該行業(yè)非常重視單個(gè)ECC代碼的強(qiáng)度:但經(jīng)常被忽視的是錯(cuò)誤預(yù)防的強(qiáng)度,這在糾正甚至發(fā)揮作用之前是重要的。
我們?nèi)绾卧诨贜AND閃存的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)最低的故障率?您可能已在工程團(tuán)隊(duì)或存儲(chǔ)系統(tǒng)供應(yīng)商之間進(jìn)行過(guò)此次討論。正在采取哪些措施來(lái)確保您獲得的質(zhì)量解決方案不僅可以有效地糾正將發(fā)生的不可避免的錯(cuò)誤,而且建立一個(gè)如此強(qiáng)大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),可以防止一開始錯(cuò)誤發(fā)生?
隨著NAND閃存的工藝幾何尺寸縮小,誤碼率不斷增加,從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障率降低。任何了解SD卡,USB閃存驅(qū)動(dòng)器和其他基于NAND閃存的解決方案基礎(chǔ)知識(shí)的人都知道,控制這些最小化故障率的關(guān)鍵組件是NAND閃存控制器。您可能熟悉此組件并討論過(guò)糾錯(cuò)碼(ECC)強(qiáng)度。是否想過(guò)在這個(gè)小包裝里面究竟出現(xiàn)什么?閃存控制器為防止故障發(fā)生做了什么?ECC是一組不同構(gòu)建塊當(dāng)中的一個(gè)單元。系統(tǒng)設(shè)計(jì)相當(dāng)良好,其可靠性和防錯(cuò)功能在整個(gè)進(jìn)程陣列中交錯(cuò),包括用于不可避免的位錯(cuò)誤的ECC。若想要老板留下深刻印象并且為工作項(xiàng)目提供更多有價(jià)值的事物,建議您應(yīng)該繼續(xù)閱讀,因?yàn)槲覀儠?huì)解釋極為強(qiáng)大的閃存控制器功能。
甚至在系統(tǒng)組裝之前,無(wú)論是在內(nèi)部還是通過(guò)系統(tǒng)集成商,都有一個(gè)重要的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入閃存認(rèn)證。換句話說(shuō),閃存控制器應(yīng)該與正確的閃存策略配對(duì)。那么資格認(rèn)定究竟是什么意思呢?資格認(rèn)證不僅意味著控制器將使用選定的閃存。最重要的是,它意味著測(cè)試,而且不僅僅是少數(shù)。在海派世通,我們確保組合已經(jīng)徹底測(cè)試過(guò)。首先是表征閃存本身。通過(guò)不同使用情況在所有生命周期階段中廣泛測(cè)試NAND閃存來(lái)完成表征。該知識(shí)有助于正確設(shè)計(jì)糾錯(cuò)單元,提取用于糾錯(cuò)的軟解碼的對(duì)數(shù)似然比(LLR)表,并實(shí)現(xiàn)最有效的整體錯(cuò)誤恢復(fù)流程。
在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),大多數(shù)公司會(huì)討論與總體成本相關(guān)的閃存,但許多人忘記考慮閃存的行為,因?yàn)樗鼈兊捏w系結(jié)構(gòu),環(huán)境和它們所暴露的用例。每種方案都需要獨(dú)特的處理,校正和恢復(fù)選項(xiàng),以實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)果。這種表征活動(dòng)非常重要,因?yàn)樗惺占臄?shù)據(jù)都能夠以最準(zhǔn)確和最有效的方式驗(yàn)證工具。復(fù)雜且經(jīng)過(guò)深思熟慮的資格認(rèn)證是穩(wěn)健和穩(wěn)定系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作。對(duì)于要求苛刻的系統(tǒng),與系統(tǒng)集成商一起質(zhì)疑和討論資格認(rèn)證過(guò)程是值得的?;蛘?,如果內(nèi)部設(shè)計(jì)解決方案以獲得更大的靈活性,請(qǐng)直接向控制器公司咨詢。雖然可靠的認(rèn)證設(shè)置了成功的系統(tǒng),但校準(zhǔn)和控制器功能(如讀取干擾管理,磨損均衡和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)刷新)更像是直接的錯(cuò)誤預(yù)防。
有效的校準(zhǔn)過(guò)程可以在器件的整個(gè)壽命期間保持低誤碼率,同時(shí)動(dòng)態(tài)地適應(yīng)存儲(chǔ)器單元中的閾值電壓的變化。有許多干擾會(huì)影響電池的閾值電壓:編程和擦除循環(huán),讀取干擾,數(shù)據(jù)保留溫度變化等。閃存不會(huì)自動(dòng)跟蹤閾值變化。相反,閃存控制器會(huì)決定何時(shí)需要校準(zhǔn)并執(zhí)行合適的操作序列。
如下所述,校準(zhǔn)改變了電池的參考電壓。由于不同的塊或頁(yè)面可能會(huì)遇到不同的干擾,因此一頁(yè)的最佳校準(zhǔn)不一定適用于另一頁(yè)。

此外,諸如磨損均衡(WL),讀干擾管理(RDM),跡近錯(cuò)失ECC和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)刷新(DDR)之類的錯(cuò)誤預(yù)防機(jī)制協(xié)同工作,以管理數(shù)據(jù)到閃存上有效和可靠的傳輸。磨損均衡可確保閃存或存儲(chǔ)系統(tǒng)中的所有塊同時(shí)接近其定義的擦除周期預(yù)算,而不是之前接近它的某些塊。讀取干擾管理計(jì)算對(duì)閃存的所有讀取操作。如果達(dá)到某個(gè)閾值,則刷新周圍區(qū)域。跡近錯(cuò)失ECC刷新應(yīng)用程序讀取的所有數(shù)據(jù)超過(guò)配置的錯(cuò)誤閾值,而動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)刷新掃描讀取所有數(shù)據(jù)并將所有塊的錯(cuò)誤狀態(tài)標(biāo)識(shí)為后臺(tái)操作。如果在此掃描讀取中超過(guò)每個(gè)塊或ECC單元的特定閾值錯(cuò)誤,則觸發(fā)刷新操作。這些功能通常由不同的控制器公司以不同的方式命名,并最終以其背后的邏輯和算法為目標(biāo),同時(shí)針對(duì)共同的目標(biāo),以不同的方式達(dá)到它人們應(yīng)該與他們的控制器公司建立密切的關(guān)系,以便了解這些功能如何與合格的閃光燈協(xié)同工作。
最后,糾錯(cuò)已經(jīng)成為閃存控制器中最著名和最重要的任務(wù)之一,而錯(cuò)誤預(yù)防應(yīng)該在其價(jià)值方面承擔(dān)更多的重量,錯(cuò)誤糾正的復(fù)雜性和強(qiáng)度最終使它成為最有價(jià)值的蛋糕控制器的機(jī)制。在考慮面積和功率限制時(shí),糾錯(cuò)編碼變得越來(lái)越困難。隨著對(duì)糾錯(cuò)能力的需求不斷增加,舊代碼不再能夠基于最新閃存中可用的有限備用區(qū)域來(lái)提供所需的校正性能。
為了提供最佳解決方案,海派世通開發(fā)了自己的糾錯(cuò)引擎,這是一種基于廣義級(jí)聯(lián)碼的硬判決和軟判決糾錯(cuò)模塊。該代碼構(gòu)造提供的巨大優(yōu)勢(shì)在于一個(gè)特定方面:可以分析地確定每個(gè)代碼字中的可校正錯(cuò)誤的數(shù)量。這意味著對(duì)于每個(gè)碼字,糾錯(cuò)可以保證一定程度的校正性能。對(duì)于所有可用的閃存,指定了保證誤碼率,可以保證在指定參數(shù)內(nèi)的可靠操作。
當(dāng)數(shù)據(jù)從閃存中讀回并傳遞到糾錯(cuò)模塊時(shí),判斷哪些位錯(cuò)誤僅基于添加到碼字中的冗余信息。僅使用此信息意味著對(duì)于每個(gè)比特,它同樣可能是正確的或不正確的。使用所謂的軟信息考慮概率,其指示接收的比特是接收的比特的可能性或者是否是另一個(gè)值(比特可以是“零”或“一個(gè)”)的可能性。這些概率取自所謂的對(duì)數(shù)似然表(LLR)表,這些表已經(jīng)生成并且已經(jīng)存儲(chǔ)在控制器中的查找表中。使用該信息,糾錯(cuò)現(xiàn)在具有更多輸入:對(duì)于每個(gè)單獨(dú)的比特,概率信息現(xiàn)在指示該比特被接收的可能性,例如,收到零,有74%的信心,原始值為零。糾錯(cuò)具有明確的指示,哪些位可能是錯(cuò)誤的,哪些位不太可能是錯(cuò)誤的。該附加信息顯著增加了糾錯(cuò)的糾正能力。
閃存控制器是確保閃存可靠和安全處理的關(guān)鍵組件。它們處理一系列功能,旨在有效地管理閃存上的數(shù)據(jù)傳輸,并且不僅可以進(jìn)行糾錯(cuò),還可以防止錯(cuò)誤。但是,這些功能都是以不同的方式設(shè)計(jì),并且取決于公司的業(yè)務(wù)模式和重點(diǎn),您的控制器可以做到最低限度。在海派世通,我們稱之為高質(zhì)量的功能,機(jī)制和復(fù)雜過(guò)程,旨在提高FlashXE?eXtendedEndurance生態(tài)系統(tǒng)的耐用性,從而提高閃存的可靠性。
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