[发明专利]多级单元存储器

说明书

一种多级单元存储器，包括：存储器单元，其存储两个或更多位的信息；感测电路，其耦合到存储器单元；以及行缓冲器结构，其包括分页缓冲器，所述分页缓冲器具有第一页缓冲器和第二页缓冲器。感测电路进行操作以读自和写至存储器设备，将第一位置于第一页缓冲器和第二页缓冲器之一中，并且将第二位置于第一页缓冲器和第二页缓冲器之一中。

背景技术

计算机存储器设备包括存储器单元的阵列以及外围输入和输出（I/O）电路。在阵列中，存储器单元被布置成行和列。每行中的所有存储器单元连接到公共字线。每列中的所有存储器单元连接到公共位线（bit line）。通过使用字线同时访问行中的所有存储器单元并且使用位线将数据传输到存储器单元和从存储器单元传输数据来增大数据吞吐量。

在I/O侧上，来自位线的数据信号被感测放大器检测到并且锁存（存储）在已知为行缓冲器的外围电路中。一旦行的数据被置于行缓冲器中，对相同行的随后的请求就可以通过访问行缓冲器中的数据而被服务。这样的访问已知为行缓冲器命中（hit），并且能够在没有与存储器单元阵列交互的情况下以外围电路的等待时间被服务。为了服务针对另一行的访问请求，必须从存储器单元阵列访问数据。该访问请求（其将导致行缓冲器的内容被替换）已知为行缓冲器未命中（miss），并且与行缓冲器命中相比，它将招致更长的等待时间和更高的能量消耗。

相变存储器（PCM）是非易失性随机存取存储器技术，其可以取代动态随机存取存储器或结合其而被使用。PCM技术的一个特定实现通过变化已知为硫族化物的材料的电阻而存储信息。硫族化物是指代周期表的VI族元素的术语。PCM利用硫族化物的性能，其中由通过硫族化物的电流的通道所产生的热使该材料在两个状态（晶质和非晶）之间切换。在不存在电功率的情况下，硫族化物的状态被保持。此外，硫族化物可以被操纵成（例如两个）附加的不同状态，实际上增大（例如加倍）基于硫族化物的存储器的存储容量。

附图说明

详细描述将参考以下附图，其中同样的标号指代同样的项，并且其中：

图1图示了并入分页缓冲的多级存储器的实施例；

图2更详细地图示了图1的多级存储器的一方面；

图3图示了并入分页缓冲的行缓冲器的实施例；

图4和5图示了用于当实现APB时读自和写至存储器单元的过程的实施例；并且

图6-10图示了当实现关联页缓冲时读和写过程的可替换实施例。

具体实施方式

存储器技术通过产生物理状态中可辨别的改变来表示不同的符号而使得能够存储信息。传统地，存储器单元各自存储一位（bit）信息。更近来，多级单元（MLC）存储器设备已经被开发并且每存储器单元可以存储两个或更多位。通过操纵参数来表示多个符号而实现MLC存储器。在存储器单元中具有两位的MLC存储器设备中，“11”、“01”、“10”、和“00”编码方案是可能的。

相变存储器（PCM）是非易失性固态存储器，其可以满足对于随机存取存储器以及大容量数据存储的需要。PCM使用诸如硫族化物玻璃之类的相变材料的独特性能，其可以在两个状态（即晶质状态和非晶状态）之间切换。在非晶状态中，相变材料具有高电阻。在晶质状态中，相变材料具有低电阻。由于在晶质和非晶状态中相变材料具有不同的电阻率，该物理属性可以用于存储数据。具有高电阻的非晶状态可以用于表示逻辑零，而晶质、低电阻状态可以用于表示逻辑一。