【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及存儲領域，具體是針對多通道閃存驅動器系統的功耗管理問題，提出一種基于動態調節閃存驅動器各通道lun負載并發度的功耗管理裝置及方法。
技術介紹
1、隨著信息技術的快速發展，固態存儲技術已成為數據存儲領域的主流技術之一。多通道閃存驅動器系統以其高效、穩定的特點在數據中心、云計算等領域得到廣泛應用。然而，隨著系統規模的擴大，功耗問題日益凸顯，成為制約系統性能提升和能效優化的關鍵因素。因此，如何在保證系統性能的同時，有效降低功耗，成為當前固態存儲
亟待解決的重要問題。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是提供一種多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置及方法，通過實時監測各通道的負載情況，并根據系統功耗限制閾值動態調整各通道的lun并發數，從而在保證系統性能的同時，實現功耗的有效控制。
2、為了解決所述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種多通道閃存驅動器系統管理裝置，包括：
3、閃存顆粒單元，用于存儲數據，每個閃存顆粒單位內有多個lun，lun接收并執行讀寫擦命令，命令完成后將lun的狀態信息反饋給閃存驅動器模塊；
4、多通道閃存驅動器，包括多個相互獨立的通道，每個通道與多個lun相接連；每個通道都設有一個命令緩存池和一組控制寄存器，命令緩存池用于存放隸屬于本通道的命令配置信息，控制寄存器用于查詢命令緩存池當前的容量和各lun的運行狀態，并在滿足執行條件時將命令緩存池中的命令下發給閃存顆粒單元對應lun中；
5、負
6、集成處理器，閃存控制器固件運行的平臺，用于協調各模塊的信息交互，并且接收負載采樣模塊傳來的各通道在一段時間內的lun并發數及系統整體的功耗水平，當功耗水平超過預設的限制值時，根據lun并發數與功耗水平的對應關系確定系統當前全局lun并發數上限，將全局lun并發數上限傳輸給通道調度模塊；
7、通道調度模塊，用于實現功耗管理，根據全局lun并發數上限和各通道負載情況，計算每個通道的lun并發數，另外，通道調度模塊按照閃存控制器固件配置的周期值進行輪轉調度。
8、進一步的，通道調度模塊根據全局lun并發數上限和各通道負載情況，計算每個通道的lun并發數的方式為：
9、判斷全局lun并發數上限能否平均分配到每個通道上，即all_luns_maxs能否被ch_num整除，如果能，則每個通道的lun并發數均為（all_luns_maxs/ch_num），如果不能，設各通道的編號分別為[0]?~?[ch_num?–?1]，則當通道編號n<(all_luns_max?%?ch_num)時，其初始最大lun并發數為floor(all_luns_max?/?ch_num)?+?1；當通道編號n?≥?(all_luns_max?%?ch_num)時，初始最大lun并發數為floor(all_luns_max?/?ch_num)，其中floor表示向下取整，all_luns_maxs表示全局lun并發數上限，ch_num表示有實際負載的通道數量。
10、進一步的，通道調度模塊按照閃存控制器固件配置的周期值進行輪轉調度的方式為：
11、按照閃存控制器固件配置的周期值，以通道編號遞增的順序方向定期對各通道的分配狀態進行輪換。
12、進一步的，每個通道的控制寄存器設置該通道最大可并行工作的lun數量，記為a，通道調度模塊計算的每個通道的lun并發數記為b，b≤a，通道調度模塊計算出每個通道的lun并發數后，通過修改多通道閃存驅動器各通道控制寄存器的方式來使得b≤a。
13、進一步的，控制寄存器用于查詢命令緩存池當前的容量和各lun的運行狀態，并在滿足執行條件時將命令緩存池中的命令下發給閃存顆粒單元對應lun中的過程為：
14、查詢到命令緩存池未滿，向未滿的命令緩存池發送新的讀/寫命令且通過控制寄存器啟動新的讀/寫命令執行后，多通道閃存驅動器首先解析新的讀/寫命令的物理地址，判斷其來源lun?，然后查詢來源lun的狀態，若來源lun上當前無其他命令正在執行，且來源lun所在的通道上正在執行的lun數量未達到預設的該通道最大可并行工作的lun數量a，則該條新命令下發給閃存顆粒單元，否則新命令掛起，排隊等待滿足執行條件。
15、進一步的，系統上電后，負載采樣模塊進行自檢，通過與多通道閃存驅動器交互，遍歷測量全通道lun負載數量從1到最大值之間的各情景下對應的系統整體功耗，得到lun并發數與系統功耗之間的對應關系，并將該信息反饋給集成處理器。
16、本專利技術還公開一種多通道閃存驅動器系統功耗管理方法，包括以下步驟：
17、s01、閃存控制器固件啟動通道調度模塊，并配置全局lun并發數上限；
18、s02、通道調度模塊查詢上電后多通道閃存驅動器各通道的負載水平，禁用無負載的通道，并統計有實際負載的通道數量；
19、s03、判斷全局lun并發數上限能否平均分配到每個通道上，即all_luns_maxs能否被ch_num整除，如果能，則每個通道的lun并發數均為（all_luns_maxs/ch_num），且保持固定不變，如果不能，進行步驟s04；
20、s04、設置初始分配狀態，設各通道的編號分別為[0]?~?[ch_num?–?1]，則當通道編號n<(all_luns_max?%?ch_num)時，其初始最大lun并發數為floor(all_luns_max?/?ch_num)?+?1；當通道編號n≥(all_luns_max?%?ch_num)時，初始最大lun并發數為floor(all_luns_max?/?ch_num)，其中floor表示向下取整，all_luns_maxs表示全局lun并發數上限，ch_num表示有實際負載的通道數量；
21、s05、通道調度模塊生成各通道的lun并發數初始分配狀態后，按照閃存控制器固件配置的周期值，以通道編號遞增的順序方向定期對各通道的分配狀態進行輪換；
22、s06、通道調度模塊修改閃存驅動器模塊的控制寄存器，使生成的各通道lun并發數生效；
23、s07、判斷全局lun并發數上限是否發生變化，如果發生變化，則返回步驟s02，如果沒有發生變化，進行步驟s08；
24、s08、閃存控制器固件檢測是否達到退出功耗限制的條件，如果是，進行步驟s09，如果否，返回步驟s03；
25、s09、通道調度模塊停止調度和分配計算，并將多通道閃存驅動器各通道的lun并發數恢復至最大值。
26、進一步的，當all_luns_max<ch_num時，對于編號?n?≥all_luns_max的通道，初始最大lun并發數為0。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于：通道調度模塊根據全局LUN并發數上限和各通道負載情況，計算每個通道的LUN并發數的方式為：
3.根據權利要求2所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于：通道調度模塊按照閃存控制器固件配置的周期值進行輪轉調度的方式為：
4.根據權利要求1所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于：每個通道的控制寄存器設置該通道最大可并行工作的LUN數量，記為A，通道調度模塊計算的每個通道的LUN并發數記為B，B≤A，通道調度模塊計算出每個通道的LUN并發數后，通過修改多通道閃存驅動器各通道控制寄存器的方式來使得B≤A。
5.根據權利要求4所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于：控制寄存器用于查詢命令緩存池當前的容量和各LUN的運行狀態，并在滿足執行條件時將命令緩存池中的命令下發給閃存顆粒單元對應LUN中的過程為：
6.根據權利要求1所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在
7.一種多通道閃存驅動器系統功耗管理方法，其特征在于：包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理方法，其特征在于：當ALL_LUNS_MAX?<?CH_NUM時，對于編號?n?≥ALL_LUNS_MAX的通道，初始最大LUN并發數為0。
9.根據權利要求7所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理方法，其特征在于：禁用無負載的通道的過程為：如果查詢到一個或多個通道的LUN負載始終為0.則通道調度模塊通過改寫多通道閃存驅動器控制寄存器的方式，將這些通道的最大LUN并發數設為0，切斷時鐘信號和供電，從而禁用無負載的通道。
10.根據權利要求7所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理方法，其特征在于：退出功耗限制的條件為：負載采樣模塊采集的系統整體功耗水平低于設置的限制閾值75%以下并連續保持該狀態超過多個采樣周期。
...【技術特征摘要】
1.一種多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于：通道調度模塊根據全局lun并發數上限和各通道負載情況，計算每個通道的lun并發數的方式為：
3.根據權利要求2所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于：通道調度模塊按照閃存控制器固件配置的周期值進行輪轉調度的方式為：
4.根據權利要求1所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于：每個通道的控制寄存器設置該通道最大可并行工作的lun數量，記為a，通道調度模塊計算的每個通道的lun并發數記為b，b≤a，通道調度模塊計算出每個通道的lun并發數后，通過修改多通道閃存驅動器各通道控制寄存器的方式來使得b≤a。
5.根據權利要求4所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于：控制寄存器用于查詢命令緩存池當前的容量和各lun的運行狀態，并在滿足執行條件時將命令緩存池中的命令下發給閃存顆粒單元對應lun中的過程為：
6.根據權利要求1所述的多通道閃存驅動器系統功耗管理裝置，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐源長，曹成，王璞，郭鵬，衣瑞剛，
申請(專利權)人：山東華芯半導體有限公司，
類型：發明
國別省市：
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