可靠性是任何严肃数据库系统的重要属性，而 PostgreSQL 会尽一切可能保证运行可靠。可靠运行的一个方面是，已提交事务所记录的所有数据都应存储在不受断电、操作系统故障和硬件故障影响的非易失性区域中（当然不包括该非易失性区域本身的故障）。通常，只要能成功将数据写入计算机的永久存储设备（磁盘驱动器或等效设备），就满足这一要求。实际上，即使一台计算机遭受致命损坏，只要磁盘驱动器得以幸存，就可以将它们移到另一台硬件相近的计算机上，所有已提交事务仍将完好无损。

虽然周期性地强制将数据写到磁盘盘片似乎是个简单操作，但事实并非如此。由于磁盘驱动器远慢于主存和 CPU，在计算机主存与磁盘盘片之间存在多层缓存。首先是操作系统的缓冲区缓存，它会缓存常用磁盘块并合并磁盘写入。幸运的是，所有操作系统都为应用提供了强制将数据从缓冲区缓存写入磁盘的方法，而 PostgreSQL 会使用这些机制。（关于如何调整这一过程，见参数wal_sync_method。）

其次，磁盘驱动器控制器中可能还有缓存；这在 RAID 控制卡上尤为常见。其中一些缓存是直写式，也就是说写请求一到达就立刻发送到驱动器。另一些是回写式，也就是说数据会在稍后的某个时间发送到驱动器。这类缓存可能构成可靠性隐患，因为磁盘控制器缓存中的内存是易失性的，断电时会丢失内容。较好的控制卡配有后备电池单元（BBU），也就是卡上带有电池，可在系统断电时维持缓存供电。电力恢复后，数据便会写入磁盘驱动器。

最后，大多数磁盘驱动器自身也带有缓存。有些是直写式，有些是回写式；对于回写式驱动器缓存，同样存在与磁盘控制器缓存相同的数据丢失隐患。消费级 IDE 和 SATA 驱动器尤其可能带有在断电后无法保留内容的回写式缓存。很多固态驱动器（SSD）也带有易失性的回写式缓存。

这些缓存通常都可以禁用；不过，具体方法会因操作系统和驱动器类型而异：

较新的 SATA 驱动器（遵循ATAPI-6或更高版本标准的那些）提供了驱动器缓存刷新命令（FLUSH CACHE EXT），而 SCSI 驱动器则早已支持类似的SYNCHRONIZE CACHE命令。这些命令对PostgreSQL并不直接可见，但某些文件系统（例如ZFS、ext4）可以利用它们把数据刷写到启用了回写缓存的驱动器盘片上。遗憾的是，这类文件系统与带电池后备单元（BBU）的磁盘控制器配合时表现并非最优。在这种配置下，同步命令会强制把控制器缓存中的所有数据写到磁盘，抵消了 BBU 的很大一部分好处。你可以运行 PostgreSQL 源码树中的src/tools/fsync工具来查看自己是否受影响。如果受影响，可以通过关闭文件系统的写屏障或重新配置磁盘控制器（如果可行）来重新获得 BBU 的性能收益。如果关闭了写屏障，请确保电池保持有效；故障的电池有可能导致数据丢失。另见希望文件系统和磁盘控制器的设计者最终能解决这种次优行为。

当操作系统向存储硬件发出写请求后，它几乎做不了什么来确保数据已经到达真正的非易失性存储区域。相反，管理员有责任确保所有存储组件都能保证数据完整性。应避免使用写缓存没有电池后备的磁盘控制器。在驱动器层面，如果驱动器无法保证在关闭前把数据写出，就应禁用回写缓存。如果使用 SSD，要注意其中很多默认并不遵守缓存刷新命令。可以借助diskchecker.pl等工具测试 I/O 子系统的行为是否可靠。

数据丢失的另一种风险来自磁盘盘片写操作本身。磁盘盘片被分为若干扇区，通常每个 512 字节。每一次物理读写都处理整个扇区。当写请求到达驱动器时，其数据量可能是 512 字节的某个倍数（PostgreSQL 通常一次写入 8192 字节，也就是 16 个扇区），而写入过程可能在任何时刻因断电失败，这就意味着某些 512 字节扇区写成功了，另一些却没有。为防范这类故障，PostgreSQL 会在修改磁盘上的实际页面之前，定期将整页镜像写入持久 WAL 存储。这样一来，在崩溃恢复时 PostgreSQL 就能从 WAL 恢复部分写入的页面。如果你使用了能阻止部分页面写入的文件系统软件（如 ZFS），可以通过关闭参数full_page_writes来禁用这种页面镜像。带后备电池单元（BBU）的磁盘控制器并不能阻止部分页面写入，除非它们保证写入 BBU 的数据总是完整的整页（8kB）。