2.8 企业级SSD之掉电保护

没有掉电保护会发生什么问题？如果发生异常掉电时，SSD没有电容来做掉电保护。可能发生的问题如下：

1. SSD重新连接后不识别。因为映射表来不及保存到NAND中，重新上电后，有的时候30分钟静置大法可以恢复过来，更有很大可能救不回来，只能重新开卡。

2. GBB增加。突然掉电时，如果正在读写数据，有些单元可能会发生电压偏移，如果超过ECC等校验能力，就会标为坏块。

3. 丢失缓存数据。缓存一般是电容元件，掉电不保持数据。数据在缓存中还没来及写入到NAND中，掉电时就会丢失。

SSD上电流程：

1.初始化PCIe

2.加载NVMe驱动

3.配置NVMe的Admin Queue

4.NVMe Controller Reset

5.Host发送admin命令identify/set-feature等获取盘信息

6.根据盘信息创建字符设备，字符设备初始化。这里我们 就能在/dev下看到字符设备nvme*

7.创建块设备。创建IO CQ和IO SQ，发送idenfy namespace枚举所有的namespace，并初始化。这时我们就能在/dev下看到块设备nvme0n1,nvme0n2等等。就能通过IO命令对块设备进行数据读写了。

SSD正常下电流程：

带DRAM的SSD：企业级和高端的消费级SSD都是有DRAM的，主要作用是暂存映射表，通常是SSD容量的千分之一。为什么是千分之一？请参考另一篇地址映射的文章，4Bytes的地址映射到4k的物理数据，这里不具体展开讲了。

1.把用户数据写入NAND。

2.把映射表写入NAND。

3.把NAND块信息写入

SSD异常下电流程：

SSD中都有超级电容或者钽电容，SSD上电时进行充电。突然掉电时，侦测电路的GPIO反馈到fw,超级电容或钽电容供电支持到DDR中的数据刷到NAND。

容量越大，需要的超级电容也越大，但是PCB的空间是有限的。超级电容如果太大也容易带来另一个问题，就是电脑重启时要电容完全放电SSD自检才能通过并识别到盘。

超级电容或钽电容随着使用出现老化，就像手机电池用两年后不耐用了。保存电量的减少也会带来异常掉电后的数据丢失或不识盘风险。

所以掉电时优先保存用户数据并对这些数据做标记，重新上电后把这些新增数据的映射更新到映射表里或者重建映射表。

需要考虑

1.电容大小的设计，太小不够数据保存；太大需要的充电时间长，并且SSD重新上电时检测到还没放电完毕，SSD就不能识别。

2.电容老化