【導讀】不穩(wěn)定的電源是遠程和極端環(huán)境中設(shè)備面臨的常見挑戰(zhàn)，這可能會嚴重影響固態(tài)驅(qū)動器（SSD）的操作。啟動和關(guān)閉過程中的不穩(wěn)定電源，可能會導致系統(tǒng)崩潰和系統(tǒng)重啟等問題。
不穩(wěn)定的電源是遠程和極端環(huán)境中設(shè)備面臨的常見挑戰(zhàn)，這可能會嚴重影響固態(tài)驅(qū)動器（SSD）的操作。啟動和關(guān)閉過程中的不穩(wěn)定電源，可能會導致系統(tǒng)崩潰和系統(tǒng)重啟等問題。
基于硬件的預防功能，可以保護SSD免受不穩(wěn)定電壓水平的影響。在啟動期間延長斜坡上升時間，能確保在允許SSD打開之前電壓已經(jīng)穩(wěn)定。系統(tǒng)關(guān)閉后或快速重啟期間，通過調(diào)整硬件僅允許在電壓降低后啟動，能預防殘留電壓導致問題。
通過結(jié)合這兩種硬件功能，SSD在啟動和關(guān)閉期間都能受到保護。
電源不穩(wěn)定和突然斷電一直是存儲設(shè)備面臨的挑戰(zhàn)
電源的突然下降可能會導致數(shù)據(jù)損壞，在最壞的情況下，還會導致整個設(shè)備故障。因此，大多數(shù)用于關(guān)鍵應用程序的固態(tài)硬盤都具有緊急功能，可以保存數(shù)據(jù)，并確保在突然斷電后重新啟動時不會出現(xiàn)問題。
這些技術(shù)主要用于確保事件發(fā)生后的數(shù)據(jù)完整性。然而，還有其他電源因素會影響SSD數(shù)據(jù)的完整性。某些應用程序在電源不穩(wěn)定的條件下運行。在啟動和使用過程中，電壓可能會波動，這反過來會干擾SSD的操作，也會損壞設(shè)備。另一個重大風險是關(guān)閉后的剩余電壓，這可能會在重新啟動系統(tǒng)時進一步導致問題。
然而，有一些預防措施可以幫助緩解這些問題。可以通過優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)保護措施，使SSD能夠防止數(shù)據(jù)損壞和突然重啟問題。本文將進一步解釋電力損失和電力不穩(wěn)定的風險，更重要的是，如何避免這些風險。
電力不穩(wěn)定主要表現(xiàn)在電力供應不足和不穩(wěn)定的系統(tǒng)中，如車載計算機、遠程安裝以及電網(wǎng)可靠性較低的欠發(fā)達地區(qū)使用的設(shè)備等應用。
然而，即使在電力供應穩(wěn)定的地區(qū)，在某些不可預見的情況下，電力損失仍然可能發(fā)生，例如建筑工程失誤或雷擊會導致電網(wǎng)暫時癱瘓。因此，即使風險較低，關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)的完整性仍然需要得到保障。
挑戰(zhàn)：啟動不穩(wěn)定
與系統(tǒng)啟動相關(guān)的風險有兩個：不可預測的啟動時間和電源不穩(wěn)定。
SSD只有在超過預設(shè)閾值電壓后才會啟動。當斜坡上升時間過長時，這可能會導致問題，因為閾值電壓對于SSD來說不夠。上升時間取決于當?shù)氐碾娏闆r，因此各地的情況會有所不同（見圖1），這使得制造商很難制定出滿足所有情況的解決方案。
圖1:不同設(shè)備啟動時間的兩個不同例子
在上升過程中，電壓可能會波動（見圖2）。這可能會觸發(fā)SSD啟動，但電壓可能會在最終穩(wěn)定之前繼續(xù)波動。與上述緩慢的啟動時間一樣，這種情況可能會導致設(shè)備啟動出現(xiàn)問題，并可能導致數(shù)據(jù)損壞和SSD損壞。
圖2:SSD上升期間的電壓波動
殘余電壓
成功關(guān)閉后，電壓水平應接近或處于0V。然而，供電不良可能會在關(guān)機后留下殘余電壓。這可能會導致重啟時出現(xiàn)問題。
上升緩沖器
為了避免啟動時出現(xiàn)任何問題，SSD會在達到預設(shè)的電壓閾值后創(chuàng)建緩沖區(qū)。當達到閾值時，SSD將調(diào)整設(shè)備啟動，以確保達到穩(wěn)定的電壓水平。因此，任何功率不穩(wěn)定或緩慢上升的時間都會被安全地捕獲在緩沖區(qū)內(nèi)。該功能將在任何系統(tǒng)啟動時運行，因此也會考慮不同的條件。
圖3:在達到閾值電壓（VDT）后，SSD會添加一個緩沖區(qū)，以確保在啟動之前達到穩(wěn)定電壓（VSSD）
啟動時無殘余電壓干擾
在SSD啟動期間，殘余電壓可能會導致問題。如果關(guān)機后有任何殘余電壓，SSD會將其強制降至0V附近，然后允許系統(tǒng)重新啟動。這種保護措施始終確保每次安全啟動，進一步增強了SSD的預防性電源保護功能。
對于任何使用閃存的設(shè)備來說，不穩(wěn)定的電源都是一個巨大的風險因素。安全關(guān)機算法已經(jīng)有很長一段時間了，但沒有多少人知道可以采取哪些預防措施來確保更安全的通電和斷電，以及更穩(wěn)定的性能。
高效的電源保護措施可以保護任何SSD免受不穩(wěn)定和波動電壓的影響，從而提高數(shù)據(jù)的完整性和系統(tǒng)的運行效率。
Innodisk解決方案
iPower Guard技術(shù)是一套預防措施，在不穩(wěn)定的電源環(huán)境中保護SSD。這套全面的方案包括啟動和關(guān)閉的保障措施，以保持設(shè)備性能并確保數(shù)據(jù)完整性。
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