易失性存儲(chǔ)器件、包括該器件的存儲(chǔ)模塊及其操作方法
【專利說(shuō)明】易失性存儲(chǔ)器件、包括該器件的存儲(chǔ)模塊及其操作方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2014年4月17日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0-2014-0045920的韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全文通過(guò)引證的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的各實(shí)施方式涉及易失性存儲(chǔ)器件和包括該易失性存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)模塊。
【背景技術(shù)】
[0004]例如DRAM的易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元包括用作開(kāi)關(guān)的晶體管和存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)的電荷的電容器。根據(jù)在存儲(chǔ)單元的電容器中帶電的電荷的數(shù)量(即，電容器的終端的電壓是高或低)來(lái)確定數(shù)據(jù)是高(即，邏輯I)或低(即，邏輯O)。
[0005]由于數(shù)據(jù)的保持是以電荷在電容器中積聚的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，原則上不發(fā)生功率消耗。但是，因?yàn)橛蒑OS晶體管等的PN結(jié)引起的電流泄露，在電容器中存儲(chǔ)的電荷的初始量減少，數(shù)據(jù)可能會(huì)丟失。為了防止數(shù)據(jù)丟失，在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)被讀取和再充電(recharge)以在數(shù)據(jù)丟失之前與讀取的信息一致。只有當(dāng)這樣的操作被周期地重復(fù)時(shí)，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)被保持。單元的這種再充電過(guò)程被稱為刷新操作。
[0006]安裝在絕大多數(shù)存儲(chǔ)模塊中的存儲(chǔ)芯片是易失性存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)芯片用于例如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、工作站、服務(wù)器計(jì)算機(jī)或通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。盡管易失性存儲(chǔ)器可以以高速操作，它們具有以下缺點(diǎn)，即由于不通電時(shí)刷新操作可能不執(zhí)行，所以如果功率被阻斷，則數(shù)據(jù)可能會(huì)丟失。近來(lái)，為了應(yīng)對(duì)這樣的缺點(diǎn)，采用了非易失性雙列直插式存儲(chǔ)模塊(NVDIMM)方案。NVDIMM包括易失性存儲(chǔ)器、非易失性存儲(chǔ)器和應(yīng)急電源。通過(guò)在主機(jī)的電源不穩(wěn)定時(shí)使用應(yīng)急電源將易失性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)備份至非易失性存儲(chǔ)器的操作，NVDIMM可以防止由于主機(jī)電源故障而造成的數(shù)據(jù)丟失。
[0007]—般來(lái)說(shuō)，電力電容器被用于安裝在NVDI麗中的應(yīng)急電源。但是，用作應(yīng)急電源的電力電容器的電容升高與成本升高直接相關(guān)。因此，需要能夠?qū)⒁资源鎯?chǔ)器的數(shù)據(jù)安全備份至非易失性存儲(chǔ)器而使用小的功率量的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]各實(shí)施例涉及可以減少將易失性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)備份至非易失性存儲(chǔ)器的功率消耗的技術(shù)。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，一種易失性存儲(chǔ)器件可以包括:多個(gè)存儲(chǔ)塊，其適于分別響應(yīng)于多個(gè)刷新信號(hào)而被刷新；命令解碼器，其適于解碼命令以生成內(nèi)部刷新命令；以及刷新電路，其適于響應(yīng)于內(nèi)部刷新命令而生成刷新信號(hào)，其中刷新電路禁止激活對(duì)應(yīng)于完成備份的存儲(chǔ)塊的刷新信號(hào)。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，一種存儲(chǔ)模塊可以包括:應(yīng)急電源；易失性存儲(chǔ)器件，其包括多個(gè)存儲(chǔ)塊；非易失性存儲(chǔ)器件；模塊控制塊，其適于當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)使用應(yīng)急電源來(lái)控制將易失性存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)備份至非易失性存儲(chǔ)器件，其中存儲(chǔ)塊的數(shù)據(jù)被順序地備份至非易失性存儲(chǔ)器件，并且禁止對(duì)完成備份的存儲(chǔ)塊進(jìn)行刷新操作。
[0011 ] 其中電源故障包括存儲(chǔ)模塊的主機(jī)電源的故障。
[0012]存儲(chǔ)模塊還可以包括電源故障感測(cè)塊，其適于感測(cè)主機(jī)電源的故障。
[0013]應(yīng)急電源可以包括至少一個(gè)電力電容器。
[0014]易失性存儲(chǔ)器件可以包括:存儲(chǔ)塊，其適于分別響應(yīng)于多個(gè)刷新信號(hào)而被刷新；命令解碼器，其適于解碼命令以生成內(nèi)部刷新命令；以及刷新電路，其適于響應(yīng)于內(nèi)部刷新命令而生成刷新信號(hào)，其中刷新電路不激活在多個(gè)存儲(chǔ)塊中的對(duì)應(yīng)于完成備份的存儲(chǔ)塊的刷新信號(hào)。
[0015]其中刷新電路可以包括:刷新控制單元，其適于當(dāng)內(nèi)部刷新命令被激活而對(duì)應(yīng)于完成備份的存儲(chǔ)塊的刷新信號(hào)沒(méi)有被激活時(shí)，根據(jù)設(shè)定的刷新模式來(lái)控制刷新信號(hào)以預(yù)定順序激活；和地址生成單元，其適于生成在刷新操作中將要使用的刷新地址。
[0016]當(dāng)刷新信號(hào)中的預(yù)定的一個(gè)被激活時(shí)，地址生成單元改變刷新地址的值。
[0017]在完成備份的存儲(chǔ)塊上的信息從模塊控制塊被傳送至易失性存儲(chǔ)器件。
[0018]存儲(chǔ)塊的每一個(gè)包括內(nèi)存庫(kù)組。
[0019]存儲(chǔ)塊的每一個(gè)包括內(nèi)存庫(kù)。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，一種操作包括易失性存儲(chǔ)器件和非易失性存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)模塊的方法，該方法可以包括以下步驟:感測(cè)主機(jī)電源的故障；將由存儲(chǔ)模塊使用的電源從主機(jī)電源轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)急電源；通過(guò)使用應(yīng)急電源將存儲(chǔ)在多個(gè)存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)順序地備份至非易失性存儲(chǔ)器件，其中多個(gè)存儲(chǔ)塊包括在易失性存儲(chǔ)器件中；和一旦完成存儲(chǔ)塊的備份，則禁止刷新操作。
[0021]方法進(jìn)一步可以包括:當(dāng)主機(jī)電源被恢復(fù)時(shí)，將備份至非易失性存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)恢復(fù)至易失性存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)塊。
[0022]其中即使刷新命令被應(yīng)用于易失性存儲(chǔ)器件時(shí)，不對(duì)禁止刷新操作的存儲(chǔ)塊執(zhí)行刷新操作。
[0023]方法進(jìn)一步可以包括:在除了完成備份的存儲(chǔ)塊以外的存儲(chǔ)塊上執(zhí)行刷新操作。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)模塊的框圖。
[0025]圖2是在圖1中示出的易失性存儲(chǔ)器的細(xì)節(jié)圖。
[0026]圖3A和3B是用于描述圖2中的刷新控制單元處于第一刷新模式的操作的圖。
[0027]圖4A和4B是用于描述圖2中的刷新控制單元處于第二刷新模式的操作的圖。
[0028]圖5A和5B是用于描述圖2中的刷新控制單元處于第三刷新模式的操作的圖。
[0029]圖6是用于描述圖1中的存儲(chǔ)模塊的操作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下文將參照附圖更詳細(xì)地描述各實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以不同的形式實(shí)現(xiàn)，而不應(yīng)被理解為限制于本文所提出的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例來(lái)使本文全面和完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完整地表達(dá)本發(fā)明的范圍。貫穿全文，相同的附圖標(biāo)記指的是本發(fā)明各個(gè)附圖和實(shí)施例中的相同部件。
[0031 ]圖1是例示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)模塊100的框圖。
[0032]參照?qǐng)D1，存儲(chǔ)模塊100可以包括模塊控制塊110、易失性存儲(chǔ)器件120_0至120_7、非易失性存儲(chǔ)控制器130、非易失性存儲(chǔ)器件140、應(yīng)急電源供給塊150和電源故障感測(cè)塊160。
[0033]即使電源故障，在主機(jī)的功率不穩(wěn)定時(shí)通過(guò)將存儲(chǔ)在易失性存儲(chǔ)器件(或芯片)120_0至120_7中的數(shù)據(jù)備份至非易失性存儲(chǔ)器件(或芯片)140，存儲(chǔ)模塊100仍然可以防止數(shù)據(jù)丟失。為了解釋方便，存儲(chǔ)模塊100與存儲(chǔ)控制器I 一起示出在主機(jī)(未示出)上，該主機(jī)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)DATA并且提供命令CMD、地址ADD和時(shí)鐘CLK來(lái)控制存儲(chǔ)模塊 100。
[0034]易失性存儲(chǔ)器件120_0至120_7的每一個(gè)可以是動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(DRAM)，并且非易失性存儲(chǔ)器件140可以是閃速存儲(chǔ)器。但是，易失性存儲(chǔ)器件120_0至120_7中的每一個(gè)可以是和DRAM不同種類的易失性存儲(chǔ)器，并且非易失性存儲(chǔ)器件140可以是與閃速存儲(chǔ)器不同種類的非易失性存儲(chǔ)器。
[0035]當(dāng)主機(jī)的電源H0ST_VDD和H0ST_VSS正常時(shí)，模塊控制塊110可以緩沖從存儲(chǔ)控制器I提供的命令CMD、地址ADD和時(shí)鐘CLK，并且可以將它們提供至易失性存儲(chǔ)器件120_0至120_7。模塊控制塊110可以緩沖從存儲(chǔ)控制器I提供的數(shù)據(jù)DATA并且將它們提供至易失性存儲(chǔ)器件120_0至120