一种基于stt-mram构建的存储器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及计算机存储技术领域，尤其涉及一种基于STT-MRAM构建的存储器。
【背景技术】
[0002]当前计算机架构中，负责数据存取功能的部件主要有两种，外存储器和内存储器。内存储器简称内存，是一种与中央处理器(CPU)直接相连，CPU能直接寻址的存储空间。内存的作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储设备交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后再由CPU将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。目前内存主要由内存颗粒11，PCB板12和内存金手指(connecting finger)13等部分组成。其中内存颗粒11为动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)，负责保存数据信息。DRAM采用电容存储的电量来保存信息，因为电容电量会随着时间逐渐流失，因此DRAM每隔一段时间就需要刷新一次，以保证电容中保存了充足的电量。这也就决定了一旦系统掉电，DRAM中存储的信息也会随之丢失。在很多应用领域，比如数据中心等，内存中往往存储着大量重要且不可丢失的用户数据，为了防止DRAM掉电之后丢失数据，需要做大量的掉电保护措施，增加了设计和维护成本，降低了系统整体可靠性。如果能够采用掉电不丢失数据的非易失性(non-volatile)内存，能够从根本上解决这个问题。
[0003]当前非易失性的半导体存储器主要有以下几种:闪存(FLASHMemory)，磁阻存储器(Spin Transfer Torque Magnetic Random Access Memory，STT-MRAM)，相变存储器(Phase Change Memory，PCRAM)和阻变存储器(Resistive Random Access Memory ,RRAM) 0这4种存储器中，只有STT-MRAM的原生读写频率能够达到100?200MHz，能够与DRAM存储器的原生读写频率相同，因此可以用来单独构建非易失性内存，或是作为其他非易失性存储器(如RRAM,PCRAM或FLASH Memory)的前端高速缓存，与其他非易失性存储器一起构建非易失性内存。
[0004]STT_MRAM(Spin Transfer Torque Magnetic Random Access Memory)是一种新型高速高可靠的存储器，具备纳秒级的读写速度，可以通过采用DDR DRAM存储器中类似的比特预取，划分存储组(Bank Group)等方式完全兼容各类DDR协议，实现与CPU的直接连接。STT-MRAM具备115级别的擦写寿命，可以满足内存级存储器的擦写寿命需求，而且掉电不丢失数据。
【发明内容】
[0005]本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种基于STT-MRAM构建的存储器，由STT-MRAM单独构建存储器，或是作为其他非易失性子存储器的前端高速缓存，与其他非易失性子存储器一起构建存储器;本发明可以从根本上解决内存掉电数据丢失的问题，移除原有系统中保护内存数据掉电不丢失的设备，降低系统设计和维护成本。
[0006]本发明是通过以下技术方案达到上述目的:一种基于STT-MRAM构建的存储器，包括:STT-MRAM存储器颗粒、PCB板、内存金手指、接口； STT-MRAM存储器颗粒依附在PCB板表面；内存金手指连接在PCB板下沿；内存金手指通过接口与外部处理器连接。
[0007]作为优选，还包括控制器、子存储器、接口 1、驱动接口；控制器、子存储器依附在PCB板表面;控制器通过接口 I与STT-MRAM存储器颗粒连接;控制器通过驱动接口与子存储器连接。
[0008]作为优选，所述接口所采用的的协议为DDR2、DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4中的任意一种接口协议。
[0009 ] 作为优选，所述子存储器为非易失性存储器，为RRAM、PCRAM、FLASH Memory的任意一种。
[0010]作为优选，所述接口 I所采用的的协议为PCIe、SAS、SATA接口协议中的任意一种。[0011 ]作为优选，所述驱动接口的选择由子存储器决定，驱动接口类型与子存储器类型相对应。
[0012]本发明的有益效果在于:采用STT-MRAM构建内存，利用STT-MRAM的高速读写性能和掉电非易失性能，从根本上解决内存掉电数据丢失的问题，移除原有系统中保护内存数据掉电不丢失的设备，降低系统设计和维护成本。
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例采用STT-MRAM单独构建的存储器结构示意图；
[0014]图2是本发明实施例采用STT-MRAM和其他非易失性存储器混合构建的存储器结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此:
[0016]实施例1:如图1所示，一种基于STT-MRAM构建的存储器采用STT-MRAM单独构建存储器;包括STT-MRAM存储器颗粒1、PCB板2、内存金手指(connecting finger)3、接口 4，接口4所采用的协议为DDR2、DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4中的任意一种接口协议。在这种结构中，所有内存存储介质均由STT-MRAM颗粒组成，掉电之后数据不会丢失。STT-MRAM具有与DRAM存储器一样的核心频率，可以完全兼容DDR2、DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4中的任意一种接口协议，实现与CPU直接通信。
[0017]实施例2:如图2所示，一种基于STT-MRAM构建的存储器采用STT-MRAM和子存储器(如RRAM，PCRAM或FLASH Memory)混合构建存储器。包括STT-MRAM存储器颗粒1、控制器5，负责连接STT-MRAM存储器颗粒和子存储器颗粒，控制STT-MRAM存储器颗粒和子存储器颗粒之间的数据传输;子存储器6 (如RRAM ,PCRAM或FLASH Memory);接口 I 7，接口 I 7所采用的的协议为PCIe，SAS或SATA接口协议中的任意一种;适用于RRAM，PCRAM或FLASH Memory的驱动接口 8，具体采用哪种驱动接口由子存储器6决定，比如6为FLASH Memory，则相应的驱动接口8为FLASH Memory的驱动接口 ；PCB板2，内存金手指(connecting finger)3，接口4，接口4所采用的协议为DDR2、DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4中的任意一种接口协议。在本实施例中，采用混合方式构建的存储器中，STT-MRAM作为子存储器的前端高速缓存，负责通过DDR接口与CPU直接通信，同时，通过内部控制器与子存储器相连，负责缓存需要写入子存储器的数据，或是从子存储器中读出的数据。CHJ通过接口协议将数据发送给STT-MRAM颗粒，STT-MRAM颗粒负责缓存这些数据，并在控制器的控制下，将这些数据搬移至后端子存储器颗粒(如RRAM,PCRAM或FLASH Memory)中存储，整个过程中使用的子存储器均是非易失性存储器，掉电之后数据不会丢失。
[0018]以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于STT-MRAM构建的存储器，其特征在于包括:STT-MRAM存储器颗粒(I)、PCB板(2)、内存金手指(3)、接口(4);STT-MRAM存储器颗粒(I)依附在PCB板(2)表面；内存金手指(3)连接在PCB板(2)下沿；内存金手指(3)通过接口(4)与外部处理器连接。2.根据权利要求1所述的一种基于STT-MRAM构建的存储器，其特征在于，还包括控制器(5)、子存储器(6)、接口1(7)、驱动接口(8);控制器(5)、子存储器(6)依附在PCB板(2)表面；控制器(5)通过接口 I (7)与STT-MRAM存储器颗粒(I)连接;控制器(5)通过驱动接口(8)与子存储器(6)连接。3.根据权利要求1所述的一种基于STT-MRAM构建的存储器，其特征在于:所述接口(4)所采用的的协议为DDR2、DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4中的任意一种接口协议。4.根据权利要求2所述的一种基于STT-MRAM构建的存储器，其特征在于:所述子存储器(6)为非易失性存储器，为RRAM、PCRAM、FLASHMemory的任意一种。5.根据权利要求2所述的一种基于STT-MRAM构建的存储器，其特征在于:所述接口I (7)所采用的的协议为PCIe、SAS、SATA接口协议中的任意一种。6.根据权利要求2所述的一种基于STT-MRAM构建的存储器，其特征在于:所述驱动接口(8)的选择由子存储器(6)决定，驱动接口类型与子存储器(6)类型相对应。
【专利摘要】本发明涉及一种基于STT-MRAM构建的存储器，由STT-MRAM单独构建，也可以由STT-MRAM混合其他非易失性子存储器(如RRAM,PCM或FLASH？Memory)一同构建。采用混合方式构建的存储器中，STT-MRAM作为其他非易失性子存储器的前端高速缓存，负责通过DDR接口与CPU直接通信，同时，通过内部控制器与其他非易失性子存储器相连，负责缓存需要写入其他非易失性子存储器的数据，或是从非易失性子存储器中读出的数据。本发明可以从根本上解决内存掉电数据丢失的问题，移除原有系统中保护内存数据掉电不丢失的设备，降低系统设计和维护成本。
【IPC分类】G06F15/78, G06F13/16, G11C7/10
【公开号】CN105551516
【申请号】CN201510930878
【发明人】徐庶, 蒋信, 李辉辉, 左正笏, 韩谷昌, 刘瑞盛, 孟皓, 刘波
【申请人】中电海康集团有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月15日