CN106484318A - 存储系统的基于服务级的控制 - Google Patents

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Abstract

为提供数据存储装置和系统的增强操作，在这里提供了各种系统、设备、方法和软件。在第一实例中，呈现了数据存储系统。该数据存储系统包括数据存储装置，该数据存储装置包括用于数据的存储和检索的介质。该数据存储系统包括配置为接收用于一个或多个数据存储装置的服务级控制的由主系统指示的服务级选择的主接口。该数据存储系统包括配置为根据服务级选择操作一个或多个数据存储装置的存储控制系统。

Description

存储系统的基于服务级的控制
技术领域
本公开的方面涉及数据存储系统中的数据存储和数据存储装置阵列的领域。
背景技术
比如数据存储系统、服务器系统、云存储系统、个人计算机和工作站之类的计算机和网络系统典型地包括用于存储和检索数据的数据存储装置。这些数据存储装置可以包括硬盘驱动器(HDD)、固态存储装置(SSD)、带存储装置、光存储装置、包括旋转和固态数据存储元件两者的混合存储装置，及其他大容量存储装置。
随着计算机系统和网络在数目和性能上增大，需要不断增加的存储容量。数据中心、云计算设施及其他规模级(at-scale)数据处理系统进一步增加了对于能够传送和保存巨大量数据的数字数据存储系统的需要。数据中心可以以各种机架安装的和高密度存储配置安放该大量的数据存储装置。
在数据存储装置的密度和工作负荷增加的同时，任何单独的数据外壳可能经历较高的功率耗散，这可能导致生成更多的热量和潜在的数据丢失，并且造成增加用于冷却数据中心设施的成本。在许多数据存储装置中已经包括了一些节能措施，比如低功率操作、空闲模式及其他功率管理方案。但是，这些方案不能向主系统提供对数据存储装置的各种具体操作的很多控制。此外，当许多存储装置包括在存储系统中时，每个存储装置可能具有在每个存储装置之间的固有变化，这可能导致降低预测存储装置的操作的能力。
发明内容
为提供数据存储装置和系统的增强操作，在这里提供了各种系统、设备、方法和软件。在第一实例中，呈现了数据存储系统。该数据存储系统包括数据存储装置，该数据存储装置包括用于数据的存储和检索的介质。该数据存储系统包括配置为接收用于一个或多个数据存储装置的服务级控制的由主系统指示的服务级选择的主接口。该数据存储系统包括配置为根据服务级选择操作一个或多个数据存储装置的存储控制系统。
在另一实例中，提供了操作数据存储系统的方法。该方法包括在多个数据存储装置中存储和检索数据，接收用于一个或多个数据存储装置的服务级控制的由主系统指示的服务级选择，和根据该服务级选择操作一个或多个数据存储装置。
在另一实例中，呈现了用于数据存储设备的服务级接口。该服务级接口包括配置为呈现用于改变与服务级接口相关联的至少数据存储装置的性能和功耗的服务级选项的主接口。该主接口配置为接收由主系统指示的一个或多个服务级选择。该服务级接口包括配置为根据一个或多个服务级选择至少操作数据存储装置的存储控制系统。
附图说明
参考以下附图可以更好地理解本公开的许多方面。在图中的组件不必须是按比例的，代替地可以强调以清楚地图示本公开的原理。此外，在图中，类似的附图标记指定遍及几幅图的相应部分。虽然关于这些附图描述了几个实施例，但是本公开不限于在这里公开的实施例。相反地，意图是覆盖所有替换、修改和等效。
图1是图示数据系统的系统图。
图2是图示数据存储系统的操作方法的流程图。
图3是图示数据系统的系统图。
图4是图示数据存储系统的操作方法的流程图。
图5是服务级接口的图示。
具体实施方式
比如硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)和具有旋转和固态存储元件两者的混合磁盘驱动器之类的数据存储装置可以以各种阵列配置包括，比如安放几十个单独的驱动器的机架安装的外壳。其他设备可以在外壳中提供，比如向各种存储装置提供电力的供电设备，风扇或者冷却设备，和可以控制各种数据存储装置的操作的各种存储控制器或者处理系统。
包括旋转介质，比如硬盘驱动器或者混合磁盘驱动器的旋转磁介质的数据存储装置也包括各种电动机械元件以将读/写头置于自旋介质之上。这些电动机械元件包括电枢、马达、致动器、音圈、伺服系统、轴或者其他元件和可以具有相关联的功率耗散特性和性能特性的电动机械部件。典型地，存储装置尽可能快地将相关联的读/写元件置于介质的期望部分之上以减少用于数据的读取和写入的延迟时间。但是，减小用于数据的读取和写入的延迟时间可能导致相关联的数据存储装置的较高功率耗散。其他特性和因素可能影响功率损耗和性能，如在这里讨论的。
一个这种因素，即到第一位的时间(TTFB)或者到第一字节的时间可能受到存储装置的性能和功率耗散特性的变化影响。TTFB指示存储装置可以响应于数据的请求多块地提供第一条数据。其他因素包括用于寻找操作的峰值功率耗散或者峰值电压，用于轴组件的自旋加快时间，轴角速度或者每分钟转数(RPM)和数据吞吐量。但是，即使在相同类型的装置当中，每个数据存储装置也可能具有性能和功率耗散特性的变化。性能和功率耗散特性可能基于许多考虑，比如温度、制造变化性、轴马达扭矩变化、轴角速度变化或者其他因素而在每个数据存储装置当中改变。
在这里的实例中，数据存储装置可以包括各种增强特征以在现场测量和特性化性能和功率耗散，以保证相关联的数据存储装置的精确控制和操作。性能可以在各种数据存储装置类型、介质类型、制造商、制造日期、制造变化性或者其他变化当中特性化和可选地归一化，且该实际性能或者功率特性可以在各个数据存储装置当中提取，以用于建立实现期望服务级的标准化的主服务级选项。数据存储装置也可以呈现用于由主系统选择和定制的这些标准化的服务级选项，以根据期望的性能或者功率耗散来操作数据存储装置。这些增强可以应用于包括许多数据存储装置的整个数据存储系统或者应用于单独的数据存储装置。
作为数据存储系统的第一实例，呈现了图1。图1是图示系统100的系统图。系统100包括数据存储系统110和一个或多个主系统140。数据存储系统110和主系统140经存储链路130通信。数据存储系统110可以包括在包括一个或多个数据存储阵列的环境中，比如机架安装计算环境。
在图1中，数据存储系统110包括部件，部件包括存储控制器111、外壳113和一个或多个数据存储装置120。每一个数据存储装置120可以包括一个或多个旋转存储介质，该旋转存储介质包括耦合到相关联的轴的旋转介质和耦合到相关联的电枢部件的读/写头。在某些实例中，数据存储装置120中的多个数据存储装置包括固态存储介质，且可以省略旋转介质。存储控制器111通信地耦合到数据存储装置120。虽然存储控制器111在该实例中被示为在数据存储系统110内部，应当理解在其他实例中，存储控制器111可以包括在数据存储系统110外部的其他元件中。
在操作中，数据存储系统110接收由主系统140发布的经存储链路130的读取或者写入事务，比如写操作131和读操作132。响应于读操作，数据存储系统110中单独的数据存储装置可以检索在相关联的存储介质存储的数据以用于传送到主系统140。响应于写操作，数据存储系统110中单独的数据存储装置在相关联的存储介质上存储数据。应当理解，在图1中为了清楚省略了数据存储系统110和数据存储装置120的其他组件，比如事务队列、底板、电源、风扇、互连、读/写头、电枢、介质、轴、前置放大器、收发器、处理器、放大器、马达、伺服系统、外壳及其他电气和机械元件。
数据存储系统110还包括服务级接口115。在某些实例中，服务级接口115由存储控制器111提供，虽然变化是可能的。服务级接口115可以向主系统140提供性能选项133，并从主系统140接收服务级选择134。在某些实例中，服务级接口115可以包括一个或多个驱动器、应用编程接口(API)、用户接口元件、图形用户界面元件或者允许一个或多个主系统选择用于操作数据存储系统110的元件的性能选项的其他元件。在另外的实例中，服务级模块125由每一个存储装置120提供。由服务级接口115执行的功能也可以由服务级模块125执行或者与服务级模块125结合地执行。
为了另外图示数据系统100的操作，提供了图2。图2是图示操作数据存储系统110的方法的流程图。图2的操作以下以括号索引。在图2中，数据存储系统110使用数据存储装置120在数据存储系统110中存储和检索(201)数据。数据存储系统110经主接口130接收读和写操作且数据存储装置120中的多个数据存储装置可以处理这些操作，比如通过存储写入数据或者检索读取数据。读操作可以包括由存储控制器111接收的读取132，且写操作可以包括由存储控制器111接收的写入131。可以接收其他事务或操作以用于由存储控制器111处理，比如服务级选择、性能命令、功率控制命令、元数据操作、维护操作或者管理操作，等等。
数据存储系统110接收(202)用于数据存储装置120的服务级控制的由主系统140指示的服务级选择。在图1中，存储控制器111的服务级接口115经链路130接收服务级选择。主系统140发布能够影响数据存储装置120的性能或者功率耗散的服务级选择。这些服务级选择可以指示服务级指定、功率选择、性能选择或者其他选择。这些选择可以对于数据存储系统110中的所有存储驱动器做出，或者可以基于每个装置地做出，例如对于数据存储装置120中特定的数据存储装置，或者可以关于其他粒度做出，例如对于特定逻辑卷，仅对于读操作或者写操作，对于特定存储地址范围，或者对于特定的存储事务或者存储操作，以及其他指定和粒度。可以指示计时器或者计数器以仅应用用于预定持续时间或者操作数目的选择。
由主系统140选择的特定服务级因素可以包括上述的那些，比如用于TTFB性能、寻找性能、用于轴组件的自旋加快性能、轴RPM性能和数据吞吐量性能的选择，以及其他选择。主系统140可以指示用于服务级因素的特定值或者级别或者一系列可接受的服务级值或者级别，且服务级接口115或者服务级模块125中的多个服务级模块可以跨越各种数据存储装置120实现用于服务级因素的期望的值或者级别。替代地，主系统140可以指示用于各种服务级因素的期望的功率耗散，且服务级接口115、服务级模块125或者存储控制器111然后可以计算对应于期望的功率耗散的用于服务级因素的相关联的值或者级别。
按照在定义的时间窗内期望消耗多少能量，可以由主系统140指示功率耗散选择。例如，主系统140可以指示通过指定“<Y毫秒内X焦耳”作为参数来限制峰值功率耗散，或者指示通过指定“<B小时内A焦耳”来限制平均功率耗散。可以采用其他功率耗散指定，比如以瓦特的瞬时峰值功率耗散。
在某些实例中，服务级接口115向主系统140呈现一个或多个服务级选项133。服务级选项133可以经由驱动器接口、软件接口、用户界面、控制台或者文本接口、API或者其他接口呈现给主系统140。主系统140可以在呈现的服务级选项133当中进行选择，并选择期望的服务级因素和用于那些因素的期望的值或者级别。例如，主系统140可以选择TTFB作为要改变的服务级因素，并指示期望的TTFB性能值，比如以时间为单位。替代地，主系统140可以指定用于TTFB操作的峰值功率耗散并向能够响应地确定相应的TTFB性能值或者级别(比如时间)以实现期望的峰值功率耗散的服务级接口115指示该峰值功率耗散。
数据存储系统110根据服务级选择操作(203)数据存储装置120。如上所述，可以通过在各种性能因素和用于那些因素的级别或者值当中进行选择来实现期望的服务级。替代地或者结合地，可以选择功率耗散值。当由主系统140指定性能因素和级别或者值时，存储控制器111可以根据期望的性能级别或者值来控制数据存储装置120中相关联的数据存储装置。
在某些实例中数据存储装置120的控制可以通过存储控制器111和服务级模块125结合地管理。例如，存储控制器111可以从主系统140接收服务级选择并将服务级选择中的多个服务级选择传送到服务级模块125以用于由相关联的数据存储装置120实现。存储控制器111可以标识发布到数据存储装置120的适当的命令以根据服务级选择控制数据存储装置120。数据存储装置120可以接收命令和根据服务级选择而操作。在另外的实例中，存储控制器111可以实现服务级选择以直接控制数据存储装置120。特别地，功率级别可以由主系统140指定，且存储控制器111可以确定对应于期望的功率级别的相关联的性能值或者性能级别，并根据所确定的性能级别或者值控制数据存储装置120中相关联的多个数据存储装置120。
但是，在许多实例中，关于服务级因素和性能/功率值或者级别在数据存储装置120中的多个数据存储装置之间存在变化。例如，每一个数据存储装置120可以具有装置到装置变化性，其可能导致装置组件的各种操作的略微不同的规格或者功耗。该装置到装置变化性可能在相同类型的装置中发生，且可能来自制造变化性、温度变化、负载级别、使用期或者年龄或者其他因素。此外，可以采用不同装置类型，比如品牌、制造商、型号、制造日期或者介质类型，及其他差别。这些差别也可能在数据存储装置120的各个数据存储装置当中导致不同性能结果和功率耗散。
存储控制器111或者数据存储系统110的其他元件可以特性化数据存储装置120的性能和功率耗散以建立服务级量度。替代地，每个数据存储装置120的服务级模块125可以特性化相关联的性能和功率耗散。该特性化可用于确定对于各种操作或者活动，诸如读/写操作、寻找操作、到第一位的时间操作和数据吞吐量等的数据存储装置120中的变化性。
存储控制器111可以归一化数据存储装置120中的多个数据存储装置的性能和功率耗散当中的变化性，以建立用于由主系统140做出的任何服务级选项或者服务级选择的一致的性能或者功率结果。标准化的一组服务级选项可以基于数据存储装置120的可用的或者支持的操作以及所测量的服务级量度而呈现给主系统140。存储控制器111可以根据归一化的服务级操作数据存储装置120以实现数据存储装置120的一致的性能级别或者功率级别，同时向主系统140呈现标准化的一组性能选项或者功率选项。
当存储控制器111或者服务级接口115接收用于多于一个数据存储装置120的服务级选择时，例如对于数据存储系统110的整体，则服务级选择可以在数据存储装置120中的各个数据存储装置之上分配或者分布以实现服务级选择。当对于数据存储系统110做出多个服务级选择时，则服务级选择可以在数据存储装置120中的各个数据存储装置之上集合和分布以实现服务级选择。例如，当对于数据存储系统110指定功率耗散级别时，存储控制器111可以细分数据存储装置120当中的功率级别，以将功率耗散级别的一部分分配给每一个数据存储装置120并实现功率耗散级别。在另一实例中，当对于数据存储装置120指定多于一个功率耗散级别时，比如在由主系统140发布的多于一个服务级选择中，存储控制器111可以集合在数据存储装置当中的服务级选择，以建立数据存储装置120当中的功率耗散级别。其他性能因素可以在数据存储装置当中分配或者集合。
返回到图1的元件，数据存储系统110包括多个数据存储装置120。这些数据存储装置通过一个或多个存储链路耦合到存储控制器111，该存储链路可以包括串行ATA接口、串行附属小型计算机系统(SAS)接口、集成驱动器电子电路(IDE)接口、高速非易失性存储器(NVMe)接口、ATA接口、高速外围组件互连(PCIe)接口、通用串行总线(USB)接口、无线接口、直接介质接口(DMI)、以太网接口、联网接口或者其他通信和数据界面，包括其组合、变化和改进。数据存储系统110也可以包括高速缓存系统、底板、外壳、风扇、互连、线缆或者其他电路和设备。
存储控制器111包括处理电路、通信接口和一个或多个非瞬时计算机可读存储装置。处理电路可以包括检索和执行来自存储器的固件以用于如在这里讨论的操作的一个或多个微处理器及其他电路。处理电路可以在单个处理器件内实现但是也可以跨越合作以执行程序指令的多个处理器件或者子系统分布。处理电路的实例包括通用中央处理单元、专用处理器和逻辑器件，以及任何其他类型的处理装置、其组合或者变化。通信接口可以包括用于与主系统、网络等通信的一个或多个存储接口。通信系统可以包括收发器、接口电路、连接器、缓冲器、微控制器及其他接口设备。
外壳113包括安放并在结构上支撑数据存储系统110的元件的结构元件。外壳113可以包括电源、底板元件、框架、紧固元件、机架安装特征、通风特征及其他元件。在许多实例中，外壳113还包括风扇或者其他冷却和通风元件以用于向数据存储系统110的元件提供气流。
数据存储装置120中的每一个包括一个或多个计算机可读存储介质。存储介质可以包括旋转磁存储介质或者固态存储介质，以及其他介质类型，包括其结合。在旋转介质类型中，介质可经由一个或多个读/写头和相关联的电动机械元件访问。数据存储装置120每个也可以包括处理电路、通信接口、轴、电枢、前置放大器、收发器、处理器、放大器、马达、伺服系统、外壳及其他电气和机械元件。数据存储装置120每个可以包括硬盘驱动器、混合磁盘驱动器、固态驱动器或者其他计算机可读存储装置，包括其组合。数据存储装置120每个可以包括另外的元件。数据存储装置120的计算机可读存储介质每个可以包括旋转磁存储介质，但是可以另外包括其他介质，比如固态驱动元件、高速缓存或者高速缓存系统。这些其他介质可以包括固态存储介质、光存储介质、不旋转磁介质、相变磁介质、基于自旋的存储介质或者其他存储介质，包括其组合、变化和改进。在某些实例中，数据存储装置120每个包括除旋转磁存储介质之外还采用固态存储元件的混合硬盘驱动器。相关联的存储介质可以采用各种磁存储方案，比如随机写入技术、木瓦磁记录(SMR)、垂直磁记录(PMR)或者热辅助磁记录(HAMR)，包括其组合、变化和改进。
主系统140可以包括处理元件，数据传送元件和用户接口元件。在某些实例中，主系统140是计算装置或者计算系统的中央处理单元。在其他实例中，主系统140还包括存储器元件、数据存储和传送元件、控制器元件、逻辑元件、固件、执行元件及其他处理系统组件。在其他实例中，主系统140包括RAID控制器处理器或者存储系统中央处理器，比如微处理器、微型控制器、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他处理和逻辑器件，包括其组合。主系统140可以包括用户接口单元或者接口连接用户接口单元，该用户接口单元可以允许数据系统100的用户控制数据系统100的操作或者监控数据系统100的状态或操作。这些用户接口单元可以包括图形或者文本显示器、指示灯、网络接口、网接口、软件接口、用户输入装置或者其他用户接口元件。主系统140也可以包括用于处理经总线130的通信的接口电路与元件，比如逻辑、处理部分、缓存器、收发器等。
总线130可以包括一个或多个串行或并行数据链路，比如高速外围组件互连(PCIe)接口、串行ATA接口、串行附属小型计算机系统(SAS)接口、集成驱动器电子电路(IDE)接口、ATA接口、通用串行总线(USB)接口、无线接口、直接介质接口(DMI)、以太网接口、网络接口或者其他通信和数据接口，包括其组合、变化和改进。虽然图1中示出一个总线130，应当理解在数据系统100的元件之间可以采用一个或多个分立的链路。
作为另一实例，图3呈现了采用数据存储阵列的数据存储系统。图3是图示数据存储系统300的系统图。数据存储系统300包括存储部件310和一个或多个主系统350。存储部件310和主系统350经存储链路360通信。存储部件310的各种元件可以包括在图1的数据存储系统110中，虽然变化是可能的。虽然图3示出一个存储部件310，应当理解多于一个存储部件可以被包括和链接到主系统350或者其他主系统，比如在采用许多数据存储阵列的数据存储环境中。
存储部件310可以包括具有相关联的外壳和结构元件的存储部件，其可插入到可以保持其他存储部件的机架中，诸如机架安装服务器环境。该外壳可以包括安装多个存储装置的结构元件且也可以包括用于经存储链路360通信地耦合存储部件310的控制系统370或者主接口371的至少一个外部连接器。
存储部件310可以包括独立盘冗余阵列(RAID)阵列，或者包括可以隔开并向主系统350呈现为一个或多个逻辑驱动器的多个独立的盘的JBOD装置(“仅一串盘”)装置。在某些实例中，存储部件310包括在物理存储装置和外部接口之间添加一个或多个抽象层的虚拟盘串(VBOD)。VBOD可以采用各种类型的磁记录技术并根据特定的记录技术提取前端交互。例如，木瓦磁记录(SMR)硬盘驱动器典型地由于数据的相邻磁道的木瓦性质而具有随机写入的无效性。在SMR实例中，VBOD提取SMR驱动器并允许随机写入和随机读取，同时仍然具有最终保存相关联的数据的下层SMR介质。可以采用其他记录技术，这种平行磁记录(PMR)或者热辅助磁记录(HAMR)，包括其变化、改进和组合。
存储链路360可以包括一个或多个链路，虽然图3示出单个链路。存储链路360可以包括存储或者盘接口，比如串行附属ATA(SATA)、串行附属SCSI(SAS)、FibreChannel(光纤信道)、通用串行总线(USB)、SCSI、InfiniBand(无限带)、NVMe、高速外围组件互连(PCIe)、以太网、因特网协议(IP)或者其他平行或者串行存储或者外围接口，包括其变化和组合。
主系统350可以包括一个或多个计算和网络系统，比如个人计算机、服务器、云存储系统、分组网络、管理系统或者其他计算机和网络系统，包括其组合和变化。在操作中，主系统350经存储链路360在可以包括性能选择、功率控制选择、控制指令、元数据检索操作、配置指令等的其他命令或操作当中，发布读和写命令或操作到存储部件310。同样地，存储部件310可以在比如图形用户界面信息、状态信息、操作信息、驱动器寻找信息、温度信息、功率信息、故障通知、警报等的其它信息当中，经存储链路360传送读取数据。
存储部件310包括多个存储装置，包括硬盘驱动器(HDD)和固态存储装置(SSD)，即HDD 320-321和SSD 322，虽然可以包括任意数目的存储装置。虽然图3对于每一个HDD 320-321指示一个或多个硬盘驱动器，应当理解HDD 320-321每个可以包括一个或多个混合磁盘驱动器，该混合磁盘驱动器包括串联地工作的旋转介质和和固态存储部件。在另外的实例中，采用另外的SSD、磁性不旋转驱动器、相变驱动器、光存储装置或者其他非瞬时计算机可读存储装置。HDD 320-321中的每一个和SSD 322经由相关联的控制器380-382通过一个或多个存储链路耦合到控制系统370，该存储链路在该实例中包括串行附属SCSI(SAS)链路、SCSI链路或者串行ATA(SATA)链路，虽然可以采用其他链路类型。
HDD 320-321中的每一个可以包括类似的元件，比如耦合到旋转轴和驱动马达的旋转存储介质，耦合到相关联的电枢和驱动元件的读/写头。HDD320-321可以包括另外的元件，比如前置放大器、收发器、处理器、放大器、马达、伺服系统、壳体、密封、外壳、功率传感器、温度传感器、及其他电气和机械元件。SSD 322包括一个或多个固态介质和相关联的写和读电路。SSD 322可以包括闪存存储器、相变存储器或者其他不旋转存储介质。
HDD 320-321和SSD 322每个包括相关联的服务级模块(SLM)330-332。服务级模块330-332每个可以如在这里描述的操作以用于存储控制系统370的部分，比如SL接口376、特性化模块377或者服务级控制模块378的部分，虽然变化是可能的。HDD 320示出了SLM 330的一个实例的具体视图，特别地是SL接口335、特性化模块336和服务级控制模块337。在这里描述以用于SL接口376、特性化模块377或者服务级控制模块378的操作和结构可以在SL接口335、特性化模块336和服务级控制服务级控制模块337中采用。此外，SLM 331-332中的每一个可以包括类似于SLM 330的元件。
存储部件310控制系统370。控制系统370包括主接口(I/F)371、处理电路372、驱动控制器380-382和存储系统374。此外，控制系统370包括固件375，该固件375包括服务级协议(SL)接口376、特性化模块377和服务级控制模块378，该服务级控制模块378当至少由处理电路372执行时操作为如下所述的。
监控电路373包括用于测量存储部件310，且具体来说HDD 320-321和SSD 322的功率和性能信息的一个或多个传感元件。监控的信息可以关于可由主系统350选择或者配置的各种服务级选项，比如寻找性能、到第一位的时间性能、轴速度性能、功耗或者其他信息。可以采用功率传感器以测量存储部件310的功耗、当前移动、电压电平或者其他相关联的关于功率的性质，比如HDD 320-321和SSD 322及与存储部件310相关联的其他组件的功耗。功率传感器可以包括电流传感电阻器、运算放大器、比较器、磁电流传感元件、霍耳效应传感元件、分压器、运算放大器、模拟或者数字电压传感元件，及其他元件。监控电路373也可以包括用于传递所测量的信息，比如传递到控制系统370的各种接口。这些接口可以包括收发器、模拟数字转换元件、放大器、滤波器、信号处理器及其他元件。在某些实例中，监控电路373的元件和功能可以包括在处理电路372中。
在图3中，HDD 320-321和SSD 322中的每一个还可选地包括相关联的监控元件，该监控元件可以包括与监控电路373类似的元件。监控元件可以包括在相关联的SLM 330-332中或者由相关联的SLM 330-332控制。监控元件可以包括在HDD 320-321和SSD 322中的每一个的电子或者机械元件当中包括的功率监视器，且可以测量与驱动器相关联的功耗。这些监控元件就包括监控到第一位的时间性能、寻找性能、吞吐量性能和轴速度性能及其他性能信息的其他监控元件。每个驱动器也可以包括经相关联的存储接口380-382将由相关联的监控元件确定的信息传送到控制系统370的装备和电路。
存储外壳312包括安放和在结构上支撑存储部件310的元件的结构元件。外壳312可以包括底板元件、框架、紧固元件、机架安装特征、通风特征及其他元件。在许多实例中，外壳312还包括风扇或者其他冷却和通风元件以用于向存储部件310的元件提供气流。外壳312还可以包括电源元件以转换外部电源或者向存储部件310的元件提供各种形式的电能。
控制系统370处理存储部件310的存储操作，比如经主接口371中的存储链路360从主系统接收存储操作。可以在一个或多个写操作中接收写入数据361，且可以响应于一个或多个读操作将读取数据362提供给主机。接口可以提供给主系统，比如单个(或者冗余)以太网接口、SATA接口、SAS接口、FibreChannel接口、USB接口、SCSI接口、InfiniBand接口、NVMe接口、PCIe接口或者IP接口，该接口允许主系统访问HDD部件的存储容量。控制系统370可以建立跨越存储部件310中的各个HDD的任意数目的逻辑卷或者逻辑存储单元，其可以包括跨距、冗余阵列、条带化或者其他数据存储技术。
主接口371包括用于至少经链路360与主系统、网络等通信的一个或多个存储接口。主接口371可以包括收发器、接口电路、连接器、缓冲器、微控制器及其他接口设备。主接口371还可以包括一个或多个I/O队列，该I/O队列经链路360接收存储操作并缓存这些存储操作以用于由处理电路372处理。
控制系统370还包括处理电路372、驱动控制器380-382和存储系统374。处理电路372可以包括检索和执行来自存储系统374的固件375的一个或多个微处理器及其他电路。处理电路372可以在单个处理器件内实现但是也可以跨越合作以执行程序指令的多个处理器件或者子系统分布。处理电路372的实例包括通用中央处理单元、专用处理器和逻辑器件，以及任何其他类型的处理装置、其组合或者变化。在某些实例中，处理电路372包括片上系统装置或者微处理器装置，比如Intel Atom处理器，MIPS微处理器等。在某些实例中，控制系统370包括RAID控制器、RAID处理器或者其他RAID电路。在其他实例中，控制系统370处理特定的记录技术，比如SMR或者HAMR技术的管理。如在这里提到的，驱动控制器380-382的元件和功能可以与处理电路372集成。
驱动控制器380-382每个可以包括能够控制存储部件310的各个HDD当中的各种数据处理的一个或多个驱动控制电路和处理器。驱动控制器380-382每个可以包括存储接口，比如SAS、SCSI或者SATA接口以耦合到存储部件310中的各个存储装置。在某些实例中，驱动控制器380-382和处理电路372经高速外围组件互连(PCIe)接口或者其他通信接口通信。在某些实例中，驱动控制器380-382每个包括RAID控制器、RAID处理器或者其他RAID电路。在其他实例中，驱动控制器380-382中的每一个处理特定的记录技术，比如闪存、SMR或者HAMR技术的管理。
驱动控制器380-382还能够帮助特性化各个附属存储装置的性能，比如建立各个标准化服务级选项的值，比如功率或者性能。驱动控制器380-382每个可以向处理电路372提供关于功率耗散、性能、性能的特性化、性能的归一化或者其他操作的信息。如在这里提到的，驱动控制器380-382的元件和功能可以与处理电路372集成或者包括在存储驱动器本身之内。
存储系统374可以包括可由处理电路372或者驱动控制器373读取且能够存储固件375的任何非瞬时计算机可读存储介质。存储系统374可以包括以用于信息的存储的任何方法或者技术实现的易失性和非易失性的、可拆卸和不可拆卸介质，该信息比如是计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其他数据。除存储介质之外，在一些实现中，存储系统374还可以包括通信介质，经该通信介质可以传递固件375。存储系统374可以实现为单个存储装置，但是也可以跨越关于彼此共同定位或者分布的多个存储装置或者子系统实现。存储系统374可以包括能够与处理电路372通信的附加元件，比如控制器。存储系统374的存储介质的实例包括随机存取存储器、只读存储器、磁盘、光盘、闪存存储器、SSD、相变存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储设备或者其他磁存储装置，或者可用于存储期望的信息且可以由指令执行系统访问的任何其他介质，以及其任何组合或者变型，或者任何其他类型的存储介质。
固件375可以以程序指令实现，且在其他功能当中，当总的来说由控制系统370或者具体来说由处理电路372执行时，指导控制系统370或者处理电路372如在这里描述的那样操作。固件375可以包括附加处理、程序或元件，比如操作系统软件、数据库软件或者应用软件。固件375也可以包括可由处理电路372执行的软件或者某些其它形式的机器可读处理指令。
在至少一个实现中，程序指令可以包括第一程序指令，该第一程序指令引导控制系统370处理数据存储装置当中的读和写操作，测量、监控和控制存储部件310中包括的各个存储装置(服务级控制模块378)的性能信息，特性化各个存储装置当中性能或者功耗的差别和归一化各个存储装置(特性化模块377)当中的性能，并向主系统呈现一个或多个接口以允许性能或者功率选项的选择(SL接口376)及其他操作。
总的来说，固件375当载入处理电路372中并被执行时，可以将处理电路372总体从通用计算系统转换为定制以如在这里描述的那样操作的专用计算系统。在存储系统374上编码固件375可以转换存储系统374的物理结构。该物理结构的特定转换可以取决于该描述的不同实现中的各种因素。这种因素的实例可以包括，但不限于用于实现存储系统374的存储介质的技术和计算机存储介质是否被特性化为初级或者次级存储设备。例如，如果计算机存储介质被实现为基于半导体的存储器，则固件375可以当在其中编码程序时转换半导体存储器的物理状态。例如，固件375可以转换构成半导体存储器的晶体管、电容器或者其他分立电路元件的状态。可以相对于磁或者光介质发生类似的转换。物理介质的其他转换是可能的而不脱离本描述的范围，提供前述实例仅为了促进该讨论。
为了进一步图示系统300和存储部件310的操作，呈现了图4。图4是图示存储部件310的操作方法的流程图。图4的操作以下以括号索引。对于图4在这里描述的各个操作可以由存储部件310中的元件，比如处理电路372、监控电路373、驱动控制器380-382，或者由HDD320-321和SSD 322的SLM元件及系统300的其他元件的任何组合执行。
存储控制系统370确定(401)数据存储部件的存储装置的服务级特性，并归一化(402)数据存储部件的存储装置当中的服务级特性。在某些实例中，存储控制系统370特性化存储阵列310中一个或多个数据存储装置的功耗和性能以建立用于一个或多个数据存储装置的性能和功率量度。存储控制系统370然后可以归一化跨越一个或多个数据存储装置的变化当中的性能和功率量度，并基于归一化的量度建立用于一个或多个数据存储装置中的每一个的性能或者功率目标，其中该目标由存储控制系统370使用以根据由主系统做出的一个或多个服务级选择操作一个或多个数据存储装置。可以采用特性化模块377以确定服务级特性和归一化或者标准化服务级特性。可以在各个数据存储装置类型、介质类型、制造商、制造日期、制造变化性(variability)或者其他变化当中特性化和归一化HDD 320-321和SSD 322的性能或者功耗，以从主选择提取各种的数据存储装置的实际性能以用于实现期望的性能。
在其他实例中，HDD 320-321和SSD 322中的每一个可以在SLM330-332中相关联的一个，比如SLM 330的特性化模块336中特性化他们自己的功耗和性能特性。HDD 320-321和SSD 322中的每一个然后可以向存储控制系统370提供关于功耗和性能特性的量度。在另外的实例中，HDD320-321和SSD 322中的每一个不向存储控制系统370提供这些量度，且代替地当接收到各种服务级命令时根据该量度监控和调整他们自己活动，如以下进一步讨论的。
在存储部件310中采用的数据存储装置之间可以存在变化。例如，HDD320可以包括第一类型的HDD的多于一个HDD的阵列，且HDD 320中的每一个可以在确切的性能规范或者功耗方面具有装置到装置的变化，即使HDD 320是相同制造商、类型或者型号。同样地，HDD321和SSD 322的装置到装置变化性可以存在且允许脱离由制造商指定的性能规范或者功耗。该装置到装置变化性可能是由于存储容量、制造变化性、制造日期、温度变化、装载级别、使用期或者年龄、介质缺陷量或者其他因素。除相同类型的装置当中的装置到装置变化性之外，装置到装置变化性也可能由于采用不同装置类型而存在，比如具有用于HDD 320、HDD 321和SSD 322的装置的不同类型、型号或者制造商。另外，装置到装置变化性可能根据采用的不同或者介质类型发生，比如磁性或者固态的，及其他差别。
结合旋转介质，比如硬盘驱动器或者混合磁盘驱动器的旋转磁介质的数据存储装置也包括各种电动机械元件以将读/写头置于自旋介质之上。这些电动机械元件包括电枢、马达、致动器、音圈、伺服系统、轴或者可以对于多个服务级因素具有关联的功率耗散特性和性能特性的其他元件。包括固态介质(比如闪存介质或者其他固态介质)的数据存储装置可以具有与此关联的其他服务级因素，比如峰值功率耗散、写入电压、耗损级别性能、吞吐量或者其他服务级因素。
这些服务级因素被特性化以标识数据存储装置的实际的现场值或者量度。该特性化可以包括与制造商指定值的偏离，或者建立用于各种服务级因素的新基线值。典型地，特定数据存储装置将具有由制造处理或者由于设计选择而标识和指定的许多这些服务级因素。但是，相同类型的装置和不同类型的装置之间的变化性可能导致性能因素的不精确的或者低效率的控制。此外，当前条件可能提示服务级因素的改变并创建装置当中的变化性，比如温度的改变、负载的改变及其他操作和环境条件。
第一服务级因素包括寻找时间性能因素。旋转介质存储装置的电枢将相关联的读/写元件置于介质对应于要写入或者读取的数据的存储位置的期望部分之上。将读/写头置于介质上的适当的存储位置的延迟被称为寻找时间。典型地，尽可能快地移动读/写头以减小用于数据的读取和写入的寻找时间。但是，减小用于数据的读取和写入的寻找时间可能导致关联的数据存储装置的较高功率耗散。此外，当采用音圈电路来移动电枢和放置读/写头时，相应的驱动电压激励音圈。峰值电压的增加对应于更快的寻找时间，和因此更快的电枢运动。这些增加的峰值电压也可以对应于增加的功率耗散和增加的寻找性能。
第二服务级因素包括到第一位的时间(TTFB)或者到第一字节时间性能因素。TTFB指示存储装置可以响应于数据的请求多快地提供数据的第一位或者第一字节。TTFB可以包括用于将介质加快自旋到预定义转速和将读/写头移动到介质上适当的存储位置的延迟。与TTFB时间减小对应的TTFB性能的增加可能导致存储装置增加的功率耗散。
第三服务级因素可以包括用于数据存储装置的轴组件的自旋加快时间。在具有旋转介质的数据存储装置，比如硬盘驱动器中，使用耦合到介质以及向介质提供旋转运动的马达元件将旋转介质自旋。典型地，介质尽可能快地加快自旋到预定角速度以减小从空闲模式的启动时间、唤醒时间或者寻找时间的滞后。更快的自旋加快时间对应于马达/轴组件的增加的功率耗散，且更慢的自旋加快时间对应于减小的功率耗散。
第四服务级因素可以包括由相关联的轴/马达提供的介质的角速度或者转速。例如，硬盘驱动器可以具有以每分钟转数(RPM)的指定角速度，比如5400RPM、7200RPM或者10000RPM等。该角速度典型地对于特定硬盘驱动器预定，且选择各种电动机械组件以支持该特定速度。但是，制造和操作条件的变化性可能导致转速的略微变化，这可能偏离预定转速。此外，在可以对于不同类型的装置使用不同转速的装置中，可以在存储部件310中采用多于一个预定转速。
第五服务级因素可以包括数据吞吐量。数据吞吐量可以基于许多因素改变，且可能受上面描述的其他因素的影响，比如寻找时间、TTFB、自旋加快时间和转速及可能基于制造、当前条件改变的其他因素，或者数据吞吐量可以在不同类型的装置当中改变。即使由数据存储装置的制造商指定读取或者写入吞吐量，也可能发生变化。
其他服务级因素包括从理想化或者制造商指定的因素或者量度变化的实际功率耗散。上面描述的全部因素可以具有相关联的功率耗散。还存在对于相同类型或者以相同性能值操作的数据存储装置的功率耗散的装置到装置变化性。这些功率耗散也可以基于上面描述的各种操作和制造变化性，而逐驱动器或者逐装置地变化。
为了提供存储部件310中数据存储装置的一致和精确控制和对于主机呈现一致的服务级接口以控制存储部件的各种性能因素和功率耗散，处理电路372标识或者确定(401)数据存储部件的存储装置的服务级特性。处理电路372可以存储在特性化模块377中的这些服务级特性或者与其关联并在存储系统374中存储的一个或多个数据结构。
在某些实例中，存储控制系统370可以特性化HDD 320-321和SSD 322的性能和功率耗散以建立服务级量度。替代地，HDD 320-321和SSD 322中的每一个可以确定他们自己的服务级因素，比如他们自己的性能和功率特性，并在包括在其中的非瞬时计算机可读介质中存储服务级因素。在图3中，HDD 320-321和SSD 322的服务级模块(SLM)330-331可以确定相关联的存储装置的性能和功率特性，并将这些性能和功率特性报告给特性化模块377。这些特性化可用于确定对于各种操作或者活动，比如读/写操作、寻找操作、到第一位的时间操作和数据吞吐量等的数据存储装置中的变化性。
上述的各种服务级因素可以由存储部件310的元件测量和量化，以建立数据存储装置的实际服务级特性。可以采用各种传感器、传感元件、处理和监控元件及其他元件来测量和量化数据存储装置的服务级特性。例如，可以在每个存储装置或者在存储控制系统370中采用功率传感器以测量各种操作的功耗，以确定服务级特性或者从供应服务级特性的制造商的偏离。
一旦已经测量、确定或者以其他方式标识了实际的服务级特性，则可以在数据存储部件310的存储装置当中可选地归一化这些服务级特性。存储装置当中的变化和从指定服务级特性的制造商的偏离可以被标准化为服务级性能因素，以呈现一致或者标准化的面向主机的服务级因素选项。例如，如果某些存储装置对于第一操作，比如寻找操作消耗第一功率量，且另一些存储装置对于第一操作消耗第二功率量，则存储控制系统370可以归一化在各种存储驱动器当中对于第一操作的功耗。以该方式，对于整个存储部件接收的服务级命令可以跨越存储部件的所有存储驱动器相同地或者智能地集合或者分配。
如以下讨论的，主机可以在用于存储部件310的服务级选项当中进行选择。但是，在该实例中，提供一致的面向主机的接口，其允许主机从列表当中或者从服务级因素的范围当中选择服务级值。该主接口和服务级因素的列表/范围基于所测量的服务级特性被标准化，该服务级特性可选地跨越存储部件310中的存储装置归一化。因此，如果存在单独的存储装置的性能或者功率耗散的变化，比如由于不同装置类型或者在主机选择服务级值之后引入的替代装置，则从主机屏蔽该变化。从主接口提取存储装置的实际的性能或者功率耗散，且主机可以维持服务级值/范围的选择的一致性。
例如，如果第一存储装置具有不同于第二存储装置的第一功耗，则该功耗可以被归一化为标准化的值并呈现为可由主机选择的标准化的服务级因素。因此，主机不需要知道下层存储装置的实际的服务级特性，且代替地可以从各种性能特性或者功率耗散当中选择。
处理电路372向主机呈现(403)服务级接口以用于服务级选项的选择，比如由图3中的性能选项342和功率选项343指示的服务级选项。服务级(SL)接口376可以呈现用于主系统350或者其他主系统的一个或多个接口，以选择包括功率耗散或者其他性能选项的服务级选项。SL接口376可以包括在主系统350上安装以用于接口连接存储部件310的驱动器，比如接口连接主系统310的内核程序或者操作系统软件的软件元件。SL接口376可以呈现主系统350可以在其中选择的标准化服务级选项的列表，并选择相关联的服务级值。
在其他实例中，SL接口376包括应用编程接口(API)，该应用编程接口呈现用于主系统350的各种输入和输出以接口连接存储部件310。该API可以呈现各种服务级选择选项，包括功率范围、功率级别、时间、时间范围、速度、性能模式或者其他服务级选项，从服务级选项，主系统350可以在其中选择并将服务级值提供到存储控制系统370以用于控制多个存储装置。
在另外的实例中，SL接口376包括用户界面，比如控制台接口、终端接口、文本接口或者图形用户界面。用户界面呈现各种服务级选择选项，包括功率范围、功率级别、时间、时间范围、速度、性能模式或者其他服务级选项，从服务级选项，主系统350可以在其中选择并将服务级值提供到存储控制系统370以用于控制多个存储装置。
离散命令可以由主系统350发布，以控制存储装置的操作的特定方面，例如上述的服务级选项。一些命令可以指示各种服务级选项的功率级别，而一些命令可以指示各种服务级选项的性能级别。在另外的实例中，SL接口376包括服务级查询界面，通过该服务级查询界面，主系统350可以查询各种服务级选项和服务级值。主系统350可以对于当前服务级设置或者服务级选择，和对于当前可由存储阵列310支持的服务级限制是什么，来查询对于其服务级选项和服务级命令可用的SL接口376。
作为SL接口376的特定实例，呈现图5。图5图示SL接口500。SL接口500指示三个列，即服务级选项的第一列，服务级值类型的第二列和服务级值选择的第三列。服务级选项列指示主机可以在其中选择以向存储部件310的控制性能或者功率指示服务级值的各种服务级选项的列表。服务级值类型列指示服务级值的单位或者量度，其可以指示各种数据类型当中的数据类型，且可以指示范围类型、选择类型或者特定值类型等。在某些实例中，可以省略服务级值类型。服务级值选择列指示可以由主机定义的每个服务级选项的指定值。
在操作中，可以经存储链路360，或者使用安装到主系统350上的驱动器或者API，向主系统350呈现SL接口500。主系统350可以在各种服务级选项当中选择，并指示期望用于每个服务级选项的特定值。在图5中，第三列指示主机可配置的值，然而第一和第二列典型地指示存储阵列定义的标签和类型。
主系统350可以选择特定的服务级选项以修改或者改变值并向存储部件310指示这些值。在其他实例中，主系统350可以选择可以指示预先选择的服务级选项和服务级值的集的服务级协议(SLA)级别。例如，可以由存储部件310预定义三个SLA级别，且主系统350可以取决于期望的操作在这三个级别当中选择。第一SLA可以对应于高功率、高性能模式，第二SLA可以对应于平衡的功率/性能模式，且第三SLA可以对应于低功率模式或者低性能模式。可以定义其他SLA级别。另外，主系统350可以在所选的SLA级别内修改服务级选项或者服务级值，以将SLA定制到主系统350的期望。此外，主系统350可以指定明确地定义要修改哪个服务级选项和服务级值的定制模式。
对于基于时间的选择，主系统350可以指示以秒或者时间范围为单位的时间。对于吞吐量选择，可以指示以每秒位或者字节为单位的吞吐量。对于电压或者功率选择，可以指示以瓦特为单位的电压或者功率。可以基于值类型做出其他选择，且可以指定范围或者特定值。选择可能是离散的、粒状的、或者连续的及其他区别。
处理电路372从主系统350接收(404)服务级选择，比如由图3的性能选择340和功率选择341指示的。由主系统350做出的服务级选择可以经链路360指示，比如使用一系列命令或者指令，该一系列命令或者指令指示SLA级别、性能选项或者性能值、功率选项、功率级别及其他信息。在多数情况下，服务级选择包括存储部件310或者存储部件310中的一个或多个数据存储装置的功率目标。在其它情况下，服务级选择可以包括性能目标，比如对于在这里指示的各种性能因素。这些选择可以基于每个阵列或者每个部件地做出，但是也可以基于装置地做出，比如对于数据存储部件中特定的多个数据存储部件，或者也可以关于其他粒度做出，对于特定逻辑卷，仅对于读操作或者写操作，对于特定存储地址范围，或者对于特定的存储事务或者存储操作，以及其他指定和粒度。可以指示计时器或者计数器以仅应用用于预定持续时间或者操作数目的选择。
按照在定义的时间窗内期望消耗多少能量，可以由主系统350指示功率耗散选择。例如，主系统350可以指示通过指定“<Y毫秒内X焦耳”作为参数来限制峰值功率耗散，或者指示通过指定“<B小时内A焦耳”来限制平均功率耗散。可以采用其他功率耗散指定，比如以瓦特为单位的瞬时峰值功率耗散。
当存储控制系统370或者SL接口376接收用于存储部件310的多于一个的数据存储装置的服务级选择时，例如对于存储部件310的整体，则服务级选择可以在存储部件310中的各个数据存储装置之上分配或者分布以实现服务级选择。当对于存储部件310做出多个服务级选择时，则服务级选择可以在存储部件310的各个数据存储装置之上集合和分布以实现服务级选择。例如，当对于存储部件310指定功率耗散级别时，存储控制系统370可以细分存储部件310的数据存储装置当中的功率级别，以将功率耗散级别的一部分分配给存储部件310的每一个数据存储装置并实现功率耗散级别。在其他实例中，存储控制系统370可以在数据存储装置当中集合服务级选择以建立服务级选择，比如当由主系统350指定带宽或者吞吐量和根据可支持吞吐量在数据存储装置当中分配吞吐量时。其他性能因素可以在数据存储装置当中分配或者集合。
处理电路372执行关于选择的有效性检查(405)，不仅对于语法错误等，而且为了确定选择是否对应于可支持的选择。在某些实例中，特定存储装置或者性能/功率特性可能不支持由主系统350做出的某些选择，比如当选择超过各种存储装置的性能/功率限制或者超过特性化模块377或者HDD320-321和SSD 322在操作期间对于要控制的存储装置指出为可能的时。在某些实例中，HDD 320-321和SSD 322的SLM 330-332可以接收选择并确定是否不支持选择。HDD 320-321和SSD 322然后可以向存储控制系统370报告该信息。
是否选择不是有效的，则SL接口376使用一个或多个错误消息向主系统350指示错误状况(406)，比如通过指示哪个选择不是值和当前支持哪个值。可以向主机350指示其他错误指示，且在图形用户界面实例中，可以向用户示出指示选择无效的图形标签或者指示符。
如果选择有效，则SL接口376可以向处理电路372指示选择且处理电路372可以根据性能选择控制(407)存储装置的操作。在图3中，服务级控制模块378可以与控制器380-382结合地控制存储装置，即HDD 320-321和SSD 322的操作。这些操作可以包括读和写操作以及受到如上所述的各种性能因素，即寻找时间、TTFB因素、轴组件的自旋加快时间、介质的转速、数据吞吐量和功率耗散及其他性能因素影响的操作。在另外的实例中，可以采用适时(JIT)寻找技术，或者背景介质扫描(BMS)操作的变型以命中性能或者功率耗散目标。
在某些实例中可以由控制模块378和SLM 330-332组合地管理HDD320-321和SSD322的控制。例如，控制模块378可以接收由主系统350传送的服务级选择，并将服务级选择传送到SLM 330-332以用于由相关联的数据存储装置实现。控制模块378或者控制器380-382可以标识适当的命令以发布到HDD 320-321和SSD 322，以根据服务级选择控制HDD320-321和SSD 322。HDD 320-321和SSD 322可以根据服务级选择接收命令和操作。在另外的实例中，控制模块378可以实现服务级选择以直接控制数据HDD320-321和SSD 322。特别地，功率级别可以由主系统350指定，且控制模块378可以确定对应于期望的功率级别的相关联的性能值或者性能级别，并根据所确定的性能级别或者值控制HDD 320-321和SSD 322中相关联的多个HDD 320-321和SSD 322。在其他实例中，SLM 330-332可以从存储控制系统370接收性能或者功率命令，并根据指定的服务级选择实现该性能或者功率命令。
因为在该实例中向主系统350呈现标准化或者归一化的服务级选项，所以服务级控制模块378可以翻译该标准化或者归一化的服务级值或者选择，以根据在特性化操作期间确定的装置的每一特性来控制特定的数据存储装置。服务级控制模块378可以参考存储在操作401中确定的服务级特性化数据或者在操作402中确定的归一化信息的任何数据结构，并建立用于实行性能或者功率值或者由主系统350做出的选择的每一存储装置的实际的控制参数。
旋转介质的寻找时间可以通过改变相关联的电枢/音圈元件的驱动电压而控制，且主系统350可以指定以秒(毫秒)为单位的寻找时间或者通过指定采用的峰值电压或者峰值功率来在寻找操作期间定位读/写头。可以通过改变旋转介质的寻找时间以及轴自旋加快时间，及存储装置的其他因素来控制TTFB时间。主系统350可以指定以秒或者毫秒为单位的TTFB，或者可以指定TTFB操作的峰值功率耗散。也可以通过由相关联的马达/轴部件改变功耗来控制轴组件的自旋加快时间，且主系统350可以指定时间或者功率值。由存储控制系统370作用的特定性能控制受到所测量的性能量度或者性能特性，比如轴速度的实际的现场测量、最小TTFB、最小寻找时间及包括每一个的功率耗散的其他测量值的影响。
可以通过建立由HDD 320-321和SSD 322服务读操作和写操作的速率，比如每秒钟目标或者最大读取或者写入存储操作来控制吞吐量。可以在控制系统370中处理吞吐量的调速，比如通过在处理电路372、驱动控制器308-382或者主接口371中管理操作的速率。HDD320-321和SSD 322也可以由控制系统370指令以符合目标吞吐量。在采用其他数据存储装置，比如固态驱动器的实例中，或者也在包括固态存储器元件的混合驱动器中，读/写吞吐量也可以被控制或者调速以调整数据驱动器的功耗。
存储部件310中数据存储装置的寻找操作可以被修改以改变移动或者定位读/写头，比如音圈和电枢元件的各种电动机械元件的峰值速度或者峰值电压。该峰值速度或者峰值电压的改变可能导致那些元件的不同功率耗散，每个存储装置的不同功率耗散，以及数据存储系统的总计功率耗散。
可以做出对数据存储装置的寻找特性的各种调整。例如，可以对于减少寻找操作的范围之上的峰值功率耗散的一个或多个数据存储装置调整寻找档案。例如，更短的寻找操作可以比更长的寻找操作具有跟踪速度的更小的减少，以提供功率耗散的净减小。在其他实例中，所有寻找操作减小预定量，比如定位相关联的读/写头的速度、时间、速率、加速度或者功率使用的百分比。
但是，在自旋介质中，即使读/写头定位到适当的圆周位置，即数据轨道，介质也仍然可能需要使得完全旋转的一部分放置读/写头下的期望的数据块。该将读/写头移动到期望的轨道位置的处理典型地被称为寻找操作。可以对于HDD的读/写操作采用各种功率控制技术，比如适时(JIT)寻找技术。JIT寻找技术可以利用将数据块定位在读/写头下的自旋介质上的寻找延迟的优点，以控制相关联的电枢和定位组件的功率耗散。各种跟踪算法可以标识自旋介质相对于当前读/写头位置的位置，并建立将读/写头移动到期望的位置从而在期望的时间满足期望的数据块，而没有在读/写头的定位之后招致的额外旋转延迟的时间。这些JIT技术典型地使用比仅以电动机械元件允许的尽快定位读/写头更小的峰值功率。另外，JIT技术可以包括寻找性能的各种可选择级别，比如在某些实例中256个级别，或者其子集。
当采用不旋转介质，比如固态介质时，可以做出性能调整，比如减小相关联的固态存储部件的吞吐量，将固态介质的写入性能调速到用于写操作的极限功率消耗，或者停止到闪存介质的写操作同时在其他固态介质，比如非易失性存储器或者易失性存储器中高速缓存挂起写入数据。
其他调整包括减少或者停止背景介质扫描(BMS)或者数据存储装置的数据完整性检验。在另外的实例中，多个数据存储装置可能被断电或者使得相关联的旋转介质旋转减慢到更慢的速率或者停止操作，以减小存储阵列310的功耗。可以采用这些技术的组合，且这些改变可以仅应用于所选的数据存储装置以及应用于数据存储装置的整个集合。
所包括的描述和附图示出特定实施例以教导本领域技术人员如何做出和使用优选实施方式。为了教导发明原理的目的，已经简化或者省略了一些现有的方面。本领域技术人员将理解从这些实施例的变化落入本发明的范围中。本领域技术人员也将认可上面描述的特征可以以各种方式组合以形成多个实施例。结果，本发明不限于上面描述的特定实施例，但是仅由要求和它们的等效限制。

Claims (20)

1.一种数据存储系统，包括：
一个或多个数据存储装置，包括用于数据的存储和检索的介质；
主接口，配置为接收用于一个或多个数据存储装置的服务级控制的由主系统指示的服务级选择；和
存储控制系统，配置为根据所述服务级选择操作所述一个或多个数据存储装置。
2.如权利要求1所述的数据存储系统，包括：
服务级接口，配置为向所述主系统呈现服务级选项和接收由所述主系统指示的一个或多个服务级选择。
3.如权利要求2所述的数据存储系统，其中，所述服务级接口响应于由所述主系统发布的服务级查询而向所述主系统呈现服务级选项。
4.如权利要求1所述的数据存储系统，包括：
所述存储控制系统配置为标识一个或多个数据存储装置的性能信息和功率信息，以建立一个或多个数据存储装置的服务级量度。
5.如权利要求4所述的数据存储系统，包括：
存储控制系统，配置为归一化在跨越一个或多个数据存储装置的性能和功率信息的变化当中的服务级量度，并基于归一化的服务级量度建立一个或多个数据存储装置中的每一个的服务级目标，其中所述服务级目标由所述存储控制系统使用以根据一个或多个服务级选择来操作一个或多个数据存储装置。
6.如权利要求4所述的数据存储系统，包括：
所述存储控制系统配置为至少基于服务级量度确定何时对于相关联的数据存储装置不能实现服务级选择，并响应地向所述主系统指示错误状况。
7.如权利要求1所述的数据存储系统，其中，所述服务级选择包括对于一个或多个数据存储装置的功率目标和性能目标。
8.如权利要求1所述的数据存储系统，其中，所述服务级选择包括一个或多个数据存储装置的功率目标和性能目标当中的一个或多个选择，其中，所述性能目标包括到第一位的时间性能、相关联的轴的自旋加快性能、相关联的读/写头的寻找性能和到主系统的数据吞吐量中的至少一个，且其中，所述功率目标包括峰值功率目标和平均功率目标中的至少一个。
9.如权利要求1所述的数据存储系统，其中，所述服务级选择对于多于一个的数据存储装置做出，且包括：
存储控制系统配置为在多于一个的数据存储装置当中分配服务级选择，以根据所述服务级选择操作一个或多个数据存储装置。
10.一种操作数据存储系统的方法，所述方法包括：
在一个或多个数据存储装置中存储和检索数据；
接收用于一个或多个数据存储装置的服务级控制的由主系统指示的服务级选择；和
根据所述服务级选择操作所述一个或多个数据存储装置。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
在服务级接口中，向所述主系统呈现服务级选项和接收由所述主系统指示的一个或多个服务级选择。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：
响应于由所述主系统发布的服务级询问向所述主系统呈现服务级选项。
13.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
标识一个或多个数据存储装置的性能信息和功率信息以建立一个或多个数据存储装置的服务级量度。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
归一化在跨越一个或多个数据存储装置的性能信息和功率信息的变化当中的服务级量度，并基于归一化的服务级量度建立一个或多个数据存储装置中的每一个的服务级目标，其中所述服务级目标用于根据一个或多个服务级选择来操作一个或多个数据存储装置。
15.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
至少基于服务级量度确定何时对于相关联的数据存储装置不能实现服务级选择，并响应地向所述主系统指示错误状况。
16.如权利要求10所述的方法，其中，所述服务级选择包括对于一个或多个数据存储装置的功率目标和性能目标。
17.如权利要求10所述的方法，其中，所述服务级选择包括一个或多个数据存储装置的功率目标和性能目标当中的一个或多个选择，其中，所述性能目标包括到第一位的时间性能、相关联的轴的自旋加快性能、相关联的读/写头的寻找性能和到主系统的数据吞吐量中的至少一个，且其中，所述功率目标包括峰值功率目标和平均功率目标中的至少一个。
18.如权利要求10所述的方法，其中，所述服务级选择对于多于一个的数据存储装置做出，且进一步包括：
在多于一个的数据存储装置当中分配服务级选择，以根据所述服务级选择操作一个或多个数据存储装置。
19.一种用于数据存储设备的服务级接口，所述服务级接口包括：
主接口，被配置为呈现用于改变与服务级接口相关联的至少数据存储装置的性能级别和功耗的服务级选项；
该主接口被配置为接收由所述主系统指示的一个或多个服务级选择；和
存储控制系统，被配置为根据所述一个或多个服务级选择操作至少数据存储装置。
20.如权利要求19所述的服务级接口，其中，所述服务级选择包括一个或多个数据存储装置的功率目标和性能目标当中的一个或多个选择，其中，所述性能目标包括到第一位的时间性能、相关联的轴的自旋加快性能、相关联的读/写头的寻找性能和到主系统的数据吞吐量中的至少一个，且其中，所述功率目标包括峰值功率目标和平均功率目标中的至少一个。
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