О ранковой флеш памяти

Флеш память в последнее десятилетие стала доминирующей технологией для хранения информации как в персональных вычислительных средствах, так и в корпоративных продуктах: серверах, сетевых хранилищах и дата-центрах. Первоначально технология флеш памяти предполагала хранение одного бита информации в ячейке (SLC-память). Далее с развитием технологий изготовления флеш памяти, а также в связи с использованием во флеш памяти более мощных помехоустойчивых кодов, стало возможных хранить в каждой ячейке 2 бита (MLC-память) или даже 3 бита (TLC-память) информации. Увеличение объема информации, содержащейся в каждой ячейке, приводит к значительному росту вероятности ошибки при чтении. При этом, по мере износа флеш памяти, электрические заряды, хранящиеся в ячейках, имеют тенденцию к уменьшению. Этот процесс приводит к еще большему росту вероятности ошибок чтения и, фактически, приводит к выходу флеш памяти из строя через некоторое время эксплуатации. Ранковый способ хранения информации в ячейках флеш памяти устойчив к процессу постепенного снижения электрических зарядов в ячейках. Более того, данный способ позволяет хранить в том же количестве ячеек больший объем информации. В работе приводится общее описание устройства флеш памяти, описана процедура чтения и рассмотрена простейшая модель ошибок. Далее описан способ хранения информации во флеш памяти с помощью ранков (перестановок). Даны оценки емкости данного типа памяти в сравнении с обычной флеш памятью. Введено понятие Кендалл-Тау расстояния на множестве перестановок. С помощью данного расстояния получена оценка на размер ранковой макроячейки с учетом технологических ограничений. В заключение приведено сравнение плотности записи ранковой и обычной флеш памяти. Явным образом показаны случаи большей плотности ранковой памяти по сравнению с обычной.