[发明专利]用于智能刷新动态随机存取存储器的方法和系统

说明书

背景技术

动态随机存取存储器(DRAM)是由单元的集合构造的存储器装置，每个单元均由晶体管和电容器构成。DRAM单元布置成具有多行和多列单元的矩阵。单元的每行被称为“页(page)”，DRAM单元的矩阵被称为“组(bank)”。将多个组结合以形成DRAM装置。DRAM进行操作以通过将电荷存储在电容器中并将晶体管用作存取开关来在各个单元中保留信息。电容器可以对应于例如1或0的存储值而进行充电或放电。可以将对一位置写入“0”或“1”视为“刷新”，其中，在其中写入该值的刷新循环的持续时间内保持该值。例如，如果对页进行写入，则可以将该页视为在刷新循环的持续时间内刷新。

随时间推移，电容器最终会“泄露”，或者失去其电荷，从而需要周期性地刷新DRAM。取决于诸如温度等的系统因素或其他因素，电容器耗电(drain)时间(即电容器完全失去电荷需要的时间)的值约为64ms。有时在放电时间消逝前，应当发生刷新以维持被充电单元的充电状态。

可以通过执行由DRAM制造者提供的、并且可以由例如其中嵌入有DRAM的或DRAM所耦接到的片上系统(SoC)上的存储器控制器来周期性地发出的刷新命令(REF)来实现刷新。REF命令无需页的地址。相反，当发出REF命令时，基于内部逻辑的操作而在DRAM内部计算用于刷新的地址。在与REF命令相关联的典型的刷新期间，刷新整个DRAM中的单个页(每个组刷新)，或者刷新DRAM中的每个组中的一页(所有组刷新)。在REF刷新操作或任意刷新操作期间，包含正在经历刷新的页的组不可用于存取。对于所有组刷新来说，整个DRAM变得不可用。

在刷新期间的不可用性负面地影响DRAM存取性能。在64ms周期内将刷新命令施加至DRAM的不同区段，而不是同时迭代地刷新所有页(这会导致刷新整个DRAM的刷新以及存取的完全不可用性)。由此，对于基于逐页的整个DRAM的刷新，在64ms内刷新每个页，并且一次仅一个页或所有组中的一个页不可用。通过按照上述方式传来扩散刷新命令，会发出更多的刷新命令。取决于存储器的密度和架构，页刷新间隔变为3.9us或7.8us。例如，对于具有8K(8192，或2¹³)个页的DRAM，页刷新间隔可以计算为t_REFI＝64ms/8192＝7.8us。传统的DRAM具有追踪接下来要刷新的页的内部逻辑。装置中的内部逻辑可以被配置成以顺序的方式循环访问所有页。如DRAM制造者定义的，存储器控制器可以在每个t_REFI发出REF命令。为了减少REF对DRAM性能的影响，DRAM供应商可以同时内部地刷新两个或更多页。由DRAM供应商提供的传统REF命令没有被配置成接受与页位置相关联的地址或针对多个位置的多个地址。因此，系统设计者具有极少灵活性来控制DRAM刷新操作的方面。因此，不能够实现在DRAM刷新可控的情况下可实现的潜在效率增益。

发明内容

各方面提供了用于对追踪小表中的页的存储器状态的动态存储器装置(例如，DRAM)进行读取、写入和刷新的方法和装置，其中当页不包括数据或全零时，该小表可以用于消除一些读取、清除(即，写入零)以及刷新操作。

一方面方法可以包括：设定第一查找表中的与动态存储器装置中的存储器单元的页相关联的第一值以指示何时页包括全零的有效数据，并控制根据页刷新间隔而执行的页刷新，以便抑制存储器单元的页的刷新，其中在第一查找表中的存储器单元的页相关联的第一值指示页包括全零的有效数据。在另一方面中，当查找表中的第一值指示与读取请求相关联的存储器单元的页包括全零的有效数据时，可以抑制对该存储器单元的页的存取，并且可以响应于读取请求返回一个或多个零，而无需存取该页。在另一方面中，当查找表中的第一值指示与写入请求相关联的存储器单元的页包括全零的有效数据，并且写入值包括待写入至页的一个或多个零时，可以抑制该存储器单元的页的存取，在这种情况下，响应于写入请求可以返回成功的写入操作的指示，而不进行该写入操作。在另一方面中，当查找表中的第一值指示与清除请求相关联的存储器单元的页包括全零的有效数据时，可以抑制对页的存取，在这种情况下，响应于清除请求可以返回成功的清除操作的指示，而不进行该清除操作。