本文核心围绕 Windows 系统对 NVMe(非易失性内存主机控制器接口规范)技术的更新、架构优化及未来规划展开,详情参考“FMS 2025NVMe Innovations in Windows”、《FMS 2025:CXL and AI合集》、《FMS 2025:CXL Infrastructure》。
一、Windows 11中的 NVMe 更新:动态链路速率管理(DLRM)
作为 2025 年初上线的新功能,DLRM 是一款 NVMe 设备的节能特性,通过调整 NVMe 设备使用的 PCIe 链路速率延长系统续航,核心设计包括:
多功率模式策略:Windows NVMe 驱动提供三种链路速率管理模式 —— 默认平衡模式(实时监控链路速率使用情况,匹配吞吐量需求调整)、最佳性能模式(链路速率设为设备支持的最高代际)、最佳能效模式(链路速率固定为 PCIe 3.0)。
速率调整逻辑:采用 “升速积极、降速保守” 的启发式算法,避免频繁速率波动影响体验。
启用条件:需系统通过 ACPI _DSM 方法主动选择开启(可参考微软官方技术文档)。
二、Windows Update 中的 NVMe 技术支持现代化:原生 NVMe 架构
架构重构目标:针对传统存储栈(依赖 Disk.sys、NVMeDisk.sys、StorNVMe.sys 等组件,基于 SCSI 协议适配)的性能瓶颈,重构 Windows 底层存储栈,充分利用 NVMe 技术的多队列特性,优化高性能存储硬件支持。
核心优势:相比现有架构,新架构在 CPU 占用率、单设备性能、多设备性能扩展性上均有显著提升。
当前可用性:Windows Server 2025 的公开预览版(通过 Windows Insider 计划)已提供该 NVMe 驱动支持。
性能实测:在 “4 块 Solidigm D7-PS1010 磁盘 + Intel 双路 Emerald Rapids 主机(208 线程、128GB 内存)” 的环境中,通过 Diskspd 4K 随机读测试(16 线程),与 Windows Server 2022(WS2022)相比:
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- Windows Server 2025 + 原生 NVMe 架构的总 IOPS 达 13.4M,较 WS2022 提升 55.2%;平均延迟降至 0.152ms,CPU 每 IO 占用降低 21.4%。
三、未来规划:待推出的 NVMe 相关功能
原生 NVMe 技术扩展:计划将上述原生 NVMe 架构支持拓展至 Windows 客户端系统,并联合早期采用者,为其他 Storport 迷你端口(miniports)适配该架构。
NVMe over Fabrics(NVMe-oF)技术:Windows Server 预览版已提供 TCP 和 RDMA 发起端(initiator)支持,目标满足至少 NVMe 2.0 规范的兼容性要求。
数据集管理(DSM)提示:Windows NVMe 驱动已更新,可对部分读写命令传递 DSM 提示,该功能已在 Windows 客户端预览版(Insider 计划或生态合作伙伴计划)中可用;目前正收集用户反馈,若确认有用将增加更多 DSM 提示,以提升设备 IO 响应速度和使用寿命。
启动分区优化:将新增 IOCTL(输入输出控制代码),用于开放 NVMe 设备的启动分区功能。
本文所有资料都已上传至“智能计算芯知识”星球AI峰会合集技术专栏。
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