Verschijnsel in NAND-flash waarbij bij herhaald lezen van hetzelfde blok ook op niet-gelezen cellen een zwakke spanning staat, zodat de drempelspanning geleidelijk verandert.
Japanse benaming: リードディスターブ
“Read disturb” komt voor in 2 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. SRAM en flashgeheugen, Opkomende geheugentechnologieën.
Vakgebied: SRAM en flashgeheugen
NAND-flashcellen zijn in strings in serie geschakeld. Om één wordline te lezen krijgt de gate van de geselecteerde cel een leesspanning, terwijl elke andere wordline in het blok een pass-spanning van enkele volts krijgt, hoog genoeg om die cellen volledig in te schakelen, ongeacht de opgeslagen data. Die pass-spanning wekt een zwak veld op over het tunneloxide van de niet-geselecteerde cellen, en bij elke leesactie wordt een kleine hoeveelheid lading in hun opslaglaag geïnjecteerd. Na veel leesacties kruipen hun drempelspanningen omhoog. Gewiste cellen, met de laagste drempelspanning, zijn doorgaans het kwetsbaarst.
Eén leesactie veroorzaakt een verwaarloosbare verschuiving, maar read disturb wordt significant na tienduizenden tot honderdduizenden leesacties van hetzelfde blok. Het treft daarom blokken met data die heel vaak wordt gelezen maar zelden wordt herschreven, zoals bootcode of veelgebruikte lookup tables. Cellen die meerdere bits opslaan (MLC, TLC, QLC) zijn gevoeliger, omdat de drempelspanningsvensters tussen hun toestanden smal zijn, en cellen die door veel program/erase-cycli zijn versleten, zijn nog vatbaarder.
Controllers houden per blok een leesteller bij. Als de telling een limiet nadert, of als foutcorrectie (ECC) meer gecorrigeerde bits begint te melden, kopieert de controller de data naar een vers blok en wist het oude later, een proces dat vaak read reclaim of refresh wordt genoemd. De verschuiving wordt veroorzaakt door toegevoegde lading en niet door blijvende schade, dus wissen en herschrijven van het blok zet het terug. Read-retry, waarbij opnieuw wordt gelezen met verschoven referentiespanningen, kan ook pages herstellen waarvan de verdelingen zijn verschoven.
Read disturb verhoogt drempelspanningen en hangt af van hoe vaak een blok wordt gelezen; retentieverlies verlaagt ze doordat opgeslagen lading na verloop van tijd weglekt, ook als de data nooit wordt aangeraakt. De term komt ook bij andere geheugens voor. Bij STT-MRAM loopt de leesstroom door dezelfde magnetic tunnel junction die voor het schrijven wordt gebruikt, dus moet die ruim onder de schakelstroom blijven, anders kan de bit omklappen, maar een te kleine stroom verzwakt het signaal. Bij SRAM beschrijft read stability het verwante risico dat het benaderen van een cel de opgeslagen waarde verstoort.
Antwoord: B. Read disturb
Bij het lezen van NAND wordt ook op niet-geselecteerde cellen een doorlaatspanning van enkele volt gezet om ze geleidend te maken, zodat bij herhaald lezen een beetje elektronen worden geïnjecteerd en de drempelspanning stijgt. Dit is read disturb en wordt bij tienduizenden tot honderdduizenden leesbewerkingen een probleem. Het treedt gemakkelijk op in blokken waar vaak gelezen gegevens bij elkaar staan, en de controller telt het aantal leesbewerkingen en schrijft de gegevens naar een ander blok als de bovengrens nadert.
Antwoord: B. Omdat ook de leesstroom spin-transfer torque uitoefent, zodat bij een te grote stroom de magnetisatie van de opslaglaag per ongeluk wordt omgekeerd
Bij STT-MRAM loopt zowel bij het lezen als bij het schrijven stroom door de MTJ. Als de leesstroom dicht bij de omkeerstroom voor het schrijven ligt, kan de magnetisatie bij elke leesbewerking met een bepaalde kans omklappen (read disturb). De leesstroom wordt daarom ontworpen als ruim kleiner dan de schrijfstroom, maar bij een te kleine stroom wordt het signaal zwak en is het lezen langzaam en foutgevoelig. Naarmate de schrijfstroom door verkleining van het element daalt, wordt het combineren van beide lastiger.
Read disturb is de geleidelijke opwaartse verschuiving van de drempelspanning van niet-geselecteerde cellen in een NAND-blok, veroorzaakt door de pass-spanning die er bij elke leesactie op wordt gezet. Na genoeg leesacties kan het opgeslagen bits laten omklappen.
Nee. De verschuiving komt van extra lading die in de cellen is geïnjecteerd, dus wissen van het blok en herschrijven van de data herstelt de normale marges, in tegenstelling tot slijtage door program/erase-cycli.
Read disturb voegt lading toe en verhoogt drempelspanningen in verhouding tot het aantal leesacties van een blok. Retentiefouten komen van lading die na verloop van tijd weglekt, wat de drempelspanningen verlaagt, ook als de data niet wordt benaderd.
Dit is read disturb en wordt bij tienduizenden tot honderdduizenden leesbewerkingen een probleem.
Hoe heet het verschijnsel in NAND-flash waarbij, als hetzel…Als de leesstroom dicht bij de omkeerstroom voor het schrijven ligt, kan de magnetisatie bij elke leesbewerking met een bepaalde kans omklappen (read disturb).
Waarom moet de grootte van de leesstroom in STT-MRAM worden…Drempelspanning (threshold voltage) STT-MRAM Magnetische tunnelovergang (MTJ) 3D NAND 6T-SRAM-cel Charge-trap-cel Floating gate Fowler-Nordheim-tunnelstroom (FN) Garbage collection NAND-flashgeheugen