CN101551779A - 计算机及数据存储方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种计算机，包括：主存储设备，包括硬盘及闪存，用于存储数据；南桥，分别与所述硬盘及闪存连接，分别识别、控制所述硬盘及闪存；本发明可提升计算机系统启动运行速度及硬盘数据存取速度，并平衡客户对价格、性能、容量的需求。本发明还揭示了主存储设备存储装置及数据存储方法，基于计算机实现数据存储。本发明通过将闪存与硬盘结合存储数据，加快数据存取速度，提升操作系统启动、运行速度，充分发挥闪存和硬盘的数据存储优势。

Description

计算机及数据存储方法
技术领域
本发明涉及计算机领域，特别涉及一种计算机及数据存储方法。
背景技术
硬盘作为大容量存储设备，在计算机中普遍使用，可储存大量数据。且其存储的数据常被随机存储器(如RAM、DRAM)调用、处理，但无论是PATA(硬盘接口标准)硬盘还是SATA(硬盘接口标准)硬盘存取的扇区询问速度都要比处理器的DRAM(动态随机存储器)的速度慢得多，这就使计算机的启动速度和数据处理速度都受到限制。
现有一种SSD(Solid state disk，固态硬盘)技术，用闪存代替机械硬盘作为存储设备，改善了数据的处理速度，但由于其成本高、容量小，不能完全满足用户的要求。
因此，如何实现低成本、大容量以及能快速处理数据的硬盘，是急需解决的问题。
发明内容
本发明目的之一为提供一种计算机及数据存储方法，提升计算机系统启动运行速度及提高主存储设备的存取速度。
本发明提出一种计算机，包括：主存储设备，包括硬盘及闪存，用于存储数据；南桥，分别与所述硬盘及闪存连接，分别识别、控制所述硬盘及闪存。
优选地，所述南桥包括硬盘接口及第一连接接口，南桥通过所述硬盘接口及第一连接接口分别与所述硬盘和闪存通信。
优选地，所述计算机还包括控制单元，分别与所述南桥的第一连接接口及闪存连接，通过第一连接接口实现闪存与南桥之间的通信。
优选地，所述控制单元包括：主机接口，与第一连接接口连接；闪存接口，与闪存连接，识别、控制所述闪存；缓存，临时存储指令及数据；及第一控制器，通过主机接口接收指令并发送到闪存接口，以及接收闪存接口反馈信息并通过主机接口返回到计算机。
优选地，所述南桥包括第二连接接口，南桥通过此第二连接接口与硬盘及闪存通信。
优选地，所述计算机还包括控制模块，与南桥第二连接接口及硬盘和闪存连接，并通过第二连接接口达成硬盘和闪存与南桥之间的通信。
优选地，所述控制模块包括：主机接口，与第二连接接口连接；硬盘接口，与硬盘连接，识别、控制所述硬盘；闪存接口，与闪存连接，识别、控制所述闪存；缓存，临时存储指令及数据；及第二控制器，通过主机接口接收指令并发送到硬盘、闪存接口，以及接收硬盘、闪存接口反馈信息并通过主机接口返回到计算机。
优选地，所述南桥包括：硬盘接口，与硬盘连接；闪存接口，与闪存连接，识别、控制所述闪存；南桥处理器，接收CPU指令并发送到硬盘、闪存接口，以及接收硬盘、闪存接口反馈信息并返回到计算机。
优选地，所述闪存接口包括：DMA、ECC及闪存控制体。
本发明所述计算机以闪存结合硬盘作为主存储设备，提升计算机系统启动运行速度及主存储设备数据存取速度，并平衡客户对价格、性能、容量的需求。
本发明还提出一种主存储设备第一连接装置，分别与南桥和主存储设备连接，所述主存储设备包括硬盘和闪存，所述主存储设备第一连接装置包括：硬盘接口，与所述南桥及硬盘分别连接，实现对所述硬盘的通信；控制单元，包括第一控制器、缓存、主机接口和闪存接口；所述控制单元通过所述主机接口与南桥连接，接受南桥的控制；所述控制单元通过闪存接口与闪存连接，识别、控制所述闪存。
通过本发明主存储设备第一连接装置的连接，改善南桥对主存储设备的控制，提升主存储器的存取速度。
本发明还提供一种主存储设备第二连接装置，分别与南桥和主存储设备连接，所述主存储设备包括硬盘和闪存，所述主存储设备第二连接装置包括：第二控制器、缓存、主机接口、硬盘接口和闪存接口；所述主存储设备第二连接装置通过主机接口与南桥连接，接受南桥的控制；所述主存储设备第二连接装置通过硬盘接口与硬盘连接，识别、控制所述硬盘；所述主存储设备第二连接装置通过闪存接口与闪存连接，识别、控制所述闪存。
通过本发明主存储设备第二连接装置的连接，改善南桥对主存储设备的控制，提升主存储器的存取速度。
本发明还提出一种数据存储方法，基于计算机实现数据存储，所述计算机的主存储设备包括硬盘及闪存，包括步骤：等待接收指令；接收并解析数据写入指令；判断数据大小是否超过闪存存储空间和/或闪存存储空间是否小于阀值，根据判断结果将数据写入闪存和/或将数据写入硬盘。
本发明通过将闪存与硬盘结合存储数据，加快数据存取速度，提升操作系统启动、运行速度，充分发挥闪存和硬盘的数据存储优势。
附图说明
图1为本发明第一实施例结构示意图；
图2为本发明第二实施例结构示意图；
图3为本发明第三实施例结构示意图；
图4为本发明第四实施例结构示意图；
图5为本发明第五实施例结构示意图；
图6为本发明第六实施例结构示意图；
图7为本发明第七实施例流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本发明提出第一实施例，提出的以闪存结合硬盘作存储器的计算机，充分发挥闪存和硬盘的数据存储优势。
请参照图1，所述计算机包括：
主存储设备，包括硬盘110及闪存1213，用于存储数据；
南桥10(I/O Controller Hub，ICH)，分别与上述硬盘110及闪存1213连接，分别识别、控制上述硬盘110及闪存1213。
上述南桥10接收到来自CPU的指令后，将指令传送至上述硬盘110或闪存1213，将上述硬盘110或闪存1213的反馈信息返回至CPU，以实现硬盘110和/或闪存1213与CPU之间的通信，使硬盘110与闪存1213共同作为计算机主存储设备。
基于上述实施例，本发明提出第二实施例。
请参照图2，上述南桥10(I/O Controller Hub，ICH)包括硬盘接口11及第一连接接口13。所述计算机还包括控制单元12，分别与所述第一连接接口13及闪存1213连接，通过第一连接接口13实现闪存1213与南桥10之间的通信。南桥10通过第一连接接口13连接控制单元12；此控制单元12还与闪存1213连接，识别、控制所述闪存1213；并通过所连接的第一连接接口13实现闪存1213与CPU之间的通信。
所述控制单元12包括：
主机接口120，与第一连接接口13连接；
闪存接口121，与闪存1213连接，识别、控制上述闪存1213；
缓存122，临时存储指令及数据；及
第一控制器123，通过主机接口120接收指令并发送到闪存接口121，以及接收闪存接口121反馈信息，并通过主机接口120返回到计算机。
上述闪存接口121包括：DMA1210(Direct Memory Access，直接内存存取)、ECC1211(Error Checking and Correcting，错误检查和纠正)及闪存控制体1212(Flash Controller)，实现对闪存1213的数据读写、检测及控制处理。此闪存接口121通过其闪存控制体1212与控制单元12第一控制器123进行通信。
上述南桥10接收到来自CPU的指令后，将指令通过硬盘接口11传送至上述硬盘110，或通过第一连接接口13传送至控制闪存1213的第一控制器123，再由第一控制器123传送至闪存1213，将上述硬盘110或闪存1213的反馈信息返回至CPU，以实现硬盘110和/或闪存1213与CPU之间的通信，使硬盘110与闪存1213共同作为计算机主存储设备。
上述闪存1213可作计算机的系统盘，存储计算机操作系统和/或常用应用程序，利用闪存1213高速数据存取性能，提升计算机系统启动、运行速度。
或者，上述闪存1213在作系统盘同时，还可作为硬盘缓存使用。在存储计算机操作系统和/或经常用应用程序后，留出一定空间作为计算机缓存，弥补硬盘110在存储小文件时，由于需整块连续写入造成速度缓慢的缺陷。
在无需调用硬盘110数据时，硬盘110可暂停工作，延长使用寿命。
本实施例计算机，通过南桥10硬盘接口11及控制单元12的闪存接口121分别控制硬盘110及闪存1213，实现硬盘110及闪存1213与上述计算机之间的通信，实现将硬盘110与闪存1213结合作为计算机存储器的目的。
基于上述实施例，本发明提出第三实施例。所述计算机还包括控制模块100，与南桥10第二连接接口14及硬盘110和闪存1213连接，并通过第二连接接口14达成硬盘110和闪存1213与南桥10之间的通信。
请参照图3，上述南桥10通过第二连接接口14连接有控制模块100，此控制模块100还与闪存1213连接，识别、控制上述闪存1213。
上述控制模块100包括：
主机接口120，与第二连接接口14连接；
硬盘接口11，与硬盘110连接，识别、控制上述硬盘110；
闪存接口121，与闪存1213连接，识别、控制上述闪存1213。
缓存122，临时存储指令及数据；及
第二控制器124，通过主机接口120接收来自CPU的指令并将指令分别发送到硬盘110和闪存接口121，以及接收硬盘110、闪存接口121的反馈信息并通过主机接口120返回到计算机。
上述闪存接口121，包括：DMA1210(Direct Memory Access，直接内存存取)、ECC1211(Error Checking and Correcting，错误检查和纠正)及闪存控制体1212(Flash Controller)，实现对闪存1213的数据读写、检测及控制处理。此闪存接口121通过闪存控制体1212与控制模块100第二控制器124进行通信。
上述南桥10接收到来自CPU的指令后，将指令通过第二连接接口14传送至第二控制器124，再由第二控制器124传送至硬盘110或闪存1213，将上述硬盘110或闪存1213的反馈信息返回至CPU，以实现硬盘110和/或闪存1213与CPU之间的通信，使硬盘110与闪存1213共同作为计算机主存储设备。
本实施例计算机，控制模块100通过硬盘接口11及闪存接口121分别控制硬盘110及闪存1213，实现硬盘110及闪存1213与上述计算机之间的通信，实现将硬盘110与闪存1213结合作为计算机存储器的目的。
基于上述实施例，本发明提出第四实施例。请参照图4，上述南桥10包括：
硬盘接口11，与硬盘110连接；
闪存接口121，与闪存1213连接，识别、控制上述闪存1213；
南桥处理器125，接收来自CPU的指令并发送到硬盘110、闪存接口121，以及接收硬盘110、闪存接口121反馈信息并返回到计算机。
上述闪存接口121，包括：DMA1210(Direct Memory Access，直接内存存取)、ECC1211(Error Checking and Correcting，错误检查和纠正)及闪存控制体1212(Flash Controller)，实现对闪存1213的数据读写、检测及控制处理。此闪存接口121通过其闪存控制体1212与南桥处理器125进行通信。
上述南桥10通过南桥处理器125接收到来自CPU的指令后，将指令经硬盘接口11传送至上述硬盘110，或通过闪存控制体1212传送至闪存1213，将上述硬盘110或闪存1213的反馈信息返回至CPU，以实现硬盘110和/或闪存1213与CPU之间的通信，使硬盘110与闪存1213共同作为计算机主存储设备。
本实施例计算机，南桥处理器125通过硬盘接口11和闪存接口121分别控制硬盘110和闪存1213，实现硬盘110及闪存1213与上述计算机之间的通信，实现将硬盘110与闪存1213结合作为计算机存储器的目的。
基于上述实施例，本发明提出第五实施例。请参照图5，主存储设备第一连接装置20分别与南桥10和主存储设备连接，主存储设备包括硬盘110和闪存1213。主存储设备第一连接装置20包括：硬盘接口11，与南桥10及硬盘110分别连接，实现对所述硬盘110的通信；控制单元12，包括第一控制器123、缓存122、主机接口120和闪存接口121。
上述控制单元12通过主机接口120与南桥10连接，接受南桥10的控制；控制单元12还通过闪存接口121与闪存1213连接，识别、控制上述闪存1213。
上述硬盘接口11接收南桥10转送的指令，再传送至上述硬盘110，将上述硬盘110的反馈信息返回至南桥10。上述主机接口120接收由南桥10转送的指令，再经由第一控制器123传送至闪存1213，将上述闪存1213的反馈信息返回至南桥10；以实现硬盘110和/或闪存1213与南桥10之间的通信，使硬盘110与闪存1213共同作为计算机主存储设备。
本发明装置通过上述主机接口120、硬盘接口11及闪存接口121，实现计算机与硬盘110、闪存1213之间的通信。
基于上述实施例，本发明提出第六实施例。请参照图6，主存储设备第二连接装置30，分别与南桥10和主存储设备连接，所述主存储设备包括硬盘110和闪存1213，所述主存储设备第二连接装置30包括：第二控制器124、缓存122、主机接口120、硬盘接口11及闪存接口121。
上述主存储设备第二连接装置30通过主机接口120与南桥10连接，实现对所述硬盘的通信；主存储设备第二连接装置30通过硬盘接口11与硬盘110连接，识别、控制上述硬盘110；主存储设备第二连接装置30通过闪存接口121与闪存1213连接，识别、控制上述闪存1213。
上述硬盘接口11及主机接口120，接收南桥10及第二控制器124转送的指令，再传送至上述硬盘110或闪存1213，同时将上述硬盘110或闪存1213的反馈信息返回至南桥，以达成硬盘110和/或闪存1213与CPU之间的通信，使硬盘110与闪存1213共同作为计算机主存储设备。
本发明装置由第二控制器124控制上述主机接口120、硬盘接口11及闪存接口121，实现计算机与硬盘110、闪存1213之间的通信。
基于上述实施例，本发明提出第七实施例。请参照图7，提出数据存储方法，基于计算机实现数据存储，计算机的主存储设备包括硬盘110及闪存1213，包括步骤如下：
步骤S10，等待接收指令；
步骤S11，接收解析数据写入指令；
步骤S12，判断数据大小是否超过闪存1213存储空间；如是，进行步骤S15；如否，进行下一步骤；
步骤S13，将数据写入闪存1213；
步骤S14，判断闪存1213存储空间是否小于阀值；如是进行步骤S15；如否，返回步骤S10；
步骤S15，将数据写入硬盘110。
在进行数据写入前，存储设备等待接收数据写入指令；
在接收写入数据命令后，分析指令，判断上述写入的数据大小是否超过闪存1213的存储空间；如是进行步骤S15；如否，进行下一步骤，将数据写入闪存1213。
上述闪存1213的存储空间预设有一阀值(参考值，作比较用)，当闪存1213的存储空间小于或等于该阀值，选取闪存1213中部分现有数据搬迁到硬盘110中，以释放闪存1213的存储空间；如闪存1213的闪存储空间还大于该阀值，则可继续等待数据写入。
本发明方法，通过将闪存1213与硬盘110结合存储数据，加快数据存取速度，充分发挥闪存1213和硬盘110各自的数据存储优势。
以上上述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种计算机，其特征在于，包括：
主存储设备，包括硬盘及闪存，用于存储数据；
南桥，分别与所述硬盘及闪存连接，分别识别、控制所述硬盘及闪存。
2.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于，所述南桥包括硬盘接口及第一连接接口，南桥通过所述硬盘接口及第一连接接口分别与所述硬盘和闪存通信。
3.根据权利要求2所述的计算机，其特征在于，所述计算机还包括控制单元，分别与所述南桥的第一连接接口及闪存连接，通过第一连接接口实现闪存与南桥之间的通信。
4.根据权利要求3所述的计算机，其特征在于，所述控制单元包括：
主机接口，与第一连接接口连接；
闪存接口，与闪存连接，识别、控制所述闪存；
缓存，临时存储指令及数据；及
第一控制器，通过主机接口接收指令并发送到闪存接口，以及接收闪存接口反馈信息并通过主机接口返回到计算机。
5.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于，所述南桥包括第二连接接口，南桥通过此第二连接接口与硬盘及闪存通信。
6.根据权利要求5所述的计算机，其特征在于，所述计算机还包括控制模块，与南桥第二连接接口及硬盘和闪存连接，并通过第二连接接口达成硬盘和闪存与南桥之间的通信。
7.根据权利要求6所述的计算机，其特征在于，所述控制模块包括：
主机接口，与第二连接接口连接；
硬盘接口，与硬盘连接，识别、控制所述硬盘；
闪存接口，与闪存连接，识别、控制所述闪存；
缓存，临时存储指令及数据；及
第二控制器，通过主机接口接收指令并发送到硬盘、闪存接口，以及接收硬盘、闪存接口反馈信息并通过主机接口返回到计算机。
8.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于，所述南桥包括：
硬盘接口，与硬盘连接；
闪存接口，与闪存连接，识别、控制所述闪存；
南桥处理器，接收CPU指令并发送到硬盘、闪存接口，以及接收硬盘、闪存接口反馈信息并返回到计算机。
9.根据权利要求4、7或8中任意一项所述的计算机，其特征在于，所述闪存接口包括：DMA、ECC及闪存控制体。
10.一种主存储设备第一连接装置，分别与南桥和主存储设备连接，所述主存储设备包括硬盘和闪存，其特征在于，包括：
硬盘接口，与所述南桥及硬盘分别连接，实现对所述硬盘的通信；
控制单元，包括第一控制器、缓存、主机接口和闪存接口；
所述控制单元通过所述主机接口与南桥连接，接受南桥的控制；
所述控制单元通过闪存接口与闪存连接，识别、控制所述闪存。
11.一种主存储设备第二连接装置，分别与南桥和主存储设备连接，所述主存储设备包括硬盘和闪存，其特征在于，包括：
第二控制器、缓存、主机接口、硬盘接口和闪存接口；
所述主存储设备第二连接装置通过主机接口与南桥连接，接受南桥的控制；
所述主存储设备第二连接装置通过硬盘接口与硬盘连接，识别、控制所述硬盘；
所述主存储设备第二连接装置通过闪存接口与闪存连接，识别、控制所述闪存。
12.一种数据存储方法，基于计算机实现数据存储，所述计算机的主存储设备包括硬盘及闪存，其特征在于，步骤如下：
等待接收指令；
接收并解析数据写入指令；
判断数据大小是否超过闪存存储空间和/或闪存存储空间是否小于阀值，根据判断结果将数据写入闪存和/或将数据写入硬盘。
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