NVM子系统与控制器架构 - 第36页
非常好，现在你进入了 NVMe Base Specification 2.0b 的 第 2.3 节存储模型部分 的下一种典型结构示例 —— 图 14：Two-Namespace NVM Subsystem（双命名空间的存储子系统）。
这是比上一节图 13（单命名空间）略复杂的进阶模型，我们接下来从结构关系、功能意义、主机操作映射几个方面为你中文系统讲解与分析。
✅ 一、图 14 系统结构简图
NVM Subsystem (SSD)
├── Domain 0
│ └── Endurance Group 1
│ └── NVM Set 1
│ ├── Namespace 1
│ └── Namespace 2
└── Port
└── Controller
✅ 二、结构层级逐项说明
| 层级 | 中文解释 | 说明 |
|---|---|---|
| NVM Subsystem | 存储子系统（如 SSD） | 顶级容器，包含所有控制器、端口、命名空间 |
| Domain 0 | 控制域 0 | 逻辑独立运行单元，可独立复位、电源管理等 |
| Endurance Group 1 | 寿命管理组 | 所有存储介质都在这组内，管理 TBW、SMART 等 |
| NVM Set 1 | 非易失内存集合 | 将 EG 拆分给命名空间使用的分配单元 |
| Namespace 1 & 2 | 命名空间 | 主机可见卷，例如 nvme0n1, nvme0n2 |
| Port → Controller | 端口/控制器 | 控制器通过端口与主机通信、执行命令 |
✅ 三、和图 13 的区别
| 项目 | 图 13（单命名空间） | 图 14（双命名空间） |
|---|---|---|
| 命名空间数量 | 1 个 | 2 个 |
| Namespace 分布 | NVM Set 1 → NS1 | NVM Set 1 → NS1 + NS2 |
| 主机可访问卷 | 只有一个设备节点（如 nvme0n1） |
两个设备节点（如 nvme0n1, nvme0n2） |
| 典型应用 | 简单存储使用 | 卷分区、多用途隔离、系统盘 + 数据盘 |
✅ 四、主机视角下的行为表现
🧠 主机通过控制器执行以下操作：
| 操作 | 映射到结构 |
|---|---|
| Identify Namespace 1 / 2 | 获取每个命名空间的容量、格式、LBA 等 |
| Read / Write / Format | 对应命名空间独立操作，不影响彼此 |
| SMART Health | 统一来自于 Endurance Group 1 |
| Sanitize | 作用于整个 Endurance Group，会影响两个命名空间数据 |
| Attach / Detach Namespace | 可选支持，一个控制器可动态附加命名空间 |
✅ 五、图解对比：图 13 vs 图 14
🔹 图 13 – 单命名空间
graph TD
A[NVM Subsystem] --> B[Domain 0]
B --> C[Endurance Group 1]
C --> D[NVM Set 1]
D --> E[Namespace 1]
A --> F[Port]
F --> G[Controller]
G --> E
🔹 图 14 – 双命名空间
graph TD
A[NVM Subsystem] --> B[Domain 0]
B --> C[Endurance Group 1]
C --> D[NVM Set 1]
D --> E[Namespace 1]
D --> F[Namespace 2]
A --> P[Port]
P --> G[Controller]
G --> E
G --> F
一个控制器挂载两个命名空间，主机端会看到两个独立的块设备。
✅ 六、命名空间之间的独立性 vs 共享性
| 属性 | Namespace 1 | Namespace 2 |
|---|---|---|
| LBA 地址空间 | 完全独立 | 完全独立 |
| Format 操作 | 互不影响 | 互不影响 |
| 命令提交队列（I/O Queue） | 可共享 | 可共享 |
| 底层 NAND Flash | 可重叠（如共享同一 NVM Set） |
📝 注意：虽然逻辑上是独立的命名空间，但如果底层共享一个 NVM Set，当做 Sanitize 等操作时会同时影响两个。
✅ 七、使用场景举例
- 一块 SSD 分为：
- Namespace 1：给操作系统作为系统盘
- Namespace 2：给容器存放数据卷
- 或者：
- Namespace 1：普通数据盘
- Namespace 2：用于 PCIe PASSTHROUGH 设备直通到 VM
✅ 八、后续建议学习点
| 推荐章节 | 理由 |
|---|---|
| §5.23 – Namespace Management | 如何创建多个 Namespace，如何绑定到控制器 |
| §5.17 – Identify | 如何用 Identify 命令读取命名空间结构和容量 |
| §8.11 – Namespace Management | 高级管理机制，如命名空间写保护、重命名等 |
✅ 总结一句话
图 14 展示的是 NVMe 支持多命名空间的最基础实现：同一个控制器、同一个 NVM Set、挂载多个 Namespace，这是实际中非常常见的使用方式，是迈向多租户、多虚拟化系统的第一步。
你是否想继续深入：
- 如何通过命令创建第二个命名空间？
- 一个命名空间是否可以动态挂载到不同控制器？
- 如何在多 Namespace 系统中设置读写权限、QoS？
欢迎告诉我你关注的点，我可以继续为你详细拆解图文结合～