NAND フラッシュ 101: X-Temp を使用して NAND フラッシュの劇的な温度変化の課題を克服する

パフォーマンスを維持しながら信頼性とデータの整合性を確保するテクノロジー

Author ゼフィ・チェン | 2022 年 3 月 14 日 | 全て, NANDフラッシュ101, テクノロジー

ストレージデバイスの輝ける星として、 SSD は自動車業界でますます使用されています。ただし、民生用または産業用データストレージデバイスの標準的な使用例とは異なり、SSD は急速な温度変化に対処しながら、氷の世界から過酷な砂漠に至るまでのさまざまな過酷な環境に対処することで、使用する車両に適合する必要があります。

異なる温度での読み取りと書き込みによって生じるクロス温度効果は、NAND フラッシュにとって常に大きな課題でした。これは、多くの SSD メーカーが早急に対処したいと考えている問題でもあります。ストレージ業界の発展のリーダーとして、ファイソン X-Temp (交差温度効果にちなんで命名) と呼ばれる新しいソリューションを提案しました。ここでは、X-Temp が、厳しい温度変化下でも NAND フラッシュの信頼性とデータ整合性を維持するのにどのように役立つかを説明します。

NANDフラッシュの弱点

NAND フラッシュは、ゲートに電子を捕捉するために使用される数百万のフローティングゲートトランジスタで構成されています。電子の数を検出することにより、NAND フラッシュはビット 0 とビット 1 を区別します。この構造により、データの保存が効率的かつ簡単になりますが、異なる温度条件下では次の 2 つの重大な懸念も露呈します。

1. 電子エスケープ: 高温に達すると、電子活動がますます活発になり、フローティングゲートが期待どおりに電子をトラップすることが難しくなり、エラービットが増加します。

2. 温度間の影響: メモリセルは、抵抗温度係数 (温度によって変化する抵抗の程度) が異なるさまざまな材料で構成されています。温度が低温から高温、または高温から低温に変化すると、しきい値電圧 V_TH 温度による変化は基準電圧 V よりも大きくなります_R [1]。この温度差により、異なる温度での書き込みと読み取り時にエラービットが生成されます。

SSD のファームウェアには多くのエラー修正メカニズムが備わっていますが、極端な温度変化によって引き起こされる多数のエラービットは依然として回復が難しく、修正不能なデータが発生するため、ホストやユーザーにとっては容認できません。

X-Temp はこれらの温度問題にどのように対処するか

華氏 100 °C の晴れた日に車がどれほど熱くなるかを想像してみてください。実際の温度には驚かれるかもしれません。暗いダッシュボードやステアリングホイールは最大 157 °F に達する可能性があります [2]。

これは、車両内の電子機器が極端な温度や交差温度条件にさらされる可能性があることを意味します。クロス温度の問題は、ストレージ、特に 3D NAND デバイスにとって非常に大きな課題であり、データエラービットが増加し、最終的にはデータ UECC (修正不可能なエラー修正コード) エラーにつながります。

低温での書き込みと高温での読み取りは、データエラーの最悪のシナリオです [3]。この問題を解決するために、Phison は X-Temp と呼ばれる革新的なアルゴリズムを開発しました。その中心的なコンセプトは、以下を参照してデータをリフレッシュすることです。動的温度差検出。データが NAND フラッシュに書き込まれるとき、現在の温度を表す一連のフラグも記録されます。温度変化が特定の範囲を超えると、それに応じて UECC が上昇します。予防措置として、ファームウェアはデータをスペアブロックに再書き込みすることにより、バックグラウンドモードで危険なデータをリフレッシュします。

X-Temp 機能により、データの書き込みと読み取りがほぼ同じ温度で行われることが保証され、極端な温度差環境でもデータの整合性が確保されます。

Phison – ナンバーワンの自動車データストレージパートナー

車載アプリケーションでは、広範囲にわたる温度変化が常に重大かつ避けられない課題であり、NAND フラッシュのビットエラー率の増加につながります。 Phison は、堅牢なストレージソリューションを提供することに常に取り組んできました。 X-Temp 機能は、データ管理に積極的に関与することで、あらゆる自動車アプリケーションにおける SSD の信頼性を高めるのに役立ちます。