Intelligent Power Shield y Power Shield

Introduccion

Durante la operación de una unidad de estado sólido (SSD), los datos se almacenan temporalmente en la memoria caché DRAM. Esto se hace para aprovechar el tiempo de respuesta rápido del DRAM para aumentar el rendimiento del SSD. Como la memoria caché DRAM es volátil, se requiere una fuente de alimentación externa para contener y vaciar los datos.

En un proceso apropiado de apagado de energía, los comandos son dados por el host al controlador SSD y la energía se puede cortar de inmediatamente. El controlador envía un reconocimiento de recibo de nuevo al host y después vacía todos los datos que se salvan temporalmente en la memoria caché DRAM al NAND flash.

Sin embargo, durante una pérdida de energía inesperada, los datos en tránsito no se pueden almacenar ni vaciar en el flash sin notificación previa ni alimentación. En este caso, los datos almacenados en el SSD no se actualizan, lo que puede dar lugar a un problema con la incompatibilidad de datos, la corrupción de datos o incluso el error total del dispositivo.

Datos en Riesgo durante un Corte de Energía

En caso de un fallo de alimentación inesperado, la pérdida de datos puede ocurrir en cualquiera lugar en los siguientes procesos:

El Intelligent Power Shield (IPS) patentado de Transcend está diseñado para minimizar el riesgo de corrupción de datos y garantizar la integridad de los datos.

Qué es Intelligent Power Shield?

Intelligent Power Shield (IPS) es una tecnología para SSD’s DRAM que funciona a 5V para garantizar la integridad de los datos en caso de un corte repentino de energía. Mediante la adición de capacitores, IPS puede prolongar el tiempo para completar el proceso después de una pérdida repentina de energía. Cuando se enciende la alimentación, estos capacitores actúan como baterías y se cargan con electricidad de la computadora. Durante una pérdida de energía inesperada, los capacitores cargados pueden seguir ofreciendo energía al SSD, lo que permite que los datos completen el proceso de escritura.

¿Cómo funciona IPS?

El SSD tiene un detector de voltaje que monitorea constantemente el nivel de voltaje proveniente del host. En caso de la pérdida repentina de energía, el detector de voltaje activará IPS tan pronto como el voltaje caiga de 5V a 4V. En esta etapa, IPS se asegura de que los datos almacenados en NAND no estén dañados. Los capacitores incorporados continúan ofreciendo suficiente energía para que los datos se vacíen de la memoria caché DRAM en el NAND flash. Cuando el voltaje cae por debajo de 2.3V, el NAND flash entra en un modo de protección contra escritura y no se pueden escribir más datos.

Fallo de alimentación con y sin IPS

Al prolongar el tiempo entre la pérdida repentina de energía y el modo de protección de escritura, el SSD puede completar más escrituras de la memoria caché DRAM al NAND flash.

Con IPS, el SSD tiene más de 75 milisegundos para completar el proceso de vaciado de datos antes de que el NAND flash entre en modo de protección de escritura a 2.3V. Sin IPS, el SSD tiene 2 milisegundos.

Que es Power Shield (PS) y como es diferente a IPS?

Power Shield (PS) es una tecnología básica que soporta todos los SSD’s integrados de Transcend para evitar la pérdida interna de datos en el NAND flash en caso de un corte repentino de energía. El circuito de detección de voltaje interno (VDT) del controlador, monitorea la fuente de alimentación externa. Cuando la tensión externa cae de 5V a 4V o de 3.3V a 2.7V, el VDT activa el mecanismo de detección PS. Cuando se produce un corte de energía repentino, el circuito de protección de alimentación interno activaría la función PS para que el controlador deje de aceptar nuevos comandos de escritura. La operación de escritura se detiene para asegurarse de que el firmware y los datos en el NAND flash no están dañados. En comparación a IPS, PS no crea tiempo de búfer adicional para que el NAND flash complete más escrituras.

Las Ventajas de IPS y PS de Transcend

Transcend ha obtenido exclusivamente el patente IPS. Para un mejor rendimiento, Transcend utiliza componentes superiores, como un detector de voltaje avanzado para activar IPS. Además, Transcend utiliza capacitores de tantalio de polímeros, capacitores de servicio pesado y bajo perfil que son capaces de operar de forma estable en entornos hostiles.

Aunque es una característica de nivel de entrada que no requiere capacitores adicionales, PS permite de forma similar el mecanismo de detección de energía interna del SSD para monitorear la potencia proporcionada por el host. Cuando la energía se pierde repentinamente, el voltaje disminuye, y el detector de voltaje del SSD activa PS, lo que hace que el controlador SSD detenga los datos de programación en NAND flash y asegura que los datos almacenados en NAND no estén dañados.

  IPS PS
Hardware Con detector de voltaje incorporado (VDT) y capacitores de tantalio de polímero adicional (TCC), IPS crea más tiempo para que se escriban más datos de DRAM a memoria NAND flash cuando el voltaje cae de 4V a 2.3V. Cuando la tensión externa cae a un cierto nivel, el circuito de detección de voltaje interno (VDT) del controlador activa el mecanismo PS. A continuación, el controlador SSD deja de aceptar nuevos comandos de escritura en el flash.
Firmware Una vez que se lanza el IPS, el firmware vacía automáticamente los datos de la memoria caché DRAM a la memoria NAND flash. El controlador SSD deja de aceptar nuevos comandos de escritura desde el host, lo que garantiza la integridad de los datos existentes para el NAND flash.

Para garantizar una alta credibilidad, la tecnología IPS de Transcend utiliza el concentrador de alimentación Ulink DriveMaster para probar nuestro mecanismo de protección de apagado, cada ciclo incluye los siguientes pasos:

  1. Host emite comandos de escritura para el controlador.
  2. El controlador pone los datos en la memoria caché DRAM.
  3. Ulink apaga el host. Cuando el VDT detecta que el voltaje cae a 4V, los datos se vacían de la memoria caché DRAM al NAND flash.
  4. Ulink enciende el host y compara los datos en el host con los del NAND flash. Si hay incoherencia en los datos, el informe muestra "comparación errónea".

El IPS de Transcend ha pasado por 3,000 ciclos de pruebas. Como resultado, se mostraron cero mensajes incoherentes.

Resumen

Los productos SSD de Transcend proporcionan un mecanismo integrado de protección contra cortes de energía para garantizar la integridad de la transferencia de datos y minimizar las posibilidades de fallo del dispositivo durante un corte de energía inesperado.

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