wikiSSD Power Loss Protection
Liczne dyski SSD typu Enterprise posiadają - w przeciwieństwie do konsumenckich dysków SSD - tak zwaną Power Loss Protection. Mechanizm ten pozwala zagwarantować, że w przypadku zaniku zasilania zawartość pamięci podręcznej SSD nadal będzie mogła być bezpiecznie zapisywana w komórkach pamięci flash. W tym artykule opisujemy jak ten mechanizm działa. Ponadto w artykule Dyski SSD klasy konsumenckiej w porównaniu z dyskami SSD klasy korporacyjnej przedstawiono inne różnice.
Jak funkcjonuje Power Loss Protection
Większość dysków SSD, podobnie jak dyski twarde, posiada pamięć podręczną DRAM, która jest używana głównie do przyspieszania operacji zapisu. Z uwagi na to, że moduły pamięci DRAM przechowują zawartość pamięci tylko tak długo, jak długo jest ona zasilana, to w przypadku nagłego zaniku zasilania i bez dodatkowych zabezpieczeń zawartość tej pamięci ulega utracie.
Aby zapobiec utracie danych w przypadku zaniku zasilania, dyski SSD z Power-Loss-Protection mają wbudowane kondensatory. Są one ładowane podczas normalnej pracy. Zgromadzona energia służy kontrolerowi dysku SSD jako zasilanie awaryjne. Jeśli kontroler wykryje zanik zasilania, wykorzystuje zgromadzoną w kondensatorach energię do zapisania danych z pamięci podręcznej DRAM w komórkach pamięci flash. Zapobiega tym samym utracie danych.
Sposób funkcjonowania SSD Power-Loss-Protection jest podobny do sposobu ochrony pamięci podręcznej w przypadku kontrolerów RAID (CacheVault lub Zero Maintenance Cache Protection (ZMCP)).
Uwagi dotyczące dysków SSD bez Power Loss Protection
Wiele dysków SSD (np. konsumenckie dyski SSD lub tańsze SSD klasy podstawowej z segmentu korporacyjnego) nie posiada Power Loss Protection. W przypadku awarii zasilania zawartość cache'u RDAM jest nieodwracalnie tracona. O ile firmware dysku SSD chroni swoje wewnętrzne tabele alokacji adresów LBA do adresów NAND (Flash Translatation Layer) poprzez odpowiednie mechanizmy journalingu,[1][2] to te dyski SSD mogą być używane z nowoczesnymi systemami plików tak długo, jak długo można tolerować utratę ostatnio zapisanych danych.
Nowoczesne systemy plików
Nowoczesne systemy plików posiadają specjalne mechanizmy zapobiegające uszkodzeniu systemu plików w przypadku zaniku zasilania, a tym samym utracie danych. Mechanizmy te (które muszą być prawidłowo skonfigurowane, aby prawidłowo funkcjonować) to np:
Uwaga: Pomimo tych mechanizmów nagła awaria zasilania może spowodować utratę ostatnio zapisywanych danych. Jednak sam system plików pozostaje spójny, zapobiegając całkowitej utracie danych. Po ponownym uruchomieniu brakuje na przykład ostatnich wpisów w plikach dziennika.
Starsze systemy plików
Mechanizmów tych brakuje w przypadku starszych lub nieprawidłowo skonfigurowanych systemów plików (np. ext2 lub ext3 bez włączonych Write Barriers). Awaria zasilania może doprowadzić do zniszczenia systemu plików (a tym samym do całkowitej utraty danych).
Odnośniki
- ↑ White Paper: Power Loss Protection in SSDs - How SSDs are Protecting Data Integrity (samsung.com, 09.07.2016)
- ↑ Sandisk - Unexpected Power Loss Protection
- ↑ What's Barriers, how to enable/disable it on Linux (www.fibrevillage.com)
- ↑ Enabling/Disabling Write Barriers (access.redhat.com/documentation)
- ↑ Tuning Disks (www.freebsd.org/doc)
- ↑ Combination of gmirror and enabled softupdates journalling cause slow filesystem degradation (bugs.freebsd.org) This is a known shortcoming of journalled overwriting filesystems
Autor: Werner Fischer
