PCDVD數位科技討論區 - NAND記憶體壽命不長？1億次P/E的NAND要來了

NAND記憶體如今已為消費級、企業級市場廣泛接納，速度快、輕便攜帶、安靜無噪音都是它的優勢，不過難言之隱就是NAND的P/E循環次數有限，主流的25nm MLC記憶體壽命是3000 -5000次，如今20nm級MLC NAND普遍不到3000次，TLC甚至不到1000次。

製程越來越先進，NAND儲存密度越來越高，由於物理結構的原因其壽命也在降低，為此EMC的專家表示NAND需要新的繼任者，明年相變技術的PCM就會出現在市場上，它的速度更快，儲存密度更高，最關鍵的是可靠性也會更高。

普通的NAND記憶體拭除一次資料就會損傷一次物理結構

NAND的時代真的要結束了嗎？Macronix（旺宏電子）的工程師可不這麼認為，在本月的2012年IEEE國際電子設備會議（2012 IEEE International Electron Devices Meeting，IEDM）上他們會提交論文，披露他們對P/E次數達到1億次的自我修復NAND的研究。

實際上1億次壽命還只是目前得到的數據，帶隊的副處長Hang‑Ting Lue表示“實際上還真不知道（這種NAND）是否會壞，目前為止根本沒看到其壽命將近的訊號。這個1億次壽命只是過去幾個月測試的結果。”

正常的NAND每次寫入資料都會擊穿一次隧道氧化層，這是一種物理傷害，因此NAND壽命有限，熱處理可以修復這種損害，但是要想透過熱處理修復這種傷害，那就需要在250 °C的高溫下持續數小時，目前來說這是不可能的。

這種NAND超長壽命的機理其實也藉用了PCM相變技術的某種原理，Macronix的工程師在研究PCM技術時發現其中使用的硫化玻璃（chalcogenide glass）到達熔點時會產生一種熱效應。最終他們發現這種效應對NAND也會起作用，因此他們重新設計了NAND的結構，有一個精細的加熱器可以加熱NAND的儲存單元。

重新設計NAND架構需要做相當多的改變，其中最關鍵的一個就是柵電極的改變，需要讓它攜帶電流以加熱儲存單元。為此需要增加額外的二極管電路，這也會增加核心面積，工程師們也不得不重新排列儲存電路以降低影響。

改進後的NAND架構可以讓電流通過晶體管的柵極並在數毫秒內形成熱脈衝，他們發現這一溫度可以達到800°C，不過影響只限於柵極附近。這個熱處理過程通過加熱器可以修復NAND損傷，即使經過1億次P/E循環之後，數據依然保存完好。

由於多了一個額外的熱處理過程，這未免讓人擔心它對電力消耗有較大要求。Hang‑Ting Lue承認了這一點，不過表示熱處理過程並不頻繁發生，而且一次可以修復一個扇區，因此“它並不會榨乾你的手機電池。”

熱修復的NAND還有額外的驚喜，它可以帶來更快的擦除速度（意味著更快的寫入速度），通常來說這是不依賴溫度的。Lue表示未來這種技術會帶來一箭雙雕的效果，既可以大幅延長NAND壽命，也可以加速擦除速度。

Lue表示Macronix公司已經在此領域取得了突破性進展，但是他沒有給出具體的應用時間表，因此這一技術進入市場的時間還是未知數。

來源：超能網