SSD Power Loss Protection là gì và nó hoạt động như thế nào?

Với việc ổ cứng thể rắn (SSD) ngày càng có giá phải chăng, nhiều người đã chuyển sang sử dụng SSD do tốc độ, hiệu quả sử dụng năng lượng và hoạt động êm ái của chúng. Tuy nhiên, SSD dễ bị mất dữ liệu hơn so với ổ cứng cơ học khi mất điện đột ngột. Mặc dù ghi nhật ký hệ thống tệp và khôi phục dữ liệu giúp ích, nhưng việc dựa vào các giải pháp phần mềm không đáng tin cậy.

Cần có một giải pháp phần cứng và đó là lúc cần đến tính năng bảo vệ khi mất điện năng của SSD (PLP).

Bảo vệ khi mất điện của SSD là gì?

Bảo vệ khi mất nguồn SSD là một công nghệ được thiết kế để bảo vệ dữ liệu khỏi bị hỏng hoặc bị xóa khỏi SSD khi nguồn bị cắt đột ngột. Việc mất điện đột ngột có thể do mất điện, tăng điện áp hoặc dây nguồn vô tình bị rút ra khỏi ổ cắm điện.

Trong trường hợp mất điện đột ngột, SSD có PLP sẽ bảo vệ dữ liệu bằng cách cung cấp điện đủ lâu để dữ liệu được lưu trữ và ghi nhật ký đúng cách. Điện tích khẩn cấp đến từ các siêu tụ điện tích điện trên SSD. Thời gian sạc chỉ kéo dài trong thời gian rất ngắn (mili giây) nhưng đủ để truyền hàng gigabyte dữ liệu từ DRAM sang NAND.

Lợi ích của SSD PLP là gì?

Lợi ích chính của việc có PLP trên SSD là nó bảo vệ dữ liệu một cách đáng tin cậy trong trường hợp mất điện đột ngột. Mặc dù đây có thể không phải là vấn đề lớn đối với máy tính cá nhân, nhưng bảo vệ dữ liệu là điều cần thiết đối với các doanh nghiệp và tổ chức lưu trữ thông tin có giá trị trên máy chủ của họ. Nếu không có PLP, doanh nghiệp có thể mất dữ liệu quan trọng cần thiết cho hoạt động hàng ngày, gây tổn thất tài chính và làm tổn hại danh tiếng của công ty.

Bên cạnh việc ngăn ngừa mất và hỏng dữ liệu, SSD có PLP còn cải thiện độ tin cậy tổng thể và tuổi thọ của SSD. Bằng cách đảm bảo rằng dữ liệu được chuyển sang bộ nhớ flash NAND một cách an toàn, PLP duy trì tình trạng của SSD bằng cách ngăn chặn các sự cố có thể dẫn đến lỗi SSD về lâu dài. Vì vậy, bằng cách giảm các sự cố hỏng hóc SSD, bạn cũng đang giảm hao mòn khi vận hành, do đó giúp SSD hoạt động lâu hơn.

Trước khi giải thích cách thức hoạt động của PLP, trước tiên hãy nói về cách hoạt động của SSD thông thường và cách dữ liệu có thể bị mất hoặc bị hỏng khi mất điện.

SSD PLP hoạt động như thế nào?

SSD sử dụng hai loại bộ nhớ trong mạch của chúng: bộ nhớ flash DRAM và NAND. Bộ nhớ flash NAND là loại bộ nhớ cố định được sử dụng để lưu trữ lâu dài. Mặt khác, DRAM trên bo mạch là bộ nhớ dễ bay hơi được sử dụng để lưu trữ dữ liệu trước khi lưu trữ vào bộ nhớ NAND chính.

Trong các hoạt động bình thường, DRAM tích hợp tạm thời lưu trữ thông tin được truy cập thường xuyên trước khi dữ liệu được lưu trữ trên bộ nhớ flash NAND. Khi nguồn điện đột ngột bị cắt khỏi SSD, dữ liệu được lưu trong bộ nhớ đệm trên DRAM sẽ bị mất vì đây là loại bộ nhớ dễ bay hơi yêu cầu nguồn điện liên tục để lưu trữ thông tin. Mất điện trong khi truyền tệp sang bộ nhớ NAND cũng sẽ khiến tệp bị hỏng do tệp bị cắt nhỏ hoặc không đầy đủ.

Các cách khác để tránh mất điện đột ngột cho SSD bao gồm bộ pin dự phòng (BBU) và nguồn điện dự phòng liên tục. Tuy nhiên, đây là những giải pháp bên ngoài cần được mua riêng.

Một giải pháp thanh lịch và tiết kiệm chi phí hơn (tùy thuộc vào nhu cầu) sẽ là sử dụng SSD PLP tích hợp, kết hợp việc sử dụng tụ điện tantalum. Các tụ điện đặc biệt này có thể chứa đủ điện tích để cung cấp năng lượng cho ổ SSD trong một thời gian ngắn, thường kéo dài trong khoảng 20–40 mili giây, đủ để truyền trực tiếp vài gigabyte dữ liệu (tùy thuộc vào kiểu máy) sang bộ nhớ flash NAND.

SSD PLP sử dụng tụ điện thay vì pin thông thường vì nhiều lý do.

Đầu tiên, các tụ điện có thể nhanh chóng giải phóng điện tích của chúng vào SSD rất lâu trước khi thành phần này đạt đến điện áp không hoạt động. Tụ điện cũng có mật độ năng lượng cao, cho phép chúng chứa đủ điện tích trong các gói nhỏ như vậy. Cuối cùng, tụ điện cũng có thể hoạt động trong môi trường khắc nghiệt nơi nhiệt độ cao có thể là yếu tố không đổi. Mặc dù pin có thể cung cấp năng lượng cho SSD lâu hơn, nhưng khối lượng lớn, vòng đời thấp và tốc độ sạc và xả chậm của chúng được sử dụng tốt hơn cho trạm điện di động hoặc nguồn điện liên tục.

SSD PLP đôi khi bao gồm một bộ vi điều khiển (MCU) bổ sung cho các tính năng bổ sung như bảo vệ chống mất điện nâng cao, bảo mật bổ sung và các tùy chọn tùy chỉnh khác nhau.

Hạn chế của SSD PLP là gì?

Cho dù bạn đang mua SSD có PLP cho cụm máy chủ của công ty hay bộ nhớ cá nhân, điều quan trọng cần biết là SSD PLP chỉ nên được coi là một lớp bảo vệ bổ sung chống mất và hỏng dữ liệu có thể xảy ra. Dưới đây là một vài hạn chế của SSD PLP mà bạn nên ghi nhớ:

• SSD PLP chỉ bảo vệ dữ liệu khi mất điện hoặc mất điện đột ngột. Nếu xảy ra hiện tượng tăng điện áp, có khả năng mạch SSD bị hỏng. Tại thời điểm đó, không có dữ liệu nào là an toàn. Nên bổ sung hệ thống của bạn với bộ chống sét lan truyền, AVR hoặc thậm chí cả UPS nếu dữ liệu được lưu trữ là vô cùng quan trọng.
• Nguồn dự phòng PLP bị hạn chế. Vì thời gian sạc dự phòng chỉ kéo dài trong vài mili giây nên các tệp lớn có thể không được chuyển thành công sang NAND trước khi hết sạc dự phòng. Trong trường hợp này, SSD vẫn sẽ dựa vào nhật ký hệ thống tệp để khôi phục dữ liệu bị mất.
• Hệ thống của bạn có thể không hỗ trợ PLP. Mặc dù hầu hết các SSD PLP đều có các đầu nối và hệ số hình thức giống nhau, nhưng không phải tất cả SSD có PLP đều tương thích với tất cả các hệ thống. Điều này đặc biệt đúng đối với các PLP tiên tiến hơn tích hợp MCU. Bạn phải kiểm tra tính tương thích trước khi mua.
• SSD PLP có thể tốn kém. Mặc dù mức giá thông thường tăng thêm 20%-30% cho một ổ SSD có PLP có thể dễ dàng bị bỏ qua khi bạn chỉ mua một chiếc bình thường, nhưng việc phải mua hàng chục chiếc cho máy chủ của bạn có thể rất tốn kém. Mua một UPS có thể là một giải pháp tốt hơn cho các hoạt động lớn hơn với ngân sách hạn hẹp. Đối với mục đích sử dụng cá nhân và quy mô nhỏ, chi phí cho một hoặc một vài ổ SSD có tính năng PLP sẽ là giải pháp tốt hơn nếu bạn chỉ quan tâm đến việc bảo vệ dữ liệu được lưu trữ.

Khả năng chống mất điện của SSD thật tuyệt vời!

SSD Power Loss Protection là một giải pháp tinh tế để đảm bảo an toàn cho dữ liệu của bạn trong trường hợp mất điện đột ngột. Ngoài ra, SSD có PLP mang lại nhiều lợi ích hơn như tuổi thọ dài hơn, độ tin cậy tốt hơn và sự yên tâm. Mặc dù các loại SSD này thường được sử dụng cho các ứng dụng doanh nghiệp và SSD cấp tiêu dùng có PLP khó tìm hơn, nhưng nếu chúng có sẵn ở khu vực của bạn, bạn có thể muốn mua một chiếc cho riêng mình.