【世平 KIOXIA 專欄介紹】eMMC 快閃記憶體 健康度檢測

隨著產品的多元化發展特色,系統開機或是儲存元件逐漸改採用 eMMC 的架構,
eMMC 的組成基本上涵蓋 Nand Flash + Controller。
底下圖示為 KIOXIA BiCS3 產品:



更多說明,可參考此篇博文介紹: 【KIOXIA 專欄介紹】淺談 e-MMC 快閃記憶體

通常在評估 eMMC 的使用壽命,我們必須要先了解元件的 P/E cycle (Program/Erase),
換言之, 16 GB 的 eMMC 容量為例,寫入 16 GB,抹除 16 GB
即為一次完整的擦寫。
(這裡為方便解說用整數取代,實際的容量請參考規格書。)

呈上,16 GB 的 eMMC ,3000 次的擦寫性能,如果產品每天只會寫入 8 GB,
相當於每兩天會做一次擦寫,在這樣的條件下,可以用多久呢?
=> 2 天 x 3000 = 6000 天 = 16.4 年
您沒看錯喔,可能產品本身都掛了,但是 eMMC 還是健在說 (這當然取決產品的資料寫入程度)


在將新數據寫⼊ Nand Flash 的⾴⾯之前,必須先擦除每個⾴⾯。擦除過程會使閃存單元放電,並且在重複過程中,
Nand 晶⽚的氧化層會輕微磨損。考量到這一個因素,故有了 TBW ( Terabytes Written ) 來估算耐用性。
TBW的定義如下:



其中 WAF (Write Amplification Factor) 是寫⼊ Nand Flash 的數據與主機寫⼊的數據的⽐率。最理想的 WAF 為 1。



當然這取決於⼯作負載或⼤⼩寫⼊的數據,因此了解 Page 和 Block 之間的關係以及各⾃⽀持的操作⾮常重要。
如果 WAF 越⾼,TBW 就越低,導致更短的數據保留和 Nand Flash 壽命。

在 JEDEC eMMC v5.1 規範中,有提到可透過 Register 的讀取,了解到元件的使用狀況:
DEVICE_LIFE_TIME_EST_TYP_A [268] 
DEVICE_LIFE_TIME_EST_TYP_B [269] 

摘錄自 JESD84-B51 ,詳細說明如下:



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