Grundlagen der Flash-Technik, Teil 2

Die Grenzen der Fertigungstechnik von SSD- und Flash-Speicherzellen

03.02.2009 | Autor / Redakteur: Hermann Strass / Nico Litzel

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Performance-Steigerung durch Standardisierung

In kurzer Reihenfolge werden immer neue Zell-Architekturen auf den Markt gebracht. Das bedeutet für die Schaltungsentwickler ständig neue Schnittstellen. NAND-Flash ist die einzige weitverbreitete Speichertechnik ohne Standard. Die ONFI-Organisation (Open NAND Flash Interface) versucht, einen Standard zu schaffen. Mitglieder dieses Konsortiums sind Hynix, Intel, Micron, STM und etwa 70 weitere Firmen. Samsung und Toshiba sind allerdings nicht mit dabei.

Es ist derzeit unklar, ob sich dieser oder ein firmenspezifischer Standard durchsetzen wird. Ziel ist auch die Standardisierung eines Steckverbinders (ähnlich DRAM). Verbesserte Protokolle, wie SST (Source-Synchronous Transfer), der schon beim VMEbus eingesetzt wird, sollen in mehreren Schritten eine Beschleunigung von bisher etwa 50 Megabyte pro Sekunde auf 400 Megabyte pro Sekunde bis 2009 bringen. Die vor kurzem verabschiedete Version ONFI 2.0 ist für 133 Megabyte pro Sekunde definiert.

Weitere Möglichkeiten zur Leistungssteigerung

Größere Seitenbereiche verkürzen die Programmierzeit. Bei einer Seite mit 528 Byte benötigt eine komplette Programmierung etwa 226,4 Mikrosekunden (2,3 Megabyte pro Sekunde). Bei einer viermal so großen Seite (2.112 Byte) werden 305,6 Mikrosekunden benötigt (6,9 Megabyte pro Sekunde). Das ist dreimal so schnell wie bei der kleineren Seite, weil das „Hineinschieben“ der Bits schneller geht als die Programmierung. Diese Werte beziehen sich auf eine fiktive 90-Nanometer-Zelle.

Ein weiterer Trick ist, zwei Seiten auf einmal zu programmieren. Zuerst wird eine Seite vorbereitet (geladen) und ein Leerzyklus (Pseudo-Schreibzyklus) ausgeführt. Danach wird eine zweite Seite geladen und schließlich werden beide zusammen programmiert. Somit wird die doppelte Anzahl von Bits in einer geringfügig längeren Zeit programmiert. Auch hier wird ausgenutzt, dass der Bittransport schnell und die Programmierung langsam vor sich gehen. Beim Lesen ist eine größere Seite ebenfalls von Vorteil, allerdings nicht ganz so stark wie beim Schreiben.

Kleiner Strukturgrößen bringen einen nennenswerten Geschwindigkeitsgewinn. Dauert eine Schieboperation in einer 90-Nanometer-Struktur etwa 50 Nanosekunden pro Byte, dann sind es in einer 70-Nanometer-Struktur nur noch 30 Nanosekunden pro Byte, also eine Verbesserung von 40 Prozent.

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Guter Artikel über die Fertigung von NAND-Flashzellen. Habe den Eindruck, dass viele Leute das...  lesen
posted am 04.12.2009 um 16:24 von Unregistriert

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