如何讓用戶數(shù)據(jù)更安全？消費(fèi)級SSD中的掉電保護(hù)思路分享

當(dāng)今世界，數(shù)據(jù)的重要性不言而喻。固態(tài)硬盤（SSD）作為最主要的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，如何持續(xù)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)保護(hù)和可靠性，尤其是遭遇突然的電源中斷等情況下，是極為重要的能力。

一、為什么需要掉電保護(hù)

Power Loss Protection（掉電保護(hù)，簡稱PLP）技術(shù)旨在為SSD提供數(shù)據(jù)完整性和可靠性方面的保障，主要是為了應(yīng)對斷電或電源突然中斷等意外情況，防止數(shù)據(jù)丟失或損壞。

突然斷電時(shí)，SSD可能會丟失其易失性寫入緩存中的用戶數(shù)據(jù)，或者丟失重要的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（例如邏輯-物理區(qū)塊地址映射表），進(jìn)而造成SSD無法被系統(tǒng)識別。

PLP技術(shù)通常采用增加電容硬件的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)電壓檢查電路監(jiān)測到電壓低于設(shè)定閾值時(shí)，使用電容進(jìn)行短期供電，以便SSD對緩存的數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化寫操作。

但當(dāng)存在硬件外觀以及空間限制時(shí)，尤其對于超薄的消費(fèi)級SSD來講，沒那么容易額外增加電容硬件。此時(shí)有一種思路是通過“系統(tǒng)PLP架構(gòu)”來實(shí)現(xiàn)定制化的掉電保護(hù)。

二、定制化掉電保護(hù)

系統(tǒng)PLP架構(gòu)通過定制化實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)軟件與SSD固件和硬件的相互配合。

以M.2形態(tài)接口為例，定制化的PLP在M.2 Pin-out中單獨(dú)定義邊帶信號 PLN#（Power Loss Notification），以傳遞掉電通知。硬件實(shí)時(shí)監(jiān)測供電狀態(tài)，并根據(jù)需要采取相應(yīng)的措施。其中主要的交互過程為：

1. 硬件上通過PLN#來通知SSD即將出現(xiàn)的異常掉電（一般是4秒內(nèi)）。

2. 固件收到PLN#通知后，立即暫停新命令處理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)、映射表的緊急保存，確保數(shù)據(jù)被正確地寫入閃存存儲介質(zhì)。

在斷電事件后，再次加電時(shí)固件將重建映射表，降低了數(shù)據(jù)丟失的概率。

三、掉電保護(hù)效果

采用了PLP技術(shù)的SSD在掉電發(fā)生時(shí)，具有與無PLP技術(shù)的SSD相比更加充分的數(shù)據(jù)寫入時(shí)間，且可以結(jié)合軟件層面的優(yōu)化，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)快速精確的異常掉電重建等能力。

利用PLP技術(shù)，SSD能夠在面臨突發(fā)停電或斷電的情況下保護(hù)用戶的數(shù)據(jù)。無論是常見的消費(fèi)級場景，還是那些對數(shù)據(jù)完整性和持久性要求較高的應(yīng)用場景，如金融、數(shù)據(jù)庫、企業(yè)存儲等，這個能力都至關(guān)重要。

此外，PLP還提高了SSD的可靠性和耐用性，為用戶提供更好的使用體驗(yàn)，是SSD設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，更全面地、有力地為數(shù)據(jù)保駕護(hù)航。

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