TruePLP - 전력 손실 보호
SSD(Solid State Drive)는 고성능 스토리지 솔루션의 필수 하드웨어 구성 요소입니다. 솔리드 스테이트 기술은 비휘발성이지만 갑작스런 정전이나 불안정한 전원 공급 시 데이터 무결성 위험에 직면할 수 있습니다. 이러한 위험에 대응하기 위해 Solid State Storage Technology Corporation(SSSTC)은 자체 전력 손실 보호(PLP) 기술인 TruePLP를 개발했습니다. TruePLP는 갑작스런 정전이나 불안정한 전원 공급 시 데이터를 보호하여 예기치 않은 데이터 손실 위험을 제거하는 중요한 혁신 기술입니다.
SSD가 작동하는 동안 데이터, 지침 및 매핑 테이블이 DRAM 캐시에 임시로 저장되어 지연을 개선하고 마모를 줄입니다. 그러나 DRAM은 휘발성이기 때문에 정상적으로 작동하려면 지속적인 외부 전원이 필요합니다. 표준 시스템 종료 절차에서는 호스트가 SSD의 컨트롤러에 명령을 보내 전원이 곧 종료될 것임을 알릴 수 있습니다. 따라서 SSD는 현재 작업을 완료하고 데이터를 비휘발성 낸드 플래시에 저장할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있습니다. 그러나 예상치 못한 갑작스런 정전은 캐시된 데이터를 플래시 메모리로 전송할 수 없어 데이터 오류와 불완전한 업데이트가 발생합니다. 이는 데이터 손실, 데이터 손상 또는 장치 고장으로까지 이어질 수 있습니다.
TruePLP란 무엇인가?
(1) 갑작스런 정전 발생 시 SSD 데이터를 보호하는 중요한 메커니즘
TTruePLP의 핵심은 고신뢰성 커패시터를 사용하여 예비 전력을 공급함으로써 예기치 않은 정전 시 SSD가 진행 중인 작업을 중지할 수 있는 충분한 시간을 확보하여 데이터 무결성을 보장하는 것입니다. 갑작스런 정전 발생 시 TruePLP는 SSD가 "인플라이트(in-flight) 데이터"와 휘발성 DRAM의 "캐시된 메타데이터"를 저장할 수 있는 성능을 제공합니다. 중요한 메타데이터에는 매핑 테이블, 이벤트 로그 및 시스템 테이블이 포함되며, 이러한 데이터는 시스템 종료 전에 낸드 플래시에 저장됩니다. TruePLP 메커니즘은 데이터 손실을 방지하고 데이터 무결성을 유지함으로서 이후 전원을 켰을 때 정상적인 시스템 작동을 보장할 수 있습니다.
(2) 중단 없는 데이터 전송을 위한 지능형 전원 관리
TruePLP는 지능형 전원 관리 기능을 갖추고 있으며, 전원 관리 집적 회로(PMIC)에 전압 감지기를 통합하여 더욱 효율적이고 안정적인 전력 공급을 보장합니다. 지능형 전원 관리 기능은 정전 또는 전압 불안정 시 TruePLP를 적시에 활성화시켜 데이터를 보호합니다. 통합된 전압 감지기는 호스트 전원 공급 장치의 전압 수준을 지속적으로 모니터링하고. 전압이 임계값 수준으로 떨어지면 지능형 전원 관리 기능이 자동으로 전원 공급 장치를 백업 전원용 커패시터로 전환합니다. 이를 통해 충분한 전력이 SSD에 공급되어 필요한 쓰기 명령을 실행하고, 캐시된 데이터를 완전히 지우고, 중요한 데이터를 휘발성 DRAM 캐시에서 비휘발성 낸드 플래시로 내보낼 수 있게 됩니다.
TruePLP 특징
(1) TruePLP 기술이 적용된 SSD는 충분한 백업 커패시터를 갖추고 있습니다. 이러한 커패시터는 최악의 정전 사태에서도 데이터 손실을 막을 수 있는 충분한 전력을 제공합니다.
(2) TruePLP 기술은 커패시터의 상태를 SSD의 S.M.A.R.T. 값에 기록합니다. 이상이 감지된 경우 사용자는 보고된 값을 통해 즉시 상황을 파악할 수 있습니다. S.M.A.R.T. 값을 모니터링하여 작동 중 큰 변화를 감지하여 즉각적으로 대응할 수도 있습니다.
(1) 정상적인 전원 공급 조건에서 커패시터는 에너지 저장소 역할을 하며 호스트의 전원 공급 장치를 통해 충전됩니다.
(2) 호스트의 전원 공급이 예기치 않게 중단되면 충전된 커패시터가 SSD의 백업 전원 역할을 합니다.
(3) 호스트의 전원 공급 장치 전압이 임계값 수준으로 떨어지면 지능형 전원 관리 기능이 자동으로 전원을 백업 커패시터로 전환합니다.
(4) 그러면, SSD 컨트롤러는 필요한 종료 명령을 실행하여 캐시 버퍼를 지우고 낸드 플래시에 데이터를 기록할 수 있습니다.
(5) 이 모든 작업이 완료되면 SSD가 정상적으로 종료됩니다.
(6) 호스트의 전력 공급이 재개되고 시스템이 다시 시작되면 낸드 플래시의 매핑 테이블이 감지되어 정상 작동을 재개하는 데 사용됩니다.
기타 PLP 기술
커패시터에 의존하지 않고 펌웨어 설계를 통해 SSD 전력 손실 보호를 구현하는 PLP 기술이 있습니다. 이러한 PLP 설계에서는 펌웨어가 전원 상태를 모니터링하며, 전압 감지기가 포함되어 있을 수도 있습니다. 갑작스런 전원 중단이 감지되면 펌웨어는 데이터의 무결성을 보호하기 위한 절차를 시작합니다. 이 메커니즘은 정전 이후 전원이 켜질 때 매핑 테이블을 재구성하여 데이터 손실 위험을 최소화합니다. 이 절차는 불안정한 전력 공급이 감지되면 호스트로부터의 쓰기 명령 수신을 즉시 중지할 수 있지만 사용 중이거나 캐시된 데이터를 낸드 플래시에 기록할 수는 없습니다.
이 접근법은 SSD 손상 위험을 줄이고 하드웨어 비용을 절감할 수 있지만, 커패시터가 없기 때문에 예기치 않은 전력 중단 시 진행 중인 쓰기 작업을 완료할 수 없습니다. 이것은 대량의 데이터를 기록할 때 큰 문제가 됩니다. 따라서, 정전 시 데이터 무결성 및 신뢰성을 보장하는 데 있어 그 효과는 상대적으로 제한적이며 미션 크리티컬 스토리지에 의존할 수 없습니다.
SSD 업계에서 다년간 경험을 쌓은 Solid State Storage Technology Corporation는 전문적인 자체 R&D 팀을 보유하고 있으며 펌웨어도 자체 개발하며 고객의 요구를 충족하는 유연하고 맞춤화된 솔루션을 제공합니다. I/O 집약적인 워크로드 및 애플리케이션에 사용되는 엔터프라이즈급 스토리지 솔루션은 데이터 손실을 방지할 뿐만 아니라 관련 유지 보수 비용을 절감하기 위해 신뢰할 수 있는 전원 공급 장치가 필요합니다. 검증된 하드웨어 솔루션에 펌웨어를 결합한 TruePLP 기술의 추가는 스토리지 인프라의 다운타임을 줄일 수 있는 최적의 비용 효율적인 선택입니다.
Solid State Storage Technology Corporation의 엔터프라이즈급 SSD(예: ER2 시리즈, ER3 시리즈, PJ1 시리즈 등)에는 모두 TruePLP 기술이 사용되었습니다.
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