[SK하이닉스 i-tap] 고객 QoS(Quality of Service) 달성을 위한 Read 동작 최소화

직책: 연구 책임자

기간: 2023. 04 ~ 2023. 08

연구 필요성

3D 적층 구조의 NAND Flash 제품들은 메모리 Cell의 직접도를 높였지만 인접 Cell 간 산화 막 두께 한계로 인해 용량 확장에 어려움이 있다.
하나의 Cell에 저장되는 Multi-bits 수가 증가할 수록 데이터를 구분해낼 수 있는 전자 상태(Cell Vth)를 만들어주기 위해 전압의 세기를 촘촘하고 정밀하게 조절해 주어야만 하기 때문이다.
만약 ECC(Error Correction Code)로 보정 불가능한 수준의 Error Bits이 발생되면 RR(Read Retry)을 통해 조정된 참조 레벨로 읽기를 재시도하게 되는데 이 때 LUT(Look Up Table)를 참조한다.
잦은 RR 동작은 NAND 동작 성능과 수명을 저하시키는 요소이다.

연구 목적 및 내용

본 연구의 최종 목표는 NAND Flash 메모리의 Read 동작 횟 수를 최소화하기 위해 Read Voltage 조건 정보를 담고 있는 LUT를 최적화 하는 것이다.
이를 위해 Retention(보존성)과 Endurance(내구성) 측면에서 NAND Flash 메모리를 열화시킴에 따라 특정 Read Voltage 에서 발생되는 Fail Bit 수의 변화를 분석하였으며, Retention, Endurance 열화를 고려해 RR 없이 한번에 Read 할 수 있는 전압 조건을 비선형 모델로 구현하였다.

기대 효과

Read 동작 시 참조하는 LUT를 최적화함으로써 NAND Retention, Endurance 특성 열화에 따른 1st Read 성공률을 획기적으로 높일 수 있으며, RR에 소요되는 시간을 효과적으로 단축시켜 고객 QoS 달성에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.