写入保护

本文说明目前常见的SSD写入保护(Write Protect)的方式，并逐一分析各种方式的优缺点和复杂度。

在工业应用中，产品的可靠度一直是最重要的环节之一；如何确保产品的质量及提高可靠度，也是所有厂商一直努力的目标。为确保数据的完整性，就需要采用SSD的「写入保护」技术。其主要的原理是通过硬件或软件的设定来开启此功能，当SSD固件侦测到写入保护的功能被开启时，虽然仍会接收主机的写入命令，但并不会将数据写入NAND Flash，也就是会将磁盘变成Read-only的模式，主机对于SSD的写入动作将会失效，如此便可保护SSD内数据的完整性。

如上图所示，第一种常见的方式是通过软件来设定写入保护功能，用户使用主机端软件的设定，发送vendor command给SSD，SSD固件在收到此指令后，首先会将写入保护的信息纪录下来，以确保断电后此设定仍然有效，并同时通知FTL (Flash Translation Layer)写入保护已开启。FTL收到后，对于之后所有写入相关的命令，包含TRIM、security erase等，均不会执行写入NAND的动作；但对于SSD本身background写入的功能，例如Data Scan、Refresh、Flush Log等，仍会继续执行。这种作法的优点是不用改变硬件，仅靠软件跟固件的修改就可以达到写保护的效果。

如上图所示，另一种写入保护的方式是通过硬件的设定来启动。首先在SSD的电路板上，设计一个开关，接着将此开关连接到SSD控制器上的GPIO pin。用户若要开启写入保护功能，便可打开此开关；这时SSD内部的固件侦测到此GPIO pin的讯号，就会通知FTL写入保护已开启，接下来的动作则跟第一种作法相同。此作法的优点是用户只要通过硬件开关即可开启写保护设定，不需要使用软件，较为简便；很多SD卡也是用此种方法达到写保护的效果。

如上图所示，第三种就是纯硬件的方式：同样也是在SSD上设计一个开关，但此开关是直接连接到NAND Flash的write protect pin，所以SSD固件不需要修改。此种作法的优点是设计电路板的厂商就能独立完成写入保护的功能，但由于NAND完全无法写入，因此SSD固件的一些功能，如Prevent Read Disturb、Data Retention、Flush Log等，也无法正常执行。

还有一种写入保护是由SSD固件自行启动：由于NAND Flash有一定的寿命，当SSD固件发现NAND Flash使用期限将至时，或是坏块超过设定的上限时，SSD固件就会自动开启写入保护，避免用户因为继续将重要数据写入此SSD，而导致数据毁损。这种写入保护是自己开启的，不需使用者做任何设定，且目前市售的SSD几乎都有此功能。