NAND 플래시 101: X-Temp를 사용하여 NAND 플래시의 급격한 온도 변화 문제 극복

성능을 유지하면서 신뢰성과 데이터 무결성을 보장하는 기술

작가 제피 첸 | 2022년 3월 14일 | 모두, 낸드 플래시 101, 기술

스토리지 디바이스의 빛나는 별, SSD는 자동차 산업에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.. 그러나 소비자 또는 산업용 데이터 저장 장치의 표준 사용 사례와 달리 SSD는 급격한 온도 변화를 처리하면서 얼음 세계에서 가혹한 사막에 이르기까지 다양한 혹독한 환경에 대처하여 서비스를 제공하는 차량과 일치해야 합니다.

서로 다른 온도에서 읽기 및 쓰기로 인해 발생하는 교차 온도 효과는 항상 NAND 플래시에 대한 엄청난 도전이었습니다. 또한 많은 SSD 제조업체가 시급히 해결하고자 하는 문제이기도 합니다. 스토리지 산업 발전의 선두주자로서 피손 X-Temp(교차 온도 효과에서 이름을 따옴)라는 새로운 솔루션을 제안했습니다. X-Temp가 심한 온도 변화에서도 NAND 플래시의 신뢰성과 데이터 무결성을 유지하는 데 도움이 되는 방법은 다음과 같습니다.

낸드플래시의 약점

NAND 플래시는 게이트에서 전자를 캡처하는 데 사용되는 수백만 개의 플로팅 게이트 트랜지스터로 구성됩니다. 전자의 수를 감지함으로써 NAND 플래시는 비트 0과 비트 1을 구별합니다. 이 구조는 데이터 저장을 효율적이고 간단하게 만들지만 서로 다른 온도 조건에서 두 가지 중요한 문제를 노출합니다.

1. 전자 탈출: 고온에 도달하면 전자 활동이 점점 더 활발해지고 예상대로 플로팅 게이트가 전자를 포획하기가 더 어려워져 오류 비트가 증가합니다.

2. 교차 온도 효과: 메모리 셀은 저항의 온도 계수(온도에 따라 변하는 저항의 정도)가 다른 다양한 재료로 구성됩니다. 온도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 또는 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동함에 따라 문턱 전압 V_토 기준 전압 V보다 온도에 따라 더 큰 변화가 있습니다._{아르 자형} [1]. 이 온도 차이로 인해 서로 다른 온도에서 쓰고 읽을 때 오류 비트가 생성됩니다.

SSD의 펌웨어에는 많은 오류 수정 메커니즘이 있지만 극심한 온도 변화로 인해 발생하는 많은 수의 오류 비트는 여전히 복구하기 어려우며 수정 불가능한 데이터로 이어져 호스트나 사용자가 용납할 수 없습니다.

X-Temp가 이러한 온도 문제를 해결하는 방법

화창한 날 화씨 100도에 차가 얼마나 뜨거워지는지 상상해 보십시오. 실제 온도는 당신을 놀라게 할 것입니다; 어두운 대시보드나 스티어링 휠은 최대 157 ̊F까지 도달할 수 있습니다 [2].

이는 차량의 전자 장치가 극한의 온도 및 교차 온도 조건을 경험할 수 있음을 의미합니다. 교차 온도 문제는 스토리지, 특히 3D NAND 장치에서 매우 큰 문제로, 데이터 오류 비트가 증가하고 결국 데이터 UECC(Uncorrectable Error Correction Code) 오류로 이어질 것입니다.

저온 쓰기 및 고온 읽기는 데이터 오류의 최악의 시나리오입니다 [3]. 이 문제를 해결하기 위해 Phison은 X-Temp라는 혁신적인 알고리즘을 개발했으며 핵심 개념은 데이터를 참조하여 새로 고침하는 것입니다. 동적 온도차 감지. 데이터가 NAND 플래시에 기록될 때 현재 온도를 나타내는 일련의 플래그도 기록됩니다. 온도 변화가 특정 범위를 초과하면 그에 따라 UECC가 상승합니다. 예방 조치로 펌웨어는 예비 블록에 데이터를 다시 작성하여 백그라운드 모드에서 위험한 데이터를 새로 고칩니다.

X-Temp 기능은 거의 동일한 온도에서 데이터를 쓰고 읽을 수 있도록 하여 극단적인 교차 온도 환경에서도 데이터 무결성을 보장합니다.

Phison – 최고의 자동차 데이터 스토리지 파트너

자동차 애플리케이션에서 광범위한 온도 변화는 항상 상당한 피할 수 없는 문제였으며 NAND 플래시의 비트 오류율 증가로 이어졌습니다. Phison은 항상 강력한 스토리지 솔루션을 제공하기 위해 노력해 왔습니다. X-Temp 기능은 데이터 관리에 적극적으로 참여함으로써 모든 자동차 애플리케이션에서 SSD의 안정성을 높이는 데 도움이 됩니다.