用于3D TLC NAND的弹性纠错方案
在 nand 工艺开发中，2d nand 在 10 nm 左右已达到极限。由于平面 nand 技术的浮栅内部的电子较少，因此 3d nand 结构正在成为大容量存储系统的主流。
3d nand 结构将平面浮动栅极旋转 90 度，并在彼此顶部堆叠许多层以增加容量。3d nand 市场的大多数厂商——包括三星、东芝/wd、美光、海力士和英特尔。
使用 ecc 克服 3d nand 的复杂性
由于 3d 结构的复杂性，可能会出现多种错误。这些包括层间读取干扰、写入干扰和数据保留问题。尤其是在大容量系统中，所有这些问题至少需要 nand 闪存控制器，更具体地说，需要高级纠错算法。
不幸的是，多级单元 （mlc） nand 技术中使用的传统 bose-chaudhuri-hocquenghem （bch） 纠错码 （ecc） 算法不足以用于 3d tlc nand。需要更强大的低密度奇偶校验 （lpdc） ecc 算法。
lpdc ecc 使用硬件和软件机制来纠正位错误。硬件机制每 1 kb 可以纠正超过 120 位错误，而软件机制使用更复杂的错误纠正方法来解决几乎两倍的错误。但是虽然它们更强大，但基于软件的 ecc 操作需要更长的时间才能执行。
除了硬件和软件校正机制之外，3d nand 还需要一种防止大量数据丢失的方法。这意味着必须在 nand 控制器内部实现 raid 功能，该功能可以解决 lpdc ecc 算法无法纠正的错误，例如整页错误或多个数据页的损坏。这个 raid 功能当然需要一些额外的内存来进行奇偶校验和额外的计算资源，但确保 ssd 上的数据安全是非常值得的。
3d tlc nand 设备的安全数据序列
图 1 显示了 ssd 控制器的 ldpc ecc 序列，包括上述 raid 功能。在步骤中，ssd控制器必须实现的ecc序列如下：
首先使用硬件机制（hardware-decision）
如果步骤 1 失败，请尝试实施不同的 vth（nand 状态的电压电平）以获得最低的误码率，也称为读取移位或读取重试
接下来，实现软件机制（software-decision）来纠正错误
如果一切都失败了，请使用内部 raid 功能
图 1. 在 3d tlc nand 控制器上实施此 ecc 方案提供了一种纠正位错误的过程，该过程从资源密集度最低变为最强大。
更可靠的 3d tlc nand
3d tlc nand 代表了存储介质的转折点，提供了更低的每比特成本和更小的占用空间。然而，为了使市场扩展到嵌入式行业，该技术需要提供一套可持续的、可扩展的比特纠错解决方案。
通过实施上述 lpdc ecc 序列，在 nand 控制器上终止强大的 raid 功能，udinfo相信，未来基于 3d tlc nand 的设备可以保证 ssd 质量和数据完整性。
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接下来，实现软件机制（software-decision）来纠正错误
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