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迎接高密度NAND閃存 聯蕓實現4K LDPC糾錯技術突破

日期:2020/04/13 出處:Maxio

追求存儲密度以降低存儲成本不斷推動著NAND閃存技術的發展。NAND閃存技術已經從最初的SLC時代,跨越MLC、TLC向QLC時代快速演進,并且從最初的2D平面技術全面切換到3D堆疊技術。而3D NAND閃存技術也從最初的32層堆疊,發展到了目前最新一代的高達128層堆疊。

隨著NAND存儲密度不斷提高,SSD主控芯片的糾錯碼(ECC)設計面臨著極大挑戰。一方面,伴隨著NAND存儲密度提高,閃存的數據可靠性嚴重惡化,SSD主控芯片的ECC技術也完成了從最初的BCH技術向先進的LDPC糾錯技術的全面遷移。特別是進入QLC時代之后,NAND閃存存儲介質需要SSD主控芯片進一步提供更高的錯誤比特糾正能力。另一方面,具有高糾錯能力的先進LDPC糾錯技術設計復雜度高,帶來了主控芯片功耗的急劇上升,給SSD系統穩定性帶來了極大隱患。而且LDPC復雜的解碼過程,特別是軟解碼,會大量占用閃存數據帶寬,從而降低SSD用戶實際使用性能,還會嚴重惡化數據讀寫延時,帶來極差的用戶體驗。因此,為了適應NAND閃存技術的發展,ECC糾錯技術研究一直是SSD主控芯片廠商核心競爭力之一。

圖1:4K LDPC極大延長NAND使用壽命 

聯蕓的Agile ECC技術是基于先進ECC的NAND閃存信號處理技術,能大大提升閃存數據的可靠性并極大延長SSD的壽命。近日,聯蕓科技在基于2K LDPC糾錯的 Agile ECC 2技術基礎上進行二次技術創新,成功實現了基于4K LDPC糾錯的第三代Agile ECC 3閃存信號處理技術的開發和驗證。據聯蕓科技高管表示,聯蕓科技即將推出的新一代SSD主控芯片將全面啟用4K LDPC糾錯技術,該技術是國內SSD主控芯片廠商的首次突破,這必將引領SSD主控芯片技術創新發展。相信在不久之后,4K LDPC糾錯技術也必然成為SSD主控芯片必備的關鍵核心技術。

相比2K LDPC糾錯技術,4K LDPC糾錯性能無論是硬解碼還是軟解碼都有大幅提升。在相同原始誤碼率(RBER)情況下,相對于2K LDPC,4K LDPC的糾錯失敗概率(UFER)能降低至少兩個數量級?;蛘哒f在相同糾錯失敗概率(UFER)要求下,4K LDPC能容忍更高的閃存顆粒原始誤碼率(RBER),從而可以大大延長閃存的使用壽命。

圖2:4K LDPC與2K LDPC解碼能力提升

聯蕓的Agile ECC3技術引入4K LDPC,無論是硬解碼能力還是軟解碼能力相比2K LDPC都有極大提升。LDPC軟解碼的能力提升保障了最惡化情況下的閃存數據可靠性,極大的延長了SSD的使用壽命;而LDPC硬解碼能力提升則可以大大減少進入LDPC軟解碼的概率,從而避免了復雜的LDPC的軟解碼過程,大大提升了用戶實際使用體驗。原則上LDPC碼長從2K到4K會增加電路實現復雜度,帶來芯片功耗的增加和成本上升。但是聯蕓科技4K LDPC糾錯技術采用獨特的LDPC編解碼器架構和先進的動態功耗管理技術,大大優化了系統功耗和成本。聯蕓基于4K LDPC的第三代Agile ECC技術等一系列技術創新,不但大大提升了主控芯片的閃存糾錯能力,還優化芯片功耗,給用戶帶來極佳的性能和超低功耗體驗。

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