提升 NAND 闪存可靠性的体系结构技术
硬件体系结构
2018-08-16 v1
摘要
原始比特错误在 NAND 闪存中很常见，并且未来会增加。这些错误降低了闪存的可靠性，并限制了闪存器件的使用寿命。我们的目标是通过多种低成本的体系结构技术来提升闪存可靠性。我们表明，通过部署各种感知高层应用行为和底层闪存器件特性的体系结构技术，可以以低成本和高性能开销低的方式提升 NAND 闪存可靠性。我们通过实验表征分析闪存错误特性和工作负载行为，并设计新的闪存控制器算法，利用我们分析获得的见解以低成本提升闪存可靠性。我们通过该方法研究了四个方向。（1）我们提出了一种称为 WARM 的新技术，通过对写热点数据和写冷数据采用不同的保留管理，将闪存可靠性提升了 12.9 倍。（2）我们提出了一个新框架，为每个芯片学习在线闪存信道模型，并启用四种新的闪存控制器算法，将闪存可靠性提升高达 69.9%。（3）我们通过对真实 3D NAND 芯片的全面实验表征，识别出 3D NAND 中的三种新错误特性，并提出四种新技术来缓解这些新错误，将 3D NAND 可靠性提升高达 66.9%。（4）我们提出了一种称为 HeatWatch 的新技术，通过利用自修复效应来缓解 3D NAND 中的保留错误，将 3D NAND 可靠性提升了 3.85 倍。
引用
@article{arxiv.1808.04016,
title = {Architectural Techniques for Improving NAND Flash Memory Reliability},
author = {Yixin Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.04016},
year = {2018}
}
备注
Thesis, Carnegie Mellon University (2018)