وقد زادت معدلات تغلغل القرص الصلب الصلبة (سد) ومعدلات التبني بشكل ملحوظ، سواء في أسواق المؤسسات أو المستهلكين.وتشمل فوائد محركات الأقراص الصلبة على محركات الأقراص الصلبة التقليدية عدة مرات سرعة الإرسال، فضلا عن قدرة أكبر مع انخفاض استهلاك الطاقة وانخفاض مستوى الضجيج في السنوات الأخيرة، استمرت تكلفة وحدة التخزين لمحركات الأقراص الصلبة في الانخفاض، مما يجعل الفجوة السعرية مع الأقراص الصلبة التقليدية تقترب وأقرب إلى بعضها البعض، وقد تحركت هذه السوق نحو الاستبدال التدريجي للأقراص الصلبة التقليدية.
إن الطلب في السوق على محركات الأقراص الصلبة يتجه نحو أداء أعلى وقدرة أعلى وتكلفة أقل، كما يحتاج ناند فلاش، المكون الرئيسي ل محركات الأقراص الصلبة، إلى هذا النوع من ميزات المنتج استجابة لهذا الطلب في السوق.
مع الطلب في السوق، من أجل زيادة تحسين قدرة محرك الأقراص الصلبة وخفض التكلفة لكل بت، لا تزال عملية 2D ناند فلاش التقليدية في الانخفاض، وعدد من الترانزستورات اللازمة لكل وحدة المساحة من إيك يتزايد باستمرار.
كما غوردون إي مور، أحد مؤسسي إنتل، طرح ما يسمى قانون مور في عام 1965 - فإن عدد الترانزستورات في رقاقة السيليكون واحد مضاعفة كل ثمانية عشر إلى أربعة وعشرين شهرا.
2D ناند فلاش التقليدية تواجه تحديات التصنيع
2D NAND فلاش العمارة هي زيادة في الترانزستور كما عائم طبقة بوابة مادة البولي سيليكون الصف (العائمة بوابة)، ويستخدم بشكل رئيسي كبوابة العائمة كمية الشحنة المخزنة من قبل ذاكرة التخزين تهمة يمكن استخدامها للتمييز وحدة تخزين كل (خلية) حالة التخزين هي 1 أو 0 (الشكل 1).
وعملية مصغرة تسبب المسافة بين البوابة العائمة من كل وحدة تخزين أقرب، عندما كانت المسافة أقل من 20NM، خلية إلى خلية التدخل اقتران (اقتران)، بل هو مشكلة أكثر خطورة (FIG 2) التدخل إلى جانب أن تكون الذاكرة خطأ في وحدة تخزين وحدة التخزين، مما يؤدي إلى خطأ في بيانات التخزين.
الشكل 2 مشتق العملية المشتقة من خلية إلى خلية اقتران.
عملية الانكماش لديها بعض الحدود المادية، وتستمر العملية في الانكماش، وذلك بسبب الصعوبات التقنية، ولكن أيضا زيادة التكاليف تدريجيا، ولكن السوق الاستهلاكية لا تزال في حاجة إلى قدرة أعلى، وانخفاض حلول التكلفة، وبالنظر إلى هذا، كل بدأت الشركات المصنعة للذاكرة لتطوير بنشاط 3D ناند فلاش.
تكنولوجيا فلاش ناند 3D أساسا من قبل كومة المزيد من الطبقات لتحل محل 2D ناند عملية فلاش التصغير.وهذا لم يعد من عملية تكنولوجيا التصغير، ولكن عن طريق التراص عموديا وحدة التخزين لزيادة القدرة، من أجل حل لأن تخزين الذاكرة البوابة العائمة قريبة بين الخلايا، مما يؤدي إلى مشكلة تدخل اقتران خطيرة على نحو متزايد، في نفس الوقت لتحقيق قدرة المنتج أعلى، وانخفاض الطلب في السوق التكلفة.
على الرغم من أن ميزات المنتج 3D ناند فلاش يمكن أن تلبي احتياجات السوق الحالية، ولكن لا تزال هناك مشاكل متأصلة في هذه العملية، وتحتاج إلى تطابق وحدة تحكم فلاش ناند لديه القدرة على تصحيح الخطأ أعلى.
يتكون هيكل فلاش ناند 3D من كومة من البولي سيليكون، أكسيد، نيتريد، أكسيد والسيليكون، والتي قد يشار إليها باسم سونوس.
نظرا للخصائص الفيزيائية ل سونوس، فرصة فقدان تهمة أكبر من ذلك من البوابة العائمة التقليدية، و ريد M أرجين أصغر من ملك، وبالتالي فإن احتمال أخطاء البيانات 3D فلاش فلاش أعلى، وذلك مع 3D تلك فلاش، ناند فلاش تحكم يحتاج إلى أعلى قدرة تصحيح الخطأ.
ولهذه الغاية، سوف الموردين NAND فلاش تطوير تصحيح الخطأ من ثلاث مراحل وآليات حماية فعالة بما في ذلك LDPC (منخفض الكثافة التكافؤ إنهاء إجراءات) Hardbit فك شفرة، LDPC Softbit فك شفرة، SmartECC المحرك، والتي يمكن أن تمتد على نحو فعال في الحياة خدمة 3D TLC NAND، وتعزيز محركات الأقراص الصلبة موثوقية المنتج.
إلى 4K تصحيح الخطأ لديك أولا الاختيار
في مرحلة الحماية من الأخطاء ل لدك، يتم إجراء تصحيح الخطأ في وحدات بايت 4K.عندما يتم تنفيذ برنامج الصفحة على فلاش ناند، يتم إجراء الكتابة المقابلة في منطقة احتياطية يتم إنشاء رمز البيانات الاختيار بواسطة رمز المصفوفة مولد، الذي يتم إنشاؤه كل بايت 4K من البيانات.
عند قراءة بيانات ناند فلاش، يتم استخدام مصفوفة الاختيار التكافؤ للتحقق مما إذا كان هناك أي خطأ في كلمة السر قراءة في (الشكل 3).
الشكل 3 ترميز / فك ليدك
إذا حدث خطأ أكد القراءة، وتصحيح الخطأ القيام به في المرحلة الأولى من Hardbit فك شفرة. Hardbit فك شفرة خطأ القدرة على تصحيح مماثلة إلى الغرفة التقليدية، يحدث خطأ بت من البيانات من خلال فحص صحيحة، إذا كان لا يزال في مرحلة Hardbit ترجم في هذه المرحلة لا يمكن تصحيح الخطأ، سندخل المرحلة الثانية Softbit فك شفرة.
وفي مرحلة فك شفرة سوفتبيت، ينفذ تصحيح الخطأ أساسا من خلال جدول المراسلات لير (نسبة احتمال الاحتمال) ويسجل جدول المراسلات لر احتمال حدوث أخطاء في كل بتة عن طريق إحصاءات الاحتمال.ويحدث خطأ باستخدام جدول المراسلات لير من تصحيح الخطأ البيانات إلى مجموعة المورد فلاش ناند الإلكترونية، على سبيل المثال، الشركة ل 3D تلك فلاش، مع الجدول لير المقابلة ومع وحدة معالجة الإشارات الرقمية (دسب)، وفقا لتجربة تصحيح الخطأ المتراكمة، الجيل الديناميكي من الجدول لر محدثة للحصول على أفضل نتائج فك وتصحيح الخطأ قدرات لتحسين أداء تصحيح الخطأ.
سوف LDPC عملية التصميم تصحيح التكافؤ مصفوفة يؤثر على كفاءة تصحيح الخطأ LDPC. ليست مصممة الأمثل لمصفوفة تصحيح خطأ تماثل ECC قد يكون أقل عدد من الحوادث، ولكن لا يمكن تصحيح هذه الظاهرة، قد تحدث أيضا في عدد كبير من الأخطاء ECC التصحيحات القدرة على إضعاف هذه الظاهرة.
دخول SmartECC مرحلة تصحيح الخطأ، استنادا إلى الصفحة NAND فلاش (ل) في وحدات من تصحيح الخطأ. في كل صفحة عندما كتب في NAND فلاش، تتم كتابة البيانات الصفحة في محرك SmartECC لن تفعل الترميز في نفس الوقت، سوف يتم تشفيرها توليد رمز المقابلة التصحيح (ECC التكافؤ)، مع رمز تصحيح وكتابة البيانات مع NAND فلاش. عندما تكون البيانات هو حدث لا يمكن بناؤها خطأ خلال عملية LDPC Hardbit / Softbit فك شفرة، في هذه المرحلة محرك SmartECC قابلة للاختراق رمز معايرة الناتجة، للقيام استعادة البيانات.
ثلاث مراحل تصحيح الخطأ لضمان أداء فلاش ناند
اليوم، وقد عرضت المصنعين فلاش ناند تباعا 3D فلاش ناند، الذي تجاوز 2D ناند فلاش في عام 2017 لتصبح عملية السوق السائدة ناند فلاش تحكم يحتاج إلى إدارة أكثر استقرارا وتصحيح أكثر شمولا قدرة خاطئة، من أجل اللعب الكامل ميزات المنتج فلاش 3D ناند والفوائد.
يعتمد 3D فلاش فلاش على وحدة تحكم فلاش ناند لارتفاع القدرة على تصحيح الخطأ بسبب العمارة العملية.أما آلية حماية تصحيح الأخطاء من ثلاث مراحل توفر حل تصحيح الأخطاء البيانات منخفضة وفعالة للطاقة أخطاء البيانات ناند فلاش ، تمتد بشكل فعال خدمة الحياة من 3D سد فلاش فلاش وتعزيز موثوقية المنتج.