當今世界,數據的重要性不言而喻。固態(tài)硬盤(pán)(SSD)作為最主要的數據存儲介質(zhì),如何持續提供強大的數據保護和可靠性,尤其是遭遇突然的電源中斷等情況下,是極為重要的能力。
一、為什么需要掉電保護
Power Loss Protection(掉電保護,簡(jiǎn)稱(chēng)PLP)技術(shù)旨在為SSD提供數據完整性和可靠性方面的保障,主要是為了應對斷電或電源突然中斷等意外情況,防止數據丟失或損壞。
突然斷電時(shí),SSD可能會(huì )丟失其易失性寫(xiě)入緩存中的用戶(hù)數據,或者丟失重要的內部數據結構(例如邏輯-物理區塊地址映射表),進(jìn)而造成SSD無(wú)法被系統識別。
PLP技術(shù)通常采用增加電容硬件的方式來(lái)實(shí)現,當電壓檢查電路監測到電壓低于設定閾值時(shí),使用電容進(jìn)行短期供電,以便SSD對緩存的數據進(jìn)行持久化寫(xiě)操作。
但當存在硬件外觀(guān)以及空間限制時(shí),尤其對于超薄的消費級SSD來(lái)講,沒(méi)那么容易額外增加電容硬件。此時(shí)有一種思路是通過(guò)“系統PLP架構”來(lái)實(shí)現定制化的掉電保護。
二、定制化掉電保護
系統PLP架構通過(guò)定制化實(shí)現整機系統軟件與SSD固件和硬件的相互配合。
以M.2形態(tài)接口為例,定制化的PLP在M.2 Pin-out中單獨定義邊帶信號 PLN#(Power Loss Notification),以傳遞掉電通知。硬件實(shí)時(shí)監測供電狀態(tài),并根據需要采取相應的措施。其中主要的交互過(guò)程為:
硬件上通過(guò)PLN#來(lái)通知SSD即將出現的異常掉電(一般是4秒內)。
固件收到PLN#通知后,立即暫停新命令處理,并進(jìn)行數據、映射表的緊急保存,確保數據被正確地寫(xiě)入閃存存儲介質(zhì)。
在斷電事件后,再次加電時(shí)固件將重建映射表,降低了數據丟失的概率。
三、掉電保護效果
采用了PLP技術(shù)的SSD在掉電發(fā)生時(shí),具有與無(wú)PLP技術(shù)的SSD相比更加充分的數據寫(xiě)入時(shí)間,且可以結合軟件層面的優(yōu)化,進(jìn)一步實(shí)現快速精確的異常掉電重建等能力。
利用PLP技術(shù),SSD能夠在面臨突發(fā)停電或斷電的情況下保護用戶(hù)的數據。無(wú)論是常見(jiàn)的消費級場(chǎng)景,還是那些對數據完整性和持久性要求較高的應用場(chǎng)景,如金融、數據庫、企業(yè)存儲等,這個(gè)能力都至關(guān)重要。
此外,PLP還提高了SSD的可靠性和耐用性,為用戶(hù)提供更好的使用體驗,是SSD設計中的一項關(guān)鍵技術(shù),更全面地、有力地為數據保駕護航。
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