MLC NAND闪存中数据保留错误的实验表征、优化与恢复
硬件体系结构
2018-05-09 v1
摘要
本文总结了我们关于实验表征、缓解和恢复多层单元（MLC）NAND闪存中数据保留错误的工作（发表于HPCA 2015），并考察了该工作的意义与未来潜力。由随时间电荷泄漏引起的保留错误是闪存错误的主要来源。理解、表征和减少保留错误可显著提升NAND闪存的可靠性和耐久性。在本工作中，我们首先使用真实2Y-nm MLC NAND闪存芯片表征闪存的阈值电压分布如何随不同保留年龄——即自闪存单元被编程以来的时间长度——而变化。我们从表征结果中观察到：1）闪存单元的最优读取参考电压（使用其读取数据可获得最低原始比特错误率（RBER））随其保留年龄系统性变化；2）闪存的不同区域可具有不同的保留年龄，从而具有不同的最优读取参考电压。基于我们的发现，我们提出两项新技术。首先，保留优化读取（ROR）在线自适应地学习并应用每个闪存块的最优读取参考电压。ROR的关键思想是周期性地学习最优读取参考电压的紧上界，并由此逼近最优读取参考电压。我们的评估表明ROR可延长闪存寿命64%并将平均纠错延迟降低10.1%。其次，保留失败恢复（RFR）通过识别并概率性纠正具有保留错误的闪存单元，离线恢复含不可纠正错误的数据。我们的评估显示RFR essentially使纠错能力翻倍。
引用
@article{arxiv.1805.02819,
title = {Experimental Characterization, Optimization, and Recovery of Data Retention Errors in MLC NAND Flash Memory},
author = {Yu Cai and Yixin Luo and Erich F. Haratsch and Ken Mai and Saugata Ghose and Onur Mutlu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.02819},
year = {2018}
}