Co je SSD Power Loss Protection a jak to funguje?

Vzhledem k tomu, že disky SSD (SSD) jsou stále dostupnější, mnoho lidí přešlo na SSD kvůli jejich rychlosti, energetické účinnosti a tichému provozu. SSD disky jsou však náchylnější ke ztrátě dat než mechanické pevné disky, když dojde k náhlému výpadku napájení. Ačkoli žurnálování souborového systému a obnova dat pomáhají, spoléhat se na softwarová řešení není spolehlivé.

Je vyžadováno hardwarové řešení a zde přichází na řadu ochrana proti ztrátě napájení SSD (PLP).

Co je ochrana proti ztrátě napájení SSD?

Ochrana proti ztrátě napájení SSD je technologie navržená k ochraně dat před poškozením nebo vymazáním z SSD při náhlém přerušení napájení. Náhlá ztráta napájení může být způsobena výpadkem proudu, přepětím nebo náhodným vytažením napájecího kabelu ze zásuvky.

V případě náhlého výpadku napájení chrání SSD s PLP data tím, že poskytuje napájení dostatečně dlouho, aby mohla být data správně uložena a žurnálována. Nouzové nabíjení pochází z nabitých superkondenzátorů na desce SSD. Nabíjení trvá jen velmi krátkou dobu (milisekundy), ale stačí k přenosu gigabajtů dat z DRAM do NAND.

Jaké jsou výhody SSD PLP?

Primární výhodou PLP na SSD je to, že spolehlivě chrání data v případě náhlého výpadku napájení. Ačkoli to u osobních počítačů nemusí být velký problém, ochrana dat je nezbytná pro podniky a organizace, které na svých serverech ukládají cenné informace. Bez PLP by podniky mohly ztratit důležitá data důležitá pro každodenní provoz, což by způsobilo finanční ztráty a poškodilo pověst společnosti.

Kromě toho, že disky SSD s PLP zabraňují ztrátě a poškození dat, zlepšují také celkovou spolehlivost a životnost SSD. Zajištěním bezpečného vyprázdnění dat do NAND flash paměti PLP udržuje stav SSD tím, že předchází problémům, které by mohly vést k selhání SSD v dlouhodobém horizontu. Snížením počtu případů selhání SSD tedy také snížíte provozní opotřebení, takže SSD vydrží déle.

Než si vysvětlíme, jak PLP funguje, promluvme si nejprve o tom, jak fungují běžné SSD a jak může dojít ke ztrátě nebo poškození dat při výpadku napájení.

Jak funguje SSD PLP?

SSD disky využívají ve svých obvodech dva typy paměti: DRAM a NAND flash paměť. NAND flash paměť je energeticky nezávislá paměť používaná pro dlouhodobé ukládání. Na druhou stranu je integrovaná DRAM volatilní paměť používaná k ukládání dat do mezipaměti před jejich uložením do hlavní paměti NAND.

Během normálního provozu vestavěná DRAM dočasně ukládá často používané informace, než se data uloží do NAND flash paměti. Když je náhle odpojeno napájení SSD, data uložená v mezipaměti na DRAM se ztratí, protože jde o typ volatilní paměti, která vyžaduje neustálé napájení pro ukládání informací. Ztráta napájení při přenosu souborů do paměti NAND také způsobí poškození souborů v důsledku odříznutí nebo neúplnosti souborů.

Mezi další způsoby, jak zabránit náhlé ztrátě napájení SSD, patří záložní bateriová jednotka (BBU) a nepřerušitelný záložní zdroj napájení. Jedná se však o externí řešení, která je nutné zakoupit samostatně.

Elegantnějším a cenově výhodnějším (v závislosti na potřebě) řešením by bylo použití integrovaného SSD PLP, které zahrnuje použití tantalových kondenzátorů. Tyto speciální kondenzátory dokážou pojmout dostatek nabití pro napájení SSD na krátkou chvíli, obvykle trvající mezi 20–40 milisekund, což stačí k přenosu několika gigabajtů dat (v závislosti na modelu) přímo do NAND flash Paměť.

SSD PLP využívá kondenzátory místo běžných baterií z několika důvodů.

Za prvé, kondenzátory mohou rychle uvolnit svůj náboj do SSD dlouho předtím, než komponent dosáhne nepracovního napětí. Kondenzátory mají také vysoké výkonové hustoty, které jim umožňují udržet dostatek náboje v tak malých obalech. A konečně, kondenzátory mohou také pracovat v extrémních prostředích, kde může být vysoká úroveň tepla konstantním faktorem. Přestože baterie mohou napájet SSD déle, jejich objem, nízký životní cyklus a pomalé rychlosti nabíjení a vybíjení jsou lepší pro přenosné elektrárny nebo nepřerušitelné zdroje napájení.

SSD PLP někdy obsahuje další mikrokontrolérovou jednotku (MCU) pro další funkce, jako je vylepšená ochrana před ztrátou napájení, přidané zabezpečení a různé možnosti přizpůsobení.

Jaká jsou omezení SSD PLP?

Ať už kupujete SSD s PLP pro firemní serverovou farmu nebo osobní úložiště, je důležité vědět že SSD PLP by mělo být považováno pouze za další vrstvu ochrany proti možné ztrátě dat a korupce. Zde je několik omezení SSD PLP, která byste měli mít na paměti:

• SSD PLP chrání data pouze při výpadku napájení nebo náhlé ztrátě napájení. Pokud dojde k přepětí, existuje možnost, že se obvod SSD smaže. V tomto okamžiku nejsou žádná data v bezpečí. Doplnění vašeho systému o a přepěťová ochrana, AVR nebo dokonce UPS se doporučuje, pokud jsou uložená data nanejvýš důležitá.
• Záložní napájení PLP je omezené. Vzhledem k tomu, že záložní nabíjení trvá jen několik milisekund, velké soubory se nemusí úspěšně přenést do NAND před vyčerpáním záložního nabití. V tomto případě bude SSD při obnově ztracených dat stále spoléhat na žurnálování systému souborů.
• Váš systém možná nepodporuje PLP. Ačkoli většina SSD PLP má stejné konektory a tvarový faktor, ne všechny SSD s PLP jsou kompatibilní se všemi systémy. To platí zejména pro pokročilejší PLP integrující MCU. Před nákupem musíte zkontrolovat kompatibilitu.
• SSD PLP může být cenově nedostupné. Ačkoli běžná 20%-30% cena navíc za jeden SSD s PLP může být snadno přehlédnutelná, když kupujete pouze mír, nutnost kupovat desítky pro váš server může být velmi drahá. Pořízení UPS může být lepším řešením pro větší operace s omezeným rozpočtem. Pro malé a soukromé použití by cena za jeden nebo několik SSD s funkcí PLP byla lepším řešením, pokud vás zajímá pouze ochrana uložených dat.

Ochrana proti ztrátě napájení SSD je skvělá!

SSD Power Loss Protection je elegantní řešení pro zajištění bezpečnosti vašich dat při náhlém výpadku napájení. SSD s PLP navíc poskytují další výhody, jako je delší životnost, lepší spolehlivost a klid. Ačkoli se tyto typy SSD často používají pro podnikové aplikace a SSD pro spotřebitele s PLP je těžší najít, pokud jsou ve vaší oblasti k dispozici, možná budete chtít nějakou najít vy sám.