NVMe 不同结构层级

实现存储资源的逻辑划分与管理：Namespace 是格式化的非易失性内存，主机可直接访问。通过将存储资源划分为多个命名空间，就像在一个大仓库里划分出不同的小隔间，每个隔间可以存放不同的物品（数据）。这使得存储系统能更灵活地管理和分配存储资源，比如企业可以为不同的业务部门或应用程序分配独立的命名空间，实现数据的隔离和独立管理，提高存储资源的利用效率。
支持多种 I/O 命令集的独立操作：每个命名空间都与唯一的 I/O 命令集相关联。这意味着不同类型的 I/O 操作可以在各自对应的命名空间中进行，相互之间不会干扰。以 NVM 命令集和键值命令集为例，它们可以分别在与之关联的命名空间中独立执行，确保数据的访问和处理方式符合相应的命令集规范，从而提高系统的稳定性和可靠性。
提供灵活的命名空间属性配置：命名空间具有独立的属性，这些属性可以根据需求进行配置。不同的命名空间可以设置不同的读写权限、容量限制等属性。某些命名空间可以设置为只读，用于存放重要的系统数据，防止误写操作；而对于一些需要频繁读写的应用数据，可以设置合适的缓存策略和读写性能优化属性，以满足应用的性能需求。
方便主机进行数据访问和管理：主机通过命名空间 ID（NSID）来访问命名空间，这种方式简单且高效。NSID 在命名空间的管理中起着关键作用，它就像房间的钥匙，主机可以利用它快速准确地找到对应的命名空间。通过 Identify 命令，主机能够获取与命名空间相关的各种信息，如命名空间的状态、容量、关联的 NVM Set 等，便于对数据进行管理和操作。
支持多路径 I/O 和命名空间共享：在多控制器的 NVM 子系统中，命名空间可以支持多路径 I/O 和共享功能。这对于提高系统的可用性和性能非常重要，就像多条道路都可以通向同一个目的地，当一条路径出现故障时，其他路径仍然可以保证数据的访问。多个主机可以通过不同的控制器同时访问共享命名空间，实现数据的共享和协同处理，满足企业级应用中多用户、多设备对共享数据的访问需求。
配合其他层级实现存储系统的层次化管理：Namespace 是 NVM 存储模型的重要组成部分，与 NVM Set、Endurance Group、Domain 等层级相互配合，形成了一个完整的存储层次结构。每个命名空间完全包含在一个 NVM Set 中，NVM Set 又与 Endurance Group 相关联，最终由 Domain 进行统一管理。这种层次化的管理结构使得存储系统的管理更加清晰和有序，有助于提高系统的整体性能和可扩展性。

NVM Set

NVM Set（非易失性内存集）这一层级的设计，是为了满足存储系统在资源管理、性能优化、数据隔离等多方面的需求。

优化资源管理与分配：NVM Set 是 NVM 的集合，它在逻辑和物理上与其他 NVM Set 相互独立。这种独立性使得存储系统可以将 NVM 资源进行更细致的划分和管理。一个 NVM Set 可以包含一个或多个命名空间，主机可以通过创建、删除命名空间等操作，灵活地分配 NVM Set 中的存储资源，提高资源利用率。例如，企业可以根据不同业务对存储的需求，将 NVM 资源分配到不同的 NVM Set 中，再在每个 NVM Set 内创建相应的命名空间，实现存储资源的精准分配。
支持命名空间属性继承：在 NVM Set 内创建的命名空间会继承其属性，如最佳写入大小等。这保证了在同一 NVM Set 下的命名空间具有相似的性能特征，方便进行统一的管理和优化。当对 NVM Set 进行性能调优时，其包含的命名空间会自动受益，减少了单独配置每个命名空间属性的复杂性。如果调整了 NVM Set 的最佳写入大小，该 NVM Set 内的所有命名空间都将采用新的最佳写入大小，无需逐个对命名空间进行设置。
关联耐力组实现耐久性管理：每个 NVM Set 都与一个耐力组（Endurance Group）相关联，这对于管理 NVM 的耐久性至关重要。通过将 NVM Set 与耐力组关联，系统可以对 NVM 的耐久性进行统一监控和管理。如果两个或更多 NVM Set 具有相同的耐力组标识符，那么它们的耐力将由 NVM 子系统统一管理；若只有一个 NVM Set 与特定的耐力组标识符相关联，则该 NVM Set 的耐力将在本地进行管理。这种管理方式有助于确保存储系统中 NVM 的耐久性，提高数据存储的可靠性。在大规模存储系统中，多个 NVM Set 可能属于同一耐力组，系统可以统一对这些 NVM Set 进行耐久性监测和维护，及时发现并处理潜在的耐久性问题。
配合特定管理命令操作：NVM Set 与一系列管理命令紧密配合，如 Identify、Capacity Management、Namespace Management 等命令。在 Identify 命令中，NVM Set List 数据结构包含每个 NVM Set 的属性，主机可借此获取 NVM Set 的详细信息；Capacity Management 命令中的 Create NVM Set 和 Delete NVM Set 操作，以及 Namespace Management 命令在创建命名空间时指定 NVM Set 标识符，都依赖于 NVM Set 这一层级进行精准操作，使管理命令能够更高效地对存储资源进行操作和管理。在创建命名空间时，通过指定 NVM Set 标识符，系统可以明确该命名空间将创建于哪个 NVM Set 中，确保命名空间与 NVM Set 的正确关联。
提高系统稳定性和兼容性：NVM Set 的设计有助于提高系统的稳定性和兼容性。在多控制器的 NVM 子系统中，所有控制器对 NVM Set 的支持遵循统一的规范，如在 Identify Controller 数据结构中表明对 NVM Set 的支持、在相关命令和数据结构中正确处理 NVM Set 标识符等。这使得不同的控制器能够在一个统一的框架下协同工作，减少因兼容性问题导致的系统故障，提高整个存储系统的稳定性和可靠性

Endurance Groups

Endurance Groups（持久化组）是为了更高效地管理 NVM（非易失性内存）的耐久性，确保存储系统的稳定性和数据的可靠性

统一管理 NVM 耐久性：在 NVM 子系统中，不同的 NVM 部件其耐久性可能存在差异。通过将部分 NVM 划分为一个 Endurance Group，可将这部分 NVM 的耐久性作为一个整体进行管理。比如在一个存储设备中，多个 NVM 芯片可能由于制造工艺或使用情况，其磨损程度和寿命有所不同，将它们归为一个 Endurance Group，就能统一监控和管理这些 NVM 的耐久性，及时发现并处理潜在的问题，保障数据存储的稳定性。
灵活支持不同管理范围：Endurance Groups 支持两种管理范围模式。当两个或更多 NVM Sets 具有相同的 Endurance Group Identifier 时，NVM 子系统会对这些 NVM Sets 进行统一的耐久性管理，适用于需要整体把控耐久性的场景；若只有一个 NVM Set 与特定的 Endurance Group Identifier 相关联，那么该 NVM Set 的耐久性将在本地进行管理，这种灵活性可以满足不同的存储需求和性能优化要求。例如，对于一些对耐久性要求较高的关键数据存储，可以采用统一管理模式；而对于一些独立的、对性能要求更高的存储场景，可采用本地管理模式。
明确数据存储层次关系：Endurance Group 在 NVM 存储层次结构中处于特定位置，每个 NVM Set 都与一个 Endurance Group 相关联，且一个 Endurance Group 可以包含多个 NVM Set。这种层级关系明确了数据存储的架构，使得系统在管理和操作时更加清晰和有序。同时，每个 Endurance Group 由存储介质（Media Units）组成，进一步细化了存储管理的粒度，有助于提高存储资源的利用效率。
提供相关信息和配置功能：Endurance Group 有与之对应的信息记录和配置功能。通过 Endurance Group Information log page（持久化组信息日志页），可以获取关于 Endurance Group 的详细信息，如当前的健康状态、使用情况等。主机还能通过配置相关功能，如设置异步事件触发条件，当 Endurance Group 发生特定事件时，及时通知主机进行相应处理，从而更好地管理和维护存储系统。例如，当检测到 Endurance Group 中的某个 NVM 部件出现磨损接近阈值的情况时，主机可以提前采取数据迁移等措施，避免数据丢失。

Domains

Domain（域）这一层级的设计具有多方面的重要意义，主要体现在系统管理、资源共享、故障隔离以及支持特定功能等方面。

实现资源共享与统一管理：域是共享状态（如电源状态、容量信息）的最小不可分割单元，一个 NVM 子系统可由单个域或多个域组成。在系统运行过程中，域内的控制器和 NVM Endurance Groups 等资源能够共享这些状态信息，便于进行统一的管理和调度。这使得系统在资源分配和状态监控上更加高效，避免了资源的重复管理和不一致性。
明确故障和管理边界：每个域相互独立，域之间的边界既是通信边界，也是故障边界和管理边界。当某个域出现故障或进行管理操作时，这种独立性可以有效防止故障的扩散，避免对其他域的正常运行产生影响。在一个包含多个域的 NVM 子系统中，某个域的硬件故障不会导致其他域的数据丢失或服务中断，保障了整个系统的稳定性和可靠性。
支持多域协同工作：在多域 NVM 子系统中，各个域能够协同工作，共同完成系统的整体功能。多个域可以相互配合，实现更复杂的存储任务和更高的性能要求。不同域中的控制器可以根据各自的资源情况和负载，合理分配任务，提高系统的整体效率。
支持特定功能：支持多个域的 NVM 子系统必须支持非对称命名空间访问报告（Asymmetric Namespace Access Reporting），这为系统提供了更灵活的命名空间访问方式和更精细的管理能力。通过域的划分，系统可以针对不同的命名空间设置不同的访问权限和性能策略，满足多样化的应用需求。
方便系统扩展和配置：域的存在使得 NVM 子系统的扩展和配置更加灵活。在系统扩展时，可以通过添加新的域来增加存储资源和功能，而不会对现有域的正常运行造成影响。用户