浅谈NVMe 1.4 IO determinism

NVMe协会发布了最新的NVMe 1.4 draft版本，其中NVMe 1.4中增加的最重要的一个内容应该就是IO determinism。IO determinism主要包含两部分一个是NVM Sets一个是PLM（Predictable Latency Mode）。

不同的NVM Set使用的物理资源可以是独立的，每个NVM Set可以包含多个channel多个die，不同的NVM Set读写，擦除等都是相互独立互不干扰，可以提供更好的QoS。

同一个NVM Set内部可以包含一个或者多个NS（name space）。

PLM是IO determinism中另外一个组成部分，主要用于优化系统的读写延时，提高系统的QoS。在PLM有效之后系统划分为DTWIN（Deterministic Window）NDWIN（Non-Deterministic Window）两种时间窗口，在DTWIN时间窗口内，SSD系统提供为读写指令提供deterministic latency，以提高系统的QoS，在NDWIN时间窗口内，SSD系统不需要提供deterministic latency，以完成SSD系统内部的GC等操作。

SSD系统提供在DTWIN可以执行read（rand 4K read）/write（Optimal Write Unit Size）的command的typical值。Host可以通过log page得到SSD系统在DTWIN窗口内剩余的可执行的read/write command的能力（Reliable Estimate）。
以read command为例，typical与reliable estimate的关系如下图。

由于在read过程中会出现数据错误，而数据出错的比例的不同造成data recovery的时间也会不同，所以为了实现PLM，NVMe协议规定在支持PLM的时候需要同时支持Read Recovery Level Config。不同的Read Recovery Level对应不同的read latency。