MEMS存儲(chǔ)設(shè)備的故障管理詳細(xì)說明

MEMS也就是微機(jī)電系統(tǒng)，對(duì)于MEMS系統(tǒng)，我們或多或少有所認(rèn)識(shí)。上篇文章中，小編對(duì)MEMS存儲(chǔ)設(shè)備的請(qǐng)求調(diào)度算法有所介紹。為增進(jìn)大家對(duì)MEMS的了解，本文將對(duì)MEMS存儲(chǔ)設(shè)備的故障管理予以介紹。如果你對(duì)MEMS以及相關(guān)內(nèi)容具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

MEMS全稱Micro Electromechanical System，微機(jī)電系統(tǒng)。是指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí)，是一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng)。主要由傳感器、動(dòng)作器（執(zhí)行器）和微能源三大部分組成。MEMS存儲(chǔ)器是一種新型存儲(chǔ)器件，具有高密度、低功耗、非易失、多探針并行訪問等特點(diǎn)，相對(duì)于傳統(tǒng)磁盤具有明顯優(yōu)勢(shì)。可以填補(bǔ)RAM和磁盤之間的性能差距，可在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中承擔(dān)多種角色，為新型高性能海量存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究帶來新思路和新方法。MEMS是一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng)，可大批量生產(chǎn)，其系統(tǒng)尺寸在幾毫米乃至更小，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí)。在下面的內(nèi)容中，小編將基于幾個(gè)方面對(duì)MEMS存儲(chǔ)設(shè)備故障管理加以闡述，詳細(xì)如下。

一、內(nèi)部故障

磁盤常見的故障有兩種：可恢復(fù)故障和不可恢復(fù)故障。MEMS存儲(chǔ)設(shè)備也會(huì)出現(xiàn)類似的故障。但是，MEMS存儲(chǔ)設(shè)備可以采用多個(gè)探針來彌補(bǔ)組件故障，包括可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備不可用的故障。

對(duì)MEMS存儲(chǔ)設(shè)備來說，有效的糾錯(cuò)碼可以通過分布在多個(gè)探針上的數(shù)據(jù)計(jì)算得到。在G2模型中，每個(gè)512字節(jié)的數(shù)據(jù)塊和ECC碼分布在64個(gè)探針之問。Ecc碼包括一個(gè)垂直部分和一個(gè)水平部分。ECC碼水平部分可以從故障的扇區(qū)得到恢復(fù)，而垂直部分指出哪些扇區(qū)可以作為故障扇區(qū)對(duì)待，同時(shí)將大的錯(cuò)誤轉(zhuǎn)化為扇區(qū)擦除操作。這個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)制說明大部分的內(nèi)部故障是可以恢復(fù)的。

像磁盤一樣，MEMS存儲(chǔ)設(shè)備也保留了一些的備用空間（spare space），用來存儲(chǔ)由于探針和介質(zhì)故障而無法保存在默認(rèn)位置的數(shù)據(jù)。MEMS存儲(chǔ)設(shè)備的多個(gè)探針可以在一個(gè)磁道上并行訪問數(shù)據(jù)，可以避免由于故障需要重新映射帶來的性能和預(yù)測(cè)開銷。而且，通過在每個(gè)磁道設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)備用探針（spare tips），不可讀取的數(shù)據(jù)被重新映射到空閑探針相同的扇區(qū)。

二、設(shè)備故障

MEMS存儲(chǔ)設(shè)備也很容易受到不可恢復(fù)的故障影響：外部機(jī)械或者靜電強(qiáng)大的作用力能夠損壞觸動(dòng)器的集電刷或者折斷彈簧，破壞介質(zhì)表面，損壞設(shè)備的電子裝置或者破壞數(shù)據(jù)通道。如果出現(xiàn)這些故障，可以采用與磁盤一樣的方式來處理。例如，采用設(shè)備內(nèi)部的冗余和周期性的備份來處理設(shè)備故障。

MEMS存儲(chǔ)設(shè)備的機(jī)械特性在一些容錯(cuò)機(jī)制中更適合處理讀一更新一寫（read-modify-write）操作。一般的磁盤需要轉(zhuǎn)完整的一圈才能到達(dá)相同的扇區(qū)，而MEMS存儲(chǔ)設(shè)備可以快速的反轉(zhuǎn)方向，大大減少了讀一更新一寫的延遲。

三、故障恢復(fù)

同磁盤一樣，文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要維護(hù)存儲(chǔ)在MEMS存儲(chǔ)設(shè)備上對(duì)象內(nèi)部的一致性。雖然采用同步寫操作對(duì)性能具有一定影響，但是，MEMS存儲(chǔ)設(shè)備的低服務(wù)時(shí)間可以減少這種損失。另外，MEMS存儲(chǔ)設(shè)備沒有轉(zhuǎn)軸啟動(dòng)的時(shí)間，因此設(shè)備啟動(dòng)速度快，大概只需要0.Sms。即使是高端磁盤，也需要15-25s的時(shí)間來啟動(dòng)轉(zhuǎn)軸和完成初始化。同時(shí)，因?yàn)椴恍枰獑?dòng)轉(zhuǎn)軸，就不需要考慮啟動(dòng)轉(zhuǎn)軸需要的功耗，也就沒必要采取任何減少功耗的技術(shù)，這些都使得所有的MEMS存儲(chǔ)設(shè)備可以同時(shí)啟動(dòng)，系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)間從秒級(jí)降到毫秒級(jí)。