從異常斷電說起，企業(yè)級(jí)SSD的可靠性為何那么強(qiáng)？

　　由于意外停電、藍(lán)屏死機(jī)等原因?qū)е码娔X沒有完成正常關(guān)機(jī)流程的情況，我們一般稱之為異常斷電。

　　異常斷電會(huì)極大危害SSD的數(shù)據(jù)讀寫安全，不僅僅是丟失尚未保存的文件，還有系統(tǒng)緩存內(nèi)尚未實(shí)際寫入到硬盤的數(shù)據(jù)，以及短暫儲(chǔ)存在SSD緩存當(dāng)中等待最終寫入NAND閃存的數(shù)據(jù)都可能會(huì)丟失。極端情況下SSD以前已經(jīng)寫入的數(shù)據(jù)也會(huì)出錯(cuò)，甚至整個(gè)SSD會(huì)因此“變磚”——無法識(shí)別、無法讀寫、數(shù)據(jù)全毀。

　　異常斷電對(duì)SSD危害如此之大的原因，主要是其破壞了SSD閃存物理存儲(chǔ)位置與邏輯地址之間的映射關(guān)系，也就是FTL映射表。

　　與機(jī)械硬盤不同，SSD中的數(shù)據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)在閃存的哪個(gè)位置是由主控決定。為了方便讀寫，主控引入了FTL映射表并存儲(chǔ)在緩存當(dāng)中，其中記錄了邏輯LBA地址與實(shí)際閃存PBA地址的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　俗得理解FTL映射表的作用？打個(gè)比方，快遞員給你送快遞，一般是通過門牌號(hào)找到你家。但一旦門牌號(hào)丟失，他不但找不到你家，還有可能把你的包裹送給別人。FTL映射表便是依據(jù)類似這樣的邏輯關(guān)系進(jìn)行運(yùn)作。由于FTL映射表存儲(chǔ)在緩存當(dāng)中，意味著它得時(shí)刻保持通電狀態(tài)，一旦異常斷電，它的映射關(guān)系便會(huì)丟失，以致于數(shù)據(jù)來不及映射（數(shù)據(jù)丟失）甚至SSD變磚。

　　相比其它影響數(shù)據(jù)安全的因素，異常斷電在我們的可控范圍之外，因此它不會(huì)因?yàn)镾SD有好的閃存顆?；蛘呶覀冇泻玫氖褂昧?xí)慣而降低對(duì)SSD的傷害。為應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，SSD斷電保護(hù)機(jī)制應(yīng)運(yùn)而生。

　　異常斷電保護(hù)有硬件級(jí)和固件級(jí)兩類。硬件級(jí)主要是指儲(chǔ)能電容和相關(guān)電路，固件級(jí)更多是固件算法和控制邏輯。

　　當(dāng)前所有的SSD在設(shè)計(jì)時(shí)其實(shí)都會(huì)有掉電保護(hù)機(jī)制，不過主要集中在算法層面，也就是通過固件算法來實(shí)現(xiàn)斷電保護(hù)，這也是目前大多數(shù)消費(fèi)級(jí)SSD所采用的方式之一。

　　不過純固件實(shí)現(xiàn)的斷電保護(hù)只能護(hù)住FTL閃存映射表不致?lián)p壞，或者損壞后能夠快速有效地完成重建。但如果沒有儲(chǔ)能電容，它仍然無法保護(hù)DRAM緩存中的數(shù)據(jù)。換句話說，它無法完全應(yīng)對(duì)所有可能發(fā)生的極端條件，以及確保保護(hù)機(jī)制自身不會(huì)犯錯(cuò)，例如在企業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上它就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

　　相比個(gè)人用戶，企業(yè)面對(duì)的數(shù)據(jù)更加龐大，價(jià)值也更高，這就要求企業(yè)所使用的存儲(chǔ)工具必須滿足在各種極端環(huán)境里運(yùn)行自如，能夠長(zhǎng)時(shí)間讀寫，同時(shí)兼具數(shù)據(jù)加密等功能，在各種突發(fā)情況下確保數(shù)據(jù)的完整性。

　　而在數(shù)據(jù)完整性這一環(huán)，就不得不提到斷電保護(hù)。在一秒就要讀寫海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心或者服務(wù)器平臺(tái)，一旦遇到異常斷電的情況，如果單靠純固件實(shí)現(xiàn)的斷電保護(hù)功能，那么暫時(shí)存儲(chǔ)在緩存中的數(shù)據(jù)將會(huì)大量丟失，這對(duì)企業(yè)來說是一個(gè)巨大的損失。

　　硬件級(jí)斷電保護(hù)的存在恰恰就是為了解決這個(gè)難題。它有獨(dú)立的硬件電路，包括應(yīng)急供電用的電容、用于發(fā)現(xiàn)斷電并觸發(fā)保護(hù)機(jī)制的電壓監(jiān)視芯片等。而在整個(gè)硬件級(jí)斷電保護(hù)機(jī)制當(dāng)中，電容至關(guān)重要。

　　在SSD上配置儲(chǔ)能電容，讓SSD面對(duì)異常斷電時(shí)，可以改用儲(chǔ)能電容供電并讓緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)及時(shí)寫入到NAND顆粒中，相當(dāng)于給SSD爭(zhēng)取出一個(gè)緩沖時(shí)間完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，具有極高的可靠性。

　?。ㄊ褂勉g電容+固件算法進(jìn)行雙重?cái)嚯姳Ｗo(hù)的影馳擎 GA-E 16TB 企業(yè)級(jí)SSD）

　　受制于成本和極端的工作環(huán)境，儲(chǔ)能電容一般只在企業(yè)級(jí)SSD上才會(huì)使用。而普通消費(fèi)級(jí)SSD日常讀寫壓力小，固件上的斷電保護(hù)足夠它面對(duì)意外斷電時(shí)的可靠性需求。

　　最后，總結(jié)一下：相比消費(fèi)級(jí)SSD只有固件上的斷電保護(hù)，企業(yè)級(jí)SSD一般會(huì)采用儲(chǔ)能電容搭配固件算法達(dá)到雙重防護(hù)的效果，數(shù)據(jù)安全性往往會(huì)更高。