【タイトル】
Rapid Cyclingとデータ保持の関係について
* Rapid Cycling = 連続で消去コマンド実行
【質問】
Rapid Cyclingとは?? また、それはFlash Memoryのデータ保持期間にどのような影響を及ぼしますか?
【回答】
Flash Memoryはデータを格納するために不揮発性セルを使用します。ファイルシステムのようないくつかのアプリケーションでは、
データは随時アップデートされます。
そのため、新しいデータを格納するための領域を確保するために、古いデータを消去する必要がある場合、
Sector EraseコマンドによってFlashのSectorに対して、消去を実行する必要があります。
その消去によって、消去対象となったSectorの全てのbitが “1” になります。
それによって、その対象となったSectorへの新しいデータを書き込める準備が整いました。
書き込みはbitを “1” から “0” に変更する動作になります。これらの書き込み動作と消去動作は必要に応じて、Sectorで繰り返されます。
このような書き込み動作、及び 消去動作の繰り返しは、書き込み/消去サイクル(Program/Eraseサイクル, P/Eサイクル) と呼ばれています。
通常、NOR FlashのSector毎のP/Eサイクル回数は100K回相当です。
連続するP/Eサイクルの間隔が非常に短い場合(例えば90秒未満等) は、Rapid Cyclingと呼ばれています。Rapid CyclingはFlash Memoryの
データ保持期間に影響を及ぼします。これは、各々の消去動作によって発生するデトラップ準位がP/Eサイクルの間隔で解消されるために必要な時間です。
消去後に、このトラップ準位を解消する時間が確保できない場合、そのSectorのデータ保持時間が短くなります。
Cypress MirrorBit Technology製品の場合、1日当たり1000P/Eサイクルを超えないようにシステム構築することを推奨します。
この1日当たり1000P/Eサイクルとは、特定Sectorにおける連続したP/Eサイクルの間隔が90秒にほぼ相当します。
Rapid Cyclingが発生し得る2つの一般的な使用方法を述べます。
最初の使用方法は製品の評価試験、もしくは 認定評価試験中に発生します。この場合、ユーザーは市場条件より加速させた条件にて、
評価するために敢えて高いP/Eサイクルの負荷をFlash Memoryへかけます。このような加速寿命評価において、いくつかのSectorで
Rapid Cyclingを適用するとFlashのデータ保持で不具合が発生する可能性があります。そのような不具合は有効な加速寿命評価結果
ではありません。それはFlash Memoryの誤った使用方法に該当します。
主な対処方法は、推奨のP/Eサイクル回数以下に減らす、P/Eサイクルの間隔を広げる、またはP/Eサイクルを実施するSector数を増やす等によって、
評価における連続したP/Eサイクルの回数によるFlash Memoryにかかる負荷を削減することです。
2番目の使用方法は非常に少ない範囲のSectorに対し、書き込み負荷が大きいようなデータストレージアプリケーションで発生します。
主な対処方法は書き込み対象のSector数を増やすことです。このような状況は “書き換えがほとんどない静的データの割合が高いパーティション” と
“書き込み負荷が非常に高い動的パーティションの割合が少ない” といった極端な状況のFlash File SystemやFlash Block Driverでも発生し得ます。
主な対処方法としては、静的ウェアレベリングをより早く実行することです。もう一つは、動的データセット(パーティション) で使用できるSector数を増やすことです。
Sector数が増やせない、または 静的ウェアレベリングのアルゴリズムが役に立たない場合は、書き込み負荷を低減する必要があります。
Rapid Cyclingとデータ保持の詳細に関しては、Cypress Application NoteのAN99121、及び AN98549を参照してください。
