KR102106234B1 - 휘발성 메모리 장치 및 휘발성 메모리 장치에서의 효율적인 벌크 데이터 이동과 백업 동작을 위한 방법 - Google Patents

휘발성 메모리 장치 및 휘발성 메모리 장치에서의 효율적인 벌크 데이터 이동과 백업 동작을 위한 방법 Download PDF

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Abstract

휘발성 메모리 장치 및 효율적인 벌크 데이터 이동과 휘발성 메모리 장치에서의 백업 동작의 방법이 제공된다. 휘발성 메모리 장치는 데이터에 액세스하도록 구성된 복수의 서브 어레이를 포함하고, 각각의 서브 어레이는 서로 전기적으로 결합된다. 복수의 서브 어레이 각각의 행을 제어하도록 구성된 행 제어부, 복수의 서브 어레이 각각의 열을 제어하도록 구성된 열 제어부, 상기 데이터 액세스 동작 동안 주기적으로 인에이블 되는, 복수의 서브 어레이 각각에 적용된 복수의 감지 증폭기, 및 복수의 서브 어레이에 인접하여 적용된 상기 복수의 서브 어레이의 대응하는 워드라인에 구동 신호를 제공하는 복수의 서브 워드 드라이버를 포함한다. 휘발성 메모리 장치는 사전에 결정된 블록에서 데이터 이동 동작을 수행하여 사전에 결정된 블록의 홀수 데이터와 짝수 데이터를 결정한다. 휘발성 메모리 장치는 행 제어를 통해 다이나믹 메모리 어레이의 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록을 인에이블 시키고 홀수 데이터 및 짝수 데이터를 동시에 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록으로 백업한다.

Description

휘발성 메모리 장치 및 휘발성 메모리 장치에서의 효율적인 벌크 데이터 이동과 백업 동작을 위한 방법{VOLTAILE MEMORY DEVICE AND METHOD FOR EFFICIENT BULK DATA MOVEMENT, BACKUP OPERATION IN THE VOLATILE MEMORY DEVICE}
본 발명은 휘발성 메모리 장치(volatile memory device)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휘발성 메모리 장치 및 이를 위한 효율적인 벌크 데이터 이동(data movement)과 백업(backup) 방법에 관한 것이다.
오늘날, 인공 지능 AI, 기계 학습(machining learning) 애플리케이션 분야에서 휘발성 메모리 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한 애플리케이션의 경우, 특히 가속기 애플리케이션(accelerator application)의 경우 핀 제한(pin-limited)된 채널인 휘발성 메모리 장치 간에 대량(벌크(bulk))의 데이터를 전송해야 하며, 효율적인 벌크 데이터 이동(data movement)은 휘발성 메모리 장치에서 매우 중요하다. 휘발성 메모리 장치의 벌크 데이터 이동에 대한 시장의 요구를 만족시키기 위해서는 효율적인 벌크 데이터 이동이 가능한 휘발성 메모리 장치의 설계가 필요하며 고속으로 데이터 이동을 수행해야 한다.
고속으로 효율적인 벌크 데이터 이동을 위해 여러 가지 아키텍처가 제안되었다. 예를 들어, 행 복제(row clone) 및 저비용 상호 연결 하위 어레이(low cost inter linked subarray; LISA)가 제안되었다. 그러나 빠른 데이터 이동을 가능하게 하는 행 복제방법의 효과는 제한적이다. 이 방법은 데이터 이동이 하나의 휘발성 메모리 장치(volatile memory device)의 동일한 서브 어레이에 있는 경우로만 제한된다. 동일한 서브 어레이의 제한된 데이터 이동의 결점을 극복하기 위해, 메모리 셀을 다수의 서브 어레이로 분할하고, 각각의 서브 어레이가 와이드 비트라인 인터페이스를 통해 접속되고, 상이한 서브 어레이의 행은 휘발성 메모리 장치의 협소한 64 비트 데이터 버스로 접속되는 상호 접속된 서브 어레이가 제안되었다. 그러나 이러한 종래의 기술은 효율적인 벌크 데이터 이동을 수행하지만, 긴 대기 시간과 높은 전력 소비를 초래한다. 이 문제를 극복하기 위해 추가 회로가 필요하며 동작 시간이 훨씬 길어지게 되어, 결국 데이터 이동 속도가 느려 진다. 또한, 추가 회로를 채택함으로써 칩 크기가 증가하고 공정이 어려워진다.
휘발성 메모리에서의 효율적인 벌크 데이터 이동과 함께, 이 기술 분야에서 특정 애플리케이션에 대해 저전력 소비로 히든 백업(hidden backup) 동작, 고속, 저비용 및 용이한 구현으로 효율적인 벌크 데이터 이동을 갖는 휘발성 메모리 장치를 실제로 개발하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명은 휘발성 메모리 장치(volatile memory device) 및 효율적인 벌크 데이터 이동(bulk data movement)과 휘발성 메모리 장치에서의 백업 동작을 위한 방법을 제공한다. 휘발성 메모리 장치는 데이터에 액세스하도록 구성된 복수의 서브 어레이(sub array)를 포함하고, 각각의 서브 어레이는 서로 전기적으로 결합된다. 복수의 서브 어레이 각각의 행을 제어하도록 구성된 행 제어부(row control), 복수의 서브 어레이 각각의 열을 제어하도록 구성된 열 제어부, 상기 데이터 액세스 동작 동안 주기적으로 인에이블 되고 복수의 서브 어레이 각각에 적용된 복수의 감지 증폭기(sense amplifier), 및 복수의 서브 어레이에 인접하여 적용된(adapted) 상기 복수의 서브 어레이의 대응하는 워드라인에 구동 신호를 제공하는 복수의 서브 워드 드라이버(sub word driver)를 포함한다. 휘발성 메모리 장치는 사전에 결정된 블록(block)에서 데이터 이동 동작(data movement operation)을 수행하여 사전에 결정된 블록의 홀수 데이터와 짝수 데이터를 결정한다. 휘발성 메모리 장치는 행 제어부(row control)를 통해 다이나믹 메모리 어레이(dynamic memory array)의 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록을 인에이블 시키고 홀수 데이터 및 짝수 데이터를 동시에 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록으로 백업한다.
휘발성 메모리 장치는 활성 명령(active command)을 통해 다이나믹 메모리 어레이(dynamic memory array)의 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록을 결정한다.
휘발성 메모리 장치는 다이나믹 메모리 어레이의 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록을 스스로 정의(self-define)한다.
휘발성 메모리 장치는 활성 명령(active command)에 의해 사전에 결정된 블록에서의 데이터 이동 동작을 수행한다. 휘발성 메모리 장치는 셀프 리프레시 동작에 의하여 사전에 결정된 블록에서의 데이터 이동 동작을 수행한다. 활성 명령은 사전에 결정된 블록, 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록의 어드레스 위치를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 셀프 리프레시 동작 동안, 백업과 함께 또는 백업없이 상기 데이터 이동 동작을 결정하는 단계는 모델 리포지터리 백업(model repository backup) 또는 즉시 백업(backup on-the-fly)에 의해 선택된다.
다이나믹 메모리 어레이(dynamic memory array)를 갖는 휘발성 메모리 장치에서 효율적인 히든 데이터 이동 방법(hidden data movement method)은 활성 명령에 의해 휘발성 메모리 장치에서 백업 어레이 및 정상 어레이를 결정하는 단계를 포함한다. 정상 동작(normal operation) 및 백업 동작은 활성 명령에 의해 결정된다. 상기 백업 동작을 수행하는 단계는 사전에 결정된 블록에서 데이터 이동 동작을 수행하는 단계와, 상기 사전에 결정된 블록의 홀수 데이터와 짝수 데이터를 결정하는 단계와, 상기 사전에 결정된 블록의 센스 앰프를 주기적으로 인에이블 한 후, 행 제어부(row control)를 통해 다이나믹 메모리 어레이의 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록을 인에이블 시키는 단계 및 홀수 데이터 및 짝수 데이터를 동시에 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록으로 백업하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 이 방법은 휘발성 메모리 장치에서의 전용 데이터 이동을 수행할 수 있다. 데이터 이동 외에도 히든 백업은 데이터를 홀수 데이터와 짝수 데이터로 세분화하여, 다른 위치인 첫 번째 데이터 백업 블록과 두 번째 데이터 백업 블록에서 동시에 수행된다. 따라서 벌크 데이터를 전송하는데 넓은 데이터 경로가 필요하지 않다. 또한, 벌크 데이터 이동 동작중에 히든 백업 동작을 수행함으로써 리프레시 기능으로 백업 동작을 공유함으로써 전력 소모가 크게 감소된다.
이상을 보다 이해하기 쉽게, 도면을 수반하는 몇 개의 실시예를 이하에 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 상세한 설명을 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 개시의 예시적인 실시예를 도시하고 설명과 함께 본 개시의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휘발성 메모리 장치의 메모리 뱅크의 블록도를 도시한다.
도 2는 휘발성 메모리 장치의 종래의 행 제어부의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휘발성 메모리 장치의 행 제어부의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휘발성 메모리 장치의 벌크 데이터 이동 동작(백업 동작)의 시퀀스를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 메모리 장치의 벌크 데이터 이동(백업 동작)의 동작 파형을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휘발성 메모리 장치에서의 데이터 액세스 동작의 흐름도를 도시한다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예가 이용될 수 있고 구조적 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 표현 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한적으로 간주되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서의 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)" 또는 "갖는(having)" 및 그 변형은 그 이후에 열거된 항목 및 그 등가물 뿐만 아니라 추가 항목을 포함한다. 달리 제한되지 않는 한, 여기에서 "연결된(connected)", "결합된(coupled)" 및 "장착된(mounted)" 이라는 용어 및 이들의 변형은 광범위하게 사용되며 직접 및 간접적인 연결, 결합 및 장착을 포함한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휘발성 메모리 장치(100)의 메모리 뱅크(memory bank)의 블록도를 도시한다. 도 1을 참조하면, 휘발성 메모리 장치(100)는 복수의 메모리 뱅크(memory bank)(110)를 포함한다. 복수의 메모리 뱅크(110) 각각은 복수의 서브 어레이(sub array)(150)로 분할된다. 메모리 뱅크(110)의 서브 어레이의 수는 휘발성 메모리 장치(100)의 집적도에 기초하여 결정된다. 휘발성 메모리 장치(100)는 DRAM(dynamic random-access memory), SRAM(static random-access memory)과 같은 임의의 유형의 메모리 장치일 수 있다. 서로 전기적으로 연결된 데이터를 저장하도록 구성된 "뱅크(Bank)"로도 불리는 복수의 메모리 뱅크(110), 예를 들어, 휘발성 메모리 장치(100)는 다수의 메모리 셀, 전형적으로 8 내지 64 개의 뱅크로 분할된다. 각 뱅크는 또한 복수의 서브 어레이(16X8Kb, 64X8Kb, 512X8Kb)로 세분되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 각각의 뱅크는 복수의 서브 어레이(150), 복수개의 서브 워드 드라이버(SWD)(151) 및 복수개의 감지 증폭기(SA)(152)를 가진다. 복수개의 서브 어레이(150)은 대응하는 서브 워드 드라이버(SWD)(151)에 결합된다. 서브 워드 드라이버(SWD)(151)는 대응하는 서브 워드라인에 제공된다. 서브 워드 드라이버(151)는 서브 어레이의 양측에 인접하여 배치되어 대응하는 서브 어레이(150)를 구동한다. 복수의 서브 어레이(150)는 내부 데이터 버스에 의해 내부 접속되고, 메모리 셀 사이의 데이터 이동을 수행하도록 구성된다.
휘발성 메모리 장치(100)는 행 제어부(row control)(125), 행 어드레스 디코더(120), 열 제어부(column control)(135), 열 어드레스 디코더(column address control) (130)를 더 포함한다. 행 제어부(125) 및 열 제어부(135)는 어드레스 레지스터로부터 제어 신호(control signal)를 수신하여 행 데이터 및 열 데이터의 대응하는 데이터에 액세스 한다. 이 구성에서 액세스 데이터는 읽기/쓰기 동작이 없는 백업 데이터를 나타낸다. 데이터는 예를 들어, "SELF-REFRESH", "BACKUP"과 같은 명령 신호(command signal)에 의해 액세스 된다. 따라서, 본 발명에서의 메모리 명령 신호(memory command signal)는 특정 명령 동작에 한정되지 않는다. 어드레스 레지스터(address registor)로부터 데이터에 액세스 하기 위한 명령에 기초하여, 행 제어부(125)는 행 어드레스 디코더(120)에 제어 신호를 제공한다. 행 어드레스 디코더(120)는 메모리 뱅크(110)의 하나의 행을 선택한다. 마찬가지로, 열 어드레스 디코더(135)는 열 제어(130)로부터 열 제어 신호에 대응하는 열 데이터를 선택한다. 감지 증폭기(SA)(152)는 데이터 이동(백업) 동작 동안, 주기적으로 인에이블(enable)/디스에이블(disable) 되는 복수의 서브 어레이 각각에 적용된다. 회로도에 상세히 설명되어 있지 않은, 메모리 뱅크에서 리프레시 동작을 수행하도록 구성된 리프레시 카운터(refresh counter)이다. 또한, 리프레시 카운터는 활성 명령(active command)없이 메모리 셀을 "셀프 리프레시(self-refresh)" 또는 "자동 리프레시"을 수행한다. 따라서, 본 발명에서의 리프레시 카운터는 이에 한정되지 않는다.
휘발성 메모리 장치(100)는 사용자로부터의 요청에 따라 메모리 셀에서 데이터 이동(백업) 동작을 수행하도록 구성된다. 데이터 이동(백업) 동작 동안, 휘발성 메모리 장치(100)는 정의된 메모리 블록에서 데이터 이동 동작을 수행한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 특정 메모리 뱅크상에서 데이터 이동 동작이 수행될 때, 특정 메모리 뱅크는 사전에 결정된 블록으로 결정된다. 데이터 이동 동작은 서브 어레이(150)에 대응되는 감지 증폭기(152) 및 서브 워드 드라이버(151)을 인에이블 함으로써 수행된다. 다른 실시예에서, 사전에 결정된 블록은 하나 또는 그 이상일 수 있으며, 데이터 이동 동작과 데이터 백업을 동시에 서로 다른 어드레서 지점에서 수행하게 되며, 이에 대하여는 아래에서 자세히 설명된다.
도 2는 휘발성 메모리 장치에서 종래의 행 제어부의 블록도를 도시한다. 도 2를 참조하면, 행 제어부(row control)(200)은 도 1에 도시된 행 제어부(row control)(125)이다. 따라서, 행 제어부(210)의 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다. 종래의 휘발성 메모리 장치에서, 행 제어부(210)는 뱅크 활성 신호(bank active signal)와 행 어드레스 신호(row address signal)를 어드레스 레지스터(address register)로부터 수신하여 데이터에 액세스 한다. 뱅크 활성 신호 및 행 어드레스 신호에 응답하여, 행 제어부(210)는 워드라인 인에이블 신호 WL 인에이블, 감지 증폭기 SA 인에이블 신호, 비트라인 BL EQ 신호, 및 행 어드레스 인에이블 신호를 제공한다. 워드라인 인에이블 신호 WL 인에이블은 서브 워드 드라이버(SWD)를 통해서 워드라인 WL을 인에이블 시키도록 구성된다. 행 어드레스 인에이블 신호는 휘발 메모리 장치의 대응되는 서브어레이에서 데이터를 액세스하도록 구성된다. 종래의 방법에서, 액세스 데이터는 판독/기록 동작을 말한다. 이 아키텍처에 의해, 대응하는 행의 데이터는 휘발성 메모리 장치의 어드레스 레지스터로부터의 뱅크 활성 신호(bank active signal) 및 행 어드레스 신호(row address signal)에 의해 액세스 될 수 있다. 종래의 휘발성 메모리 장치는 해당 뱅크에서 읽기/쓰기 동작을 수행하고, 서브 어레이 간의 데이터 경로를 이용하여 휘발성 메모리 장치의 데이터 이동 동작에 제한이 있기 때문에 대기 시간이 길고 메모리 소비가 많다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휘발성 메모리 장치의 행 제어부(300)의 블록도를 도시한다. 도 1을 참조하면, 행 제어부(310)는 도 2에 도시된 행 제어부(210)과 유사하다. 전술한 바와 같이 종래의 행 제어부(210)를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에서, 대응하는 서브 어레이(sub array)에 있는 데이터에 액세스하기 위하여, 행 제어부(310)는 뱅크 활성 신호 및 행 어드레스 신호를 수신한다. 예시적인 실시예에서 액세스 데이터는 판독/기록 동작없이 백업 데이터를 참조한다. 도 1을 참조하면, 메모리 뱅크(110)의 서브 어레이(150)은 휘발 메모리 장치(100)에서 백업 동작을 위한 백업 어레이와 정상 동작을 위한 정상 어레이로 결정된다. 이와는 별도로, 도 2에 도시된 종래의 데이터 액세스 동작(예를 들어, 정상 동작)으로부터 휘발성 메모리 장치는 활성 명령에 의하여, 또한 히든 백업 동작으로 정의되는 데이터 이동(백업 동작)을 수행한다. 일부 다른 실시예에서, 백업 동작은 활성 명령없이 수행되며, 휘발성 메모리 장치 자체의 제어장치(controller)는 백업 동작을 정의하므로, 본 개시의 인에이블(enable) 백업 동작은 이에 한정되지 않는다. 정상 동작 및 백업 동작의 동작 순서를 이하에 설명한다. 행 제어부의 뱅크 활성 신호와 행 어드레스 신호(row address signal)에 부가하여, 뱅크 활성 신호에 대응되는 지연신호가 백업 동작의 수행을 위하여 지연 회로부(320)에 의하여 행 제어부에 제공되며, 휘발성 메모리 장치내의 백업 동작의 상세한 동작은 이하에서 상세히 설명된다.
백업 동작 동안, 행 제어부(310)는 데이터 이동 동작을 수행하기 위하여 서브 어레이를 인에이블 시키기 위한 뱅크 활성 신호를 수신하고, 데이터 이동 동작을 수행하기 위하여 서브 어레이의 행 어드레스를 위치시기기 위한 행 어드레스 신호를 수신한다. 뱅크 활성 신호에 부가하여, 행 제어부(310)는 지연 회로(delay circuit)(320)에 의해 생성된 지연된 인에이블 신호를 수신한다. 지연 회로(320)는 N 개의 인버터 회로를 가지며, 여기서 N은 실수의 양의 수(예를 들어, N = 1, 2, 3, 4 ...)가 되도록 선택된다. 일부 실시예에서, 지연 회로(320)는 저항 및 커패시터(RC 지연) 또는 논리 회로를 사용하여 구현될 수도 있다. 따라서, 본 명세서의 지연 회로(320)는 이에 한정되지 않는다. 데이터에 액세스 하기 위해 어드레스 레지스터로부터 명령을 수신한 후, 행 어레이(310)는 인에이블 신호 WL 인에이블(정상 어레이), SA 인에이블(정상 어레이), BL EQ(정상 어레이), 백업 어레이 WL 인에이블(백업 어레이), SA 인에이블(백업 어레이), 및 BL 인에이블(백업 어레이)을 제공한다. 행 제어부(310)으로부터의 BL 인에이블 신호는 정상 동작 및 백업 동작을 동시에 수행하기 위하여 서브 어레이 행 어드레스(뱅크)에 대응하도록 제공되고, 백업 동작 동안 소비되는 전력 소비를 줄이면서 효율적인 데이터 이동 동작이 달성된다. 메모리 셀을 정상 어레이 및 백업 어레이로 세분화하는 세부 동작은 아래에서 자세히 설명한다. 이 방법을 사용하면 백업 동작을 위한 추가 하드웨어를 추가하지 않고도 데이터 이동 동작 중에 저 소비 전력 및 히든 백업을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휘발성 메모리 장치(400)의 벌크 데이터 이동 동작 시퀀스를 도시한다. 도 1을 참조하면, 휘발성 메모리 장치(100)의 개략도 메모리 뱅크는 휘발성 메모리 장치(400)의 메모리 뱅크와 유사하다. 데이터 이동(백업) 동작 중에, 휘발성 메모리 장치(400)는 사전에 결정된 블록(410)에서 홀수 데이터와 짝수 데이터를 결정한다. 예시적인 실시예의 사례로, 사전에 결정된 블록(410)은 WL(i), WL(j), WL(k), WL(1)로 표현된 워드라인(WL)에 대응하는 4개의 행으로 세분된다. 유사하게, 각 열의 데이터는 대응하는 감지 증폭기(SA)에 연결된다. 데이터 이동(백업) 동작이 인에이블 될 때, 휘발성 메모리 장치(400)는 사전에 결정된 블록(410)에서 홀수 데이터 및 짝수 데이터를 결정하고, 여기서 홀수 데이터는 홀수 열(예를 들어, 열 1, 3, 5, 7 ...)의 데이터로 결정된다. 마찬가지로, 짝수 데이터는 짝수 열(예를 들어, 열 2, 4, 6, 8 ...)의 데이터를 선택하여 결정된다. 일부 다른 실시예에서, 휘발성 메모리 장치(400)는 자체적으로 사전에 결정된 블록(410)에서 홀수 데이터와 짝수 데이터를 결정할 수 있고, 따라서 본 발명에서 홀수 데이터 및 짝수 데이터의 결정이 사전에 결정된 블록(420)에서 이루어지며, 이에 한정되지 않는다.
사전에 결정된 블록(410)에서 홀수 데이터와 짝수 데이터를 결정한 후, 휘발성 메모리 장치(400)는 제1 백업 블록(420) 및 제2 백업 블록(430), 여기서 제1 백업 블록(420) 및 제2 백업 블록(430)은 데이터 이동 동작 동안 백업 어레이로서 정의된다. 사전에 결정된 블록(410)의 홀수 데이터는 제1 백업 블록(420)으로 이동되고 짝수 데이터는 제2 백업 블록(430)으로 동시에 이동된다. 따라서, 효율적인 데이터 이동 및 히든 백업 동작은 휘발성 메모리 장치에서 동시에 서로 다른 위치로 이동될 필요가 있는 데이터를 세분화함으로써 수행될 수 있다. 이 동작으로 인하여, 리프레시 동작 동안 벌크 데이터 이동을 위한 넓은 데이터 경로가 필요하지 않고, 리프레시 기능으로 백업 동작을 공유함으로써 전력 소비가 크게 감소된다.
일부 실시예에서, 휘발성 메모리 장치는 디폴트로 제1 백업 블록(420) 및 제2 백업 블록(430)을 정의하고, 일부 다른 실시예에서는 제1 백업 블록(420) 및 제2 데이터 백업 블록(430)은 활성 명령을 통해 휘발성 메모리 장치의 제어장치(controller)에 의해 정의된다. 휘발성 메모리 장치의 제어장치는 이 기술분야에서 잘 알려져 있으며, 따라서 휘발성 메모리 장치의 제어장치에 대한 세부 사항은 여기서 설명하지 않는다. 일부 실시예에서, 백업 동작은 셀프 리프레시 또는 자동 리프레시 동작 중에 수행된다. 활성 명령은 사전에 결정된 블록, 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록의 어드레스 위치를 갖는 제어장치(controller)에 의해 제공된다. 셀프 리프레시 명령을 수행하는 동안, 모델 리포지터리 백업(MRS) 또는 즉석 백업(backup on-the-fly)에 의하여, 백업과 함께 및 백업없이 데이터 이동 동작을 할지 선택된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 휘발성 메모리 장치의 벌크 데이터 이동 동작 파형을 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 데이터 이동 동작 동안, 블록 1(block1)을 인에이블 하기 위하여, 시간 t0에서 사전에 결정된 블록 1(block1)의 워드라인 WL(i)을 인에이블 한다. WL(i)의 인에이블에 이어서, BLs 및 상보 비트라인 BLBs는 사전에 결정된 블록 1(block1)에 대응하여 인에이블 된다. 시간 지연(t1) 후에, 사전에 결정된 블록 1(block1)의 데이터에 대응하는 감지 증폭기(SA)가 인에이블 된다. 한편, 휘발성 메모리 장치는 홀수 데이터 및 짝수 데이터를 백업하기 위해 제1 백업 블록(first backup block) 및 제2 백업 블록(second backup block)을 결정한다. 시간 t2에서, 대응하는 WL 및 BL에 연결된(coupled) 셀 노드(cell node)는 제1 백업 블록인 블록 01(block 01) 및 제2 백업 블록인 블록 12(block12)에서 동시에 백업된다. 유사하게, 시간 t3 동안, SA0 및 SA3의 SA라인이 인에이블 되고, 백업 동작 동안에 사전에 결정된 블록에 대응하는 데이터의 BLs 및 BLBs이 인에이블 된다. 백업 동작은 백업 블록 01(backup block 01)과 백업 블록 12(backup block 12)에서 수행된다. 이 동작 중에 제1 백업 블록(first data backup block)은 백업 01(backup01)이고 제2 데이터 백업 블록은 백업 12(backup12) 이다. 따라서, 대응하는 SA 및 WL 신호를 인에이블 함으로써 복수의 사전에 결정된 블록이 동시에 인에이블 된다. 도 5를 참조하면, 정상 동작을 위한 정상 어레이와 백업 동작을 위한 백업 어레이는 활성 명령 Xadd<i>=0/1을 통하여 제어장치(controller)에 의해 결정된다. 예를 들어 정상 동작을 위한 활성 명령은 Xadd<i>=0으로 정의되고, 백업 동작은 Xadd<i>=1로 정의된다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휘발성 메모리 장치에서의 데이터 액세스 동작의 흐름도로서, 단계 600에서 활성 명령에 의해 휘발성 메모리 장치의 백업 어레이 및 정상 어레이를 결정하는 단계를 포함한다. 활성 명령은 Xadd<i>=0/1 로 정의되고, 단계 610에서 휘발성 메모리 장치에서 정상 동작 또는 백업 동작을 수행할지 여부를 결정한다. 활성 명령이 Xadd<i>=0 일 때, 단계 S630에서 휘발성 메모리 장치는 정의된 바와 같이 정상 동작을 수행하도록 결정된다. 단계 610 동안 활성 명령이 Xadd<i>=1 로 결정되면, 단계 620에서 휘발성 메모리 장치는 정의된 바와 같이 백업 동작의 시작을 가능하게 한다. 백업 동작을 수행하는 단계는 단계 601에서 사전에 결정된 블록에서 데이터 이동 동작을 수행하는 단계를 포함한다. 단계 602에서, 사전에 결정된 블록의 홀수 데이터와 짝수 데이터를 결정한다. 단계 603에서, 사전에 결정된 블록의 셀들의 감지 증폭기를 주기적으로 인에이블 한다. 감지 증폭기를 인에이블 한 후에, 단계 604에서 행 제어부(row control)를 통해 다이나믹 메모리 어레이의 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록을 인에이블 시킨다. 이상의 모든 단계를 수행한 후에, 단계 605에서, 본 방법은 홀수 데이터와 짝수 데이터를 제1 백업 블록과 제2 백업 블록으로 동시에 백업한다.
요약하면, 본 발명의 실시예는 휘발성 메모리 장치 및 휘발성 메모리 장치에서 효율적인 히든 데이터 이동 방법을 도입한다. 이 방법은 휘발성 메모리 장치에서의 전용 데이터 이동을 수행할 수 있다. 데이터 이동 외에도 히든 백업은 데이터를 홀수 데이터와 짝수 데이터로 세분화하여, 다른 위치인 첫 번째 백업 블록과 두 번째 백업 블록에서 동시에 수행된다. 따라서 벌크 데이터를 전송하는데 넓은 데이터 경로가 필요하지 않다. 또한, 벌크 데이터 이동 동작 중에 히든 백업 동작을 수행함으로써 리프레시 기능으로 백업 동작을 공유함으로써 전력 소모가 크게 감소된다. 이 방법은 데이터 이동 동작을 수행하기 위한 제어장치(controller)로부터의 제어 신호에 국한되지 않고 셀프 리프레시 또는 자동 리프레시 동작에 의해 수행된다. 휘발성 메모리 장치는 활성 명령없이 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록을 결정할 수도 있다.
본 개시의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 개시된 실시예에 대해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 전술한 관점에서, 본 개시는 이하의 특허 청구 범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 변형 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (14)

  1. 다이나믹 메모리 어레이를 갖는 휘발성 메모리 장치의 효율적인 데이터 이동 방법에 있어서,
    활성 명령에 의해 상기 휘발성 메모리 장치의 백업 어레이 및 정상 어레이를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 활성 명령에 의해 정상 동작 및 백업 동작이 결정되며;
    상기 백업 동작을 수행하는 단계는,
    사전에 결정된 블록에서 데이터 이동 동작을 수행하는 단계;
    상기 사전에 결정된 블록에서 홀수 데이터와 짝수 데이터를 결정하는 단계;
    상기 사전에 결정된 블록의 감지 증폭기를 주기적으로 인에이블 시키는 단계;
    상기 감지 증폭기를 인에이블 한 후, 행 제어부를 통해 상기 다이나믹 메모리 어레이의 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록을 인에이블 하는 단계; 및
    홀수 데이터와 짝수 데이터를 제1 백업 블록과 제2 백업 블록으로 동시에 백업하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휘발성 메모리 장치는,
    활성 명령을 통해 상기 다이나믹 메모리 어레이의 상기 제1 백업 블록 및 상기 제2 백업 블록을 결정하는
    방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 휘발성 메모리 장치는,
    상기 다이나믹 메모리 어레이의 상기 제1 백업 블록 및 상기 제2 백업 블록을 스스로 정의하는
    방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사전에 결정된 블록에서,
    상기 데이터 이동 동작을 수행하는 단계는,
    상기 활성 명령에 의해 결정되는
    방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사전에 결정된 블록에서 데이터 이동 동작을 수행하는 단계는,
    셀프 리프레시 동작에 의해 결정되는
    방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 활성 명령은,
    상기 사전에 결정된 블록, 상기 제1 백업 블록 및 상기 제2 백업 블록의 어드레스 위치
    를 포함하는 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 셀프 리프레시 동작 동안,
    백업과 함께 또는 백업없이 상기 데이터 이동 동작을 결정하는 단계는
    모델 리포지터리 백업 또는 즉시 백업에 의해 선택되는
    방법.
  8. 휘발성 메모리 장치에 있어서,
    데이터에 액세스하도록 구성된 복수의 서브 어레이 - 상기 서브 어레이 각각은 서로 전기적으로 결합됨 -;
    상기 복수의 서브 어레이 각각의 행을 제어하도록 구성된 행 제어부;
    상기 복수의 서브 어레이 각각의 열을 제어하도록 구성된 열 제어부;
    상기 데이터 액세스 동작 동안 주기적으로 인에이블 되는 복수의 감지 증폭기 - 상기 복수의 서브 어레이 각각에 적용된 -; 및
    상기 복수의 서브 어레이의 대응하는 워드라인에 구동 신호를 제공하는 복수의 서브 워드 드라이버 - 상기 복수의 서브 어레이에 인접하여 적용된 -
    를 포함하고,
    상기 휘발성 메모리 장치는 사전에 결정된 블록에서 데이터 이동 동작을 수행하여 상기 사전에 결정된 블록의 홀수 데이터와 짝수 데이터를 결정하고,
    상기 휘발성 메모리 장치는 상기 행 제어부를 통해 다이나믹 메모리 어레이의 제1 백업 블록 및 제2 백업 블록을 인에이블 시키고 상기 홀수 데이터 및 상기 짝수 데이터를 동시에 상기 제1 백업 블록 및 상기 제2 백업 블록으로 백업하는
    장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 휘발성 메모리 장치는,
    활성 명령을 통해,
    상기 다이나믹 메모리 어레이의
    상기 제1 백업 블록 및 상기 제2 백업 블록을 결정하는
    장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 휘발성 메모리 장치는,
    상기 다이나믹 메모리 어레이의
    상기 제1 백업 블록 및 상기 제2 백업 블록을
    스스로 정의하는
    장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 휘발성 메모리 장치는,
    활성 명령에 의해
    상기 사전에 결정된 블록에서의 데이터 이동 동작을 수행하는
    장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 휘발성 메모리 장치는,
    셀프 리프레시 동작에 의하여,
    상기 사전에 결정된 블록에서의 데이터 이동 동작을 수행하는
    장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 활성 명령은,
    상기 사전에 결정된 블록, 상기 제1 백업 블록 및 상기 제2 백업 블록의 어드레스 위치를 포함하는
    장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 셀프 리프레시 동작 동안,
    백업과 함께 또는 백업없이 상기 데이터 이동 동작을 결정하는 단계는
    모델 리포지터리 백업 또는 즉시 백업에 의해 선택되는
    장치.
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