【技术】ATP快速诊断测试（RDT）：加速薄弱NAND闪存块的故障从而最大限度地提高可靠性和耐用性
有趣的是，并不是每杯咖啡中的所有咖啡豆都是相同的质量；然而，通过正确的工艺和技术，它们完全可以被制成令人满意的饮料。NAND闪存设备中的集成电路（IC）也是如此，例如固态硬盘驱动器（SSD）、存储卡或e.MMC。考虑到质量差异，制造商该如何确保设备在其保证寿命内可靠运行？
从头开始
在ATP Electronics，一切都始于终点。 可靠性之旅是一个漫长而复杂的过程，但是对于本文，我们将尝试通过这些步骤来简化它。
1.评估应用程序的工作负载的数据使用量
通过与客户的讨论，可确定存储设备将用于什么用途、在什么样工作环境下使用、它将面临哪些物理和机电挑战，以及其他相关因素。在这一阶段，将根据每天的驱动级别（DWPD）和工作温度范围确定耐久性等级。
2.选择合适的NAND闪存类型
ATP提供了完整的NAND闪存选项，客户可以从中进行选择，以确保存储设备的构建块适合应用程序。根据所需的耐久性等级、预期使用寿命、容量和其他考虑因素，ATP可以帮助客户选择最合适的NAND闪存。ATP的产品组合包括二维（平面）或三维NAND，配置为单层单元（SLC）、多层单元（MLC）、三层单元（TLC）或伪SLC（pSLC）。
3.执行快速诊断测试（RDT）
在将存储设备与选定的NAND组装后，然后对其进行严格的筛选测试。 此步骤类似于模拟设备中的雷雨/热浪，以测试其是否可以满足客户的要求。 在ATP，我们称此过程为快速诊断测试或RDT，其中使用ATP自建的专有测试仪对驱动器的每个设备和每个区域进行100％的筛选。
RDT：确保超强的闪存存储
有些人喜欢浓咖啡，像浓缩咖啡。 在对可靠性和扩展耐用性要求最高的工业应用中，ATP RDT是提供超强闪存存储的最佳方法。
ATP RDT的主要目标是加速薄弱的NAND闪存块的故障，以便仅将最坚固的闪存保留在设备上，从而最大限度地提高可靠的性能和耐用性。 RDT帮助确保ATP产品可以承受极端温度和恶劣的工作条件。
一开始，这似乎是一个具有讽刺意味的过程。对未经训练的人来说，这可能没有意义。 但是事实是，这是为关键任务应用提供最高质量的闪存产品的关键。在RDT下测试了许多参数，但是为了简单起见，本文将重点介绍两个最重要的元素-纠错代码 （ECC）和温度。
图1. ATP设计/制造的RDT工艺允许直接和100％NAND闪存筛选
图2. ATP e.MMC设备被装入专门设计的RDT室中，以便在低温（-40°C）和高温（85°C）时进行热循环测试。 ATP可以根据客户要求进行大批量测试
ATP的优势
1.室温和极端温度下的RDT：挑战ECC的强度
其他模块仅在室温（25°C）下进行测试，这不能严格筛选NAND或测试ECC的真实强度。放宽标准的结果是，由于强块和弱块的ECC性能差异不大，因此识别出的错误更少。这导致较弱的块被隐藏在ECC后面。
由于这些较弱的块没有被标记为“不合适”，因此数据将在不知不觉中写入它们。在使用现场，它们还将面临温度挑战，最终损害设备的可靠性并导致寿命缩短故障。
ATP的RDT要求在室温（25°C）和-40°C至85°C的极端温度范围内对驱动器施加100％的热应力测试，这对ECC的强度提出了挑战，并迫使ECC纠正更多错误。
当达到ECC校正阈值时，更多的弱块可以标记为“无法使用”或“无法校正”。在实际使用中，数据只会写在坚固的模块上，驱动器将能够承受现场的恶劣温度范围。这样可以最大程度地减少使用寿命缩短的故障，延长设备的使用寿命，并确保设备在整个使用寿命期间的可靠运行。
2.RDT超出用户区域：100%筛选
大多数模块房通常也只测试用户区。ATP测试整个驱动器，包括用户、元/缓存、备用和固件区域。
3. RDT的更严格标准：全面筛选和准确的评级
此筛选过程不仅清除了有缺陷的组件，以防止早期寿命失效。 它还可以检测到以后的坏块，从而使ATP可以准确地对各种产品等级进行评级和分类，以满足特定于应用程序的要求。 该流程可确保所有ATP产品在其保证的使用寿命内提供出色且可靠的性能。此外，ATP的RDT由NAND闪存上的控制器直接执行。 通过消除系统带宽限制，可以加快测试过程。
下图和对比表总结了ATP RDT的优点。
图3. ATP的RDT相对于传统老化测试的优势
表1.竞争对手的标准老化测试与ATP的RDT之间的比较表
结论
就像咖啡豆一样，组成存储设备的NAND闪存块的质量差异是我们ATP电子公司需要解决的现实问题。工业应用程序要求存储具有强健、可靠和持久性，以避免影响运营，并确保投资的价值与总拥有成本（TCO）相符。
通过使用压力促进剂（例如温度），RDT可以确定用于特定应用的合格和不合格模块，因此客户可以放心，闪存设备在工业温度范围内以及各种嵌入式/工业用途的指定使用寿命之内不会失效。
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