第1章
NVMe概述
NVMe的诞生背景、与传统AHCI的对比、NVMe协议栈全景图。
基础演进
第2章
PCIe基础回顾
PCIe拓扑结构、事务层(TLP)、数据链路层(DLLP)、物理层。
总线分层
第3章
NVMe寄存器接口
BAR空间布局、Doorbell寄存器机制、Controller寄存器详解。
MMIO配置
第4章
Admin Submission Queue & Completion Queue
SQ/CQ创建流程、Admin命令提交与完成轮询机制。
队列Admin
第5章
I/O Submission Queue & Completion Queue
I/O SQ/CQ的配置、多队列模型、中断与轮询模式选择。
I/O多队列
第6章
NVMe命令格式
命令通用格式(DW0-DW15)、命令类型(Admin vs I/O)、命令状态码。
协议编码
第7章
Admin命令集(上)
Identify命令(Controller/Namespace)、Get Log Page、Set Features。
Admin识别
第8章
Admin命令集(下)
Create/Delete I/O SQ/CQ、Abort命令、Asynchronous Event Request。
队列管理异步
第9章
I/O命令集(上)
NVM Read/Write命令、PRP与SGL机制、Data Pointer详解。
读写数据指针
第10章
I/O命令集(下)
Flush命令、Dataset Management(Trim)、Write Zeroes、Compare。
数据管理Trim
第11章
Submission Queue Tail Doorbell更新机制
Doorbell写入时机、MMIO写性能优化、Doorbell聚合。
Doorbell性能
第12章
Completion Queue Head Doorbell更新机制
Phase Tag(P)位、完成轮询、中断协调。
完成Phase Tag
第13章
中断机制
MSI/MSI-X配置、中断向量与队列绑定、中断合并(Interrupt Coalescing)。
中断MSI-X
第14章
仲裁机制
Round Robin仲裁、Weighted Round Robin(WRR)仲裁、紧急优先级。
仲裁QoS
第15章
Namespace管理
Namespace创建与删除、Namespace Attach/Detach、格式化操作。
命名空间管理
第16章
Metadata与End-to-End Data Protection
DIF/DIX、Guard/Reference Tag、保护信息格式。
保护DIF
第17章
NVMe-MI(Management Interface)
带外管理、MCTP协议、NVMe-MI命令集。
管理带外
第18章
NVMe over Fabrics(NVMe-oF)基础
架构模型、RDMA(RoCE/InfiniBand)、FC、TCP传输。
网络RDMA
第19章
NVMe-oF Discovery机制
Discovery Controller、Discovery Log Page、连接建立流程。
发现连接
第20章
NVMe-oF命令与数据传输
Capsule与SGL、In-Capsule Data、Data Transfer流程。
传输Capsule
第21章
NVMe Power Management
电源状态(PS)、自主电源状态转换(APST)、非操作电源状态(NOPS)。
电源节能
第22章
NVMe Error Handling
错误日志、错误恢复流程、DNR(Do Not Retry)位。
容错错误
第23章
NVMe Reset与Controller初始化
NVM Reset类型(Function Level Reset、Controller Reset)、初始化序列。
复位初始化
第24章
NVMe Security
TCG Opal、Sanitize命令、加密擦除、安全协议。
安全加密
第25章
NVMe Boot
NVMe Boot Sequence、Boot Partition、UEFI NVMe驱动。
启动UEFI
第26章
NVMe Zoned Namespace(ZNS)
ZNS架构、Zone状态机、Zone Append命令。
ZNS分域
第27章
NVMe Key Value(KV)存储
KV命令集、Key-Value语义、与传统块存储对比。
KV新范式
第28章
NVMe性能优化实践
队列深度选择、中断亲和性、NUMA感知、CPU隔离。
调优NUMA
第29章
NVMe测试与调试工具
nvme-cli工具集、SPDK、FIO测试、PCIe分析仪抓包。
工具调试
第30章
NVMe未来演进
NVMe 2.0新特性、计算存储(Computational Storage)、持久内存支持。
前沿演进