Apacer přináší nové technologie pro SSD

Integrita dat

Data Raid

DataRAID je firmware algoritmus, který zajišťuje integritu dat vytvořením parity k ověření úplnosti a správnosti existujících údajů v paměti Flash, vyvinutý speciálně pro 3D NAND Flash. Pokud firmware nedokáže opravit data pomocí ECC (Error correction code), RAID algoritmus použije paritu a opraví poškozené údaje.

Ochrana dat od začátku do konce

Je to vlastnost, která rozšiřuje kontrolu chyb tak, aby pokrývala celou cestu od počítače k Flash paměťovým čipům a zpět.

Zápis

● Když data projdou z počítače do SSD cache, firmware z nich vypočítá CRC paritu a připojí ji k datům.
● Když jsou data a jejich CRC parita přesunuty do sektorové mezipaměti, zkontroluje se parita.
● Firmware následně pro data vypočítá BCH (LDPC) ECC a zapíše je spolu s daty a paritou pro data do Flash paměti.

Čtení

Při čtení dat z NAND Flash je proces opačný:
● firmware přečte data s připojenými BCH (LDPC) ECC, zkontroluje data a v případě potřeby opraví chyby,
● firmware pak přesune data do cache, vypočítá paritu a porovná ji s paritou uloženou spolu s daty.

Smart Read Refresh

Při každém čtení kontrolér vykoná dvoustupňovou kontrolu cílového bloku. Nejprve zkontroluje, zda byl blok označen jako "potřebuje obnovit". Pokud ano, blok se před přečtením obnoví, což znamená, že všechny naprogramované stránky z tohoto bloku se zkopírují na volné stránky v jiných blocích a blok se vymaže. Pokud to tak není, kontrolér zkontroluje počet aktuálně přítomných chybových bitů. Pokud počet chyb dosáhne nebo překročí prahovou hodnotu, označí blok "potřebuje obnovit", což znamená, že bude obnoven během následující operace čtení. Práh je samozřejmě nastaven na hodnotu, při které je algoritmus ECC stále schopen opravit chyby.

Životnost

CoreAnalyzer2

Prvním krokem je určení ideálního SSD pro konkrétní aplikaci včetně výběru nejvhodnějšího firmwaru. Toho lze dosáhnout pomocí softwaru CoreAnalyzer2 společnosti Apacer. Funguje na úrovni firmwaru a monitoruje teplotu, SATA příkazy, chování při náhodném nebo sekvenčním čtení/zápisu, zda je oddíl zarovnán s fyzickými 4KB sektory (4K alignment) a zda jsou data čtena/zapisována vždy jako násobky 4KB, počet smazání, počet selhání napájení, dobu nečinnosti a četnost přístupů na disk.

Zákazník může CoreAnalyzer2 použít při simulaci pracovní zátěže nebo během testů v provozu, pokud není možná simulace. Po otestování si zákazník stáhne log soubor a pošle jej Apaceru k analýze. Apacer jej analyzuje a posoudí, zda je SSD vhodný pro tuto konkrétní aplikaci nebo doporučí jeden nebo více SSD, které jsou nejvhodnější, spolu s možnými úpravami firmwaru, které by mohly být užitečné.

Stránkové mapování

I když tato technologie není zcela nová, stojí za zmínku, že všechny nové SSD disky Apacer používají namísto hybridního blokového mapování stránkové mapování.

Při stránkovém mapování sestává záznam v mapovací tabulce z LPN (logické číslo stránky) a PPN (fyzické číslo stránky). Když přijde požadavek na zápis na některou logickou stránku, v mapovací tabulce se vyhledá příslušná fyzická stránka. Pokud již obsahuje data, stránka je zneplatněna a požadované údaje jsou zapsány do dostupné volné stránky. Po zápisu se aktualizuje mapovací tabulka v paměti RAM a NAND Flash.

Stránkové mapování má výhodu v tom, že zapisuje data na libovolnou volnou stránku v paměti Flash, což zvyšuje flexibilitu správy úložiště. Náhodný zápis nevyžaduje několik kopírování stránky a vymazání bloku. Stránkové mapování vykazuje lepší výkon, pokud je k dispozici dostatek volných stránek. Zneplatněné stránky "odpad", se proto musí získat zpět, aby se uvolnil prostor pro nová data. Firmware proto používá efektivní techniku "sběru odpadu”.

Stránkové mapování vyžaduje velké množství paměti RAM i Flash pro mapovací tabulku. V minulosti to byl problém zejména pro embedded systémy citlivé na cenu. V současnosti již cena RAM a Flash poklesla natolik, že se stránkové mapování stránek používá dokonce i pro některé mikroSD paměťové karty.

Over-provisioning

Aby se snížilo zesílení zápisu a zvýšila výdrž a výkon, některé série SSD společnosti Apacer podporují nadměrné poskytování. S touto technologií je 7% nebo i více místa na disku vyhrazeno pro firmware k provádění "sběru odpadu", pro dosažení rovnoměrného opotřebení buněk Flash paměti (wear-levelling) a nahrazení nových vadných bloků. Rezervovaný prostor není přístupný uživatelům, pouze firmwaru.

Bezpečnost

TCG Opal 2.0

Specifikace Opal Storage Specification, kterou vyvinula skupina Trusted Computing Group (TCG), je sada bezpečnostních specifikací, které se používají k aplikaci hardwarového šifrování na úložných zařízeních. Jinými slovy, je to specifikace pro samošifrované disky (self-encryptingdrives, SED), takže všechny údaje na disku jsou vždy šifrována bez použití řešení třetích stran.

Pracovní skupina pro ukládání dat v rámci TCG vytvořila třídu Opal Security Subsystem Class (SSC), též zkráceně nazývanou "Opal SSC" nebo "Opal", jako protokol řízení bezpečnosti pro paměťová zařízení. Třída definuje specifikace týkající se správy souborů na paměťových zařízeních a definuje povolení na úrovni třídy pro ukládání/získávání souborů, čímž chrání uživatelské údaje. Zařízení vyhovující specifikacím Opal SSC se někdy označují jako zařízení Opal TCG.

256bitové šifrování AES je populární způsob zabezpečení disků, protože je mimořádně odolný vůči útokům hrubou silou. Šifrování se provádí v samotném SSD pomocí speciálního HW určeného pro tento úkol, který může být rychlejší než softwarová řešení.

AES 256, Okamžitá změna klíče

SSD disky, které podporují HW šifrování, nabízejí také další způsob bezpečného vymazání – okamžitou změnu klíče. Po vydání příkazu "Okamžitá změna klíče" se vygeneruje nový klíč, který nahradí za méně než sekundu původní klíč uložený v paměti Flash. Protože se nový klíč, když se počítač pokouší získat přístup k datům neshoduje se starým, budou nedostupná z důvodu selhání autentifikace AES klíče. Údaje nebyly vymazány v konvenčním smyslu (přepsány na 0 nebo 1), ale nejsou čitelné, proto jsou chráněny.

Odolnost vůči vlivům prostředí