Poznaj funkcje kart pamięci Kingston Industrial

Zarządzanie uszkodzonymi blokami

Uszkodzone bloki zawierają jeden lub więcej bitów, które przestały być niezawodne. Uszkodzone bloki pojawiają się w procesie produkcji (Early Bad Blocks) lub podczas użytkowania karty (Later Bad Blocks). Pojawianie się obu rodzajów uszkodzonych bloków jest nieuniknione, co sprawia, że niezbędna jest funkcja zarządzania uszkodzonymi blokami, która pozwala eliminować błędy w urządzeniach pamięci flash NAND. Funkcja zarządzania uszkodzonymi blokami identyfikuje i oznacza złe bloki, a następnie wykorzystuje dodatkową wolną pojemność do zastąpienia nieprawidłowych bloków. Uniemożliwia to zapisywanie danych w złych blokach, co podnosi niezawodność produktu. Jeśli uszkodzony blok zawiera dane, zostają one przeniesione do prawidłowego bloku, aby zapobiec ich utracie.

Mechanizm ECC

Pamięć flash NAND musi zapewniać integralność danych przekazywanych z komputera hosta do pamięci NAND przez kontroler pamięci flash. Dane przesyłane z hosta na kartę pamięci określa się niekiedy danymi w ruchu, ponieważ zostaną one dopiero zapisane w pamięci flash NAND. W kontrolerach pamięci flash stosuje się technologię korekcji błędów określaną skrótem ECC (Error Correction Code). Jej zadaniem jest wykrywanie i korygowanie większości błędów występujących na ścieżce przesyłania danych. Układy pamięci flash gromadzą dodatkowe informacje o korekcji błędów wraz z każdym zapisywanym blokiem danych. Informacje te umożliwiają kontrolerowi pamięci flash jednoczesne korygowanie błędów podczas odczytu bloku danych. Podobnie jak w przypadku nośników w talerzowych dyskach twardych podczas normalnej pracy pamięci flash NAND występują błędy bitów, które zostają od razu naprawione dzięki danym ECC. Jeśli w bloku danych pamięci NAND występują poważne błędy, zostaje on oznaczony jako uszkodzony i wyłączony z użycia. Następnie zastępuje go jeden z bloków zapasowych. W razie potrzeby podczas tego procesu dane są korygowane z wykorzystaniem danych ECC. Wykorzystanie bloków zapasowych wydłuża okres przydatności eksploatacyjnej i żywotność dysków SSD.

Zabezpieczenie przed awarią zasilania

Awarie zasilania są nieuniknione i mogą spowodować spustoszenie w środowisku pracy, jeśli nie zastosowano odpowiednich zabezpieczeń. Zabezpieczenie przed awarią zasilania jest niezbędne, aby zapobiec utracie danych. Obsługiwane urządzenie hosta może przesłać do karty polecenie zatrzymania wszystkich operacji, gdy wykryje jakikolwiek spadek napięcia. Dzięki temu karta ma czas na zapisanie wszystkich danych otrzymanych w chwili zaniku zasilania.

Ochrona dystrybucji odczytu z automatycznym odświeżaniem

Funkcja automatycznego odświeżania odczytuje dane z pamięci flash, w tym również te, które są odczytywane rzadko, i w razie potrzeby przeprowadza automatyczną korekcję błędów. Zapobiega to utracie danych spowodowanej błędami zakłócającymi odczyt, błędami przechowywania itp. Funkcja automatycznego odświeżania działa w tle, dzięki czemu powoduje niewielkie opóźnienia w odpowiedzi na polecenia nawet podczas procesu korekcji.

Dynamiczne odświeżanie danych

Funkcja dynamicznego odświeżania danych ma na celu zapewnienie, że podczas operacji w trybie tylko do odczytu bloki z dużą liczbą błędów zostaną usunięte i odświeżone na potrzeby kolejnego użycia. Podczas każdego polecenia odczytu kontroler wykonuje trzyetapową weryfikację bloku docelowego:

• Pierwszą czynnością jest sprawdzenie pod kątem obecności oznaczenia „konieczność odświeżenia”
• W drugim etapie sprawdzana jest liczba obecnych bitów błędów
• Trzeci etap polega na sprawdzeniu aktualnej liczby ponownych prób

Funkcja usuwania pozostałości danych

Funkcja usuwania pozostałości danych (Garbage Collection) ma kluczowe znaczenie dla zachowania trwałości i szybkości pamięci flash NAND. Urządzenia oparte na pamięci flash NAND nie mogą nadpisywać już zapisanych danych. Muszą przejść przez cykl programowania/kasowania, aby dokonać zapisu w już używanym bloku danych. Kontroler pamięci flash NAND najpierw kopiuje wszystkie prawidłowe dane (które są nadal w użyciu) i zapisuje je na pustych stronach innego bloku. Następnie usuwa wszystkie komórki w bieżącym bloku (zarówno prawidłowe, jak i nieprawidłowe dane), aby następnie rozpocząć zapisywanie nowych danych w nowo wymazanym bloku. Proces ten określa się mianem usuwania pozostałości danych (Garbage Collection).

Równoważenie zużycia

Urządzenia pamięci flash firmy Kingston są wyposażone w kontrolery wykorzystujące zaawansowaną technologię równoważenia zużycia. Pozwala ona równomiernie rozłożyć liczbę cykli programowania/kasowania na wszystkie bloki pamięci flash. Gdy potrzebny jest blok do przechowywania danych, pamięć wykorzystuje pusty blok o najmniejszej liczbie wymazań. W ten sposób funkcja równoważenia zużycia wydłuża żywotność karty pamięci flash.