先來回顧一起事件，真真實實的發生在我們身邊。
2023年4月22日，某公司北京亦莊資料中心ups公升級改造過程中，因供電中斷，導致機房全部裝置斷電，系統宕機，73家村鎮銀行的核心、支付、網銀、手機銀行等業務全部中斷，涉及全國12個省份，且恢復時間長達7個32分鐘，同時造成部分伺服器、儲存裝置損壞，以及部分銀行金融機構的開發測試系統、災備系統、生產業務等系統相繼中斷。
我們先不說此處事件導致的硬體裝置損失，單是銀行核心業務系統中斷帶來的經濟損失就已無法預估，而且如此大面積故障，如果沒有完善的應急災備方案，必定會造成大量資料不完整或丟失。
斷電，作為掉電的一種，突發事件同樣會造成不良結果。拿企業ssd儲存舉例，當系統正在進行分割槽表或關鍵區域寫入操作時，突然掉電，90%會造成資料寫入不完整，出現資料混亂、丟失，嚴重的ssd將無法讀盤，就是我們常說的「掛掉」了。
如果是安全（正常）關機，系統會提前發出通知裝置電源要中斷，讓ssd 有足夠的時間處理還沒有落盤的資料，ssd 此時會將快取的或者正在寫入的使用者資料完整的刷寫進nand【如圖1
所示】，同時不再接收新的io請求。這是因為ssd固有結構的限制，借助高速隨機儲存器（ram）快取資料達到效能提公升的目的，而ram 有易失性，必須週期性對資料進行重新整理，並且沒有供電時，快取在ram上的使用者資料會丟失。
圖1：使用者寫資料流程圖
而隨著「掉電保護」方面的技術增強，當下企業級ssd產品在這方面表現非常不錯，掉盤概率微乎其微，但企業使用者仍需做到防患於未然，以防突發性掉電事件的發生。作為中國獨具自主研發和創新能力的領先企業級ssd產品**商，memblaze新一代pblaze5系列pcie nvme ssd儲存產品在意外掉電保護方面做了進一步技術增強。
或許有人會問，ssd因意外掉電可能會丟失哪些資料？
快取dram中的大量使用者資料+元資料（使用者資料通過控制器的dma引擎會增加ecc校驗資訊）
在dram中執行並時時更新的元資料（如ftl表，端到端dix模式的保護資訊等）
從dram向nand介質正在寫入的使用者資料和元資料
『意外掉電增強技術』
為了最小化異常電力中斷造成的資料丟失，memblazepblaze5系列ssd設計了包含高能量密度電容的掉電檢測電路。如圖2
所示，e-fuse模組會持續監控ssd的供電電壓，一旦業務供電降低到設定的閾值，則預示意外掉電事件的發生。e-fuse就會切斷供電電路，同時sw2關閉，sw1開關開啟，電容所在電路形成通路並開始放電。電容電量的選擇是基於快取資料量的大小，同時要考慮這些資料量向nand刷寫的最長時間，所選的電容能夠保證最壞情況下刷寫資料的電量（q）要求。所以充足的電力保護視窗，給予資料從快取刷寫到nand充足的時間。當電源接通時，電容會快速充電。
圖2：包含電容的掉電保護電路
同時，在產品出廠前，會通過對硬體下發指令，電路板上的mcu模組會模擬異常掉電機制對pblaze5電容的生命狀況進行監測，來驗證電容的有效性，從而保證電容的可靠性。
『「取消擦除」技術』
除了上述增強保護外，pblaze5還採用了「取消擦除」新技術，用來進一步保證異常電力中斷時，資料的完整性。為什麼使用者需要這項技術：
原因一，「擦除」是非常耗時的操作，如遇到電力異常中斷，在電容放電的視窗期，從dram向nand介質刷寫中摻雜有擦除指令，在極端情況下，整個刷寫週期有可能超過電容的有效放電時間，其結果是導致部分資料丟失。因此，將「擦除」指令取消等待上電後重新執行，不需要電容電量的增加，就可以給關鍵的「程式設計」指令充足的執行時間保證。
原因二，採用「取消擦除」技術的原因是由於nand 結構的差異，pblaze5採用新一代3d etlc，而tlc 相比mlc 需要更長的程式設計週期。因為mlc 是乙個cell 儲存2bits 資訊，分別為lower page data 和upper page data。而tlc 是乙個cell 儲存3bits 資訊，除了和mlc相同的兩個資訊位，還包含extra page data，正如圖3
儲存狀態顯示，因此tcl 程式設計時間要大於mlc 程式設計時間（ ttlc_prog = tlp_prog + tup +xp_prog > tmlc_prog = tlp_prog + tup_prog）。
圖3：tlc&mlc儲存狀態顯示
原因三，考慮到在ssd 使用過程中，由於大量的充放電過程，電容會慢慢老化同時伴隨著電容電量降低，而「取消擦除」技術還可以增強在產品生命末期，遇到異常掉電時的資料完整性。
從資料安全角度來講，memblaze 新一代pblaze5 ssd通過高能量密度電容的掉電電路檢測和「取消擦除」技術做到了意外掉電事故發生時的預防，確保了資料的完整性和安全性。
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