Защита от обесточивания hdd
Обновлено: 05.07.2024
Защита от сбоев питания SSD (PLP) — это не новая концепция, но способы и методики защиты SSD во время и после сбоя питания значительно улучшились в современных моделях SSD. Цель защиты от сбоев питания заключается в выполнении двух основных задач:
- Безопасный перенос передаваемых данных (или данных, оставшихся в буферах кэшей DRAM- или SRAM-накопителя) в постоянную энергонезависимую флеш-память и
- Сохранение целостности таблицы размещения SSD, чтобы SSD распознавался и был пригоден для использования после перезагрузки системы.
Примечание: таблица размещения SSD, или Flash Transition Layer (FTL), отвечает за логическое распределение физических данных на SSD.
В условиях обычного отключения системы SSD получает команду (Standby Immediate Command) от ATA-драйвера хост-устройства, предупреждающую SSD об отключении системы, чтобы SSD подготовился к нарушению питания. При обычном отключении системы у SSD есть достаточно времени для переноса данных из буферов кэша и обновления таблиц размещения.
В качественных SSD используется аппаратная система со встроенными в SSD конденсаторами питания и/или защита от сбоев питания (PLP) во встроенном ПО, позволяющая записать важную информацию метаданных на флеш-память, чтобы обеспечить успешное восстановление SSD при включении питания. В настоящее время в продукции Kingston для реализации функции PLP используются танталовые полимерные конденсаторы.
Ранние модели SSD были не так хорошо готовы к внезапному отключению питания, как современные. Обычно SSD, подвергшийся внезапному отключению питания, не отвечал в следующем цикле питания. Во многих таких случаях сбои питания приводили к поломке SSD и утере данных.
Подробнее о двух подходах к PLP
Аппаратный PLP – аппаратный PLP предназначен в первую очередь для снижения потерь данных с помощью сохранения питания SSD, благодаря встроенным конденсаторам питания (Power Caps) на время, достаточное для записи во флеш-память данных, оставшихся в буфере кэша SSD, и обновления таблиц размещения. Общая схема типичного случая аппаратного PLP в SSD выглядит примерно так:
Контроллер SSD обнаруживает внезапное отключение питания
- Встроенные конденсаторы питания сохраняют питание для SSD
- Контроллер отдает внутреннюю команду на перенос данных из буфера кэша
- Контроллер обновляет таблицы размещения, подготавливаясь к отключению питания
- Накопитель безопасно отключается
PLP во встроенном ПО – программная защита PLP также предназначена для снижения вероятности утери данных благодаря способности восстановления встроенным ПО таблицы размещения при следующем включении питания после сбоя. Общая схема типичного случая защиты PLP через встроенное ПО выглядит примерно так:
- Таблица размещения SSD сохраняется во флеш-памяти и обновляется в DRAM
- При записи новых данных на SSD встроенное ПО обновляет таблицу размещения
- Новые записываемые данные всегда записываются с метками (или запасными байтами), включающими LBA, EEC и другую информацию о структуре данных
- Возникает сбой питания
- Запасные байты, содержащие информацию о структуре данных вместе с исходной таблицей размещения, позволяют встроенному ПО SSD восстановить таблицу размещения SSD при следующем включении питания
Программная защита PLP — высокоэффективный способ предотвращения утери данных в корпоративных системах хранения данных. Например, необходимо, чтобы SSD, сконфигурированные в RAID-массивы, были способны восстанавливаться и возвращаться в исправное состояние после сбоя питания для поддержания целостности RAID-массива. Один или несколько сбойных накопителей из массива приведут к отключению массива с высокой вероятностью утери данных.
В другом случае корпоративной системы накопители SSD могут образовывать большой пул хранения данных, в котором физические SSD разделены на несколько LUN и разделены между несколькими хостами. В этом примере критически важной характеристикой является высокий уровень доступности, и защита от PFAIL на основе встроенного ПО обеспечивает успешное восстановление SSD, обслуживающего LUN и хосты.
Kingston делает отказоустойчивость при сбоях питания первостепенной задачей
В стандартном процессе сертификации Kingston подвергает свои SSD (клиентские и корпоративные) напряженному циклу тестирования питания. Кроме тестирования совместимости, производительности и надежности SSD Kingston должны успешно выдержать несколько типов небезопасного отключения питания. Для прохождения процесса сертификации они должны включаться и быть совершенно работоспособными. Если SSD не проходит тестирование отключением питания, тестирование на сертификацию приостанавливается, устраняется причина проблемы, и процесс сертификации начинается сначала.
Заключение
Каждая система и среда уникальна, поэтому при выборе типа PLP, подходящего среде, нужно учесть различные факторы.
Многие корпоративные системы сегодня защищены с помощью избыточных источников питания, систем резервного аккумуляторного питания и генераторов, чтобы ЦОД продолжали работать в случае неожиданного отключения питания. ПО и высокоскоростные сети создали способы внедрения большого количества архитектур репликации данных, благодаря чему оборудование перестало быть единственной причиной сбоев.
Стабильность питания ЦОД и методики обеспечения высокой доступности должны быть важными факторами, определяющими выбор наиболее подходящего для системы хранения данных типа PLP SSD.
Функция защиты данных при отключении питания (Power Loss Data Protection или PLDP) в среде NAS
Потеря данных из-за отключения питания может наносить огромный урон в средах NAS с множеством пользователей и интенсивным трафиком данных. Защита действует примерно так же, как RAID создает избыточность данных на дисках. Для обеспечения целостности данных на твердотельном накопителе Seagate IronWolf 110 SSD используются три эффективных метода.
- Применение встроенных полимерно-танталовых конденсаторов, которые обеспечивают дополнительное питание и позволяют полностью сохранить незаписанные данные во флеш-памяти NAND.
- Использование контура, предоставляющего питание памяти NAND во время программирования, даже если в саму систему питание уже не поступает.
- Создание отчета о возникших ошибках и отправка его компьютеру, что позволяет обеспечить целостность данных и предотвратить их потерю.
В совокупности эти методы позволяют сохранить целостность и избежать потери данных в случае отключения питания. Современные твердотельные накопители потребительского класса не поддерживают функцию PLDP.
Благодаря PLDP накопители IronWolf 110 SSD готовы к внезапному отключению питания. Чтобы свести к минимуму объем передаваемых данных, используются временные буферы компьютера. Встроенные конденсаторы, специально разработанные для защиты от отключения электроэнергии, обеспечивают твердотельному накопителю питание, необходимое для перемещения данных из буферов устройства в память NAND. Во время программирования память NAND обеспечивается питанием, даже если в саму систему электроэнергия уже не поступает. Целостность данных сохраняется, потеря предотвращается, а отчет о возникших ошибках передается компьютеру.
Источник бесперебойного питания для PLDP
В качестве возможного решения для PLDP можно использовать источник бесперебойного питания (ИБП) или другое резервное устройство, однако такое решение не так надежно, как кажется. Внезапное отключение питание может вызываться множеством различных внешних или внутренних проблем, которые могут влиять на систему в целом, а не только на ее часть. Примером могут служить внезапные отказы источников питания. Поэтому для предотвращения потери данных вследствие неожиданных отключений электроэнергии ИБП может оказаться недостаточно. Твердотельным накопителям нужен внутренний механизм, гарантирующий целостность данных.
Причина потери данных при внезапном отключении питания связана с процессом завершения работы системы. При правильном завершении работы компьютер отправляет твердотельному накопителю команду сохранить все передаваемые данные и все данные из буферов в энергонезависимую память NAND. При внезапном отключении питания этот процесс не запускается, а значит, все несохраненные данные, скорее всего, будут потеряны.
Контур PLDP в твердотельном накопителе IronWolf 110 SSD
Для поддержки функции PLDP твердотельные накопители Seagate IronWolf 110 SSD имеют специальный контур, который постоянно отслеживает уровни напряжения. Встроенные конденсаторы запасают энергию и немедленно включаются в работу, если уровень питания падает ниже установленного порога. Обеспечение питания в экстренных ситуациях позволяет завершить запись переносимых данных и скопировать данные из буферов в память NAND.
Встроенные конденсаторы твердотельных накопителей IronWolf 110 (этими элементами обычно оснащаются только твердотельные накопители корпоративного класса) работают как своеобразные ИБП. Их энергии хватает на то, чтобы скопировать весь буфер диска и завершить запись в NAND. Как только подача питания в систему восстанавливается, твердотельный накопитель возвращается к обычному режиму работы. В это время конденсаторы перезаряжаются, чтобы быть готовыми к следующему внезапному отключению электроэнергии.
Сценарии отключения питания
Если задуматься о том, что количество ситуаций, в которых возможно отключение электроэнергии, практически бесконечно, важность PLDP становится еще более очевидной. Кратковременные отключения питания (например, в системе, в здании или в районе) наносят немало вреда, но нельзя забывать и о более масштабных отключениях. Неблагоприятные погодные условия — снежные бураны, грозы, ураганы и т. п. — нередко вызывают нарушения в энергоснабжении. В некоторых регионах перебои с энергоснабжением могут возникать из-за проблем электросети, например пониженного напряжения или веерных отключений.
PLDP и ИТ-поддержка
PLDP также обеспечивает защиту данных в архитектурах с применением массивов JBOD, RAID 0 и RAID Rebuild, т. е. в любых архитектурах, где не используется избыточность данных.
PLDP обеспечивает необходимую защиту целостности данных при отключении энергии по любым причинам: вследствие халатности, из-за природных явлений или при случайном «горячем» отключении твердотельного накопителя. Твердотельные накопители IronWolf 110 с функцией PLDP защищают вас в случае неожиданных и неизбежных событий.
Привет, Гиктаймс! В твердотельных накопителях Kingston E100 представлена дополнительная защита информации на диске в случае непредвиденных проблем с электроэнергией. Для поддержания целостности данных в случае неожиданного отключения питания накопитель обеспечивает перенос и сохранение данных из кэша в NAND память.
В новых Kingston KC310 эти возможности реализованы программно, но о них расскажу отдельно, а пока что напомню читателям как работает эта магия.
Во-первых, контроллер SandForce SF2582 максимально сокращает нахождение больших объемов данных в кэше диска. Частая запись минимизирует риск потери информации, которая хранится в буферной памяти, но не гарантирует стопроцентной защиты. Дополнительным фактором надежности становятся физические, а не программные элементы.
Поскольку Kingston E100 позиционируется как SSD для корпоративного использования, даже минимальное количество потерянных байт может быть критическим и важность даже мизерного времени простоя нельзя переоценить.
Раскрывать всех карт и схем работы я не волен, но приподнять завесу тайны могу.
Ничто не хранит электрическую энергию так хорошо, как конденсатор. Накопленного в нем заряда может хватить для множества вещей, начиная с детских школьных шалостей, заканчивая огромной мощности разрядами в бытовых (или даже боевых) лазерах. Этот же электрический элемент может дать несколько запасных мгновений для работы контроллера памяти, который успеет сбросить все данные из буфера на NAND память.
Наверняка многие знакомы с таким девайсом, как BBU для RAID контроллеров. Аналогичный принцип применяется и в твердотельных накопителях. Сразу после снижения уровня питания ниже установленной нормы контроллер автоматически начинает получать питание от резервных конденсаторов и в срочном порядке записывать все данные из кэша в постоянную память.
После восстановления штатного источника питания конденсаторы переходят в режим заряда и ждут новых приключений.
Кстати, еще один сценарий при котором может пригодится такая технология, это горячее отключение диска, когда на порту SATA не было включена функция Hot-Swap. Сложно представить, зачем так делать, но все же случаи известны и они не единичны.
Что важно понимать? Чем производительнее становятся диски и чем больше становится объем хранимых данных, тем выше становится цена ошибки. Из-за простоя оборудования или потери файлов могут пострадать репутация, уйти важные клиенты и случиться огромные убытки. Дополнительные способы защиты от самых непредсказуемых и неожиданных ситуаций будут появляться постоянно, и компания Kingston будет внедрять их в свои продукты.
Всем привет. У меня такой случай недавно произошел. Играл на ПК, а в этом время просто был фоном подключен к юсб внешний HDD.
И вот почему-то игра напрочь зависла и пришлось нажимать на ресет на корпусе ПК для перезагрузки компа. Что в таком случае делать? Как более безопасно для внешнего HDD поступать в такой ситуации ?
УПД: слуачйно не туда тему запостил. надо в HDD
__________________Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь
Задержка при отключении HDD
Здравствуйте!вопрос вот в чем. если жесткий диск или Raid массив отключить от компа,то система.
Система не загружается при отключении второго HDD
Здравствуйте Для востановления заводской ёмкости одного из разделов на HDD с системой с помощью.
При отключении старого HDD не загружает Win10
Купил ссд для ноутбука, установил туда винду 10 с загрузочной флэшки. Отлючил старый ххд от ноута.
При физическом отключении HDD не грузится Wndows
Есть два харда. На одном винда, семерка. Второй форматированный, пустой. Уже не нужен, хочу.
Дать остыть малость, может что перегрел. И надо проверять и обслужить все железо. Бывают с охлаждением проблемы или питанием. Что угодно, любая железка может работать на пределе и вызывать в экстремальной ситуации такой финал. Перезагрузка не страшна. А вот выдёргивание при наличии питания нежелательно. Для этого и придумано . безопасное извлечение устройств.
по идее, нынешние жесткие диски должны быть оборудованы защитой от резкого отключения питания - это что касается резкого выдёргивания из розетки, или тому подобного. Но как и любая защита, она может внезапно сбойнуть, и вы получите дырку на поверхности. Хотя обычно физического повреждения поверхности не происходит. Другое дело - повреждения логические. Если на жесткий диск в это время писались данные - мы можем получить как один или пару софт-бэдов, так и нечитаемый раздел из-за повреждения файловой таблицы. Зависит от того, что именно и как писалось в этот момент.
Если к ЖД в этот момент обращений не было - то всё должно быть ок вообще-то.
обычно физического повреждения поверхности не происходит. Другое дело - повреждения логические. Если на жесткий диск в это время писались данные - мы можем получить как один или пару софт-бэдов, так и нечитаемый раздел из-за повреждения файловой таблицы. Зависит от того, что именно и как писалось в этот момент. Ты в курсе что такое журналируемая файловая система? Ну вот и почитай букварь.Журналируемая файловая система сохраняет список изменений, которые она будет проводить с файловой системой, перед фактическим их осуществлением. Эти записи хранятся в отдельной части файловой системы, называемой журналом (англ. journal) или логом (англ. log). Как только изменения файловой системы внесены в журнал, она применяет эти изменения к файлам или метаданным, а затем удаляет эти записи из журнала. Записи журнала организованы в наборы связанных изменений файловой системы.
При перезагрузке компьютера программа монтирования может гарантировать целостность журналируемой файловой системы простой проверкой лог-файла на наличие ожидаемых, но не произведённых изменений и последующей записью их в файловую систему. То есть, при наличии журнала в большинстве случаев системе не нужно проводить проверку целостности файловой системы. Соответственно, шансы потери данных в связи с проблемами в файловой системе значительно снижаются.
Эти SSD промышленного класса разработаны специально для приложений, требующих надежности, долговечности и высокой емкости накопителя. Область применения новых дисков включает в себя промышленные вычислительные системы, встраиваемые приложения, системы наблюдения, медицинское оборудование, игровые машины, приложения оборонного назначения и системы автоматизации. Диски ISSS333 PLP задействуют возможности флэш-памяти 3D NAND и интерфейса SATA III 6 Гбит/с и на выходе предлагают превосходные скорости передачи данных – до 560/520 МБ/с. В части экономичности этим SSD тоже есть чем похвастаться: потребляемая диском мощность составляет всего 2.3 Вт.
Встроенная технология Power Loss Protection защищает диски ISSS333 от потери данных в случае внезапного падения питающего напряжения. Эта функция особенно актуальна, когда диски используются в системах с достаточно высокой вероятностью отключения питания, например, в системах наблюдения, на транспорте или на базовых станциях. Кроме того, серию SSD ISSS333 PLP отличает широкий диапазон рабочих температур (от минус 40 до плюс 85 °C), гарантирующий оптимальную работу даже в экстремальных условиях; в составе дисков также имеются полимерные конденсаторы с функцией защиты от короткого замыкания. SSD ISSS333 также поддерживают технологию коррекции ошибок LDPC ECC, позволяющую обнаруживать и устранять различные ошибки чтения/ записи данных; это повышает точность передачи данных и продлевает срок службы SSD.
Повышенная надежность и долговечность
SSD-накопители ADATA ISSS333 рассчитаны на 3000 циклов P/E (Program/ Erase, программирования/ стирания), что означает ресурс, надежность и долговечность на уровне дисков с памятью 2D MLC. Кроме того, дополнительное повышение надежности и экономической эффективности SSD ISSS333 обеспечивается за счет применения проприетарной технологии ADATA A+SLC, которая использует фирменную прошивку флэш-памяти NAND и алгоритм сортировки A+, дающие в результате подобие SLC-производительности. Технология A+SLC обеспечивает высокую степень целостности данных и отличается высокой надежностью и оптимальным соотношением производительности и себестоимости. Диски серии ISSS333 также проходят процедуру сертификации ADATA, включающую в себя тесты на надежность и функциональность.
Повышенная емкость для эры 5G
В связи с расширением сфер применения систем сбора и анализа больших объемов данных, искусственного интеллекта и «интернета вещей», а также ростом количества данных и повышением качества связи в коммуникационных сетях поколения 5G, высокие емкости SSD-накопителей становятся нормой. В ответ на современные требования диски серии ISSS333 PLP предлагают емкости от 64 ГБ до 2 ТБ.
Читайте также: