In der modernen Welt der Datenspeicherung entscheiden sich immer mehr Benutzer für SSDs gegenüber herkömmlichen Festplatten. Zu den Vorteilen gehören eine höhere Leistung, keine beweglichen Teile und geringere Ausfallraten. Allerdings gibt es aufgrund der Eigenschaften von SSDs auch Schwächen. Wenn beispielsweise ein unerwarteter Stromausfall auftritt, können bei der Verwendung von SSDs Daten verloren gehen oder beschädigt werden. Phison-SSDs können jedoch unerwartete Stromausfälle bewältigen und das Risiko des Verlusts wertvoller Daten eines Benutzers überwinden.
So funktionieren SSDs
In einer SSD gibt es drei Hauptkomponenten: NAND-Flash-Speicher, DRAM und einen SSD-Controller. Wenn eine SSD Daten vom Host empfängt, werden die Daten zunächst vom SSD-Controller verarbeitet. Die Daten werden dann an den flüchtigeren DRAM gesendet, der als Datenpuffer-Cache fungiert, der die eingehenden Daten optimiert und die Leistung verbessert. Abschließend werden die Daten auf das NAND geschrieben.
Die Einschränkung bei DRAM
Da DRAM ohne Strom keine Daten speichern kann, handelt es sich um einen flüchtigen Speicher, und Daten werden nur vorübergehend im DRAM-Puffer gespeichert. Am schlimmsten ist, dass der DRAM vorübergehend andere Informationen speichert, einschließlich der Firmware-Verwaltungstabelle und der Systemtabelle. In einem typischen Abschaltszenario verwaltet und speichert der Controller alle DRAM-Daten ordnungsgemäß auf NAND, bevor er abgeschaltet wird. Wenn jedoch ein unerwarteter Stromausfall auftritt, gehen die DRAM-Daten ohne einen Stromausfall-Schutzmechanismus verloren oder werden beschädigt.
Die Lösung
Phison SSDs verfügen über eine pFail-Schutzschaltung mit Kondensatorkomponenten auf dem Platinendesign, um Datenverlust oder -beschädigung durch unerwartete Stromausfälle zu verhindern. Diese Kondensatoren fungieren als USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) für die SSDs. Beim Einschalten werden die Kondensatoren aufgeladen. Wenn ein unerwarteter Stromausfall auftritt, können die Kondensatoren dem Controller zusätzliche Abschaltzeit bieten, um alle kritischen Informationen (zwischengespeicherte Benutzerdaten und P2L-Tabelle) im DRAM auf NAND zu kopieren, um die Datenintegrität zu gewährleisten und Datenverluste zu verhindern.
Wie funktioniert der Stromausfallschutz von Phison?
Im Falle eines unerwarteten Stromausfalls erkennt die SSD-Firmware den Stromausfall über den GPIO-Pin (General Purpose Input/Out) und alle internen Aktivitäten der SSD werden ausgesetzt, einschließlich Garbage Collection und Wear Leveling. Als nächstes werden die zwischengespeicherten Benutzerdaten und die P2L-Tabelle zur Notfalldatensicherung schnell in einen vorübergehend zugewiesenen Block geleert.
Beim nächsten Einschalten der SSD liest das Laufwerk die während der ersten Einschaltphase gelöschten Daten aus dem Block aus und ordnet die Daten in einem dynamischen Block neu an, wo sie ordnungsgemäß gespeichert werden können.
Wie Phison seine Ausfallschutzschaltung testet
Um die Stromausfallschutzfunktion zu überprüfen, verwendet Phison das OakGate-Testsystem, um das Testskript zu erstellen und den Stromausfallschutzüberprüfungsprozess durchzuführen, um sicherzustellen, dass wiederhergestellte Daten wie erwartet funktionieren. Auf diese Weise kann Phison sicherstellen, dass seine SSDs auch bei unerwarteten Abschaltszenarien in der Praxis die erwartete Leistung erbringen.
Wie Phison pFail SSD im Vergleich zu Nicht-pFail-SSDs abschneidet
Abbildung 3 zeigt ein Beispiel, das auf einer 2,5-Zoll-SSD mit 512 GB und einem Phison PS3110-S10 SATA III-Controller mit 15-nm-MLC-NAND von Toshiba basiert. Die Grafik zeigt, wie viel mehr Überbrückungszeit die pFail-Schaltung im Vergleich zu einer Schaltung ohne pFail-Schutz bieten kann.
In diesem Beispiel kann der pFail-Schutzmechanismus von Phison eine maximale Haltezeit von 25 ms bereitstellen, um die im DRAM-Puffer gespeicherten zwischengespeicherten Daten zu leeren, um die Datenintegrität zu wahren und Datenverlust zu verhindern. *Beachten Sie, dass die Spannungshaltezeit je nach Antriebskonfiguration unterschiedlich sein kann.
Abschluss
Da Flash-basierte Speicherlaufwerke immer beliebter werden, bieten SSDs eine deutlich höhere Leistung und geringere Ausfallraten als herkömmliche Festplatten. Mit der Power Loss Protection-Funktion von Phison sind SSDs nun die perfekte Lösung für alle Arten von Anwendungen, einschließlich clientbasierter, Verbraucher-, Rechenzentrums- und eingebetteter Anwendungen.
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