无限寿命的SSD? 台湾研发自我修复NAND

固态硬盘普及了，随之而来的可靠性喝寿命问题越发引人关注，特别是随着NAND闪存工艺的进步，反而越来越不耐用了：MCL NAND闪存再25nm时代还有3000-5000次的编程/擦写循环(P/E)，20nm时代就只有3000次了，TLC规格的更只有是区区1000次。

这一切都是NAND闪存技术本身所决定的(具体原理分析点此)，因为它经过一次P/E就会“磨损”一点，最终被消耗殆尽。那怎么办呢?NAND闪存还有其他诸多优秀特性，就这么抛弃么?

台湾旺宏电子(Macronix)带来了新的希望。他们将在本月的2012 IEEE国际电子设备会议上展示自己的成果：一种可以经历1亿多次P/E的自我修复NAND闪存。

而且还不仅仅如此。旺宏电子的一位项目副经理Hang-Ting Lue表示，为了测试1亿次循环，他们花了好几个月的时间，但是“我们不知道这玩意最终什么时候会挂掉，迄今为止我们没有看到任何坏掉的痕迹”。

旺宏电子的这一成果巧妙地利用了相变内存(PCRAM)的技术。相变内存将数据存储在一种硫族化物玻璃上，通过特殊方法加热使其在导体、绝缘体两种状态之间切换，分别代表0、1两种数据状态。

旺宏电子的工程师发现，将硫族化物玻璃加热到熔点具备某种修复效果，并发现在闪存上也可以这么做，所以他们重新设计了闪存芯片，包含了一个非常迷你的加热器，用于加热NAND闪存的存储单元。

当然，这样做需要的变化很多，其中最大的一个就是调整栅极电极，使之可以携带电流去加热存储单元，再加上为此需要的二极管，工程师们不得不设计了一种新的存储阵列架构，来存放所有元件。

新的闪存架构可以让电流通过晶体管的栅极，产生脉冲并加热，而持续时间只有几毫秒，温度会超过800℃，但仅仅局限在栅极附近。这样一来，NAND闪存就可以随时自我修复，而在经历了1亿次的P/E之后，其中的数据仍然保持完整。

那么，这个额外的热处理过程会不会增加功耗呢?Hang-Ting Lue承认确实会，但加热过程并不需要频繁进行，而且一次可以修复一整个扇区，设备连接电源并待机的时候也可以这么做，“并不会榨干你的手机电池”。

除了近乎无限的寿命，这种试验性闪存还有个意料之外的惊喜，那就是加热也加快了擦除速度，而之前人们认为擦除速度是和温度无关的。Hang-Ting Lue认为这可能会带来新的热辅助模式闪存。

巧合的是，机械硬盘存储介质的进化中也有一种热辅助技术。

Hang-Ting Lue表示旺宏电子会寻求自我修复闪存技术的商业化，但未透露具体细节，他更期待整个产业都能投入进来，毕竟宏旺电子并不是一家大企业。

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