1、背景

可计算存储，一直以来都是存储发展的一个分支，SSD是一种大量使用且大量消耗的电子产品，如果能在这个产品里面加上一点点附加功能，offload CPU的压力或者赋能一下AI大模型，都能极大的节省服务器本身的资源消耗，提高SSD设备的溢价。不少公司都按照自己的思路做了一些私有的解决方案。为了统一可计算存储的发展方向，NVMe协议组织在2024年初正式发布了计算存储的两份spec

computational-programs-command-set
subsystem-local-memory-command-set

这两份spec引入了两种新的namespace类型和与之相对于的两个新的command set，并在Base spec中引入了Reachability的特性，本文主要介绍subsystem local memory command set （SLM）

1.1 SLM 和计算存储 这两份command set的关系

SSD是一种存储数据的设备，有多少存储颗粒就能提供多少存储容量。而计算除了需要处理器（CPU、FPGA等任何可计算设备）之外，还需要内存，SLM主要是约定对内存的使用。

SLM命令集除了可以支持计算之外，还可以支持主机来访问这段内存，假设有一个设备只支持SLM命令集，那么他也可以是一个插在存储接口上的内存增容盘，只是这个内存增容盘只能由SLM命令集来访问，不能映射到主机的内存地址区域（这种用法可能CXL会需要？）

1.2 SLM和CMB、PMR的关系？

PMR（Persistent memory region）是一段存储设备提供的内存，可以映射到pcie bar空间，直接被主机按照byte颗粒度访问，并且是非易失的，掉电后数据不会丢，如果SSD里面集成了NVDIMM这样的设备，就可以将NVMDIMM的能力通过PMR的方式暴露给Host

CMB（controller memory buffer）是一段存储主控内部的内存，通常容量较小，速度快，可以映射到pcie bar空间，指直接被主机按照byte颗粒度访问，是易失的掉电后数据丢失。

SLM 与上面两种有所不同，SLM是易失的，不能被映射到pcie bar空间的内存，只能通过本文介绍的command set来访问，host可以访问，其他computational namespace或者NVM namespace都可以访问其中的数据（参考 reachability和copy命令），因此SLM实际上可以提供一个比较大的内容容量

1.3 NVM namespace和SLM/Computational namepsace关系

在nvme 协议重构之后，分出了三种不同的存储command set，NVMe Block、ZNS，KV，这三种command set分别对应三种不同的namespace，他们都是存储数据且掉电之后不会丢数据的namespace。

computational command set和SLM command set对应两种新的namespace，他们不是NVM namespace，掉电之后会丢数据，或者不存储数据

• Block/ZNS/KV : NVM namespace
• computational/SLM : 非NVM namespace

NVMe协议中namespace的定义

Namespaces divide an NVMe SSD into logically separate and individually addressable storage spaces where each namespace has its own I/O queue. Namespaces appear as a separate SSD to the connected host who interacts with them as it would with local or shared NVMe targets.

2、SLM command set

在厘清SLM和其他command set的关系之后，实际上SLM很简单，他包含

1. 4个I/O 命令（memory read、write、fill、copy）
2. 2个LogPage（Reachability Group、Reachability Association）
3. 2个Identify命令（CNS 0x5、CNS 0x6）

2.1、 I/O命令

memory read/write/fill/copy这四个命令都是提供给主机使用，使得主机可以获取memory namespace中的数据，这里主要讲一下copy命令，SLM可以被理解成是一个2 port memory，host可以访问，其他namepace也可以访问，如果是computational namespace访问memory namespace主要是做运算过程中的数据获取和结果产生，如果是NVM namespace去访问memory namespace，那么主要是通过copy命令，可以实现运算数据的准备，运算结果的持久化保存。

• 从NVM->SLM or SLM->NVM，走copy命令
  • 需要考虑block和byte之间互相转化，length必须是lba的整数倍，例如从SLM->NVM必须是512字节或者4k字节的整数倍
• SLM->SLM，走copy命令
  • Dword对齐
• SLM->Host，走SLM的I/O命令
  • Dword对齐，读写长度的颗粒度也是Dword
• Computational -> SLM
  • Byte级别颗粒度的访问

2.2、Admin命令

SLM命令集中的identify getlogpage没有太多介绍，SLM不支持namespace management命令，也就是说memory ns不支持修改属性