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コラム「NANDフラッシュを深く理解する」
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序文
フラッシュメモリの最小物理単位はCellトランジスタですCell。
フラッシュ メモリは、情報を表す電子を保存するためにトランジスタを使用します。電子を蓄積するために、トランジスタにフローティング ゲートが追加されます。データは、シリコン バックプレーン上に形成されたフローティング ゲート内の電子の有無に依存します0。1電子があれば0、電子がなければ です1。
フラッシュメモリ粒子の区別によれば、SLC、MLC、TLC、QLC、PLCメモリには 5 つの種類があります。現在の主流はすでに市場に出ているTLCグラニュラーソリッドステートであり、現時点ではソリッドステートドライブのみで利用可能です。QLCQLC
1SLC粒
完全な英語名 ( Single-Level Cell——SLC) は単層ストレージです。
SLC個々のデータをcell保存できるため、高速かつ高価で、寿命が長くなります。消去・書き込み寿命は約10,000回です。粒状固体は現在製造中止となっております。現在、一部の産業用制御用フラッシュメモリ製品のみが使用されていますが、その容量は比較的小さいです。オリジナルのフラッシュメモリの場合、ストレージユニットにデータが保持されている必要がありますが、そうでない場合は非常に簡単に判断できます。フラッシュ メモリは高速で長寿命ですが、容量が小さく、容量あたりのコストが高すぎるため、家庭用コンピュータのソリッド ステート ドライブには適していません。1bit10SLCSLC NAND2GB~4GBSLC比特01SLCGB
左の図では電流は流れておらず、program状態と数値が示されています0。
右側の図には電流があり、erase状態と値を表しています1。
状態が異なると、フローティング ゲート内の電子の数が異なり、その結果、異なる伝導電圧が生じ、それによってデータが表現されるためです。具体的な原理については、前回の講義「フラッシュメモリの物理構造_NAND_フラッシュの動作原理」を参照してください。
2MLC粒
英語の正式名 (Multi-Level Cell——MLC) はマルチレベルストレージです。
1 つの MLC にcell2 つのbitデータが保存され、cell1 つのストレージの容量が 100% 拡張されます。
速度も価格も寿命も平均的です。消去・書き込み寿命は約5000〜10000回です。MLC 粒状固体は市場から消え去ろうとしています。
00MLC フラッシュ メモリでは、各メモリ セルで、01、10、の 4 つの状態を表現できます11が、フローティング ゲート層の電荷レベルをさらに洗練する必要があります。
上記のテキスト内の文字と数字を ` で囲むと、中国語は変更されません。
上の 4 つの図は4それぞれ 3 つの状態を表しています。
背面も同様ですTLC、QLC、PLC。
上図からわかるように、同じ電圧値を使用しているMLCにもかかわらずSLC、電圧間のしきい値は次の4ように分割されます。
TLCフラッシュ メモリ (ビット/セル)の場合3、状態数は8最大 に達し、QLCフラッシュ メモリ (4ビット/セル) の場合、状態数は最大 に達します16。
3TLC粒
正式な英語名 ( Trinary-Level Cell—— ) は、TLC3 層ストレージで表される状態です
。TLCQLCPLC
TLC1つのセルに31 ビットのデータが格納され、cell1 つのセルの記憶容量が拡張されます50%。
遅い、安い、そして短命です。消去・書き込み寿命は約500-300010回です。TLC現在のSSD製品はグラニュラーソリッドステートが主流です。
TLCフラッシュ メモリは、000、001、010、011、100、101、110、111各メモリ セルで 8 つの状態を表すことができます。
4QLC粒
英語正式名 ( Quadruple-Level Cell——QLC) 4層ストレージユニット
QLC前世代に比べて、デバイスにcell保存される4 bitデータの容量は増加し33%、P/Eデータの寿命は短くなり、理論的には消去と書き込みが10002 回までしか行えなくなりました。現在、市場で量産中です。たとえば、Yangtze Memory の ZhiTi シリーズにはQLCソリッド ステート、Samsung の があります870 QVO。
QLCフラッシュメモリは、各ストレージユニットにデータのビット4、つまり16 の状態を格納できます。0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111
QLC大容量の記憶媒体としてより適しています。主流の消費者向け製品の容量がSSD100%512GB以上に達すると、QLC SSD機械式ハードドライブ市場は将来的により急速に置き換えられるでしょう。
従来のものと比較してHDD、QLC SSDより多くのパフォーマンス上の利点があります。エンタープライズ分野では、QLC SSDサーバーへの読み取りレイテンシーが短縮され、ビッグデータや機械学習などの読み取り集中型アプリケーションにより適したものになります。民生分野では、大容量のフラッシュメモリカードやQLCでいち早く普及することになる。U盘SSD
QLCまた、メインコントロールにも大きな課題をもたらします
1. チップエラー訂正機能に対するより高い要件
2. より高い並列性
3より高速なフラッシュ インターフェイス速度をサポート
補足: QLC フラッシュ メモリは SSD マスター制御に大きな問題をもたらしますか?
5PLC粒
英語の正式名 ( Penta-Level Cell NNAD——PLC) は、5 層の記憶装置、ビット
PLCを記憶する CNC セルで5、前世代に比べて容量が増加しています25%。世界初のPLC SSD製品の開発と発売に成功しました。
フラッシュメモリは、各ストレージユニットPLCで32の状態を00000表すことができます。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _00001000100001100100001010011000111010000100101010010110110001101011100111110000100011001010011101001010110110101111100011001110101101111100111011111011111
PLC（第5世代）はIntel営業NAND部門が中国に売却される海力士前に開発されたもので、実はかなり進んでいるのですが、結局のところQLC（第4世代）はまだ主流になっていません。今の主流はまだTLC（三代目）です。
他の大手メーカーはまだPLC楽観視していないためか、まだ進んでいません。
Solidigmあなたはユニークで、他の人はあなたQLCが安定する前にいじっていると考えていますPLC。そしてSolidigm、次のように、独自の道を進みます。
他の人は私のことを頭がおかしいと笑いますが、私は他の人がそれを見抜けないので笑います。
PLCどのような変化がもたらされましたか?
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PLC容量の増加 -
PLC成長の遅れ -
PLC寿命の短縮 -
PLCビットエラー率がRBER改善されました
PLC NAND発達障害？
ロマンチックな夢に満ちていますが、大量生産が難しいのがPLC現実です。PLC SSD現時点では明確な量産スケジュールはありません。
1 つの記憶装置に保存できるビット数は多ければ多いほど良いということではありませんか? なぜ、そのような優れた研究成果が得られないのでしょうか?
実際にはそうではなく、森に千羽の鳥がいたとしても、手に乗っている一羽の鳥には及ばないのです。どんなに良いものでも、量産するには相応の技術が必要です。そうしないと、ただ棚に置かれたままになってしまいます。
3D XPointメモリはコストが高いため見送られています。パフォーマンスは勝っていますが、市場ではパフォーマンスが劣っています。
新しいPLC NANDフラッシュ メモリには、それをサポートするフラッシュ メモリ コントローラが必要です。
現時点では、業界でこれをサポートすると主張しているコントローラ会社はありませんPLC NAND。SSD市場で現在主流のコントローラは、主にエラー修正機能ARM Cortex-R8 Coreの提供に基づいています4K LDPC ECC。QLCこの割合は大幅に増加することが予測されておりRBER、メイン制御にはより高いエラー訂正能力と、ARMリアルタイム高速コンピューティングをサポートするためのより強力なプロセッサが必要になります。
ということは、PLC SSD今後もまだまだサスペンスが続くのでしょうか？それは雪の中に隠れた赤ちゃんですか、それとも画期的なサプライズですか? 答えは時間を待ちましょう?
Extension:PLC NANDここにいるけど、まだ遠い
要約する
Cellビット数を増やすにはどうすればよいですか? -> -> -> ->
NAND FLASHと、各ユニットに保存されるビット数が増加するため、ウェハの記憶密度は指数関数的に増加しますが、それに対応してカード全体の書き込み/消去できる回数も減少します ( )。 (寿命を意味します。短ければ短いほど)、読み取りおよび書き込みのパフォーマンスが低下します。最も重要な単価は低くなりますが、チップのコストは面積に直接関係します。面積が小さいほど、1 枚のウェーハからより多くの量を切り出すことができ、単位あたりのコストが削減されます。SLCMLCTLCQLCPLCP/E CycleGBDie(片)Die
大手の純正メーカーは、コストを削減するためにユニットあたりのビット数を増やすことに熱心に取り組んでおり、コストは最も重要です。
参照する
