Как защитить ssd от скачков напряжения

Твёрдотельные накопители, как правило, базируются на микросхемах энергонезависимой памяти, а значит при аварийном отключении питания записанные в устройство данные должны сохраняться. Но исследователи из Университета Огайо и HP Labs выяснили, что сбой в подаче электроэнергии может привести не только с потере информации, хранящейся в SSD, но и поломке самого накопителя.

В ходе эксперимента исследователи проверили на прочность 15 твёрдотельных накопителей пяти разных производителей и два жёстких диска. Все рассмотренные SSD основывались на памяти SLC или MLC и были произведены в период в 2009 по 2012 год. Стоимость SSD варьировалась от $0.63 до $6.50 за гигабайт, причём для четырёх испытуемых была заявлена защита от пропадания напряжения в электросети.

В докладе учёные выделяют шесть типовых ошибок, причиной которых может стать отключение питания. Примечательно, что на практике проявились только пять из них, хотя результаты тестирования сложно назвать обнадёживающими: пережить жестокое обращение без последствий смогли только два твёрдотельных накопителя, оставшиеся 13 получили повреждения той или иной степени тяжести.

Самой распространённой стала ошибка «Unserializable Writes» (нарушение последовательности записи) – ей грешат восемь накопителей:

По три раза встречались ошибки «Bit Corruption».

Один из тестируемых SSD после восьми отключений питания «потерял» почти треть своей ёмкости или 72 Гбайт данных. Другой, уже после 136 отключений, вышел из строя и больше не определялся контроллером SAS.

Источник

Защита от потери питания SSD.

в Компьютеры 29.11.2019 0 461 Просмотров

Хотя, в настоящее время, защита от потери питания (PLP) на твёрдотельных накопителях не является новой концепцией, приложения и технологии для защиты твердотельных накопителей во время и после события потери питания значительно улучшились в последних конструкциях твердотельных накопителей. Многие корпоративные SSD – накопители, в отличие от потребительских SSD, имеют так называемую защиту от потери питания. Это гарантирует, что в случае сбоя питания содержимое кэша SSD всё ещё может быть безопасно записано на флэш-ячейки. В этой статье мы покажем, как работает этот механизм. Защита от потери питания направлена на достижение двух основных целей:

Безопасная очистка данных во время работы (или данных, находящихся в буферах кэш-памяти DRAM или SRAM) в постоянную или энергонезависимую флэш-память и
Сохранять целостность таблицы сопоставления SSD, чтобы SSD распознавался и снова использовался при перезагрузке системы.

Примечание. Таблица отображения SSD, также известная как Flash Transition Layer (FTL), отвечает за физическое и логическое отображение данных на SSD.

При обычном выключении системы SSD получает команду (Standby Immediate Command) от драйвера ATA хоста, предупреждающую SSD о том, что система выключается и SSD готовится к отключению питания. При нормальном отключении системы у SSD достаточно времени для очистки буферов кеша и обновления таблиц сопоставления.

Хорошо спроектированный твердотельный накопитель будет использовать аппаратную конструкцию с конденсаторами удержания мощности на твердотельном накопителе и/или программно-аппаратной реализацией PLP, в которой важная информация метаданных записывается во флэш-память для обеспечения успешного восстановления твёрдотельного накопителя при следующем включении питания. Kingston в настоящее время для PLP использует танталовые полимерные конденсаторы.

Твёрдотельные накопители раннего поколения не были такими же устойчивыми к внезапной потере питания, как современные модели. Обычно SSD, в котором произошла внезапная потеря питания, перестаёт отвечать на запросы в следующем цикле питания. Во многих этих ранних накопителях событие потери питания приводило к невозможности восстановления SSD, и происходила потеря данных.

Более пристальный взгляд на два подхода PLP

Аппаратный PLP – аппаратный PLP разработан с основной целью снижения потери данных за счёт использования встроенных конденсаторов питания (ограничителей мощности) для поддержания питания на SSD достаточно долго, чтобы данные, находящиеся в буфере кэша SSD, записывались во флэш-память и его таблицы отображения были обновлены. Концептуальный обзор типичного аппаратного события PLP на SSD будет выглядеть примерно так.

Внезапная потеря питания будет обнаружена контроллером SSD.
Встроенные силовые конденсаторы поддерживают питание SSD.
Контроллер выдаёт внутреннюю команду для очистки своего буфера кеша.
Контроллер обновляет свои таблицы сопоставления при подготовке к отключению питания.

SSD отключается изящно

Встроенное ПО PLP – встроенное ПО защиты PLP также разработано для уменьшения вероятности потери данных за счёт обеспечения возможности встроенного ПО восстановить таблицу сопоставления при следующем включении питания после события потери питания. Концептуальный обзор защиты PLP на основе встроенного ПО выглядит примерно так:

Таблица сопоставления SSD хранится во флэш-памяти и обновляется в DRAM.
Когда новые данные записываются на SSD, микропрограмма обновляет таблицу сопоставления.
Новые записываемые данные всегда записываются с помощью тегов (или свободных байтов), которые включают LBA, EEC и другую информацию о данных структуры.
Внезапная потеря питания.
Резервные байты, которые содержат информацию о структуре данных в сочетании с исходной таблицей сопоставления, позволяют встроенному программному обеспечению твердотельного накопителя перестраивать таблицу сопоставления твердотельных накопителей при следующем включении.

Встроенная защита PLP – это очень эффективный метод предотвращения потери данных в приложениях корпоративного хранилища. Например, важно, чтобы твёрдотельные накопители, настроенные в RAID-массивах, могли восстанавливаться и возвращаться в работоспособное состояние после сбоя питания, чтобы сохранить целостность RAID-массива. Один или несколько неудачных членов массива могут привести к автономному массиву с высоким потенциалом потери данных.

Другой корпоративный сценарий может включать SSD, которые образуют большой «общий пул» хранилища, где физические SSD сегментируются на несколько LUN и распределяются между несколькими хостами. В этом примере, высокая доступность является критическим соображением при проектировании, а защита PFAIL создана на основе встроенного ПО которое обеспечивает успешное восстановление SSD, обслуживающего эти LUN и хосты.

Кингстон считает, что устойчивость к внезапным потерям энергии является главным приоритетом. Kingston подвергает свои твёрдотельные накопители (клиентские и корпоративные) очень интенсивному испытанию на циклическое изменение питания в рамках стандартного процесса квалификации. В дополнение к тестированию на совместимость, производительность и выносливость твёрдотельные накопители Kingston должны успешно проходить многочисленные небезопасные события потери питания, загружаться и быть полностью функциональными, чтобы пройти квалификационный процесс. Если во время тестирования на отключение питания работа твёрдотельных накопителей прекращается, квалификационные испытания прекращаются, причина проблемы устраняется, и процесс квалификации начинается заново.

Windows не видит SSD после скачка напряжения

после скачка напряжения hdd не работает как раньше.
hdd не работает как раньше.после загрузки ОС синий экран с предупреждением что сектора.

не работает компьютер после скачка напряжения
Всем доброго времени суток! У меня возникли проблемы, шел дождь, ударила молния, произошел скачек.

Не включается комп после скачка напряжения
После перебоя электричества накрылся комп. При включении дает 1 короткий и два длинных сигнала.

Нет сигнала на мониторе после скачка напряжения
Добрый день, уважаемые! Пишу челобитную, ибо нуждаюсь в помощи знающих! Случилась беда, и мой.

АлексейБородин, даже не знаю. Я никогда так не делал, и не знаком с теми, кто так делал.

Контроллер на ССД физически расположен между выходами и микросхемами памяти, и, насколько я понял, при сбоях питания чаще всего страдает именно он. При слёте контроллера о ремонте ССД обычно разговор не ведут, только о спасении данных. Эти данные спасают тоже весьма необычным образом: при помощи паяльной станции из ССД выпаиваются все микросхемы памяти, а потом при помощи PC-3000 Flash считывают из них данные, получая таким образом образ вашей ССД, из которого потом просто берут данные.

Эта самая PC-3000 Flash стоит как космический корабль, да еще и ею уметь пользоваться нужно. Так что — лучше и дешевле будет уйти в сервис сразу.

АлексейБородин, даже не знаю. Я никогда так не делал, и не знаком с теми, кто так делал.

Контроллер на ССД физически расположен между выходами и микросхемами памяти, и, насколько я понял, при сбоях питания чаще всего страдает именно он.

Источник

Защита твердотельных накопителей при отключении питания

Защита от сбоев питания SSD (PLP) — это не новая концепция, но способы и методики защиты SSD во время и после сбоя питания значительно улучшились в современных моделях SSD. Цель защиты от сбоев питания заключается в выполнении двух основных задач:

Безопасный перенос передаваемых данных (или данных, оставшихся в буферах кэшей DRAM- или SRAM-накопителя) в постоянную энергонезависимую флеш-память и
Сохранение целостности таблицы размещения SSD, чтобы SSD распознавался и был пригоден для использования после перезагрузки системы.

Примечание: таблица размещения SSD, или Flash Transition Layer (FTL), отвечает за логическое распределение физических данных на SSD.

В условиях обычного отключения системы SSD получает команду (Standby Immediate Command) от ATA-драйвера хост-устройства, предупреждающую SSD об отключении системы, чтобы SSD подготовился к нарушению питания. При обычном отключении системы у SSD есть достаточно времени для переноса данных из буферов кэша и обновления таблиц размещения.

В качественных SSD используется аппаратная система со встроенными в SSD конденсаторами питания и/или защита от сбоев питания (PLP) во встроенном ПО, позволяющая записать важную информацию метаданных на флеш-память, чтобы обеспечить успешное восстановление SSD при включении питания. В настоящее время в продукции Kingston для реализации функции PLP используются танталовые полимерные конденсаторы.

Ранние модели SSD были не так хорошо готовы к внезапному отключению питания, как современные. Обычно SSD, подвергшийся внезапному отключению питания, не отвечал в следующем цикле питания. Во многих таких случаях сбои питания приводили к поломке SSD и утере данных.

Подробнее о двух подходах к PLP

Аппаратный PLP – аппаратный PLP предназначен в первую очередь для снижения потерь данных с помощью сохранения питания SSD, благодаря встроенным конденсаторам питания (Power Caps) на время, достаточное для записи во флеш-память данных, оставшихся в буфере кэша SSD, и обновления таблиц размещения. Общая схема типичного случая аппаратного PLP в SSD выглядит примерно так:

Контроллер SSD обнаруживает внезапное отключение питания

Встроенные конденсаторы питания сохраняют питание для SSD
Контроллер отдает внутреннюю команду на перенос данных из буфера кэша
Контроллер обновляет таблицы размещения, подготавливаясь к отключению питания
Накопитель безопасно отключается

PLP во встроенном ПО – программная защита PLP также предназначена для снижения вероятности утери данных благодаря способности восстановления встроенным ПО таблицы размещения при следующем включении питания после сбоя. Общая схема типичного случая защиты PLP через встроенное ПО выглядит примерно так:

Таблица размещения SSD сохраняется во флеш-памяти и обновляется в DRAM
При записи новых данных на SSD встроенное ПО обновляет таблицу размещения
Новые записываемые данные всегда записываются с метками (или запасными байтами), включающими LBA, EEC и другую информацию о структуре данных
Возникает сбой питания
Запасные байты, содержащие информацию о структуре данных вместе с исходной таблицей размещения, позволяют встроенному ПО SSD восстановить таблицу размещения SSD при следующем включении питания

Программная защита PLP — высокоэффективный способ предотвращения утери данных в корпоративных системах хранения данных. Например, необходимо, чтобы SSD, сконфигурированные в RAID-массивы, были способны восстанавливаться и возвращаться в исправное состояние после сбоя питания для поддержания целостности RAID-массива. Один или несколько сбойных накопителей из массива приведут к отключению массива с высокой вероятностью утери данных.

В другом случае корпоративной системы накопители SSD могут образовывать большой пул хранения данных, в котором физические SSD разделены на несколько LUN и разделены между несколькими хостами. В этом примере критически важной характеристикой является высокий уровень доступности, и защита от PFAIL на основе встроенного ПО обеспечивает успешное восстановление SSD, обслуживающего LUN и хосты.

Kingston делает отказоустойчивость при сбоях питания первостепенной задачей

В стандартном процессе сертификации Kingston подвергает свои SSD (клиентские и корпоративные) напряженному циклу тестирования питания. Кроме тестирования совместимости, производительности и надежности SSD Kingston должны успешно выдержать несколько типов небезопасного отключения питания. Для прохождения процесса сертификации они должны включаться и быть совершенно работоспособными. Если SSD не проходит тестирование отключением питания, тестирование на сертификацию приостанавливается, устраняется причина проблемы, и процесс сертификации начинается сначала.

Заключение

Каждая система и среда уникальна, поэтому при выборе типа PLP, подходящего среде, нужно учесть различные факторы.

Многие корпоративные системы сегодня защищены с помощью избыточных источников питания, систем резервного аккумуляторного питания и генераторов, чтобы ЦОД продолжали работать в случае неожиданного отключения питания. ПО и высокоскоростные сети создали способы внедрения большого количества архитектур репликации данных, благодаря чему оборудование перестало быть единственной причиной сбоев.

Стабильность питания ЦОД и методики обеспечения высокой доступности должны быть важными факторами, определяющими выбор наиболее подходящего для системы хранения данных типа PLP SSD.

Источник

Как защитить ssd от скачков напряжения