Macronix研究出1億次P/E自我修復(fù)NAND
據(jù)報(bào)道，NAND閃存如今已為消費(fèi)級、企業(yè)級市場廣泛接納，速度快、輕便易攜、安靜無噪音都是它的優(yōu)勢，不過難言之隱就是NAND的P/E循環(huán)次數(shù)有限，主流的25nm MLC閃存壽命是3000-5000次，如今20nm級MLC NAND普遍不到3000次，TLC甚至不足1000次。? 工藝越來越先進(jìn)，NAND存儲密度越來越高，由于物理結(jié)構(gòu)的原因其壽命也在降低，為此EMC的專家表示NAND需要新的繼任者，明年相變技術(shù)的PCM就會出現(xiàn)在市場上，它的速度更快，存儲密度更高，最關(guān)鍵的是可靠性也會更高。
普通的NAND閃存擦除一次數(shù)據(jù)就會損傷一次物理結(jié)構(gòu)
NAND的時(shí)代真的要結(jié)束了嗎？Macronix（臺灣旺宏電子）的工程師可不這么認(rèn)為，在本月的2012年IEEE國際電子設(shè)備會議（2012 IEEE International Electron Devices Meeting，IEDM）上他們會提交論文，披露他們對P/E次數(shù)達(dá)到1億次的自我修復(fù)NAND的研究。? 實(shí)際上1億次壽命還只是目前得到的數(shù)據(jù)，帶隊(duì)的副處長Hang?Ting Lue表示“實(shí)際上還真不知道（這種NAND）是否會壞，目前為止根本沒看到其壽命將近的信號。這個(gè)1億次壽命只是過去幾個(gè)月測試的結(jié)果?！? 正常的NAND每次寫入數(shù)據(jù)都會擊穿一次隧道氧化層，這是一種物理損害，因此NAND壽命有限，熱處理可以修復(fù)這種損害，但是要想通過熱處理修復(fù)這種損害，那就需要在250°C的高溫下持續(xù)數(shù)小時(shí)，目前來說這是不可能的。? 這種NAND超長壽命的機(jī)理其實(shí)也借用了PCM相變技術(shù)的某種原理，Macronix的工程師在研究PCM技術(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)其中使用的硫化玻璃（chalcogenide glass）到達(dá)熔點(diǎn)時(shí)會產(chǎn)生一種熱效應(yīng)。最終他們發(fā)現(xiàn)這種效應(yīng)對NAND也會起作用，因此他們重新設(shè)計(jì)了NAND的結(jié)構(gòu)，有一個(gè)精細(xì)的加熱器可以加熱NAND的存儲單元。? 重新設(shè)計(jì)NAND架構(gòu)需要做相當(dāng)多的改變，其中最關(guān)鍵的一個(gè)就是柵電極的改變，需要讓它攜帶電流以加熱儲存單元。為此需要增加額外的二極管電路，這也會增加核心面積，工程師們也不得不重新排列存儲電路以降低影響。? 改進(jìn)后的NAND架構(gòu)可以讓電流通過晶體管的柵極并在數(shù)毫秒內(nèi)形成熱脈沖，他們發(fā)現(xiàn)這一溫度可以達(dá)到800°C，不過影響只限于柵極附近。這個(gè)熱處理過程通過加熱器可以修復(fù)NAND損傷，即使經(jīng)過1億次P/E循環(huán)之后，數(shù)據(jù)依然保存完好。? 由于多了一個(gè)額外的熱處理過程，這未免讓人擔(dān)心它對電力消耗有較大要求。Hang?Ting Lue承認(rèn)了這一點(diǎn)，不過表示熱處理過程并不頻繁發(fā)生，而且一次可以修復(fù)一個(gè)扇區(qū)，因此“它并不會榨干你的手機(jī)電池。”? 熱修復(fù)的NAND還有額外的驚喜，它可以帶來更快的擦除速度（意味著更快的寫入速度），通常來說這是不依賴溫度的。Lue表示未來這種技術(shù)會帶來一箭雙雕的效果，既可以大幅延長NAND壽命，也可以加速擦除速度。? Lue表示Macronix公司已經(jīng)在此領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，但是他沒有給出具體的應(yīng)用時(shí)間表，因此這一技術(shù)進(jìn)入市場的時(shí)間還是未知數(shù)。