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Flash-Speicher:

Strom weg - Daten gerettet

23. Juli 2015, 10:46 Uhr | Nach Unterlagen von Innodisk

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Strategien für eine sichere Stromversorgung

Um Solid State Drives vor dem Risiko eines Datenverlustes durch eine unzuverlässige Stromversorgung zu schützen, kann auf einen kombinierten Hardware-/Firmware-Ansatz wie beispielsweise Innodisks iCell-Technologie oder auf einen Ansatz ohne DRAM-Zwischenspeicher gesetzt werden.

Eine stabile Stromschutz-Technologie wie iCell enthält eine Schaltung, die einen Spannungsabfall sofort entdeckt und Maßnahmen für den Datenschutz auslöst: Augenblicklich werden alle I/O-Operationen gestoppt und die Eingangsspannung unterbrochen. Die Restleistung der Bordkondensatoren wird dann dazu verwendet, den Inhalt des flüchtigen DRAM-Cache auf den nichtflüchtigen Flash-Speicher zu übertragen. Dank der iCell-Technik verfügen aktuelle Industrie-SSDs wie die Innodisk iCell 3MG2-P über eine hohe IOPS-Leistung von bis zu 80/76K Random IOPS, ohne jedoch im Falle eines plötzlichen Stromausfalls auf eine hohe Datensicherheit verzichten zu müssen.

DRAM-loses Design

Eine weitere Möglichkeit, das Problem des Leistungsverlusts anzugehen, ist die Beseitigung seiner Ursache. SSDs ohne DRAM-Cache verzichten einfach auf den flüchtigen Datenpuffer. Der Stromausfallschutz vereinfacht sich, da kritische Daten nie in einem solchen Speicher zwischengespeichert werden. Um die Schreibvorgänge zu optimieren, wird stattdessen ein kleinerer SRAM-Puffer verwendet. Durch die Verwendung von schnellem, aber teurem SRAM mit geringerer Kapazität kann dieses Design die Daten im Falle eines unerwarteten Stromausfalls sehr schnell vom SRAM-Puffer in den Flash-Speicher kopieren.

Solche DRAM-losen Designs sind robust, einfach und in der Regel billiger als SSDs mit DRAM und Stromschutz-Techniken. Der Verzicht auf einen großen Schreibpuffer geht aber mit Abstrichen bei der Leistung einher. Denn die Optimierung von Schreiboperationen ist ohne den Speicherplatz eines großen DRAM-Puffers deutlich schwieriger. Dank moderner SSD-Technologie können DRAM-lose SSDs wie die Innodisk-3ME3-Serie bis zu 17K Random IOPS erreichen, was für die meisten industriellen Anwendungen völlig ausreicht. In Anwendungsbereichen, in denen jedoch die I/O-Leistung essenziell ist, sind mit DRAM gepufferte SSDs, wie die 3MG-P mit bis zu 60/70K Random IOPS, die eindeutig bessere Wahl.

Preisfrage

Für diejenigen, die einen Blick auf zuverlässige SSDs für Embedded-Anwendungen werfen, sollte die Sicherheit der Stromversorgung ein gleichermaßen zentrales Anliegen sein wie die Schock- und Vibrationsresistenz und ein breiter Betriebstemperaturbereich. Ein plötzlicher Stromausfall kann für SSDs zu einem großen Problem für die Datenintegrität werden, sodass ein stabiles Stromversorgungssystem der Schlüssel zu einer hohen Datenzuverlässigkeit ist.

Die besten Industrie-SSDs können entweder auf einem kombinierten Firmware- und Hardware-Stromschutz oder einem einfacheren DRAM-losen Design aufbauen, um den Stromversorgungsschutz für die Datenintegrität bei Flash-Speicher zu implementieren. Beide Ansätze haben Vorteile und bei der Entscheidung kommt es letzten Endes auf Kosten- und Leistungsfaktoren an. Während DRAM-lose SSDs mit einem Preisvorteil punkten können, bieten SSDs mit DRAM und integriertem Stromversorgungsschutz ein ausgewogenes Verhältnis von Leistung und Stromschutz.