Знайомимось із картами пам’яті Kingston Industrial

Управління пошкодженими блоками пам’яті

Пошкоджені блоки містять один або декілька бітів, що втратили надійність. Пошкоджені блоки з’являються як на етапі виробництва (ранні пошкоджені блоки), так і під час експлуатації карти (пізні пошкоджені блоки). Поява пошкоджених блоків обох типів є невідворотною, і саме тому пристрої флеш-пам’яті NAND потребують функції управління пошкодженими блоками пам’яті. Ця функція дозволяє виявляти та маркувати пошкоджені блоки, які замінюються на справні з наявного резерву. Це попереджає запис даних на «биті» блоки, що, в свою чергу, підвищує надійність пристрою. Якщо в пошкодженому блоці є дані, вони будуть переміщені до цілого блоку, щоби запобігти їх втраті.

Потужний захист ECC

Флеш-пам’ять NAND повинна підтримувати цілісність даних під час переміщення даних із ПК до NAND-сховища через флеш-контролер. Передачі даних з пристрою на карту часто називають «даними у польоті» або «даними в транзиті» – поки вони не будуть фактично записані в чіп флеш-пам’яті. Флеш-контролери застосовують алгоритм виправлення помилок (ECC від анг. Error Correction Code) для виявлення та виправлення помилок, що можуть вплинути на дані на цій траєкторії. Чіпи флеш-пам’яті записують додаткову інформацію про виправлення помилок на кожен блок даних, які записуються. Ця інформація допомагає флеш-контролеру миттєво виправляти помилки при зчитуванні блоку даних. Аналогічно жорстким дискам, флеш-пам’ять NAND виявляє помилки в бітах під час нормальної операції та одразу виправляє їх за допомогою даних ЕСС. Якщо NAND-пристрій має значні помилки у блоці даних, то такий блок буде позначено як пошкоджений і його буде замінено одним із запасних блоків з резерву. При цьому за необхідності дані буде виправлено за допомогою ECC. Використання запасних блоків збільшує строк експлуатації та витривалість накопичувача.

Захист від втрати живлення

Втрати живлення є неминучим явищем і за відсутності належного обладнання може призвести до хаосу в робочому середовищі. Захист від втрати живлення є необхідним для запобігання втраті даних. Сумісний пристрій може надіслати на карту команду, що призупиняє всі операції у разі виявлення перебоїв живлення. Це дає карті час зберегти дані, запис яких здійснювався на момент втрати електроживлення.

Захист від спотворення даних при зчитуванні з автоматичним їх оновленням

Функція автоматичного оновлення зчитує дані флеш-пам’яті, в тому числі і там, де зчитування даних відбувається рідко, та за необхідністю автоматично виправляє помилки для уникнення втрати даних через помилки зчитування, помилки утримання даних та інші помилки. Функція автоматичного оновлення виконується у фоновому режимі, тому вона спричиняє дуже незначну затримку у реагуванні на команди навіть під час виправлення.

Динамічне оновлення даних

Динамічне оновлення даних застосовується для того, щоби під час операцій тільки читання блоки із великою кількістю помилок вилучалися і виконувалося оновлення. При виконанні кожної команди читання контролер здійснює трьохетапну перевірку цільового блоку:

• Перший етап – перевірка на наявність відмітки про необхідність оновлення
• Другий – перевірка поточної кількості помилкових бітів
• Третій – перевірка поточної кількості повторних спроб

Збирання «сміття»

Збирання «сміття»і допомагає флеш-пам’яті NAND підтримувати надійність та швидкість. Флеш-пристрої NAND не можуть перезаписувати вже наявні дані. Для запису в блок даних, що вже використовується, вони мають пройти цикл «програмування/видалення». Флеш-контролер NAND спочатку копіює всі дійсні дані (які все ще використовуються) та записує їх на порожні сторінки іншого блоку. Потім він стирає всі ячейки у поточному блоці (як дійсні, так і недійсні дані) і після цього починає запис нових даних у щойно стертий блок. Цей процес і називається збирання «сміття».

Вирівнювання зношування

Флеш-сховища від Kingston мають контролери із новітньою технологією вирівнювання зношування, що рівномірно розподіляє кількість циклів програмування/стирання по флеш-пам’яті. Коли виникає необхідність у блоці для зберігання даних, застосовується блок із найменшою кількістю стирань. Вирівнювання зношування збільшує експлуатаційний ресурс флеш-карти.