TruePLP - 断电保护
SSD是储存解决方案不可或缺的硬件之一,但在突然断电或电源不稳的情况下却可能会面临数据完整性风险。为了应对这些风险,建兴储存开发TruePLP技术,在系统遭遇到不正常断电或发生电源故障时,提供保护重要数据的机制,是提升SSD可靠度的关键技术。
SSD运作时,数据、指令、映像表会暂存在DRAM,利用DRAM快速反应时间的优势借以提升SSD效能;但DRAM是挥发性内存,需要外部电源来运作。在系统正常关机的情况下,Host端会发送指令给SSD控制器通知电源即将中断,SSD有反应时间可以将暂存于DRAM的数据存入NAND Flash。然而,当电源无预警中断时,DRAM里的缓存数据和映像表没有时间写入NAND Flash,因此SSD数据无法正确更新,这就会导致数据遗失、损毁、甚至造成设备故障。
什么是TruePLP?
(1)在系统不预期断电时,保护SSD内储存数据的重要机制
TruePLP的核心在于利用电容来提供额外的电力,确保在系统不预期断电时SSD仍具有可用电力。因此在突然断电发生后,SSD有充裕的运作时间将使用中的数据 (In-flight Data),以及DRAM缓存中的数据 (Cached Data) 写入NAND Flash。此外,TruePLP也会确保SSD断电之前,DRAM中的关键Metadata (例如:映像表、事件日志、系统数据表) 都可存入NAND Flash。TruePLP的断电保护能避免数据遗失,让数据被完整保存,从而维持系统正常运作。
What Is TruePLP
(2)当系统突然掉电时,维持电压以确保数据完整传输
建兴储存的TruePLP技术具有智能电源管理功能,结合一颗包含电压检测器的电源管理IC (PMIC),带来更高效与稳定的电力供应。智能电源管理通过电压检测器,时时监控主机电源电压水平,当主机电源电压下降到临界阈值时,智能电源管理即会自动将电力来源切换至预备电容。这能为SSD提供足够的电量来执行写入命令和清空快取数据,完成将数据存入NAND Flash的任务。智能电源管理功能确保在断电或电压不稳时TruePLP机制能及时启动。
TruePLP特色
(1) 搭载建兴储存TruePLP技术的SSD均配有充足的备用电容,即使在最恶劣的电源故障情况下,也可以额外提供足够的电量,确保资料免于遭受任何潜在的遗失风险。
(2) 建兴储存的TruePLP技术,会将电容的健康状况纪录在SSD的S.M.A.R.T.值中,一旦发生异常时,使用者可以通过S.M.A.R.T.值第一时间掌握状况。
(1) 在SSD正常供电的情况下,电容相当于蓄电电池的角色,通过主机电源来充电。
(2) 若主机电源意外中断,这些充满电的电容就成为备用电源,可以提供电力给SSD。
(3) 当主机电源电压下降到临界阈值时,智能电源管理即会自动将电力来源切换至预备电容。
(4) SSD控制器发出内部指令,清空缓存缓冲区将数据写入NAND Flash。
(5) SSD电力顺利关闭。
(6) 主机电源恢复并重新启动,NAND Flash内的映射表被侦测并使用。
其他PLP
市面上也有不依赖电容,而是仅通过固件设计来实现SSD断电保护 (Power Loss Protection, PLP) 的技术。在这样的PLP设计中,固件会监控电源状态,或者也可能会配置电压检测器,当检测到电源突然中断时,固件启动相应的程序来保护数据的完整性。这样的PLP机制旨在通过固件的设计,确保在断电后的下一次通电时,能完整重建映像表,减少数据遗失的可能性;并在检测到不稳定供电时立即停止接收Host的写入指令,但是仍无法将In-flight Data和Cached Data写入NAND Flash。
虽然它可以避免硬盘损坏,也有较低的硬件成本,但是没有配置电容,在不预期断电发生时无法提供足够的电力来完成正在进行的写入操作,尤其是在写入大量数据时。所以它在实现断电数据保护的数据完整性和可靠性上是相对不足的。
建兴储存已深耕SSD产业多年,有专业的In-house R&D团队,固件技术也是自行开发,能依客户需求弹性调整。在预算充足的情况下,采用固件搭配硬件的TruePLP技术仍是最佳选择,尤其是企业级储存I/O密集型工作负载应用,或是大文件写入频繁的应用。
建兴储存的企业级SSD,例如:ER2系列、ER3系列、PJ1系列都具备TruePLP技术。
NVMe™ SSD
256GB / 512GB / 1024GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 3,700 MB/s
连续写入: 最高 2,600 MB/s
SATA SSD
128GB / 256GB / 512GB
NAND Flash: 3D TLC NAND flash
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 550 MB/s
连续写入: 最高 450 MB/s
SATA SSD
128G / 256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 550 MB/s
连续写入: 最高 510 MB/s
SATA SSD
128G / 256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 550 MB/s
连续写入: 最高 510 MB/s
SATA SSD
128G / 256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 550 MB/s
连续写入: 最高 510 MB/s