MECANISMES COMPREHENSIFS DE NIVELAGE A L'USURE POUR LES CARTES SD ET microSD INDUSTRIELLES SP

1. INTRODUCTION

Pour les dispositifs flash NAND actuels, la principale limitation est la durée de vie du programme/effacement (nombre de cycles P/E). La principale solution à cette contrainte consiste à gérer le taux d'attrition dans l'ensemble du dispositif flash NAND de manière à ce que chaque bloc soit réparti uniformément. Par conséquent, une gestion efficace de l'usure des blocs entiers est nécessaire pour maximiser la durée de vie d'un dispositif flash NAND. Pour ce faire, une méthode consiste à gérer le cycle P/E de chaque bloc individuellement, ce qui permet de les répartir régulièrement et d'éviter la superposition de certains blocs. Il existe deux mécanismes principaux de nivellement de l'usure intégrés dans la couche de traduction flash (FTL) : statique et dynamique.

2. FTL ET NIVELLEMENT DE L'USURE

Le nivellement par l'usure est mis en œuvre dans la couche de traduction flash (FTL), qui est le mécanisme intermédiaire entre le système de fichiers et le dispositif NANDflash. La FTL fournit les règles de correspondance entre l'adressage logique et l'adressage physique. Le nivellement par l'usure contribuera à réduire l'usure des blocs par rapport aux règles de mappage. Comme le montre la figure 1.

3. GESTION DES BLOCS FLASH

Le dispositif flash NAND peut être divisé en trois parties. Le bloc de données est réservé à la capacité logique, le bloc libre est affecté à la gestion du niveau d'usure et du pool de blocs défectueux, et le bloc système est affecté à la table de mappage, au bloc de cache, etc. Comme le montre la figure 2.

4. NIVELLEMENT DE L'USURE

4-1 DYNAMIC WEAR LEVELING

Il existe deux types de sous-ensembles de données dans un dispositif flash NAND : les données statiques et les données dynamiques. Les données statiques sont des informations rarement utilisées et rarement modifiées dans les blocs physiques. En revanche, les données dynamiques changent fréquemment et sont constamment reprogrammées. Le nivellement dynamique de l'usure alloue les données dynamiques aux blocs libres qui ont eu le moins de cycles P/E. Cette méthode est plus facile à mettre en œuvre. Cette méthode est plus facile à mettre en œuvre, mais elle ne constitue pas une technique complète pour optimiser l'ensemble du dispositif flash. Comme le montre la figure 3.

4-2 NIVEAU D'USURE STATIQUE

Le nivellement d'usure statique prend en compte l'ensemble d'une matrice flash NAND, y compris les zones vierges et les blocs sur lesquels des données ont déjà été écrites. Le nivellement statique de l'usure alloue des données statiques au bloc libre ; il permet ainsi la liquidité du dispositif flash. Il peut modifier le goulot d'étranglement du nivellement global de l'usure et obtenir une utilisation plus efficace de la matrice de mémoire, maximisant ainsi la durée de vie du dispositif flash. Comme le montre la figure 4.

4-3

Contrairement au nivellement statique de l'usure, qui ne fonctionne que sur une seule matrice NAND flash, le nivellement global de l'usure couvre l'ensemble du dispositif. Cela garantit que l'écriture se produit dans des blocs qui sont écrits moins fréquemment sur l'ensemble de l'appareil. Cet équilibre est obtenu en séparant le dispositif flash en plusieurs zones. Si l'hôte continue d'accéder à la même zone de manière répétée, cette zone est susceptible de s'user plus rapidement. Le nivellement global de l'usure intervient pour empêcher cela en réattribuant cet accès et en garantissant un niveau d'usure uniforme. Comme le montre la figure 5.

5. L'OFFRE DE SP INDUSTRIAL POUR LES CARTES SD ET microSD INDUSTRIELLES

Les séries de cartes SD SDI730/530/330 et microSD SDT730/530/330 de SP Industrial sont équipées de tous les mécanismes suivants : nivellement global de l'usure, nivellement statique de l'usure et nivellement dynamique de l'usure. Cette couverture à multiples facettes pour gérer tous les différents états d'utilisation de la mémoire flash permet d'obtenir la meilleure endurance et la plus grande fiabilité pour optimiser les performances de la mémoire flash NAND. Ces séries sont largement adoptées par des applications critiques, notamment l'enregistrement vidéo de surveillance par caméra de tableau de bord et les systèmes télématiques des constructeurs automobiles de premier rang, les systèmes d'enregistrement de données pour les stations de base 4G/5G des télécommunications et l'enregistrement des données des patients pour les équipements de ventilation médicale dans les unités de soins intensifs des hôpitaux.