一、SSD 的掉电保护技术

为什么SSD 需要意外掉电保护？

SSD_工作时利用高速随机存储器( RAM )缓存数据,是SSD提高性能的方法之一。但是由于固有结构的限制, 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。
如果是安全关机，系统会提前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 (也就是完成图示中所有5步操作)，同时不再接收新的IO请求。但是，异常掉电不会提前给设备通知和刷写时间，缓存的数据极大可能丢失。如果没有意外掉电保护，异常电力中断(譬如大面积供电中断,人为误操作，甚至电压不稳)将会给企业用户造成巨大损失。

SSD 掉电保护原理

1、e-Fuse 模块会持续监控SSD的供电电压
2、出现异常掉电是, e-Fuse就会切断供电电路，SW2关闭,SW1开关打开,电容所在电路形成通路并开始放电
3、当电源接通时,电容会快速充电。

二、U.2 SSD 双端口技术

链路冗余保证高可用性

因为企业级服务需要不中断的访问存储(SSD)， 必须满足高可用性。U.2 SSD的双端口设计可以创建两个失效区域
的方案。一个域通过一个链路连接个端口 ，即使一个链路访问失败，还可以通过另一个链路访问。目前主流的U.2产品
双端口可以自适应为一个x4端或者两个x2端口(在支持双端的服务器上)。

双端口的优势：

在双端的情况下，两台服务器连到一个盘上，即使单个链路出现掉电、断路等问题,也不会影响盘向应用提供服务。
从性能的角度看,目前主流的U.2双端口，每个端为PCle3.0 x 2，可以实现Active-Active访问,(以Gen3的盘为例)带宽性能是SAS系统的3~4倍,延时减少一半。

三、SSD 的Multiple Namespaces

多命名空间大幅提高SSD 灵活性

命名空间是指NVMe设备中一段LBA(逻辑块地址)空间,以NVMe1.2a标准设计的NVME硬盘，可以支持高达32个命名空间。
每个命名空间可以独立的设置逻辑扇区512/4096字节，并可设置是私有还是可共享命名空间。数据一致性和安全方面，每个命名空
间拥有独立的AES-256位密钥对用户数据进行加密。默认命名空间设置指向整个用户使用空间(如"/dev/nvme0n1" )，当创建多个命名空间后，主机端可以看到多个独立的设备列表，如"/dev/nvme0n1", “/dev/nvme0n2”,"/dev/nvme0n3

NVMe 的多命名空间加上双端口技术使企业级存储系统更加灵活和多元化。

四、主流企业级SSD 特性

基本功能

• 增强掉电数据保护
• 热插拔
• 全路径数保护
• S.M.A.R.T
• 灵活功耗管理

高级功能

• trim
• 多命名空间（Multiple Namespaces）
• AES-256 自加密&密钥删除
• 双端口&Reservation
• 在线固件升级
• 可变Sector Size 管理&NVMe 端到端数据保护
• NVMe-MI 带外管理
• 设备自检
• 颗粒失效保护
• 原子写
• 固件鉴权加密等

参考：

1.https://www.bilibili.com/video/BV1TR4y1A7na/?spm_id_from=333.788&vd_source=d189aba2af4a82434ca9b7703002f38c