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Solucionando la pérdida de datos por falta de corriente en los discos SSD

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Intel SSD 3D NAND

Investigadores de varias universidades han desarrollado un nuevo esquema que permite reducir la posibilidad de pérdida de datos por falta de corriente en la memoria caché de los SSD. Además, esto perite ampliar su vida útil y su rendimiento, sin tener que sustituir la actual DRAM que hace de caché por otras tecnologías de memoria de nueva generación más costosas.

Se tiende a pensar que los discos SSD están fabricados enteramente con chips de memoria no volátil, pero no es así, ya que la memoria caché es DRAM en la mayoría de los casos, ya que es mucho más rápida que los chips 3D NAND que guardan la información. Esto supone que necesita corriente para mantener los datos que alberga, y existen muchos factores por los que se puede interrumpir el suministro eléctrico, generando una pérdida de datos o fallos en su integridad.

Para evitarlo, los fabricantes instalan condensadores capaces de suministrar energía en caso de que haya un corte, para que no se pierda información. Pero, como otros componentes, los condensadores sufren desgaste con el tiempo, lo que disminuye su capacitancia y limita su capacidad para mantener la corriente adecuada en la memoria caché. En estas situaciones, se hace imposible que todas las “páginas sucias” almacenadas en la caché se puedan escribir en la memoria flash, perdiendo datos en el proceso.

Este es un mal que aqueja a muchas categorías de discos SSD, ya que solo los más avanzados cuentan con memorias no volátiles de alto rendimiento como caché, por ejemplo, de tipo SCM. Pero ahora, investigadores de varias universidades de Estados Unidos y China han desarrollado un método para optimizar el uso de la caché y los condensadores que la alimentan, con el fin de ampliar su vida útil más allá de los límites actuales.

Se trata de aplicar un esquema de gestión de caché más eficiente, en el que se limita el número de “páginas sucias” en caché dentro de la capacidad teórica del condensador para suministrar energía. Esto consta de tres pasos: el primero es un esquema de estimación de la necesidad de páginas sucias que se puede reescribir. El segundo, un esquema inteligente de sincronización de páginas sucias durante el tiempo de ejecución normal para vincular el número de páginas sucias en la caché.

El tercero, contempla un método eficiente de reescritura cuando se produce un corte de energía, que permitiría reducir el consumo de capacitancia del capacitor. Esto genera un degaste mucho menor del condensador y, según las pruebas realizadas por los investigadores, permite alargar la vida útil de las unidades SSD y, además, incrementar el rendimiento de las unidades SSD, a la vez que evita la pérdida de datos por culpa de las interrupciones eléctricas en el sistema.

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