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隨著蒸汽機、電氣化和電腦的引進，連接、大數據分析和工業(yè)互聯網的應用，一般被稱作是第四次工業(yè)革命，或者說是工業(yè)4.0。

隨著工業(yè)領域中越來越多的連接裝置的出現，要求具有高可靠性的通訊產品，以實現對公用和私有網絡的整合。這就使得對工業(yè)存儲的需求與日俱增，尤其是在工業(yè)物聯網網關中。

在工業(yè)領域，工業(yè)5G物聯網網關匯集了很多不同的連接裝置，例如傳感器，執(zhí)行器和自動機器。該系統把資料打包為一種適用于5G無線接口的格式，并在5G網絡上接收到的數據進行反向處理。

為滿足這些行業(yè)應用的要求，工業(yè)5G物聯網網關必須符合5G網絡自身的服務級別規(guī)格（SLS）。這就意味著，網關不僅要能夠與移動通信網絡的容量相適應，而且要能夠與之相適應。他們也需要在嚴酷的環(huán)境中工作，比如室外，以及極端的溫度。

所以，在整個系統中，各個部件都要進行合理的選擇和設計，以達到可靠性和壽命的需要。這包括機電元件，電源，半導體元件，特別是重要的工作編碼和資料。

使用壽命要求

在很多工業(yè)中，系統的更新率是以數十年為單位的。計劃外的停機費用會很高，所以目前已安裝的網關需要連續(xù)使用數年，并且保證同樣的服務品質和可靠性。半導體廠商通過設計規(guī)則，功率分析，模擬和加速壽命試驗，對裝置的性能進行定量，并對環(huán)境因素的影響進行定量。這樣可以讓生產商在特定的情況下精確地確定其工作壽命。

熱工管理的重要性

在設計中，溫度是一個重要的設計問題。這會影響到晶體管的很多操作參數，其中也包括泄漏電流。當環(huán)境溫度由50℃至100℃時， NMOS晶體管的泄漏電流一般會增大10倍。這一點非常重要，因為當漏電流增大時，功率消耗也會隨之增大。所以，進行有效的地熱管理非常重要。

溫度過高還會顯著地降低設備的使用壽命。在 NAND閃存中，由于溫度和溫度的變化，會給電池帶來壓力，使其產生較大的誤差，進而縮短整個內存的使用壽命。當溫度上升時，快閃記憶體保存資料的能力會快速降低。提高20℃可以縮短10倍的數據保存時間。另一方面，由于溫度過低，很難精確地對電池上的特定電荷進行精確的編程。初始的錯誤速率和程序和擦除循環(huán)所需要的時間隨著溫度的變化而變化。

所有這些都是由于需要精確編程和讀出的電荷量更接近，所以在每個存儲器中存儲超過一個比特的多級單元（MLC）快閃存儲器裝置。因而，由于其可靠性較高，使用壽命較長，因而工業(yè)系統趨向于依靠單層單元（SLC）或偽 SLC （pSLC）。

閃存控制器能夠利用各種機制來管理由環(huán)境壓力引起的影響，并將其壽命最大化。比如，損耗平衡可以保證在 Flash內存中的每一塊上都能平均地寫入數據，這樣就不會出現任何塊提前失效的情況。在工業(yè)5G物聯網網關的存儲器單元中，可以使用復雜的糾錯碼來進行糾錯。通過追蹤所需修正的錯誤數目，控制器可以決定當記憶體區(qū)塊需要被覆寫來避免可能的資料遺失。最后，它還能提前警告裝置是否能夠達到它的使用年限。

為滿足應用程式效能與環(huán)境需求而優(yōu)化的 Flash控制器，是建立高品質儲存系統以達到特定工作生命周期的關鍵。