Одним из ключевых факторов увеличения емкости хранилища следующего поколения было увеличение количества битов, которые могут храниться в ячейке. Простой переход от одного до двух битов на ячейку дает прямое увеличение на 100% в обмен на больший контроль, необходимый для чтения / записи бита, но также ограничивает выносливость ячейки. Мы видели коммерциализацию хранилища до четырех битов на ячейку и говорим о пяти. Японская компания теперь готова рассказать о своем новом решении с 7 битами на ячейку.
Изображение любезно предоставлено Plextor, до 4 бит на ячейку
Переход от одного к двум битам на ячейку дает легкое удвоение емкости, а переход к трем битам на ячейку дает только 50% -ное увеличение. По мере добавления битов ценность добавления этих битов уменьшается, но стоимость оборудования для управления чтением и записью возрастает экспоненциально. Должен быть средний баланс между тем, сколько битов на ячейку имеет экономический смысл, и сколько стоит управляющая электроника, чтобы реализовать эти биты.
- 1 бит на ячейку требует обнаружения 2 уровней напряжения, базовая емкость
- 2 бита на ячейку требует обнаружения 4 уровней напряжения, + 100% емкости
- 3 бита на ячейку требует обнаружения 8 уровней напряжения, + 50% емкости
- 4 бита на ячейку требует обнаружения 16 уровней напряжения, + 33% емкости
- 5 бит на ячейку требует обнаружения 32 уровней напряжения, + 25% емкости
- 6 бит на ячейку требует обнаружения 64 уровней напряжения, + 20% емкости
- 7 бит на ячейку требует обнаружения 128 уровней напряжения, + 16,7% емкости
Кроме того, чем больше битов на ячейку, тем ниже выносливость – изменение напряжения при хранении большого количества битов должно только слегка дрейфовать, чтобы получить неправильный результат, и поэтому повторное чтение / запись в ячейку большой емкости приведет к дрейфу напряжения. пока ячейка не выйдет из строя. Прямо сейчас рынок кажется счастливым с тремя битами на ячейку (3bpc) для производительности и четырьмя битами на ячейку (4bpc) для емкости, с несколькими конструкциями 2bpc для более длительного срока службы. Некоторые из основных поставщиков работают над хранилищем 5bpc, хотя низкая надежность может сделать эту технологию пригодной только для WORM – писать один раз, читать много, что является распространенным акронимом для эквивалента чего-то вроде компакт-диска старой школы или не- перезаписываемый DVD.
Floadia Corp., стартап Series C из Японии, выпустила на этой неделе пресс-релиз, в котором говорится, что она разработала технологию хранения, способную обрабатывать семь бит на ячейку (7 бит на канал). Все еще на стадии прототипа, этот чип флэш-памяти 7bpc, вероятно, в сценарии WORM, имеет эффективное 10-летнее время хранения данных при 150 ° C. Компания заявляет, что стандартная современная ячейка памяти с таким уровнем контроля будет способна передавать данные в розницу только в течение примерно 100 секунд, и поэтому секрет конструкции заключается в использовании нового типа флеш-ячейки, которую они разработали.
В ячейке SONOS используется распределенная конструкция ловушки заряда, основанная на схеме кремний-оксид-нитрид-оксид-кремний, и компания указывает на эффективную пленку нитрида кремния в середине, где заряды улавливаются для обеспечения высокого удержания. В простой программе напряжения и циклах стирания компания демонстрирует более 100 тыс. Циклов с очень низким дрейфом напряжения. Слои оксид-нитрид-оксид основаны на SiO2 и Si3N4, последний из которых, как утверждается, прост в изготовлении. Это позволяет использовать энергонезависимую ячейку SONOS в NV-SRAM или встроенных конструкциях, таких как микроконтроллеры.
На самом деле это последний момент, который означает, что мы очень долго не увидим это в современной флеш-памяти NAND. В настоящее время Floadia сотрудничает с такими компаниями, как Toshiba, чтобы реализовать ячейку SONOS в различных микроконтроллерах, а не в крупных развертываниях флэш-памяти NAND, на технологическом узле 40 нм в виде встроенного IP-флэш-памяти со свойствами вычислений в памяти. У них еще нет 7 битов на ячейку, в связи с тем, что компания продвигает, что две ячейки могут хранить до 8 битов весов сети для логического вывода машинного обучения – когда мы дойдем до 8 битов на ячейку, тогда это могло быть более применимо. Интересно, что данные ячеек сохраняются в течение 10 лет, поскольку встроенные платформы будут использовать алгоритмы с фиксированными весами в течение всего срока службы продукта, за исключением, возможно, редкого обновления. Даже с увеличенным сроком службы Floadia не вдавалась в подробности относительно циклируемости на уровне 7bpc в настоящее время.
Увеличение с современных 3bpc до 6bpc флэш-памяти NAND обеспечило бы удвоение плотности, однако потребовались бы ячейки большего размера, что свело бы на нет преимущества. Также существует аспект производительности, если разработка> 4bpc когда-либо дошла до потребителей, который не был затронут.
Это будет интересная технология.
Источник: пресс-релиз Floadia
