SSD Elektrik Kesintisi Korumasına Yakından Bakış
SSD'lerdeki elektrik kesintisi koruması (PLP - Power Loss Protection) yeni bir konsept değil ancak yeni SSD tasarımlarında elektrik kesintisi sırasında ve sonrasında SSD'yi korumak için kullanılan uygulamalar ve teknikler önemli ölçüde iyileştirildi. Elektrik kesintisi koruması, iki ana amaca sahiptir:
- Verilerin (ya da sürücünün DRAM ya da SRAM ön bellek tamponlarında bulunan verilerin), kalıcı ya da geçici olmayan Flash belleğe güvenli aktarılması ve
- Sistemin yeninden açılması sonrasında SSD'nin algılanabilmesi ve tekrar kullanılabilmesi için SSD'nin eşleştirme tablosunun sağlamlığının korunması.
Not: SSD eşleştirme tablosu ya da diğer adıyla Flash Transition Layer (FTL), verilerin bir SSD üzerindeki fiziksel ve mantıksal eşleştirilmesinden sorumludur.
Normal sistem kapanışında SSD ana ATA sürücüsünden, SSD'ye sistemin kapandığını belirtilen bir komut alır (Standby Immediate Komutu) ve SSD elektrik kesilmesi için hazırlanır. Normal sistem kapanışında SSD ön bellek tamponlarını boşaltmak ve eşleştirme tablolarını yazmak için fazlasıyla zamana sahip olur.
İyi tasarlanmış bir SSD'de ilk açılışında SSD'nin başarılı biçimde kurtarılması için önemli meta veri bilgilerinin Flash belleğe yazılmasını sağlayan saklama olanaklı güç kapasitörlü donanım tabanlı bir tasarım ve/veya yazılımsal (firmware) PLP sistemi bulunmalıdır. Kingston şu anda PLP için tantalum polimer kapasitörler kullanmaktadır.
İlk nesil SSD'ler, ani elektrik kesintilerine karşı günümüzün modelleri kadar dayanıklı değildi. Ani elektrik kesintisine maruz kalan bir SSD'nin bir sonraki açılmada çalışmaması yaygın olarak görülen bir durumdu. Bu ilk vakaların çoğunda elektrik kesintileri SSD'lerin kurtarılamamasıyla ve veri kaybıyla sonuçlandı.
İki PLP yaklaşımına yakından bakış
Donanımsal PLP – Donanımsal PLP, SSD'nin ön bellek tamponunda yer alan verilerin Flash Belleğe yazılmasına ve eşleştirme tablolarının güncellenebilmesine yetecek kadar uzun süre sistem üzerindeki güç kapasitörleri (Power Caps) ile SSD'ye güç sağlayarak veri kaybını önlemek için tasarlanmıştır. Bir SSD'de tipik donanım tabanlı PLP etkinliği genel olarak bu şekilde gerçekleşir.
SSD denetleyicisi ani elektrik kesintisini tespit eder
- Cihaz üzerindeki elektrik kapasitörleri SSD'ye güç sağlamaya devam eder
- Denetleyici ön bellek tamponunun temizlenmesi için bir dahili komut gönderir
- Denetleyici, elektriğin kesilmesine hazırlık olarak eşleştirme tablolarını günceller
- Sürücü düzgün biçimde kapatılır
Yazılımsal (Firmware) PLP – Yazılımsal (Firmware) PLP koruması da yazılımın bir elektrik kesintisini takiben ilk açılış sırasında eşleştirme tablosunun yeniden oluşturulmasını sağlamasına olanak tanıyarak veri kaybı olasılığını azaltmak için tasarlanmıştır. Tipik yazılım (firmware) tabanlı PLP koruması genel olarak bu şekilde gerçekleşir.
- SSD’nin eşleştirme tablosu, Flash bellekte saklanır ve DRAM'de güncellenir.
- Yeni veriler SSD'ye yazıldığında yazılım (firmware) eşleştirme tablosunu günceller
- Yazılan yeni veriler her zaman LBA, EEC ve diğer yapısal veri bilgilerini içeren etiketlerle (ya da yedek baytlar) yazılır
- Ani elektrik kesintisi meydana gelir
- Veri yapısı bilgileriyle birlikte orijinal eşleştirme tablosuna sahip yedek baytlar, SSD yazılımının (firmware) bir sonraki açılışta SSD'nin eşleştirme tablosunun tekrar oluşturmasını sağlar.
Yazılımsal (Firmware) PLP koruması, kurumsal veri saklama uygulamalarında veri kaybının önlenmesinde çok etkili bir yöntemdir. Örneğin RAID düzeninde bağlanan SSD'lerin, bir elektrik kesintisi sonrasında RAID dizisinin sağlamlığını korumak için kurtarabilmesi ve sağlıklı duruma gelebilmesi önemlidir. Dizide yer alan bir ya da birden fazla sürücünün başarısız olması, veri kaybı açısından yüksek risk oluşturacak şekilde bir off-line diziyle sonuçlanabilir.
Diğer bir kurumsal senaryoda, fiziksel SSD'lerin birden fazla LUN'ye bölümlendirildiği ve birden fazla ana makine tarafından paylaşıldığı büyük veri saklama "paylaşım havuzu"nu oluşturan SSD'ler yer alabilir. Bu örnekte yüksek düzeyde kullanılabilirlik oranı tasarım açısından önemlidir ve yazılım tabanlı PLP koruması, bu LUN'lere ve ana makinelere hizmet veren SSD'lerin başarılı biçimde kurtarılmasını sağlar.
Kingston, ani elektrik kesintisinde dayanıklılığı en üst düzey öncelik haline getirmektedir
Kingston®, SSD'lerini (istemci ve kurumsal) standart niteliklendirme işleminin bir parçası olarak çok zorlu elektrik döngüsü testlerine tabi tutmaktadır. Uyumluluk, performans ve dayanıklılık testlerine ek olarak Kingston SSD'lerin niteliklendirme işleminden geçmesi için çok sayıda güvensiz elektrik kesintisi durumundan güvenle geçmesi, açılabilmesi ve tam işlevsel hale gelmesi gerekmektedir. Elektrik kesintisi testi sırasında bir SSD kullanılmaz hale gelirse üretim niteliklendirme testi durur, sorunun neden açıklığa kavuşturulur ve niteliklendirme süreci tekrar başlar.
Sonuç
Her uygulama ve ortam benzersizdir ve hangi tür PLP'nin sizin ortamınıza uygun olduğuna karar verirken belirli hususlara dikkat edilmelidir.
Günümüzdeki çoğu kurumsal uygulama, beklenmeyen elektrik kesintilerine karşı veri merkezinin çalışmasını sürdürmesini sağlayacak yedek güç kaynakları, kesintisiz güç kaynakları ve elektrik jeneratörleri ile korunmaktadır. Yazılım ve yüksek hızlı ağlar, daha fazla sayıda veri çoklama mimarisi olanağı sağlayarak donanımların arızalanmasının tam bir başarısızlığa neden olma durumunu ortadan kaldırdı.
Yüksek Uygunluk (HA - High Availability) uygulamaları ile veri merkezi elektrik sisteminin kararlılığı, veri saklama uygulaması için hangi SSD PFAIL korumasının en uygun olduğunu belirlemede önemli bir etken olmalıdır.
