在未來幾年，數百億臺工業物聯網（IIoT）設備將被連接起來，并產生從傳感器和應用程序收集的大量數據。這些IIoT數據中的很大一部分最終將在邊緣存儲，處理甚至分析，這要求那里的存儲設備能夠以高數據完整性更快地做出響應。

IIoT邊緣計算面臨的一個主要挑戰是這些系統將不可避免地遇到的惡劣環境，特別是擴展溫度。不幸的是，一個常見的誤解是，通過簡單地使用現成的工業級NAND組件，為IIoT設備服務的存儲系統將能夠在通常極端的溫度下可靠地運行，這應該足以保證關鍵任務系統的可靠性。在實踐中，采用這種方法可能會導致NAND閃存存儲中的設備性能和容錯能力達到不可接受的水平，下面將對此進行說明。

NAND 特性、芯片收縮和極端溫度的影響

在制造業中，光刻節點收縮或“芯片收縮”往往會增加有缺陷的芯片數量，導致NAND閃存模塊和IC的質量不穩定。每個存儲單元存儲的電子越少，誤碼數量就會增加，從而降低數據保留率和耐久性。

極端溫度會進一步加劇NAND閃存的惡化，并在模塊和IC中產生電子動量的變化，從而導致數據保留問題甚至數據丟失。例如，原始誤碼率（RBER）和早期壽命故障率（ELFR）是由于存儲單元的隧道氧化物層中的電子泄漏或保留問題引起的兩種現象。在編程/擦除（P / E）循環期間，高溫可以加速電子進入或離開電池門并使P / E更容易，但與此同時，電荷陷阱（捕獲的電子）在隧道氧化物層的積聚增加。隨著時間的推移，這些電荷的去陷印可能導致閾值電壓偏移（Vt），從而產生位翻轉和保持失敗。

在另一個極端情況下，在低溫下，電池柵極可能最終產生較低的電荷，并且盡管數據保留得到改善，但增加的隧道氧化物降解可能導致潛在的電介質泄漏。

防止NAND閃存設備發生此類事件的唯一方法是通過嚴格的可靠性測試程序。

IC 級測試和產品級可靠性演示測試，用于增強可靠性

NAND 閃存 IC 測試可用于驗證糾錯碼 （ECC） 和溫度如何影響 NAND 閃存器件的 P/E 耐久性、數據保留和工作壽命。例如，可以在可靠性演示測試（RDT）中跨溫度范圍測試每1 KB內存的不同ECC水平，以確定針對某些環境因素所需的足夠ECC量。

對于產品級測試，可以通過在 -40 oC 至 +85 oC 的溫度下進行讀/寫質量保證老化測試來應用相同的 RDT 過程，并對整個驅動器（包括固件、用戶區域和其他內存空間）進行逐塊評估。經過驗證的弱模塊可以被濾除并替換為備用模塊，以增強NAND器件在其整個生命周期中的整體耐用性，進一步的驗證測試可以驗證SATA接口上的信號完整性。

ATP 的 ITemp MLC NAND 閃存解決方案采用了此類驗證，以支持在惡劣溫度下的高產品可靠性和長期產品生命周期要求。

結論

為了實現IIoT應用所需的可靠性，NAND IC元件的一般測試方法是不夠的。針對高/低溫的高級 RDT 可增強可靠性、延長產品壽命并降低總擁有成本。您的存儲解決方案是否能夠勝任惡劣環境中的任務？

是呢環保局：郭婷