一种三维堆叠存储芯片的温度变化计算方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-11-07 09:05:14
本发明公开了一种三维堆叠存储芯片的温度变化计算方法,将传热学与三维堆叠存储芯片的结构结合,根据存储芯片的物理结构参数构建三维物理模型,对三维物理模型中每个节点均匀选取其周围节点,基于存储芯片性能参数和环境温度建立导热微分方程,求解得到各节点下一时刻温度信息作为程序模拟温度,并定期启动温度传感器/热感相机等温度测量装置,获得精确的存储芯片温度信息对程序模拟温度进行校正,在得到较为精确温度信息的同时,也大大减少了温度测量装置在芯片运行时的工作时间,减少了整个存储系统的功耗、减少了存储芯片的带宽占用,同时延长了温度测量装置的使用寿命。
随着云服务、大数据、人工智能等新技术的发展以及应用,市场对存储介质的存储可靠性、读写性能以及容量等指标有了更高的需求。随着硅通孔等技术的发展,存储芯片从二维架构跨向了三维架构。与传统存储技术不同,三维堆叠架构的存储芯片有着更高的存储密度,更大的存储容量,通过增大并行宽度或者利用串行传输提升存储带宽,不同程度简化系统存储控制设计难度,具有高集成度、高带宽、高能效等性能优势。因此大容量三维堆叠存储芯片在存储市场中占据了越来越重要的地位,然而三维堆叠存储芯片对于温度十分敏感,高温会加速电荷的放射和移动最终使得数据误码率大幅升高、存储芯片可靠性下降。本发明要解决的技术问题在于克服现有技术对三维堆叠的存储芯片测量温度时功耗高、占用大量存储芯片带宽,温度测量精度低的缺陷,从而提供一种三维堆叠存储芯片的温度变化计算方法。
为减少高温对于三维堆叠存储芯片造成的不良影响,现有技术提出了多种基于温度信息的三维堆叠存储芯片稳定性优化方案。这些优化方案都是通过温度传感器或热感相机来监测三维堆叠存储芯片的温度信息。这种获取温度信息方法有以下几点不足:1、温度传感器或热感相机必须在存储芯片工作时一直保持运行状态并收集温度信息,因此产生更多的功耗;2、运用温度传感器或热感相机获取到的芯片温度信息需要持续不断地传输到存储芯片控制器中,占用了大量存储芯片带宽; 3、运用温度传感器或热感相机获取温度信息极度依赖于硬件的可靠性,而温度传感器或热感相机寿命相较存储芯片更短,在长期运行状态下容易损坏导致提供错误温度信息。本发明针对目前技术存在的问题,进行了再次升级提供了一种更好的三维堆叠存储芯片的温度变化计算方法。
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本发明公开了一种三维堆叠存储芯片的温度变化计算方法,将传热学与三维堆叠存储芯片的结构结合,根据存储芯片的物理结构参数构建三维物理模型,对三维物理模型中每个节点均匀选取其周围节点,基于芯片性能参数和环境温度建立导热微分方程,求解得到各节点下一时刻温度信息作为程序模拟温度,并定期启动温度传感器/热感相机等温度测量装置,获得精确的存储芯片温度信息对程序模拟温度进行校正,在得到较为精确温度信息的同时,也大大减少了温度测量装置在芯片运行时的工作时间,因此减少了整个存储系统的功耗、减少了存储芯片的带宽占用,同时延长了温度测量装置的使用寿命。
技术许可:其他明确合理的许可使用费标准(开放许可期限内免费许可)