不穩(wěn)定的電源是遠程和極端環(huán)境中設(shè)備面臨的常見挑戰(zhàn)，這可能會嚴重影響固態(tài)驅(qū)動器（SSD）的操作。啟動和關(guān)閉過程中的不穩(wěn)定電源，可能會導(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SSD免受不穩(wěn)定電壓水平的影響。在啟動期間延長斜坡上升時間，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，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在啟動和關(guān)閉期間都能受到保護。

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

電源的突然下降可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞，在最壞的情況下，還會導(dǎo)致整個設(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時不會出現(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)定的條件下運行。在啟動和使用過程中，電壓可能會波動，這反過來會干擾SSD的操作，也會損壞設(shè)備。另一個重大風險是關(guān)閉后的剩余電壓，這可能會在重新啟動系統(tǒng)時進一步導(dǎo)致問題。

然而，有一些預(yù)防措施可以幫助緩解這些問題。可以通過優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)保護措施，使SSD能夠防止數(shù)據(jù)損壞和突然重啟問題。本文將進一步解釋電力損失和電力不穩(wěn)定的風險，更重要的是，如何避免這些風險。

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，如車載計算機、遠程安裝以及電網(wǎng)可靠性較低的欠發(fā)達地區(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導(dǎo)致電網(wǎng)暫時癱瘓。因此，即使風險較低，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)：啟動不穩(wěn)定

與系統(tǒng)啟動相關(guān)的風險有兩個：不可預(yù)測的啟動時間和電源不穩(wěn)定。

SSD只有在超過預(yù)設(shè)閾值電壓后才會啟動。當斜坡上升時間過長時，這可能會導(dǎo)致問題，因為閾值電壓對于SSD來說不夠。上升時間取決于當?shù)氐碾娏?yīng)情況，因此各地的情況會有所不同（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)備啟動時間的兩個不同例子

在上升過程中，電壓可能會波動（見圖2）。這可能會觸發(fā)SSD啟動，但電壓可能會在最終穩(wěn)定之前繼續(xù)波動。與上述緩慢的啟動時間一樣，這種情況可能會導(dǎo)致設(shè)備啟動出現(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

殘余電壓

成功關(guān)閉后，電壓水平應(yīng)接近或處于0V。然而，供電不良可能會在關(guān)機后留下殘余電壓。這可能會導(dǎo)致重啟時出現(xiàn)問題。

上升緩沖器

為了避免啟動時出現(xiàn)任何問題，SSD會在達到預(yù)設(shè)的電壓閾值后創(chuàng)建緩沖區(qū)。當達到閾值時，SSD將調(diào)整設(shè)備啟動，以確保達到穩(wěn)定的電壓水平。因此，任何功率不穩(wěn)定或緩慢上升的時間都會被安全地捕獲在緩沖區(qū)內(nèi)。該功能將在任何系統(tǒng)啟動時運行，因此也會考慮不同的條件。

圖3:在達到閾值電壓（VDT）后，SSD會添加一個緩沖區(qū)，以確保在啟動之前達到穩(wěn)定電壓（VSSD）

啟動時無殘余電壓干擾

在SSD啟動期間，殘余電壓可能會導(dǎo)致問題。如果關(guān)機后有任何殘余電壓，SSD會將其強制降至0V附近，然后允許系統(tǒng)重新啟動。這種保護措施始終確保每次安全啟動，進一步增強了SSD的預(yù)防性電源保護功能。

對于任何使用閃存的設(shè)備來說，不穩(wěn)定的電源都是一個巨大的風險因素。安全關(guān)機算法已經(jīng)有很長一段時間了，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。

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

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SSD。這套全面的方案包括啟動和關(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

審核編輯 黃宇