SP 인더스트리얼 SD 및 microSD 카드를 위한 종합적인 웨어 레벨링 메커니즘

1. 소개

웨어 레벨링이 제약 조건을 해결하는 핵심 솔루션은 각 블록이 균등하게 분포되도록 전체 NAND 플래시 디바이스에서 마모율을 관리하는 것입니다. 따라서 NAND 플래시 디바이스 수명을 최대화하기 위해서는 전체 블록의 마모를 효율적으로 관리해야 합니다. 이를 달성하기 위한 한 가지 방법은 각 블록의 P/E 사이클을 개별적으로 관리하는 것으로, 이를 통해 정기적으로 분배되어 일부 블록에 오버레이를 피할 수 있습니다. 이 방법을 웨어 레벨링이라고 합니다. 플래시 변환 레이어(FTL)에는 플래시 번역 레이어(FTL)에는 정적 및 동적 두 가지 웨어 레벨링 메커니즘이 내장되어 있습니다.

2. FTL 및 웨어 레벨링

웨어 레벨링은 플래시 변환 레이어(FTL)에 구현되어 있으며 이는 파일 시스템과 NAND 플래시 디바이스 사이의 중간 매커니즘입니다. FTL은 논리적에서 물리적 주소로의 매핑 규칙을 제공합니다. 웨어 레벨링은 매핑 규칙을 통해 블록의 마모를 줄이는 데 도움이 됩니다. 그림 1에 표시된 것처럼. 플래시 블록 관리

3. 플래시 블록 관리

플래시 블록 관리 NAND 플래시 디바이스는 세 부분으로 나뉠 수 있습니다. 데이터 블록은 논리적 용량을 위해 예약되고, 빈 블록은 웨어 레벨링 및 나쁜 블록 풀 관리에 할당되며, 시스템 블록은 매핑 테이블, 캐시 블록 등에 할당됩니다. 그림 2에 표시된 것처럼.

4. 웨어 레벨링

4-1 DYNAMIC WEAR LEVELING

동적 웨어 레벨링NAND 플래시 장치에는 두 가지 유형의 데이터 서브셋이 있습니다. 정적 데이터와 동적 데이터입니다. 정적 데이터는 물리적 블록에서 드물게 사용되고 거의 변경되지 않는 정보입니다. 반면에 동적 데이터는 자주 변경되며 계속해서 재프로그래밍됩니다. 동적 웨어 레벨링은 가장 적은 P/E 주기를 가진 빈 블록에 동적 데이터를 할당합니다. 이 방법은 구현하기 쉽지만 전체 플래시 장치를 완전히 최적화하기 위해서는 포괄적인 기술이 아닙니다. 그림 3에 표시된 대로.

4-2 정적 웨어 레벨링

정적 웨어 레벨링은 빈 영역과 이미 쓰여진 블록을 포함한 전체 NAND 플래시 다이(die)를 고려합니다.정적 웨어 레벨링은 정적 데이터를 빈 블록에 할당합니다. 따라서 플래시 장치에 유동성을 제공합니다. 이로 인해 전체 웨어 레벨링의 병목 현상을 수정하고 메모리 어레(layer)를 더 효율적으로 사용하여 플래시 장치의 수명을 최대화할 수 있습니다. 그림 4에 표시된 대로.

4-3 글로벌 웨어

글로벌 웨어 레벨링단일 NAND 플래시 다이에서만 작동하는 정적 웨어 레벨링과는 달리 글로벌 웨어 레벨링의 범위는 전체 장치를 포괄합니다. 이로 인해 장치 전체에서 덜 자주 쓰여지는 블록에서 쓰기 동작이 발생합니다. 이는 플래시 장치를 여러 존으로 나누어 균형을 유지합니다. 호스트가 계속해서 동일한 존에 액세스하는 경우 해당 존은 더 빨리 소모될 가능성이 있습니다. 글로벌 웨어 레벨링은 이를 방지하기 위해 해당 액세스를 재할당하고 균일한 소모를 보장하여 개입합니다. 그림 5에 표시된 대로.

5. SP INDUSTRIAL의 산업용 SD 및 microSD 카드 제품군

SP Industrial의 SD 카드 시리즈 SDI730/530/330 및 microSD 카드 시리즈 SDT730/530/330은 전반적으로 글로벌 웨어 레벨링, 정적 웨어 레벨링 및 동적 웨어 레벨링의 모든 메커니즘을 갖추고 있습니다. 플래시 사용의 모든 다양한 상태를 관리하기 위한 이러한 다각적인 커버리지는 NAND 플래시의 최상의 내구성과 최고의 신뢰성을 달성하며 최적의 성능을 보장합니다.

SP Industrial의 microSD 카드 시리즈 SDT550/350은 정적 및 동적 웨어 레벨링 메커니즘을 갖추고 있습니다. 3D TLC를 사용하여 용량을 높일 수 있는 옵션을 제공하지만 P/E 주기 내구성을 희생시키지 않습니다.

이러한 시리즈는 대시 캠 모니터링 비디오 녹화 및 티어-1 자동차 공급 업체를 위한 텔레매틱스 시스템, 텔레콤 4G/5G 기지국을 위한 데이터 로그 시스템, 병원 ICU에서 의료 인공호흡기 장비의 환자 데이터 기록과 같은 중요한 응용 분야에 널리 사용되고 있습니다.