队列模型 - 📘 一、加权轮询与紧急优先级类仲裁机制 (第118页)
继续深入分析 NVM Express® Base Specification, revision 2.0b 第 107 页，本页讨论了 加权轮询与紧急优先级类仲裁机制（Weighted Round Robin with Urgent Priority Class Arbitration），这是一个更加复杂的仲裁机制，涉及严格的优先级分类和加权轮询。
📘 一、加权轮询与紧急优先级类仲裁机制
✅ 仲裁机制概述
在这种仲裁机制下，提交队列根据优先级分为 三种严格优先级类 和 三种加权轮询优先级级别。每个提交队列会被分配到某个优先级类，并按照该类的优先级顺序执行命令。
✅ 严格优先级类
- 管理员类（Admin Class）：
- 优先级：最高的严格优先级类。
- 内容：包括所有提交到 管理提交队列（Admin Submission Queue） 的命令。
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优先级说明：这些命令优先于任何其他队列的命令，确保管理命令的及时处理。
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紧急类（Urgent Class）：
- 优先级：紧急优先级类排在管理类之后，但优先于加权轮询优先级级别的队列。
- 内容：任何被分配到紧急优先级的 I/O 提交队列（I/O Submission Queue）。
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注意事项：主机软件在将队列分配到紧急优先级类时需谨慎，因为如果过多队列被分配到紧急优先级，可能会导致加权轮询优先级级别的队列被饿死（即无法获得足够的处理时间）。
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加权轮询类（Weighted Round Robin Class）：
- 优先级：最低的严格优先级类。
- 内容：包含三个加权轮询优先级级别（高优先级、中优先级、低优先级），这些队列共享剩余带宽，并通过加权轮询算法进行仲裁。
- 加权控制：主机软件可以通过 Set Features 命令来控制高、中、低优先级服务类的加权值。
✅ 加权轮询与紧急优先级类的仲裁
- 加权轮询：在加权轮询类内部，使用 轮询仲裁（Round Robin Arbitration）来分配资源，即每个提交队列依次轮流获得处理时间。
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紧急优先级与加权轮询：紧急优先级类的队列始终优先于加权轮询类队列进行处理，而加权轮询类内部的队列优先级由加权值决定。
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优先级冲突处理：当提交队列 A 的优先级高于提交队列 B 时，所有来自提交队列 A 的候选命令将在提交队列 B 的命令开始处理之前被处理。
✅ 仲裁突发（Arbitration Burst）设置
- 仲裁突发设置：指示控制器每轮可以从某个提交队列中启动的最大命令数。每轮的命令处理数量将受此设置限制。该设置确保了命令的处理量不会超过控制器的处理能力，并且通过调节突发大小来优化性能。
🧠 总结与核心要点
| 要素 | 说明 |
|---|---|
| 优先级类 | 提交队列根据 管理员类、紧急类和加权轮询类 分配优先级，决定了命令的处理顺序。 |
| 加权轮询类 | 加权轮询类内部有三个优先级级别（高、中、低），并且使用轮询仲裁进行命令的调度。 |
| 紧急优先级类 | 紧急优先级类的队列优先级最高，紧急命令会优先处理。 |
| 仲裁突发设置 | 控制器每轮处理的最大命令数由 仲裁突发设置 确定，优化处理性能并避免过度负载。 |
这种仲裁机制在 I/O 队列管理 和 命令调度优化 中起到了关键作用，特别是在多个提交队列有不同优先级和资源需求的场景下，能够有效地平衡和优化命令处理效率。
如果你有任何关于这种仲裁机制的疑问，或想了解如何在实际应用中配置这些优先级和仲裁设置，随时告诉我！