專(zhuān)利名稱(chēng)：服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及服務(wù)器存儲(chǔ)領(lǐng)域，特別涉及服務(wù)器高速磁盤(pán)存儲(chǔ)陣列技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)中，隨著信息化進(jìn)度的不斷加快，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)入到了千家萬(wàn)戶(hù)，而與此同時(shí)，作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，因此其存儲(chǔ)性能已經(jīng)成為影響整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量高低的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)在服務(wù)器機(jī)械磁盤(pán)所構(gòu)成的磁盤(pán)冗余陣列(RAID)的讀寫(xiě)速度過(guò)慢，因此在大數(shù)據(jù)量交互的情況下，大多數(shù)的服務(wù)器應(yīng)用中都會(huì)存在各種瓶頸。這個(gè)主要是由于現(xiàn)在機(jī)械硬盤(pán)本身造成的。因此，如何在磁盤(pán)冗余陣列中最大程度的提高性能和容量，是擺在我們面前亟待解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠大幅提高磁盤(pán)讀寫(xiě)速度、不會(huì)丟失緩存數(shù)據(jù)、最大程度提高服務(wù)器存儲(chǔ)性能和容量、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛的服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型的服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)具有如下構(gòu)成該服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是，所述的電路結(jié)構(gòu)包括電源模塊、服務(wù)器主板、中央處理器、獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡、磁盤(pán)陣列及磁盤(pán)陣列緩存模塊，所述的電源模塊、中央處理器和獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡均通過(guò)所述的服務(wù)器主板交互連接，所述的磁盤(pán)陣列和磁盤(pán)陣列緩存模塊均與所述的電源模塊相連接，且所述的磁盤(pán)陣列和磁盤(pán)陣列緩存模塊均通過(guò)所述的獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡與所述的服務(wù)器主板相連接，所述的磁盤(pán)陣列緩存模塊為固態(tài)硬盤(pán)。該服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)中的固態(tài)硬盤(pán)可以為SATA或SAS固態(tài)硬盤(pán)。該服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)中還包括有寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存模塊，所述的寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存模塊分別與所述的電源模塊和獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡均相連接。該服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)中的寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存模塊為固態(tài)硬盤(pán)。該服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)中的固態(tài)硬盤(pán)可以為SATA或SAS固態(tài)硬盤(pán)。采用了該實(shí)用新型的服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，由于其中利用了固態(tài)硬盤(pán)(SSD)作為陣列緩存，并采用了相應(yīng)的熱點(diǎn)算法，并配備超級(jí)電容作為電源模塊，從而大幅提高磁盤(pán)讀寫(xiě)速度及不會(huì)丟 失緩存數(shù)據(jù)，構(gòu)成了磁盤(pán)加速的混合磁盤(pán)冗余陣列存儲(chǔ)系統(tǒng)，使得最大程度的提高了性能和容量，通過(guò)加速I(mǎi)OPS和降低延遲，使得數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算環(huán)境能夠在使用更少服務(wù)器硬件的情況下托管更多用戶(hù)，并在每秒鐘內(nèi)執(zhí)行更多交易，RAID卡的緩存保護(hù)(Zero-Maintenance Cache Protection)功能,能夠避免使用電池備份單元(BBU)，不僅如此，服務(wù)器在電源方面采用高能效的電源，從而大大提高電源效率，降低能源損耗，從而達(dá)到環(huán)保綠色的效果，最大程度提高服務(wù)器存儲(chǔ)性能和容量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛。

圖I為本實(shí)用新型的服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)的整體架構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖I所示，該服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，其中，所述的電路結(jié)構(gòu)包括電源模塊、服務(wù)器主板、中央處理器、獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡、磁盤(pán)陣列及磁盤(pán)陣列緩存模塊，所述的電源模塊、中央處理器和獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡均通過(guò)所述的服務(wù)器主板交互連接，所述的磁盤(pán)陣列和磁盤(pán)陣列緩存模塊均與所述的電源模塊相連接，且所述的磁盤(pán)陣列和磁盤(pán)陣列緩存模塊均通過(guò)所述的獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡與所述的服務(wù)器主板相連接，所述的磁盤(pán)陣列緩存模塊為固態(tài)硬盤(pán)。其中，所述的固態(tài)硬盤(pán)可以為SATA或SAS固態(tài)硬盤(pán)。同時(shí)，該服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)中還包括有寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存模塊，所述的寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存模塊分別與所述的電源模塊和獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡均相連接，所述的寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存模塊為固態(tài)硬盤(pán)，該固態(tài)硬盤(pán)可以為SATA或SAS固態(tài)硬盤(pán)。在實(shí)際使用當(dāng)中，該服務(wù)器包括電源、中央處理器、內(nèi)存、主板、獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡、磁盤(pán)陣列及磁盤(pán)陣列緩存，所述的電源、中央處理器、內(nèi)存及獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡均通過(guò)所述主板交互連接，所述的磁盤(pán)陣列和磁盤(pán)陣列緩存均與所述的電源連接，并且所述的磁盤(pán)陣列和磁盤(pán)陣列緩存均通過(guò)獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡與所述的主板相連接，其中，所述的磁盤(pán)陣列緩存為固態(tài)硬盤(pán)。該具有磁盤(pán)高速讀寫(xiě)功能的服務(wù)器中，所述的固態(tài)硬盤(pán)為SATA或SAS固態(tài)硬盤(pán)。在100%隨機(jī)讀工作負(fù)載下可交付高達(dá)11倍的性能提升。利用固態(tài)盤(pán)來(lái)緩存頻繁讀取的數(shù)據(jù)(或者“熱”數(shù)據(jù))副本，發(fā)揮了固態(tài)盤(pán)的性能優(yōu)勢(shì)，從固態(tài)盤(pán)而不是旋轉(zhuǎn)型介質(zhì)中訪問(wèn)讀取的數(shù)據(jù)。此方法增強(qiáng)了讀緩存，進(jìn)一步優(yōu)化learned-path算法,使得讀取密集型環(huán)境的整體IOPS性能提高達(dá)13倍。為了向更廣泛的應(yīng)用工作負(fù)載集提供固態(tài)盤(pán)緩存的先進(jìn)性能，本實(shí)用新型進(jìn)一步提供了寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存，將寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存到固態(tài)盤(pán)中，利用固態(tài)盤(pán)技術(shù)的性能和延遲優(yōu)勢(shì)針對(duì)具有讀寫(xiě)操作的工作負(fù)載。本實(shí)用新型標(biāo)配Adaptec的業(yè)界首款零維護(hù)緩存保護(hù)(Zero-Maintenance CacheProtection)功能，避免使用電池備份單元(BBU)，而利用4GB基于SLC的NAND閃存和超級(jí)電容來(lái)保護(hù)緩存數(shù)據(jù)，省去了電池備份單元相關(guān)的監(jiān)控、維護(hù)、棄置和更換成本。本實(shí)用新型還包括了強(qiáng)大的智能電源管理功能，通過(guò)降低空閑磁盤(pán)盤(pán)片轉(zhuǎn)速和提供針對(duì)動(dòng)態(tài)磁盤(pán)的低功耗模式來(lái)降低能源和冷卻成本。在此實(shí)施方式中，該磁盤(pán)高速讀寫(xiě)功能的服務(wù)器中的主板還可以包括用以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理的 IPMKIntelligent Platform Management Interface,智能平臺(tái)管理接口)芯片。該芯片可以為用戶(hù)在集中管理和遠(yuǎn)程管理方面提供便利的解決方案。在本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，該磁盤(pán)高速讀寫(xiě)功能的服務(wù)器中的電源為高能效電源。利用該電源可以大大提高電源效率，降低能耗，從而達(dá)到綠色環(huán)保的效果O本實(shí)用新型的工作原理如下首先采用了 Adaptec的Raid卡以及與之配合的新型的SSD的硬盤(pán)。在這個(gè)過(guò)程 中我們利用SSD硬盤(pán)的本身的無(wú)機(jī)械頭，讀寫(xiě)速度快這些特點(diǎn)。在利用硬盤(pán)完成整個(gè)磁盤(pán)陣列的過(guò)程中，利用SSD作為緩存的方式。讓大量的常用的讀的數(shù)據(jù)放在SSD的硬盤(pán)中，并讓?xiě)?yīng)用程序的大量操作在SSD中完成。同時(shí)所有的數(shù)據(jù)也都會(huì)完整的放在利用普通硬盤(pán)所作的磁盤(pán)陣列中，這樣不僅僅利用SSD的讀的優(yōu)勢(shì)，大幅提高性能，同時(shí)也會(huì)在數(shù)據(jù)的安全性方面很好的起到雙重保護(hù)的效果。與此同時(shí)還可以利用新型的混合Raid大幅提高啟動(dòng)性能，同時(shí)也不會(huì)浪費(fèi)容量。再加上網(wǎng)新易得服務(wù)器的平臺(tái)的高效電源，良好的遠(yuǎn)程管理等等這些功能。從而完成了現(xiàn)在目前在性?xún)r(jià)比都具有優(yōu)勢(shì)的服務(wù)器。本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)如下(I)通過(guò)加速I(mǎi)OPS和降低延遲，使得數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算環(huán)境能夠在使用更少服務(wù)器硬件的情況下托管更多用戶(hù)，并在每秒鐘內(nèi)執(zhí)行更多交易。maxCache智能地利用固態(tài)盤(pán)的性能和硬盤(pán)的容量，減少支持特定工作負(fù)載所需的整體服務(wù)器硬件投資，從而降低資本開(kāi)支。服務(wù)器數(shù)量的減少帶來(lái)開(kāi)支方面的額外好處，削減了能源、冷卻和維護(hù)的相關(guān)運(yùn)營(yíng)成本，交付了一套大幅度降低總擁有成本(TCO)的解決方案；(2) Raid卡標(biāo)配業(yè)界首款零維護(hù)緩存保護(hù)(Zero-Maintenance CacheProtection)功能，避免使用電池備份單元(BBU)，而利用4GB基于SLC的NAND閃存和超級(jí)電容來(lái)保護(hù)緩存數(shù)據(jù)，省去了電池備份單元相關(guān)的監(jiān)控、維護(hù)、棄置和更換成本。采用maxCache 2. O的Adaptec 6Q系列控制卡還包括Adaptec智能電源管理功能,通過(guò)降低空閑磁盤(pán)盤(pán)片轉(zhuǎn)速和提供針對(duì)動(dòng)態(tài)磁盤(pán)的低功耗模式來(lái)降低能源和冷卻成本；(3)服務(wù)器在電源方面采用高能效的電源，從而大大提高電源效率，降低能源損耗。從而達(dá)到環(huán)保綠色的效果；(4)利用IPMI的遠(yuǎn)程管理芯片，讓客戶(hù)在集中和遠(yuǎn)程管理方面都有很大的便捷。內(nèi)部的連接整個(gè)服務(wù)器在內(nèi)部的構(gòu)造上利用SSD的普通SATA接口和和Raid卡相連接，在容量上采用不同數(shù)量的物理硬盤(pán)以滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。當(dāng)需要提高性能的時(shí)候只打開(kāi)SSD做為cach這個(gè)功能就可以了?，F(xiàn)有技術(shù)中，利用7塊普通的SATA硬盤(pán)在一般的服務(wù)器做了一個(gè)RAID5，利用IOMETER模擬WEB server測(cè)試下來(lái)的讀的速度和IOPS分別大概為50M左右和3800。但是現(xiàn)在應(yīng)用本實(shí)用新型的服務(wù)器，并且在相同的硬件環(huán)境的基礎(chǔ)上我們得到的讀的結(jié)果和IOPS的數(shù)值時(shí)265M和18500。[0034]采用了上述的服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，由于其中利用了固態(tài)硬盤(pán)(SSD)作為陣列緩存，并采用了相應(yīng)的熱點(diǎn)算法，并配備超級(jí)電容作為電源模塊，從而大幅提高磁盤(pán)讀寫(xiě)速度及不會(huì)丟失緩存數(shù)據(jù)，構(gòu)成了磁盤(pán)加速的混合磁盤(pán)冗余陣列存儲(chǔ)系統(tǒng)，使得最大程度的提高了性能和容量，通過(guò)加速I(mǎi)OPS和降低延遲，使得數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算環(huán)境能夠在使用更少服務(wù)器硬件的情況下托管更多用戶(hù)，并在每秒鐘內(nèi)執(zhí)行更多交易,RAID卡的緩存保護(hù)(Zero-Maintenance Cache Protection)功能,能夠避免使用電池備份單元(BBU)，不僅如此，服務(wù)器在電源方面采用高能效的電源，從而大大提高電源效率，降低能源損耗，從而達(dá)到環(huán)保綠色的效果，最大程度提高服務(wù)器存儲(chǔ)性能和容量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛。 在此說(shuō)明書(shū)中，本實(shí)用新型已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。
權(quán)利要求1.一種服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電路結(jié)構(gòu)包括電源模塊、服務(wù)器主板、中央處理器、獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡、磁盤(pán)陣列及磁盤(pán)陣列緩存模塊，所述的電源模塊、中央處理器和獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡均通過(guò)所述的服務(wù)器主板交互連接，所述的磁盤(pán)陣列和磁盤(pán)陣列緩存模塊均與所述的電源模塊相連接，且所述的磁盤(pán)陣列和磁盤(pán)陣列緩存模塊均通過(guò)所述的獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡與所述的服務(wù)器主板相連接，所述的磁盤(pán)陣列緩存模塊為固態(tài)硬盤(pán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的固態(tài)硬盤(pán)為SATA或SAS固態(tài)硬盤(pán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電路結(jié)構(gòu)中還包括有寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存模塊，所述的寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存模塊分別與所述的電源模塊和獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡均相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的寫(xiě)數(shù)據(jù)緩存模塊為固態(tài)硬盤(pán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的固態(tài)硬盤(pán)為SATA或SAS固態(tài)硬盤(pán)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，其中包括電源模塊、服務(wù)器主板、中央處理器、獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡、磁盤(pán)陣列及磁盤(pán)陣列緩存模塊，電源模塊、中央處理器和獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡均通過(guò)服務(wù)器主板交互連接，磁盤(pán)陣列和磁盤(pán)陣列緩存模塊均與電源模塊連接，磁盤(pán)陣列和磁盤(pán)陣列緩存模塊均通過(guò)獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列卡與服務(wù)器主板連接，磁盤(pán)陣列緩存模塊為固態(tài)硬盤(pán)。采用該種結(jié)構(gòu)的服務(wù)器中磁盤(pán)冗余陣列高速讀寫(xiě)控制電路結(jié)構(gòu)，大幅提高磁盤(pán)讀寫(xiě)速度及不會(huì)丟失緩存數(shù)據(jù)，構(gòu)成了磁盤(pán)加速的混合磁盤(pán)冗余陣列存儲(chǔ)系統(tǒng)，使得最大程度的提高了性能和容量，提高了服務(wù)器存儲(chǔ)性能和容量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛。
文檔編號(hào)G06F3/06GK202795333SQ20122033111
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者董鍇, 范姚耀 申請(qǐng)人:董鍇