当今世界,数据的重要性不言而喻。固态硬盘(SSD)作为最主要的数据存储介质,如何持续提供强大的数据保护和可靠性,尤其是遭遇突然的电源中断等情况下,是极为重要的能力。
一、为什么需要掉电保护
Power Loss Protection(掉电保护,简称PLP)技术旨在为SSD提供数据完整性和可靠性方面的保障,主要是为了应对断电或电源突然中断等意外情况,防止数据丢失或损坏。
突然断电时,SSD可能会丢失其易失性写入缓存中的用户数据,或者丢失重要的内部数据结构(例如逻辑-物理区块地址映射表),进而造成SSD无法被系统识别。
PLP技术通常采用增加电容硬件的方式来实现,当电压检查电路监测到电压低于设定阈值时,使用电容进行短期供电,以便SSD对缓存的数据进行持久化写操作。
但当存在硬件外观以及空间限制时,尤其对于超薄的消费级SSD来讲,没那么容易额外增加电容硬件。此时有一种思路是通过“系统PLP架构”来实现定制化的掉电保护。
二、定制化掉电保护
系统PLP架构通过定制化实现整机系统软件与SSD固件和硬件的相互配合。
以M.2形态接口为例,定制化的PLP在M.2 Pin-out中单独定义边带信号 PLN#(Power Loss Notification),以传递掉电通知。硬件实时监测供电状态,并根据需要采取相应的措施。其中主要的交互过程为:
硬件上通过PLN#来通知SSD即将出现的异常掉电(一般是4秒内)。
固件收到PLN#通知后,立即暂停新命令处理,并进行数据、映射表的紧急保存,确保数据被正确地写入闪存存储介质。
在断电事件后,再次加电时固件将重建映射表,降低了数据丢失的概率。
三、掉电保护效果
采用了PLP技术的SSD在掉电发生时,具有与无PLP技术的SSD相比更加充分的数据写入时间,且可以结合软件层面的优化,进一步实现快速精确的异常掉电重建等能力。
利用PLP技术,SSD能够在面临突发停电或断电的情况下保护用户的数据。无论是常见的消费级场景,还是那些对数据完整性和持久性要求较高的应用场景,如金融、数据库、企业存储等,这个能力都至关重要。
此外,PLP还提高了SSD的可靠性和耐用性,为用户提供更好的使用体验,是SSD设计中的一项关键技术,更全面地、有力地为数据保驾护航。