NVM子系统架构 - ✅ 一、什么是 I/O 控制器? (第43页)
我们现在正式进入 NVMe Base Specification 2.0b 的第 3.1.2.1 节:I/O 控制器(I/O Controller),这一节是整本规范中最核心的部分之一。下面我会带你用中文逐句解析 + 图解 + 实战讲解,逐步掌握 I/O 控制器的结构与能力!
✅ 一、什么是 I/O 控制器?
英文原文:
An I/O controller is a controller that supports commands that provide access to user data stored on an NVM subsystem’s non-volatile storage medium using an I/O command set and may support commands that provide management capabilities.
📌 中文解释:
I/O 控制器是一种控制器,具备以下两个核心能力:
- 能访问存储在非易失性介质(NVM)上的用户数据,使用的是某个I/O 命令集(如 NVM 命令集、ZNS 命令集等)
- 也可能支持部分管理命令,如
Get Features
,Set Features
,Identify
等。
🔁 二、支持多个 I/O 命令集?
原文:
An I/O controller may simultaneously support multiple I/O Command Sets.
✅ 中文说明:
一个 I/O 控制器可以同时支持多个 I/O 命令集。比如:
控制器 | 支持命令集 |
---|---|
Controller A | 仅支持 NVM |
Controller B | 同时支持 NVM + Zoned Namespace |
Controller C | 支持 Key-Value + Zoned Namespace |
具体支持哪些、是否可以同时使用,是通过 Identify I/O Command Set
数据结构汇报(见 §5.17.2.21)。
📌 不同控制器的 I/O 命令集支持情况可能不同,不一定全系统统一。
🔍 三、图示结构:三个 I/O 控制器
图 21 展示了一个具有 3 个 I/O 控制器的子系统配置:
NVM Subsystem
├── I/O Controller 1
│ ├── Private Namespace A
│ └── Shared Namespace B
├── I/O Controller 2
│ ├── Private Namespace C
│ └── Shared Namespace B
└── I/O Controller 3
└── (当前未连接 Namespace,后续可能附加 Shared Namespace B)
🎯 说明:
- Namespace A、C:仅能被单个控制器访问(私有)
- Namespace B:被多个控制器共同访问(共享)
- Controller 3:暂未绑定命名空间,但可以动态绑定共享的 Namespace B(延迟加载机制)
📦 四、管理命令支持(Admin Commands for I/O 控制器)
在 图 22 中规范定义了哪些 Admin Command 是“必须(M)”支持的。
命令名称 | 必须性 | 章节参考 |
---|---|---|
Delete I/O Submission Queue | M | §5.7 |
Create I/O Submission Queue | M | §5.5 |
Get Log Page | M | §5.16 |
Delete I/O Completion Queue | M | §5.6 |
Create I/O Completion Queue | M | §5.4 |
Identify | M | §5.17 |
Abort | M | §5.1 |
Set Features | M | §5.27 |
Get Features | M | §5.15 |
📌 所有这些 Admin 命令是 I/O 控制器“最低要求必须支持”的命令。
🧠 补充知识:这些命令都干嘛的?
命令名 | 功能简述 |
---|---|
Create/Delete I/O Queue |
创建/销毁 I/O 提交队列和完成队列 |
Identify |
返回控制器/命名空间/命令集等详细信息 |
Abort |
中止一个已经提交但尚未完成的命令 |
Get/Set Features |
读取/设置控制器的某些特性(比如电源状态) |
Get Log Page |
查询控制器运行状态、SMART 信息、错误日志等 |
🧩 下一节预告(图 23)
接下来的 Figure 23 会进一步给出 I/O Controller 对 I/O 命令的支持情况,这和各个命令集息息相关。
✅ 总结
项 | 内容 |
---|---|
📘 控制器类型 | I/O 控制器可访问用户数据 |
🔗 Namespace 类型 | 可私有或共享给多个控制器 |
🔁 支持多个命令集 | 可同时支持 NVM、ZNS、KV |
🛠️ 必须支持的管理命令 | 创建/删除队列、查询/设置特性、获取日志、Abort |
你要我现在继续带你进入 图 23:I/O 命令支持表格 的讲解吗?或者你想我给你整理出更系统的“全流程控制器生命周期操作逻辑图”?😎