存儲器、包括存儲器的存儲系統及存儲器控制器的操作方法
【專利摘要】一種存儲系統包括存儲器，所述存儲器包括被配置成檢測存儲器狀態的狀態檢測電路、和被配置成輸出通過狀態檢測電路檢測的存儲器狀態的狀態輸出電路。存儲器控制器被配置成響應于存儲器狀態來調整存儲器的操作性能。
【專利說明】存儲器、包括存儲器的存儲系統及存儲器控制器的操作方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年2月28日提交的申請號為10-2013-0022061的韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。
【技術領域】
[0003]本公開的示例性實施例涉及一種存儲器、一種存儲器控制器以及一種包括所述存儲器和所述存儲器控制器的存儲系統。
【背景技術】
[0004]通常，存儲器控制器控制諸如動態隨機存取存儲器(DRAM)的存儲器。存儲器控制器可以采用芯片組的形式存在于PC板上、中央處理單元(CPU)中或圖形處理單元(GPU)中。
[0005]由不同晶片制成的多個存儲器可能會呈現出性能變化，這種變化可能是由存儲器制造工藝期間的工藝參數的變化引起的。多個存儲器的性能變化也可以取決于在操作工藝期間存儲器的電壓和溫度狀態的變化。
[0006]為了避免包括多個存儲器的存儲系統發生故障，存儲系統需要考慮具有最差性能的存儲器。因此，存儲系統需要采用比與具有較好性能的其它存儲器相對應的速度大體更低的速度來操作。
【發明內容】
[0007]本公開的一個實施例涉及一種利用與存儲器的性能相關的狀態信息來調整存儲器的操作性能的系統和方法。
[0008]根據一個實施例，一種存儲系統包括:存儲器，所述存儲器包括被配置成檢測存儲器狀態的狀態檢測電路、和被配置成輸出通過狀態檢測電路檢測的存儲器狀態的狀態輸出電路；以及存儲器控制器，所述存儲器控制器被配置成響應于存儲器狀態來調整存儲器的操作性能。
[0009]存儲器狀態可以包括:溫度信息、工藝信息以及電壓信息中的一個或更多個。此夕卜，存儲器控制器可以響應于存儲器狀態，通過調整存儲器的時鐘頻率、存儲器的延遲、以及施加至存儲器的命令的模式中的一個或更多個來調整存儲器的操作性能。
[0010]根據另一個實施例，一種存儲器包括:溫度檢測單元，所述溫度檢測單元被配置成檢測存儲器的溫度；工藝檢測單元，所述工藝檢測單元被配置成檢測存儲器的工藝變化；電壓檢測單元，所述電壓檢測單元被配置成檢測存儲器的電源電壓；以及狀態輸出電路，所述狀態輸出電路被配置成輸出存儲器狀態，所述存儲器狀態包括通過溫度檢測單元、工藝檢測單元以及電壓檢測單元獲得的檢測結果。
[0011]根據另一個實施例，一種存儲器控制器的操作方法包括以下步驟:從存儲器中接收存儲器狀態；判斷存儲器狀態是否處于差的狀態；以及當判定出存儲器狀態處于差的狀態時，調整存儲器的性能。
[0012]根據本公開，存儲器的操作性能根據從存儲器中接收的存儲器狀態來調整，使得可以最優化存儲器的操作性能。
[0013]此外，當在存儲系統中提供有多個存儲器時，可以單獨地優化每個存儲器的最佳性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是根據一個實施例的存儲系統的框圖。
[0015]圖2是根據一個實施例的存儲器的框圖。
[0016]圖3是根據一個實施例的狀態檢測電路的框圖。
[0017]圖4是根據一個實施例的工藝檢測單元的框圖。
[0018]圖5是根據一個實施例的電壓檢測單元的框圖。
[0019]圖6A和圖6B是說明存儲器狀態CONDITION從存儲器傳輸至存儲器控制器的示圖。
[0020]圖7是說明存儲器控制器響應于從存儲器接收的存儲器狀態而調整存儲器的操作性能的實施例的流程圖。
[0021]圖8是說明施加至存儲器的時鐘CLK的頻率通過存儲器控制器來調整的示圖。
[0022]圖9是說明存儲器的寫入延遲WL通過存儲器控制器來調整的示圖。
[0023]圖10是說明施加至存儲器的命令模式通過存儲器控制器來調整的示圖。
[0024]圖11是根據另一個實施例的存儲系統的框圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將參照附圖更詳細地描述實施例。然而，本公開可以包括不同形式的實施例，而不應解釋為局限于本文中所列的實施例。確切地說，提供這些實施例使得本公開充分與完整，并且向本領域的技術人員充分地傳達本公開的范圍。在本公開中，相同的附圖標記在本公開的各種附圖和實施例中表示相同的部分。
[0026]圖1是根據一個實施例的存儲系統的框圖。
[0027]參見圖1，存儲系統包括存儲器110和存儲器控制器120。
[0028]存儲器110被配置成在存儲器控制器120的控制下操作。存儲器110響應于從存儲器控制器120施加至存儲器110的命令CMD而執行操作(例如，激活、讀取、寫入、預充電、刷新，或模式寄存器設定(MRS)操作)。存儲器110利用地址ADD來存取存儲器110的單元陣列中與地址ADD相對應的存儲器單元。數據DATA表示從存儲器控制器120傳輸至存儲器110的寫入數據、和從存儲器110傳輸至存儲器控制器120的讀取數據。存儲器110與從存儲器控制器120施加的時鐘CLK同步操作。從存儲器110傳輸至存儲器控制器120的存儲器狀態CONDITION表示存儲器110的狀態。例如，存儲器狀態CONDITION包括存儲器110的溫度信息、工藝信息、以及電壓信息中的一個或更多個。
[0029]存儲器控制器120被配置成將命令CMDdiaADD以及時鐘CLK施加至存儲器110，并且與存儲器Iio交換數據DATA。此外，存儲器控制器120從存儲器110中接收存儲器狀態CONDITION。存儲器控制器120利用信息CONDITION來判斷存儲器110的當前狀態是處于好的狀態還是處于差的狀態。基于判斷結果，存儲器控制器120可以調整存儲器110的操作性能。在一個實施例中，存儲器控制器120對存儲器110的操作性能的調整可以包括調整時鐘CLK的頻率、延遲、以及命令模式或順序。當存儲器110的狀態被判定為好時，可以進一步地增加針對存儲器110的更快操作的存儲器110的性能。當存儲器110的狀態被判定為差時，可以降低針對存儲器110的穩定操作的存儲器110的性能。
[0030]圖2是根據一個實施例的圖1中的存儲器110的框圖。
[0031]參見圖2，存儲器110包括:命令輸入單元210、地址輸入單元215、時鐘輸入單元220、數據輸入/輸出單元225、行電路230、列電路235、單元陣列240、命令譯碼器245、設定電路250、狀態檢測電路255、以及狀態輸出電路260。
[0032]命令輸入單元210被配置成接收從存儲器控制器120傳輸至存儲器110的命令CMD。圖2說明命令CMD經由一個傳輸線輸入。然而，當命令CMD包括多比特信號時，命令CMD可以經由多個傳輸線輸入。如圖2中所示，命令CMD通過命令輸入單元210，然后被傳輸至命令譯碼器245。
[0033]地址輸入單元215被配置成接收從存儲器控制器120傳輸至存儲器110的地址ADD。圖2說明地址ADD經由一個傳輸線輸入。然而，當地址ADD包括多比特信號時，地址ADD可以經由多個傳輸線輸入。在地址ADD通過地址輸入單元215之后，地址ADD被傳輸至行電路230、列電路235、以及設定電路250。
[0034]時鐘輸入單元220被配置成接收從存儲器控制器120傳輸至存儲器110的時鐘CLK。存儲器110的內部元件與經由時鐘輸入單元220輸入的時鐘CLK同步操作。在一個實施例中，時鐘輸入單元220可以包括產生要用于存儲器110內部的時鐘信號的電路。時鐘輸入單元220可以包括延遲鎖定環(delay locked loop, DLL)或鎖相環(phase lockedloop, PLL)，其利用從時鐘發生系統在外部產生的時鐘CLK來產生內部使用的時鐘信號。
[0035]命令譯碼器245被配置成將經由命令輸入單元210輸入的命令CMD譯碼，以識別要通過存儲器110執行的操作，并且根據識別的操作來控制存儲器110的其它元件。要通過存儲器110執行的操作的實例可以包括:激活、預充電、讀取、寫入、刷新操作、以及諸如模式寄存器設定(MRS)的設定操作。圖2所說明的經由控制路徑CONTROL與命令譯碼器245連接的元件通過命令譯碼器245控制。
[0036]當設定操作通過命令譯碼器245控制時，設定電路250被配置成通過將經由地址輸入單元215輸入的地址ADD譯碼來執行設定操作(例如，MRS操作)。通過設定電路250執行的設定操作可以包括:設定存儲器110內部使用的各種電壓電平、設定各種類型的延遲(諸如寫入延遲(WL)或列地址選通(CAS)延遲)、測試模式和操作模式等。通過設定電路250的這些設定操作的結果用于設定存儲器110的內部元件。來自設定電路250的設定結果可以被傳輸至并用于存儲器110的內部元件。
[0037]行電路230被配置成在命令譯碼器245的控制下執行激活、預充電、以及刷新操作。在激活操作中，行電路230將在單元陣列240的字線之中、與從地址輸入單元215傳輸的地址ADD相對應的字線激活。在預充電操作中，行電路230將激活的字線去激活。在刷新操作中，行電路230順序激活字線。
[0038]列電路235被配置成在命令譯碼器245的控制下執行讀取操作和寫入操作。在單元陣列240中的多個列之中，選擇與經由地址輸入單元215輸入的地址ADD相對應的列。在讀取操作中，列電路235從單元陣列240中的選中的列中讀取數據，并將讀取的數據傳輸至數據輸入/輸出單元225。在寫入操作中，列電路235將從數據輸入/輸出單元225中傳輸的數據寫入單元陣列240中選中的列中。
[0039]數據輸入/輸出單元225被配置成輸出讀取數據，所述讀取數據在讀取操作中從列電路235傳輸至存儲器控制器120。在寫入操作中，數據輸入/輸出單元225被配置成接收寫入數據，所述寫入數據從存儲器控制器120傳輸至存儲器110中的列電路235。在圖2中，數據輸入/輸出單元225經由一個傳輸線DATA與存儲器控制器120交換數據。然而，可以在存儲器110和存儲器控制器120之間形成傳輸多比特數據(例如，8比特、16比特、或32比特數據)的多個傳輸線以傳輸多比特數據。
[0040]狀態檢測電路255被配置成檢測存儲器110的狀態CONDITION。存儲器狀態CONDITION表示可以影響存儲器110的性能的存儲器110的可變的狀態。這些狀態可以包括存儲器110中的溫度、電壓、以及工藝變化。例如，狀態檢測電路255被配置成能檢測溫度、電壓、以及工藝變量中的一個或更多個狀態。
[0041]狀態輸出電路260被配置成將通過狀態檢測電路255檢測的存儲器狀態CONDITION輸出至存儲器控制器120。在一個實施例中，狀態輸出電路260可以響應于從存儲器控制器120接收的狀態信息請求命令而輸出存儲器狀態CONDITION。可替選地，狀態輸出電路260可以以預定的時間間隔將存儲器狀態CONDITION輸出至存儲器控制器120。在另一個實施例中，狀態輸出電路260可以實時地將存儲器狀態CONDITION輸出至存儲器控制器120。圖1和圖2說明存儲器狀態CONDITION經由與傳輸命令CMD、地址ADD、以及數據DATA的其它通道分開的通道從存儲器110傳輸至存儲器控制器120。然而，存儲器狀態CONDITION也可以經由傳輸命令CMD、地址ADD、或者數據DATA的通道傳輸。
[0042]圖3是根據一個實施例的圖2中的狀態檢測電路255的框圖。
[0043]參見圖3，狀態檢測電路255包括:溫度檢測單元310、工藝檢測單元320、以及電壓檢測單元330。圖3說明狀態檢測電路255包括全部的溫度檢測單元310、工藝檢測單元320、以及電壓檢測單元330。然而，在另一個實施例中，狀態檢測電路255可以包括這些元件310、320、以及330中的一個或兩個。
[0044]溫度檢測單元310被配置成檢測存儲器110的溫度，并輸出溫度信息TEMP〈0:3>。在一個實施例中，溫度檢測單元310可以被配置成利用諸如片上熱傳感器(on-die thermalsensor, ODTS)的電路。一般地，當存儲器的溫度低時，存儲器處于好的狀態。
[0045]工藝檢測單元320被配置成檢測存儲器110的工藝變化，并輸出工藝信息PR0CESS〈0:3>。工藝信息PR0CESS〈0:3>表示存儲器110的內部元件以高速操作還是以低速操作。內部元件的這種不同的操作速度是由在存儲器110的制造工藝期間發生的工藝變化引起的。一般地，當存儲器110的內部元件以高速操作時，內部元件處于好的狀態。
[0046]電壓檢測單元330被配置成檢測施加至存儲器110的電源電壓VDD的變化，并輸出表示是否穩定提供電源電壓VDD的電壓信息V0L〈0:3>。
[0047]下文的表I示出工藝信息PR0CESS〈0: 3>、電壓信息V0L〈0: 3>、以及溫度信息TEMP<0:3>的實例。這些類型的信息包括4比特的信號，其中，4比特信號的較高兩比特〈2: 3>表示信息的類型，而4比特信號的較低兩比特〈O: 1>表示與信息類型相對應的狀態的狀態。[0048]表1
[0049]
【權利要求】
1.一種存儲系統，包括: 存儲器，所述存儲器包括被配置成檢測存儲器狀態的狀態檢測電路和被配置成輸出通過所述狀態檢測電路檢測的所述存儲器狀態的狀態輸出電路；以及 存儲器控制器，所述存儲器控制器被配置成響應于所述存儲器狀態來調整所述存儲器的操作性能。
2.如權利要求1所述的存儲系統，其中，所述狀態檢測電路包括: 溫度檢測單元，所述溫度檢測單元被配置成檢測所述存儲器的溫度， 其中，所述存儲器狀態包括溫度信息。
3.如權利要求1所述的存儲系統，其中，所述狀態檢測電路包括: 工藝檢測單元，所述工藝檢測單元被配置成檢測所述存儲器的工藝變化， 其中，所述存儲器狀態包括工藝信息。
4.如權利要求3所述的存儲系統，其中，所述工藝檢測單元包括: 環形振蕩器，所述環形振蕩器被配置成產生周期波；以及 周期檢測部，所述周期檢測部被配置成檢測所述周期波的周期，并產生所述工藝信息。
5.如權利要求1所述的存儲系統，其中，所述狀態檢測電路包括: 電壓檢測單元，所述電壓檢測單元被配置成檢測所述存儲器的電源電壓， 其中，所述存儲器狀態包括電壓信息。
6.如權利要求5所述的存儲系統，其中，所述電壓檢測單元包括: 分壓部，所述分壓部被配置成劃分電源電壓，并產生分壓； 電壓比較器，所述電壓比較器被配置成比較所述分壓與一個或更多個參考電壓；以及 碼發生部，所述碼發生部被配置成利用所述電壓比較器的所述比較結果來產生所述電壓信息。
7.如權利要求1所述的存儲系統，其中，所述狀態檢測電路包括: 溫度檢測單元，所述溫度檢測單元被配置成檢測所述存儲器的溫度； 工藝檢測單元，所述工藝檢測單元被配置成檢測所述存儲器的工藝變化；以及 電壓檢測單元，所述電壓檢測單元被配置成檢測所述存儲器的電源電壓， 其中，所述存儲器狀態包括:溫度信息、工藝信息、以及電壓信息。
8.如權利要求1所述的存儲系統，其中，所述存儲器控制器被配置成響應于所述存儲器狀態來調整所述存儲器的時鐘頻率。
9.如權利要求1所述的存儲系統，其中，所述存儲器控制器被配置成響應于所述存儲器狀態來調整所述存儲器的延遲。
10.如權利要求9所述的存儲系統，其中，所述存儲器的延遲包括:列地址選通CAS延遲和寫入延遲中的一個或更多個。
【文檔編號】G11C11/4074GK104021813SQ201310495413
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年2月28日
【發明者】宋根洙 申請人:愛思開海力士有限公司