工業(yè)領(lǐng)域與行業(yè)領(lǐng)域?qū)υO(shè)備的要求較高，相關(guān)產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)高低溫、濕熱、鹽霧、振動(dòng)、沖擊等標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估，同時(shí)還要求在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。因此，產(chǎn)品穩(wěn)定性及產(chǎn)品可靠性成為工業(yè)與行業(yè)領(lǐng)域用戶(hù)考慮的關(guān)鍵。對(duì)工業(yè)存儲(chǔ)設(shè)備而言，除了采用傳統(tǒng)技術(shù)保證穩(wěn)定性，也會(huì)使用成熟技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，進(jìn)而提升產(chǎn)品可靠性。芯盛智能推出的工業(yè)PCIe SSD——DP2100產(chǎn)品系列，使用獨(dú)創(chuàng)的智能塊管理技術(shù)及SRAMECC技術(shù)，有效保障數(shù)據(jù)信息的安全、穩(wěn)定、高效存儲(chǔ)，更好的服務(wù)工業(yè)領(lǐng)域客戶(hù)。

智能塊管理技術(shù)

01

固態(tài)硬盤(pán)由控制器芯片、閃存顆粒、固件及電子元器件組成，因此，制程的演進(jìn)會(huì)帶來(lái)一系列質(zhì)量與可靠性方面的影響，包括讀干擾能力和數(shù)據(jù)保持能力變差、多層間指標(biāo)差異變大、ECC要求變高、及量產(chǎn)產(chǎn)品批次質(zhì)量波動(dòng)、技術(shù)規(guī)格裕量縮小等問(wèn)題?；诖?，芯盛智能在NANDXtra技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推出了智能塊管理技術(shù)(Intelligent Block Management Technology，IBMT)，優(yōu)化閾值電壓，減少閃存單元的重讀次數(shù)，延長(zhǎng)閃存顆粒的使用壽命，從而有效提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性與可靠性，保障用戶(hù)數(shù)據(jù)信息處于安全狀態(tài)。

閃存技術(shù)從SLC向MLC/TLC/QLC/PLC發(fā)展過(guò)程中，讀參考電壓的擋位也變得愈加密集。閃存單元在磨損、高溫、低溫等場(chǎng)景下，其浮柵電壓會(huì)發(fā)生一定的漂移(Shift)，導(dǎo)致讀操作發(fā)生錯(cuò)誤；調(diào)整參考電壓并重新讀取(Read Retry)可以正確讀出數(shù)據(jù)，但是會(huì)增加完成讀操作時(shí)間，嚴(yán)重情況下，用戶(hù)甚至可以明顯感知到讀性能降低。隨著多比特存儲(chǔ)、器件尺寸縮小等閃存工藝制程的持續(xù)演進(jìn)，此問(wèn)題越來(lái)越突出，同時(shí)對(duì)壽命和可靠性等方面帶來(lái)不良影響。

一般的處理方式有，配置合理的讀閾值電壓序列，即Read Retry Table，及參考浮柵電壓漂移規(guī)律，預(yù)先修改編程充電電壓來(lái)提前補(bǔ)償漂移。前者會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品生命周期的后半段讀性能降低，后者會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品生命周期的前半段性能不夠高。

為解決上述問(wèn)題，芯盛智能研發(fā)了智能塊管理技術(shù)(IBMT)，在使用傳統(tǒng)Read Retry Table基礎(chǔ)上，IBMT技術(shù)可以持續(xù)記錄和刷新最優(yōu)閾值電壓，在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)減少對(duì)閃存單元的重讀次數(shù)，從而提升性能并增強(qiáng)產(chǎn)品可靠性。

相關(guān)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)表明，對(duì)比傳統(tǒng)技術(shù)，IBMT技術(shù)在產(chǎn)品生命周期的后半段能夠最大限度的發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。除了提升性能，IBMT技術(shù)還可以明顯減少新增壞塊(UNC)，延長(zhǎng)顆粒使用壽命，拓寬閃存產(chǎn)品使用溫度范圍。因此，搭載IBMT技術(shù)的DP2100產(chǎn)品系列，使用壽命較同類(lèi)產(chǎn)品明顯延長(zhǎng)，產(chǎn)品可靠性也得到顯著提升。

SRAM ECC技術(shù)

02

工業(yè)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)受到多種外部因素的干擾，存儲(chǔ)設(shè)備SRAM的單比特翻轉(zhuǎn)就是其中之一。影響SRAM比特翻轉(zhuǎn)的最大因素是中子輻射，包括宇宙射線(xiàn)和高能粒子干擾。中子在入射時(shí)會(huì)引起SRAM晶體管漏極產(chǎn)生額外瞬態(tài)脈沖電流，電流寬度一般在皮秒(ps)級(jí)別。隨著粒子通量的增加和時(shí)間的積累，相鄰晶體管通斷狀態(tài)改變的可能性也會(huì)逐步增加，從而引起SRAM存儲(chǔ)單元非物理失效。

DP2100在SRAM上配置了ECC糾錯(cuò)電路，可以有效攔截SRAM發(fā)生比特翻轉(zhuǎn)的問(wèn)題。據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)，在非加速實(shí)時(shí)測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，未發(fā)現(xiàn)SRAM單字內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)2比特翻轉(zhuǎn)的情況，可以認(rèn)為概率幾乎為0。DP2100產(chǎn)品系列具備單比特糾正、多比特上報(bào)的SRAM ECC能力，可以確保長(zhǎng)時(shí)間工作數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)不出錯(cuò)。

根據(jù)JESD89A中SRAM評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，芯盛智能使用地面散列中子源對(duì)DP2100的可靠性進(jìn)行了評(píng)估測(cè)試。測(cè)試使用中子通量為106 cm-2?s-1的散列粒子束對(duì)DP2100進(jìn)行反復(fù)多次照射測(cè)試，并在測(cè)試過(guò)程中對(duì)DP2100進(jìn)行讀寫(xiě)和校驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，DP2100可以有效保護(hù)用戶(hù)數(shù)據(jù)，確保讀寫(xiě)數(shù)據(jù)一致性。根據(jù)不同海拔地區(qū)的中子通量數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，DP2100在低海拔地區(qū)連續(xù)工作超過(guò)480年也不會(huì)出現(xiàn)比特翻轉(zhuǎn)引起的問(wèn)題。

DP2100產(chǎn)品系列是芯盛智能面向工業(yè)領(lǐng)域，重新定義的創(chuàng)新型固態(tài)存儲(chǔ)解決方案。DP2100系列集多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)于一身，滿(mǎn)足不同工業(yè)、行業(yè)客戶(hù)對(duì)穩(wěn)定可靠、性能卓越的存儲(chǔ)產(chǎn)品的追求。另外，芯盛智能針對(duì)DP2100產(chǎn)品系列推出了多種定制化服務(wù)，針對(duì)客戶(hù)差異化場(chǎng)景，提供最優(yōu)的固態(tài)存儲(chǔ)解決方案。

審核編輯：劉清