Stabilní výkon SSD v nestabilních situacích napájení

Shrnutí
Nestabilní zdroje napájení jsou běžnou výzvou pro zařízení ve vzdáleném a extrémním prostředí. To může vážně ovlivnit provoz SSD. Nestabilita při spuštění a vypnutí může způsobit selhání systému.
Hardwarové preventivní funkce chrání SSD před nestabilními napěťovými úrovněmi. Prodloužení doby rozběhu během spouštění zajistí, že napětí se stabilizuje před zapnutím SSD. Po vypnutí systému nebo při rychlém restartu se často vyskytuje zbytkové napětí, které může způsobit problémy. To je zmírněno úpravou hardwaru tak, aby bylo povoleno pouze spuštění po snížení napětí.
Začleněním těchto dvou hardwarových funkcí je SSD chráněn jak při spouštění, tak při vypnutí.

Úvod
Nestabilita napájecího zdroje a náhlá ztráta výkonu byly vždy výzvou pro paměťová zařízení. Náhlý pokles napájení může způsobit poškození dat a v nejhorším případě vést k celkovému selhání zařízení. Z tohoto důvodu je většina SSD pro kritické aplikace vybavena nouzovými funkcemi, které šetří data a zajišťují, že při restartu po náhlé ztrátě napájení nedojde k žádným problémům.
Tyto technologie jsou zavedeny především pro zajištění integrity dat po incidentu. Existují však i jiné faktory napájení, které mohou ovlivnit integritu dat SSD. Některé aplikace pracují v podmínkách, kde je napájení nestabilní. Během spouštění a používání může napětí kolísat, což může rušit provoz SSD a také poškodit zařízení. Dalším významným rizikem je zbytkové napětí po vypnutí. To může dále způsobit problémy při restartování systému.
Existují však preventivní opatření, která mohou tyto problémy zmírnit. Ochrany mohou být implementovány optimalizací struktury hardwaru - umožňující SSD zabránit poškození dat, poškození a náhlým problémům s restartem. Tato práce bude dále vysvětlovat rizika ztráty energie a nestability napájení, a co je důležitější, co lze udělat, aby se těmto rizikům zabránilo.

Nestabilita výkonu je pozorována hlavně v systémech se špatným a nestabilním napájením. To platí pro aplikace, jako jsou počítače ve vozidlech, vzdálené instalace a zařízení používaná v nedostatečně rozvinutých oblastech, kde je energetická síť méně spolehlivá.
Nicméně i v oblastech, kde je napájení stabilní, může stále docházet ke ztrátě energie v důsledku nepředvídaných okolností. Stavební práce nebo úder blesku stačí, aby se napětí v přenosové soustavě na okamžik rozkolísalo. Přestože je riziko nižší, kritická data stále vyžadují měření integrity dat.

Výzva
Nestabilita při spuštění

Se startem systému jsou spojena dvě rizika: nepředvídatelná doba náběhu a nestabilita napájení.
SSD se spustí pouze po překročení přednastaveného prahového napětí. To může způsobit problémy, když doba náběhu trvá příliš dlouho, protože prahové napětí není pro SSD dostatečné. Doba náběhu je závislá na místní situaci v zásobování elektrickou energií, a proto se bude lišit od místa k místu (viz graf 1), což výrobci ztěžuje, aby přišel s návrhem, který tuto změnu zohledňuje.

  

Během náběhu může napětí kolísat (viz graf 2). To může spustit SSD start-up, ale napětí může pokračovat kolísání, než se nakonec stabilizuje. Stejně jako u pomalé doby náběhu popsané výše může tento scénář způsobit problémy se spuštěním zařízení a potenciálně vést k poškození dat a poškození SSD.

  

Zbytkové napětí
Po úspěšném vypnutí by měla být úroveň napětí blízko nebo na 0V. Špatné napájení však může po vypnutí zanechat zbytkové napětí. To může vést k problémům při restartování.

Řešení
Ramp-up buffer
Aby nedocházelo k problémům při startu, SSD vytvoří vyrovnávací zónu po dosažení přednastavené prahové hodnoty napětí. Když je prahová hodnota splněna, SSD nastaví spuštění zařízení, aby bylo zajištěno, že bylo dosaženo stabilní úrovně napětí. Jakákoliv nestabilita výkonu nebo pomalá doba náběhu se tak bezpečně zachytí v rámci vyrovnávací paměti. Tato funkce bude probíhat při každém spuštění systému, takže budou zohledněny i odlišné podmínky.

Uvedení do provozu bez rušení zbytkového napětí
Zbytkové napětí může způsobit problémy při spouštění SSD. Pokud po vypnutí dojde k nějakému zbytkovému napětí, jednotka SSD ji před povolením restartu systému přivede dolů blízko 0V. Tato ochrana je vždy zajištěna při každém spuštění a dále zvyšuje preventivní ochranu SSD.

Závěr
Nestabilní napájení je obrovský rizikový faktor pro jakékoli zařízení, které používá paměť flash. Algoritmy pro bezpečné vypnutí byly k dispozici již dlouhou dobu, ale mnoho z nich si není vědomo preventivních opatření, která jsou k dispozici pro zajištění bezpečnějšího zapnutí a vypnutí, stejně jako stabilnější výkon.
Účinná opatření na ochranu napájení mohou zabezpečit všechny SSD před nestabilním a kolísavým napětím - což umožňuje větší integritu dat a efektivnější provoz systému.

Řešení Innodisk – iPower GuardTM 
Technologie iPower Guard je sada preventivních opatření, která chrání SSD v nestabilním prostředí. Tento komplexní balíček obsahuje záruky pro spuštění a vypnutí, aby byl zachován výkon zařízení a byla zajištěna integrita dat.
iPower Guard je k dispozici s našimi 3SE4, 3TE7 a 3TG6-P SSD řadami.