SSD功耗控制参数的定标方法、装置、存储介质及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及数据存储技术领域，提供了一种SSD功耗控制参数的定标方法、装置、存储介质及系统，该方法包括在SSD的生产阶段，当接收到功耗测试模式启动命令时，控制SSD进入功耗测试模式；在功耗测试模式下，根据功耗状态切换命令控制SSD改变功耗状态至目标功耗状态，并在执行不同目标工作负载状态下的读写操作请求时测试SSD在所述目标功耗状态下的功耗定标参数；当接收到功耗测试模式退出命令时，将功耗定标参数保存至SSD的非易失存储区域。本发明专利技术简化了功耗控制参数的定标流程，提高了开发效率、生产效率和功耗控制参数的定标精度。生产效率和功耗控制参数的定标精度。生产效率和功耗控制参数的定标精度。

【技术实现步骤摘要】
SSD功耗控制参数的定标方法、装置、存储介质及系统


[0001]本专利技术涉及数据存储
，尤其涉及一种SSD功耗控制参数的定标方法、装置、存储介质及系统。

技术介绍

[0002]NVMe SSD 是一种基于non
‑
volatile memory express接口规范的固态硬盘，相比普通机械硬盘具有高性能和低延时的特点。通常NVMe SSD 都会提供功耗控制的功能，在NVMe接口规范中也定义了功耗控制的相关规范，目的是为了最大功耗限制及配置不同的power state（功耗状态），主要涉及了下面两个部分：1、定义SSD支持的功耗状态数量及其属性特征。
[0003]2、SSD如果支持自动功耗状态切换，可以根据SSD的忙闲程度自动选择合适的功耗状态。
[0004]基于上述功耗控制协议，用户可以控制SSD的最大功耗范围，从而可以根据实际的应用情况而选择不同的功耗状态。例如为了获取最优的性能，可以使用最大功耗的功耗状态。同样，如果对功耗敏感而对性能不敏感，完全可以选择使用最小功耗的功耗状态。对于功耗敏感的场景常见于SSD服务器上能承载的总功耗有限制，如果超出承载功耗服务器可能就会出现故障。
[0005]另外，有些SSD可以支持自动切换功耗状态，这样根据SSD自身workload（工作负载）自动切换到相应功耗的功耗状态下，在不损失性能的情况下可以有效地降低SSD的平均使用功耗，与此同时，也会有效降低SSD的综合温度，更加有利于数据的安全性及延长SSD的使用寿命。
[0006]从上述可以看出，功耗控制对于SSD是很重要的一个部分，精确有效地进行功耗控制是功耗状态切换环节非常重要的基础。
[0007]通常，SSD在控制进入一定的功耗状态时，需要控制功耗控制参数来实现对SSD的功耗控制，功耗控制参数的定标通常要经过一个比较复杂的过程，现有的技术方案通常是在SSD固件开发阶段，针对不同型号的SSD盘（例如容量不同、接口型号不同、使用的DRAM不同等）进行系统测试，在不同的功耗状态下，尝试修改固件采用不同的功耗控制参数来控制SSD功耗，同时使用功率计等手段测量出SSD的功耗值，再根据这些测试结果最终确定出在各功耗状态下需要用的功耗定标参数及不同功耗状态下的功耗定标参数。
[0008]这种定标方法不仅操作复杂，而且在每次固件有较大的变动时都需要做一次完整的功耗控制参数定标，否则可能因为继续使用旧的功耗控制参数而影响功耗控制精度的问题。
[0009]此外，影响精确控制SSD功耗的还包括SSD的硬件上的个体差异，例如硬件包含不同批次的主控芯片、不同品牌的DRAM及电源控制芯片等，现有技术的定标方法明没有考虑个体差异对于SSD功耗控制的影响，进一步造成了SSD功耗控制的精度偏差。

技术实现思路

[0010]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的SSD功耗控制参数的定标方法、装置、存储介质及系统。
[0011]本专利技术的一个方面，提供了一种SSD功耗控制参数的定标方法，所述方法包括：在SSD的生产阶段通过PCIe总线建立SSD与主机的通信连接；当接收到主机下发的功耗测试模式启动命令时，控制SSD进入功耗测试模式；在功耗测试模式下，根据主机下发的功耗状态切换命令控制SSD改变功耗状态至与所述功耗状态切换命令相对应的目标功耗状态；在执行主机下发的在不同目标工作负载状态下的读写操作请求时测试SSD在所述目标功耗状态下的功耗定标参数；当接收到主机下发的功耗测试模式退出命令时，将测试获得的各个目标功耗状态下的功耗定标参数保存至SSD的非易失存储区域。
[0012]进一步地，所述在执行主机下发的不同目标工作负载状态下的读写操作请求时测试SSD在所述目标功耗状态下的功耗定标参数包括：在执行任一具有目标工作负载的读写操作时基于预设的变量修改算法修改SSD的功耗控制参数；在每次修改完SSD的功耗控制参数之后获取SSD的实际功耗，并根据SSD的实际功耗与目标功耗状态对应的预期功耗的大小关系确定SSD在当前目标工作负载状态下的最优功耗控制参数组合，其中，所述最优功耗控制参数组合为SSD在当前目标功耗状态下与所述目标工作负载对应的功耗定标参数。
[0013]进一步地，所述功耗控制参数包括处理器主频率、NAND读写擦并发命令数量和FTL读写并发命令数量中的至少一项。
[0014]进一步地，所述基于预设的变量修改算法修改SSD的功耗控制参数包括：以优先级大小排序依次为FTL读写并发命令数量、NAND读写擦并发命令数量和处理器主频率的顺序修改所述功耗控制试变量中的一项或多项。
[0015]进一步地，所述在每次修改完SSD的功耗控制参数之后获取SSD的实际功耗，并根据SSD的实际功耗与目标功耗状态对应的预期功耗的大小关系确定SSD在当前目标工作负载状态下的最优功耗控制参数组合包括：以预设的采样时间间隔对SSD的实际功耗进行采样；计算在预设的采样时长中SSD的实际平均功耗；在修改功耗控制参数获得的多组功耗控制参数组合中选取实际平均功耗最接近所述目标功耗状态对应的预期平均功耗的功耗控制参数组合作为SSD在当前目标工作负载下进行读写操作的最优功耗控制参数组合。
[0016]进一步地，所述在每次修改完SSD的功耗控制参数之后获取SSD的实际功耗，并根据SSD的实际功耗与目标功耗状态对应的预期功耗的大小关系确定SSD在当前目标工作负载状态下的最优功耗控制参数组合包括：以预设的采样时间间隔对SSD的实际功耗进行采样；在修改功耗控制参数获得的多组功耗控制参数组合中选取每次采样获得的SSD的
实际功耗中的最大功耗小于且最接近预设的目标功耗状态的预期最大功耗的功耗控制参数组合作为SSD在当前目标工作负载下进行读写操作的最优功耗控制参数组合。
[0017]进一步地，所述以预设的采样时间间隔对SSD的实际功耗进行采样包括：通过SSD内部的功耗测量模块对SSD的实际功耗进行采样；或，接收主机下发的通过外部功耗测量装置采样获得的SSD的实际功耗。
[0018]进一步地，所述方法还包括：在SSD的运行阶段，若接收到主机下发的第二功耗状态切换命令，则控制SSD改变功耗状态至与所述第二功耗状态切换命令相对应的第二目标功耗状态；在接收到主机下发的具有第二目标工作负载的读写操作请求时，读取在所述第二目标功耗状态下的与所述第二目标工作负载相对应的功耗定标参数；根据所述第二功耗定标参数对SSD进行功耗控制。
[0019]本专利技术的另一方面还提供了一种SSD功耗控制参数的定标装置，其特征在于，所述装置包括：通信模块，用于在SSD的生产阶段通过PCIe总线建立SSD与主机的通信连接；命令处理模块，用于当接收到主机下发的功耗测试模式启动命令时，控制SSD进入功耗测试模式；功耗状态控制模块，用于在功耗测试模式下，根据主机下发的功耗状态切换命令控制SSD改变功耗状态至与所述功耗状态切换命令相对应的目标功耗状态；自动参数定标模块，用于在执行主机下发的在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SSD功耗控制参数的定标方法，其特征在于，所述方法包括:在SSD的生产阶段通过PCIe总线建立SSD与主机的通信连接；当接收到主机下发的功耗测试模式启动命令时，控制SSD进入功耗测试模式；在功耗测试模式下，根据主机下发的功耗状态切换命令控制SSD改变功耗状态至与所述功耗状态切换命令相对应的目标功耗状态；在执行主机下发的在不同目标工作负载状态下的读写操作请求时测试SSD在所述目标功耗状态下的功耗定标参数；当接收到主机下发的功耗测试模式退出命令时，将测试获得的各个目标功耗状态下的功耗定标参数保存至SSD的非易失存储区域。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在执行主机下发的在不同目标工作负载状态下的读写操作请求时测试SSD在所述目标功耗状态下的功耗定标参数包括：在执行任一具有目标工作负载的读写操作时基于预设的变量修改算法修改SSD的功耗控制参数；在每次修改完SSD的功耗控制参数之后获取SSD的实际功耗，并根据SSD的实际功耗与目标功耗状态对应的预期功耗的大小关系确定SSD在当前目标工作负载状态下的最优功耗控制参数组合，其中，所述最优功耗控制参数组合为SSD在当前目标功耗状态下与所述目标工作负载对应的功耗定标参数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述功耗控制参数包括处理器主频率、NAND读写擦并发命令数量和FTL读写并发命令数量中的至少一项。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于预设的变量修改算法修改SSD的功耗控制参数包括：以优先级大小排序依次为FTL读写并发命令数量、NAND读写擦并发命令数量和处理器主频率的顺序修改所述功耗控制试变量中的一项或多项。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在每次修改完SSD的功耗控制参数之后获取SSD的实际功耗，并根据SSD的实际功耗与目标功耗状态对应的预期功耗的大小关系确定SSD在当前目标工作负载状态下的最优功耗控制参数组合包括：以预设的采样时间间隔对SSD的实际功耗进行采样；计算在预设的采样时长中SSD的实际平均功耗；在修改功耗控制参数获得的多组功耗控制参数组合中选取实际平均功耗最接近所述目标功耗状态对应的预期平均功耗的功耗控制参数组合作为SSD在当前目标工作负载下进行读写操作的最优功耗控制参数组合。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在每次修改完SSD的功耗控制参数之后获取SSD的实际功耗，并根据SSD的实际功耗与目标功耗状态对应的预期功耗的大小关系确定SSD在当前目标工作负载状态下的最优功耗控制参数组合包括：以预设的采样时间间隔对SSD的实际功耗进行采样；在修改功耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：周成亮，薛红军，康雷，
申请(专利权)人：北京得瑞领新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：