|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Исследование и разработка перспективных алгоритмов чтения и записи информации на микросхемы NAND-флеш памятиНИР
Research and development of promising algorithms for reading and writing information on NAND flash memory chips
- Руководитель НИР: Гасанов Э.Э.
- Участники НИР: Алисейчик П.А., Быстрыгова А.В., Воротников А.С., Калачев Г.В., Кудрявцев В.Б., Менькин М.И., Пантелеев П.А., Соколов А.П., Хусаенов А.А., Шуткин Ю.С.
- Подразделение: Кафедра математической теории интеллектуальных систем
- Срок исполнения: 10 января 2021 г. - 20 ноября 2021 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 38718
- Тип: Разработка
- Приоритетное направление научных исследований: Дискретная математика, математическая кибернетика и искусственный интеллект
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к передовым цифровым, интеллектуальным технологиям
- ПН России: Информационно-телекоммуникационные системы
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
- Критическая технология России: Технологии информационных, управляющих, навигационных систем
-
Рубрики ГРНТИ:
- 20.53.17 Средства хранения информации
- 27.47.15 Математическая теория управляющих систем
- 28.25.15 Анализ и синтез конечных автоматов
- Классификатор OECD: Прикладная математика
-
Ключевые слова:
алгоритмы чтения и записи, твердотельный накопитель информации, ldpc кодек, nand-флеш память
nand flash memory, ldpc codec, solid state storage, read and write algorithms -
Описание:
1. Разработка и исследование характеристик математических алгоритмов и математических моделей, пригодных для использования в составе встроенного ПО контроллера твердотельного накопителя информации (ТНИ), реализующих перспективные алгоритмы записи и чтения информации на микросхемы NAND-флеш MLC/TLC/QLC-типа. 2. Исследование характеристик микросхем современной многослойной NAND флеш-памяти TLC/QLC-типа в режиме чтения «мягких» значений данных, исследование характеристик ускоренного старения флеш-памяти в условиях высоких температур, уточнение ранее разработанной (в предыдущих НИР «Пирамида») математической модели возникновения ошибок в модулях флэш-памяти (далее – «математическая модель») на основе полученных данных. 3. Разработка эффективных и производительных помехоустойчивых LDPC кодеков для соответствующих типов TLC/QLC флеш-памяти.
-
Abstract:
1. Development and research of the characteristics of mathematical algorithms and mathematical models suitable for use as part of the embedded software of a solid-state storage device (SSD) controller, implementing promising algorithms for writing and reading information on MLC / TLC / QLC-type NAND flash chips. 2. Research of characteristics of microcircuits of modern multilayer NAND flash memory of TLC / QLC-type in the mode of reading "soft" data values, research of characteristics of accelerated aging of flash memory at high temperatures, clarification of the previously developed (in previous research "Pyramid") mathematical model occurrence of errors in flash memory modules (hereinafter referred to as the "mathematical model") based on the received data. 3. Development of efficient and efficient noise-immune LDPC codecs for the corresponding types of TLC / QLC flash memory.
-
Планируемые результаты:
1. Разработка упрощенной модели деградации характеристик NAND-флеш памяти в процессе работы ТНИ. 2. Разработка алгоритма автоматического определения оптимальных значений пороговых напряжений чтения (значения read-offset), исследование его характеристик. 3. Проведение экспериментов с алгоритмом автоматического определения read-offset-значений в составе встроенного ПО ТНИ. Подтверждение работоспособности алгоритма. 4. Проведение экспериментов по сбору сырых «мягких» данных от микросхем TLC/QLC-типа. 5. Проведение экспериментов по ускоренному «старению» микросхем TLC/QLC-типа в условиях высоких температур (50-〖85〗^0 C), поддерживаемых в условиях термокамеры или при локальном нагреве. 6. Определение параметров распределений «мягких» значений в зависимости от числа циклов стирания и температуры. 7. Проведение глубокого имитационного моделирования построенных LDPC кодеков на математической модели для микросхем флеш-памяти для обнаружения эффекта «полки» (анг. error floor), т. е. возможной деградации качества декодирования при очень низком уровне шума. 8. Оценка возможности совместного использования страниц MLC/TLC/QLC памяти, принадлежащих одной строке (анг. wordline), с целью повышения надежности декодирования информации LDPC декодером.
-
Научный задел:
Разработан, реализован и доведен до производства твердотельный накопитель первого поколения.
-
Основные результаты:
1. Разработка упрощенной модели деградации характеристик NAND-флеш памяти в процессе работы ТНИ. 2. Разработка алгоритма автоматического определения оптимальных значений пороговых напряжений чтения (значения read-offset), исследование его характеристик. 3. Проведение экспериментов с алгоритмом автоматического определения read-offset-значений в составе встроенного ПО ТНИ. Подтверждение работоспособности алгоритма. 4. Проведение экспериментов по сбору сырых «мягких» данных от микросхем TLC/QLC-типа. 5. Проведение экспериментов по ускоренному «старению» микросхем TLC/QLC-типа в условиях высоких температур (50-〖85〗^0 C), поддерживаемых в условиях термокамеры или при локальном нагреве. 6. Определение параметров распределений «мягких» значений в зависимости от числа циклов стирания и температуры. 7. Проведение глубокого имитационного моделирования построенных LDPC кодеков на математической модели для микросхем флеш-памяти для обнаружения эффекта «полки» (анг. error floor), т. е. возможной деградации качества декодирования при очень низком уровне шума. 8. Оценка возможности совместного использования страниц MLC/TLC/QLC памяти, принадлежащих одной строке (анг. wordline), с целью повышения надежности декодирования информации LDPC декодером.
- Добавил в систему: Гасанов Эльяр Эльдарович
Источник финансирования НИР
| Хоздоговор, средства организации предпринимательского сектора (609) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 10 января 2021 г.-20 марта 2021 г. | Глубокое имитационное моделирование LDPC кодеков |
| Результаты этапа: 1. Проведено глубокое имитационное моделирование построенных LDPC кодеков на математической модели для микросхем флеш-памяти для обнаружения эффекта «полки» (анг. error floor). 2. Разработана упрощенная математическая модель деградации параметров ячеек TLC/QLC флеш памяти. | ||
| 2 | 21 марта 2021 г.-20 июня 2021 г. | Изучение возможности совместного использования страниц MLC/TLC/QLC памяти при декодировании LDPC кодов |
| Результаты этапа: 1. Подготовлен отчет по возможности совместного использования страниц MLC/TLC/QLC памяти при декодировании LDPC кодов. 2. Разработан и оптимизирован алгоритм определения read-offset значений, пригодного для использования в составе встроенного ПО ТНИ. | ||
| 3 | 21 июня 2021 г.-20 сентября 2021 г. | Исследование параметров распределений «мягких» значений в зависимости от числа циклов стирания |
| Результаты этапа: 1. Архив с исходными кодами обновленного программного комплекса разработки высокопроизводительных помехоустойчивых кодеков (п.4 ТЗ). 2. Лог-файлы с результатами проведенных экспериментов по сбору сырых «мягких» данных от микросхем TLC/QLC-типа. 3. Документ, описывающий параметры распределений «мягких» решений. | ||
| 4 | 21 сентября 2021 г.-20 ноября 2021 г. | Программный комплекс для автоматического анализа и тестирования аппаратных IP-блоков контролера ТНИ |
| Результаты этапа: 1. Архив с исходными кодами на C++ библиотеки для автоматического анализа и тестирования аппаратных IP-блоков контролера ТНИ на основе различных мер покрытия кода. (п.7 ТЗ). 2. Документ, описывающий особенности флеш-памяти TLC/QLC-типа в условиях высоких температур. 3. Отчет по результатам III и IV этапов. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".