先来回顾一起事件，真真实实的发生在我们身边。
2016年4月22日，某公司北京亦庄数据中心UPS升级改造过程中，因供电中断，导致机房全部设备断电，系统宕机，73家村镇银行的核心、支付、网银、手机银行等业务全部中断，涉及全国12个省份，且恢复时间长达7个32分钟，同时造成部分服务器、存储设备损坏，以及部分银行金融机构的开发测试系统、灾备系统、生产业务等系统相继中断。
我们先不说此处事件导致的硬件设备损失，单是银行核心业务系统中断带来的经济损失就已无法预估，而且如此大面积故障，如果没有完善的应急灾备方案，必定会造成大量数据不完整或丢失。
断电，作为掉电的一种，突发事件同样会造成不良结果。拿企业SSD存储举例，当系统正在进行分区表或关键区域写入操作时，突然掉电，90%会造成数据写入不完整，出现数据混乱、丢失，严重的SSD将无法读盘，就是我们常说的“挂掉”了。
如果是安全（正常）关机，系统会提前发出通知设备电源要中断，让SSD 有足够的时间处理还没有落盘的数据，SSD 此时会将缓存的或者正在写入的用户数据完整的刷写进NAND【如图1所示】，同时不再接收新的IO请求。这是因为SSD固有结构的限制，借助高速随机存储器（RAM）缓存数据达到性能提升的目的，而RAM 有易失性，必须周期性对数据进行刷新，并且没有供电时，缓存在RAM上的用户数据会丢失。
图1：用户写数据流程图
而随着“掉电保护”方面的技术增强，当下企业级SSD产品在这方面表现非常不错，掉盘概率微乎其微，但企业用户仍需做到防患于未然，以防突发性掉电事件的发生。作为中国独具自主研发和创新能力的领先企业级SSD产品供应商，Memblaze新一代PBlaze5系列PCIe NVMe SSD存储产品在意外掉电保护方面做了进一步技术增强。
或许有人会问，SSD因意外掉电可能会丢失哪些数据？
- 缓存DRAM中的大量用户数据+元数据（用户数据通过控制器的DMA引擎会增加ECC校验信息）
- 在DRAM中运行并时时更新的元数据（如FTL表，端到端DIX模式的保护信息等）
- 从DRAM向NAND介质正在写入的用户数据和元数据
『意外掉电增强技术』
为了最小化异常电力中断造成的数据丢失，MemblazePBlaze5系列SSD设计了包含高能量密度电容的掉电检测电路。如图2所示，e-Fuse模块会持续监控SSD的供电电压，一旦业务供电降低到设定的阈值，则预示意外掉电事件的发生。e-Fuse就会切断供电电路，同时SW2关闭，SW1开关打开，电容所在电路形成通路并开始放电。电容电量的选择是基于缓存数据量的大小，同时要考虑这些数据量向NAND刷写的最长时间，所选的电容能够保证最坏情况下刷写数据的电量（Q）要求。所以充足的电力保护窗口，给予数据从缓存刷写到NAND充足的时间。当电源接通时，电容会快速充电。
图2：包含电容的掉电保护电路
同时，在产品出厂前，会通过对硬件下发指令，电路板上的MCU模块会模拟异常掉电机制对PBlaze5电容的生命状况进行监测，来验证电容的有效性，从而保证电容的可靠性。
『“取消擦除”技术』
除了上述增强保护外，PBlaze5还采用了“取消擦除”新技术，用来进一步保证异常电力中断时，数据的完整性。为什么用户需要这项技术：
原因一，“擦除”是非常耗时的操作，如遇到电力异常中断，在电容放电的窗口期，从DRAM向NAND介质刷写中掺杂有擦除指令，在极端情况下，整个刷写周期有可能超过电容的有效放电时间，其结果是导致部分数据丢失。因此，将“擦除”指令取消等待上电后重新执行，不需要电容电量的增加，就可以给关键的“编程”指令充足的执行时间保证。
原因二，采用“取消擦除”技术的原因是由于NAND 结构的差异，PBlaze5采用新一代3D eTLC，而TLC 相比MLC 需要更长的编程周期。因为MLC 是一个cell 存储2bits 信息，分别为Lower Page Data 和Upper Page Data。而TLC 是一个cell 存储3bits 信息，除了和MLC相同的两个信息位，还包含Extra Page Data，正如图3存储状态显示，因此TCL 编程时间要大于MLC 编程时间（ TTLC_prog = TLP_prog + TUP +XP_prog > TMLC_prog = TLP_prog + TUP_prog）。
图3：TLC&MLC存储状态显示
原因三，考虑到在SSD 使用过程中，由于大量的充放电过程，电容会慢慢老化同时伴随着电容电量降低，而“取消擦除”技术还可以增强在产品生命末期，遇到异常掉电时的数据完整性。
从数据安全角度来讲，Memblaze 新一代PBlaze5 SSD通过高能量密度电容的掉电电路检测和“取消擦除”技术做到了意外掉电事故发生时的预防，确保了数据的完整性和安全性。