Datenhaltbarkeit bei nicht-flüchtigen Flash-Speichern Was ist Retention?

Anbieter zum Thema

DataCore Software GmbH

FAST LTA GmbH

Impossible Cloud GmbH

Retention ist eine wichtige Kenngröße bei nicht-flüchtigen Flash-Speichern. Sie gibt Auskunft über die Qualität des Speichers. Retention ist die Zeit, die gespeicherte Daten erhalten bleiben, ohne dass eine Auffrischung erfolgen muss. Die begrenzte Haltbarkeit der Daten ist technisch darauf zurückzuführen, dass die Speicherzellen mit der Zeit ihre Ladung verlieren. Ein Flash-Speicher kann eine Datenhaltbarkeit von vielen Jahren erreichen.

Der englische Begriff Retention bei Flash-Speichern bedeutet im Deutschen „Datenhaltbarkeit“. Es handelt sich um eine wichtige Kenngröße nicht-flüchtiger Flash-Speicher. Mithilfe der Kenngröße lassen sich die Qualität und Robustheit des Speichermediums einschätzen.

Als Retention wird die Zeitspanne bezeichnet, die die gespeicherten Informationen auf einem Flash-Speicher unbeschadet überstehen, ohne dass sie aufgefrischt werden müssen. Je kürzer die Zeit ist, desto eher tritt ein Speicherverlust ein. Die Retention wird vom Hersteller spezifiziert und ist von verschiedenen Faktoren wie Speicherzellentyp oder Lagerungstemperatur abhängig.

Flash-Speichergeräte erreichen Datenhaltbarkeitszeiten von bis zu zwanzig Jahren. Während der Nutzungsdauer eines Flash-Speichergeräts nimmt die Datenhaltbarkeitszeit kontinuierlich ab. Sie ist gegen Ende der Lebenszeit des Speichergeräts deutlich kürzer als bei einem neuen Gerät.

Gründe für die begrenzte Datenhaltbarkeitszeit bei Flash-Speichern

Das Ladungsniveau des Floating-Gates einer Flash-Speicherzelle repräsentiert die gespeicherte Information. Für die verschiedenen Ladungsniveaus sind jeweils Schwellwerte definiert, die einem bestimmten Binärwert zugeordnet werden. Mit der Zeit können die Floating-Gates Ladung verlieren, da Elektronen über Lecks in der das Floating-Gate isolierenden Oxidschicht spontan abwandern. Sind so viele Elektronen abgewandert, dass der Ladungszustand den definierten Schwellwert unterschreitet, ist die gespeicherte Information verloren.

Je dünner die isolierende Oxidschicht ist und je älter die Flash-Speicherzelle wird und je öfter sie beschrieben und gelöscht wird, desto mehr Elektronen können in einer bestimmten Zeitspanne abwandern. Die Retention ist zudem vom Typ der Speicherzelle (SLC, MLC, TLC) und der Lagerungstemperatur des Flash-Speichers abhängig. Hohe Temperaturen begünstigen den Ladungsverlust der Speicherzellen und verkürzen die Datenhaltbarkeit.

Abgrenzung zur Endurance

Neben der Retention ist die Endurance eine weitere wichtige Kenngröße zur Beurteilung der Lebensdauer und Qualität eines nicht flüchtigen Flash-Speichers. Die Retention benennt die Anzahl der möglichen Schreib- und Löschzyklen einer Speicherzelle, bis Daten nicht mehr zuverlässig gespeichert werden können und es bei Schreib- oder Löschvorgängen vermehrt zu Fehlern kommt. Die Ursache für die begrenzte Anzahl der möglichen Schreib- und Löschzyklen von Flash-Zellen liegt in Verschleißerscheinungen der isolierenden Oxidschicht der Floating-Gates aufgrund der hohen angelegten Schreib-/Löschspannungen begründet. Typische Endurance-Werte liegen zwischen wenigen tausend bis zu einer Million Schreib-/Löschzyklen.

Auch die Endurance ist vom Flash-Zellentyp abhängig. Um die Gesamtlebensdauer eines Speicherlaufwerks zu verlängern, werden Verfahren eingesetzt, die die Schreib-/Löschzyklen möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Speicherzellen eines Laufwerks verteilen.

(ID:49983333)