[發明專利]具有多模PCIE功能的存儲控制器的系統、方法和設備

有效

• 申請號: 201910893668.6
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN110941576B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 楊國華;張嘉榮;大衛·克雷斯皮
• 申請（專利權）人: 蘇州庫瀚信息科技有限公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16;G06F13/40
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 成春榮;竺云

本申請涉及集成電路芯片，公開了一種具有多模PCIE功能的存儲控制器的系統、方法和設備，其中，具有多模PCIe功能的獨立存儲控制器可配置為PCIe根復合體(RC)、端點(EP)或橋接(BR)。在EP模式中，存儲控制器的作用類似于常規PCIe從屬控制器，它通過PCIe端口耦合到主機提供的PCIe根復合體。在RC模式下，存儲控制器充當PCIe配置和管理實體，充當提供PCIe根復合體的主機，附加卡或芯片可通過存儲控制器提供的PCIe端口耦合到該主機，支持任何類型的網絡設備接口，無需外部根復合體。在BR模式下，存儲控制器可以作為透明或非透明橋接器，該橋接器具有根復合體或端點端口，用于連到該橋接器的內部連接。

技術領域

本申請涉及集成電路芯片，特別涉及具有多模PCIe功能的獨立存儲控制器，可配置為PCIe根復合體(Root-Complex，簡稱RC)、PCIe端點(End-Point，簡稱EP)或橋接功能(bridging function，簡稱BR)。。

背景技術

存儲控制器是支持外圍組件快速互連(Peripheral Component InterfaceExpress，簡稱PCIe)接口的設備，傳統上僅在功能上提供PCIe端點。PCIe設備需要直接或通過一個或多個PCIe交換機連接到PCIe根復合體，以便進行配置和管理。

根復合體在枚舉期間掃描PCIe總線，以識別和配置連接到該總線的設備，例如在這種情況下的非易失性存儲器標準(Non-volatile Memory Express，簡稱NVMe)海量存儲控制器。然后，系統BIOS/OS將加載正確的驅動程序，并且存儲控制器已準備好運行。在這種模式下，存儲控制器是從設備，在單端口情況下連接到單個主機。

要使存儲控制器通過交換網絡與外部遠程主機通信，先前的解決方案總是需要存儲控制器外部的本地主機(例如，英特爾至強)，首先接收和終止網絡流量(例如，NVME通過遠程直接數據存取或RDMA)，然后本地主機將命令和數據中繼到存儲控制器。考慮到數據路徑的高帶寬，例如，大于100Gb/s，數據中繼通常是性能瓶頸之一。其他提出的解決方案可以終止包括根復合體的智能網絡接口控制器(例如Marvell 88SN2400轉換器控制器)中的網絡流量，這種方法的缺點是驅動需要專用網絡接口芯片(NIC)或插卡。

在如今的閃存陣列簇(Just A Bunch of Flash Array，簡稱JBOF)架構中，以中央處理單元(CPU)提供根復合體功能的使用傳統架構的標準配置已經無法滿足當前的性能需求，當然也不能滿足未來SSD性能的增長需求。如今的高性能SSD可以從存儲接口提供32Gb/s的帶寬，這需要每個SSD有4個PCIe第3代連接接口。具有32個驅動器的JBOF需要700多個PCIe通道才能提供足夠的多路徑連接。這需要使用大量PCIe交換機以滿足這種需求，成本高，需要的印制電路板(PCB)多，能耗高。

人們期望在SSD和外部實體之間創建更高性能的通信路徑。

發明內容

本申請的目的在于提供一種具有多模PCIE功能的存儲控制器的系統、方法和設備，在不增加存儲控制器中的重要硬件/固件資源的情況下，消除了數據和命令中繼。

本申請公開了一種存儲控制器系統，包括：

網絡接口

閃存

存儲控制器，其中所述存儲控制器包括：

耦合到所述網絡接口的PCIe連接器

耦合到所述閃存的存儲接口邏輯

支持端點和根復合體模式的PCIe功能元件

主機

所述主機耦合到所述網絡接口

所述閃存耦合到所述存儲控制器

所述網絡接口與所述存儲控制器耦合