Innodisk will SSDs vor Datenverlusten schützen

Von „Flash Data Retention“ bis „Read Disturbance“ Innodisk will SSDs vor Datenverlusten schützen

10.03.2023 Von Martin Hensel

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SSDs sind mittlerweile seit Jahren eine etablierte Größe im Markt für Speichermedien. Obwohl sie im Allgemeinen als robust gelten, sind Datenverluste immer noch ein Thema. Der Storage-Spezialist Innodisk gewährt einige Einblicke in seine Ansätze, wie diese Problematik beseitigt werden kann.

Innodisk nutzt selbstentwickelte Verfahren, um SSDs vor Datenverlusten zu schützen.
(Bild: Innodisk)

Wie Innodisk anmerkt, definiert sich die Qualität einer Flash-Zelle nicht ausschließlich durch die Anzahl der möglichen Programmier- und Löschzyklen, ehe sie sich nicht mehr beschreiben, löschen oder lesen lässt. Wichtig sei auch die „Data Retention Time“: Dabei handelt es sich um den Zeitraum, in dem NAND-Flash-Speicher die abgelegten Daten ohne Auffrischung halten kann. Dies spielt besonders bei der langfristigen Archivierung eine Rolle.

Ein weiteres Phänomen ist „Read Disturb“: Hierbei kann sich das häufige Lesen einer einzelnen Zelle auf benachbarte Speicherzellen auswirken. Dies kann letztlich ebenfalls zu Datenverlusten führen. Beide Effekte benötigen spezielle Funktionen, um die Datenerhaltung sicherzustellen.

Belastung schwächt Zellen

Innodisk erklärt, dass die Fähigkeit von NAND-Zellen zur Elektronenspeicherung begrenzt sei, da gespeicherte Elektronen im Laufe der Zeit abflössen. Dadurch entstünden ECC-Fehler, und Daten gingen verloren. Zudem führten höhere Temperaturen zu schnellerer Degeneration. Eine hohe Anzahl an P/E-Zyklen schwäche die Zellen zusätzlich und reduziere die Datenerhaltungskapazität.

Der Hersteller nennt hierzu ein konkretes Beispiel: Nutzt man 100-Bit-Fehler als Standard für die Datenerhaltung, liegt diese nach 2.200 P/E-Zyklen bei etwa 48 Tagen. Steigen die P/E-Zyklen aber auf 3.200, so sinkt die Datenerhaltung bereits auf nur noch 16 Tage.

Gegenmaßnahmen integriert

Um derartige Ausfälle zu vermeiden, setzt Innodisk auf die hauseigene iRetention-2.0-Technologie. Sie besteht aus vorbeugenden und korrigierenden Merkmalen, um Unzulänglichkeiten bei der Datenspeicherung und Lesestörungen zu vermeiden. So wählt beispielsweise eine dynamische Mikroladung periodisch und sequentiell einen Block aus und liest zufällig eine Seite. Dadurch werden alle Zellen eines Blocks einmal durch den Lesevorgang aufgeladen, was negative Auswirkungen der Speicher ausgleicht.

In ähnlicher Weise funktioniert „Smart Read“. Hierbei wird während des Boot-Vorgangs eine Leseaufgabe auf der gesamten SSD ausgeführt, um eine bessere Datenintegrität in zukünftigen Lesezyklen zu gewährleisten. „Dynamic Scan“ scannt die SSD regelmäßig, um potenziell defekte Daten aufzuspüren und bei Bedarf einen Auffrischungsprozess einzuleiten. Im Zusammenspiel sollen diese Verfahren das Risiko eines SSD-Datenverlustes reduzieren und die Datenerhaltung der Innodisk-Produkte verbessern.