(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211065623.8 (22)申请日 2022.09.01 (71)申请人 深圳大普微电子科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市龙岗区腾飞路9 号创投大厦3 501室 (72)发明人 张文刚　万红波　李贵荣　 (74)专利代理 机构 深圳市六加知识产权代理有 限公司 4 4372 专利代理师 江晓苏 (51)Int.Cl. G06F 9/50(2006.01) (54)发明名称 基于I/O调度的功耗控制方法、 固态硬盘控 制器及固态硬 盘 (57)摘要 本申请涉及固态硬盘技术领域， 具体涉及一 种基于I/O调度的功耗控制方法、 固态硬盘控制 器及固态硬盘。 该方法应用于固态硬盘， 包括： 获 取读请求的平均功耗为第一平均功耗， 获取写请 求的平均功耗为第二平均功耗； 基于固态硬盘的 功耗限制获取固态硬盘的可用功耗； 根据固态硬 盘的CPU频率和固态 硬盘可用功耗分配预设时间 粒度的功耗量最大值； 根据第一平均功耗、 第二 平均功耗和预设时间粒度的功耗量最大值控制 固态硬盘的功耗。 本申请提供的方法可以对固态 硬盘的功耗实现进行精确控制， 方便实施， 对于 服务器、 数据中心等IT基础设施管理和维护中的 电费和电力分配具有极大的价 值。 权利要求书3页 说明书9页 附图9页 CN 115373852 A 2022.11.22 CN 115373852 A 1.一种基于I/O调度的功耗控制方法， 应用于固态硬 盘， 其特征在于， 所述方法包括： 获取读请求的平均功耗 为第一平均功耗， 获取写请求的平均功耗 为第二平均功耗； 基于固态硬 盘的功耗限制获取固态硬 盘可用功耗； 根据所述固态硬盘的CPU频率和所述固态硬盘可用功耗分配预设时间粒度的功耗量最 大值； 基于所述第 一平均功耗、 所述第 二平均功耗和所述预设时间粒度的功耗量最大值控制 所述固态硬 盘的功耗。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述获取读请求的平均功耗为第 一平均功 耗包括： 获取所述固态硬 盘空闲状态的空 闲电流和空 闲电压； 控制所述固态硬盘运行第 一并发量的所述读请求， 并对应获取所述固态硬盘的第 一运 行电流和第一 运行电压； 基于所述第 一并发量的所述读请求、 所述第一运行电流、 所述第一运行电压、 所述空闲 电压和所述空 闲电流， 计算所述第一平均功耗。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述第一并发量的所述读请求、 所述第一运行电流、 所述第一运行电压、 所述空闲电压和所述空闲电流， 计算所述第一平均 功耗包括： 根据公式计算所述第一平均功耗； 所述公式为： W_read＝(U_busy1*I_busy1*1 –U_idle*I_idle*1)/P_iops1， 其中， W_ read为第一平均功耗， U_busy1为第一运行电压， I_busy1为第一运行电流， U_idle为空闲电 压， I_idle为空 闲电流， P_i ops1为第一并发量， 即1秒内执 行读请求的数量。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述获取写请求的平均功耗为第 二平均功 耗包括： 获取所述固态硬 盘空闲状态的空 闲电流和空 闲电压； 控制所述固态硬盘运行第 二并发量的所述写请求， 并对应获取所述固态硬盘的第 二运 行电流和第二 运行电压； 基于所述第 二并发量的所述写请求、 所述第二运行电流、 所述第二运行电压、 所述空闲 电压和所述空 闲电流， 计算所述第二平均功耗。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述第二并发量的所述写请求、 所述第二运行电流、 所述第二运行电压、 所述空闲电压和所述空闲电流， 计算所述第二平均 功耗包括： 根据公式计算所述第二平均功耗； 所述公式为： W_program＝(U_busy2*I_bu sy2*1–U_idle*I_idle*1)/P_iops2， 其中， W_ program为第二平均功耗， U_busy2为第二运行电压， I_busy2为第二运行电流， U_idle为空 闲电压， I_idle为空 闲电流， P_i ops2为第二并发量， 即1秒内执 行写请求的数量。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于 固态硬盘的功耗限制获取固态硬 盘可用功耗包括： 获取所述固态硬 盘的空闲功耗； 获取所述固态硬 盘的所述功耗限制；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115373852 A 2根据所述空 闲功耗和所述功耗限制计算所述固态硬 盘可用功耗。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述固态硬盘的CPU频率和所述 固态硬盘可用功耗分配预设时间粒度的功耗 量最大值包括： 根据公式计算所述功耗 量最大值； 所述公式为： W_tick＝P_availble*1秒/F_cpu， 其中， W_tick为预设 时间粒度的功耗量 最大值， (P_avai lble*1秒)为所述固态硬 盘可用功耗， F_cpu为所述固态硬 盘的CPU频率。 8.根据权利要求1 ‑7任一项所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述第一平均功耗、 所 述第二平均功耗和所述预设时间粒度的功耗 量最大值控制所述固态硬 盘的功耗包括： 在一个预设周期内， 基于所述预设时间粒度的功耗量最大值和当前调度流程获取当前 可用功耗， 并获取当前已用功耗； 判断所述当前 可用功耗是否大于所述当前已用功耗； 若是， 则对所述当前调度流程中的I/O进行I/O调度， 并基于所述当前调度流程中的读 请求调度数量和写请求调度数量， 结合所述第一平均功 耗和所述第二平均 功耗对应更新所 述当前已用功耗； 若否， 则不对所述当前调度流程中的I/O进行I/O调度， 直至所述当前可用功耗大于所 述当前已用功耗。 9.根据权利要求8所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述第一平均功耗、 所述第二平 均功耗和所述预设时间粒度的功耗 量最大值控制所述固态硬 盘的功耗还 包括： 在下一个所述预设周期开始时， 重 置所述当前 可用功耗和所述当前已用功耗。 10.根据权利要求1 ‑7任一项所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述第 一平均功耗、 所 述第二平均功耗和所述预设时间粒度的功耗 量最大值控制所述固态硬 盘的功耗包括： 在一个预设周期内， 每进行一个I/O调度前， 基于所述预设时间粒度的功耗量最大值和 当前调度流 程获取当前 可用功耗， 并获取当前已用功耗； 判断所述当前 可用功耗是否大于所述当前已用功耗； 若是， 则进行此次I/O调度， 并根据此次I/O调度的I/O类型， 结合所述第一平均功耗或 者所述第二平均功耗， 更新所述当前已用功耗， 其中， 所述I/O类型包括所述读请求和所述 写请求； 若否， 则不进行 此次I/O调度， 直至所述当前 可用功耗大于所述当前已用功耗。 11.根据权利要求10所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述第一平均功耗、 所述第二 平均功耗和所述预设时间粒度的功耗 量最大值控制所述固态硬 盘的功耗还 包括： 在下一个所述预设周期开始时， 重 置所述当前 可用功耗和所述当前已用功耗。 12.一种固件系统， 其特 征在于， 所述固件系统包括： 平均功耗获取模块， 用于获取读请求的平均功耗为第一平均功耗， 获取写请求的平均 功耗为第二平均功耗； 可用功耗获取模块， 用于基于固态硬 盘的功耗限制获取固态硬 盘可用功耗； 功耗量计算模块， 用于根据所述固态硬盘的CPU频率和所述固态硬盘可用功耗分配预 设时间粒度的功耗 量最大值； 功耗控制模块， 用于基于所述第一平均功耗、 所述第二平均功耗和所述预设时间粒度 的功耗量最大值控制所述固态硬 盘的功耗。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115373852 A 3