吾日三省吾身

NVMe协议中的Dataset Management命令（DSM）是优化SSD性能的关键命令。它通过通过精细控制"已释放/未写入逻辑块"的读取行为，DSM实现了主机与SSD控制器的高效协同，是释放SSD潜力的"隐形性能开关"。

本文介绍了NVMe协议中的Read命令工作机制，将数据读取过程形象化为取件专员的工作流程。生动阐释了Read命令如何实现数据精准高效传输，以及在不同应用场景下的优化策略以及在不同应用场景下的优化策略，展现了NVMe协议在数据读取方面的智能化设计。

NVMe 世界里最忙碌的"快递小哥"——Write 命令！它可是数据世界的顺丰小哥，专门负责把数据包裹从 Host 送到 SSD 仓库里！

Flush 是 NVMe 协议中确保数据安全的强制存盘指令（操作码00h），要求 SSD 立即将易失性写缓存（VWC）数据写入非易失存储。

FDP（Flexible Data Placement，灵活数据放置），是 NVMe 2.1 标准（2024 年发布）中引入的一项新技术，也是一个可选功能，核心目标是降低 SSD 的写放大（WAF）。

本文主要讲一下 Create IO Queue （包含 CQ 和 SQ），会提及所有相关配置。内容不能说百分百齐全吧，但应该也到了百分九十九的程度。

本文大致讲解了 NVMe 的不同结构层级，如 NVM subsystems、Domains、Endurance Groups、NVM Sets、Namespaces 等，以及相互之间的关系。

Namespace，命名空间，格式化后的非易失性内存空间，可由 host 直接访问。NSID，namesspace ID，是 controller 提供的标识符，用于对命名空间的访问，在一般命令中都需要填入该字段。

SGL，Scatter Gather List，分散聚集列表，一种 NVMe 规定的数据结构，用于描述数据缓冲区，在数据传输过程中起着关键作用。消费级 SSD 一般都不支持，企业级 SSD 一般都会支持。NVMe over Fabrics中，要求所有 commands（Fabrics，Admin，I/O）都用 SGL。NVMe over PCIe中，则 I/O cmd 支持 SGL 和 PRP，Admin cmd 只支持 PRP。

A low level format 可以破坏所有 namespaces ，也可以仅破坏指定 namespace，破坏其中的 all data and metadata。该命令执行成功后，controller 不能返回任何在先前 namespace 中的 user data。

HMB，全称 Host Memory Buffer。简单来说，就是 NMVe 协议提供了一种可选机制让 host 可以分配一部分内存给 SSD 控制器独自使用。当然，host 可能无法提供任何 HMB 或只能提供一小部分 HMB。但 SSD 要能包容这种情况，即使没有 HMB 也要能正常工作。因为协议规定 HMB 也只是一个可选项，SSD 并非必须支持。可以这么说，HMB 算是一种锦上添花的机制，但当前 HMB 已经得到广泛的应用。

NVMe中有3种复位机制：NVM Subsystem Reset、Controller Level Reset、Queue Level Reset本文主要参考协议规范 NVMe 1.4 版本。

PRP，Physical Region Page，物理区域页，本质是一个 64 位内存物理地址。A PRP entry 是一个指向 physical memory page 的指针。PRPs 是一个用于 controller 和 host memory 之间数据传输的分散/收集机制，可实现高效的无序数据传输。简单来说，PRP 就是一种寻址方式，告诉 SSD 去哪里取数据。同时也是 NVMe 规定的数据结构之一，约定了一种 controller 和 host 都能读懂的 data layout。