[发明专利]具有多模PCIE功能的存储控制器的系统、方法和设备

说明书

本申请涉及集成电路芯片，公开了一种具有多模PCIE功能的存储控制器的系统、方法和设备，其中，具有多模PCIe功能的独立存储控制器可配置为PCIe根复合体(RC)、端点(EP)或桥接(BR)。在EP模式中，存储控制器的作用类似于常规PCIe从属控制器，它通过PCIe端口耦合到主机提供的PCIe根复合体。在RC模式下，存储控制器充当PCIe配置和管理实体，充当提供PCIe根复合体的主机，附加卡或芯片可通过存储控制器提供的PCIe端口耦合到该主机，支持任何类型的网络设备接口，无需外部根复合体。在BR模式下，存储控制器可以作为透明或非透明桥接器，该桥接器具有根复合体或端点端口，用于连到该桥接器的内部连接。

技术领域

本申请涉及集成电路芯片，特别涉及具有多模PCIe功能的独立存储控制器，可配置为PCIe根复合体(Root-Complex，简称RC)、PCIe端点(End-Point，简称EP)或桥接功能(bridging function，简称BR)。。

背景技术

存储控制器是支持外围组件快速互连(Peripheral Component InterfaceExpress，简称PCIe)接口的设备，传统上仅在功能上提供PCIe端点。PCIe设备需要直接或通过一个或多个PCIe交换机连接到PCIe根复合体，以便进行配置和管理。

根复合体在枚举期间扫描PCIe总线，以识别和配置连接到该总线的设备，例如在这种情况下的非易失性存储器标准(Non-volatile Memory Express，简称NVMe)海量存储控制器。然后，系统BIOS/OS将加载正确的驱动程序，并且存储控制器已准备好运行。在这种模式下，存储控制器是从设备，在单端口情况下连接到单个主机。

要使存储控制器通过交换网络与外部远程主机通信，先前的解决方案总是需要存储控制器外部的本地主机(例如，英特尔至强)，首先接收和终止网络流量(例如，NVME通过远程直接数据存取或RDMA)，然后本地主机将命令和数据中继到存储控制器。考虑到数据路径的高带宽，例如，大于100Gb/s，数据中继通常是性能瓶颈之一。其他提出的解决方案可以终止包括根复合体的智能网络接口控制器(例如Marvell 88SN2400转换器控制器)中的网络流量，这种方法的缺点是驱动需要专用网络接口芯片(NIC)或插卡。

在如今的闪存阵列簇(Just A Bunch of Flash Array，简称JBOF)架构中，以中央处理单元(CPU)提供根复合体功能的使用传统架构的标准配置已经无法满足当前的性能需求，当然也不能满足未来SSD性能的增长需求。如今的高性能SSD可以从存储接口提供32Gb/s的带宽，这需要每个SSD有4个PCIe第3代连接接口。具有32个驱动器的JBOF需要700多个PCIe通道才能提供足够的多路径连接。这需要使用大量PCIe交换机以满足这种需求，成本高，需要的印制电路板(PCB)多，能耗高。

人们期望在SSD和外部实体之间创建更高性能的通信路径。

发明内容

本申请的目的在于提供一种具有多模PCIE功能的存储控制器的系统、方法和设备，在不增加存储控制器中的重要硬件/固件资源的情况下，消除了数据和命令中继。

本申请公开了一种存储控制器系统，包括：

网络接口

闪存

存储控制器，其中所述存储控制器包括：

耦合到所述网络接口的PCIe连接器

耦合到所述闪存的存储接口逻辑

支持端点和根复合体模式的PCIe功能元件

主机

所述主机耦合到所述网络接口

所述闪存耦合到所述存储控制器

所述网络接口与所述存储控制器耦合