NAND フラッシュ製品の概要

NAND フラッシュは、技術ノードとセルあたりのビット数を急速に変化させ、ビットあたりのコストを継続的に低減しながら、ユーザー容量を増加させています。
NAND フラッシュの主な差別化要因は、セルあたりのビット数です。

·SLC(シングルレベルセル)は 1 セルあたり 1 ビットを格納
· MLC (マルチレベルセル)は 1 セルあたり 2 ビットを格納
· TLC (トリプルレベルセル)は 1 セルあたり 3 ビットを格納
· QLC(クワッドレベルセル)は 1 セルあたり 4 ビットを格納

各プログラムレベルの信頼性とリテンションは、ビットが増えるたびに下がります。
Swissbit は、SLC、MLC、3D NAND TLC 技術を搭載した製品を出荷し続けています。

3D NAND 技術

3D NAND は、リソグラフィーの限界を広げることなく、チップ容量を増やし、コストを削減する主要な技術です。
ストレージ要素をフローティングゲートからチャージトラップレイヤーに変えることで。高度な統合が可能になりました。これにより、ビットラインの垂直方向の回転が容易になり、現在 100 を超えるレイヤーをスタッキングできます。

新しい 3D NAND により、低コストで高密度製品を実現できますが、非常に高度なエラー修正と洗練されたフラッシュファームウェア管理が必要です。-40 ℃~+85 ℃の産業用温度グレード、特に書込みアクセスと読取りアクセスの間で許容される温度変化を示す 125 °K の交差温度を完全にサポートできる 3D NAND 製品は多くありません。
コンシューマ向けの品質では 3D NAND 製品が数多く提供されていますが、産業用途の 要求を満たす3D NAND 製品はわずかです。
Swissbit は、新たに導入する製品のほとんどに、高品質で産業用グレードの TLC NAND 技術を採用しています。

 

 

 

 

NAND フラッシュ比較

フラッシュメモリ搭載ストレージの寿命は、主に搭載 NAND フラッシュの書込み/消去最大回数によって決まります。NAND フラッシュのブロック消去可能回数(PE サイクル)は、通常、SLC タイプで 10 万回、MLC と 3D TLC で 3,000 回です。ただし、表からわかるように、リテンション、長期供給性、温度範囲、ビット当たりのコストなどのその他の要因は、技術によって大きく異なります。

コントローラの機能

Swissbit 製品で使用されているコントローラとファームウェアは、コンシューマー製品とは大きく異なります。Swissbit コントローラは、パフォーマンスと低消費電力のバランスをとり、高度なエラー修正機能を提供し、産業用温度グレードをサポートします。
ファームウェアは、リテンション、寿命、突然の電源断時のデータ損失に対する保護、強力なエラー修正のための最適化機能を備えています。

Data care management データケアマネジメント

データリテンション、リードディスターブの制限、温度など、さまざまな要因でデータの信頼性に影響を与える可能性があります。最新世代の Swissbit 製品では、データの維持とリフレッシュに特殊な方法を使用して、データの整合性を高めています。。

データケアマネジメント

Power Fail Protection & Recovery 電源断の保護

高度な電源断防止機能およびリカバリ機能は、予期しない電源断からデータを保護します。予期しないシャットダウン後、ファームウェアジャーナル処理により、保存されているすべてのシステムおよびユーザーデータが正しくリカバリされ、データが失われることはありません。

電源断の保護

Read-only optimized リードオンリーモードへの最適化

産業向け用途では、データをNAND Flashに1回書込み、その後は読み出しのみの用途も多くあります。このような用途でも最適化されたファームウェアによりデータリテンション問題とリードディスターブ問題を解決する事が出来ます。

リードオンリーモードへの最適化

Secure erase セキュアイレース(サニタイズ/パージ)/ファストイレース

電源断に影響されない完全データ消去機能。処理中に電源がオフになってもプロセスはが停止されず、電源の復旧後に続行されます。オプションの拡張機能を使用すると、DoD、NSA、IREC などのさまざまな仕様データをサニタイズできます。パージアルゴリズムは、コマンドまたは信号入力により開始できます。

セキュアイレース(サニタイズ/パージ)/ファストイレース

Temperature sensor 温度センサー

ホストはフラッシュストレージの温度情報を監視し、ユーザー環境でのデータ信頼性を講じようさせる事が出来ます。

温度センサー

TRIM support TRIM サポート

TRIM機能はホストが管理する不要データをコントローラが適切なタイミングで消去できる機能です。OSはTRIM コマンドを使用してSSDへ消去可能なデータを通知することができます。SSDは内部処理でそのデータを消去できる為、その後の書込みパフォーマンスが向上します。

TRIM サポート

Write Amplification Factor WAF の低減

ページベースの ブロック管理FWとパワフルなバックグランドマネイジメントにより寿命の短い MLC でも、WAF を抑えて長寿命化を実現します。

WAF の低減

Wear leveling ウェアレベリング

洗練されたウェアレベリングとバッドブロックマネジメントにより、各ブロックの消去回数はバランスよく平均化され、デバイスの寿命を延ばします。

ウェアレベリング

エンドツーエンドのデータパス保護

E2E DP は、フラッシュコントローラの内部データパスと RAM/ROM アレイにパリティ保護またはエラー修正機能を追加。これにより、従来の方式では検出できないデータの破損も防止できます。

エンドツーエンドのデータパス保護

ブロック RAID

RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)技術は、ページ全体の障害を修復するために NAND ブロックレベルで使用されます。これにより、 3D NAND 関連の障害に対する保護が強化されます。

ブロック RAID

NAND フラッシュへの要求

Swissbitが使用するNANDフラッシュは、高品質、温度拡張、長期供給など、厳しい要求を満たしています。

高品質

Swissbit は、可能な限り DPPM レートが低く信頼性の高い製品を提供するために、最高品質グレードの NAND 製品を使用しています

高品質

Longevity 長期供給

長期供給の製品シリーズでは、最長 10 年間の長期供給が保証される選定されたコンポーネントを使用します。代替え評価回数を減らし総合的な費用対効果を実現します。

長期供給

Wide temperature support 温度拡張対応

Swissbit 組込みメモリ&ストレージソリューションは、広い温度範囲で確実に動作する高信頼設計です。製品はバーンインテスト(TDBI)でプレストレスを与え、温度コーナーで検証・選別されます。

温度拡張対応

SSD の機能

Swissbit 製品は、堅牢な設計、衝撃と振動への高耐性設計を基本としており、更に寿命監視機能をサポートしています。

Electrostatic discharge and electromagnetic interference ESD および EMI 対策設計

Swissbitの製品は電波障害や静電に関わる最新の規制に準拠しています。またSystem-in-Package(SiP)など自社の技術と生産能力によりSwissbitはこれらの制限を超えるよう努めています。

ESD および EMI 対策設計

Life Time Monitoring (LTM) 寿命監視機能(LTM)

Swissbit の寿命監視機能は製品状態の詳細が確認でき、エラーの兆候を予測し予期せぬデータ損失を防止します。この機能は拡張 S.M.A.R.T.コマンドまたはベンダーコマンドを使用して情報を取得します。

寿命監視機能(LTM)

Shock & Vibration 衝撃および振動対策設計

堅牢性は、当社製品のターゲット仕様の一つです。 設計、部材選定、組み立て及び 様々な試験により検証された製品は非常に堅実な設計を保証します。

衝撃および振動対策設計

Temperature sensor 温度センサー

このセンサーにより、ホストのハードウェアまたはソフトウェアは、メモリデバイスの温度を監視して、ターゲットアプリケーション環境でのデータの信頼性を向上させることができます。

温度センサー

Wide temperature support 温度拡張対応

Swissbit 組込みメモリ&ストレージソリューションは、広い温度範囲で確実に動作する高信頼設計です。製品はバーンインテスト(TDBI)でプレストレスを与え、温度コーナーで検証・選別されます。

温度拡張対応

ハードウェア電源断保護

Swissbit パワーセーフ機能を搭載した製品では、信頼性の高いタンタルコンデンサを使用して電力を保存します。これにより、電源断が急に発生した場合でも、充電を使用して NAND フラッシュへのキャッシュコンテンツを強化できます。

ハードウェア電源断保護

Conformal coating コンフォーマルコーティング

このコーティングはポリウレタン薄膜フィルムで、粉塵、湿気、腐食性ガスなどの厳しい環境条件から保護します。

コンフォーマルコーティング