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La tecnología 3D TLC NAND Flash entra en la industria – Calendae

Hola, un placer verte por aquí. En el teclado Jordi Oriol y en el día de hoy te voy a contar sobre La tecnología 3D TLC NAND Flash entra en la industria – Calendae

Los productos basados ​​en flash 3D TLC NAND ya dominan en los SSD de consumo. La sofisticada tecnología de fabricación NAND FLASH, los nuevos controladores FLASH avanzados y el firmware ahora permiten el uso de 3D TLC NAND en SSD de grado industrial.

Apacer presenta un nuevo ST170 Serie de factor de forma SSD de 2,5 «, M.2, mSATA, MO-297, CFast y uSSD.

Para que los productos sean confiables y al mismo tiempo brinden un alto rendimiento, utilizan:

  • Corrección / detección de errores
  • Gestión de cortes de energía
  • Memoria flash Gestión de bloques defectuosos
  • Nivelación de desgaste global: todos los bloques de repuesto en todos los chips flash del producto se gestionan juntos en un solo grupo. El controlador intenta distribuir las escrituras de manera uniforme en todos los bloques de memoria flash. Puede juzgar la eficiencia del algoritmo de INTELIGENTE atributos Max. Borra el recuento es Los medios borran la cuenta.
  • Protección de datos de extremo a extremo: una función que extiende la verificación de errores para cubrir la ruta completa desde la computadora host hasta la unidad y viceversa y asegura la integridad de los datos en múltiples puntos en la ruta para permitir la entrega confiable de transferencias. de datos
  • SMART (tecnología de autocontrol, análisis e informes)
  • Sensor térmico – comprobar periódicamente INTELIGENTE atributo Temperatura y reduzca la carga de trabajo del SSD para evitar aumentar la temperatura del SSD más allá de los 70 ° C
  • Nivel de traducción de Flash a nivel de página
  • Tecnología de hiper caché: parte de la capacidad disponible se utiliza como flash SLC NAND (1 bit por celda). Solo se escriben dos valores (0, 1) en lugar de ocho.
  • Sobreaprovisionamiento: una parte de la capacidad del SSD se reserva únicamente para aumentar la eficiencia de la recolección de basura (GC), especialmente cuando el SSD está lleno a su capacidad total o bajo una carga de trabajo mixta (secuencial aleatoria).
  • Compatibilidad con TRIM: el comando permite que el sistema operativo informe al controlador flash SSD de los bloques que contienen datos innecesarios, generalmente datos que el sistema operativo ha borrado. Luego, el controlador borra los bloques innecesarios y los libera para su uso.

Corrección / detección de errores

Cuando la aplicación escribe datos en SSD, el controlador flash escribe los datos, la información del firmware y ECC (código de corrección de errores) en la memoria flash. El controlador escribe ECC BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquengham) de 40 bits por 1 KB de datos para SSD de la serie SM210-25, por ejemplo. Cuando el controlador lee datos de la memoria flash, utiliza ECC para verificar la validez de los datos y corregir los errores.

ST170 La serie utiliza la verificación de paridad de baja densidad (LDPC) como código ECC. Para una lectura normal que no cambia el voltaje de referencia conectado a las puertas de las celdas de memoria (decodificación dura), proporciona una corrección de errores ligeramente mejor que el código BCH. Si el controlador no puede corregir errores en los datos, se utiliza el modo de decodificación suave. En este modo, el controlador lee datos del flash varias veces con diferentes voltajes de referencia conectados a las puertas de las celdas de memoria. La decodificación suave tiene una capacidad de corrección de errores mucho mejor, pero más lecturas significan un rendimiento de lectura más lento.

Puede comprobar el estado de detección / corrección de errores leyendo el archivo INTELIGENTE atributo Recuento incorrecto de tablas de clústeres.

Manejo de bloques defectuosos de memoria flash

Cuando un chip de memoria flash sale de fábrica, contiene un número mínimo de bloques defectuosos iniciales. Actualmente, no se conoce ninguna tecnología que produzca chips flash libres de bloques defectuosos. Además, pueden desarrollarse bloques defectuosos durante los ciclos de programación / eliminación. Dado que los bloques defectuosos son inevitables, la solución es mantenerlos bajo control.

Para verificar el recuento actual de bloques defectuosos, el usuario debe leer INTELIGENTE atributo Recuento total de bloques defectuosos posteriores.

Gestión de cortes de energía

La mejor manera de evitar daños en los datos durante un corte de energía repentino es evitar que ocurra. Esto no siempre es posible y, por lo tanto, la serie ST170 proporciona varios mecanismos de protección para evitar la corrupción de datos.

1. Protección de la tabla de mapeo

La tabla de asignación contiene registros que asignan direcciones lógicas a la dirección física de las páginas de la memoria flash. El mapeo a nivel de página proporciona una excelente velocidad de escritura aleatoria, pero requiere mucha RAM para almacenar la tabla de mapeo. Durante la operación de escritura, el controlador escribe datos e información de mapeo en la memoria flash y luego actualiza la tabla en la RAM.

En caso de un corte de energía, no hay tiempo suficiente para escribir la tabla de mapeo en la memoria flash, por lo que se pierde. Una vez que se restablece la energía, el controlador lee secuencialmente cada bloque flash NAND, recupera la asignación de direcciones lógicas y reconstruye la tabla de asignación. Si la tabla de mapeo no se reconstruye correctamente en la lectura inicial, el controlador continúa leyendo hasta que se restaura la tabla de mapeo.

2. Última protección contra escritura

La memoria flash no se puede sobrescribir, por lo que para actualizar la página P1 en el bloque B1, el firmware escribe la nueva versión P1 ‘en el bloque B2. Si se produce un corte de energía mientras se escribe la página P1 ‘, la operación puede o no finalizar correctamente. Una vez que se restablece la energía, el firmware ECC detecta y, si es posible, corrige el error en la página P1 ‘. Si la solución no es posible, se utiliza la versión anterior del firmware P1 y el algoritmo de recolección de basura se encarga de la página no válida P1 ‘.

3. HyperCache

La serie no usa caché DRAM que, en caso de un corte de energía, pierde datos porque no hay tiempo suficiente para escribir los datos del caché en la memoria flash. Se utiliza hipercaché en su lugar.

Compruebe si aumenta el número de bloques defectuosos (INTELIGENTE atributo Bloque total posterior dañado) cuando atributo Recuento de pérdidas de energía inesperadas aumenta. En tal caso, se deben tomar precauciones para evitar cortes de energía.

INTELIGENTE

INTELIGENTE es una abreviatura que significa tecnología de autocontrol, análisis e informes. Supervise métricas importantes de SSD para tomar medidas proactivas para evitar fallas.

La lista completa de parámetros admitidos se proporciona en las hojas de datos. El significado de algunos atributos importantes se ha descrito anteriormente. Los otros parámetros importantes son:

Toda la vida restante – valor porcentual, 100% indica un nuevo SSD, 0% completamente usado – este SSD debe reemplazarse inmediatamente. ST170-25 no proporciona esta información, sin embargo, el atributo Los medios borran la cuenta se puede utilizar para estimar la vida restante.

Duración restante = (1 – Recuento promedio de borrado / ciclo PE) x 100, ciclo PE = 3000 (el mismo valor que los productos MLC basados ​​en flash)

Modo de protección SSD

• 0: R / W – estado normal
• 3: solo lectura
• 7: Solo lectura inusual (ocurre cuando los bloques libres son insuficientes o cuando se encuentran bloques defectuosos en exceso)

El SSD se protege configurando el modo de solo lectura para evitar la corrupción de datos, si el recuento de borrado promedio excede los 3000 ciclos PE o si ocurre el evento descrito para el valor del parámetro = 7.

Recuento de errores de SATA PHY – indica problemas de comunicación. Pueden deberse, por ejemplo, a cables o conectores defectuosos.

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