IPS et PS

Introduction

Pendant le fonctionnement du SSD, les données sont temporairement stockées dans la mémoire cache DRAM. Cette opération vise à tirer parti du temps de réponse rapide de la DRAM pour améliorer les performances du SSD. Comme la mémoire cache DRAM est volatile, une alimentation externe est nécessaire pour maintenir et purger les données.

Lors d'une mise hors tension correcte, l'hôte donne l'ordre au contrôleur du SSD de couper immédiatement l'alimentation. Le contrôleur envoie un accusé de réception à l'hôte, puis envoie toutes les données temporairement stockées dans la mémoire cache DRAM dans la mémoire NAND Flash.

Toutefois, en cas de panne de courant inattendue, les données en transit ne peuvent être ni stockées ni redirigées vers la puce Flash sans avertissement préalable et sans alimentation. Dans ce cas, les données stockées dans le SSD ne sont pas mises à jour, ce qui peut entraîner un problème d'incompatibilité, de corruption des données ou même de défaillance totale du périphérique.

Données à risque en cas de panne de courant

En cas de panne de courant inattendue, la perte de données peut se produire dans l'un des flux suivants:

Le bouclier d'alimentation intelligent (Intelligent Power Shield) breveté par Transcend est conçu pour minimiser le risque de corruption des données et assurer leur intégrité.

Qu'est-ce que l'Intelligent Power Shield ou Bouclier d'alimentation intelligent ?

L'Intelligent Power Shield (IPS) ou Bouclier d'Alimentation Intelligent est une technologie pour les SSD équipés de DRAM, fonctionnant à 5V pour assurer l'intégrité des données en cas de coupure soudaine de courant. Par l'ajout de condensateurs, l'IPS peut prolonger le temps nécessaire pour terminer le processus de purge après une panne de courant brusque. Lorsque l'ordinateur est sous tension, ces condensateurs agissent comme des batteries et sont chargés avec l'électricité de l'ordinateur. En cas de perte de puissance imprévue, les condensateurs chargés peuvent continuer à alimenter le SSD, permettant ainsi aux données d'achever le processus d'écriture.

Comment fonctionne l'IPS ?

Le SSD est équipé d'un capteur de tension qui surveille en permanence le niveau de voltage fourni par le matériel hôte. En cas de perte soudaine de courant, ce capteur déclenche l'IPS dès que la tension passe de 5V à 4V. A ce stade, l'IPS s'assure que les données stockées dans la NAND ne sont pas endommagées. Les condensateurs intégrés continuent de fournir suffisamment d'énergie pour que les données puissent être transférées de la mémoire cache de la DRAM vers la NAND Flash. Lorsque la tension passe en dessous de 2.3V, la NAND Flash passe en mode de protection en écriture et aucune autre donnée ne peut être écrite.

Panne de courant avec et sans IPS

En allongeant le délai entre la chute soudaine de puissance et le déclenchement du mode de protection en écriture, le SSD peut effectuer davantage d'écritures depuis la mémoire cache DRAM vers la NAND Flash.

Grâce à l'IPS, le SSD dispose de plus de 75 millisecondes pour terminer le processus de purge des données avant que la NAND Flash entre en mode protection en écriture à 2,3 V. Sans IPS, le SSD ne dispose que de 2 millisecondes.

Qu'est-ce que Power Shield (PS) et quelle est sa différence avec l’IPS?

Le bouclier d'alimentation ou Power Shield (PS) est une technologie de base prise en charge par tous les SSD industriels Transcend. Elle empêche la perte de données à l’intérieur de la NAND Flash en cas de coupure de courant. Le circuit de détection de tension interne (VDT) du contrôleur surveille l'alimentation électrique externe. Dès que la tension externe passe de 5V à 4V ou de 3.3V à 2.7V, le VDT active le mécanisme de détection PS. En cas de panne de courant, le circuit interne de protection contre les surtensions enclenche la fonction PS de sorte que le contrôleur ne puisse plus accepter de nouvelles commandes en écriture. L'opération d'écriture est arrêtée afin de s'assurer que le firmware et les données de la NAND Flash ne sont pas endommagés. Contrairement à l'IPS, le PS ne génère pas de délai tampon supplémentaire pour que la NAND Flash effectue plus d'écriture.

Avantages des IPS et PS de Transcend

Transcend a obtenu exclusivement le brevet IPS. Pour de meilleures performances, Transcend utilise des composants supérieurs tels qu'un capteur de tension avancé pour déclencher l'IPS. De plus, Transcend utilise des condensateurs en tantale polymère - c'est-à-dire des condensateurs à haut rendement et à profil bas qui sont capables de fonctionner de façon stable dans des environnements difficiles.

Bien qu'il s'agisse d'une fonction d'entrée de gamme qui ne nécessite pas de condensateurs supplémentaires, le PS permet également au mécanisme de détection de courant interne du SSD de surveiller la tension fournie par le matériel hôte. En cas de coupure soudaine de courant, la tension chute et le capteur de tension du SSD déclenche le PS, le contrôleur du SSD arrête alors la programmation des données dans la NAND et fait en sorte que les données enregistrées dans la NAND ne soient plus affectées.

  IPS Sans IPS
Matériel Grâce au détecteur de tension intégré (VDT) et aux condensateurs au tantale à polymère additionnels (PTC), l'IPS accorde un délai supplémentaire pour écrire des données de la mémoire cache DRAM vers la NAND si le voltage tombe de 4V à 2.3V. Si la tension externe chute à un certain niveau, le circuit de détection de tension interne (VDT) du contrôleur active le mécanisme PS. Le contrôleur du SSD cesse alors d'accepter de nouvelles commandes d'écriture vers la Flash.
Firmware Une fois l'IPS déclenché, le firmware purge automatiquement les données du cache DRAM vers la mémoire NAND Flash NAND. Le contrôleur du SSD ne prend plus en charge les nouvelles commandes d'écriture de l'hôte, assurant ainsi l'intégrité des données existantes pour la NAND Flash.

Dans le but d'assurer une grande crédibilité, la technologie IPS de Transcend utilise le hub Ulink DriveMaster pour tester notre mécanisme de protection hors tension. Chaque cycle comprend les étapes suivantes:

  1. L'hôte émet des commandes d'écriture sur le contrôleur.
  2. Le contrôleur insère les données dans le cache DRAM.
  3. Ulink éteint l'hôte. Lorsque le VDT détecte que la tension chute à 4V, les données passent de la mémoire cache DRAM à la NAND Flash.
  4. Ulink alimente l'hôte et compare les données de l'hôte avec celles de la NAND Flash. En cas d'incohérence dans les données, le rapport indique une "comparaison erronée".

L'IPS de Transcend a passé 3 000 cycles de tests. Il en résulte qu'aucun message incohérent n'a été affiché.

En résumé

Les SSD Transcend sont équipés d'un mécanisme intégré de protection contre les coupures de courant, qui garantit l'intégrité du transfert des données et minimise les risques de défaillance des appareils à la suite de pannes de courant imprévues.

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