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)致問題。

通過結(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)和使用過程中，電壓可能會(huì)波動(dòng)，這反過來會(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)致問題。

然而，有一些預(yù)防措施可以幫助緩解這些問題?？梢酝ㄟ^優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)來實(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)：啟動(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)測的啟動(dòng)時(shí)間和電源不穩(wěn)定。

SSD只有在超過預(yù)設(shè)閾值電壓后才會(huì)啟動(dòng)。當(dāng)斜坡上升時(shí)間過長時(shí)，這可能會(huì)導(dǎo)致問題，因?yàn)殚撝惦妷簩?duì)于SSD來說不夠。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。

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)問題，并可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞和SSD損壞。

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)問題。

上升緩沖器

為了避免啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)任何問題，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。

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)備來說，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)有很長一段時(shí)間了，但沒有多少人知道可以采取哪些預(yù)防措施來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。

本文轉(zhuǎn)載自： innodisk微信公眾號(hào)

審核編輯 黃宇