Data retention in MLC NAND flash memory: Characterization, optimization, and recovery

计算机科学 闪存 与非门 闪光灯(摄影) 数据保留 错误检测和纠正 计算机硬件 可靠性(半导体) 算法 逻辑门 艺术 计算机安全 视觉艺术 功率(物理) 物理 量子力学
作者
Yu Cai,Yixin Luo,Erich F. Haratsch,Ken Mai,Onur Mutlu
标识
DOI:10.1109/hpca.2015.7056062
摘要

Retention errors, caused by charge leakage over time, are the dominant source of flash memory errors. Understanding, characterizing, and reducing retention errors can significantly improve NAND flash memory reliability and endurance. In this paper, we first characterize, with real 2y-nm MLC NAND flash chips, how the threshold voltage distribution of flash memory changes with different retention age - the length of time since a flash cell was programmed. We observe from our characterization results that 1) the optimal read reference voltage of a flash cell, using which the data can be read with the lowest raw bit error rate (RBER), systematically changes with its retention age, and 2) different regions of flash memory can have different retention ages, and hence different optimal read reference voltages. Based on our findings, we propose two new techniques. First, Retention Optimized Reading (ROR) adaptively learns and applies the optimal read reference voltage for each flash memory block online. The key idea of ROR is to periodically learn a tight upper bound, and from there approach the optimal read reference voltage. Our evaluations show that ROR can extend flash memory lifetime by 64% and reduce average error correction latency by 10.1%, with only 768 KB storage overhead in flash memory for a 512 GB flash-based SSD. Second, Retention Failure Recovery (RFR) recovers data with uncorrectable errors offline by identifying and probabilistically correcting flash cells with retention errors. Our evaluation shows that RFR reduces RBER by 50%, which essentially doubles the error correction capability, and thus can effectively recover data from otherwise uncorrectable flash errors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
发一篇sci完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
koukousang完成签到,获得积分10
刚刚
坚定尔蓝发布了新的文献求助10
刚刚
Akim应助wind2631采纳,获得10
1秒前
1秒前
谨言完成签到 ,获得积分10
1秒前
皓月星辰完成签到,获得积分10
1秒前
cuc发布了新的文献求助10
1秒前
ExtroGod完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
tangz发布了新的文献求助10
2秒前
Silverbrg发布了新的文献求助10
2秒前
热情大树完成签到,获得积分10
2秒前
大脚丫发布了新的文献求助10
2秒前
Mircale发布了新的文献求助10
3秒前
lzz完成签到 ,获得积分10
3秒前
1335804518完成签到 ,获得积分10
3秒前
三木埃尔完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
不靠谱完成签到,获得积分10
4秒前
meme完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
淇奥完成签到 ,获得积分10
5秒前
那里有颗星星完成签到,获得积分10
6秒前
iceeer完成签到,获得积分10
6秒前
planA完成签到,获得积分10
7秒前
穆小菜完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
顾矜应助如意的代真采纳,获得10
7秒前
小魏哥完成签到,获得积分10
9秒前
aj发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
光亮的语兰完成签到,获得积分10
10秒前
个性跳跳糖完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
123完成签到,获得积分10
11秒前
SPt发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 500
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015939
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555887
关于积分的说明 11319237
捐赠科研通 3288997
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812357
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812044