INextorage•＇

WhitePaper
Nextorage製 SSDの電源遮断耐性について※本資料に記載されている電断耐性の特徴はNextorage製ファームウェアを搭載した SSDが対象となります。

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はじめに

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Nextorage製 SSDは、産業用途で非常に重要な要素となる高い電源遮断耐性を実現しております。 SSDは、ホスト機器から参照する論理アドレスと、 NANOフラッシュに書き込む物理アドレスが一意に対応していないことから、正しく設計しないと不意の電源断が発生すると、正常に書き込まれた過去のデータが破壊されたり、最悪の場合ドライブとして認識不能に陥ったりすることがあります。
Nextorage製 SSDは独自に開発したデータ書き込み及びリカバリのアルゴリズムを搭載した Firmwareの制御により、高い電源遮断耐性を実現しています。※
X Enterprise向けの SSDにはスーパーキャパシタのような二次電池を搭載して電源断に対応するものもありますが、Nextorage製 SSDはコストや部品寿命の観点から搭載しておりません。

高い電源遮断耐性を実現するためには、

安心の電源遮断耐性＇

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電源断を考慮したセキュアなデータ書き込み＆リカバリアルゴリズム
2.実装したコードのカバレッジを網羅するホワイトボックステスト

3.タイミングや書き込みパターンのバリエーションを増やした実機検証の全てが必要になります。
これらは、自社で Firmwareを開発する Nextorageだからこそ実現することができます。

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電源遮断から保護されるデータ

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Nextorage製 SSDは、「VolatileCache」が有効な状態で起動します。その場合、 Writeコマンドが終了した段階では、揮発領域であるバッフアに保存されている可能性があり、電断により当該データは失われる可能性があります。書き込んだデータを確実に不揮発領域 (NANOフラッシュ）に書き込むためには、「 FlushCache」コマンドを発行します。 FlushCacheコマンドが正常に終了した以)
前に書き込まれたデータは、その後の任意のタイミングで発生した電源断に対しても保護されます。（圏 1
また、 Nextorage製 SSDは、 Writeコマンド後、一定期間後続の Writeコマンドが無いことを検知し、自動的に不揮発領域にデータを保存する「AutoF
lush」機能を搭載することで、 Flushの発行が遅れるケースにおいても可能な限りデータの保護を実現します。（図2)

図1

四SSD臼臼White
コマンド

FlushCache
コマンド

ハッファ
（揮発領域）NANOフラッフュ（不揮発領域）

White White White
Data Data DataWhite wi .
eData Data

■
■
■~r鴫
■
保護されるデータ・失われ得るデータ

lushがトリガーされてから＊実際にデータが不揮発領域に保存されるには、 AutoF書き込み終了までに遅延が発生します。

＇

1

Nexto
rage

、

電源遮断時のドライブ破壊のメカニズム

図3

SSDには、ユーザデータ以外の「管理情報」が保存ざれており、臼臼臼臼
臼臼

この情報が無いとデータを正しく読み出せないばかりか、最悪のSSD場合、ドライブとして起動できない状態となります。（図 3)
管理情報も NANOフラッシュに保存されます。管理情報はコーザデータの書き込みと共に更新されますが、ユーザデータの書き込みの度に NANOフラッシュに保存すると、パフォーマンスに影響します。電断発生時に、 NANOフラッシュに残ったユーザデータの情報と、管理情報に麒嗣が発生し、ドライブ破損に繋がってしまいます。（図 4)（揮発情報）（不揮発情報）1

一 一＇

NANDフラッフュ

ユーザーデータE]

WorkingRAM

E]

図4

管理情報

データ書込み

電源遮断からのリカバリのメカニズム

データ書込み4

電源復帰からのリカバリは、管理情報をデータベース情報とした時の「チェックポイント＆リカバリ」の方式で説明可能です。
管理情報をリカバリ可能なタイミングで保存し、電断から復帰後、書き込まれているユーザデータから管理情報を復元することで、WorkingRAM（揮発情報）

回

｀
淵・
れ冒

E]

図5

Eリカバリします。（囮 5)

口..チェックアウト

電断

NANDフラッフュ（不揮発情報）書き込まれているデータを元にリカバリ↓鳳枯u~~濯

ft

WorkingRAM（揮発情報）
チャックポイント•~ ~)雷断前の状態に管理情報を復元

Nextorage1＇、電源遮断からのリカバリにおける課題

電源遮断からのリカバリにおいて、単純に書き込まれているデータを元に復元ざせようとした場合、書き込み済データの走査が必要となりますが、そのために電源遮断後の起動時間が長くなってしまうケースがあります。（函 6)NextorageSSDではこの電源遮断後の起動時間を短くするための特別な管理情報を保存しており、これを用いる事で高速な復元

図7

通常の電源遮断リカバリ

NextorageSSDの電源遮断リカバリ

QI­

IN
extorage製ファームウェアで実現できること

データ/SSDの破損を防ぐ

安全＇

二 J:
旦

3Q]Q国>

回向

2121

ロ

国回

3Q

ロロ︱

図6口)
が可能です。（図 7

三回

3

リカバリ

電断前の状態に高速復元用の 管理情報を復元
情 報aを使ったリカバリ

4X＇Nextorage製 SSDは、安全性に加えて、システム安定性を実現する高速起動を実現し、電源断の懸念がある環境下において、最達なソリューションを実現します。

INextorage独自電断試験結果

4※本内容は Nextorage株式会社にて独自に考案•実施された試験の結果であり、試験環境により結果が異なる可能性がございます。

1万回の不正電源遮断後の起動時間
xNextoragexA社

9,0008,0007,000( S E)臣如色面域

6,0005,0004,0003,0002,0001,00010,000

電源遮断試行回数 (1万回）

電源遮断試行回数

NextorageSSD960GB
A社 SSD960GB
B社 SSD1TB

1万回電断試験結果

平均起動時閏 (s)PassPassPass2.
11
1
6.019
6.693

＇Nextorage、

INextorage
独自電断試験概要

Nextorageオリジナル電断試験は下記のフロー（図 8)にて試験を実施しています。
本試験により、下記確認しています。

・Flus
h前に書き込んだデータが正しく読み出せること・F
lus
h後に書き込んだデータ領域にて Readエラーが発生しないこと•書き込みしていない領域のデータが破損していないこと

︶

︵図8T←

S
tart

55Dの全 LBA
をWhitelT←SSDにRandomw
rit
e&F
lush

T←

電断実施

電源投入＆起動時間測定

T←

SSD全面VerifyYesYes︶︵End

お問い合わせ先／Nextorage株式会社〒210‑0007神 奈 川 県 川 崎 市 川 崎 区 駅 前 本 町 12‑
1川崎駅前タワー・リバーク 9階Mail:gp‑b2b‑inquiry@nextorage.」p HP:https://www.nextorage.net/