Interesant

Fiabilitate, viață și uzură a memoriei flash

Fiabilitate, viață și uzură a memoriei flash


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Memoria flash are o durată de viață finită. Aceasta înseamnă că fiabilitatea și viața memoriei Flash sunt probleme care trebuie luate în considerare atunci când se ia în considerare utilizarea acesteia.

Când memoria flash a fost introdusă pentru prima dată, aceasta avea un număr limitat de scrieri / cicluri, iar uzura memoriei Flash era o problemă semnificativă.

Acum procesele de fabricație au fost îmbunătățite semnificativ și, deși memoria Flash are încă o durată de viață limitată, numărul de cicluri de scriere pe care le poate suporta este foarte mare și, împreună cu algoritmii de nivelare a uzurii utilizați, aceasta înseamnă că durata de viață a memoriei Flash nu este în mod normal o problema.

Noțiuni de bază privind uzura memoriei flash

S-au făcut îmbunătățiri semnificative în ceea ce privește uzura memoriei flash de când au fost introduse primele dispozitive flash. Inițial durata de viață a memoriei flash a fost măsurată în termeni de câteva mii de cicluri de ștergere a programului.

Astăzi, cea mai mare memorie flash disponibilă în comerț este garantată să reziste la 100 000 sau mai multe cicluri de ștergere a programelor, unii producători garantând o durată de viață de peste 1 000 000 de cicluri.

Mecanismul de uzare a memoriei flash

Durata de viață a memoriei flash rezultă dintr-un mecanism de uzură cauzat de structura de bază și tehnologia dispozitivului.

O structură tipică a dispozitivului este văzută mai jos și din aceasta se poate vedea că există diferite straturi și zone în dispozitiv.

Mecanismul de uzură pentru dispozitivele flash are loc ca urmare a utilizării cauzând degradarea stratului de oxid de tunel. Deși există și alte mecanisme care pot provoca eșecul dispozitivului, degradarea stratului de oxid de tunel este cea care provoacă uzura memoriei flash.

Memoria flash utilizează un proces numit injecție de electroni la cald pentru programarea fiecărei celule și tunelare Fowler-Nordheim pentru ciclul de ștergere. Cu toate acestea, se constată că electronii pot deveni blocați în stratul de oxid, iar acest blocaj de electroni în oxidul tunelului reduce câmpul electric în timpul operațiilor de ștergere. La rândul său, acest lucru dă naștere la o degradare treptată a caracteristicilor de ștergere și închiderea ferestrei de prag a celulei de memorie.

Ca rezultat, tehnologia de captare / deblocare a încărcării este esențială pentru îmbunătățirea caracteristicilor de uzură a memoriei flash.

Nivelarea uzurii memoriei flash

Pentru a obține o utilizare maximă dintr-o memorie Flash, este adesea folosit un proces numit nivelare a uzurii. Tehnica de nivelare a uzurii memoriei Flash este una care poate fi utilizată într-o varietate de forme de memorie, de ex. hard disk-uri etc., dar este, de asemenea, foarte aplicabil pentru memoriile Flash, unde este utilizat pe scară largă pentru a crește durata de viață și pentru a îmbunătăți fiabilitatea.

Scopul funcționalității de nivelare a uzurii memoriei Flash este de a urmări blocurile care au fost utilizate și de a distribui programul și ciclurile de ștergere sunt distribuite uniform în memoria disponibilă. Prin utilizarea tehnicilor de nivelare a uzurii, niciun bloc nu trebuie utilizat mult mai mult decât oricare altul și, prin urmare, nici un bloc nu cedează prematur datorită unui număr mai mare de cicluri de ștergere a programului.

Pentru a realiza acest lucru, un bloc din memoria Flash este proiectat să aibă o durată de viață extinsă, astfel încât să poată fi utilizat pentru a urmări utilizarea și a controla nivelarea uzurii.

Există trei tipuri principale de mecanisme de nivelare a uzurii care sunt utilizate:

  • Fără nivelare de uzură: Cea mai simplă opțiune este să nu folosiți nivelarea uzurii pentru memoria Flash. Această abordare ar putea fi acceptabilă în circumstanțe în care se așteaptă o utilizare redusă și o reducere a complexității este de o importanță capitală. În aceste condiții, controlerul de memorie Flash atribuie permanent adresele logice din sistemul de operare adreselor fizice ale memoriei Flash. Când o locație este modificată, conținutul blocului respectiv trebuie șters și apoi reprogramat fără nicio informație pentru a reduce numărul de cicluri de ștergere a programului. Acest lucru nu numai că consumă mai mult timp, dar nu face nimic pentru a reduce uzura memoriei flash.
  • Nivelare dinamică a uzurii: Nivelarea dinamică a uzurii folosește o hartă pentru a lega adresele blocului logic, LBA generate de sistemul de operare, sistemul de operare, la locațiile fizice ale memoriei Flash. De fiecare dată când sistemul de operare scrie date noi, harta este actualizată, astfel încât blocul fizic original este marcat ca date nevalide. Un nou bloc este apoi legat de acea intrare pe hartă. De fiecare dată când un bloc de date este rescris în memoria Flash, acesta este scris într-o locație nouă.

    Există încă o problemă cu acest tip de nivelare a uzurii memoriei flash cu blocuri de date care nu sunt niciodată înlocuite. Ele rămân fără uzură suplimentară.

    Denumirea pentru acest tip de nivelare a uzurii provine din faptul că numai datele dinamice, adică datele modificate, sunt reciclate. Memoria poate dura mai mult decât una fără nivel de uzură, dar vor exista în continuare blocuri de date care rămân operabile ca urmare a utilizării reduse, mult timp după ce memoria în ansamblu este inoperabilă, deoarece unele zone au depășit numărul de ștergere a programului cicluri.

  • Nivelare statică a uzurii: Această formă de nivelare a uzurii memoriei Flash este cea mai sofisticată și eficientă. Nivelarea statică a uzurii folosește, de asemenea, o hartă pentru a lega adresele blocului logic la adresele de memorie fizică.

    Nivelarea statică a uzurii funcționează la fel ca nivelarea dinamică a uzurii, dar cu adăugarea că blocurile de date statice, adică datele care nu se modifică, sunt mutate periodic, astfel încât aceste celule cu utilizare redusă să fie utilizate de alte date. Prin mutarea periodică a datelor statice, acesta nivelează utilizarea și, prin urmare, nivelează uzura pe întreaga memorie.

Performanța generală a memoriei Flash a fost îmbunătățită semnificativ în ultimii ani. Aceasta înseamnă că fiabilitatea și durata de viață a unei memorii Flash sunt suficiente pentru a permite utilizarea acesteia nu numai pentru stocarea pe termen scurt în aplicații precum stick-uri de memorie și carduri de memorie ale camerei, ci și pentru aplicații mai exigențe, cum ar fi înlocuirea unităților de hard disk din computere.


Priveste filmarea: Memoria Eprom M27C256B (Mai 2022).