為什么以及如何部署NVMe電源管理
快速可靠的NVMe SSD徹底改變了數據存儲。但是,NVMe SSD技術有一個缺點:高功耗。
幸運的是,NVMe規范提供很多電源管理功能。下面是你需要知道的。
為什么NVMe電源管理很重要
NVMe電源管理非常重要,以在平臺散熱與SSD消耗的總功率之間達成可接受的平衡。臺灣的企業SSD制造商Phison Electronics公司產品架構總監Imran Hirani表示,即使規格定義了SSD的最大功率,主機也可以使用NVMe功率狀態來改變SSD的消耗量。這種改變是基于所需的訪問方式,以及系統的最大可用熱解決方案和氣流。
Hirani說:“由于客戶端驅動器大部分時間處于空閑狀態,因此客戶端驅動器使用非工作電源狀態來延長電池壽命。”
關鍵電源管理技術和功能
主機可以通過三種不同的方式訪問NVMe電源管理功能:
- 為了為自主電源狀態轉換功能(Autonomous Power State Transition)設置電源狀態條件,請使用set feature命令(FID=0xC, APST)。然后,SSD將根據設置的條件轉換到不同的電源狀態。
- 使用set feature命令進行電源管理以更改當前SSD電源狀態。
- 使用set feature命令用于主機控制的熱管理,以建立兩個溫度閾值。當設備達到設定溫度后,設備將自動轉換到低功耗狀態。
使用NVMe電源管理的最佳方法
NVMe電源管理基于工作負載和可用的散熱平臺。對于客戶端、數據中心和企業級固態硬盤,會有所不同。
Hirani說:“對于客戶端固態硬盤,由于驅動器大多數時候都處于空閑狀態,因此APST NVMe電源管理是最佳方法,因為驅動器將根據設置的空閑時間限制過渡到較低的電源狀態。”
同時,數據中心SSD通常使用NVMe電源管理功能來限制特定工作負載的最大固態硬盤性能,以在性能和散熱預算要求之間取得平衡。
Hirani表示:“由于企業級SSD在大多數時間都是活躍狀態,因此它們可以使用熱管理功能來確保設備不會過熱并觸發熱關機條件。”
NVMe電源風險
NVMe電源管理功能可在電源、性能、產品可靠性和客戶體驗之間找到可接受的平衡。但是,如果企業未正確配置NVMe電源管理,則存在風險。這些風險包括以下內容:
無法正確管理SSD的活躍電源,這會導致產生過多熱量,這有可能導致可用系統氣流無法充分冷卻SSD。Hirani說:“在最壞的情況下,SSD可能達到其熱關機極限,并且會關機”。
在非運行電源模式下,驅動器無法轉換為低功耗模式時,驅動器將繼續消耗功率,即使驅動器處于空閑狀態也是如此。Hirani警告說:“這會更快耗盡筆記本電腦/筆記本電腦中的電池,導致糟糕的客戶體驗。”
盡管NVMe電源狀態提供各種節能級別,但進入和退出每個狀態所需的時間也需要權衡。Hirani說:“最低功率狀態將花費最長的時間以進入和退出。不考慮進入和退出延遲可能會導致性能降低或響應時間延長。”