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我擦還能在爛一點不?繼QLC后 PLC也要問世

隨著3D NAND技術的快速發展,三星、東芝/西部數據、美光、SK海力士等已實現了從2D平面全面向3D NAND的轉移,2019下半年,各大原廠正積極提高92/96層3D NAND產量,并繼續推動100+層3D NAND發展,預計2020年將有產品面世。

在3D NAND堆疊高度的不斷增加下,NAND Flash單位存儲密度已可高達1Tb,且TLC已廣泛的應用在嵌入式產品、固態硬盤及企業級存儲中,同時三星、英特爾/美光、東芝自去年開始就相繼推出QLC系列產品,推進QLC產品的大規模生產。不僅如此,東芝和西部數據已經開始計劃第五代到第七代BiCS閃存的研發和生產,并開始了5bit PLC的NAND研發,即每個單元可以存儲5bit。

3D NAND更高密度的快速轉變,以及需要增加吞吐量以支持使用PCIe 4.0和最終PCIe 5.0的下一代NVMe SSD應用,強大的低密度奇偶校驗(LDPC)糾錯對于NAND控制器來說至關重要,在重要性日漸凸顯的糾錯領域,CODELUCIDA團隊也將攜FAID™新型LDPC技術解決方案亮相CFMS2019。

為什么隨著NAND密度的增加,主控芯片糾錯能力的重要性更大?

日本大胆欧美免费视频NAND Flash由最初的SLC發展到目前的QLC,雖然存儲密度獲得了很大的提高,單位Bit的成本得到極大降低,但是也帶來性能缺陷。正常來講,性能&可靠性對比是SLC>MLC>TLC>QLC,隨著每個cell的bit數量的增加,讀寫壽命逐漸變短,速度變慢,能耗高,另外,一個主要的缺點是出錯概率大。

圖片來源:美光

造成出錯的主要原因是當每個cell存儲多個bit時,相比SLC,存儲單元之間的干擾就會增大。因此MLC,TLC乃至QLC對主控芯片和差錯控制技術提出了更高的要求,而糾錯技術也從BCH過渡到了LDPC。隨著工藝的不斷進步,下一代NAND存儲單元所容納的Bit數量會越來越多,對算法的糾錯能力要求也會越來越高。

在高密度存儲中,每個cell bit數量增加,互相干擾增大,擦寫次數增加,存儲結構中的氧化層會遭到破壞,捕獲電子的能力越差,影響產品壽命,因此有效的糾錯編碼能夠降低干擾,有效的延長產品壽命。

FAID™ LDPC糾錯,具有高度可擴展的吞吐量和低功耗,可支持下一代NAND

日本大胆欧美免费视频CODELUCIDA團隊結合市場需求開發了一種名為FAID™新型LDPC技術,以應對下一代NAND的挑戰。FAID™使用獨特的專利編碼和解碼算法,這些算法本身更簡單但在糾錯能力方面更強,以滿足NAND的極低錯誤率要求。

由FAID™實現的譯碼器和編碼器復雜度如下圖。吞吐量可以增加10倍,譯碼器復雜度僅增加2倍。即使對于更高的吞吐量,編碼器復雜度仍保持相同,最多是譯碼器復雜度的 7%。

FAID™支持完全靈活的架構,以適應多種碼率和信息長度。可以提供定制化解決方案以滿足特定存儲應用和所使用的特定NAND芯片要求,以使增益最大化。該技術將促進存儲產業朝著高密度方向發展。

FAID™技術優勢:

日本大胆欧美免费视频傳統的LDPC解決方案可能消耗大量功率以滿足不斷增長的吞吐量要求,并傾向于依賴復雜的錯誤恢復方案和復雜的管理策略。特別是對于采用FPGA實現的NAND控制器,傳統的LDPC解決方案由于所需資源太大而無法滿足低成本FPGA的所需吞吐量,這對于在FPGA中實現NAND控制器的供應商來說是一項艱巨的挑戰。

與傳統的LDPC解決方案相比,Codelucida的 FAID™的主要優勢包括:

  • 單個 IP 核(單核)實例可實現 10 倍的吞吐量增長;
  • 功耗和資源使用至少減少 2 倍,特別是對于高吞吐量應用;
  • 糾錯能力增加10%-15%,因此可得到原始誤碼率(RBER)的增加;
  • 錯誤率降低四個數量級,大大降低了使用讀取重試或軟讀取的頻率,從而降低延遲提高了驅動器性能;
  • 不使用LLR,這極大地簡化了NAND控制器的管理;
  • 無誤碼平層可實現NAND存儲的極低錯誤率要求。
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