NAND-Flash-Speicher mit eingebauter Fehlerkorrektur

NAND-Flash-Speicherchips werden heute mit dermaßen winzigen Strukturbreiten gefertigt, dass jede einzelne Speicherzelle nur noch eine vergleichsweise geringe Anzahl an Elektronen aufnehmen kann. Deren summierte Ladung repräsentiert die Information, also das jeweils gespeicherte Datum. Je weniger Elektronen vorhanden sind, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass Bitfehler auftreten. Das Problem wächst noch durch Verfahren wie Multi-Level Cell (MLC) oder Triple-Level Cell (TLC), bei denen eine einzelne Flash-Zelle gleich zwei oder drei Bits speichert.

Immer ausgefeilterer Error-Correcting Code (ECC), also Fehlerkorrekturalgorithmen, die auf redundante Informationen setzen, bringt die Fehlerwahrscheinlichkeit trotz schrumpfender Halbleiterstrukturen wieder auf ein für den jeweiligen Anwendungszweck ausreichendes Niveau. ECC-Berechnungen benötigen aber Rechenleistung und sollten an die Charakteristika des jeweiligen Speicherchips angepasst sein. Deshalb integriuert Micron bei ClearNAND nun einen Microcontroller direkt im NAND-Flash-Chip, der die eigentlichen Controller-Chips von USB-Sticks, MP3-Playern, SD-Speicherkarten oder auch Solid-State Disks entlastet.

Bisher übernehmen die Controller-Chips von USB-Sticks, MP3-Playern oft auch die Berechnung von ECC zur Fehlerkorrektur. Das wird mit ClearNAND überflüssig, außerdem kann Micron Produkte mit definierter Fehlerwahrscheinlichkeit anbieten. ClearNAND soll ab der ersten Jahreshälfte 2011 im aktuellen 25-Nanometer-MLC-Prozess in großen Stückzahlen und zwei Varianten produziert werden: Die Standard-Version mit 3000 Schreib- beziehungsweise Löschzyklen sowie 50 Megatransfers pro Sekunde ist beispielsweise für MP3-Player gedacht, Enhanced ClearNAND soll höhere Zuverlässigkeit und mit 200 MT/s auch mehr Performance für "Enterprise- und Computinganwendungen" liefern. Als Schnittstelle verwendet Micron ONFI. (ciw)