PDF《Memblaze? PBlaze IV》

4 所示,是磨损均衡的效果图,可以有效提高固态硬盘的整体寿命. 图4磨损均衡示意图

6 技术白皮书 MemSolid+MemSpeed 高温保护技术 如果系统过热,电路可能失效,Flash 中存储的数据也有可能不稳定.PBlaze4 安装了多个温度传感器,并设计了可靠的温度保护逻辑,在 温度上升到第一警戒点时,SSD 会向主机端发送 criticalwarning 的警告并自动降低读写性能,以防止温度进一步升高,当温度下降后,自动恢 复满性能,这个过程无须用户干预,对于用户而言完全透明. 如果温度进一步升高至第二警戒点时,所有读写操作会立刻停止,以防止电路过热损坏 Flash 中的数据,但此时需要技术人员重新检测散 热环境后,方可继续使用该产品.如图

5 所示. 图5高温保护示意图 固件保护 NVMe1.1 定义了 slot 的概念,用来存放固件.如图

6 所示,PBlaze4 采用多 slot 存放固件,并且在每个 slot 中对固件进行双备份的冗余保 护.其中某些 slot 设置为只读用来存放特定的版本,其他 slot 可以存放不同的固件版本. 固件升级分下载和激活两个步骤.第一步固件从 host 成功下载后,会通过 CRC 和数字签名验证固件的有效性.第二步激活相应的 slot(需 要热重启) ,升级过程才算完成. LUN0 Slot1 Firmware Image1 Firmware Image2 Firmware Image3 Firmware Image1copy Firmware Image2copy Firmware Image3copy SlotN Slot... LUN16 LUNM 图6固件保护机制 LBA PBA

0 1

2 ... n P0 P1 P2 ... PN

7 Memblaze? PBlazeIVPCIeSSD 北京忆恒创源科技有限公司 MemSpeed 2.0 PBlaze4 MemSpeed PBlaze3 MemSpeed 1.0 PBlazeIVMemSpeedTM 技术优化―― 提高性能 高性能 FTL Flash 通道 QoS 多核计算 硬件多队列技术 全局 FTL 调度算法 硬件端多核 高速硬件队列引擎 全局 FTL FTL(FlashTranslationLayer) ,闪存转换层是系统逻辑地址到 SSD 物理地址的映射,SSD 数据的写入也是 FTL 表不断更新的过程.优化 FTL 的映射关系有助于提高 SSD 的整体性能. PBlaze4 设计并采用了全局 FTL 的映射算法,如图

6 所示,所谓全局映射,是指任何 LBA 都可以和 PBA 一一映射.全局映射提高 IO 的QoS,优化了对 ?ash 的磨损均衡,提高整体 SSD 寿命. 图7LBA 到PBA 的直接映射 Write Message?ow LUNqueue Scheduler ... ... ... ... ... Read Erase Core

1 SRAM SRAM SRAM SRAM Core

2 InterProcessorMessageNetwork DDR ... Core N

8 技术白皮书 MemSolid+MemSpeed Flash 通道 QoS QoS,即QualityofService,是提供服务质量的能力.为了保证 Flash 通道 QoS,设计并实现了调度机制,以保证对不同 IO 的及时处理, 进而减小延时抖动. 如图

8 所示, 调度的作用是在接收到大量不同的 IO 请求后, 对于不同类型的请求进行优先级排序, 并向 LUN 上的队列按照队列要求分发请求. 调度机制对信息流的控制可以有效的解决拥塞问题,是NAND 内部提高性能的关键技术之一. 图8调度过程 多核计算 主机端为了提高 CPU 处理能力已经步入多核时代,同样于 PBlaze4,硬件通过多核提高并发处理能力.PBlaze4 使用

16 个嵌入式内核提供 更多的计算空间,多个事务可以同一时间在多个核上处理,整个系统的运行速度大大加快. 图9多核计算 硬件多队列技术 过去

10 年,主机端单核到多核的发展使得 CPU 处理能力增长

100 倍,与此同时,专门针对 PCIeSSD 标准化接口 NVMe 应运而生,NVMe 支持多队列和更高的队列深度,可以有效减少多核之间的争用,让CPU 的性能进一步更好的释放.主机端的处理速度已经有了数量级的增长, 相应的在SSD硬件端, 也需要提高自身的处理能力, PBlaze4所采用的硬件多队列技术就是为了匹配主机端性能的增长, 提高SSD性能的技术之一. 如图