Az adatmeg?rzés furcsa dolog. Az Atmel teljes bizonyossággal állítja, hogy az ATmega32A flashmemóriája szobah?mérsékleten képes 100 évig meg?rizni az adatokat. Megjelent a BitcoinBázis oldalon.
Az adatmeg?rzés furcsa dolog. Az Atmel teljes bizonyossággal állítja, hogy az ATmega32A flashmemóriája szobah?mérsékleten képes 100 évig meg?rizni az adatokat. S?t, a Microchip szerint az EEPROM-ok több mint 200 évig képesek ugyanerre. Nos, az emberiség mostanáig szinte alig ismerte az elektromosságot. Magát a szilícium chipet is csak 1958-ban találták fel, s hogy mást ne mondjunk, maga az EEPROM és a flash-tárolók is sokkal kevesebb ideje léteznek száz vagy kétszáz évnél.
Hogyan állhatnak hát el? a gyártók ilyen merész, már-már vad állításokkal, hiszen kizárt, hogy ilyen hosszú ideig tesztelhették volna az alkatrészeiket! Nyilvánvalóan arra játszanak, hogy 2216-ban már úgysem leszel ott, hogy szidhasd ?ket, amikor a projekted hirtelen meghibásodik a bitrohadás miatt.
Nos, a kérdésre létezik egy tudományos válasz. Lépj be a gyorsított kopásvizsgálat gyakorlatába!
Gyorsabban, gyorsabban, és azonnal!
Az EEPROM és a NAND flash memóriák egyaránt mérhetetlenül fontos technológiák. Az EEPROM-okat mindenféle eszköz firmware-jének tárolására használják, valamint olyan dolgok meg?rzésére, mint a kriptográfiai kulcsok és más hasonló, nagyrészt statikus adatok. A legtöbb EEPROM több évtizedes, ha nem évszázados adatmeg?rzési min?sítéssel rendelkezik. A flash nagyjából ugyanígy használható, de tömeges tárolóként is használják. Ez utóbbi nem olyan jó a meg?rzésben, mint az EEPROM. Egyes alkatrészek csak néhány évig bírják, ha hagyják ?ket állni, különösen magas h?mérsékleten. Más flash alkatrészek sokkal hosszabb ideig képesek meg?rizni az adatokat, amennyiben persze úgy tervezték ?ket.
A kérdés azonban az, hogy hogyan határozzuk meg ezeket a számokat? Mivel a valós idej? tesztelés egy évszázadon keresztül nem kivitelezhet?, az iparág ehelyett a gyorsított élettartam-vizsgálati módszerekre támaszkodik. Ezeknél a technikáknál a memóriaeszközöket fokozott stresszfaktoroknak, például megemelt h?mérsékletnek teszik ki, hogy felgyorsítsák az öregedési folyamatot. Az alapelv az Arrhenius-egyenleten alapul, amely szerint a kémiai reakciók sebessége exponenciálisan növekszik a h?mérséklettel.
Elrohad, mint az alma…
A memóriacellák degradációja alapvet?en a hosszú id? alatt lejátszódó kémiai reakciók miatt következik be. Évtizedek vagy évszázadok alatt a m?anyagok lebomlanak, az anyagok oxidálódnak, és mindenféle más kémiai reakció is lejátszódik. Ezek a kémiai reakciók károsíthatják a szilíciumchip apró szerkezeteit, amelyek az adatok kis elektromos töltések formájában történ? tárolásáért felel?sek. Ez majdnem olyan, mint amikor kint hagyunk egy almát, és az megrohad; e hasonlóság miatt a jelenséget gyakran nevezik bitrothadásnak.
Az Arrhenius-egyenlet szerint tehát a h?mérséklet emelésével sokkal rövidebb id? alatt modellezhet? a memória hosszú ideig tartó leépülése, mivel a reakciók gyorsabb ütemben játszódnak le. Ha tanultál fizikát, akkor ez a jelenség ismer?s lehet számodra. A h?mérséklet valójában csak az atomok mozgási sebessége – ha megnöveljük a h?mérsékletet, az atomok mozgása gyorsul, és logikus, hogy a reakciók gyorsabban zajlanak le. Ez persze egy leegyszer?sített magyarázat, és ez alapján még nem kapunk meghívást egyetlen igazi tudományos konferenciára sem, de remekül szolgálja a jelenlegi célunkat.
Tesztelés – meleg helyen, ésszer? keretek között
Ezen gondolat mentén haladva a hosszú távú adatmeg?rzés teszteléséhez a kérdéses eszközt elég a szokásosnál melegebb környezetbe kell helyezni, és ellen?rizni kell, hogyan tartja meg az adatokat az id? múlásával. Természetesen ezt sok mintával, tudományos szigorral végezzük, lehet?vé téve a statisztikai megállapításokat. Nyilvánvalóan vannak korlátok is. Nincs értelme például 500 celsiuson tesztelni az EEPROM-okat, hiszen azok így pillanatok alatt megolvadnak és elégnek, és ilyen körülmények között pontosan nulla adatot ?riznek meg. Az alkatrész reális határain belül azonban jelent?s felismeréseket lehet tenni.
A gyorsított öregedés hatásainak megfigyelésével el?rejelzéseket lehet tenni ezen eszközök hosszú távú megtartási képességeir?l. A gyorsított öregedés után az EEPROM és a Flash memóriákat szigorú adatmeg?rzési teszteknek vetik alá. E tesztek eredményeit extrapolálják, hogy megbecsüljék, hogyan teljesítenének az eszközök hosszabb ideig normál h?mérsékleten. Ez az extrapoláció, bár tudományosan megalapozott, nem mentes a bizonytalanságoktól, és nagymértékben támaszkodik kifinomult statisztikai modellekre.
Egyes flashmemória-alkatrészek szobah?mérsékleten évtizedekig, míg mások legfeljebb néhány évig tárolják az adatokat. A nagyobb s?r?ség? flash-tárolók gyakran érzékenyebbek olyan dolgokra, mint a töltésszivárgás, ami id?vel adatvesztéshez vezet. Forrás: https://hackaday.com/2023/12/21/how-do-you-test-if-an-eeprom-can-hold-data-for-100-years/
A stresszkörülmények szimuláláshoz más tényez?kre is szükség van
Míg a gyorsított öregedésben a h?mérséklet központi szerepet játszik, a különböz? stresszkörülmények szimulálásához más tényez?ket, például a feszültségváltozásokat és a páratartalmat is figyelembe veszik. Ez a holisztikus megközelítés biztosítja a hosszú távú adatmeg?rzési képességek átfogóbb értékelését.
A memóriacellákban rejl? eltérések miatt ezekben a vizsgálatokban statisztikai megközelítést alkalmaznak. Az eszközök nagy tételének tesztelésével és az átlagos viselkedés elemzésével pontosabb el?rejelzéseket lehet készíteni a hosszú távú teljesítményre vonatkozóan. Ez a statisztikai elemzés kulcsfontosságú a memóriatechnológia általános megbízhatóságának megértéséhez.
Ezen hosszú élettartamot vizsgáló tesztek kulcsa a specifikus hibamechanizmusok, például a memóriacellák töltésszivárgásának nyomon követése. Ezeknek a hibamódoknak a megértése elengedhetetlen az adatvesztés el?rejelzéséhez és az ilyen kockázatok csökkentésére irányuló stratégiák kidolgozásához. Ezek a specifikus hibák a saját id?beli kereteik szerint következnek majd be, és bizonyos körülményeknek jobban ki lesznek téve, mint másoknak.
A gyorsított öregedési vizsgálatokhoz klímavezérelt kamrákat használnak. Gyakran a relatív páratartalom szabályozása ugyanolyan fontos, mint a h?mérséklet szabályozása. Forrás: https://hackaday.com/2023/12/21/how-do-you-test-if-an-eeprom-can-hold-data-for-100-years/
Gyorsított öregedési módszerek használata
Érdemes megjegyezni, hogy a gyorsított öregedési módszereket nem csak a flashmemóriák és EEPROM-ok értékelésére használják; a technikákat az archív papíroktól a tintákig és más hasonló termékig sok mindenre alkalmazzák. Ezek a módszerek azonban nem mentesek a negatívumoktól. A módszerekkel kapcsolatos kritikák arra a tényre vonatkoznak, hogy különböz? kémiai reakciók különböz? h?mérsékleteken játszódhatnak le, ami elrontja az összefüggést a gyorsított öregedési eljárás és az alacsonyabb h?mérsékleten természetesen bekövetkez? folyamatok között. A korreláció id?nként gyenge lehet, és sok tárgy esetében, különösen azoknál, amelyeket nemrég találtak fel, egyszer?en nem volt lehet?ségünk összehasonlítani az akcelerált öregedési eredményeket azzal, ami valós id?ben történik. Ugyanakkor a technológia fejl?désének ütemével felvet?dik a kérdés – vajon 2100-ban érdekel-e majd valakit, hogy egy ATmega valóban képes-e 100 évig tárolni az adatokat egy EEPROM-on?
E vizsgálati módszerek szigorúsága és kifinomultsága ellenére a memóriaeszközök teljesítményének évszázadokon át tartó el?rejelzése magában hordozza a bizonytalanságot. Látszólag aprónak t?n? gyártási változások vagy el?re nem látható környezeti tényez?k befolyásolhatják ezen el?rejelzések pontosságát. A fizikai és kémiai folyamatok megértése kulcsfontosságú a hosszú távú öregedés pontosabb modellezéséhez, emberhez jobban illeszked? id?keretekben. A legjobb modelljeink még így is csak ilyenek. Amíg valaki ténylegesen nem ellen?riz egy adott EEPROM vagy flash alkatrészt egy évszázad alatt, addig nem tudhatjuk biztosan, hogy ezek a modellek valóban mennyire pontosak.
Végül is a legtöbbünknek nem kell túlságosan aggódnia az adatok évszázados id?távlatokban történ? tárolása miatt. Azok számára, akiknek ez mégis fontos valamiért, a gyorsított öregedési technikák rendkívül hasznos eszközt jelentenek annak megértéséhez, hogyan lehet a legeredményesebben meg?rizni az adatokat ilyen id?távlatokban.
A végére egy hasznos tanács
Ha a teszteléshez nem jött meg a kedved, de szeretnél valamit nyerni ebb?l a felvetésb?l, íme egy hasznos tanács. Ne feledd, ha forró felületen hagyod a pendrive-okat vagy mikrokontrollereket, sokkal hamarabb tönkreteszed az adataidat, mintha h?vösebb helyen hagynád ?ket. Ha a doktori disszertációd jelenleg egy forró autóban hagyott régi flash meghajtón pihen, akkor a legjobb, ha többszörös biztonsági másolatot készítesz, és azokat bölcsebb módon, valami szerencsésebb helyen tárolod.
Megjelent a BitcoinBázis oldalon.