你是否會遇到這樣一種情況：

當你正在文思泉湧地敲打鍵盤趕稿件時，電腦突然抽風，然後，你就看到了絕望的藍色（系統崩潰，電腦藍色畫面了）。

其實office軟體有自動儲存的功能，當電腦重啟，再次開啟WORD檔案時，會提醒你要不要匯入最後自動儲存的內容（這個方法不是100%管用）。

扯遠了哈……

類似的情況，你是否想過，正在往SSD寫入資料時，系統突然掉電了，那SSD的資料會怎麼樣呢？

總的來說，系統掉電會給SSD帶來三種情況的災難：

3. 造成SSD壞塊增加。系統的突然掉電有可能會使NAND快閃記憶體中多個bit發生錯誤，如果錯誤的bit超過了ECC的糾錯能力，主控就會將其標記為壞塊，後續就不能用來儲存資料。這也就是為什麼在不正常斷電之後，我們有時會看到壞塊的增加。

在上一篇文章("你知道企業級SSD與消費級SSD的區別嗎？")中，我們有介紹企業級SSD與消費級SSD區別。簡單言之，企業級SSD更加註重資料的安全性，而消費級SSD更加註重的是成本。

對於消費級SSD，由於對資料的安全性要求不能那麼的嚴格，並且ECC/LDPC糾錯技術，Wear-leveling技術以及其他的Flash管理技術基本可以滿足需求。

但是，對於企業級的SSD，這些措施並不能完全滿足資料安全性的苛刻要求。

目前針對企業級SSD掉電保護的措施有兩種：

1.增加電源儲存電路(power hold-up circuit)。

2.關閉“回寫快取”(write-back caching)功能。

接下來，我們就這兩種保護措施展開介紹：

1.增加電源儲存電路(power hold-up circuit)

大多數的企業級SSD會有一塊專門檢測SSD供電電壓的電路，如果檢測到供電電壓低於設定的閾值時，此時會給SSD主控傳送預警。接著啟動power hold-up電路，保證SSD正常的操作。

SMART公司的一款XceedIOPS SSD的掉電保護電路圖如下：

Power hold-up電路中的電壓源可以是超級電容(supercapacitor), 或者一系列的分離式電容(discrete capacitors), 甚至可以是一塊電池(不過，目前市場上還沒有產品採用這個方法)。這裡主要分享超級電容和分離式電容。

(1)超級電容

超級電容是透過極化電解質實現儲存能量的電化學元件。它可以在較小的三維空間儲存驚人的能量。基於超級電容的掉電保護電路如上圖所示。

由於設計基於超級電容的掉電保護電路相對簡單，所以大多數的企業級SSD也是採用這個方法。但是超級電容想要在企業級SSD的應用中立於不敗之地，並不容易。

超級電容大多數是鋁電解電容。雖然鋁電解電容具有較高的電容體積比，但是與所有的電解電容一樣，鋁電解電容同樣具有可靠性顧慮。

超級電容會隨著時間的增加，容量減小，並且電解液也會因為洩露和擴散而不斷流失。溫度對超級電容的影響不容忽視，環境溫度每上升10度，超級電容的壽命就會折半。

(2)分離式電容

分離式電容會增加電路設計的複雜性，不過會克服超級電容可靠性的限制。基於分離式電容的掉電保護電路是採用了一系列的分離式電容並聯，如下圖。

分離式電容主要有氧化鈮電容和聚合鉭電容。這些電容不像超級電容那樣採用電解液，所以不會有洩露相關的問題。氧化鈮電容和聚合鉭電容的環境溫度可以達到85度。從這個角度講，分離式電容更加利用企業級SSD的應用。

選擇超級電容還是分離式電容，需要應用者根據成本與可靠性作出折中的決策。

2.關閉“回寫快取”(write-back caching)功能

我們先回顧一下什麼叫write-back caching。看下圖：

在Host寫入SSD資料的整個流程是這樣的：

(1)Host觸發寫入命令，並傳入資料；

(2)SSD接收到資料之後，把資料放到DRAM快取中，並開始寫入NAND快閃記憶體；

(3)SSD傳送完成報告給Host(注意，這時Data還沒真正寫入NAND快閃記憶體，SSD已經發送完成報告了)；

(4)來自DRAM快取的資料，這時才真正寫入NAND快閃記憶體；

(5)NAND快閃記憶體完成資料寫入之後給主控報告。

這樣的一個過程，我們就稱為write-back caching。

假設，系統在第(4)步掉電了，這時Host已經接收到完成報告，就認為資料已經寫到了NAND快閃記憶體。但現實是骨感的，資料還在路上，這樣，資料肯定丟失了。Host再去讀它自己認為已經寫好的資料，那麼SSD會返回資料錯誤或者資料丟失。

如果，我們把這個功能關掉，把上面的流程調整一下：

(1)Host觸發寫入命令，並傳入資料；

(2)SSD接收到資料之後，把資料放到DRAM快取中，並開始寫入NAND快閃記憶體；

(3)來自DRAM快取的資料，這時才真正寫入NAND快閃記憶體；

(4)NAND快閃記憶體完成資料寫入之後給主控報告；

(5)SSD傳送完成報告給Host。

關掉write-back caching之後，SSD要等到全部資料真正寫入NAND快閃記憶體之後才會給Host傳送完成報告, 這樣，Host就不會錯誤的讀取資訊了。但是這樣的做法會降低SSD的寫入效能。在應用過程中，需要使用者作出折中的方案。

【結語】

掉電保護對企業級SSD尤為重要，目前掉電保護的措施有：

1.增加電源儲存電路(power hold-up circuit)，電容可以超級電容或者分離式電容。

2.關閉“回寫快取”(write-back caching)功能。

研發更加有效的掉電保護技術是一門科學，更是一門藝術，讓我們拭目以待新科技。

固態使用時偶爾掉一次電，問題應該不大，硬盤裡的資料，之前的還會在，正在傳輸的資料就都丟失了。

固態盤供電分兩種，

①：M.2 PCI—E介面，由主機板供電，相對斷電後，主機板BOOS會提供一定的保護，損壞率相對，普通SSD要低，保護性要強。

②：SATA介面，由電源直接供電，掉電後，相對M.2的硬碟少了一道保護，但也不用擔心，一般品牌的SSD都有斷電保護晶片。

注意事項：固態盤在使用時，要及時備份資料。