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TLCフラッシュメモリーをデータセンターに

中央大学がデータの属性を自ら判別する“賢い”メモリーを開発

  • 大石 基之
  • 2016/06/14 08:01
  • 1/2ページ
図1:今回提案するTLCフラッシュメモリーを使ったSSD
[画像のクリックで拡大表示]
図2:データセンターに記憶されるデータの特徴
[画像のクリックで拡大表示]

 中央大学 理工学部 教授の竹内健氏のグループは、大容量で低コストの3ビット/セルの多値技術を利用したフラッシュメモリー、いわゆるTLC(triple level cell)フラッシュメモリーについて、信頼性の向上と高性能化を図る技術を開発した(図1)。読み出しに伴うエラーを85%削減し、読み出し可能な回数を6.7倍に増加させることに成功した。今回、データの特徴(アクセス頻度など)をメモリーが自動的に判別し、データを特徴別に異なるメモリー領域に格納し、最適な読み出し電圧を印加することにより、読み出しに伴うエラーの削減と読み出し可能回数の増加を可能にしている。2016年6月13~16日にホノルルで開催される「IEEE Symposium on VLSI Technology」で発表する。

 1つのメモリー・セルに3ビットの情報を格納するTLCフラッシュメモリーは、2ビット/セルのMLC(multi level cell)フラッシュメモリーに比べて大容量・低コストという利点がある反面、メモリー・セルに蓄えた電子がリークすることでエラーが発生しやすいという問題があった。そのため、TLCフラッシュメモリーはスマートフォンやタブレット端末では多く使われているが、高い信頼性が求められるクラウドデータセンターや企業向けストレージでは限定的な利用にとどまっていた。今回の技術を発展させることで安定した読み出しが可能になり、メモリーのさらなる高信頼化・高速化を実現でき、フラッシュメモリーの次の主力市場として期待されるクラウドデータセンターの記憶媒体としての利用が期待できる。

 クラウドデータセンターにはアクセス(読み出し)が頻繁に行われるデータ(ホットデータ)から、ほとんど読み出しが行われないデータ(コールドデータ)まで、さまざまなデータが格納されている(図2)。TLCフラッシュメモリーは、メモリー・セルの浮遊ゲートに蓄えられる電子の数(2の3乗)により、8個の異なる状態で3ビット分のデータを保持する。それぞれの状態の違いは、しきい値電圧という、トランジスタ電流のオン/オフが切り替わる時の電圧の値で表現される。そして、メモリー・セルを読みだす際には、それぞれの状態のしきい値状態の中間の電圧値を印加し、電流が流れるか否か(0か1か)で記憶されているデータを判別する。

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