嵌入式eMMC存储读干扰应对方案

        随着NAND Flash技术发展，存储厂商通过降低存储单元的大小、采用多阶存储技术（比如MLC、TLC、QLC）或者使用三维堆叠技术，来提高存储密度的目的。但是此举也会带来可靠性问题，比如降低存储单元的大小会导致存储单元中存储的电子数量的减少；多阶存储技术会导致存储单元中代表不同信息的电压区间缩小而影响NAND Flash的可靠性。

        在NAND Flash的众多特性里，其中读干扰（Read Disturb）表现为如果对NAND闪存中某个位置进行多次读取，会对同一个块中其它未操作的页造成干扰（数据误码率会越来越高），这种特性的影响程度和读取次数、NAND闪存的架构、块的擦除写入次数、是否满块编程等密切相关，如果不及时处理，会导致误码率超过纠错引擎的范围引发数据丢失。

图1：NAND Flash阈值错误

        当前业内一般的做法是记录块的读取次数，当达到阈值时就把对应块上面的数据进行搬移，即读回收（Read Reclaim）的操作。然而，在读密集的应用上，读干扰可能会触发大量的数据搬移，提高写放大，且影响前端的响应速度。

        得一微电子基于对NAND Flash深入的研究和丰富的处理经验，形成了一套成熟的固件处理方案有效解决读干扰问题，有效提升客户的存储产品体验。

快速扫描干扰块

智能选取读参考电压

        同样的，在NAND Flash导入时对其特性进行全面分析：包括读干扰对NAND Flash的影响情况，并且找出合理的Vread值。固件在读取目标页的时候，会参考该块受到读干扰影响的情况去选择对应的Vread，从而降低读取数据的出错比特，减少甚至避免read retry，提高指令的响应时间。

热读数据分离

        在读密集的应用上，如果热读数据和冷读数据编程在同一个NAND block上，读回收会导致冷读数据回收搬移，带来无效的NAND写入。可以使用得一微自研仿真平台对被测样品的操作序列进行分析，使用有效的策略区分热读数据和冷读数据，把热读数据编程到SLC mode块上，从而降低读回收带来写放大。

测试场景

实验结果和分析

        得一微自研的算法模拟器是一套完善、高效的固件仿真器，可以把平台对eMMC的操作序列作为激励注入。模拟器拥有完整的NAND Flash模型来模拟读干扰特性，可以快速验证固件处理策略的效果。正是基于此算法模拟器，让得一微的固件团队能够轻松构建NAND Flash读干扰的特征（读耐受次数、影响邻近页的稳定性、Wordline中容易出错的页等），使用不同场景的操作序列作为激励，最后比较采用不同策略固件的关键参数，从而判定策略的适配性。