固态硬盘/NVMe
NVM Express (NVMe) 是一种用于访问通过 PCI Express 总线连接的 SSD 的规范。作为一种逻辑设备接口，NVM Express 从头开始设计，充分利用了 PCI Express SSD 的低延迟和并行性，并反映了当代 CPU、平台和应用程序的并行性。
安装
NVMe 设备应显示为 /dev/nvme*。 有关其命名的解释，请参阅 设备文件#NVMe。
额外的用户空间 NVMe 工具可以在 nvme-cli 或 nvme-cli-gitAUR 中找到。
有关支持的文件系统、最大化性能、最小化磁盘读取/写入等，请参阅 固态硬盘。
管理
列出所有附加的 NVMe SSD，包括名称、序列号、大小、LBA 格式和序列
# nvme list
以人类友好的方式列出有关驱动器的信息及其支持的功能
# nvme id-ctrl -H /dev/nvme0
列出有关命名空间的信息及其支持的功能
# nvme id-ns /dev/nvme0n1
输出 NVMe 错误日志页
# nvme error-log /dev/nvme0
删除命名空间
# nvme delete-ns /dev/nvme0n1
创建一个新的命名空间，例如，创建一个更小的命名空间来为 SSD 超额配置，以提高耐用性、性能和延迟
# nvme create-ns /dev/nvme0
有关所有命令及其简洁描述的列表，请参阅 nvme help 和 nvme(1)。
SMART
输出 NVMe SMART 日志页，以获取健康状态、温度、耐用性等信息
# nvme smart-log /dev/nvme0
-H 选项输出更多信息，例如 nvme smart-log -H /dev/nvme0。NVMe 支持已添加到 smartmontools 版本 6.5 中。
当前已实现的功能（来自 wiki）
- 有关控制器名称、固件、容量的基本信息 (
smartctl -i) - 控制器和命名空间功能 (
smartctl -c) - SMART 总体健康状况自评估测试结果和警告 (
smartctl -H) - NVMe SMART 属性 (
smartctl -A) - NVMe 错误日志 (
smartctl -l error[,NUM]) - 获取任何 nvme 日志的能力 (
smartctl -l nvmelog,N,SIZE) - smartd 守护程序跟踪健康状况 (
-H)、错误计数 (-l error) 和温度 (-W DIFF,INFO,CRIT)
有关更多信息，请参阅 S.M.A.R.T. 和 官方 wiki 条目，并参阅 本文，了解有关输出的上下文信息。
安全擦除
请参阅 固态硬盘/内存单元清除#NVMe 驱动器。
固件更新
通用
可以使用 nvme-cli 管理固件。要显示可用插槽并检查插槽 1 是否为只读
# nvme fw-log /dev/nvme0
Firmware Log for device:nvme0 afi : 0x11 frs1 : 0x32303132345a3553 (S5Z42102) frs2 : 0x32303132345a3553 (S5Z42102)
# nvme id-ctrl /dev/nvme0 -H | grep Firmware
[9:9] : 0x1 Firmware Activation Notices Supported [4:4] : 0x1 Firmware Activate Without Reset Supported [3:1] : 0x2 Number of Firmware Slots [0:0] : 0 Firmware Slot 1 Read/Write
下载固件并提交到指定的插槽。在下面的示例中，固件首先在未激活的情况下提交 (-a 0)。接下来，激活现有映像 (-a 2)。有关固件提交操作值的详细信息，请参阅 NVMe 规范。
# nvme fw-download -f S5Z42_fw_S5Z42105.bin /dev/nvme0
Firmware download success
# nvme fw-commit -s 2 -a 0 /dev/nvme0
Success committing firmware action:0 slot:2
# nvme fw-log /dev/nvme0
Firmware Log for device:nvme0 afi : 0x21 frs1 : 0x32303132345a3553 (S5Z42102) frs2 : 0x35303132345a3553 (S5Z42105)
# nvme fw-commit -s 2 -a 2 /dev/nvme0
Success committing firmware action:2 slot:2
最后重置控制器以加载新固件
Firmware Activate Without Reset 被标记为受支持，则此步骤可能不是必需的。# nvme reset /dev/nvme0
如果需要，也可以手动完成此操作
# echo 1 > /sys/class/nvme/nvme0/reset_controller
英特尔/Solidigm
在英特尔 SSD 业务被 SK 海力士收购后[2][3]，其“内存和存储工具” (Intel MAS) 失去了对 SSD 的支持，现在只能用于管理傲腾设备。[4]
Solidigm 是从英特尔 SSD 业务收购案中在美国成立的子公司，它提供了一个新的实用程序来管理以前的英特尔 SSD：“Solidigm 存储工具，也称为 SST，可协助管理 Solidigm SSD。它提供对驱动器信息和健康状况、SMART 属性、固件更新、诊断扫描和安全擦除的访问。”[5]
安装 solidigm-sst-storage-tool-cliAUR，然后检查您的驱动器是否有可用的更新
# sst show -ssd
- ABCD012345NS512A - Capacity : 512.11 GB (512,110,190,592 bytes) DevicePath : /dev/nvme0n1 DeviceStatus : Healthy Firmware : 004C FirmwareUpdateAvailable : 005C Index : 0 MaximumLBA : 1000215215 ModelNumber : INTEL SSDPEKNW512G8 ProductFamily : Intel SSD 660p Series SMARTEnabled : True SectorDataSize : 512 SerialNumber : ABCD012345NS512A
如果有，请按如下方式执行 load 命令，使用上一个命令中给出的索引值
# sst load -ssd index
WARNING! You have selected to update the drives firmware! Proceed with the update? (Y|N): Y Updating firmware... Firmware update successful
有关更多信息，请参阅该工具上述官方页面上提供的用户指南。
金士顿
金士顿不在其网站上提供单独的固件下载，而是引导用户使用仅限 Windows 的实用程序。固件文件似乎使用基于固件修订的可预测命名方案
https://media.kingston.com/support/downloads/S5Z42105.zip
然后按照通用刷写说明进行操作。
三星
除了面向 Windows 用户的“Samsung Magician Software”之外，三星还提供 SSD 固件作为可引导的 ISO 映像
https://semiconductor.samsung.com/consumer-storage/support/tools/
它们可以写入可引导的 CD 或 USB 驱动器，或者您可以解压映像并进行在线操作
$ curl -OL https://samsung.com/.../xxx.iso $ bsdtar -xf xxx.iso initrd $ bsdtar -xf initrd root # ./root/fumagician/fumagician
您可能更喜欢使用 nvme-cli，而不是使用制造商的程序。
截至 2025 年 1 月，ISO 上的固件文件由隐藏在 fumagician 二进制文件中的 AES 密钥加密[6][7]。您将在其旁边找到两个加密文件
$ ls -1 root/fumagician/*.enc
root/fumagician/2B2QKXG7.enc root/fumagician/DSRD.enc
实际的固件文件是
- 由 AES 密钥加密，
- 然后将其插入 ZIP 文件，
- 并且 ZIP 文件再次加密，生成
2B2QKXG7.enc文件。确切的文件名可能因 SSD 型号而异。
您首先需要确定使用的 AES 密钥。可以通过运行 [8] 从 fumagician 实用程序中提取密钥
$ strings root/fumagician/fumagician | grep -E '^[A-Za-z0-9+/]{42}[AEIMQUYcgkosw048]=$' | base64 -d | xxd -p -c 32
bde8eedf5d75327b516decd4d2723209697c4c3e30550d98253319076b4d649a
然后，您可以使用 samdecrypt.sh 实用程序解密文件。首先，将上面找到的密钥插入脚本。然后，解密 ZIP 文件（结果将写入 root/fumagician/2B2QKXG7.bin）
$ ./samdecrypt.sh root/fumagician/1B2QJXD7.enc
解压缩 ZIP 文件
$ unzip -d ssd_firmware root/fumagician/2B2QKXG7.bin
Archive: root/fumagician/2B2QKXG7.bin inflating: ssd_firmware/2B2QKXG7_20241112.enc
fumagician 二进制文件选择正确固件的方式尚不清楚。刷写错误的固件可能会使您的驱动器变砖。最后，解密内部文件，生成 ssd_firmware/2B2QKXG7_20241112.bin
$ ./samdecrypt.sh ssd_firmware/2B2QKXG7_20241112.enc
您现在可以按照上一节中的说明手动上传 ssd_firmware/2B2QKXG7_20241112.bin 中的固件映像。但是，您需要为下载操作提供额外的 --xfer 参数[9]
# nvme fw-download /dev/nvme0 --fw ssd_firmware/2B2QKXG7_20241112.bin --xfer 0x8000
之后，提交操作应正常工作。
西部数据
西部数据仅支持通过其基于 Windows 的 Dashboard 软件进行更新。但是，如果您知道在哪里查找，可以直接下载固件。[10]
首先，导航到所有驱动器列表并找到您的驱动器 (model=model_number)。
在您的特定驱动器型号下，将有一个或多个 <url> 条目。如果存在多个 URL，则您可能需要使用以下说明尝试每个 URL，并检查 <dependency> 标签以获取您当前的固件版本。
现在，下载特定于驱动器的 XML 文件
$ curl https://wddashboarddownloads.wdc.com/url_entry
在此特定于驱动器的 XML 文件中，应该有一个 <fwfile> 标签，其中包含 xxxx.fluf 文件名。这是您想要的文件名；您可以通过将先前 URL 中的 device_properties.xml 替换为此文件名来下载它。
SN850X 驱动器的完整 URL 示例
$ curl --remote-name https://wddashboarddownloads.wdc.com/wdDashboard/firmware/WD_BLACK_SN850X_2000GB/620331WD/620331WD.fluf
获得 .fluf 文件后，可以使用通用刷写说明执行更新。请注意，这未经西部数据官方支持，可能无法正常工作，并可能损坏您的设备。请格外小心，确保您使用正确的驱动器和固件版本进行更新。
性能
扇区大小
请参阅 高级格式#NVMe 固态硬盘。
气流
已知 NVMe SSD 容易受到高工作温度的影响，并且会在超过某些阈值时限制性能。[11]
测试
可以使用 hdparm 运行原始设备性能测试
# hdparm -Tt --direct /dev/nvme0n1
节能
允许驱动器进入低功耗状态 (APST)
要检查 NVMe 电源状态，请安装 nvme-cli 或 nvme-cli-gitAUR，并运行 nvme get-feature /dev/nvme[0-9] -f 0x0c -H
# nvme get-feature /dev/nvme0 -f 0x0c -H
get-feature:0xc (Autonomous Power State Transition), Current value:0x000001
Autonomous Power State Transition Enable (APSTE): Enabled
Auto PST Entries .................
...
启用 APST 后，输出应包含“Autonomous Power State Transition Enable (APSTE): Enabled”，并且下面的表格中应有非零条目，指示转换到每个可用状态之前的空闲时间。
如果启用了 APST，但在表格中没有出现非零状态，则延迟可能太高，以至于默认情况下无法启用任何状态。nvme id-ctrl /dev/nvme[0-9]（以 root 用户身份）的输出应显示 NVME 控制器的可用非操作电源状态。如果任何状态的总延迟（enlat + xlat）大于 25000 (25ms)，则必须为 nvme_core 内核模块 传递至少那么高的值作为参数 default_ps_max_latency_us。这应启用 APST 并使 nvme get-feature（以 root 用户身份）中的表格显示条目。
在低功耗状态期间控制后台处理 (NOPPM)
驱动器的低功耗状态可能是非操作状态，在这种状态下，驱动器仅接受某些管理命令。NVMe 规范的 1.3 版本引入了非操作电源状态许可模式 (NOPPM) 功能，以控制非操作电源状态下的后台处理。启用后，当驱动器处于非操作电源状态时，驱动器可能会超过当前电源状态的声明功率限制（但不会超过最低操作电源状态的限制）来执行后台处理，例如垃圾回收或刷新旧数据。禁用后，驱动器将遵守当前状态的功率限制，并将此类处理推迟到下次进入操作电源状态，这可能会降低性能，直到完成处理。默认设置是供应商和驱动器特定的。
要检查您的驱动器是否支持 NOPPM，请使用 nvme id-ctrl /dev/nvme0 -H | grep 'Non-Operational Power State Permissive'；输出将包括 Not Supported 或 Supported。要更改设置，请使用 nvme set-feature /dev/nvme0 -f 0x11 -V <value>，其中 <value> 为 0x0 以禁用 NOPPM（优先考虑节能）或 0x1 以启用 NOPPM（优先考虑性能）。默认情况下，当驱动器重置时（在重新启动时，以及可能在从睡眠中唤醒时），设置将恢复为默认值。如果您的驱动器支持保存和选择功能支持 (SSFS) 功能，则可以通过将 --save 选项附加到 nvme set-feature 命令来使您的更改持久化。
故障排除
由于 APST 支持损坏导致的控制器故障
某些 NVMe 设备可能会出现与节能 (APST) 相关的问题。这是固件 S5Z42105 的金士顿 A2000 [12] 的已知问题，并且之前已在三星 NVMe 驱动器 (Linux v4.10) 上报告过[13][14]。一些 WesternDigital/Sandisk 设备也有报告[15]。
故障会导致设备无法使用，直到系统重置，内核日志类似于
nvme nvme0: I/O 566 QID 7 timeout, aborting nvme nvme0: I/O 989 QID 1 timeout, aborting nvme nvme0: I/O 990 QID 1 timeout, aborting nvme nvme0: I/O 840 QID 6 timeout, reset controller nvme nvme0: I/O 24 QID 0 timeout, reset controller nvme nvme0: Device not ready; aborting reset, CSTS=0x1 ... nvme nvme0: Device not ready; aborting reset, CSTS=0x1 nvme nvme0: Device not ready; aborting reset, CSTS=0x1 nvme nvme0: failed to set APST feature (-19)
其他症状是 Btrfs 存储变为只读，Ext4 报告 I/O 错误。
作为一种解决方法，添加 内核参数 nvme_core.default_ps_max_latency_us=0 以完全禁用 APST，或设置自定义阈值以禁用特定状态。
如果设置延迟仍然无效，请尝试添加 pcie_aspm=off 和 pcie_port_pm=off（如 [16] 所建议的）。
自 2021 年 3 月起，金士顿提供了固件更新 9。由于金士顿仅支持 Windows，因此可以通过 heise.de 或 github 找到 Linux 下载。预计只要内核解决方法到位，固件更新就不会有太大作用，因为无论如何都无法达到最深的节能状态。
# smartctl -c /dev/nvme0
Supported Power States St Op Max Active Idle RL RT WL WT Ent_Lat Ex_Lat 0 + 9.00W - - 0 0 0 0 0 0 1 + 4.60W - - 1 1 1 1 0 0 2 + 3.80W - - 2 2 2 2 0 0 3 - 0.0450W - - 3 3 3 3 2000 2000 4 - 0.0040W - - 4 4 4 4 15000 15000
传递的值是最大退出延迟 (Ex_Lat)。例如，要禁用 PS4，请设置 nvme_core.default_ps_max_latency_us=2000。
由于挂起支持损坏导致的控制器故障
一些用户（例如，请参阅 Laptop/HP）报告某些 NVMe 驱动器出现挂起故障。与上述情况一样，故障会导致设备无法操作，直到系统重置，并显示内核消息
nvme nvme0: Device not ready; aborting reset, CSTS=0x3 nvme nvme0: Removing after probe failure status: -19
作为一种解决方法，添加 内核参数 iommu=soft 以使用硬件 IOMMU 的软件替代品。（有关更多详细信息，请参阅 此文档。）这可能会导致一些轻微的处理开销。
您还可以尝试在配备 AMD CPU 和 KIOXIA KBG40ZN* nvme 的 HP 笔记本电脑上使用内核参数 amd_iommu=off 或更好的 amd_iommu=fullflush，在您收到如下 I/O 错误消息后
Failed to rotate /var/log/journal/*/system.journal: Read-only file system nvme nvme0: Device not ready; aborting reset, CSTS=0x3 BTRFS error (device nvme0n1): bdev /dev/nvme0n1p* errs: wr 2, rd 0, flush 0, corrupt 0, gen 0