Doradztwo techniczne

Wraz z dynamicznym rozwojem systemów Edge Computing, sztucznej inteligencji oraz Internetu Rzeczy (IIoT), rośnie znaczenie niezawodnych technologii przechowywania danych. W wielu aplikacjach przemysłowych i mobilnych nośniki pamięci muszą zapewniać nie tylko wysoką wydajność, ale także długoterminową integralność danych, odporność na intensywne operacje odczytu i zapisów oraz stabilną pracę w trybie ciągłym 24/7. Poniżej przedstawiono koncepcję Hot i Cold Storage, zjawisko Read Disturb oraz zaawansowane technologie ATP Electronics, które skutecznie minimalizują ryzyko utraty danych w pamięciach NAND flash.

W dobie gwałtownego wzrostu i konsumpcji danych, wybór odpowiedniego medium przechowywania staje się wyzwaniem nie tylko pod względem pojemności, ale także niezawodności oraz integralności danych. W miarę jak urządzenia pamięci NAND flash przechodzą przez liczne operacje w swoim cyklu życia, liczba błędnych bitów rośnie. Jeśli nie zostaną one odpowiednio wcześnie zaadresowane, mogą prowadzić do uszkodzenia danych, a w skrajnych przypadkach do awarii urządzenia.

Różnice między Hot i Cold Storage

Istnieją dwie kategorie przechowywania danych w zależności od częstotliwości dostępu: HOT i COLD Storage. Terminy te mają swoje korzenie w historycznych lokalizacjach fizycznych danych. Dane często odczytywane, czyli „hot data”, przechowywano blisko gorących dysków twardych (HDD) i procesorów (CPU), podczas gdy rzadko odczytywane „cold data” przechowywano na taśmach lub dyskach archiwalnych.

• Hot Storage: Dotyczy danych krytycznych, wymagających natychmiastowego dostępu. Systemy nawigacyjne, platformy e-commerce, systemy ADAS i obrazy boot/OS to przykłady aplikacji, które potrzebują niskiej latencji, wysokiej niezawodności i wytrzymałości.
• Cold Storage: Dotyczy danych archiwalnych, kopii zapasowych lub nieaktywnych, które nie wymagają szybkiego dostępu, ale muszą być przechowywane przez długi czas bez utraty jakości.

Problem Read Disturb

Zjawisko znane jako Read Disturb może zagrozić integralności danych, niezależnie od ich częstotliwości dostępu. Read Disturb prowadzi do wysokich wskaźników błędu odczytu, co może skutkować uszkodzeniem i utratą danych. Każde odczytanie strony na pamięci NAND flash powoduje przyłożenie napięcia nie tylko do komórki docelowej, ale również do sąsiednich komórek, co prowadzi do zakłóceń odczytu.

Po przekroczeniu 100,000 cykli odczytu, mogą wystąpić niekorygowalne błędy, prowadzące do uszkodzenia danych w całym bloku. Kody korekcji błędów (ECC) mogą poprawić błędy bitowe, ale po przekroczeniu ich zdolności, dane mogą stać się nieodwracalnie uszkodzone.

Technologie ATP: AutoRefresh i Dynamic Data Refresh

Integralność danych odnosi się do niezawodności i dokładności danych przez cały okres użytkowania urządzenia. W celu zapobiegania błędom Read Disturb, technologie obecne w produktach ATP skutecznie zarządzają tym zjawiskiem. Ponadto zapewniają integralność zarówno danych hot, jak i cold.

• AutoRefresh Technology: Skupia się na obszarach intensywnego odczytu. Monitoruje poziom błędów bitowych i liczbę odczytów, kopiując dane do zdrowego bloku zanim limit błędów zostanie przekroczony. Zapobiega to odczytywaniu bloków z nadmierną liczbą błędów i zapobiega nieodwracalnym uszkodzeniom danych.
• Dynamic Data Refresh Technology: Skupia się na obszarach rzadko odczytywanych. Automatycznie działa w tle, skanując „zimne” obszary. Jeśli liczba błędów bitowych lub odczytów przekroczy próg, dane są przenoszone do zdrowych bloków, zapobiegając utracie danych.

Wymienione technologie (AutoRefresh i Dynamic Data Refresh) obecne w produktach firmy ATP skutecznie zapobiegają błędom Read Disturb. Zapewniają niezawodność i trwałość danych w różnorodnych zastosowaniach. Z AutoRefresh Technology korzystają głównie systemy nawigacyjne, platformy e-commerce czy systemy ADAS. Dynamic Data Refresh Technology dominuje w archiwizacji danych, systemach backup, przechowywaniu danych medycznych lub dokumentów prawnych.