[发明专利]内容可寻址存储器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年2月24日提交的日本专利申请No.2011-038699的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文所述的实施例总的来说涉及一种内容可寻址存储器。

背景技术

内容可寻址存储器(CAM)用在例如路由器与CPU/高速缓冲存储器等之间，以使得执行高速搜索。在比如RAM(诸如SRAM或DRAM)的通用存储器中，当特定地址被指定时，发送回存储在该地址中的数据。相反，CAM在搜索数据被指定时从所有内容检索与指定的搜索数据匹配的存储数据，并发送回该存储数据存储在其上的地址。在实践中，CAM与普通RAM组合为CAM/RAM，并用以使得当从用户输入某个数据字时，输出与该数据字相关联的另一个数据字。

CAM可在所有搜索目的中以比RAM高的速度执行搜索。然而，由于CAM需要用于搜索的物理存储器空间，所以电路面积变大。在完全同时工作的CAM中，与由单个存储单元组成的RAM不同，需要用于根据存储器中的所有比特与输入数据进行比较的电路。而且，为了找到与一个比特失配、但是作为整体与数据字匹配，还需要用于收集比较结果的电路。因为由于这些附加电路而使得CAM的电路面积增大，所以制造成本提高。并且，由于电路面积增大导致数据存储区相对缩小，所以存储器空间相对降低。此外，由于上述比较电路执行待命操作以等待数据输入，所以与RAM相比，需要大的静态功耗。结果，搜索速度与成本和功耗具有权衡关系。并且，CAM几乎主要用于必须以非常高速进行搜索的情况。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能以高速和低功耗工作的内容可寻址存储器。

一个实施例提供一种内容可寻址存储器，包括：自旋MOSFET对，所述自旋MOSFET对包括：第一自旋MOSFET，第一自旋MOSFET的磁化状态根据存储数据而设置；和第二自旋MOSFET，第二自旋MOSFET的磁化状态根据所述存储数据而设置，所述第二自旋MOSFET与第一自旋MOSFET并联连接；第一布线，该第一布线被构造为施加栅电压，以使得第一自旋MOSFET和第二自旋MOSFET中的任何一个根据搜索数据变为导电；和第二布线，该第二布线被构造为将电流施加于第一自旋MOSFET和第二自旋MOSFET这二者。

此外，提供一种内容可寻址存储器，包括：自旋MOSFET对，所述自旋MOSFET对包括：第一自旋MOSFET，当存储数据是第一值时，所述第一自旋MOSFET的磁化状态被设置为第一状态，当存储数据是第二值时，所述磁化状态被设置为第二状态；和第二自旋MOSFET，当存储数据是第一值时，所述第二自旋MOSFET的磁化状态被设置为第二状态，当存储数据是第二值时，所述磁化状态被设置为第一状态，所述第二自旋MOSFET与第一自旋MOSFET并联连接；第一布线，该第一布线被构造为施加栅电压，以使得第一自旋MOSFET和第二自旋MOSFET中的任何一个根据搜索数据变为导电；和第二布线，该第二布线被构造为将电流施加于第一自旋MOSFET和第二自旋MOSFET这二者。

可提供内容可寻址存储器，其中，多个自旋MOSFET对串联连接，并且其中，第二布线将电流施加于所述自旋MOSFET对。

可提供内容可寻址存储器，还包括：比较器，所述比较器被构造为将所述自旋MOSFET对的输出信号与参考值进行比较，从而确定存储数据和搜索数据彼此是否匹配。

可提供内容可寻址存储器，其中，所述存储数据包括两个值，并且其中，在所述自旋MOSFET对中，第一自旋MOSFET和第二自旋MOSFET之一被磁化为具有比另一个高的电阻。

可提供内容可寻址存储器，其中，所述存储数据包括三个值“1”、“0”和“无关项(Don’t care)”，其中，当存储数据是“1”或“0”时，第一自旋MOSFET被设置为第一磁化状态，而第二自旋MOSFET被设置为第二磁化状态，以使得其电阻彼此不同，并且其中，当存储数据是“无关项”时，第一自旋MOSEFT和第二自旋MOSFET这二者被共同设置为第一磁化状态。

可提供内容可寻址存储器，其中，第一自旋MOSFET和第二自旋MOSFET之一是n型自旋MOSFET，而另一个是p型自旋MOSFET。