Por que a memória flash tem vida útil?

Eu li que as memórias flash podem "apenas" ser reprogramadas 100000 a 1000000 vezes, até que o armazenamento da memória "se deteriora"

Por que exatamente isso acontece com flash e não com outros tipos de memória, e a que "deterioração" se refere internamente?

Edição: Como não é apenas flash que isso acontece, eu gostaria de generalizar um pouco e perguntar sobre as memórias que têm esse problema. Além disso, o desgaste entre esses tipos de memória ocorre devido ao mesmo fenômeno?

memory flash

— triplo
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A premissa está errada. As memórias não voláteis da EEPROM e da FRAM (ferroelétrica) também possuem mecanismos de desgaste.

— Spehro Pefhany

Veja também catb.org/~esr/jargon/html/B/bit-rot.html

— John U

@SpehroPefhany O Flash e a EEPROM são basicamente idênticos atualmente, a única diferença é que o Flash está conectado em blocos, e não em bytes.

— Nick T

Pelo que entendi, o flash NOR não é programado com o tunelamento Fowler-Nordheim (como as EEPROMs), mas com a injeção de portador quente como uma UV-EPROM. O uso de HCI é relevante para esta questão, pois causa danos mais rápidos às células. O flash NAND é mais parecido com a EEPROM, porque o tunelamento Fowler-Nordheim é usado para programação. Não tenho certeza qual é a atual participação de mercado de cada tecnologia, mas acho que a NAND está em uma trajetória ascendente bastante rápida.

— Spehro Pefhany

Não posso falar sobre FRAM (memória ferroelétrica), mas qualquer tecnologia que use portões flutuantes para armazenar carga - qualquer forma de EPROM, incluindo EEPROM e Flash - depende do "tunelamento" de elétrons através de uma barreira muito fina de óxido de silício isolante para alterar a quantidade de carga no portão.

O problema é que a barreira de óxido não é perfeita - uma vez que é "cultivada" em cima da matriz de silício, ela contém um certo número de defeitos na forma de limites de grãos de cristal. Esses limites tendem a "prender" os elétrons de tunelamento mais ou menos permanentemente, e o campo desses elétrons interferidos interfere na corrente de tunelamento. Eventualmente, uma carga suficiente fica presa para tornar a célula gravável.

O mecanismo de captura é muito lento, mas é suficiente para fornecer aos dispositivos um número finito de ciclos de gravação. Obviamente, o número citado pelo fabricante é uma média estatística (preenchida com uma margem de segurança) medida em muitos dispositivos.

— Dave Tweed
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Eu já vi números de resistência do flash tão baixos quanto 100 ciclos de apagamento-gravação (min 100, típico apenas 1000).

— Spehro Pefhany

@SpehroPefhany: Isso é típico para TLC a 20 nm (8 níveis / célula, 3 bits). Nessas escalas, até alguns elétrons podem causar uma mudança de um nível. O MLC (2 bits, 4 níveis) tem o dobro do espaçamento de nível, mas o efeito não é linear e o MLC tem muito mais que o dobro da resistência de gravação.

— MSalters

Uma maneira interessante (embora talvez não viável) de superar isso foi apresentada neste artigo em arstechnica.com/science/2012/11/… há mais de um ano. Além disso, contém um diagrama do que acontece com a memória flash ao longo do tempo.

— qw3n

@MSalters Este foi o Microchip. Penso no seu Gresham OU fab. PIC18F97J60. Não conheço níveis ou nm (eles não parecem discutir esse tipo de detalhe), mas duvido que esteja próximo do que os caras da memória estão alcançando.

— Spehro Pefhany