[發明專利]用于在存儲設備中選擇功率狀態的方法和裝置

在審

• 申請號: 201880064424.0
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN111164567A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: I·阿菲特;J·G·哈恩;K·因巴
• 申請（專利權）人: 西部數據技術公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F1/3234
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛

用于在計算機的存儲設備中選擇功率狀態的方法和裝置，包括提供監測存儲設備參數以及比較那些參數與耐久閾值以增加存儲設備的可靠性。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年1月24日提交的美國申請號15/878,735的優先權，其以全部內容通過參考并入本文。

技術領域

本公開的方面涉及主機連接的設備的功率狀態和功率使用。更具體地，本公開的方面涉及用于存儲設備中的功率狀態的選擇性通告(advertisement)的方法。

背景技術

諸如計算機的存儲器布置之類的消費者存儲設備可以具有許多功率狀態。這些功率狀態被單獨定義和創建，以降低總功率使用。在某些情況下，可能需要在不同的功率參數與進入和退出這些功率狀態所需的時間和能量之間進行權衡。設備可以用不同的操作參數來通告多個功率使用狀態。

在一個示例中，高性能消費者存儲設備使用的NVM Express協議包括多達32個功率狀態，每個狀態由該設備通告，作為對主機提交的“識別控制器”命令的響應的一部分。各個功率狀態中的每一個都包括諸如進入等待時間(latency)、退出等待時間和在狀態活動時的目標功耗之類的參數。例如，進入等待時間的測量是從完成將設備放入特定功率狀態直到功耗未超過目標的命令所花費的時間。退出等待時間的測量是從設備離開功率狀態(由于主機功率管理指令或由于I/O命令)直到設備再次操作并可以成功完成輸入/輸出命令而無需其他等待時間的時間。

非易失性存儲器消費者設備通常具有兩個非操作功率狀態以及三個操作狀態。非操作狀態在本文中稱為PS3和PS4，盡管實施方式可能具有不同的功率狀態，并且可能以不同的方式對這些狀態進行編號。

PS3被定義為具有較短的進入和退出等待時間非操作狀態，而PS4狀態則犧牲了等待時間以進一步降低功率。例如，PS3狀態可能具有在單微秒范圍內測量的進入和退出等待時間，同時消耗50-100mW的功率，而PS4狀態可能具有在數百微秒中測量到的進入和退出等待時間，但可能僅消耗1-5mW的功率。在這兩種情況下，由于設備會記錄狀態信息，因此在轉換時期期間設備將消耗更多的功率。

非易失性存儲器存儲設備可以支持多種功率管理命令方法。例如，在使用NVMExpress協議的設備中，主機可以向具有請求的功率狀態的設備發送“設置特征/功率管理”命令，以初始化到新狀態的轉換。命令成功完成后，設備將在“識別控制器”數據結構中返回的功率狀態表的進入等待時間參數中通告的時間內轉換為新的功率狀態。在主機定向的設備初始化方法(自主功率狀態轉換)中，主機根據空閑時間發送設備應轉換到的功率狀態列表。當設備檢測到在指定的持續時間內未從主機發送任何命令時，它將自動轉換到給定的非操作功率狀態中。在這兩種情況下，設備都會在收到輸入/輸出命令后立即轉換回上一個操作功率狀態。主機在選擇合格的功率狀態以及指定轉換到此功率狀態之前所需的空閑時間時，可以考慮進入和/或退出等待時間。

每個轉換在功率(轉換能量)方面都有一定的成本。將狀態數據寫入設備也可能會影響耐久性，因為每次轉換都可能需要控制寫入和對開放塊的填充。在最壞的情況下，非常小的寫入之后的立即功率狀態轉換可能會大大增加寫入放大。

需要提供一種用于使可以連接到主機的設備的功率狀態轉換成本最小化的方法。

進一步需要提供一種方法和裝置，以允許最有效地使用所連接的設備的功率狀態。

仍然進一步需要提供一種方法和裝置，以檢測來自主機設備的命令并允許連接的設備具有足夠的自主權，以不僅使功率成本最小化，而且還使等待時間和操作命令請求最小化。

發明內容