固態(tài)硬盤(pán)(SSD) 在突然電壓下降的情況下，如果主機(jī)無(wú)法將“立即待機(jī)”命令發(fā)送到控制器，則所有未寫(xiě)入的信息將會(huì)丟失，導(dǎo)致文件損壞。如果SSD突然斷電時(shí)，主機(jī)把“立即待機(jī)”命令發(fā)送給SSD控制器，則SSD立即啟動(dòng)斷電保護(hù)機(jī)制（Power Loss Protection），從而使其能夠?qū)⒕彌_區(qū)中的所有數(shù)據(jù)寫(xiě)入非易失性NAND單元，這樣就能把數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。Agrade睿達(dá)最新推出的帶斷電保護(hù)功能的固態(tài)硬盤(pán)，采用先進(jìn)的斷電保護(hù)電路，大大提高了SSD在苛刻環(huán)境下的可靠性。

Agrade睿達(dá)工業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)斷電保護(hù)功能是如何實(shí)現(xiàn)的呢？我們一起來(lái)看一下：

1、電壓降低檢測(cè)

通過(guò)監(jiān)測(cè)工作電壓，SSD硬盤(pán)控制器可以檢測(cè)發(fā)生電源故障時(shí)的電壓驟降。控制器的固件可以根據(jù)各種閾值觸發(fā)兩種措施：關(guān)閉所有操作并發(fā)出閃寫(xiě)保護(hù)(FWP)信號(hào)。如果達(dá)到第一個(gè)閾值，則禁用與主機(jī)的通信，但是將數(shù)據(jù)寫(xiě)入SSD的過(guò)程將繼續(xù)進(jìn)行。如果達(dá)到第二個(gè)閾值，則禁止寫(xiě)入，以防止由于部分閃存編程而導(dǎo)致保存的數(shù)據(jù)損壞。SSD硬盤(pán)通常需要三毫秒以上才能完成寫(xiě)入過(guò)程。對(duì)于5V器件，SSD硬盤(pán)的所有命令都將在4V電壓進(jìn)行阻塞，閃寫(xiě)保護(hù)(FWP)信號(hào)以2.4V發(fā)送。對(duì)于3.3V的器件，電壓降的閾值為2.8V和2.4V。電壓下降的速度取決于主機(jī)，并且可能或可能不足夠慢，以允許“有序退出”。如果沒(méi)有足夠的時(shí)間，這通常在3.3V器件中出現(xiàn)，因?yàn)樗鼈兊拈撝蹬c另一個(gè)器件有輕微不同，當(dāng)設(shè)備重新啟動(dòng)時(shí)，固件機(jī)制啟動(dòng)將部分編程的扇區(qū)重置為先前的值。盡管在這種情況下數(shù)據(jù)仍然丟失，但是避免了由中斷的寫(xiě)入過(guò)程引起的數(shù)據(jù)損壞。

2、電壓安全工作范圍

第二個(gè)失效機(jī)制與電壓低于正常工作范圍有關(guān)。通常，主機(jī)電壓和閃存電壓曲線彼此平行，這里的任務(wù)是獲得足夠的時(shí)間來(lái)使SSD電壓降曲線變得平坦。解決方案是將電容器集成到SSD硬盤(pán)電源中。在檢測(cè)到第一個(gè)閾值時(shí)，控制器禁用主機(jī)操作，并同時(shí)電容器放電以提供足夠的電力來(lái)完成寫(xiě)入過(guò)程。高端服務(wù)器SSD硬盤(pán)和工業(yè)SSD硬盤(pán)可提供此類(lèi)電源故障保護(hù)功能。

3、完整的數(shù)據(jù)備份

Agrade睿達(dá)工業(yè)級(jí)SSD使用DRAM緩存來(lái)提高性能并降低寫(xiě)入放大系數(shù)(WAF)。上述斷電機(jī)制的電平使DRAM內(nèi)存數(shù)據(jù)無(wú)保護(hù)。如果在電源故障期間，這種數(shù)據(jù)需要可靠地寫(xiě)入閃速存儲(chǔ)器(稱(chēng)為數(shù)據(jù)硬化的機(jī)制)，則需要更復(fù)雜的電路和更大的電容器的電能儲(chǔ)備。生產(chǎn)制造商首先必須確定采用哪些電容器最合適，Agrade睿達(dá)選用的聚合物鉭電容提供了一個(gè)出色耐用的模塊，可承受-55°C至+ 105°C的溫度。在電壓下降的情況下，通過(guò)電源管理芯片切換到電容器，并產(chǎn)生一個(gè)易失性數(shù)據(jù)“硬化”命令。

4、先進(jìn)的斷電保護(hù)電路

高耐用的電容器組可以集成到一個(gè)特殊的電源故障電路中，其管理芯片控制鉭電容的充電和放電，如果檢測(cè)到電壓下降，則其管理芯片將電源從主機(jī)切換到電容器，使鉭電容得到充分放電，以保證足夠的時(shí)間將緩存中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入Nand Flash芯片中。同時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)控制器數(shù)據(jù)硬化順序的停電信號(hào)。在SSD寫(xiě)入過(guò)程完成后，產(chǎn)生“硬化完成”信號(hào)，以便控制固態(tài)電壓源的關(guān)斷。

結(jié)論

工業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)的斷電保護(hù)功能、長(zhǎng)壽命以及更堅(jiān)固的外殼和高品質(zhì)的觸點(diǎn)，使得工業(yè)級(jí)SSD固態(tài)硬盤(pán)具有長(zhǎng)期的可用性或可交付性，而且從技術(shù)角度來(lái)看，這是一項(xiàng)偉大的投資保護(hù)，同時(shí)也提高了耐用性。這個(gè)特點(diǎn)是由于采取了防止過(guò)早老化的許多措施，如較低的寫(xiě)入放大系數(shù)(WAF)和過(guò)度配置。