PCI-e与NVMe的电源管理关系

PCIE电源状态：L0/L1/L1.1/L1.2/L2

Device电源状态：D0/D1/D2/D3 hot/D3 cold

nvme电源状态：PS0~PS4

 

Device是整个ssd的电源状态，是对于host来说的整体概念。对于host来说，如果要求ssd在active状态，那我们就是pcie会在L0，nvme是在PS0。

 

PCIe链路的电源状态：

 

• L0: 这个状态属于PCIe设备的工作状态；

• L0s: PCIe设备进入Standby状态；

• L1: PCIe设备进入比L0s更低功耗的Standby状态；L1状态有两个子状态L1.1和L1.2；

• L2/L3 Ready: 这两个状态是PCIe设备准备进入L2/L3前的预备状态；

• L2: 比L1功耗更低的深度省电状态；

• L3: 此时PCIe链路出于关闭状态，PCIe设备的VCC电源也被移除；

• LDn: 这个状态不具有实际意义，只是L2/L3返回L0状态时所需要用的中间过渡状态；

         

 

NVMe Spec中对动态电源管理的描述图:

1. Host设定性能和功耗: Power Objective和Performance Objective。

2. Host通知Controller更改设备的power state。

NVMe最多支持32个电源状态(PS, Power State)。NVMe设备可支持的Power State数目可以在Identify Controller Data Structure Byte[263]中查看。

每个Power State对应有一个长度为32Bytes的Power State Descriptor, 里面会描述每个Power State对应的最大功耗(MP), 进入延迟，退出延迟等等。比如，下表中，定义了7个power states。

目前，动态电源管理一般只用在消费级SSD上，对笔记本电脑的续航问题有很大的帮助。在企业级SSD中数据的安全性还是第一位的，不大会考虑功耗的问题。NVMe白皮书对消费级NVMe SSD的Power State建议如下:

上表中，PS0是全速状态。PS1、PS2是过热保护时降频需要过渡的状态。PS3、PS4是非操作状态，具有较低的功耗，并且退出延迟很短。

 

大家知道，目前NVMe SSD都需要PCIe总线的配合，所以，NVMe电源状态也必须与PCIe链路电源状态相互映衬。