[发明专利]用于定制应用的动态近似存储

说明书

一种用于动态近似存储的存储器芯片包括与至少两个区域相关联的存储器单元阵列。芯片进一步包括至少一个阈值寄存器，用于存储与至少两个区域的每个区域对应的存储单元的阈值的值；以及控制逻辑，可编程地调节用于存储器单元的阈值的值。一种控制用于动态近似存储的存储设备的方法包括修改存储在阈值寄存器中且与包括至少两个区域的存储器的区域中的至少一个单元相关联的至少一个值，以为至少一个单元应用偏置，其中偏置调节单元中的值的范围。

背景技术

存储器和存储常在精确度(错误)、持久性、性能、能量效率与密度(容量)之间具有各种权衡。单级单元(SLC)存储器(例如动态随机存取存储器(DRAM)和一些形式的闪存)在每个单元中存储1位的数据。为了提供更高的密度，(例如闪存和相变存储器(PCM)可用的)多级单元(MLC)存储器将一个单元中的值范围细分为许多级以存储多于1位的数据。例如，闪存代表存储器单元的阈值电压的值，PCM代表存储器单元的电阻的值。由此，对于某些多级存储，单元允许的电阻范围越大，单元中可用于存储信息的级别数越高，从储存观点来看使得单元密度更大。也就是说，单元能够在每单位物理容积存储更多的信息。然而，关于权衡，对于在保持便宜、可靠的同时制作密度多大的单元存在限制。

另外，单元密度越大，维持相同错误率需要的读写机制越精确。例如，对于固定的电阻范围，使用更多的级别数要求更精确的硬件以每次正确地读写这些单元。更精确的硬件意味着更高的成本；对于相同的硬件，在单元中存储更多的级别数会引发更高的读写错误率。其它电阻改变过程(例如PCM中的漂移)也影响读错误率。

发明内容

本文描述了动态近似存储和系统，其允许应用和操作系统利用放松存储设备的存储器中的区域的错误要求，以作为对增加的容量、持久性、性能、能量效率或存储设备的其它属性的交换，同时仍能够为数据维持适当的输出质量。

描述了一种用于动态近似存储的存储器芯片，其包括存储器的具有不同错误约束的至少两个区域。该存储器芯片能够包括至少一个阈值寄存器，用于存储标识与该至少两个区域的每个区域对应的存储单元的值的阈值的值；以及控制逻辑，可编程地调节该存储器单元的该阈值的值。该阈值可被调节以创建单元中的值的非对称范围，甚至调节单元能够存储的级别(和位)的数目。

一种控制用于动态近似存储的存储设备的方法包括修改存储在阈值寄存器中且与包括至少两个区域的存储器的区域中的至少一个单元相关联的至少一个值，以将偏置应用于该至少一个单元，其中该偏置调节单元中的值的范围。在另外实施方式中，存储器的单元或区域的错误率能够被修改使得存储器的不同区域具有不同的纠错级别。

本发明内容被提供以用简化形式介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1A图示了存储精确度和数据编码的操作；

图1B图示了用于图1A中所示的存储器100的三种类型的存储区域的表示；

图2A-2C图示了具有不同指派的阈值以提供1位(图2A)和2位(图2B和图2C)的存储的四级别单元的模拟(电阻)范围(x轴)；

图3图示了用于可编程存储精确度的存储器系统；

图4A-4C图示了各种操作环境和相应的存储位置；

图5A示出了均匀的(u)和偏置的(b)4级单元参数的表1；

图5B示出了均匀的(u)和偏置的(b)8级单元参数的表2；

图6示出了随均匀的和偏置的PCM单元的时间变化的组合的原始误码率(RBER)的曲线图；

图7示出了具有增大的清理间隔的密度的曲线图，其对均匀的和偏置的PCM单元进行比较；