在線固件升級的市場需求
傳統需要冷重啓服務器才能升級固件的操作，需要用戶停止業務，umount文件系統，冷重啓完成SSD固件升級，然後mount文件系統，重新啓動業務系統的各個模塊。對用戶來說，操作複雜，容易出錯。所以用戶更希望有一種不需要重啓即可完成硬件固件升級的方法。
另一方面，對於可靠性要求很高的存儲系統而言，更會要求SSD必須支持固件在線升級功能，才能保證存儲系統服務的連續性。存儲系統通常有多種方式完成SSD的固件升級，如對目標升級SSD停止IO操作，瞬間完成固件升級後，通過緩存或者RAID機制在目標SSD重建增量數據。
固件升級步驟和激活方式
SSD固件升級主要分爲下載和激活兩個步驟，激活成功，固件升級成功。通過開源命令行工具nvmecli即可執行。
- 在nvmecli版本1.5以下，激活操作通過命令fw-activate實現
- 在nvmecli版本1.5以上，激活操作通過命令fw-commit實現
在NVMe協議標準中（截圖Figure 76取自《NVM Express 1.3b》），對Commit指令所跟參數有詳細定義。其中Commit Action（CA）指明升級固件下載和激活不同執行方式的組合。如：
- 001b：向指定slot下載固件，需要reset後完成激活操作
- 011b：向指定slot下載固件，激活立即生效，固件升級完成
固件升級需要Reset
一般SSD固件升級需要Reset，也就是需要對服務器進行冷重啓
才能完成升級。步驟如下：
- 通過Download命令將固件鏡像文件下載到SSD的DRAM中
- 主機端發送Firmware Commit指令，參數指定-a 1（即Commit Action爲001b），固件激活需要reset操作。需要關閉服務器後，再重啓，固件纔算成功被激活。這一步操作也是將固件從DRAM寫入NAND。
固件下載後會通過CRC校驗有效性。
需要Reset操作的固件升級舉例如下：
標準定義SSD支持7個slot，slot 1 是隻讀權限，用於存放出廠固件，slot 2和3 可用於固件下載。示例選擇slot 2（-s 2）進行固件下載。
需要對服務器冷重啓才能升級成功。
PBlaze5 920支持固件在線升級
新一代PBlaze5 920系列支持固件在線升級功能，固件升級可以在業務有IO的情況下進行，無需重啓服務器。升級步驟如下：
- 固件1正常運行時，通過Download命令將固件2鏡像文件下載到SSD的DRAM中
- 激活：主機端發送Firmware Commit指令，參數指定-a 3（即Commit Action爲011b），無需reset，即可完成固件激活。
在線固件升級舉例如下：
根據測試，執行在線升級指令後，業務IO僅暫停1s後恢復。
由於SSD在數據中心大量部署，如果批量進行在線固件升級，對業務還是有較大影響，所以仍然需要大量用戶環境的實際驗證。雖然PBlaze5 920支持有IO的情況下進行固件在線升級，Memblaze強烈建議：
- 用戶在業務壓力較小時進行固件升級操作;
- 對於業務壓力持續很大的業務系統，建議停止業務做SSD固件升級，但是由於不需要umount文件系統、不需要停止應用、更不需要重啓服務器，用戶所需要付出的代價相比傳統升級方式小了很多；
- 雙端口場景下，在線升級的目標一般是要在存儲系統業務不停止的情況下完成，所以需要存儲系統相關緩存、RAID等機制的保證
本文作者：王瑜 | Memblaze 產品工程師
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