最近のNANDの動向（そしてなぜ信頼性が重要か）

1987年は技術者にとってエキサイティングなものでした。　これは、サンフランシスコのIEEE International Electron Devices MeetingでデビューしたNANDフラッシュの導入を意味しています。　その時以来、組込み設計とNANDのトレンドの革新が始まりました。　すべての開発者の望みのトップ項目の1つは、価格の下落傾向を維持しながらストレージ容量を増やすことでした。　これは、能力と手頃な価格という響きの良い名目により信頼性が危ぶまれているのではないかという疑問を抱かせます。


進化するデータストレージ：SLCからMLCへ

まず、データストレージ機能の著しい進歩を見てみましょう。開発された第1のタイプの不揮発性フラッシュメモリセルは、シングルレベルセル（SLC）でした。　 SLCフラッシュはセルごとに1ビットを格納します。 SLCは、1または0の2つの電圧レベルのうちの1つを有することができます。　その後、マルチレベルセル（MLC）が開発されました。　各MLCメモリセルは2ビットを格納することができ、00,01,10、および11のさまざまな値がサポートされています。　革新的なMLCデザインのおかげで、データストレージ容量は急速に増加しました。


データストレージゲームの変更：SLCとMLCからTLCへ

より多くのデータをより少ないスペースに絞るための継続的な欲求を満たすものとして、TLC、または3レベルセル（時にはトリプルレベルセル、MLC-3、3ビットMLCと呼ばれることもある） が登場しました。　ご想像のとおり、TLCはセルあたり3ビットを格納できます。　この複雑なセルアーキテクチャは、3ビットのデータを格納および検索するために8つの異なる状態をサポートします。　これを元のSLCアーキテクチャと比較してください。　これは2つの状態のみをサポートしています。高レベルのデータ記憶容量と低価格のポイントにより、3レベルセル技術は、USBドライブ、携帯電話、デジタルカメラなど、多くのアプリケーションで活用されています。

信頼性を考慮したSLC、MLC、TLCの比較

MLCとTLCの両方が複数の業界で貴重な貢献をしていることは間違いありません。　NANDアーキテクチャは進化し続け、小さなパッケージでより大きな容量を提供する可能性があります。　しかし、MLCとTLCは、信頼性がまだ容量の可能性に追いついていないため、必ずしもすべてのデータストレージニーズに最適な選択ではないかもしれません。　ブロックあたりの消去サイクル数は、ストレージデバイスの信頼性を示す重要な指標です。 　TLC NANDは1ブロックあたり300回の消去サイクルしか持たない可能性があります。 　MLC NANDは、一般的には、ブロック当たり約3000回の消去サイクルを保持しています。　消去サイクル数で見れば、1ブロックあたり約50,000〜70,000の消去サイクルを持つSLCが当然の勝者となります。


シリコントレースの幅の評価

もちろん、1ブロックあたりの消去サイクル数だけが考慮すべき要因ではありません。　シリコンのトレース幅も変化しています。　 SLCは43nmで安定していますが、MLCのトレース幅はますます小さくなっています。　従来の約19〜20nmから、MLCの幅は約15〜16nmに縮小してきました。　その結果、プログラムディスターブエラーとリードディスターブエラーの両方が起こる可能性が高まりました。　これは、より多くのメモリがシリコン上に組み込まれることを意味しますが、一方で信頼性を犠牲にしています。