固态存储设备及其功率控制方法技术

提供了固态存储设备及其功率控制方法。固态存储设备的功率控制方法，包括如下步骤：步骤S1、响应于存在访问NVM芯片的操作，从功率额度池申请功率额度；步骤S2、根据申请到的功率额度，执行访问NVM芯片的操作；步骤S3、响应于访问NVM芯片的操作的执行完成，向功率额度池归还功率额度。本申请应用于固态存储设备的功耗控制。

Solid-state storage equipment and its power control method

A solid-state storage device and a power control method are provided. Power solid-state storage device control method, which comprises the following steps: step S1, response operation in access to the NVM chip, the application amount of power from the power line pool; step S2, according to the amount of power applied to the implementation of access to the NVM chip operation; step S3, in response to visit NVM chip operations completed the return of power lines to power line pool. This application is applied to the power control of a solid-state storage device.

【技术实现步骤摘要】
固态存储设备及其功率控制方法
本申请涉及固态存储
，具体涉及一种固态存储设备及其功率控制方法、功率控制装置。
技术介绍
图1是现有技术的固态存储设备的框图。固态存储设备102同主机相耦合，用于为主机提供存储能力。主机同固态存储设备102之间可通过多种方式相耦合，耦合方式包括但不限于通过例如SATA(SerialAdvancedTechnologyAttachment，串行高级技术附件)、SCSI(SmallComputerSystemInterface，小型计算机系统接口)、SAS(SerialAttachedSCSI，串行连接SCSI)、IDE(IntegratedDriveElectronics，集成驱动器电子)、USB(UniversalSerialBus，通用串行总线)、PCIE(PeripheralComponentInterconnectExpress,PCIe，高速外围组件互联)、NVMe(NVMExpress，高速非易失存储)、以太网、光纤通道、无线通信网络等连接主机与固态存储设备102。主机可以是能够通过上述方式同存储设备相通信的信息处理设备，例如，个人计算机、平板电脑、服务器、便携式计算机、网络交换机、路由器、蜂窝电话、个人数字助理等。存储设备102包括接口103、控制部件104、一个或多个NVM芯片105以及DRAM(DynamicRandomAccessMemory，动态随机访问存储器)110。NAND闪存、相变存储器、FeRAM(FerroelectricRAM，铁电存储器)、MRAM(MagneticRandomAccessMemory，磁阻存储器)、RRAM(ResistiveRandomAccessMemory，阻变存储器)等是常见的NVM。接口103可适配于通过例如SATA、IDE、USB、PCIE、NVMe、SAS、以太网、光纤通道等方式与主机交换数据。控制部件104用于控制在接口103、NVM芯片105以及固件存储器110之间的数据传输，还用于存储管理、主机逻辑地址到闪存物理地址映射、擦除均衡、坏块管理等。控制部件104可通过软件、硬件、固件或其组合的多种方式实现，例如，控制部件104可以是FPGA(Field-programmablegatearray，现场可编程门阵列)、ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，应用专用集成电路)或者其组合的形式；控制部件104也可以包括处理器或者控制器，在处理器或控制器中执行软件来操纵控制部件104的硬件来处理IO(Input/Output)命令；控制部件104还可以耦合到DRAM110，并可访问DRAM110的数据；在DRAM可存储FTL表和/或缓存的IO命令的数据。控制部件104包括闪存接口控制器(或称为闪存通道控制器)，闪存接口控制器耦合到NVM芯片105，并以遵循NVM芯片105的接口协议的方式向NVM芯片105发出命令，以操作NVM芯片105，并接收从NVM芯片105输出的命令执行结果。NVM芯片105的接口协议包括“Toggle”、“ONFI”等公知的接口协议或标准。存储器目标(Target)是NAND闪存封装内的共享芯片使能信号(CE，ChipEnable)的一个或多个逻辑单元(LogicUnit)。每个逻辑单元具有逻辑单元号(LUN，LogicUnitNumber)。NAND闪存封装内可包括一个或多个管芯(Die)。典型地，逻辑单元对应于单一的管芯。逻辑单元可包括多个平面(Plane)。逻辑单元内的多个平面可以并行存取，而NAND闪存芯片内的多个逻辑单元可以彼此独立地执行命令和报告状态。在固态存储设备中，访问NVM芯片105的不同操作所消耗的能量不同对应不同的功耗。NVMe协议中定义了固态存储设备的功耗状态(参看表1)。表1中定义了多种功耗状态，以及每种功耗状态具有不同的最大功耗。固态存储设备的工作温度也需要被有效的控制。温度过高或过低都会影响电子器件的工作。温度受固态存储设备的功耗、环境散热能力等因素影响。固态存储设备的温度过高或者过低都会影响电子器件的工作。表1功耗状态最大功耗进入延迟退出延迟025W5μs5μs118W5μs7μs218W5μs8μs315W20μs15μs410W20μs30μs58W20μs50μs65W20μs5000μs
技术实现思路
符合NVMe协议的固态存储设备需要实现多种功耗状态。为实现NVMe协议要求的功耗状态，需要将固态存储设备的功耗控制在指定的值或范围内。本专利技术的目的在于提供一种固态存储设备及其功率控制方法、功率控制装置，用于对固态存储设备的功率进行控制。根据本专利技术的第一方面，提供根据本专利技术第一方面的第一固态存储设备的功率控制方法，包括如下步骤：步骤S1、响应于存在访问NVM芯片的操作，从功率额度池申请功率额度；步骤S2、根据申请到的功率额度，执行访问NVM芯片的操作；步骤S3、响应于访问NVM芯片的操作的执行完成，向功率额度池归还功率额度。根据本专利技术的第一方面的第一固态存储设备的功率控制方法，提供了根据本专利技术第一方面的第二固态存储设备的功率控制方法，还包括：步骤R1、获取固态存储设备的当前功率值；步骤R2、依据当前功率值与目标功率值的差，更新功率额度池的值。根据本专利技术的第一方面的第一至第二固态存储设备的功率控制方法之一，提供了根据本专利技术的第一方面的第三固态存储设备的功率控制方法，所述从功率额度池申请功率额度还包括：响应于功率额度申请成功，执行步骤S2。根据本专利技术的第一方面的第一至第二固态存储设备的功率控制方法之一，提供了根据本专利技术的第一方面的第四固态存储设备的功率控制方法，所述从功率额度池申请功率额度还包括，响应于功率额度申请失败，暂定对所述访问NVM芯片的操作的处理，直到功率额度申请成功。根据本专利技术的第一方面的第一至第三固态存储设备的功率控制方法之一，提供了根据本专利技术的第一方面的第五固态存储设备的功率控制方法，周期性地执行步骤R2。根据本专利技术的第一方面的第一至第三固态存储设备的功率控制方法之一，提供了根据本专利技术的第一方面的第六固态存储设备的功率控制方法，步骤R2中，依据当前功率值与目标功率值的差，更新功率额度池的值包括：判断固态存储设备当前是否为功率无限制模式；若是，则将功率额度池的功率可使用额度设定为最大值，并更新功率额度池的值。根据本专利技术的第一方面的第一至第六固态存储设备的功率控制方法之一，提供了根据本专利技术的第一方面的第七固态存储设备的功率控制方法，依据当前功率值与目标功率值的差，更新功率额度池的值包括：若当前功率值大于目标功率值，则降低功率额度池的值；若当前功率值小于目标功率值，则提高功率额度池的值。根据本专利技术的第一方面的第七固态存储设备的功率控制方法，提供了根据本专利技术的第一方面的第八固态存储设备的功率控制方法，功率额度池的值的降低或者提高的量，正比于当前功率值与目标功率值的差。根据本专利技术的第一方面的第一至第八固态存储设备的功率控制方法之一，提供了根据本专利技术的第一方面的第九固态存储设备的功率控制方法，还包括：响应于出现突发的访问NVM芯片的操作，调低目标功率值。根据本专利技术的第一方面的第九固态存储设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态存储设备的功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、响应于存在访问NVM芯片的操作，从功率额度池申请功率额度；步骤S2、根据申请到的功率额度，执行访问NVM芯片的操作；步骤S3、响应于访问NVM芯片的操作的执行完成，向功率额度池归还功率额度。

【技术特征摘要】
1.一种固态存储设备的功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、响应于存在访问NVM芯片的操作，从功率额度池申请功率额度；步骤S2、根据申请到的功率额度，执行访问NVM芯片的操作；步骤S3、响应于访问NVM芯片的操作的执行完成，向功率额度池归还功率额度。2.如权利要求1所述的固态存储设备的功率控制方法，其特征在于，还包括：步骤R1、获取固态存储设备的当前功率值；步骤R2、依据当前功率值与目标功率值的差，更新功率额度池的值。3.如权利要求1-2任一项所述的固态存储设备的功率控制方法，其特征在于，所述从功率额度池申请功率额度还包括，响应于功率额度申请失败，暂定对所述访问NVM芯片的操作的处理，直到功率额度申请成功。4.如权利要求1-3任一项所述的固态存储设备的功率控制方法，其特征在于，步骤R2中，依据当前功率值与目标功率值的差，更新功率额度池的值包括：判断固态存储设备当前是否为功率无限制模式；若是，则将功率额度池的功率可使用额度设定为最大值，并更新功率额度池的值。5.如权利要求1～4任一项所述的固态存储设备的功率控制方法，还包括：响应于出现突发的访问NVM芯片的操作，调低目标功率值。6.一种固态存储设备，其特征在于，包括：NVM芯片、功率管理器和功率传感器，NVM芯片和功率管理器耦合，功率传感器耦合到功率管理...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹定尊，路向峰，
申请(专利权)人：北京忆恒创源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11