Крупный тайваньский производитель флэш-памяти Macronix разработал технологию для увеличения срока жизни микросхем флэш-памяти с нынешних 10000 циклов записи до как минимум 100 000 000 циклов записи. Инженеры Macronix говорят, что срок жизни может быть и больше, в районе 1 миллиарда циклов. Для проверки этого нужно несколько месяцев.
Способ продления жизни флэш-памяти — довольно тривиальный, он обсуждался раньше, но до сих пор никто не мог его нормально реализовать. Речь идёт о подогреве микросхем на несколько миллисекунд до температуры 800°С.
Деградация флэш-памяти связана с накоплением остаточного заряда при каждой перезаписи ячейки. Через несколько тысяч циклов перезаписи этот остаточный заряд возрастает до такой степени, что дальнейшее использование ячейки в качестве носителя информации становится невозможным.
Специалисты давно говорили, что нагрев до достаточно высокой температуры позволяет избавиться от остаточного заряда. После устранения остаточного заряда микросхема начинала работать «как новая». Предполагалось, что для этого нужно нагреть микросхему до 250°C на нескольких часов. Естественно, в реальных условиях это сделать невозможно.
Инженеры Macronix нашли решение, использовав методы работы памяти с изменением фазового состояния (PRAM) — энергонезависимой памяти, в которой носителем информации является халькогенид. Это вещество при нагреве переключается между двумя состояниями: кристаллическим и аморфным. Вещество в микросхеме PRAM меняет своё состоянии при нагреве до 600°С на несколько наносекунд. Специалисты Macronix решили проверить, как реагируют ячейки флэш-памяти на кратковременный нагрев до высоких температур. В результате экспериментов они и обнаружили «целебный эффект» в районе 800°С.
Получается, что достаточно периодически нагревать память до 800°С. Компания Macronix спроектировала микросхему памяти особого дизайна, с миниатюрными нагревателями. Для нового дизайна пришлось модифицировать традиционную схему ячейки флэш-памяти (на иллюстрации).
Подогрев ячеек требуется редко, и можно «поджаривать» по одной ячейке за раз, так что эта процедура не будет слишком обременительной для аккумулятора мобильного устройства, говорит Ханг-Тинг Лу (Hang-Ting Lue), заместитель директора Macronix и один из авторов научной работы.
Результаты исследований Macronix представит на конференции IEEE International Electron Devices Meeting 2012, которая состоится 10-12 декабря в Сан-Франциско.
