數據有著保質期:Data Retention
閃存使用Floating Gate浮柵結構存儲電子來表達數據,位于浮柵下方的隧道氧化層會阻止浮柵中的電子從中逃逸,從而實現斷電后數據的長期存儲。
不過隨著時間的增長,浮柵中的電子還是會有一小部分從中逃出來,導致閾值電壓出現漂移。這個過程通常十分緩慢,對于新的閃存單元來說需要持續十幾年才會導致出錯。但如果閃存在高溫的環境下儲存,會加速電子流失的速度。
閃存老了也會健忘:
人老了容易健忘,閃存在嚴重磨損之后不僅變得健忘,還可能記錯事情。電子在高電壓的作用下穿透氧化隧道層,并在這個過程中給氧化隧道層產生磨損,使其保持電子的能力變低。
當電子不能被浮柵結構良好保持時閃存就會出錯,數據出錯率不斷增高,直至超過主控糾錯引擎所能處理的上限,固態硬盤也就壽終正寢了。
寫入費耐久,讀取也干擾:Read Disturb
過去很多朋友認為閃存只有寫入限制,讀取則是無限量的。實際上反復讀取也會產生干擾。
閃存單元在刷新重寫之前大約可以反復讀取數千次,而不會產生不可糾正的錯誤。
忽冷忽熱也不行:Cross temperature
溫度同樣會對閾值電壓產生影響。如果在溫度T1寫入的數據在與之相差較大的T2溫度時讀取,可能會產生讀取錯誤。
2D平面TLC閃存的允許讀寫溫差在40度左右,而3D TLC閃存可以做到70度左右,允許更寬廣的使用溫度范圍。
為了應對諸多技術挑戰,東芝BiCS閃存使用Charge Trap電荷陷阱結構取代了過去在平面閃存時代常用的浮動柵極結構,保持電子的能力更強,使用壽命更久。
最早于2007年提出的BiCS三維閃存堆疊技術不僅提供了更高的存儲密度和存儲容量,還降低了存儲單元之間的耦合性,提高閃存可靠度。
BiCS閃存還能支持被成為Full Sequence的一次編程模式,提高3D TLC閃存的寫入速度。
除了入門SATA型號TR200之外,東芝RC100以及新近推出的RD500/RC500 NVMe固態硬盤均采用了BiCS閃存,提供更可靠更耐用的存儲體驗。