NVMe Base 2.4：Power／Thermal Features 與 Power Management

01 Feature 的能力、讀取與設定

01.01.Feature 不是一個單純 register。Host 要先用 SEL=011b 讀 capability，再分別讀 current／default／saved view，確認 scope 與 persistence 後才寫入。Set completion 只證明 command outcome；重新 Get 與 runtime telemetry 才能證明軟體看見的新 policy。

Host

主機；執行作業系統並送出 NVMe 命令的一端。

SEL

Select，Get Features 用來選 current、default、saved 或 supported-capabilities view 的欄位。

01.02.Get Features 是讀取 Feature 屬性的 Admin command。工程流程不應從寫入猜測開始，而要先辨認 FID、查 capability，再取得 current／default／保存值。

Admin

Administrative，建立、設定、查詢或管理 controller 與 queue 的控制路徑。

FID

Feature Identifier；指定要讀取或設定哪一項 Feature 的編號。

NSSPEC

Namespace Specific，指出 Feature 是否具有 per-namespace scope 的 capability bit。

CHANG

Changeable，指出 Feature value 是否可由 Set Features 變更的 capability bit。

SVBL

Saveable，supported-capabilities result 中指出 Feature 是否可保存的 bit。

02 Power State 的功率、延遲與效能

02.01.只看 state number 無法判斷是否適合 workload。每一個 PSD 要一起讀 MP、NOPS、ENLAT／EXLAT、IDLP／ACTP 與 relative performance。PS 數字增加通常降低 maximum power，但不代表所有 latency 或 throughput 一定以固定比例變差。

ENLAT

Entry Latency，進入該 power state 的 maximum latency，單位為 microseconds。

EXLAT

Exit Latency，離開該 power state 的 maximum latency，單位為 microseconds。

ACTP

Active Power，在指定 workload 與時間窗下描述的 average active power。

IDLP

Idle Power，依規格 idle 測量條件描述的 typical power。

NOPS

Non-Operational State，Power State Descriptor 中指出該 state 不處理 I/O commands 的 bit。

MP

Maximum Power，一個 power state 的 sustained maximum power。

PS

Power State，controller 的功耗／效能 operating point；PS0 是最高 maximum-power state。

02.02.controller 必須（shall）至少支援一個 power state，最多可（may）支援 32 個，編號從 0 連續排列。PS0 的 maximum power 最高；後續 state 的 maximum power 不得高於前一個 state。

controller

controller，實作 NVMe 介面、取走 command 並回報 completion 的控制實體。

03 APST 的閒置條件與自動轉換

03.01.APST 的 256-byte buffer 不是 performance table，而是 32 個『idle 多久後進哪個 non-operational state』的 rules。APSTE 決定 timer rules 是否生效；每個 ITPT=0 entry 不參與；I/O 到達又會讓 controller 回到最近 operational state。

APSTE

Autonomous Power State Transition Enable，啟用 APST table timer 判斷的 bit。

ITPT

Idle Time Prior to Transition，APST entry 的 idle threshold，單位為 milliseconds。

ITPS

Idle Transition Power State，APST entry 選擇的目標 non-operational power state。

03.02.FID 0Ch 的 APSTE=1 啟用 Autonomous Power State Transition（APST）；預設值是 0。啟用只表示 controller 可依 APST table 的 idle timer 自主切換，並不保證一定進入任何特定 state。

NOPPME

Non-Operational Power State Permissive Mode Enable，控制 controller background work 能否暫時超過 non-operational power limit。

04 溫度門檻、感測器與通知

04.01.FID 04h 不只是一個溫度數字。TMPSEL 決定讀哪個 sensor，THSEL 決定 over 或 under，TMPTH 決定觸發點，TMPTHH 決定離開 event 的 clear point；SMART/Health.TTC 與 AEC enable 則把 controller 狀態送回 host。

TMPSEL

Temperature Sensor Select，選擇 Composite Temperature 或 sensor 1 到 8 的欄位。

TMPTHH

Temperature Threshold Hysteresis，結束 threshold event 時使用的 Kelvin hysteresis。

THSEL

Threshold Type Select，選擇 over-temperature 或 under-temperature threshold。

TMPTH

Temperature Threshold，16-bit Kelvin threshold value。

TTC

Temperature Threshold Critical Warning，SMART／Health Critical Warning 中的溫度 threshold bit。

04.02.FID 04h 可為 Composite Temperature 與最多八個實作的 temperature sensors 設 over／under threshold。溫度以 Kelvin 編碼；到達 over threshold 或低於等於 under threshold 時，SMART/Health 的 Temperature Threshold critical warning 可能觸發 asynchronous event。

05 HCTM 的兩級熱管理

05.01.HCTM 的目的不是指定固定 clock 或固定 power state，而是讓 host 提供 TMT1／TMT2 兩個 temperature boundaries。controller 在 TMT1 優先降低 performance impact，在 TMT2 則必須更積極控制 temperature；實際 hysteresis 與內部動作屬 vendor implementation。

TMT1

Thermal Management Temperature 1，較輕度 thermal-management threshold，單位 Kelvin。

TMT2

Thermal Management Temperature 2，較強 thermal-management threshold，單位 Kelvin。

05.02.FID 10h 的 TMT1[31:16] 是較輕度 thermal management threshold，TMT2[15:0] 是較重度 threshold，單位都是 Kelvin；0h 分別停用對應 threshold。

MNTMT

Minimum Thermal Management Temperature，HCTM 可設定的最低 Kelvin 值。

MXTMT

Maximum Thermal Management Temperature，HCTM 可設定的最高 Kelvin 值。