PowerEdge: Datenaufbewahrung bei SSD- oder NVMe-Laufwerken aufgrund von längerem Ausschalten

SSD- und NVMe-Laufwerke der Enterprise-Klasse behalten Daten innerhalb ihrer NAND-Struktur bei, indem Spannungspegel verwendet werden, die die gespeicherten Daten darstellen. Dadurch verfügen die Laufwerke über viele nützliche Funktionen, z. B. hohe Lese- und Schreibgeschwindigkeiten und niedrige Latenz. Es erfordert jedoch auch, dass diese Spannungen so lange aufrechterhalten werden, wie die Daten gespeichert werden müssen. Die Laufwerksfirmware führt im Rahmen der Datenaufbewahrungsfunktion Hintergrundaufgaben durch, um die Datenkonsistenz aufrechtzuerhalten.

SSD- und NVMe-Geräte, die eingeschaltet sind, haben Datenaufbewahrungsaufgaben durchgeführt, um die statischen Spannungen innerhalb der NAND-Zellen zu aktualisieren. Darüber hinaus wird das NAND-Wear-Leveling optimiert und unabhängig davon durchgeführt, ob sich die Laufwerke im Leerlauf befinden oder Host-I/O-Vorgänge durchlaufen. 

Im Gegensatz dazu können Laufwerke, die für längere Zeit ausgeschaltet sind, diese Datenaufbewahrungsvorgänge nicht ausführen. Unter bestimmten Umständen sind Laufwerke anfällig für reduzierte NAND-Zellenspannungen innerhalb der gespeicherten Daten, was bei Wiederaufnahme des Betriebs zu Medien- oder Laufwerksfehlern führen kann.

Die JEDEC-SSD-Standards JESD218 und JESD219 enthalten branchenweite Anforderungen rund um die Datenaufbewahrung für SSD-Medien. 

Der Standard schreibt vor, dass SSD/NVMe-Laufwerke ihre Daten während eines Ausschaltzeitraums für eine Mindestdauer von drei Monaten bei maximaler Nennbeständigkeit (d. h. in einem vollständig verbrauchten Zustand in Bezug auf die Schreibbeständigkeit) aufbewahren müssen. 

Es ist zu beachten, dass die Datenspeicherung durch folgende Faktoren negativ beeinflusst wird:

• P/E-Zyklen und TBW-Status (verbleibende Lebensdauer) des Laufwerks
  • Ein Laufwerk mit mehr P/E-Zyklen oder TBW hat eine geringere Aufbewahrungsfähigkeit als ein neues Laufwerk mit wenigen P/E-Zyklen oder TBW.
• Aktive Temperatur über die Lebensdauer des Laufwerks
  • Die Temperatur der NAND-Zellen während der Lebensdauer des Laufwerks wirkt sich auf die Aufbewahrungsfähigkeit aus.
• Ausschalttemperatur während der Dauer des Ausschaltereignisses 
  • Laufwerke, die sich im ausgeschalteten Zustand befinden, sollten bei einer Umgebungstemperatur von höchstens 40 °C/104 °F gelagert werden.

Um Bedenken hinsichtlich der Datenaufbewahrung zu vermeiden, empfiehlt Dell Technologies basierend auf der aktuellen Technologie, dass SSD-/NVMe-Festplatten, die Nutzerdaten enthalten, einmal alle 2,5 Monate für eine Mindestdauer von 3 Wochen eingeschaltet werden, damit Hintergrundaufgaben abgeschlossen werden können. Mit steigender Laufwerkskapazität verlängert sich auch die Zeitspanne, in der sie eingeschaltet werden müssen. Alternativ löst ein Lesevorgang auf allen verwendeten NAND-Zellen die Datenaufbewahrungsaufgaben aus und wird auf Laufwerken mit größerer Kapazität empfohlen. Server, die ausgeschaltet sind und länger als 3 Monate eingelagert werden, sollten außer Betrieb genommen und mit gesicherten Daten versehen werden, bis sie wieder für die Produktion verwendet werden können.

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