NVMe接口技术及其在固态存储中的实现

NVMe接口技术及其在固态存储中的实现

ID:8268146

大小:5.22 MB

页数:52页

时间:2018-03-15

NVMe接口技术及其在固态存储中的实现_第1页
NVMe接口技术及其在固态存储中的实现_第2页
NVMe接口技术及其在固态存储中的实现_第3页
NVMe接口技术及其在固态存储中的实现_第4页
NVMe接口技术及其在固态存储中的实现_第5页
资源描述:

《NVMe接口技术及其在固态存储中的实现》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库

1、NVMe接口技术及其在固态存储中的实现冯丹华中科技大学2017年6月21日大纲FLASH,SSD&NVMeNVMe技术及发展趋势NVMe接口固态存储一、FLASH,SSD&NVMeFlash的发展介质密度&存储密度Flash的发展单芯片读写延迟&速率镁光芯片2DNAND3DNAND读延时115us90us读吞吐率69MB/s178MB/s写延时1300us1300us写吞吐率6.15MB/s12.3MB/sFlash的发展Flash芯片的发展方向2D3DSLCMLCTLCQLCFlash的发展各大公司财政统计SSD的发展SSD的发展SATASSD(6Gb/

2、s)SASSSD(12Gb)PCIeGEN3(X8)连续读(MB/s)~500~1000>4000随机写(4kIOPS)30-90k~100k200-300k延迟GoodGoodBest寿命取决于NAND的选择和控制器的ECC功能配置SATA3.0PCIeGEN3x16Gbit/s2GB/sx816GB/sx3264GB/sSSD的发展cpucpucpucpucpucpucpucpucpuAHCIAHCINVMeSATAPCIePCIeSDDSDDSDDSSD的发展AHCIvsNVMeAHCINVMe单命令队列65536个队列最大队列深度队列深度32队列深度65536

3、寄存器访问6~9次2次中断单中断2048个MSI-X中断并行与多线程需要加同步锁不需要加锁命令参数需要两次串行主机获取命令参数4KB命令处理效率DRAM提取在一个64字节的提取NVMe介绍NVMe是企业和客户系统设计的基于PCIeSSD的可扩展主机控制器接口,又称NVMHCI(NVMHostControllerInterface),在此之前是SATA接口以及与之对应的AHCI(AdvancedHostControllerInterface)协议。存储技术的两大飞跃[1]:SSD的出现相对于传统的HDD是第一次飞跃。NVMe标准的制定是存储技术的第二次飞跃,NVMe不

4、仅仅关注于建立一个标准来提供更好的性能和可扩展性,而且能够灵活地适应未来的PCM、ReRAM等NVMNVMe的应用存储架构的演变NVMe协议的发展NVMeWorkgroupNVMeWorkgroup是由100+公司成员组成的非营利性的组织,它的成员分为三类Promoters:13家公司,他们拥有董事会席位并且具有管理权。Contributors:能够参加定期开展的技术工作会议来发展协议以及市场营销会议在工业界推广NVMe接口。Adopters:能够访问批准的技术提案并且参加NVMe市场营销活动。二、NVMe技术及发展趋势NVMe的命令处理流程NVMe命令处理的

5、流程1)QueueCommand(s)2)RingDoorbell(NewTail)3)FetchCommand(s)4)ProcessCommand5)QueueCompletion(s)6)GenerateInterrupt7)ProcessCompletion8)RingDoorbell(NewHead)NVMe性能优势(总)NVMeSSD的性能提高来自于更短的IO软件路径更多的IO队列MSI-X中断很好的扩展性更高的带宽更少的通信开销丰富的命令集NVMeSSD性能优势(一)---更短的IO软件路径NVMe/PCIeSSDVSAHCI/SATAS

6、SD软件路径的优势NVMe的软件路径相比于SATA更短,减少了IOScheduler(Linux自带的IO调度主要是针对HDD等旋转设备的特性设置的,并不适用于这种随机读写性能基本等于顺序读写性能的SSD)以及3层SCSI层(图中所示的SCSIdriver,减少了各层之间命令的转换的时间以及管理时间)SATA接口与存储设备进行通信需要首先要经过HostBus然后经过AHCIHBA,而PCIe接口与存储设备通信只需要通过PCIeRootPort即可。NVMe的优势(二)---多队列NVMe驱动中包括一对Admin队列和多对IO队列。对于IO队列,SQ与CQ的关系可以

7、是1:1或者多对1在多核的主机系统中,每个核都可以有自己的SQ和CQ,移除处理器之间的队列锁(提高带宽),此外还能维持每个请求的上下文,减少不必要的上下文切换(减少延迟)。NVMe的优势(三)---MSI-X中断NVMe支持2K个MSI-X中断。MSI-X中断相比于引脚中断、MSI中断的优势更好地性能,更低地延迟(纳秒级);处理中断时更低的CPU利用率;最大可以支持2K即2048个中断,可以为每一个核维持一个MSI-X中断。NVMe的优势(四)---更好的扩展性NVMeSSDvsSATASSD在小于256线程时,NVMeSS

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。