OCP NVME SSD规范解读-11. 电源状态管理要求

在Datacenter NVMe SSD Specification v2.5中,第4.8.11节详细描述了DSSD Power State Requirements,这是一套关于数据中心级NVMe固态硬盘的功率状态管理规范。

DSSD Power State是针对特定设备的一项高级电源管理功能,允许主机通过NVMe Set Feature命令(如`SDSSDPS-10`指出)设置并持久化存储控制器的功率状态,即使在设备重启或断电后依然保持设定的功率级别。

DSSD Power State (特征标识符C7h) Set Feature是Datacenter NVMe SSD Specification中定义的一个特性,允许系统管理员或主机通过NVMe Set Features命令来设置固态硬盘(SSD)的工作功率状态。这个特性专为具有DSSD(可能是DataScale Series Storage Dense Scale-out 设备)技术的SSD设计,提供了不同于传统NVMe功率管理接口的替代方式。

DSSD功率状态采用数值递增的方式表示功率消耗增大,而NVMe功率状态则是数值越大代表功率消耗越小。当通过Set Feature命令设置了某个DSSD功率状态后,设备将自动选择并运行在最大功率(MP)以瓦特为单位不大于所选DSSD功率状态数值的最高功率级别的NVMe功率状态。

例如,如果设置DSSD功率状态为20,这意味着设备会进入一个最大功率不超过20瓦特的最高功率等级的NVMe功率状态。通常,DSSD功率状态的数量会大于NVMe功率状态,因此当选择的DSSD功率状态编号对应的瓦特值无法精确匹配任何一个NVMe功率状态的最大功率时,设备会选择最接近但不超过该瓦特值的NVMe功率状态。

在执行Set Feature命令时,设备必须遵循一些特定的要求。例如,DSSD Power State Set Feature命令需要正确填充相关字段,包括用来指示是否要在所有电源循环和复位后持续保存DSSD功率状态的"Save"位(`SDSSDPS-10`中的第31位),以及指定要设置的DSSD功率状态数值的字段(`SDSSDPS-14`中的6:0位)。同时,命令结构中还包括其他必要的保留位和特征标识符(设为C7h),以及其他可能的配置参数。

在查询设备当前状态时,通过执行DSSD Power State (Feature Identifier C7h) Get Feature命令,设备会根据实际情况报告当前处于的DSSD功率状态。

  • 如果当前NVMe功率状态是因为先前的DSSD功率状态设置命令而选择的,则设备将报告该设置命令所选择的DSSD功率状态;

  • 如果不是,则设备将报告当前实际运行的最低功率DSSD功率状态。

这样,主机可以动态地根据实际应用需求和功耗策略,精确控制SSD的功率消耗水平。

当执行DSSD Power State Get Feature命令时,设备需根据不同的选择状态(Selection(SEL))返回相应的信息。例如,如果当前NVMe功率状态是由DSSD Power State Set Feature命令选定的,则设备应当报告由该命令所选择的DSSD功率状态值(参见`DSSDPSG-1`)。若当前状态不是由DSSD Power State Set Feature命令导致,则设备应报告当前NVMe功率状态下可支持的最低功率的DSSD功率状态。

此外,还规定了设备应支持NVMe Power Management特性(特征标识符02h),并且设备应在Identify Controller Data Structure中按照NVMe 1.4b规范填写NVMe Power State Descriptor表(对应`PWR-1`要求)。

DSSD功率状态的变更将被记录到SMART属性中,具体体现在Power State Change Count字段(SMART-31),它记录了NVMe功率状态变化的次数,包括由于DSSD功率状态改变引起的变更。

此规范还包括对设备启动、运行期间以及关机和复位过程中如何处理功率状态转换的细节,同时可能涉及与PCIe链接重训练计数(SMART-29)、最低允许固件版本回滚(SMART-33)等相关电源管理和健康监测特性。设备还需要符合一系列性能和可靠性要求,如上电/掉电时间要求、不可纠正位错误率(UBER)等标准,确保在不同功率状态下仍能维持数据完整性及预期的性能表现。

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