Flash-Rom Speicher lassen sich nur 2-4Mio. mal neu beschreiben, danach treten Fehler auf. Aber warum genau ist das so? Welcher Mechanismus genau führt zu dieser Abnutzung? Wie gut ist das statistisch vorhersagbar? Gelten die 2Mio. pro Bit oder für den ganzen Speicherbaustein?
(Hintergrund: Ein IDE-Flash drive soll bei ca. 60°C Umgebungstemperatur in einem Embedded PC seinen Dienst tun und ca. 1 Schreibvorgang/Minute aushalten. Wie lange geht das vorr. gut? Zwei Jahre?)
Dazu hätte ich auch mal eine Frage. Wie sieht's denn mit den (üblicherweise seriellen) EEPROMs aus. Da werden im Datenblatt meist 100000 Schreibvorgänge angegeben. Gilt das für jede einzelne Speicherstelle oder für alle? Kann ich die erste Speicherstelle 100000 Mal beschreiben, dann die nächste 100000 Mal usw... oder ist nach den ersten
Die bekannten Mechanismen lassen vermuten, dass bei
*EEPROM's* die Einschränkung für jedes einzeln adressierte Speicherwort gilt, bei dem alle Zellen gemeinsam gelöscht und erneut beschrieben werden. Wie groß ein Speicherwort ist, hängt von der internen Organisation des EEPROM's ab.
Da die Zelle wirklich physikalisch kaputt geht kannst Du wohl bei einem EEprom jede Zelle so oft programmieren. Wenn du also immer nur einen Wert brauchst könnten das dann n*100000 werden.
bei Flashes werden vor dem Erase alle Bits im Block/Sektor auf Null geschrieben. Hier gilt eigentlich die Zahl der Erase-Zyklen pro Block für die voraussichtle Lebensdauer.
Kommt wohl sehr auf die Verteilung der Daten im Flash an. Wenn jedesmal eine Art FAT geschrieben werden muss, dann ist wohl sehr schnell Schluß. Wenn Du aber die Daten immer schön der Reihe nach schreiben kannst und dann wieder einen Block löscht, dann wird es wohl "ewig" halten. Ein Flash File System ist dafür jedenfalls eher ungeeeignet, weil eben ständig Verwaltungsinformationen geschrieben und gelöscht werden müssen.
Christian Hoffmann schrub im Jahre 11.12.2004 17:04:
Das weürde ich an Deiner Stelle mal einen Blick in die DatenBlätter von z.B. Sandisk werfen. Die üblichen Standard-Grade-Dinger haben dort 300.000 Schreib- /Löschzyklen, die sich im erweiterten Temperaturbereich auf 100.000 reduzieren. Die Industrial-Grades bieten 2.000.000 Zyklen, die sich im erweiterten Temp-Bereich natürlich auch reduzieren. Billig-OEMs bieten bei Raumtemp. z.B. nur 100.0000 Zyklen.
Ein neuer Zyklus wird im Flash dann gestartet, wenn ein Bit von 0 auf 1 umgesetzt werden muss. Dazu wird ein gesamter Blcok (idR 64KB) gelöscht und somit auf $FF gesetzt. einzelne Bits kann man dann wieder auf 0 setzen. Bei IDE-Drives kommt es zudem auf die Intelligenz des integrierten Kontrollers an, ober die Zyklen gleichmässig über alle Blöcke verteilen kann, also ein dynamisches Ummappen von viel und wendig benutzen Blöcken drauf hat, oder ob er es nur linear statisch kann. Zweitere sterben natürlich bei z.B. FAT-Formatierung sehr viel früher als Erstere, da die FAT mit häufigsten verändert wird.
Wenn Du Deinen Schreibvorgang in eine grosse datei packs, deren Grösse sich nicht ändert, und die Du wie einen Ringbuffer behandelst, dann kann soe eine Speicherkarte recht lange leben. Einfluss nehmen hier die Schreibhäufigkeit und die Grösse der zu schreibenden Datensätze, aus der sich die Anzahl der Zyklen pro Zeiteinheit bestimmen lässt, sowie die Gesamtgrösse der Datei, die die Gesamtzahl der Blöcke festlegt. Rechnen musst Du aber jetzt selber. ;-)
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"Auch wenn ich die Funktionsweise dieser Konsole nicht kenne, glaube
ich nicht, dass sie rauchen sollte"
Christian Hoffmann schrub im Jahre 11.12.2004 17:04:
Dann würde ich an Deiner Stelle mal einen Blick in die Datenblätter von z.B. SanDisk werfen. Die üblichen Standard-Grade-Dinger haben dort 300.000 Schreib- /Löschzyklen, die sich im erweiterten Temperaturbereich auf 100.000 reduzieren. Die Industrial-Grades bieten 2.000.000 Zyklen, die sich im erweiterten Temp-Bereich natürlich auch reduzieren. Billig-OEMs bieten bei Raumtemp. z.B. nur 100.0000 Zyklen.
Ein neuer Zyklus wird im Flash dann gestartet, wenn ein Bit von 0 auf 1 umgesetzt werden muss. Dazu wird ein gesamter Block (idR 64KB) gelöscht und somit auf $FF gesetzt. einzelne Bits kann man dann wieder auf 0 setzen. Bei IDE-Drives kommt es zudem auf die Intelligenz des integrierten Kontrollers an, ober die Zyklen gleichmässig über alle Blöcke verteilen kann, also ein dynamisches Ummappen von viel und wendig benutzen Blöcken drauf hat, oder ob er es nur linear statisch kann. Zweitere sterben natürlich bei z.B. FAT-Formatierung sehr viel früher als Erstere, da die FAT mit häufigsten verändert wird.
Wenn Du Deinen Schreibvorgang in eine grosse Datei packst, deren Grösse sich nicht ändert, und die Du wie einen Ringbuffer behandelst, dann kann soe eine Speicherkarte recht lange leben. Einfluss nehmen hier die Schreibhäufigkeit und die Grösse der zu schreibenden Datensätze, aus der sich die Anzahl der Zyklen pro Zeiteinheit bestimmen lässt, sowie die Gesamtgrösse der Datei, die die Gesamtzahl der Blöcke festlegt. Rechnen musst Du aber jetzt selber. ;-)
Ist leider alles nicht so ganz einfach...
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Patentlösung (jetzt nicht mehr, da öffentlich ;-) :
Man nehme ein HiRel High Endurance EEPROM (z.B. X28HC256) für die FAT und ein billiges Flash Memory für die Daten und verteile letztere gut auf die Flash Sektoren ...
Glaubensfrage. Kein Hersteller hat den Speicher 20 Jahre getestet bevor er ihn auf den Markt bringt und 20 Jahre Datenerhalt "garantiert". Es kann sich also nur um beschleunigte Tests bei erhöhter Temperatur, Rechnersimulationen usw. handeln.
FLASH ist ungünstiger als EEPROM, da das Löschen ja seitenweise erfolgen muß, selbst wenn man nur 1 Byte ändert.
D.h. man sollte Daten so organisieren, daß Seiten komplett aber selten verändert werden, statt geringfügig verändert aber dauernd geschrieben.
es hindert einen niemand Redundanz einzuführen, also 1 Seite auf 4 Seiten speichern. Bzw. 2 "drives" einzubauen und die Seiten dort doppelt abzulegen. Flash mit Controller a la CF führen vermutlich/hoffentlich/angeblich intern wear-levelling durch. D.h. die adressierte Seite ist nicht fix eine physikalische Seite sondern es erfolgt beim Schreiben dynamische Zuordnung auf Seiten die weniger benutzt waren. Dadurch soll sich die Belastung gleichmässig verteilen.
Sie haben nominell auch intern Reserveseiten um Seiten mit Defekten ersetzen zu können.
Ein System das unmittelbar nach Garantieende durch Verschleiß ausfällt hat typisch eine saftige Frühausfallsphase während der Garantiezeit.
Das mag gehen, wenn Dui das Design selber machst. Doch wer macht das heute noch? Wenn Du aber wie der OP fertige IDE-FlashDrives einsetzen will, dann ist es gut zu wissen, was der Hersteller der z.B. CF-Cards dazu sagt. Und unter .z.B. embedded Linux kommt mir sowieso kein Flash auf den Massenspeicher ;-)
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also eine Speicherzelle ist so ca. wie ein MOSFET aufgebaut, nur dass es noch ein Floating Gate gibt, dass keinen externen Anschluss besitzt und zwischen dem eigentlichen Gate und dem Kanal liegt. Beim programmieren/löschen wird jetzt eine hohe Gatespannung angelegt und es werden so Elektronen durch das Gateoxid in das Floating Gate geschossen und dadruch ändert sich die Treshhold Spannung. Diese Elektronen beschädigen aber auf die Dauer das Gateoxid und darum hält eine Speicherzelle nur eine beschränkte Anzahl an Schreibzyklen aus.
Anscheinend läßt sich das Problem wohl nicht so einfach lösen. Die Software gibt's schon und sie soll wenn's geht nicht geändert werden. Es handelt sich um ein EXE-Programm, das unter Caldera DOS auf einem FAT16-Filesystem läuft.
Ein Testsystem mit einer SanDsik läuft seit einem Monat störungsfrei. Für einen zwei-Jahres Test habe ich aber nicht genug Zeit.
Gegen die Idee mit dem Ramdrive spricht, daß der Benutzer die Kiste normalerweise mit dem Hauptschalter abschaltet und der Maschinenstatus dann nicht sicher gespeichert wäre.
Von Floppys wollen wir gerne weg. (Zu wenig Speicher) Notebookfestplatten sind zu empfindlich.
Kennt jemand eventuell so etwas wie SanDisk IDE-Flash Drives mit ca.
16MB Speicher, aber stattdessen mit z.B. Notebookrams und Pufferaccu?
Nur das man den Schreibvorgang nicht mir einem Schreib-/Löschzyklus im Flash gleichsetzen kann. Nicht mal näherungsweise.
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Ich schreibe jetzt ein Programm, das ständig eine Datei abwechselnd mit Nullen und Einsen vollschreibt. Ich sag Bescheid, wenn er aufgibt. Auf der Packung vom FlashDrive steht schließlich "lebenslange Garantie". Mal sehen... ;-)
Christian Hoffmann schrub im Jahre 13.12.2004 17:47:
Au ja, da binn ich mal gespannt. Poste mal, wenn die Card tot ist. ;-)
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