存储器装置及其操作方法、存储器系统、计算机系统与流程

本公开实施例涉及半导体，特别涉及一种存储器装置及其操作方法、存储器系统、计算机系统。

背景技术：

1、随着人工智能(artificial intelligence，ai)技术的发展，对计算能力的要求越来越高。如何在不增大面积的前提下提高存储器装置的计算能力成为本领域现阶段亟需解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、本公开实施例提出一种存储器装置及其操作方法、存储器系统、计算机系统。

2、第一方面，本公开实施例提供一种存储器装置，所述存储器装置包括：

3、第一半导体结构，至少包括存储单元阵列；

4、第二半导体结构，至少包括外围电路及编程逻辑单元；所述第一半导体结构与所述第二半导体结构层叠设置且通过键合的方式电连接；所述编程逻辑单元用于对所述存储单元阵列中存储的数据实现正常访问操作之外的逻辑运算。

5、上述方案中，所述存储单元阵列包括多个存储库；每一存储库包括多个存储块；

6、所述第二半导体结构还包括：每一存储库对应的存储库控制电路、每一存储块对应的感测放大电路及字线驱动电路。

7、上述方案中，所述编程逻辑单元包括多个编程逻辑子单元；

8、每一编程逻辑子单元与每一存储块对应的感测放大电路及字线驱动电路均位于一个相应的存储块在所述第二半导体结构所在平面的正投影的位置处。

9、上述方案中，所述每一存储块对应的感测放大电路包括第一感测放大电路及第二感测放大电路；每一存储块对应的字线驱动电路包括第一字线驱动电路及第二字线驱动电路；

10、第一感测放大电路及第二感测放大电路分别位于所述编程逻辑子单元沿第一方向相对设置的第一侧和第二侧，与所述每一存储块中的位线连接；所述第一字线驱动电路及所述第二字线驱动电路分别位于所述编程逻辑子单元沿第二方向相对设置的第三侧和第四侧，与所述每一存储块中的字线连接；所述第一方向和所述第二方向相交且均与所述第一半导体结构与所述第二半导体结构层叠的方向垂直。

11、上述方案中，每一存储库对应的存储库控制电路位于一个相应的存储库在所述第二半导体结构所在平面的正投影的侧边；

12、所述外围电路位于所述多个存储库在所述第二半导体结构所在平面的正投影的侧边。

13、上述方案中，所述存储单元阵列包括多个存储库；每一存储库包括多个存储块；

14、所述第一半导体结构还包括：每一存储库对应的存储库控制电路、每一存储块对应的感测放大电路及字线驱动电路。

15、上述方案中，所述存储库控制电路位于相应存储库的侧边；所述感测放大电路及字线驱动电路位于相应存储块的侧边；

16、所述外围电路与所述编程逻辑单元并列设置。

17、上述方案中，所述编程逻辑单元包括：

18、接口，被配置为对所述编程逻辑单元进行编程；

19、显示查找表，被配置为将输入的信号作为地址进行查表，找出地址对应的计算结果；

20、输出寄存器，被配置为输出所述计算结果。

21、上述方案中，所述第一半导体结构还包括：虚设存储单元阵列，所述虚设存储单元阵列与所述存储单元阵列并列设置。

22、上述方案中，所述存储装置还包括：

23、键合界面，位于所述第一半导体结构和所述第二半导体结构之间；

24、第一互连层，位于所述第一半导体结构和与所述键合界面之间；

25、第二互连层，位于所述第二半导体结构和与所述键合界面之间；

26、所述第一半导体结构和所述第二半导体结构通过所述第一互连层和所述键合界面以及所述第二互连层电连接。

27、上述方案中，所述第一半导体结构位于所述第二半导体结构的上方。

28、上述方案中，所述存储器装置包括动态随机存取存储器(dynamic random accessmemory，dram)。

29、第二方面，本公开实施例提供一种存储器系统，包括：

30、一个或多个如上述任一方案所述的存储器装置；以及

31、存储器控制器，其与所述存储器装置耦接并控制所述存储器装置。

32、第三方面，本公开实施例提供一种计算机系统，包括：

33、一个或多个如上述方案所述的存储器系统；以及

34、图形处理器，其与所述存储器系统耦接并控制所述存储器系统。

35、上述方案中，所述图形处理器与所述存储器控制器集成在同一管芯上，所述管芯和所述存储器装置集成在同一印制电路板上。

36、第四方面，本公开实施例提供了一种存储器装置的操作方法，所述存储器装置包括一个或多个如上述任一方案所述的存储器装置，所述方法包括：

37、所述存储器装置对所述编程逻辑单元的操作指令与所述存储器装置对所述存储单元阵列的操作指令共用同一协议。

38、上述方案中，所述方法还包括：

39、通过存储器装置中模式寄存器，使能或者禁用所述编程逻辑单元。

40、上述方案中，所述方法还包括：

41、接收写入命令；

42、响应于所述写入命令，在所述编程逻辑单元中加载显示查找表信息。

43、上述方案中，所述方法还包括：

44、接收读取命令；

45、响应于所述读取命令，获取所述编程逻辑单元中的计算结果。

46、本公开实施例提供了一种存储器装置及其操作方法、存储器系统、计算机系统，所述存储器装置包括：第一半导体结构，至少包括存储单元阵列；第二半导体结构，至少包括外围电路及编程逻辑单元；所述第一半导体结构与所述第二半导体结构层叠设置且通过键合的方式电连接；所述编程逻辑单元用于对所述存储单元阵列中存储的数据实现正常访问操作之外的逻辑运算。本公开实施例中，在存储器装置中集成了编程逻辑单元，使得存储器装置具有较好的计算能力；同时，所述存储装置的存储单元阵列与外围电路和编程逻辑单元层叠设置且以键合的方式电连接，即在存储器装置存储单元阵列与外围电路层叠的方向增加了编程逻辑单元，这样的结构布置不会因为编程逻辑单元的集成带来存储器装置总面积的增加。此外，存储单元阵列与外围电路层以键合的方式连接时，连接距离较短，从而可以减少存储单元阵列与外围电路层之间的延迟，进而提高存储器装置的性能；存储单元阵列与外围电路层分别形成在不同的衬底上有利于降低制造复杂性和制造成本。

技术特征：

1.一种存储器装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的存储器装置，其特征在于，所述存储单元阵列包括多个存储库；每一存储库包括多个存储块；

3.根据权利要求2所述的存储器装置，其特征在于，所述编程逻辑单元包括多个编程逻辑子单元；

4.根据权利要求3所述的存储器装置，其特征在于，所述每一存储块对应的感测放大电路包括第一感测放大电路及第二感测放大电路；每一存储块对应的字线驱动电路包括第一字线驱动电路及第二字线驱动电路；

5.根据权利要求3所述的存储器装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的存储器装置，其特征在于，所述存储单元阵列包括多个存储库；每一存储库包括多个存储块；

7.根据权利要求6所述的存储器装置，其特征在于，所述存储库控制电路位于相应存储库的侧边；所述感测放大电路及字线驱动电路位于相应存储块的侧边；

8.根据权利要求1所述的存储器装置，其特征在于，所述编程逻辑单元包括：

9.根据权利要求1所述的存储器装置，其特征在于，所述第一半导体结构还包括：虚设存储单元阵列，所述虚设存储单元阵列与所述存储单元阵列并列设置。

10.根据权利要求1所述的存储器装置，其特征在于，所述存储装置还包括：

11.根据权利要求1所述的存储器装置，其特征在于，所述第一半导体结构位于所述第二半导体结构的上方。

12.根据权利要求1所述的存储器装置，其特征在于，所述存储器装置包括动态随机存取存储器。

13.一种存储器系统，其特征在于，包括：

14.一种计算机系统，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的计算机系统，其特征在于，所述图形处理器与所述存储器控制器集成在同一管芯上，所述管芯和所述存储器装置集成在同一印制电路板上。

16.一种存储器装置的操作方法，其特征在于，所述存储器装置包括权利要求1至12中任一项所述的存储器装置，所述方法包括：

17.根据权利要求16所述的操作方法，其特征在于，所述方法还包括：

18.根据权利要求16所述的操作方法，其特征在于，所述方法还包括：

19.根据权利要求16所述的操作方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结本公开实施例提供了存储器装置及其操作方法、存储器系统、计算机系统，其中，所述存储器装置包括：第一半导体结构，至少包括存储单元阵列；第二半导体结构，至少包括外围电路及编程逻辑单元；所述第一半导体结构与所述第二半导体结构层叠设置且通过键合的方式电连接；所述编程逻辑单元用于对所述存储单元阵列中存储的数据实现正常访问操作之外的逻辑运算。技术研发人员：张黄鹏受保护的技术使用者：长江存储科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11