CN101140498A - 高密度数据存储器封装及其管理方法 - Google Patents

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CN101140498A CNA2007101271477A CN200710127147A CN101140498A CN 101140498 A CN101140498 A CN 101140498A CN A2007101271477 A CNA2007101271477 A CN A2007101271477A CN 200710127147 A CN200710127147 A CN 200710127147A CN 101140498 A CN101140498 A CN 101140498A
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Abstract

高密度存储器封装容纳第一和第二组多个硬盘驱动器(HDD)。该封装可以划分成多个虚拟封装，第一组多个HDD与第一虚拟封装相关联，而第二组多个HDD与第二虚拟封装相关联。存储器封装的配置由SES处理器利用从与存储器封装耦合的外部配置单元接收的存储器封装访问配置参数完成。虚拟封装可以配置成两个(或更多个)独立结构环上的两个(或更多个)独立虚拟封装。存储器封装中的电源和冷却吹风机也可以划分和指定成由虚拟封装中的SES处理器管理。

Description

高密度数据存储器封装及其管理方法
技术领域
本发明总地来说涉及数据存储器封装(enclosure)，尤其涉及使原来为低密度存储器封装设计的遗留(legacy)控制软件能够与更密集插装(populate)的存储器封装一起使用。
背景技术
图1是低密度存储器封装100的方块图。存储器封装100包括一对冗余控制器卡110A、110B，冗余电源120A、120B，和总地表示成130的十六个盘驱动器模块(DDM，也称为存储设备驱动器、硬盘驱动器或HDD)。存储器封装100还包括封装中间板140和前后面板150A、150B。如图2所示，每个控制器卡110A、110B包括通过中间板与存储设备驱动器130互连的开关112A、112B、和管理像供电和冷却那样的各种与封装相关的处理的SCSI封装服务(SES)处理器114A、114B。由于在SES处理器114A、114B之间通过中间板互连，在控制器卡110A、110B之一出故障的情况下，另一个SES处理器可以接管。图3例示了封装100内电源120A、120B与控制器卡110A、110B和DDM 130的互连。
发明内容
当将例如另外的十六个DDM的附加DDM安装在封装100中时，为十六驱动器封装设计的软件、固件和微码可能无法适应增加的密度。为了控制开发工作和资源，最好在增加单位机架空间的存储设备密度的同时，保留现有软件、固件和微码基础而使其变化最小。因此，保留现有软件、固件和微码基础接口的、可以适应多个封装设计实例(instance)的单个机械封装包(enclosure package)是人们高度希望的。
本发明提供了容纳第一和第二组多个硬盘驱动器(HDD)的高密度存储器封装。该封装可以划分成多个虚拟封装，第一组多个HDD与第一虚拟封装相关联，而第二组多个HDD与第二虚拟封装相关联。存储器封装的配置由SES处理器利用从与存储器封装耦合的外部配置单元接收的存储器封装访问配置参数完成。虚拟封装可以配置成独立通信网络结构环上的两个(或更多个)独立虚拟封装。存储器封装中的电源和冷却吹风机也可以划分和指定成由虚拟封装中的SES处理器管理。偏爱可靠性更大的分布式存储器的客户可以将存储器封装配置成可以与分立控制单元耦合的独立通信网络结构上的两个(或更多个)虚拟封装。
附图说明
图1是低密度存储器封装的方块图；
图2是例示图1的存储器封装的控制器卡的互连的方块图；
图3是例示图1的存储器封装内的功率分配的方块图；
图4A、4B、4C分别例示了可以包含本发明的高密度存储器封装的前视图、后视图和右视图；
图5A是可配置成单个封装或多个虚拟封装的灵活低密度或高密度存储器封装的方块图；
图5B是在划分成独立域上的两个虚拟封装的高密度配置下图5A的灵活存储器封装的方块图；和
图6A和6B例示了图5B的高密度存储器封装的功率分配系统的方块图。
具体实施方式
图4A、4B、4C分别是两倍于图1的封装中的数量、安装了三十二个DDM 430的高密度存储器封装400的代表性前视图、后视图和右视图。另外，封装400包括两对冗余控制器卡410A和410B，410C和410D，以及一对冗余电源420A、420B和吹风机440A、440B。如果需要，通过使单对控制器卡插装在封装中和将DDM的插装限制在封装内的适当位置，可以将封装400配置成单个存储器封装实例(16个DDM和单对控制器卡)。
当实现如图5A所示的本发明时，销售商可以销售可以按照许多不同方式配置的高度灵活的存储器封装。在一种配置中，封装400可以以低密度方式插装，譬如，将最多达十六个驱动器540安装在背板520上的驱动器连接器522A中，和将两个冗余控制器卡530A、530B安装在背板520上的控制器卡连接器524A、524B中。在第二种配置中，封装400可以以高密度方式插装，譬如，将另外的最多达十六个驱动器590安装在驱动器连接器522B中，和将另外一对冗余控制器卡580A、580B安装在卡连接器526A、526B中，配置成两个虚拟存储器封装(如参照图5B所述)。在第三种配置中，封装400可以以高密度方式插装，譬如，配有三十二个驱动器，但配置成单个存储器封装。
图5B是在高密度配置中、并被划分成两个虚拟封装500、550的图5A的存储器封装400的方块图。如下所述，每个电源420A、420B可以分别与虚拟封装之一相关联，但为了冗余目的，它们被虚拟封装500、550共享。第一虚拟封装500包括十六个DDM 540和一对冗余控制器卡530A、530B。控制器卡530A、530B两者都包括开关532A、532B(参见图6A、6B)、SCSI封装服务(SES)处理器534A、534B、和例如非易失性存储器(NVS)536A、536B的相关联的存储器。背板520可以划分成分别作为两个虚拟封装500、550的一部分的两个(或更多个)虚拟背板502、552。一个虚拟背板502与第一虚拟封装500的部件互连，操作员显示面板504提供封装500的状态的显示。例如光纤通道/判优环(FC-AL)链路的路径510将两个SES处理器534A、534B与冗余外部系统控制单元(也称为系统控制器)600互连。例如inter-IC(I2C)总线的冗余路径512A、512B提供了从每个SES处理器534A、534B到每个电源420A、420B的控制路径。类似地，冗余路径514A、514B提供了从每个SES处理器534A、534B到每个电源420A、420B中的风扇控制器422A、422B的控制路径。并且，路径516A、516B将每个SES处理器534A、534B与第一操作员显示面板504互连。
类似地，第二虚拟封装550包括十六个DDM 590和一对冗余控制器卡580A、580B。控制器卡580A、580B两者都包括开关582A、582B(参见图6A、6B)、SES处理器584A、584B、和例如NVS 586A、586B的相关联的存储器。第二虚拟背板552与第二虚拟封装550的部件互连，操作员显示面板554提供封装550的状态的显示。例如FC-AL链路的路径560将两个SES处理器584A、584B与外部系统控制单元600互连。例如I2C总线的冗余路径562A、562B提供了从每个SES处理器584A、584B到每个电源420A、420B的控制路径。类似地，冗余路径564A、564B提供了从每个SES处理器584A、584B到每个电源420A、420B中的风扇控制器422A、422B的控制路径。并且，路径566A、566B将每个SES处理器584A、584B与第二操作员显示面板554互连。
虚拟封装中间板508、558互连两个虚拟封装500、550的背板502、552。因此，物理封装的逻辑分区将在图1的单个封装设计中它们具有的盘结构环或网络互连提供给两个虚拟封装500、550中的每一个。应该认识到，在本发明的范围内，物理封装可以配置成不止两个虚拟封装。
对于这三种安排中的任何一种，控制软件、固件或微码基本上都是相同的。当将封装400安装在客户的设施中或在顾客的设施中修改封装400时，可以进行封装配置。SES处理器534A、534B、584A、584B通过线路510、560与配置单元600耦合(图5B)。例如第一封装500的虚拟封装之一被指定成主封装，而例如处理器534A的主封装中的SES处理器之一被指定成主处理器(但也可以取而代之，将另一个SES处理器534B指定成主处理器)。与主处理器534A相关联的非易失性存储器536A存储从配置单元装入参数以定义封装配置的SES表格537。然后由主处理器534A访问表格537，启用和禁用物理封装400内的链路，以将封装400配置成单个存储封装实例或多个虚拟封装。
图6A和6B是将来自电源420A、420B的功率分配给两个虚拟封装500、550的各种部件的方块图。与盘结构网络互连一样，物理封装的逻辑分区将在图1的单个封装设计中它们具有的功率分配和控制功能提供给两个虚拟封装500、550中的每一个。根据本发明，第一电源420A和第一吹风机440A(图4B)和第二电源420B和第二吹风机440B(图4B)每一个都含有用于虚拟封装500和550的冗余、独立控制的功率输出。当系统被配置成单个单元时，输出被协调为单个冗余电力系统。当被配置成虚拟封装时，将输出控制成使每个封装实例中的SES处理器可以为每一个封装将输出管理为独立的冗余电力系统。在这后一种配置中，第一虚拟封装500中的SES处理器534A、534B可以分开或一起管理第一虚拟封装500的第一电力/吹风机功能(从两个电源420A、420B中的每一个输出的一个)，而第二虚拟封装550中的SES处理器584A、584B可以分开或一起管理第二虚拟封装550的第二电力/吹风机功能(从两个电源420A、420B中的每一个输出的另一个)。虚拟封装500、550的电源/吹风机功能的管理也可以以其它方式配置。
值得注意的是，虽然在全功能数据处理系统的背景下对本发明作了描述，但本领域的普通技术人员应该认识到，本发明的处理能够以含有指令的计算机可读媒体的形式和各种各样其它形式分发，并且，本发明与实际用于进行分发的信号承载媒体的特定类型无关地应用。计算机可读媒体的例子包括像软盘、硬盘驱动器、RAM(随机访问存储器)、和CD-ROM(只读光盘存储器)那样的可记录型媒体、和像数字和模拟通信链路那样的传输型媒体。
本发明的描述是为了例示和描述的目的给出的，而不是意味着穷举或以公开的形式限制本发明。许多修改和改变对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。选择和描述这些实施例是为了最好地说明本发明的原理、实际应用、和使本领域的普通技术人员能够借助于适合设想的特定使用的各种修改理解本发明。例如，某些部件被描述成与背板耦合而其它部件被描述成与中间板耦合。但是，这样的描述并不意味着这些部件局限于与背板或中间板耦合。相反，可以使用背板或中间板，并且可以将两者一般性地标记成“连接板”。此外，尽管上面针对方法和系统来描述，但也可以利用包含逻辑划分盘存储器封装的指令的计算机程序产品或包含将计算机可读代码合并到逻辑划分盘存储器封装的计算系统中的部署计算基础设施的方法满足技术需要。

Claims (12)

1.一种高密度数据存储器封装，包含：
封装中间板；
第一组多个硬盘驱动器(HDD)，每个第一HDD与封装中间板耦合；
第二组多个HDD，每个第二HDD与封装中间板耦合；
与第一组多个HDD相关联的第一对冗余控制器卡，包含：
第一控制器卡，包含与封装中间板耦合的第一开关和与第一开关耦合的第一SCSI封装服务(SES)处理器；和
第二控制器卡，包含与封装中间板耦合的第二开关和与第二开关耦合的第二SES处理器；
与第二组多个HDD相关联的第二对冗余控制器卡，包含：
第三控制器卡，包含与封装中间板耦合的第三开关和与第三开关耦合的第三SES处理器；和
第四控制器卡，包含与封装中间板耦合的第四开关和与第四开关耦合的第四SES处理器；
将存储器封装划分成多个虚拟封装的装置，其中，虚拟封装包含：
第一虚拟封装，包含：
第一和第二控制器卡；
从封装中间板划分出来并且第一和第二控制器卡与之耦合的第一虚拟中间板，第一虚拟中间板包括通过其耦合第一和第二SES处理器的路径；和
第一组多个HDD；和
第二虚拟封装，包含：
第三和第四控制器卡；
从封装中间板划分出来并且第三和第四控制器卡与之耦合的第二虚拟中间板，第二虚拟中间板包括通过其耦合第三和第四SES处理器的路径；和
第二组多个HDD。
2.根据权利要求1所述的高密度数据存储器封装，其中，通过其耦合第一和第二SES处理器和通过其耦合第三和第四SES处理器的路径包含光纤通道链路。
3.根据权利要求1所述的高密度数据存储器封装，其中，划分装置包含：
将从第一、第二、第三和第四SES处理器中所选择出的一个与外部配置单元耦合的接口；
与所选择的SES处理器相关联的非易失性存储(NVS)单元；和
存储在NVS单元中的表格，其中可从外部配置单元装入定义封装配置的配置参数；并且
所选择的SES处理器可操作用于访问所述表格，以及响应于配置参数，启用和禁用存储器封装内的路径以便划分存储器封装。
4.根据权利要求1所述的高密度数据存储器封装，进一步包含：
冗余第一电力/吹风机功能，包含第一和第二电源的冗余电力输出中的第一个并由用于第一虚拟封装的第一和第二SES处理器管理；和
冗余第二电力/吹风机功能，包含冗余电力输出中的第二个并由用于第二虚拟封装的第三和第四SES处理器管理。
5.根据权利要求1所述的高密度数据存储器封装，其中，第一和第二虚拟封装被配置成两个独立结构环上的两个独立虚拟封装。
6.一种用于管理具有第一和第二组多个硬盘驱动器(HDD)的高密度数据存储器封装的方法，所述的每一组多个HDD与封装连接板耦合，该方法包含：
接收来自外部配置单元的配置指令；
响应于配置指令，将第一虚拟封装配置成包括第一组多个HDD；和
进一步响应于配置指令，将第二虚拟封装配置成包括第二组多个HDD。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包含将与接收到的配置指令相关联的配置参数存储在可由存储器封装中的SES处理器访问的表格中。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，配置第一和第二虚拟封装包含启用和禁用存储器封装内的路径，以便将存储器封装划分成第一和第二虚拟封装。
9.根据权利要求6所述的方法，进一步包含：
由用于第一虚拟封装的第一和第二SES处理器管理包含第一和第二电源的冗余电力输出中的第一个的第一电力/吹风机功能；和
由用于第二虚拟封装的第三和第四SES处理器管理包含冗余电力输出中的第二个的第二电力/吹风机功能。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，配置第一和第二虚拟封装包含将第一和第二虚拟封装配置成两个独立结构环上的两个独立虚拟封装。
11.一种具有第一和第二组多个硬盘驱动器(HDD)的高密度数据存储器封装，所述的每一组多个HDD与封装连接板耦合，该高密度数据存储器封装包含：
存储从外部配置单元接收的配置指令的存储器；
响应于配置指令配置成包括第一组多个HDD的第一虚拟封装；和
进一步响应于配置指令配置成包括第二组多个HDD的第二虚拟封装。
12.根据权利要求11所述的高密度数据存储器封装，其中，第一和第二虚拟封装被配置成两个独立结构环上的两个独立虚拟封装。
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