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如何在電壓不穩(wěn)的情況下保障SSD的穩(wěn)定性能?

發(fā)布時(shí)間:2023-06-16 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】不穩(wěn)定的電源是遠(yuǎn)程和極端環(huán)境中設(shè)備面臨的常見挑戰(zhàn),這可能會(huì)嚴(yán)重影響固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)的操作。啟動(dòng)和關(guān)閉過(guò)程中的不穩(wěn)定電源,可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰和系統(tǒng)重啟等問(wèn)題。


不穩(wěn)定的電源是遠(yuǎn)程和極端環(huán)境中設(shè)備面臨的常見挑戰(zhàn),這可能會(huì)嚴(yán)重影響固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)的操作。啟動(dòng)和關(guān)閉過(guò)程中的不穩(wěn)定電源,可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰和系統(tǒng)重啟等問(wèn)題。


基于硬件的預(yù)防功能,可以保護(hù)SSD免受不穩(wěn)定電壓水平的影響。在啟動(dòng)期間延長(zhǎng)斜坡上升時(shí)間,能確保在允許SSD打開之前電壓已經(jīng)穩(wěn)定。系統(tǒng)關(guān)閉后或快速重啟期間,通過(guò)調(diào)整硬件僅允許在電壓降低后啟動(dòng),能預(yù)防殘留電壓導(dǎo)致問(wèn)題。


通過(guò)結(jié)合這兩種硬件功能,SSD在啟動(dòng)和關(guān)閉期間都能受到保護(hù)。


電源不穩(wěn)定和突然斷電一直是存儲(chǔ)設(shè)備面臨的挑戰(zhàn)


電源的突然下降可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞,在最壞的情況下,還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備故障。因此,大多數(shù)用于關(guān)鍵應(yīng)用程序的固態(tài)硬盤都具有緊急功能,可以保存數(shù)據(jù),并確保在突然斷電后重新啟動(dòng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。


這些技術(shù)主要用于確保事件發(fā)生后的數(shù)據(jù)完整性。然而,還有其他電源因素會(huì)影響SSD數(shù)據(jù)的完整性。某些應(yīng)用程序在電源不穩(wěn)定的條件下運(yùn)行。在啟動(dòng)和使用過(guò)程中,電壓可能會(huì)波動(dòng),這反過(guò)來(lái)會(huì)干擾SSD的操作,也會(huì)損壞設(shè)備。另一個(gè)重大風(fēng)險(xiǎn)是關(guān)閉后的剩余電壓,這可能會(huì)在重新啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)進(jìn)一步導(dǎo)致問(wèn)題。


然而,有一些預(yù)防措施可以幫助緩解這些問(wèn)題??梢酝ㄟ^(guò)優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)措施,使SSD能夠防止數(shù)據(jù)損壞和突然重啟問(wèn)題。本文將進(jìn)一步解釋電力損失和電力不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn),更重要的是,如何避免這些風(fēng)險(xiǎn)。


電力不穩(wěn)定主要表現(xiàn)在電力供應(yīng)不足和不穩(wěn)定的系統(tǒng)中,如車載計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程安裝以及電網(wǎng)可靠性較低的欠發(fā)達(dá)地區(qū)使用的設(shè)備等應(yīng)用。


然而,即使在電力供應(yīng)穩(wěn)定的地區(qū),在某些不可預(yù)見的情況下,電力損失仍然可能發(fā)生,例如建筑工程失誤或雷擊會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)暫時(shí)癱瘓。因此,即使風(fēng)險(xiǎn)較低,關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)的完整性仍然需要得到保障。


挑戰(zhàn):?jiǎn)?dòng)不穩(wěn)定


與系統(tǒng)啟動(dòng)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)有兩個(gè):不可預(yù)測(cè)的啟動(dòng)時(shí)間和電源不穩(wěn)定。


SSD只有在超過(guò)預(yù)設(shè)閾值電壓后才會(huì)啟動(dòng)。當(dāng)斜坡上升時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí),這可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題,因?yàn)殚撝惦妷簩?duì)于SSD來(lái)說(shuō)不夠。上升時(shí)間取決于當(dāng)?shù)氐碾娏?yīng)情況,因此各地的情況會(huì)有所不同(見圖1),這使得制造商很難制定出滿足所有情況的解決方案。


如何在電壓不穩(wěn)的情況下保障SSD的穩(wěn)定性能?

圖1:不同設(shè)備啟動(dòng)時(shí)間的兩個(gè)不同例子


在上升過(guò)程中,電壓可能會(huì)波動(dòng)(見圖2)。這可能會(huì)觸發(fā)SSD啟動(dòng),但電壓可能會(huì)在最終穩(wěn)定之前繼續(xù)波動(dòng)。與上述緩慢的啟動(dòng)時(shí)間一樣,這種情況可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備啟動(dòng)出現(xiàn)問(wèn)題,并可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞和SSD損壞。


如何在電壓不穩(wěn)的情況下保障SSD的穩(wěn)定性能?

圖2:SSD上升期間的電壓波動(dòng)


殘余電壓


成功關(guān)閉后,電壓水平應(yīng)接近或處于0V。然而,供電不良可能會(huì)在關(guān)機(jī)后留下殘余電壓。這可能會(huì)導(dǎo)致重啟時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題。


上升緩沖器


為了避免啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)任何問(wèn)題,SSD會(huì)在達(dá)到預(yù)設(shè)的電壓閾值后創(chuàng)建緩沖區(qū)。當(dāng)達(dá)到閾值時(shí),SSD將調(diào)整設(shè)備啟動(dòng),以確保達(dá)到穩(wěn)定的電壓水平。因此,任何功率不穩(wěn)定或緩慢上升的時(shí)間都會(huì)被安全地捕獲在緩沖區(qū)內(nèi)。該功能將在任何系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行,因此也會(huì)考慮不同的條件。


如何在電壓不穩(wěn)的情況下保障SSD的穩(wěn)定性能?

圖3:在達(dá)到閾值電壓(VDT)后,SSD會(huì)添加一個(gè)緩沖區(qū),以確保在啟動(dòng)之前達(dá)到穩(wěn)定電壓(VSSD)


啟動(dòng)時(shí)無(wú)殘余電壓干擾


在SSD啟動(dòng)期間,殘余電壓可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。如果關(guān)機(jī)后有任何殘余電壓,SSD會(huì)將其強(qiáng)制降至0V附近,然后允許系統(tǒng)重新啟動(dòng)。這種保護(hù)措施始終確保每次安全啟動(dòng),進(jìn)一步增強(qiáng)了SSD的預(yù)防性電源保護(hù)功能。


對(duì)于任何使用閃存的設(shè)備來(lái)說(shuō),不穩(wěn)定的電源都是一個(gè)巨大的風(fēng)險(xiǎn)因素。安全關(guān)機(jī)算法已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間了,但沒(méi)有多少人知道可以采取哪些預(yù)防措施來(lái)確保更安全的通電和斷電,以及更穩(wěn)定的性能。


高效的電源保護(hù)措施可以保護(hù)任何SSD免受不穩(wěn)定和波動(dòng)電壓的影響,從而提高數(shù)據(jù)的完整性和系統(tǒng)的運(yùn)行效率。


Innodisk解決方案


iPower Guard技術(shù)是一套預(yù)防措施,在不穩(wěn)定的電源環(huán)境中保護(hù)SSD。這套全面的方案包括啟動(dòng)和關(guān)閉的保障措施,以保持設(shè)備性能并確保數(shù)據(jù)完整性。

(來(lái)源:innodisk微信公眾號(hào))


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