資料路徑端到端保護

資料路徑端到端保護

用戶資料從一個設備傳遞到另一個設備時,可能會有訊號衰減、雜訊干擾等問題;因此「端到端資料保護」便應運而生,可確保存取和檢索的資料是正確的,避免從存儲資料的起始端到最遠端會發生錯誤。

「端到端資料保護」是固態硬盤驅動器的一項功能,它可以擴大錯誤檢測的範圍,其覆蓋範圍從電腦系統、硬碟和資料傳輸的整個路徑,用於驗證資料的正確性。

SSD End-to-End 資料保護

所有 SSD 都包含一個控制器,負責 SSD 與主機系統的通訊。無論是何種規格 (如2.5吋、mSATA、M.2等) 或通訊協定 (如 SATA 或 NVMe),都會透過 SSD 控制器來進行寫入或讀取。

當資料被讀取或寫入時,其行走路徑會經過不同的站點。寫入的路徑包含Host -->PCIe IP-->Data Buffer-->Flash IP-->NAND Flash,讀取的路徑則是反向。

這種「端到端資料保護機制」主要除了確保資料在傳輸時能受到保護之外,若控制器內部RAM搬動資料,發生了Soft Error,系統也能夠有能力偵錯,避免錯誤的資料傳送至主機端。簡而言之,E2E的主要目的就是讓每一個站點都保有獨立的偵錯能力,避免傳輸過程中產生了錯誤資料。

錯誤偵測及修正

為確保資料從 SSD 控制器傳遞至 NAND 儲存設備時,能保有其完整性,SSD 控制器整合了「錯誤修正」技術 (稱為「錯誤修正代碼」(ECC)),以偵測並修正可能影響此軌道上資料的大多數錯誤。而NAND Flash晶片則整合了其他錯誤修正資訊,以及寫入每個區塊的資料,讓 SSD 控制器在讀取資料區塊時也能同時修正錯誤。此外,NAND Flash會在正常運作時發生位元錯誤,但此種錯誤也可藉由ECC來即時修正。

不過,在極為罕見的情況下,讀取區塊中的資料錯誤會無法修正,這時SSD 控制器就會將此情形歸類為「無法修正 ECC 錯誤」(UECC) ,並向主機電腦回報。

ADATA SSD 也整合了 NAND 快閃裝置的備用區塊。這些備用區塊通常位於硬碟的 OP 空間,而且使用者無法存取。如果 NAND 裝置在資料塊中有過多錯誤,則會將該區塊標記為「錯誤區塊」並汰換。因此,使用「備用區塊」可延長 SSD 的使用壽命和耐用度。