TWI762935B

TWI762935B - 固態硬碟及其操作方法

Info

Publication number: TWI762935B
Application number: TW109117914A
Authority: TW
Inventors: 侯冠宇; 傅子瑜
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2020-05-28
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2022-05-01
Also published as: TW202145006A

Abstract

一種固態硬碟及其操作方法。固態硬碟之操作方法包括以下步驟：在NVMe規範之一設定功能指令之命令Dword 10中定義一選擇欄位。接收設定功能指令。根據設定功能指令之命令Dword 10之選擇欄位選擇一儲存單元中之一廠商預設值。根據廠商預設值設定一主機控制熱管理的複數個溫度參數。

Description

固態硬碟及其操作方法

本發明是有關於一種固態硬碟，且特別是有關於一種固態硬碟及其操作方法。

在NVMe規範中，設定功能(Set Feature)指令可以設定主機控制熱管理(HCTM)的溫度參數，以及取得功能(Get Feature)指令可以取得主機控制熱管理的溫度參數。但是目前的設定功能指令無法直接將機控制熱管理的溫度參數還原成廠商預設值(Default)，必須先透過取得功能指令取得廠商預設值，再透過設定功能指令將主機控制熱管理的溫度參數設定成廠商預設值。如此做法不具效率，且中央處理器每下一次指令都會造成系統資源耗費。

特別是固態硬碟在特定模式(例如Stress模式)下，固態硬碟的溫度可能上下波動多次，在此情況下，必須下多次的指令來設定主機控制熱管理的溫度參數來控制固態硬碟的溫度。如此，便會造成系統資源的浪費。

因此，如何改善上述缺點，提供一個更有效率及節省資源的方法，已成為業界努力的方向。

本發明係有關於一種固態硬碟及其操作方法，其可直接透過設定功能指令之命令Dword 10切換主機控制熱管理的溫度參數，可使主機控制熱管理的溫度參數的設定更有效率，並可減少系統資源的消耗。

根據本發明之第一方面，提出一種固態硬碟之操作方法。固態硬碟之操作方法包括以下步驟：在NVMe規範之一設定功能指令之命令Dword 10中定義一選擇欄位。接收設定功能指令。根據設定功能指令之命令Dword 10之選擇欄位選擇一儲存單元中之一廠商預設值。根據廠商預設值設定一主機控制熱管理的複數個溫度參數。

根據本發明之第二方面，提出一種固態硬碟。固態硬碟包括一韌體。韌體包括一儲存單元。固態硬碟用以接收NVMe規範之一設定功能指令，設定功能指令之命令Dword 10中包括一選擇欄位。儲存單元用以儲存一廠商預設值。韌體根據設定功能指令之命令Dword 10之選擇欄位選擇廠商預設值，並根據廠商預設值設定一主機控制熱管理的複數個溫度參數。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

10,20,30,40,50,60,70,80,90:方塊

100,300:電腦

110,310:中央處理器

200,400:固態硬碟

210,410:韌體

211,411:儲存單元

CMD_1,CMD_3:設定功能指令

CMD_2:取得功能指令

S110,S120,S130,S140:步驟

第1圖繪示繪示電腦及固態硬碟之示意圖。

第2圖繪示根據設定功能指令之命令Dword 10設定固態硬碟之主機控制熱管理的溫度參數之示意圖。

第3圖繪示根據取得功能指令之命令Dword 10取得固態硬碟之主機控制熱管理的溫度參數之示意圖。

第4圖繪示根據一實施例之電腦及固態硬碟之示意圖。

第5圖繪示根據本發明一實施例之固態硬碟之操作方法的流程圖。

第6圖繪示根據設定功能指令之命令Dword 10切換固態硬碟之主機控制熱管理的溫度參數之示意圖。

第7圖繪示根據設定功能指令之命令Dword 10設定固態硬碟之主機控制熱管理的溫度參數以及切換固態硬碟之主機控制熱管理的溫度參數之示意圖。

請參照第1圖，其繪示電腦100及固態硬碟200之示意圖。電腦100包括一中央處理器110。電腦100例如是一筆記型電腦、一桌上型電腦或一平板電腦。固態硬碟200支援NVMe。固態硬碟200包括一韌體210。韌體210包括一儲存單元211。儲存單元211儲存韌體210會使用到的參數，例如一當前值(Current)、一廠商預設值(Default)、以及一儲存值(Saved)。儲存單元211例如是一暫存器。

在NVMe規範中，電腦100之中央處理器110可透過發出設定功能(Set Feature)指令CMD_1之命令Dword 10(Command Dword 10)，設定固態硬碟200之主機控制熱管理(HCTM)的溫度參數，以及可透過發出取得功能(Get Feature)指令CMD_2之命令Dword 10，取得主機控制熱管理的溫度參數。

表一為NVMe規範之設定功能指令CMD_1之命令Dword 10。在設定功能指令CMD_1之命令Dword 10中，第0至7位元為功能識別符(FID)欄位、第8至30位元為保留(Reserved)欄位、以及第31位元為儲存(SV)欄位。

表二為NVMe規範之取得功能指令CMD_2之命令Dword 10。在取得功能指令CMD_2之命令Dword 10中，第0至7位元為功能識別符(FID)欄位及第8至10位元為選擇(SEL)欄位。

表三為選擇(SEL)欄位可填入的參數及對應的回傳值。當前值(Current)為固態硬碟200之主機控制熱管理的當前溫度參數設定。當前值為暫態，亦即當前值在固態硬碟200電源重啟後會被抹除。在固態硬碟200使用期間，中央處理器110可透過設定功能指令CMD_1之命令Dword 10設定當前值。廠商預設值(Default)為固態硬碟200出廠時廠商所設定的主機控制熱管理的溫度參數設定。廠商預設值為非暫態，亦即廠商預設值在固態硬碟200電源重啟後不會被抹除。在固態硬碟200使用期間，中央處理器110不可透過設定功能指令CMD_1之命令Dword 10設定廠商預設值。儲存值(Saved)為非暫態，亦即儲存值在固態硬碟200電源重啟後不會被抹除。在固態硬碟200使用期間，中央處理器110可透過設定功能指令CMD_1之命令Dword 10設定儲存值。另外，在固態硬碟200使用期間，中央處理器110可透過取得功能指令CMD_2之命令Dword 10取得當前值、廠商預設值及儲存值。

在NVMe規範中，若儲存值未被設定，則當前值在固態硬碟200電源重啟後會被載入廠商預設值；若儲存值有被設定，則當前值在固態硬碟200電源重啟後會被載入儲存值。換句話說，儲存值的優先權大於廠商預設值。

請參照第2圖，其繪示根據設定功能指令CMD_1之命令Dword 10設定固態硬碟200之主機控制熱管理的溫度參數之示意圖。在方塊10中，設定功能指令CMD_1之命令Dword 10的功能識別符(FID)欄位為“HCTM”之參數表示對主機控制熱管理的溫度參數設定、設定功能指令CMD_1之命令Dword 11的TMT1及TMT2表示主機控制熱管理的溫度參數。在方塊10之設定之後，當前值被改變。方塊20與方塊10不同的是，設定功能指令CMD_1之命令Dword 10的儲存欄位(SV)為“1”表示主機控制熱管理的溫度參數要被儲存，在固態硬碟200電源重啟後仍可被使用。在方塊20之設定之後，當前值與儲存值被改變。

請參照第3圖，其繪示根據取得功能指令CMD_2之命令Dword 10取得固態硬碟200之主機控制熱管理的溫度參數之示意圖。在方塊30中，取得功能指令CMD_2之命令Dword 10的功能識別符(FID)欄位為“HCTM”之參數表示要取得主機控制熱管理的溫度參數、取得功能指令CMD_2之命令Dword 10的選擇(SEL)欄位為“000”表示取得當前值。在方塊40中，取得功能指令CMD_2之命令Dword 10的選擇欄位為“001”表示取得廠商預設值。在方塊50中，取得功能指令CMD_2之命令Dword 10的選擇欄位為“010”表示取得儲存值。

在目前的應用中，在固態硬碟200使用期間，中央處理器110無法直接透過設定功能指令CMD_1之命令Dword 10切換主機控制熱管理的溫度參數(例如將溫度參數從當前值還原成廠商預設值或從當前值改為儲存值)，必須先透過取得功能指令CMD_2之命令Dword 10取得廠商預設值或儲存值，再透過設定功能指令CMD_1之命令Dword 10將主機控制熱管理的溫度參數設定為廠商預設值或儲存值。換句話說，在固態硬碟200使用期間，中央處理器110需透過兩道指令才能將主機控制熱管理的溫度參數還原成廠商預設值或改為儲存值。此作法的缺點是不具效率，且中央處理器110每發出一次指令都會造成系統資源的耗費。

有鑑於此，本發明提供一種固態硬碟之操作方法，可改善前述缺點。

請參照第4及5圖。第4圖繪示根據一實施例之電腦300及固態硬碟400之示意圖。第5圖繪示根據本發明一實施例之固態硬碟400之操作方法的流程圖。第4圖之元件與第1圖之元件類似，在此不多贅述。第4圖與第1圖之不同之處在於，中央處理器310發出之設定功能指令CMD_3可直接切換主機控制熱管理的溫度參數(例如將溫度參數從當前值還原成廠商預設值或從當前值改為儲存值)。

在步驟S110中，中央處理器310在NVMe規範之一設定功能指令CMD_3之命令Dword 10中定義一選擇欄位。更具體來說，中央處理器310在設定功能指令CMD_3之命令Dword 10之保留欄位中定義一選擇欄位。舉例來說，在第2至30位元的保留欄位中定義第8至10位元為選擇欄位。

表四為本發明之一實施例之NVMe規範之設定功能指令CMD_3之命令Dword 10。在設定功能指令CMD_3之命令Dword 10中，第0至7位元為功能識別符欄位、第8至10位元為選擇欄位、第11至30位元為保留欄位以及第31位元為儲存欄位。

在步驟S120中，韌體410從電腦300之中央處理器310接收設定功能指令CMD_3。

在步驟S130中，韌體410根據設定功能指令CMD_3之命令Dword 10之選擇欄位選擇儲存單元411中之一廠商預設值，並根據廠商預設值設定主機控制熱管理的多個溫度參數(例如為兩個溫度參數)。在另一實施例中，韌體410根據設定功能指令CMD_3之命令Dword 10之選擇欄位選擇儲存單元411中之一儲存值，並根據儲存值設定主機控制熱管理的溫度參數。

請參照第6圖，其繪示根據設定功能指令CMD_3之命令Dword 10切換固態硬碟200之主機控制熱管理的溫度參數之示意圖。在方塊60中，設定功能指令CMD_3之命令Dword 10的功能識別符(FID)欄位為“HCTM”之參數表示對主機控制熱管理的溫度參數設定、設定功能指令CMD_3之命令Dword 10的選擇(SEL)欄位為“001”表示主機控制熱管理的溫度參數切換為廠商預設值。在方塊70中，設定功能指令CMD_3之命令Dword 10的選擇欄位(SEL)為“010”表示主機控制熱管理的溫度參數切換為儲存值。

請參照第4及5圖，在步驟S140中，韌體410根據主機控制熱管理的溫度參數執行固態硬碟400之溫控調頻(Thermal Throttling)。

如此一來，在固態硬碟400使用期間，中央處理器310可直接透過設定功能指令CMD_3之命令Dword 10切換主機控制熱管理的溫度參數(例如將溫度參數從當前值還原成廠商預設值或從當前值改為儲存值)，不須先透過取得功能指令之命令Dword 10取得廠商預設值或儲存值，再透過設定功能指令之命令Dword 10將主機控制熱管理的溫度參數還原為廠商預設值或改為儲存值。因此，對於主機控制熱管理的溫度參數的設定更有效率，並可減少中央處理器310發出指令的次數以及固態硬碟400之韌體410接收指令的次數，節省資源的消耗。

請參照第4及5圖。在一實施例中，儲存單元411更儲存一壓力值(Stress)。且在步驟S110中，中央處理器310在NVMe規範之設定功能指令CMD_3之命令Dword 10中更定義一壓力(Stress)欄位。更具體來說，中央處理器310在設定功能指令CMD_3之命令Dword 10之保留欄位中定義一壓力欄位。舉例來說，在第2至30位元的保留欄位中定義第30位元為壓力欄位。

表五為本發明之一實施例之NVMe規範之設定功能指令CMD_3之命令Dword 10。在設定功能指令CMD_3之命令Dword 10中，第0至7位元為功能識別符欄位、第8至10位元為選擇欄位、第11至29位元為保留欄位、第30 位元為壓力欄位以及第31位元為儲存欄位。

表六為本發明之一實施例之選擇欄位可填入的參數及對應的回傳值。表六與表三不同之處在於新增了壓力值(Stress)。壓力值為非暫態，亦即壓力值在固態硬碟400電源重啟後不會被抹除。在固態硬碟400使用期間，中央處理器310可透過設定功能指令CMD_3之命令Dword 10之壓力欄位設定壓力值，也可透過設定功能指令CMD_3之命令Dword 10之選擇欄位將主機控制熱管理的溫度參數切換為壓力值。

請參考第4及7圖。第7圖繪示根據設定功能指令CMD_3之命令Dword 10設定固態硬碟400之主機控制熱管理的溫度參數以及切換固態硬碟400之主機控制熱管理的溫度參數之示意圖。

在方塊80中，設定功能指令CMD_3之命令Dword 10的功能識別符(FID)欄位為“HCTM”之參數表示對主機控制熱管理的溫度參數設定、設定功能指令CMD_3之命令Dword 11的TMT1及TMT2溫度參數、設定功能指令CMD_3之命令Dword 10的壓力欄位為“1”表示主機控制熱管理的溫度參數要被儲存，在固態硬碟400電源重啟後仍可被使用。在方塊80之設定之後，壓力值被改變。

在方塊90中，設定功能指令CMD_3之命令Dword 10的功能識別符(FID)欄位為“HCTM”之參數表示對主機控制熱管理的溫度參數設定、設定功能指令CMD_3之命令Dword 10的選擇(SEL)欄位為“011”表示主機控制熱管理的溫度參數切換為壓力值。

如此一來，本案在設定功能指令CMD_3之命令Dword 10中之保留欄位中更定義一壓力欄位，以及更儲存一壓力值(Stress)，使得主機控制熱管理的溫度參數在應用上更靈活。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S110,S120,S130,S140:步驟

Claims

一種固態硬碟之操作方法，包括：在一NVMe規範之一設定功能(Set Feature)指令之一命令Dword 10中定義一選擇(SEL)欄位；接收該設定功能指令；根據該設定功能指令之該命令Dword 10之該選擇欄位選擇一儲存單元中之一廠商預設值，並根據該廠商預設值(Default)設定一主機控制熱管理(HCTM)的複數個溫度參數；其中該選擇欄位的一數值用以決定切換該些溫度參數為該儲存單元中之該廠商預設值或該儲存單元中之一儲存值(Saved)。
如請求項1所述之操作方法，其中在該NVMe規範之該設定功能指令之該命令Dword 10中定義該選擇欄位的步驟中，包括：在一保留欄位中定義該選擇欄位。
如請求項1所述之操作方法，其中該選擇欄位為該設定功能指令之該命令Dword 10中之第8至10位元。
如請求項1所述之操作方法，其中更包括：根據該設定功能指令之該命令Dword 10之該選擇欄位選擇該儲存單元中之該儲存值，並根據該儲存值設定該主機控制熱管理的該些溫度參數。
如請求項1所述之操作方法，其中更包括：在該儲存單元中新增一壓力值(Stress)；在該設定功能指令之該命令Dword 10中定義一壓力(Stress)欄位；以及根據該壓力欄位設定該壓力值。
如請求項5所述之操作方法，其中更包括：根據該設定功能指令之該命令Dword 10之該選擇欄位選擇該儲存單元中之該壓力值，並根據該壓力值設定該主機控制熱管理的該些溫度參數。
如請求項5所述之操作方法，其中在該設定功能指令之該命令Dword 10中定義該壓力欄位的步驟中，包括：在一保留欄位中定義該壓力欄位。
如請求項5所述之操作方法，其中該壓力欄位為該設定功能指令之該命令Dword 10中之第30位元。
一種固態硬碟，包括：一韌體，用以接收一NVMe規範之一設定功能指令，該設定功能指令之一命令Dword 10中包括一選擇欄位，該韌體包括：一儲存單元，用以儲存一廠商預設值；其中該韌體根據該設定功能指令之該命令Dword 10之該選擇欄位選擇該廠商預設值，並根據該廠商預設值設定一主機控制熱管理的複數個溫度參數；以及其中該選擇欄位的一數值用以決定切換該些溫度參數為該儲存單元中之該廠商預設值或該儲存單元中之一儲存值(Saved)。
如請求項9所述之固態硬碟，其中該選擇欄位被定義在該設定功能指令之該命令Dword 10中之一保留欄位中。
如請求項9所述之固態硬碟，其中該選擇欄位為該設定功能指令之該命令Dword 10中之第8至10位元。
如請求項9所述之固態硬碟，其中該韌體更根據該設定功能指令之該命令Dword 10之該選擇欄位選擇該儲存單元中之該儲存值，並根據該儲存值設定該主機控制熱管理的該些溫度參數。
如請求項9所述之固態硬碟，其中該儲存單元更儲存一壓力值、該設定功能指令之該命令Dword 10中更包括一壓力欄位，以及該韌體根據該壓力欄位設定該壓力值。
如請求項13所述之固態硬碟，其中該韌體根據該設定功能指令之該命令Dword 10之該選擇欄位選擇該儲存單元中之該壓力值，並根據該壓力值設定該主機控制熱管理的該些溫度參數。
如請求項13所述之固態硬碟，其中該壓力欄位被定義在該設定功能指令之該命令Dword 10中之一保留欄位中。
如請求項13所述之固態硬碟，其中該壓力欄位為該設定功能指令之該命令Dword 10中之第30位元。