable信号を「1」に設定し、Activeモニタ回路32の監視機能をenableし、アドレスラッチ回路40a、40bにラッチ動作を開始させる。
The time chart of FIG. 4 shows an example in which five active commands ACT are continuously input. External input addresses at that time are #000, #100, #200, #300, and #400 in order.
A feature of the second embodiment is that the Active monitor Enable signal is set to “0” until the first two active commands are input. This signal is a signal generated by the Active monitor
その結果、Activeモニタ回路32は、3個目のアクティブコマンドからアクティブコマンドを検出し、リフレッシュ制御回路34に、次回の正規リフレッシュ動作の際に割込みリフレッシュ動作を実行させるように制御を行う。
また、アドレスラッチ回路40a、40bは、3番目のアクティブコマンドの際の外部入力アドレスである#200をラッチする。引き続き、4番目のアクティブコマンドの際の外部入力アドレスである#300をラッチする。
As a result, the
Further, the
これによって、図4に示すように、アドレスラッチ1set(アドレスラッチ回路40a)は、アドレス#200をラッチし、アドレスラッチ2set(アドレスラッチ回路40b)は、アドレス#300をラッチする。
5個のアクティブコマンドACTに引き続き、リフレッシュコマンドREFが入力されると、リフレッシュ制御回路34はこのリフレッシュコマンドREFに基づき、リフレッシュ動作をメモリアクセス制御回路36に指示する。
As a result, as shown in FIG. 4, the address latch 1set (
When the refresh command REF is input subsequently to the five active commands ACT, the
メモリアクセス制御回路36は、リフレッシュコマンドREF、及びリフレッシュ制御回路34からの指示に基づき、図2と同様に、3回の正規(通常)のリフレッシュ動作を実行する。
本実施形態2においても、3回の正規のリフレッシュ動作に引き続き、割込みリフレッシュ動作が実行される。この割込みリフレッシュ動作そのものは、実施形態1と同様である。また、割込みリフレッシュ動作は1回行われる。その際のアドレスは、アドレスラッチ1setと、アドレスラッチ2setとにラッチされているアドレスを交互に基礎として用いて行われる点も実施形態1と同様である。
Based on the refresh command REF and the instruction from the
Also in the second embodiment, the interrupt refresh operation is executed subsequent to the regular refresh operation performed three times. The interrupt refresh operation itself is the same as in the first embodiment. Also, the interrupt refresh operation is performed once. The address at that time is similar to that of the first embodiment in that the address latched in the address latch 1set and the address latch 2set are alternately used as a basis.
図4の例では、アドレスラッチ1setがラッチしているアドレス#200が基礎として用いられている。実際に割込みリフレッシュ動作の対象となるアドレスは、アドレス#200の「近傍」のアドレスである。本実施形態2では、例えば、アドレスラッチ回路20にラッチされているアドレスの最下位1ビットを反転させた値#201が近傍のアドレスとして用いられている。
In the example of FIG. 4, the
そのほかの動作は、実施形態1と同様であり、本実施形態2においても、近傍のアドレスとしては隣接したアドレス(最下位1ビットを反転させたアドレス)が用いられている。
なお、図4に示すタイムチャートでは、正規リフレッシュ動作と割込みリフレッシュ動作を実行後は、2番目のアクティブコマンドから外部入力コマンドの監視を行うように、ActiveモニタStart制御回路31が、ActiveモニタEnable信号を2番目のアクティブコマンドから「1」に設定する。これによって、アドレスラッチ回路40a、40bも、2番目のアクティブコマンドから、そのアクティブコマンドが入力された際の外部入力アドレスをラッチし始める。例えば、図4に示す例では、リフレッシュ動作後の2番目のアクティブコマンドの際の外部入力アドレスである#222がアドレスラッチ1setにラッチされる動作が示されている。
Other operations are the same as those in the first embodiment, and in the second embodiment as well, adjacent addresses (addresses with the least significant 1 bit inverted) are used as neighboring addresses.
In the time chart shown in FIG. 4, the Active monitor
以上説明したように、本実施形態2によれば、コマンド監視を開始するタイミングや、アドレスをラッチするタイミングを自由に設定できるので、様々な半導体プロセスのDRAM装置に適用することができ、RowHammer問題の発生を防止しやすくなる。 As described above, according to the second embodiment, the timing for starting command monitoring and the timing for latching addresses can be freely set, and thus the present invention can be applied to DRAM devices of various semiconductor processes, and the RowHammer problem It becomes easy to prevent the occurrence of.
実施形態2の変形例
(1)実施形態1の変形例で説明した様々なバリエーションが、本実施形態2にも適用することができる。例えば、アドレスラッチ回路40a、40bはラッチ動作を連続して実行してもよいし、ラッチするアドレスの数も3個以上でもよい。割込みリフレッシュ動作も2回以上でもよいし、近傍のアドレスもRowHammer問題が発生する可能性のある複数のワード線に広げてもよい。
Modification of First Embodiment (1) Various variations described in the modification of the first embodiment can be applied to the second embodiment. For example, the
(2)また、本実施形態2においては、ActiveモニタStart制御回路は、電源投入後は、3個目のアクティブコマンドから外部入力コマンドの監視を開始させ、3個目のアクティブコマンドから外部入力アドレスのラッチを開始させている。そして、正規リフレッシュ動作が実行された後は、2番目のアクティブコマンドから外部入力コマンドの監視を開始させ、2個目のアクティブコマンドから外部入力アドレスのラッチを開始させている。
このように、電源投入直後と、正規リフレッシュ動作が実行された後では、タイミングを異ならせることが、半導体の動作上、妥当な場合がある。また、それぞれのタイミングも任意に設定することができる。例えば、電源投入直後は4番目のアクティブコマンドから監視を行い、正規リフレッシュ動作が実行された後は6番目のアクティブコマンドから監視を行う等のように設定してもよい。
しかし、半導体プロセスや回路構成によっては、電源投入直後と、正規リフレッシュ動作が実行された後では、同じタイミングを適用してもよい。例えば、ともに4番目のアクティブコマンドから監視を開始すると設定することも好適である。
(2) In the second embodiment, after the power is turned on, the Active monitor Start control circuit starts monitoring the external input command from the third active command, and starts the external input address from the third active command. Is starting to latch. Then, after the normal refresh operation is executed, monitoring of the external input command is started from the second active command, and latching of the external input address is started from the second active command.
As described above, it may be appropriate for the operation of the semiconductor to make the timing different immediately after the power is turned on and after the normal refresh operation is executed. Moreover, each timing can also be set arbitrarily. For example, the monitoring may be performed from the fourth active command immediately after the power is turned on, and the monitoring may be performed from the sixth active command after the regular refresh operation is executed.
However, the same timing may be applied immediately after the power is turned on and after the normal refresh operation is executed, depending on the semiconductor process and the circuit configuration. For example, it is also preferable to set such that the monitoring is started from the fourth active command.
(3)さらに、上述したタイミングは、ランダムなタイミングに設定することも好適である。例えば、今回は3番目のアドレスをラッチし、次回は、5番目のアドレスをラッチする等の処理を行ってもよい。このようなランダムなタイミングは、乱数によって生成してもよいし、アクティブコマンドの発生タイミング等の種々の時間情報等を利用してランダムなタイミングを生成してもよい。このような動作は、ランダムな数k番目のアドレスを受信してから、アドレスラッチを開始すると表現することもできる。また、外部入力アドレスに基づいて乱数を生成し、それに基づき、タイミングを生成してもよい。これらのタイミングは、ActiveモニタStart制御回路31が生成してよい。ここで、ランダムな数kは、自然数である。
(3) Furthermore, it is also preferable to set the above-mentioned timing to random timing. For example, processing such as latching the third address this time and latching the fifth address next time may be performed. Such random timing may be generated by a random number, or random timing may be generated using various time information such as the generation timing of the active command. Such an operation can also be expressed as starting the address latch after receiving the random number kth address. Alternatively, a random number may be generated based on the external input address, and the timing may be generated based on the random number. These timings may be generated by the Active monitor
第3.実施形態3
上記実施形態2では、任意の場所(タイミング)のアドレスをラッチしており、例えば2個のアドレスがラッチされた後は、あらたにアドレスをラッチすることはない。これは、実施形態1も基本的に同様である。
しかし、コンピュータアプリケーションにおいては、しばしば同一アドレスのメモリに対して集中的にアクセスが実行されることが知られている。例えば、同一の変数が連続的に書き換えられる等である。
そのような連続して同一アドレスにアクセスが実行された場合は、RowHammer問題が発生する可能性が高いと考えられる。そのため、上記実施形態2と異なり、一旦、2個のアドレスをラッチした後でも、連続してアクセスされたアドレスがある場合は、これまでにラッチしたアドレスを破棄しても連続してアクセスされたアドレスをラッチすることが好ましい。
Third. Embodiment 3
In the second embodiment, the address at an arbitrary location (timing) is latched. For example, after the two addresses are latched, the address is not newly latched. This is basically the same in the first embodiment.
However, it is known that in computer applications, accesses to the memory at the same address are often intensively executed. For example, the same variable is continuously rewritten.
When such continuous access to the same address is performed, it is considered that there is a high possibility that the RowHammer problem will occur. Therefore, unlike the second embodiment, if there are addresses that are continuously accessed even after the two addresses are once latched, the addresses that have been latched so far are continuously accessed. It is preferable to latch the address.
本実施形態3では、このように、連続してアクセスされたアドレスがあった場合は、そのアドレスをラッチして、そのアドレスを基礎とする割込みリフレッシュを実行することができるRowHammer対策回路を備えたDRAM装置を説明する。 In this way, the third embodiment is provided with the RowHammer countermeasure circuit that can latch the address when there is an address that is continuously accessed and execute the interrupt refresh based on the address. A DRAM device will be described.
構成
図5は、本実施形態3におけるDRAM装置のRowHammer対策回路50を示す回路ブロック図である。図5に示すRowHammer対策回路50は、DRAM装置の構成の一部である。図5中、メモリ58以外の部分が、RowHammer対策回路50である。すなわち、RowHammer対策回路50は、ActiveモニタStart制御回路51と、Activeモニタ回路52と、リフレッシュ制御回路54と、メモリアクセス制御回路56と、アドレスラッチ回路60a、60bと、アドレス比較回路62と、連続アクセスカウント回路64と、連続アクセス上限判定回路66と、から構成される。
図5において、実施形態2の図3と異なる構成は、主として、連続アクセスカウント回路64と、連続アクセス上限判定回路66と、である。その他の構成は、基本的に実施形態2の図3と同様であり、本実施形態3において特に説明する動作を除き、基本的には図3等と同様の動作を実行する。
Configuration FIG. 5 is a circuit block diagram showing a
5, the configuration different from that of FIG. 3 of the second embodiment is mainly a continuous
本実施形態3における連続アクセスカウント回路64は、外部入力コマンドと外部入力アドレスとを監視しており、アクティブコマンドが入力された際の外部入力アドレスが、前回のアクティブコマンドが入力された際の外部入力アドレスと同一である場合に、その同一アドレスの入力回数をカウントし、そのカウント値を連続アクセス上限判定回路66に供給する。
The continuous
また、本実施形態3における連続アクセス上限判定回路66は、上記連続アクセスカウント回路64のカウント値と、所定の上限値uとを比較し、連続アクセスが上限値uを越えているか否かを検査し、越えている場合は、連続アドレスアクセス信号を「1」に設定して出力する。ここで、上限値uは、2以上の自然数である。この連続アドレスアクセス信号は、アドレス比較回路62に供給されている。
なお、連続アクセス上限判定回路66は、請求の範囲の上限判定部の好適な一例に相当する。また、後述する実施形態4における連続アクセス上限判定回路86も、請求の範囲の上限判定部の好適な一例に相当する。
アドレス比較回路62は、基本的に、図1(又は図3)におけるアドレス比較回路22(又は42)と同様の動作を実行する。ただし、本実施形態3のアドレス比較回路62は、上記連続アドレスアクセス信号が「1」になった場合、アドレスラッチ回路60a、60bに対して強制的に外部入力アドレスのラッチを指示する。
Further, the continuous access upper
The continuous access upper
The
アドレスラッチ回路60a、60bは、基本的に図1(又は図3)におけるアドレスラッチ回路20a、20b(又は40a、40b)と同様の動作を実行する、ただし、本実施形態3のアドレスラッチ回路60a、60bは、アドレス比較回路62から、強制的に外部入力アドレスのラッチを指示された場合は、既に2個のアドレスをラッチしている場合でも、いずれかのアドレスを破棄して新たに外部入力アドレスをラッチする。
この結果、連続してアクセスされたアドレスの近傍のアドレスに対して割込みリフレッシュ動作を実行することができ、RowHammer問題の発生を、より効果的に防止することが期待できる。
The
As a result, the interrupt refresh operation can be executed for the addresses near the addresses that are continuously accessed, and it can be expected that the occurrence of the RowHammer problem can be prevented more effectively.
なお、図5で示したActiveモニタStart制御回路51は、図3のActiveモニタStart制御回路31と同様の回路であるが、本実施形態3においては、外部入力コマンドの監視及び外部入力アドレスのラッチは、2個目のアクティブコマンドから実行するように、ActiveモニタStart制御回路51は動作する例を説明する。
The Active monitor
動作
以下、図5で説明した本実施形態3のRowHammer対策回路50の動作を図6のタイムチャートに基づき説明する。
図6のタイムチャートにおいて、図4のタイムチャートと異なる信号は、連続アドレアクセス信号であり、その他の信号は、基本的に図4のタイムチャートと同様である。また、図6においては、図4と異なり、アドレスラッチ1setは、アドレスラッチ回路60aであり、アドレスラッチ2setは、アドレスラッチ回路60bである。
Operation Hereinafter, the operation of the
In the time chart of FIG. 6, signals different from the time chart of FIG. 4 are continuous address access signals, and other signals are basically the same as those of the time chart of FIG. In FIG. 6, unlike FIG. 4, the address latch 1set is the
また、連続アクセス上限判定回路66における上限値uは、4であり、4回連続して同一アドレスに係るアクティブコマンドが入力された場合は、連続アドレスアクセス信号が「1」に設定される。
まず、図6のタイムチャートにおいて、アクティブコマンドACTが入力されると、それに応じて、メモリアクセス制御回路16がWL_Enable信号を1パルス出力する。なお、その1パルスの中の所定のタイミングでプリチャージPREが出されている点は、図4と同様である。なお、図6のタイムチャートにおいては、合計8個のアクティブコマンドが入力されている。
Further, the upper limit value u in the continuous access upper
First, in the time chart of FIG. 6, when the active command ACT is input, the memory
また、上述したように、本実施形態3においては、ActiveモニタStart制御回路51が外部入力コマンドの監視タイミングを2個目からと設定している。したがって、図6に示すように、ActiveモニタEnable信号は、2個目のアクティブコマンドから「1」の値に設定されている。
In addition, as described above, in the third embodiment, the Active monitor
そのため、2個目のアクティブコマンドACTから、Activeモニタ回路52によるアクティブコマンドACTの監視が実行される。同様に、2個目のアクティブコマンドACTからアドレスラッチ回路60a、60bによる外部入力アドレスのラッチが実行される。
Therefore, the active command ACT is monitored by the
その結果、図6のタイムチャートにおいては、2番目のアクティブコマンドACTが入力された際の外部入力アドレスである#100が、アドレスラッチ1set(アドレスラッチ回路60a)にラッチされる。同様にして、3番目のアクティブコマンドACTが入力された際の外部入力アドレスである#200が、アドレスラッチ2set(アドレスラッチ回路60b)にラッチされる。
As a result, in the time chart of FIG. 6, the external
その後、5個のアクティブコマンドACTが入力されるが、当該アクティブコマンドACTが入力された際の外部入力アドレスは、いずれも#300である。
上述したように、本実施形態3に係る連続アクセス上限判定回路66は、同一アドレスを伴うアクティブコマンドが上限値u個となった場合、そのu個目のアクティブコマンドにおいて、連続アクセス上限判定回路66は、連続アドレスアクセス信号を1パルス分「1」に設定する。
この連続アドレスアクセス信号が1パルス分「1」に設定された結果、アドレス比較回路62は、この信号に基づき、アドレスラッチ回路60a、60bに外部入力アドレスをラッチさせる。その結果、本実施形態3においては、アドレスラッチ1setに連続して入力された当該外部入力アドレスである#300をラッチさせている。
After that, five active commands ACT are input, and the external input address when the active commands ACT are input are all #300.
As described above, in the continuous access upper
As a result of the continuous address access signal being set to "1" for one pulse, the
本実施形態3において特徴的なことは、アドレスラッチ1setと、アドレスラッチ2setが共に外部入力アドレスをラッチした後でも、同一の外部入力アドレスを伴うアクティブコマンドACTが連続して4個(=u)入力された場合は、当該同一の外部入力アドレスを、アドレスラッチ1set(又は2set)がラッチするように構成したことである。この結果、連続して同一のアドレスにアクセスが行われた場合には、そのアドレスを基礎とするアドレス(のワード線)に対して割込みリフレッシュ動作を実行することができ、RowHammer問題の発生を効果的に防止することができる。 A feature of the third embodiment is that even after both the address latch 1set and the address latch 2set latch the external input address, four active commands ACT with the same external input address are consecutive (=u). When input, the same external input address is configured to be latched by the address latch 1set (or 2set). As a result, when the same address is continuously accessed, the interrupt refresh operation can be executed for the address (or the word line) based on that address, which effectively causes the occurrence of the RowHammer problem. Can be prevented.
図6のタイムチャートにおいて、5個の#300のアドレスを伴うアクティブコマンドACTが入力された後、リフレッシュコマンドREFが入力されている。このリフレッシュコマンドREFが入力されると、リフレッシュ制御回路54はこのリフレッシュコマンドREFに基づき、リフレッシュ動作をメモリアクセス制御回路56に指示する。
In the time chart of FIG. 6, the refresh command REF is input after the active command ACT with the five #300 addresses is input. When this refresh command REF is input, the
メモリアクセス制御回路56は、リフレッシュコマンドREF、及びリフレッシュ制御回路54からの指示に基づき、図2(又は図4)と同様に、3回の正規(通常)のリフレッシュ動作を実行する。また、図2(図4)と同様に、引き続いて、割込みリフレッシュ動作が実行される。この割込みリフレッシュ動作そのものは、実施形態1、2と同様である。
The memory
本実施形態3において特徴的なことは、割込みリフレッシュ動作の際の対象となるアドレスが、アドレスラッチ1setにラッチされている#300を基礎として、このアドレス最下位1ビットを反転させた#301であることである。
なお、実施形態1や2と同様に、アドレスラッチ2setと1setとにラッチされているアドレスが交互に基礎として利用されるので、場合によっては、アドレスラッチ2setがラッチしている#200を基礎とするアドレス#201について割込みリフレッシュが実行され、上述した#301についての割込みリフレッシュ動作は、次回の正規フレッシュコマンドREFが入力された際に実行されることもある。以上述べた動作以外の他の動作は、実施形態2と同様である。
The characteristic feature of the third embodiment is that the target address in the interrupt refresh operation is #301 in which the least significant 1 bit of the address is inverted based on #300 latched in the address latch 1set. It is.
As in the first and second embodiments, the addresses latched in the address latches 2set and 1set are alternately used as a basis, so that in some cases, the address latch 2set is based on #200 which is latched. The interrupt refresh operation for the
以上説明したように、本実施形態3によれば、アクティブコマンドACTが入力された際の外部入力アドレスが連続しu個同一である場合に、当該外部入力アドレスを基礎とするアドレスに対して割込みリフレッシュ動作を実行している。したがって、RowHammer対策回路50は、RowHammer問題の発生をより効果的に防止することができる。同様に、RowHammer対策回路50を備えたDRAM装置は、RowHammer問題の発生をより効果的に防止することができる。また、もちろん、上記実施形態1等と同様に、各ワード線毎カウンタを備えさせる必要がないので、半導体チップの面積をより効率的に利用することができ、従来の技術にかかるDRAM装置と比べて、同容量のDRAM装置のチップ面積を小さくすることができる。
As described above, according to the third embodiment, when the external input addresses when the active command ACT is input are the same u consecutively, the interrupt based on the external input address is interrupted. A refresh operation is being performed. Therefore, the
実施形態3の変形例
(1)実施形態1や2の変形例で説明した様々なバリエーションが、本実施形態2にも適用することができる。例えば、アドレスラッチ回路40a、40bはラッチ動作を連続して実行してもよいし、ラッチするアドレスの数も3個以上でもよい。割込みリフレッシュ動作も2回以上でもよいし、近傍のアドレスもRowHammer問題が発生する可能性のある複数のワード線に広げてもよい。
また、実施形態2で示した例と同様に、外部入力コマンドの監視を開始するタイミングや、外部入力アドレスをラッチするタイミングを任意に設定することができる。また、このタイミングは、電源投入直後と、正規リフレッシュ動作が実行された後で異ならせることもできる。さらに、これらのタイミングをランダムに設定することも可能である。
Modification of Embodiment 3 (1) The various variations described in the modifications of Embodiments 1 and 2 can also be applied to Embodiment 2. For example, the
Further, similarly to the example shown in the second embodiment, the timing to start monitoring the external input command and the timing to latch the external input address can be set arbitrarily. Further, this timing can be made different immediately after the power is turned on and after the regular refresh operation is executed. Furthermore, it is possible to set these timings at random.
(2)また、上記実施形態3では、上限値uを2以上の自然数としているが、DRAM装置を製造する半導体プロセスやDRAM装置の回路構成等に応じて、妥当な数をuとして設定することが好ましい。また、DRAM装置を完成させてから外部からuを設定できるように構成することも好ましい。 (2) In the third embodiment, the upper limit value u is a natural number of 2 or more. However, an appropriate number should be set as u according to the semiconductor process for manufacturing the DRAM device, the circuit configuration of the DRAM device, and the like. Is preferred. It is also preferable that the DRAM device is completed and u can be set from the outside.
第4.実施形態4
上記実施形態1〜3では、アクティブコマンドACTが入力された際の外部入力アドレスに基づき、その近傍のアドレス(隣接するアドレス)に対して、割込みリフレッシュ動作を行い、RowHammer問題の発生を効率的に防止することができる。
Fourth. Embodiment 4
In the first to third embodiments, the interrupt refresh operation is performed on the address (adjacent address) in the vicinity based on the external input address when the active command ACT is input, and the occurrence of the RowHammer problem is efficiently performed. Can be prevented.
しかし、この割込みリフレッシュ動作は、正規のリフレッシュ動作とは独立して行われており、両リフレッシュ動作が同一のアドレスに対して実行されてしまう可能性もあるが、同一アドレスに対して二重にリフレッシュ動作を実行することは、無駄であり、正規の記憶装置としての動作を不必要に阻害してしまう原因ともなりかねない。
すなわち、正規リフレッシュ動作を実行する際のアドレスが、アドレスラッチ回路にラッチさえているアドレスの近傍のアドレスであった場合は、割込みリフレッシュ動作を行う必要はない。
However, this interrupt refresh operation is performed independently of the normal refresh operation, and both refresh operations may be executed for the same address, but the same address is duplicated. Executing the refresh operation is useless, and may cause unnecessarily hindering the operation as a regular storage device.
That is, if the address at the time of executing the normal refresh operation is an address near the address latched in the address latch circuit, it is not necessary to perform the interrupt refresh operation.
本実施形態4では、このように、正規リフレッシュ動作を実行する際のアドレスが、アドレスラッチ回路にラッチさえているアドレスの近傍のアドレスであった場合は、割込みリフレッシュ動作を抑制(中止)するような動作を実行するDRAM装置を説明する。 In the fourth embodiment, when the address at the time of executing the normal refresh operation is in the vicinity of the address latched in the address latch circuit, the interrupt refresh operation is suppressed (stopped). A DRAM device that performs various operations will be described.
構成
図7は、本実施形態4におけるDRAM装置のRowHammer対策回路70を示す回路ブロック図である。図7に示すRowHammer対策回路70は、DRAM装置の構成の一部である。図7中、メモリ78以外の部分が、RowHammer対策回路70である。すなわち、RowHammer対策回路70は、ActiveモニタStart制御回路71と、Activeモニタ回路72と、リフレッシュ制御回路74と、メモリアクセス制御回路76と、アドレスラッチ回路80a、80bと、アドレス比較回路82と、連続アクセスカウント回路84と、連続アクセス上限判定回路86と、から構成される。
図7において、実施形態3の図5と異なる動作を実行し、実施形態3において特徴的な構成の一つは、アドレス比較回路82である。このアドレス比較回路82は、原則として、上記実施形態3におけるアドレス比較回路62と同様の動作を実行するが、正規リフレッシュ動作を実行する際のアドレスとの比較を実行する点が、本実施形態4において特徴的な点である。
Configuration FIG. 7 is a circuit block diagram showing a
In FIG. 7, an operation different from that of FIG. 5 of the third embodiment is executed, and one of the characteristic configurations in the third embodiment is an
本実施形態4においても、メモリアクセス制御回路76が、外部入力コマンド及びリフレッシュ制御回路74からの制御信号に基づき、正規リフレッシュ動作を実行する。この動作は、実施形態1〜3と同様である。しかし、本実施形態4においてメモリアクセス制御回路76は、正規リフレッシュ動作を実行する際のアドレスを正規リフレッシュアドレスとして外部に出力している。そして、アドレス比較回路82は、この正規リフレッシュアドレスが、アドレスラッチ回路80a、80bがラッチしているアドレスの近傍にあるかどうかを比較している。この比較の結果、正規リフレッシュアドレスが、アドレスラッチ回路80a、80bがラッチしているアドレスの近傍にあると判断された場合は、割込みリフレッシュ動作を実行しないために、アドレスラッチ回路80a、80bの内容をリセットする。この場合、リセットされるのは、正規リフレッシュアドレスが、近傍にあると判断されたアドレスであり、アドレスラッチ回路80a、80bのいずれか一方、又は、両方のアドレスである。
Also in the fourth embodiment, the memory
もし、アドレスラッチ回路80a、80bのラッチするアドレスの両方の近傍に、上記正規リフレッシュアドレスがある場合は、アドレスラッチ回路80a、80bがラッチするアドレスが双方ともリセットされ、その結果、割込みリフレッシュ動作は実行されない。
If the normal refresh address is near both the addresses latched by the
また、アドレスラッチ回路80a、80bがラッチするアドレスのいずれか一方のアドレスの近傍に、上記正規リフレッシュアドレスがある場合は、アドレスラッチ回路80a、80bのその近傍にある側のアドレスがリセットされ、その結果、リセットされなかった方のアドレスに基づき、その近傍のアドレスについて割込みリフレッシュ動作が実行される。
If the normal refresh address is in the vicinity of one of the addresses latched by the
この結果、正規リフレッシュ動作と、割込みリフレッシュ動作とが、近傍にある近いアドレスに対して重ねて実行されることを防止することができるので、不必要なリフレッシュ動作を実行してしまうことを防止し、RowHammer問題の発生をより効率的に防止することができる。その結果、DRAM装置としての性能を必要以上に落とすことがないDRAM装置を提供することができる。 As a result, it is possible to prevent the normal refresh operation and the interrupt refresh operation from being performed overlappingly on a nearby nearby address, thereby preventing unnecessary refresh operations from being performed. , RowHammer problem can be prevented more efficiently. As a result, it is possible to provide a DRAM device in which the performance of the DRAM device is not degraded more than necessary.
動作
以下、図7で説明した本実施形態4のRowHammer対策回路70の動作を図8のタイムチャートに基づき説明する。
図8のタイムチャートにおける動作は、実施形態3における図6のタイムチャートと同様に、アドレスラッチ1setにアドレス#100がラッチされ、アドレスラッチ2setにアドレス#200がラッチされている。そして、連続して4個同一アドレスを基礎とするアクティブコマンドACTが入力されているので、実施形態3と同様に、アドレスラッチ1setにこのアドレス#300がラッチされる。
なお、アドレスラッチ1setは、アドレスラッチ回路80aであり、アドレスラッチ2setは、アドレスラッチ回路80bである。
Operation Hereinafter, the operation of the
In the operation in the time chart of FIG. 8, the
The address latch 1set is the
図8のタイムチャートにおいて、図6のタイムチャートと異なる点は、正規リフレッシュ動作の対象となる最初のアドレスが#301となる点である。
そのため、図8のタイムチャートにおける正規リフレッシュ動作が実行された最初のサイクルで、アドレス比較回路82は、正規リフレッシュアドレス(すなわち#301)が、アドレスラッチ1setにラッチされているアドレス#300の近傍にあると判断する。したがって、アドレス比較回路82は、当該近傍にあるという判断の基礎となったアドレスラッチ1setをリセットする。
The time chart of FIG. 8 differs from the time chart of FIG. 6 in that the first address targeted for the normal refresh operation is #301.
Therefore, in the first cycle in which the normal refresh operation is executed in the time chart of FIG. 8, the
本実施形態4においても、正規リフレッシュ動作に引き続き割込みリフレッシュ動作が実行される。その際、割込みリフレッシュ動作の対象となるアドレスは、アドレスラッチ1set(又は2set)を基礎として得られることは実施形態1〜3と同様である。図8の例では、アドレスラッチ1setがリセットされているので、アドレスラッチ2setにラッチされているアドレスを基礎として割込みリフレッシュ動作に係るアドレスが求められる。本実施形態4でも、これまでと同様に、アドレスラッチ2setにラッチされているアドレス#200の最下位1ビットを反転した#201が、割込みリフレッシュ動作の対象となるアドレスとして求められる。この結果、図8に示すように、アドレス#201に対して割込みリフレッシュ動作が実行される。
Also in the fourth embodiment, the interrupt refresh operation is executed subsequent to the normal refresh operation. At this time, the address that is the target of the interrupt refresh operation is obtained based on the address latch 1set (or 2set), as in the first to third embodiments. In the example of FIG. 8, since the address latch 1set is reset, the address related to the interrupt refresh operation is obtained based on the address latched in the address latch 2set. In the fourth embodiment as well, as before, #201 obtained by inverting the least significant 1 bit of the
以上述べたように、本実施形態4によれば、正規リフレッシュアドレスが、割込みリフレッシュ動作の基礎となる(ラッチされている)アドレスの近傍にあるか否かを判断し、近傍にある場合は、そのアドレスを基礎とするアドレス(近傍のアドレス)に対する割込みリフレッシュ動作を抑止した。その結果、近傍にあるアドレスに重ねてリフレッシュ動作を行ってしまうことを防止できるので、より効率的にRowHammer問題の発生を防止でき、不必要に性能を低減させることがないDRAM装置を提供することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, it is determined whether or not the regular refresh address is near the address (latched) that is the basis of the interrupt refresh operation. The interrupt refresh operation for the address based on that address (neighboring address) is suppressed. As a result, it is possible to prevent the refresh operation from being performed on an address in the vicinity, so that it is possible to more efficiently prevent the occurrence of the RowHammer problem and to provide a DRAM device that does not unnecessarily reduce the performance. You can
実施形態4の変形例
(1)実施形態1〜3の変形例で説明した様々なバリエーションが、本実施形態4にも適用することができる。
Modification of Embodiment 4 (1) The various variations described in the modifications of Embodiments 1 to 3 can be applied to Embodiment 4.
(2)また、上記実施形態4では、アドレス比較回路82が、正規リフレッシュアドレスが、アドレスラッチ回路80にラッチされているアドレスの近傍にあるか否かを判断している。近傍にあるか否かの判断は、単純なアドレスの比較とは趣が少々異なる。そのため、本実施形態4のアドレス比較回路82は、上述した実施形態1〜3のアドレス比較回路22、42、62とは別の構成として設けてもよい。
「近傍」のアドレスとは、RowHammer問題の発生により影響を受けるワード線を表すアドレスであり、1個の場合もあり、また、複数の場合があってもよい。特に本実施形態では、アクティブコマンドによりアクセスされたワード線に隣接するワード線のアドレスを好ましい例として説明している。また、特に、隣接するワードのアドレスの例としては、基礎となるアドレスに対して+1、又は−1したアドレスが好ましい例として挙げられる。例えば、基礎となるアドレスの最下位ビットを反転させたアドレスとすることも好適である。
(2) In the fourth embodiment, the
The “neighborhood” address is an address that represents a word line affected by the occurrence of the RowHammer problem, and may be one or more. Particularly, in this embodiment, the address of the word line adjacent to the word line accessed by the active command is described as a preferable example. Further, as an example of an address of an adjacent word, an address obtained by adding +1 or -1 to a base address is a preferable example. For example, it is also preferable to use an address obtained by inverting the least significant bit of the base address.
(3)また、上記実施形態4では、正規リフレッシュアドレスをメモリアクセス制御回路76が出力している。これは、メモリアクセス制御回路76が、リフレッシュアドレスのカウンタを保持しているためである。しかし、この正規リフレッシュアドレスは他の回路が出力してメモリアクセス制御回路76に供給してもよい。
例えば、リフレッシュ制御回路74が正規リフレッシュアドレスを管理するために、リフレッシュカウンタ等を備えていてもよい。この場合は、リフレッシュ制御回路74が、アドレス比較回路82に対して正規リフレッシュアドレスを供給する。
(3) In the fourth embodiment, the memory
For example, the
まとめ
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、前述した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
4. Summary Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the above-described embodiments merely show specific examples for carrying out the present invention. The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the spirit thereof, and these are also included in the technical scope of the present invention.
10、30、50、70 RowHammer対策回路
12、32、52、72 Activeモニタ回路
14、34、54、74 リフレッシュ制御回路
16、36、56、76 メモリアクセス制御回路
18、38、58、78 メモリ
20a、20b、40a、40b、60a、60b、80a、80b アドレスラッチ回路
22、42、62、82 アドレス比較回路
31、51、71 ActiveモニタStart制御回路
64、84 連続アクセスカウント回路
66、86 連続アクセス上限判定回路
10, 30, 50, 70 Row
Claims (13)
アドレスと、前記アドレスで指定される前記メモリセルに適用されるアクティブコマンドと、を受信し、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスを、前記アクティブコマンドを受信する度にラッチし続けるアドレスラッチ部と、
リフレッシュコマンドを受信した場合に、前記リフレッシュコマンドに基づく正規リフレッシュ動作を前記メモリ部に対して実行するようにメモリアクセス制御部に指示するとともに、前記アドレスラッチ部がラッチした前記アドレスに基づくリフレッシュ動作であって、前記アドレスの近傍のアドレスに対して割込みリフレッシュ動作を実行するように前記メモリアクセス制御部に指示するリフレッシュ制御部と、
前記リフレッシュ制御部からの指示に基づき、前記正規リフレッシュ動作及び前記割込みリフレッシュ動作を前記メモリ部に対して実行する前記メモリアクセス制御部と、
を含む半導体記憶装置。 A memory unit having a plurality of memory cells,
An address latch unit that receives an address and an active command applied to the memory cell specified by the address, and continues to latch the address when the active command is received each time the active command is received. ,
When the refresh command is received, the memory access control unit is instructed to execute the normal refresh operation based on the refresh command to the memory unit, and the refresh operation based on the address latched by the address latch unit is performed. A refresh control unit for instructing the memory access control unit to perform an interrupt refresh operation on an address near the address;
A memory access control unit that executes the regular refresh operation and the interrupt refresh operation to the memory unit based on an instruction from the refresh control unit;
Including a semiconductor memory device.
アドレスと、前記アドレスで指定される前記メモリセルに適用されるアクティブコマンドと、を受信し、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスを、前記アクティブコマンドを受信する度にラッチし、ラッチしたアドレスをn個保持するアドレスラッチ部と、
リフレッシュコマンドを受信した場合に、前記リフレッシュコマンドに基づく正規リフレッシュ動作を前記メモリ部に対して実行するようにメモリアクセス制御部に指示するとともに、前記アドレスラッチ部がラッチした1個以上の前記アドレスに基づくリフレッシュ動作であって、前記アドレスの近傍のアドレスに対して割込みリフレッシュ動作を実行するように前記メモリアクセス制御部に指示するリフレッシュ制御部と、
前記リフレッシュ制御部からの指示に基づき、前記正規リフレッシュ動作及び前記割込みリフレッシュ動作を前記メモリ部に対して実行する前記メモリアクセス制御部と、
を含み、
前記アドレスラッチ部は、前記メモリアクセス制御部が前記割込みリフレッシュ動作を実行した場合にリセットされ、次にアクティブコマンドを受信した際のアドレスをラッチ可能な状態にされる半導体記憶装置。ここで、前記nは自然数である。 A memory unit having a plurality of memory cells,
An address and an active command applied to the memory cell specified by the address are received, the address at the time of receiving the active command is latched every time the active command is received, and the latched address is An address latch unit that holds n pieces,
When the refresh command is received, the memory access control unit is instructed to execute the normal refresh operation based on the refresh command to the memory unit, and the address latch unit latches the one or more addresses. A refresh control unit for instructing the memory access control unit to perform an interrupt refresh operation on an address in the vicinity of the address,
A memory access control unit that executes the regular refresh operation and the interrupt refresh operation to the memory unit based on an instruction from the refresh control unit;
Including
A semiconductor memory device in which the address latch unit is reset when the memory access control unit executes the interrupt refresh operation and is set to a state in which an address can be latched when an active command is received next time. Here, the n is a natural number.
前記アドレスラッチ部は、前記メモリアクセス制御部が前記割込みリフレッシュ動作を実行した場合に、前記割込みリフレッシュ動作の基となったアドレスのみがリセットされ、次にアクティブコマンドを受信した際のアドレスをラッチ可能な状態にされる半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 2,
When the memory access control unit executes the interrupt refresh operation, the address latch unit resets only the address that is the basis of the interrupt refresh operation, and can latch the address when the next active command is received. Storage device that is brought into a stable state.
前記リフレッシュ制御部は、前記アドレスラッチ部がラッチした前記アドレスのうち、いずれか1個のアドレスに基づくリフレッシュ動作であって、前記1個のアドレスの近傍のアドレスに対してのみ割込みリフレッシュ動作を実行するように前記メモリアクセス制御部に指示し、
前記アドレスラッチ部は、前記リフレッシュ制御部が前記割込みリフレッシュ動作を実行した場合に、前記割込みリフレッシュ動作の基となった前記1個のアドレスのみがリセットされ、次にアクティブコマンドを受信した際のアドレスをラッチ可能な状態にされる半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 2,
The refresh control unit performs a refresh operation based on any one of the addresses latched by the address latch unit, and performs an interrupt refresh operation only on an address near the one address. To the memory access control unit,
When the refresh control unit executes the interrupt refresh operation, the address latch unit resets only the one address that is the basis of the interrupt refresh operation and then receives the active command. A semiconductor memory device in which a latch is enabled.
前記リフレッシュコマンドを受信した後、前記アクティブコマンドをm個受信してから前記アドレスラッチ部のラッチ動作を開始させるモニタスタート部、
を含む半導体記憶装置。ここで、前記mは自然数である。 The semiconductor memory device according to any one of claims 2 to 4,
A monitor start unit that starts the latch operation of the address latch unit after receiving the m active commands after receiving the refresh command,
Including a semiconductor memory device. Here, the m is a natural number.
前記モニタスタート部は、
前記リフレッシュコマンドを受信した後、前記アクティブコマンドをランダムなk個受信してから前記アドレスラッチ部のラッチ動作を開始させる半導体記憶装置。ここで、前記kはランダムな自然数である。 The semiconductor memory device according to claim 5,
The monitor start unit is
A semiconductor memory device which, after receiving the refresh command, receives k random number of the active commands, and then starts the latch operation of the address latch unit. Here, k is a random natural number.
アドレスと、前記アドレスで指定される前記メモリセルに適用されるアクティブコマンドと、を受信し、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスを監視し、同一アドレスに対するアクセスの個数をカウントするアクセスカウントアドレスラッチ部と、
前記アクセスカウントアドレスラッチ部がカウントした、同一アドレスに対するアクセスの個数が、所定の値を越えている場合に、前記アドレスラッチ部に、前記同一アドレスをラッチさせる上限判定部と、
を含む半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 2, wherein
An access count address latch that receives an address and an active command applied to the memory cell specified by the address, monitors the address when the active command is received, and counts the number of accesses to the same address. Department,
An upper limit determination unit that causes the address latch unit to latch the same address when the number of accesses to the same address counted by the access count address latch unit exceeds a predetermined value,
Including a semiconductor memory device.
前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスと、前記アドレスラッチ部が既にラッチしているアドレスと、を比較し、比較の結果、異なるアドレスである場合に、前記アドレスラッチ部にラッチ動作を実行させるアドレス比較部、
を含む半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1, wherein
The address at the time of receiving the active command is compared with the address already latched by the address latch unit, and if the result of the comparison is that the addresses are different, the address that causes the address latch unit to perform the latch operation. Comparison section,
Including a semiconductor memory device.
前記アドレスラッチ部が既にラッチしているn個未満のアドレスと、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスとを比較し、比較の結果、異なるアドレスである場合にのみ、前記アドレスラッチ部に、新たに前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスのラッチ動作を実行させるアドレス比較部、
を含む半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 2, wherein:
The address latch unit compares less than n addresses already latched with the address at the time of receiving the active command, and only when the addresses are different as a result of comparison, a new address is added to the address latch unit. An address comparison unit that executes an address latch operation when the active command is received,
Including a semiconductor memory device.
前記アドレス比較部は、前記リフレッシュ制御部が、正規リフレッシュ動作を前記メモリアクセス制御部に指示した際のリフレッシュアドレスが、前記アドレスラッチ部がラッチしたアドレスの近傍のアドレスである場合に、前記アドレスラッチ部がラッチする前記アドレスをリセットする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 8 or 9,
The address comparison unit latches the address when the refresh control unit instructs the memory access control unit to perform a normal refresh operation when a refresh address is near the address latched by the address latch unit. A semiconductor memory device that resets the address latched by a unit.
受信する前記アクティブコマンドをモニタし、前記リフレッシュコマンドを受信した後、前記アクティブコマンドを受信しない場合は、前記リフレッシュ制御部が前記割込みリフレッシュ動作を前記メモリアクセス制御部に指示することを抑止するモニタ部、
をさらに含む半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1, wherein
A monitor unit that monitors the active command to be received and suppresses the refresh control unit from instructing the memory access control unit to perform the interrupt refresh operation when the active command is not received after receiving the refresh command. ,
A semiconductor memory device further comprising:
前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスの近傍のアドレスとは、前記アクティブコマンドを受信した際のアドレスを+1したアドレス、又は、−1したアドレスのいずれかである半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1, wherein
The address near the address when the active command is received is a semiconductor memory device that is either an address obtained by adding +1 or an address obtained by adding -1 to the address when the active command is received.
前記アクティブコマンドは、前記メモリ部のワード線を活性化させるコマンドであり、少なくとも、リードコマンド、ライトコマンド、リフレッシュコマンド、を含むことを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 12,
The semiconductor memory device, wherein the active command is a command for activating a word line of the memory unit and includes at least a read command, a write command, and a refresh command.
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