电子装置及其固态硬盘的电源管理方法与流程

本发明是有关于一种电子装置及其电源管理方法，且特别是有关于一种电子装置及其固态硬盘的电源管理方法。

背景技术：

目前采用周边组件互连扩充(Peripheral Component Interconnect Express，简称PCI-E)接口的固态硬盘(Solid State Disk，简称SSD)最为人诟病的问题就是在实际读写时能耗过高。相较于一般采用串行高级技术附件(Serial Advanced Technology Attachment，简称SATA)接口的存储装置约2～3W的能耗，采用PCI-E接口的固态硬盘在全速读写时，能耗往往动辄10W以上，这种瞬间的热量可能会导致使用者感到灼热。

对于固态硬盘的电源管理，非易失性存储器联盟(Non-Volatile Memory Express，简称NVMe)其实有定义电源状态(Power State)让各个厂商自行应用。除了非运作状态(Non-Operational State，简称Non-OP State)，仍有运作状态(OP State)的设计可让NVMe装置的能耗被有效地抑制。

然而，目前技术如英特尔公司(Intel Corporation)的快速存储技术(Rapid Storage Technology，简称RST)并未针对固态硬盘的运作状态做出完善的设计，当固态硬盘在执行数据读写时，所有的通道会同时被启用来达成最快速的传输，因此无可避免地造成高能耗的结果。

技术实现要素：

本发明提供一种电子装置及其固态硬盘的电源管理方法，可依据电子装置的软硬件使用状况，控制固态硬盘使用全部或部分的通道提供数据的平行处理。

本发明的固态硬盘的电源管理方法，适用于具有固态硬盘的电子装置，此固态硬盘包括控制器及区分为多个通道的多个存储器颗粒。此方法由固态 硬盘使用至少一个电源状态其中之一所对应的通道提供数据的平行处理，其中固态硬盘的控制器包括设置这些电源状态，各个电源状态仅使用部分的通道提供数据的平行处理，且这些电源状态使用的通道数量不同。

本发明的电子装置包括固态硬盘。固态硬盘包括控制器及区分为多个通道的多个存储器颗粒，其中控制器会设置固态硬盘的至少一个电源状态，并使用其中一个电源状态所对应的通道提供数据的平行处理，各个电源状态仅使用部分的通道提供数据的平行处理，且这些电源状态使用的通道数量不同。

基于上述，本发明的电子装置及其固态硬盘的电源管理方法由固态硬盘的控制器设置多个电源状态，这些电源状态分别使用全部或部分的通道提供数据的平行处理。据此，电子装置即可根据其软硬件使用状况切换固态硬盘的电源状态，以启用适当数量的通道提供数据存取。通过上述的电源管理方式可让电子装置在存取固态硬盘的效能及能耗之间取得平衡。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例所示出的电子装置的方块图；

图2为本发明一实施例所示出的固态硬盘的电源管理方法的流程图；

图3为本发明一实施例所示出的固态硬盘的电源管理方法的流程图；

图4为本发明一实施例所示出的固态硬盘的电源管理方法的范例。

附图标记说明：

10：电子装置；

12、40：处理器；

14：固态硬盘；

142：控制器

144：存储器颗粒；

S202～S206、S302～S306：步骤。

具体实施方式

本发明针对固态硬盘设置多种电源状态，每个电源状态对应不同数目的 通道，使得固态硬盘可配合电子装置的软硬件使用状况切换其电源状态，以启用适当数量的通道供电子装置存取数据。藉此，不仅可避免电子装置瞬间产生过高的能耗，也能适当调节电子装置的能耗，在存取效能及能耗之间取得平衡。

图1为本发明一实施例所示出的电子装置的方块图。请参照图1，本实施例的电子装置10例如是使用固态硬盘14作为数据存储媒体且使用电池作为电源的笔记本电脑、平板电脑、智能手机或多媒体装置等装置，其种类在此不设限。由于这些装置可用的电力有限，因此需要进行电源管理，特别是能耗较高的固态硬盘14。电子装置10中包括处理器12及固态硬盘14，功能分述如下：

处理器12例如是具有单核心或多核心的中央处理单元(Central Processing Unit，简称CPU)，或是其他可可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、可编程控制器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)或其他类似元件或上述元件的组合。在本实施例中，处理器12耦接固态硬盘14，以存取固态硬盘14的数据。

固态硬盘14包括控制器142及多个存储器颗粒(die)144。控制器42例如是嵌入式控制器(Embedded Controller，简称EC)或控制芯片(Control chip)，存储器颗粒144例如是采用反及快闪存储器(NAND Flash memory)或其他非易失性(Non-volatile)存储器的颗粒，其可区分为多个通道，而可通过控制器142的控制，提供全部或部分通道给处理器12存取存储器颗粒144所存储的数据。

相对于传统固态硬盘的控制器会启用所有通道，本实施例的控制器142会利用非易失性存储器联盟(Non-Volatile Memory Express，简称NVMe)设计的运作状态(OP State)对固态硬盘14设置多种电源状态。例如，控制器142可将固态硬盘14的预设运作状态设置为电源状态PS0，在此状态下，固态硬盘14可同时提供8个通道给处理器12进行存取。此外，控制器142还可额外设置电源状态PS1及PS2，其可分别提供4个通道及2个通道的数据平行处理。藉此，处理器12即可根据电子装置10目前的软硬件状况判断电子装置10的使用情境，进而控制控制器142切换电源状态，以提供适当数量 的通道供处理器12存取数据。

详细来说，图2为本发明一实施例所示出的固态硬盘的电源管理方法的流程图。请同时参照图1及图2，本实施例的方法适用于上述的电子装置10。以下即搭配图1中电子装置10的各项元件，说明本实施例方法的详细流程。

首先，由处理器12检测电子装置10的软硬件使用状况以判断使用情况(步骤S202)。而根据所判断的使用情况，处理器12会进一步地控制固态硬盘14的控制器142切换固态硬盘14的电源状态(步骤S204)。此处所指的软硬件使用状况泛指电子装置10中可能会影响到电子装置10能耗的各种因素，其可区分为硬件部分及软件部分。

举例来说，在一实施例中，处理器12例如会检测电子装置10的供电来源以判断使用情境。其中，若处理器12检测到电子装置10是使用变压器作为电源，则可认定无电源管理的立即需求，因此控制固态硬盘14的控制器142将固态硬盘14的电源状态切换为如前述实施例所述的电源状态PS0；反之，若处理器12检测到电子装置10是使用电池作为电源，则基于电池的电力有限，有必要进行电源管理以节省电力，因此控制固态硬盘14的控制器142将固态硬盘14的电源状态切换为如前述实施例所述的电源状态PS1或PS2。

在另一实施例中，处理器12例如会检测电子装置10目前所执行的应用程序的种类及数目，以判断使用情境。其中，若处理器12检测到电子装置10目前正在执行存取固态硬盘14需求较高的测速(Benchmark)软件或游戏软件，则需要固态硬盘14提供所有通道供其存取数据，因此控制固态硬盘14的控制器142将固态硬盘14的电源状态切换为如前述实施例所述的电源状态PS0；反之，若处理器12检测到电子装置10仅在执行效能需求较低的文字处理软件，则可控制固态硬盘14的控制器142将固态硬盘14的电源状态切换为如前述实施例所述的电源状态PS1或PS2，以节省电力并降低机体温度。

固态硬盘14在切换电源状态之后，即会使用此电源状态所对应的通道提供数据的平行处理(步骤S206)。以前述实施例所述的电源状态PS0～PS2为例，若固态硬盘14切换到电源状态PS0，则可同时提供8个通道给处理器12进行存取；若固态硬盘14切换到电源状态PS1，则可同时提供4个通道给处 理器12进行存取；若固态硬盘14切换到电源状态PS2，则仅提供2个通道给处理器12进行存取。其中，假设提供8个通道的能耗为约10W，则将通道数减少至4个通道时，其能耗即能降为约5W，将通道数减少至4个通道时，其能耗则能降为约2.5W。藉此，即可避免固态硬盘14在所有情况下皆启用所有通道，以致整体能耗过高。

需说明的是，本发明不仅通过切换电源状态改变所启用通道的数量，还包括根据电子装置10所要存取数据在固态硬盘14中的位置以及存取这些数据的顺序，调整所要启用通道的数量及顺序。以下则再举一实施例详细说明。

图3为本发明一实施例所示出的固态硬盘的电源管理方法的流程图。请同时参照图1及图3，本实施例的方法系说明图2实施例中步骤S206的详细流程。

详细来说，控制器142在切换固态硬盘14的电源状态之后，例如会接收处理器12的数据存取请求(步骤S302)，以根据此数据存取请求中记录的所欲存取数据的逻辑区块地址(Logical Block Address，简称LBA)，判断数据存取请求所需存取的通道及存取顺序(步骤S304)。之后，控制器142会根据所切换电源状态所对应的通道数目，依序启用此数据存取请求所需存取的通道以提供数据的平行处理(步骤S306)。其中，每当控制器142所启用通道中的一个通道的数据处理结束时，控制器142即会将此通道关闭并依据存取顺序启用下一个通道以提供数据存取。通过此轮流启用的方式，固态硬盘14在同一时间内永远都只有4个通道会同步运作，藉此可节省同时启用所有通道所产生的能耗。

举例来说，图4为本发明一实施例所示出的固态硬盘的电源管理方法的范例。请参照图4，在本实施例中，固态硬盘的处理器40连接8个通道(包括通道0～7)的存储器颗粒。在原始的电源状态中，8个通道会同时被启用以供数据传输。当处理器40将电源状态切换为仅使用4个通道时，其例如会从电子装置的数据存取请求中解读其所欲存取数据的逻辑区块地址包括通道1～5中存储器颗粒的区块，且其存取的顺序为通道1、通道2、通道3、通道4、通道5。此时，处理器40会先启用通道1～4，并关闭通道0、5～7，使得电子装置可同时存取通道1～4中所有存储器颗粒的数据。当通道1的数据处理结束而通道2～4仍在运行时，处理器40会将通道1关闭并将通道5开启。 藉此，处理器40在此电源状态中可维持仅有4个通道同时运作，而可节省启用所有通道所产生的能耗。

需说明的是，在上述实施例中，电子装置的处理器例如是在固态硬盘处于非运作状态(Non-OP State)或由运作状态回到非运作状态(即没有存取数据)时，才能切换固态硬盘的电源状态。若在存取数据的过程中，处理器检测到电子装置的软硬件使用状况改变而需改变固态硬盘的电源状态时，也会等到数据存取结束固态硬盘回到非运作状态时，才会切换固态硬盘的电源状态，以进行后续的数据存取。

综上所述，本发明的电子装置及其固态硬盘的电源管理方法针对固态硬盘设置多种电源状态，并定义固态硬盘在各种电源状态下所启用通道的数目。藉此，电子装置即可根据目前的软硬件使用状况随机切换固态硬盘的电源状态，而在存取效能和能耗之间取得平衡。此外，本发明更根据电子装置的数据存取请求所要存取数据的逻辑区块位置，判断这些数据在固态硬盘中的位置，而依序启用数据所在的通道，而节省开启不必要通道所造成的能耗。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。