NVMe Non-VolatileMemory express
一种建立在M.2接口上的类似AHCI的一种协议,专门为闪存类存储设计的协议。
NVMe具体优势包括:
- 性能有数倍的提升;
- 可降低延迟超过50%;
- NVMe PCIe SSD可提供的IOPs十倍于高端企业级SATA SSD;
- 自动功耗状态切换和动态能耗管理功能大大降低功耗;
- 支持未来十年技术发展的可扩展能力。
PCIe很复杂,NVMe是给PCIe穿个马甲。PCIe是作文题,NVMe是选词填空,最后的结果一样。
按照这个表格填写,发什么就填什么,总共64字节,不需要的填0。
IO命令:
appmask apptag reftag dsmgmt slba addr metadata rsvd nblocks control Flags Opcode
Admin 命令:
rsvd11 numd offset lid prp2 prp1 rsvd1 command_id flags Opcode
NVMe是一种Host与SSD之间通讯的协议,它在协议栈中隶属高层。
NVMe命令该选什么词填什么空?NVMe制定了Host与SSD之间通讯的命令,以及命令如何执行的。
NVMe有两种命令,一种叫Admin Command,用以Host管理和控制SSD;另外一种就是I/O Command,用以Host和SSD之间数据的传输。下面是NVMe1.2支持的命令列表:
发送的太快我来不及执行咋办?搞两个缓冲区吧,
发送缓冲区:SubmissionQueue (SQ)
完成缓冲区:CompletionQueue(CQ)
处理完了,我该怎么告诉你呢?写这个寄存器就行Doorbell Register (DB)
namespace是什么?每个flash块就是一个namaspce,它有个id,叫namaspceID。
NVMe到SDD是怎么玩的?举例Host需要从flash地址 0x02000000上读取nblock = 2的数据, PRP1给出内存地址是0x10000000,该怎么操作?
首先我们得组包nvme_cmd,这个包为读命令它包含我们读地址(0x02000000)、长度(nblock = 2)、和读到什么地方(prp);然后把这个包扔给sq,写doorbell通知控制器来数据咯,控制器取出命令来转换为TLP包通过PCIe Memory方式把0x02000000的数据写入到0x10000000中,然后在Cq的尾部写入完成标志,再写doorbell告诉控制器我的事干完了。
1:这个命令放在SQ里 。
2:Host通过写SQ的Tail DB,通知SSD来取命令。
3:SSD收到通知,去Host端的SQ中取指。 PCIe是通过发一个Memory Read TLP到Host的SQ中取指的。
4:SSD执行读命令,把数据从闪存中读到缓存中,然后把数据传给Host。
5:SSD往Host的CQ中返回状态。
6:SSD采用中断的方式告诉Host去处理CQ。
7:Host处理相应的CQ。