Bouclier d'alimentation intelligent

Introduction

Pendant le fonctionnement du SSD, les données sont temporairement stockées dans la mémoire cache DRAM. Cette opération vise à tirer parti du temps de réponse rapide de la DRAM pour améliorer les performances du SSD. Comme la mémoire cache DRAM est volatile, une alimentation externe est nécessaire pour maintenir et purger les données.

Dans le cadre d'un processus d'arrêt d'alimentation adéquat, l'hôte donne au contrôleur SSD l'ordre de couper immédiatement l'alimentation. Le contrôleur renvoie un accusé de réception à l'hôte, puis efface toutes les données temporairement stockées dans la mémoire cache DRAM vers la puce NAND Flash. Voir la figure 1.

Toutefois, en cas de panne de courant inattendue, les données en transit ne peuvent être ni stockées ni redirigées vers la puce Flash sans avertissement préalable et sans alimentation. Dans ce cas, les données stockées dans le SSD ne sont pas mises à jour, ce qui peut entraîner un problème d'incompatibilité, de corruption des données ou même de défaillance totale du périphérique.

Données à risque en cas de panne de courant

En cas de panne de courant intempestive, une perte de données peut se produire dans l'un des flux suivants illustrés dans la Figure 2:

L'Intelligent Power Shield breveté de Transcend est conçu pour minimiser le risque de corruption des données et assurer leur intégrité.

Qu'est-ce que l'Intelligent Power Shield ou Bouclier d'alimentation intelligent ?

L'Intelligent Power Shield (IPS) ou Bouclier d'Alimentation Intelligent est une technologie pour les SSD équipés de DRAM, fonctionnant à 5V pour assurer l'intégrité des données en cas de coupure soudaine de courant. Par l'ajout de condensateurs, l'IPS peut prolonger le temps nécessaire pour terminer le processus de purge après une panne de courant brusque. Lorsque l'ordinateur est sous tension, ces condensateurs agissent comme des batteries et sont chargés avec l'électricité de l'ordinateur. En cas de perte de puissance imprévue, les condensateurs chargés peuvent continuer à alimenter le SSD, permettant ainsi aux données d'achever le processus d'écriture.

Comment fonctionne l'IPS ?

Le SSD dispose d'un détecteur de voltage qui surveille en permanence le niveau de tension provenant de l'hôte. En cas de perte soudaine de puissance, ce détecteur déclenche l'IPS dès que la tension passe de 5V à 4V. A ce stade, l'IPS s'assure que les données stockées dans la puce NAND ne sont pas endommagées. Les condensateurs intégrés continuent de fournir suffisamment d'énergie pour que les données puissent être transférées de la mémoire cache DRAM vers la NAND Flash. Lorsque la tension descend en dessous de 2,3V, la puce NAND Flash passe en mode de protection en écriture et aucune autre donnée ne peut être écrite. Voir la figure 3.

Panne de courant avec et sans IPS

En allongeant le délai entre la perte soudaine de puissance et le mode de protection en écriture, le SSD peut effectuer davantage d'écritures depuis la mémoire cache DRAM vers la NAND Flash. Voir la figure 4.

Comme le montre la Figure 4, avec l'IPS, le SSD bénéficie de plus de 75 millisecondes pour terminer le processus de purge des données avant que la NAND Flash passe en mode protection en écriture à 2,3V de tension. Sans IPS, le SSD ne dispose que de 2 millisecondes.

Avantages de l'IPS Transcend

Transcend a obtenu exclusivement le brevet IPS. Pour de meilleures performances, Transcend utilise des composants supérieurs tels qu'un détecteur de tension avancé pour déclencher l'IPS. De plus, Transcend utilise des condensateurs en tantale polymère, c'est-à-dire des condensateurs à haut rendement et à profil bas qui sont capables de fonctionner de façon stable dans des environnements difficiles. Voir le tableau ci-dessous:

  IPS Sans IPS
Matériel Grâce au détecteur de tension intégré (VDT) et aux condensateurs en tantale polymère supplémentaires (PTC), l'IPS prolonge la durée d'écriture des données de la DRAM vers la mémoire NAND Flash lorsque la tension passe de 4V à 2,3V. Dès que la tension chute à 4V, les condensateurs commencent à se décharger et le contrôleur SSD cesse d'accepter de nouvelles commandes d'écriture.
Firmware Une fois l'IPS déclenché, le micrologiciel efface automatiquement les données de la mémoire cache DRAM vers la mémoire NAND Flash. Le contrôleur SSD cesse d'accepter les nouvelles commandes d'écriture en provenance de l'hôte.

Afin d'assurer une grande fiabilité, la technologie IPS de Transcend utilise le concentrateur Ulink DriveMaster pour tester notre mécanisme de protection contre les coupures de courant, chaque cycle comprend les étapes suivantes:

  1. L'hôte écrit les commandes dans la DRAM.
  2. Ulink éteint l'hôte. Lorsque le VDT détecte que la tension chute à 4V, les données passent de la mémoire cache DRAM à la NAND Flash.
  3. Ulink alimente l'hôte et compare les données de l'hôte avec celles de la NAND Flash. En cas d'incohérence dans les données, le rapport indique une "comparaison erronée".

L'IPS de Transcend a subi 3000 cycles de tests. Par conséquent, aucun message incohérent n'a été affiché.

Résumé

Les SSD Transcend proposent un mécanisme intégré de protection contre les coupures de courant qui garantit l'intégrité du transfert des données et minimise les risques de défaillance des appareils en cas de soudaine panne de courant.

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