Die SSD ist in der Speicherwelt allmählich ausgereift und Benutzer haben begonnen, Festplatten aufgrund ihrer höheren Leistung, ihres geringeren Gewichts, ihrer kleineren Abmessungen und ihres geringeren Stromverbrauchs durch SSDs zu ersetzen.
In NB (Notebook)-Anwendungen, Stromverbrauch, Leistung und Abmessungen sind für Anwender die entscheidenden Anhaltspunkte bei der Produktauswahl. Dies gilt insbesondere für die Energieeffizienz, da der Stromverbrauch einer SSD bestimmen kann, wie lange ein NB-Benutzer arbeiten kann, ohne zum Stromkabel zu greifen. Aus diesem Grund sind ASPM (Active State Power Management) und APST (Autonomous Power State Transition) von PCIe für eine effiziente Energieverwaltung von entscheidender Bedeutung.
Was ist Active State Power Management (ASPM)?
ASPM ist ein Energieverwaltungsprotokoll, das zur Verwaltung von PCIe-Verbindungen verwendet wird, wenn die Verbindungen weniger aktiv werden. Die PCIe-Spezifikation ermöglicht es PCIe-Verbindungen, in Energiesparzustände zu wechseln, ohne dass der Systemtreiber beteiligt ist. Es wird typischerweise bei Notebooks und anderen Mobilgeräten verwendet, um die Akkulaufzeit zu verlängern. ASPM verwendet fünf Stromverbindungszustände.
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- L0 – Aktiver Zustand: Alle PCIe-Transaktionen und -Vorgänge sind aktiviert.
- L0s – Eine niedrige Wiederaufnahmelatenz, energiesparender Standby-Zustand: Alle Hauptstromversorgungen, Komponenten-Referenztakte und internen PLLs der Komponenten müssen während L0s jederzeit aktiv sein. Die physikalische Schicht bietet einen Mechanismus für schnelle Übergänge von diesem Zustand in den L0-Zustand.
- L1 – Höhere Latenz, geringerer Stromverbrauch im Standby-Zustand: Alle Hauptstromversorgungen müssen während L1 aktiv bleiben. Die internen PLLs einer Komponente können während L1 ausgeschaltet sein. Die Ermöglichung erheblicherer Energieeinsparungen mit L1 geht mit einer erhöhten Ausgangslatenz als Kompromiss einher.
- L2 – Hilfsbetriebener Link, Zustand mit hoher Energieeinsparung: In L2 sind die Hauptstromversorgungseingänge und Referenztakteingänge der Komponente abgeschaltet. Die Übertragung von TLP (Transaction Layer Packets) und DLLP (Data Link Layer Packets) ist für eine Verbindung in L2 deaktiviert.
- L3 – Link-Off-Zustand: Wenn kein Strom vorhanden ist, befindet sich die Komponente im L3-Zustand.
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Die durch L1 erzielten Energieeinsparungen sind zu gering, um die SSD-Stromverbrauchsziele zu erreichen, und die Wiederaufnahmelatenzen von L2 sind zu hoch, um häufige und schnelle Zustandswechsel zu ermöglichen. Um diese Einschränkungen zu beheben, wurden der PCIe-Spezifikation L1-Unterzustände hinzugefügt. Mit L1.1 und L1.2 können PCIe-Transceiver ihre PLLs, Empfänger und Sender ausschalten. Darüber hinaus ermöglicht L1.2 auch das Abschalten einer Gleichtakt-Keeperschaltung.
Was ist ein Autonomous Power State Transition (APST)?
Mit APST kann ein Host den Controller so konfigurieren, dass er automatisch zwischen den Energiezuständen wechselt, ohne dass die Software eingreifen muss, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Beispielsweise wird der Übergangsstromzustand ausgelöst, wenn ein Controller eine bestimmte Zeit lang im Leerlauf ist. Darüber hinaus kann ein nicht betriebsbereiter Energiezustand automatisch in einen anderen nicht betriebsbereiten Energiezustand übergehen. Ein Firmware-Entwickler kann die Anzahl der Energiezustände definieren. Der Phison PS5012-E12verfügt beispielsweise über fünf definierte Energiezustände.
Je tiefer der Power State Controller einsteigt, desto geringer ist der Stromverbrauch und desto länger ist die Ausgangslatenz.
Zusammenfassung
Da in Notebooks und mobilen Geräten immer mehr SSDs zum Einsatz kommen, ist ein effizienterer Stromverbrauch für Anwender von entscheidender Bedeutung. ASPM und APST sind die wesentlichen Tools zur Verwaltung des Gerätestromverbrauchs. Phisons SSDs sind darauf ausgelegt, den Stromverbrauch effizient zu verwalten und die Akkulaufzeit zu verlängern, was sie zur besten SSD-Wahl auf dem Markt macht.
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