Vector 180 – Vi testar OCZ:s senaste prestanda-SSD

OCZ Power Failure Management Plus

PFM+ är OCZ:s nya knep att försöka locka till sig nya kunder. Som namnet antyder så är det en form av skydd mot strömbortfall eller strömpikar. Men varför är det något att bry sig om? Vad är det som gör skydd mot strömbortfall något som skulle få dig att välja en Vector 180 före en annan SSD? Vissa forskningsstudier tyder på att datakorruption till följd av oväntat strömbortfall är en av de absolut vanligaste anledningarna till att en SSD går sönder.

För att förstå varför detta kan vara ett problem så måste vi titta på hur MLC och TLC skrivs till minneskretsar. MLC kan lagra två databitar i varje minnescell. Varje bit programmeras dock i två omgångar och varje bit behöver inte nödvändigtvis tillhöra samma logiska datamängd. Det vill säga att du kan programmera en bit i en cell och sedan skrivs den andra biten vid ett senare tillfälle. Dessa två lägen kallas för “upper page” och “lower page”. Lower page programmeras alltid först och programmeras på samma som SLC (cellen får värdet 01 eller 00). När sedan upper page ska skrivas så kan man säga att man finjusterar spänningen över cellen för att få in ytterligare ett tröskelvärde (så att cellen får 11, 10, 01 eller 00). Med TLC-NAND så har man då givetvis ytterligare en “middle page”, men principen är densamma.

Problemet uppstår när upper page ska skrivas. Om enheten förlorar ström just precis när en upper page ska skivas, så finns det en risk att datan som redan finns i cellen (lower page som redan programmerats tidigare) kan bli korrupt och felaktig. På det sättet så kan alltså befintlig data bli korrupt av ett oväntat strömbortfall.

För att förhindra att detta händer så har OCZ implementerat en lösning som man valt att kalla för OCZ Power Failure Management Plus. Detta är en firmware-funktion i kombination med ett antal mindre kondensatorer som vi tidigare såg på kretskortet. Detta är alltså inte fullt strömskydd som många enterprise-enheter använder. Det kräver nämligen betydligt större kondensatorer, vilket drar upp kostnaden avsevärt. Så data som just nu håller på att skrivas och eventuell användardata som finns i DRAM, kommer att gå förlorad. Så vad skyddar PFM+ mot då?

PFM+ har två primära funktioner som den skyddar. Det ena är att den skyddar den data som är “at rest”. Det betyder data som redan skrivits till NAND i lower page. Skyddet gör alltså att om strömmen bryts mitt i en skrivning, så är enheten igång tillräckligt länge för att slutföra skrivningen och därmed kan tidigare lagrad data inte bli korrupt. Den andra funktionen är att skydda enhetens FTL-tabell. FTL står för Flash Translation Layer och är en stor tabell som översätter LBA till en fysisk plats i enhetens minne. Filsystemet använder LBA för att lagra data på ett lagringsmedia. I en SSD som måste detta översättas till en fysisk plats i minnet och det görs då med FTL. FTL sköter även wear leveling och garbage collection och håller hela tiden koll på vilken data som är lagrad var. Så när enheten startas så läses FTL-tabellen upp i enhetens DRAM för att sedan uppdateras vartefter data flyttas runt. Om enheten skulle förlora ström så skulle hela denna tabell försvinna eller i värsta fall bli korrupt och utan FTL-tabellen så är enheten helt värdelös.

PFM+ har en funktion i enhetens firmware som hela tiden ligger och tittar på huruvida strömförsörjningen till enheten fungerar. Om den ser att strömmen har slagits ifrån så tas ett snapshot av FTL-tabellen som sedan sparas i NAND. Samtidigt så hinner alla pågående skrivningar att göras klart och sedan kan enheten stänga ner på normalt sätt. Under den korta stunden som detta görs så drivs enheten av den laddning som finns i kondensatorerna och eftersom det inte är all data som skyddas, så behövs inga stora dyra kondensatorer. Detta är nästan exakt samma lösning som Micron/Crucial har på sina MX-enheter (och även M500).