Alteración en Lectura de Datos (Read Disturbance)

Introducción

La memoria NAND flash es un medio de almacenamiento de datos común, utilizado en un rango amplio de aplicaciones, desde dispositivos móviles de factor de forma pequeño hasta almacenamiento para centros de datos. Sin embargo, a medida de que las celdas flash modernas continúan disminuyendo en tamaño, el problema de alteración en la lectura de datos es uno de los factores principales responsable por los problemas de fiabilidad encontrados con las memorias NAND Flash. Los problemas de alteración en lectura de datos ocurren después de haber realizado una gran cantidad de tareas de lectura de páginas ubicadas en un mismo bloque, causando que los valores digitales de las celdas cercanas a las celdas que se están leyendo cambien y, por lo tanto, inducen errores de datos.

¿Cómo ocurre la alteración en lectura de datos (Read Disturbance)?

Cada celda de memoria NAND Flash contiene un transistor de puerta flotante con una puerta de control conectada a la línea de palabra, y una fuente y un drenaje conectada a celdas adyacentes en la misma línea. El transistor de puerta flotante está ubicado debajo de la puerta de control. La cantidad de electrones almacenados en la puerta flotante determina el voltaje de umbral del transistor.

Para averiguar si hay electrones atrapados en puerta flotante en particular, el dispositivo de memoria debe leer la palabra completa. Para leer las celdas en una fila seleccionada (mostrado en color verde claro), se debe aplicar un voltaje más alto a sus líneas de palabra adyacentes no seleccionadas (mostrado en color verde oscuro) en el mismo bloque. Mientras tanto, se leerá una celda selecciona por línea bit para que el dispositivo determine su valor digital, es decir, si almacena un 0 o un 1. El alto voltaje aplicado en las puertas del transistor adyacentes atrae electrones a la puerta flotante, ligeramente elevando el voltaje umbral de la celda con cada lectura, y "alterando" las celdas en el proceso. Con el tiempo, el voltaje umbral de una celda en un estado "no programado", lo que significa que almacena un 1, aumenta y se acumula lo suficiente como para eventualmente cambiar a un estado "programado", lo que significa que almacena un 0. Esto es conocido como el fenómeno de alteración en lectura de datos (Read Disturbance). El cambio de estado es un proceso irreversible, y una vez que se cambia, el valor de bit no "cambiará" a menos que se borre el bloque.

La Solución de Transcend

La alteración en lectura de datos (Read Disturbance) se puede reducir al minimizar lecturas excesivas. Transcend ofrece 3 soluciones diferentes para mejorar el rendimiento.

  1. Nivelación del desgaste: esta solución dispersa el uso de la celda de memoria NAND Flash sobre la matriz de celdas de memoria disponible, asegurando que los datos se escriban con la misma frecuencia entre los bloques.
  2. Movimiento Preventivo (Early Move): Esta solución detecta y corrige datos con riesgo de error. Al alcanzar el límite superior de errores de bits en un bloque, los datos se mueven a otro bloque y los datos en el bloque original son borrados. (Nota: Unos productos no soportan esta solución.)
  3. Reintento de Lectura (Read Retry): esta solución es diseñada para que la memoria flash ajuste el voltaje de referencia de lectura y elimine el error de lectura.

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