PCIe SSD支持的ASPM是什麼?

作者：SSD攻城獅

 

ASPM讓PCIe SSD在某種情況下，能夠從工作模式(D0 state)通過把自身PCIe鏈路切換到低功耗模式。

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現在消費級筆記本裡搭載SSD已經越來越多，而搭載PCIe SSD也是必經的趨勢。

做消費級SSD的廠商辣麼多，常見的PCIe主控就那麼幾款：SMI 2260，PS5007-E7，88SS1093和88NV1140 （三星這個大流氓就不提了）

這些個主控都支持一個叫ASPM的功能，ASPM的全稱是Active State Power Management.

Active前面還預設了兩個詞，Hardware Initiated — ASPM的第一個重要概念：這是HW也就是主控自己觸發的，不需要Host或者FW幹涉。（見下圖highlight部分）

ASPM讓PCIe SSD在某種情況下，能夠從工作模式(D0 state)通過把自身PCIe鏈路切換到低功耗模式，並且通知對方也這麼幹，從而達到降低整條鏈路功耗的目的。

ASPM定義的低功耗模式，有兩種：L0s和L1 （見下圖 – 藍色部分）

以上各狀態的定義如下：

L0: 正常工作狀態

L0s：低功耗模式，恢復Latency低

L1： 更低功耗模式，恢復Latency較長

L2/L3 Ready: Power off前的過渡狀態

L2: Link處於輔助供電模式，極省電

L3: Link完全沒電，功耗為0

LDn：剛上電，LTSSM還未完成前Link所處狀態

要看一款SSD是否支持ASPM，你需要查看它的Link Capabilities Register [11:10] (如下圖)

僅僅支持是沒有用的，你還需要把開關打開， Link Control Register [1:0]

關於ASPM的Control，據PCIe Spec說：

L0s，即使RC和EP某一方的L0s是關閉的，如果對方要求進入L0s, 本方也要跟著進

L1，打開時必須先開RC，再開EP，關掉時必須先關EP再關RC

如果RC和EP都支持ASPM L1, 那必須把EP的L1打開

  

L0s的比較簡單：

進入：

SSD可以在直接在Tx lane上啟動進入L0s

如果SSD的Tx的L0s被關閉，Rx還是接受來自RC的L0s請求

退出：

雙方都可以啟動退出流程

發送FTS （Fast Training Sequence），然後發送一個SKP， 對方藉此恢復bit and symbol lock

 

L1的流程上複雜一點：

進入：

EP

RC

1

Block後續的TLP

2

確認發送的最後一個TLP已經收到對方的ACK（確保Replay Buffer是空的）

3

確認FC Credit足夠 （可以滿足一個最大size的傳輸）

4

持續發送 PM_Active_State_Request L1 (夠白話文吧)給RC，直到RC回復 PM_Request_ACK

5

收到PM_Active_State_Request L1

6

Block後續的TLP

7

確認發送的最後一個TLP已經收到對方的ACK（確保Replay Buffer是空的）

8

確認FC Credit足夠 （可以滿足一個最大size的傳輸）

9

持續發送PM_Request_ACK，直到EP發送Electrical Idle

10

收到PM_Request_ACK, Disable TLP/DLLP包的傳輸

11

發送Electrical Idle, 進入L1

12

收到Electrical Idle， Disable TLP/DLLP包的傳輸

13

進入L1

 

退出：

雙方都可以啟動退出流程

不是發送FTS，而是重新進行Link Training

喚醒發起方，發送TS1，走LTSSM的Recovery stage重新建立連接

 

最後說一下  Link Control Register [7], Extended Sync

這是一個神奇的bit， 置上以後從L0s和L1退出時，Device會發超多的FTS和TS1，從而讓雙方有更多的時間談人生，談理想，最終」握手」成功。

這個mode是當鏈路中有額外設備（例如PCIe analyzer）時，為保證能夠正常的achieve bit and symbol lock 用的。

但是遇到ASPM L1回不來或者開機找不到PCIe device的情況，也可以通過設置這個bit收集更多的參考數據。

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