CN101685377A

CN101685377A - 用于磁盘阵列系统的数据保存方法及其数据保存装置

Info

Publication number: CN101685377A
Application number: CN200810161721A
Authority: CN
Inventors: 陈智弘
Original assignee: Wistron Corp
Current assignee: Wistron Corp
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-03-31

Abstract

本发明涉及用于磁盘阵列系统的数据保存方法及其数据保存装置。该用于一磁盘阵列系统的数据保存方法，包含有检测输入至一电源供应装置的一交流电源，该电源供应装置用来将该交流电源转换为一直流电源，以供电至该磁盘阵列系统；以及于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，将该磁盘阵列系统的一存储器模块的数据储存于一非易失性储存装置中。

Description

用于磁盘阵列系统的数据保存方法及其数据保存装置

技术领域

本发明涉及一种用于一磁盘阵列系统的数据保存方法及其相关数据保存装置与磁盘阵列系统，特别是涉及一种可节省面积及制造成本并确保正常运作的数据保存方法及其相关数据保存装置与磁盘阵列系统。

背景技术

磁盘阵列系统(Redundant Array of Independent Disks，RAID)是一种将多个硬盘组合起来的储存技术，其性能达到甚至超过一个价格昂贵、容量巨大的硬盘。由于磁盘阵列系统比单颗硬盘具有更高的数据整合度、容错功能及储存容量，因此，磁盘阵列系统常被用在伺服器计算机上，并且常使用完全相同的硬盘作为组合。

就技术而言，磁盘阵列系统是将多个硬盘组合成为单一逻辑磁区，使操作系统将其视为单一硬盘。在此情形下，当系统关机或断电时，磁盘阵列系统需将相关配置信息或暂存(即尚未完成写入)的数据储存于一存储器模块中，以确保重开机时磁盘阵列系统得以正常运作。为了提升操作速度，此存储器模块通常为一易失性存储器(Volatile Memory)，如随机存取存储器(Random Access Memory)。由于易失性存储器所储存的数据会随着电源的中断而抹除，因此，当系统因关机或其它因素(如停电)而不供电时，磁盘阵列系统会通过额外的电源储存装置，如备援电池单元(BatteryBackup Unit)，提供电力至存储器模块中，使存储器模块可持续保存数据。

请参考图1，图1为已知的一磁盘阵列系统10的示意图。磁盘阵列系统10包含有磁盘HD_0～HD_n、一存储器模块100、一电源供应装置102、一磁盘控制单元104及一备援电池单元106。电源供应装置102用来将一交流电源PWR_AC转换为一直流电源PWR_DC，以供电至磁盘控制单元104。磁盘控制单元104用来驱动磁盘HD_0～HD_n，其可能包含有北桥芯片、序列式先进附加(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)控制芯片等。此外，磁盘控制单元104会将磁盘HD_0～HD_n的配置信息及暂存数据储存于存储器模块100中。存储器模块100为一易失性存储器，当电源供应装置102停止供电时，备援电池单元106会提供电力至存储器模块100中，使存储器模块100可持续保存数据。

换句话说，当系统不供电时，备援电池单元106用以确保存储器模块100所储存的数据不被抹除。如此一来，当重新开机时，操作系统可正确判断磁盘阵列系统10的相关配置并将尚未完成写入的数据写入磁盘中，使得磁盘阵列系统10得以正常运作。然而，增加备援电池单元106除了会增加制造成本、耗费面积外，需注意的是，备援电池单元106所储存的电力攸关系统可持续不供电的时间。也就是说，若备援电池单元106所能储存的电力较少，则持续供电至存储器模块100的时间相对地也会缩短。相反地，若备援电池单元106所能储存的电力较高，则持续供电至存储器模块100的时间相对地也会增加，换句话说，系统可持续不供电的时间也越长。当然，备援电池单元106的电力储存容量越高越好，但相对地会增加备援电池单元106所占的面积、制造成本等。其次，即使不考虑面积、制造成本等而任意地增加备援电池单元106的电力储存容量，但只要关机时间够久，备援电池单元106所能提供的电力还是会被消耗光，同时，备援电池单元106也可能因损坏或故障，而无法正常供电至存储器模块100，造成重开机时，操作系统无法正确处理后续运作，影响使用时的便利性。

简言之，通过备援电池单元供电至存储器模块的方式除了耗费面积及增加制造成本外，仍无法确保磁盘阵列系统得以正常运作，实有改进的必要。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于一磁盘阵列系统的数据保存方法及其相关数据保存装置与磁盘阵列系统。

本发明揭示一种用于一磁盘阵列系统的数据保存方法，包含有检测输入至一电源供应装置的一交流电源，该电源供应装置用来将该交流电源转换为一直流电源，以供电至该磁盘阵列系统；以及于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，将该磁盘阵列系统的一存储器模块的数据储存于一非易失性储存装置中。

本发明还揭示一种用于一磁盘阵列系统的数据保存装置，包含有一非易失性储存装置；一检测单元，用来检测输入至一电源供应装置的一交流电源，该电源供应装置用来将该交流电源转换为一直流电源，以供电至该磁盘阵列系统；以及一控制单元，用来于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，将该磁盘阵列系统的一存储器模块的数据储存于该非易失性储存装置中。

本发明还揭示一种磁盘阵列系统，包含有多个磁盘；一存储器模块；一电源供应装置，耦接于一交流电源，用来将该交流电源转换为一直流电源；一磁盘控制单元，耦接于该多个磁盘、该存储器模块及该电源供应装置，用来接收该直流电源以驱动该多个磁盘，并将该多个磁盘的配置信息及暂存数据储存于该存储器模块；以及一数据保存装置。该数据保存装置包含有一非易失性储存装置；一检测单元，用来检测该交流电源；以及一控制单元，用来于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，将该存储器模块的数据储存于该非易失性储存装置中。

附图说明

图1为已知的一磁盘阵列系统的示意图。

图2为本发明实施例一磁盘阵列系统的示意图。

图3为本发明实施例一数据保存流程的示意图。

图4为图2中一电源供应装置的电源转换示意图。

图5为本发明实施例一数据保存流程的示意图。

附图符号说明

HD_0～HD_n 磁盘

100、200 存储器模块

102、202 电源供应装置

104、204 磁盘控制单元

106 备援电池单元

206 数据保存装置

208 非易失性储存装置

210 检测单元

212 控制单元

PWR_AC 交流电源

PWR_DC 直流电源

t1、t2、t3、t4 时点

T_RES 时段

V_DC、V_WRK 电压

30、50 流程

300、302、304、306、500、502、504、506、508、510、512 步骤

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明实施例一磁盘阵列系统20的示意图。磁盘阵列系统20包含有磁盘HD_0～HD_n、一存储器模块200、一电源供应装置202、一磁盘控制单元204及一数据保存装置206。在图2中，磁盘HD_0～HD_n、存储器模块200、电源供应装置202及磁盘控制单元204的运作方式类似于图1中磁盘HD_0～HD_n、存储器模块100、电源供应装置102及磁盘控制单元104；亦即，电源供应装置202用来将交流电源PWR_AC转换为直流电源PWR_DC，以供电至磁盘控制单元204。磁盘控制单元204用来驱动磁盘HD_0～HD_n，其可能包含有北桥芯片、序列式先进附加(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)控制芯片等。同时，磁盘控制单元204会将磁盘HD_0～HD_n的配置信息及暂存数据储存于存储器模块200中。存储器模块200为一易失性存储器，换句话说，存储器模块200所储存的数据会随着电源的中断而抹除。为了避免存储器模块200所储存的数据随电源的中断而抹除，磁盘阵列系统20通过数据保存装置206适时储存存储器模块200的数据，以利后续运作。

在图2中，数据保存装置206包含有一非易失性储存装置208、一检测单元210及一控制单元212。非易失性储存装置208所储存的数据不会随电源中断而消失，其可以是快闪存储器(Flash Memory)等非易失性存储器。检测单元210耦接于交流电源PWR_AC，用来检测交流电源PWR_AC的启闭。控制单元212可整合于磁盘控制单元204中，用来根据检测单元210的检测结果，于交流电源PWR_AC停止输入至电源供应装置202时，将存储器模块200的数据储存于非易失性储存装置208中。关于数据保存装置206的运作方式，请继续参考图3。

图3为本发明实施例一数据保存流程30的示意图。数据保存流程30是数据保存装置206的运作流程，用以于磁盘阵列系统20中适时保存存储器模块200的数据。数据保存流程30包含以下步骤：

步骤300：开始。

步骤302：检测单元210检测输入至电源供应装置202的交流电源PWR_AC。

步骤304：于交流电源PWR_AC停止输入至电源供应装置202时，控制单元212将存储器模块200的数据储存于非易失性储存装置208中。

步骤306：结束。

根据数据保存流程30，当检测单元210检测到交流电源PWR_AC停止供电时，控制单元212可将存储器模块200的数据储存于非易失性储存装置208。由于非易失性储存装置208所储存的数据不会随电源中断而消失，因此当电源供应装置202停止供电后，磁盘阵列系统20不需提供额外的电源储存装置，如图1的备援电池单元106，即可利用非易失性储存装置208的特性，保存存储器模块200所储存的数据。在此情形下，当重新开机时，操作系统可正确判断磁盘阵列系统20的相关配置并将尚未完成写入的数据写入磁盘中，使得磁盘阵列系统20得以正常运作。

简言之，在磁盘阵列系统20中，当电源供应装置202停止供电时，控制单元212会将存储器模块200的数据储存于非易失性储存装置208中，使得磁盘阵列系统20不需提供额外的电源给存储器模块200。其中，控制单元212操作所需的电源可由电源供应装置202的残余电源提供。请参考图4，图4为电源供应装置202的电源转换示意图。在图4中，由上至下分别对应于交流电源PWR_AC及直流电源PWR_DC。另外，V_DC表示直流电源PWR_DC的稳定电压，V_WRK表示磁盘阵列系统20可运作的最低电压，通常为V_DC的90％。首先，在时点t1时，交流电源PWR_AC开始供应。此时，电源供应装置202会通过内部电容储存电荷的效应，开始将交流电源PWR_AC转换为直流电源PWR_DC，使得直流电源PWR_DC的电压逐渐增加。接着，交流电源PWR_AC持续供应至时点t2时，直流电源PWR_DC的电压爬升到了V_WRK，表示磁盘阵列系统20可开始运作。若在时点t3时，系统关机或断电，则交流电源PWR_AC开始停止供电。接着，由于电容放电效应，电源供应装置202开始释放内部电容所残余的电源，使得直流电源PWR_DC的电压由V_DC逐渐减少至时点t4的V_WRK。换句话说，由时点t3至t4的时段，即T_RES，电源供应装置202的残余电源仍足以驱动磁盘阵列系统20。因此，数据保存装置206可利用时段T_RES，将存储器模块200的数据储存于非易失性储存装置208中。

简单来说，由于交流电源PWR_AC停止供电后，电源供应装置202仍持续释放足以驱动磁盘阵列系统20运作的电源(即电压大于V_WRK的残余电源)。因此，当检测单元210在时点t3检测到交流电源PWR_AC停止供应至电源供应装置202时，控制单元212可利用时点t3至t4的时段T_RES，将存储器模块200的数据储存于非易失性储存装置208中，以利用非易失性储存装置208的特性，保存存储器模块200所储存的数据。进一步地，为了使控制单元212可更有效率地将存储器模块200的数据储存于非易失性储存装置208中，磁盘控制单元204可减少储存于存储器模块200中的数据量。另外，为了延长时段T_RES，除了可加大电源供应装置202的内部电容外，亦可于交流电源PWR_AC停止供电时，由控制单元212先关闭磁盘HD_0～HD_n的电源，使磁盘HD_0～HD_n停止汲取电源供应装置202的残余电源，进而延长时段T_RES。

上述的运作方式可归纳于图5，图5为本发明实施例一数据保存流程50的示意图。数据保存流程50是数据保存装置206的运作流程，用以于磁盘阵列系统20中适时保存存储器模块200的数据。数据保存流程50包含以下步骤：

步骤500：启动磁盘阵列系统20。

步骤502：判断交流电源PWR_AC是否断电。若是，进行步骤504；若否，进行步骤506。

步骤504：关闭磁盘HD_0～HD_n的电源，并进行步骤508。

步骤506：执行磁盘阵列系统20的存取功能。

步骤508：判断存储器模块200中是否有待写入数据。若有，进行步骤510；若无，进行步骤512。

步骤510：将存储器模块200的数据储存于非易失性储存装置208中。

步骤512：不将存储器模块200的数据储存于非易失性储存装置208中。

数据保存流程50是前述说明的归纳，故不另加赘述。

在现有知技术中，磁盘阵列系统需设置备援电池单元，以于系统断电时供电至存储器模块，这样的方式不仅耗费面积及增加制造成本外，仍无法确保磁盘阵列系统得以正常运作。相较之下，在本发明中，当系统断电时，控制单元212可使用电源供应装置202的残余电源，将存储器模块200的数据储存于非易失性储存装置208中。如此一来，磁盘阵列系统20除了可节省备援电池单元所需的面积及制造成本外，更重要的是，可确保相关配置信息或暂存的数据不因电源中断而抹除，以维持后续正常运作。

综上所述，当系统断电时，本发明的磁盘阵列系统是将存储器模块的数据储存于非易失性储存装置中，使得重新开机时，操作系统可正确判断磁盘阵列系统的相关配置并将尚未完成写入的数据写入磁盘中，以确保正常运作。因此，本发明不仅可节省备援电池单元所需的面积及制造成本外，更重要的是，本发明可确保相关配置信息或暂存的数据不因电源中断而抹除，使得磁盘阵列系统得以正常运作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种用于一磁盘阵列系统的数据保存方法，包含有：

检测输入至一电源供应装置的一交流电源，该电源供应装置用来将该交流电源转换为一直流电源，以供电至该磁盘阵列系统；以及

于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，将该磁盘阵列系统的一存储器模块的数据储存于一非易失性储存装置中。

2.如权利要求1所述的方法，其中该存储器模块储存有该磁盘阵列系统的配置信息及暂存数据。

3.如权利要求2所述的方法，其还包含减少储存于该存储器模块中的数据量。

4.如权利要求1所述的方法，其中该存储器模块是一易失性储存装置。

5.如权利要求1所述的方法，其中于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，将该磁盘阵列系统的该存储器模块的数据储存于该非易失性储存装置中，是于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，使用该电源供应装置的一残余直流电源，将该存储器模块的数据储存于该非易失性储存装置中。

6.如权利要求5所述的方法，其还包含增加该电源供应装置的该残余直流电源的电量。

7.如权利要求1所述的方法，其还包含于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，关闭该磁盘阵列系统的多个磁盘。

8.一种用于一磁盘阵列系统的数据保存装置，包含有：

一非易失性储存装置；

一检测单元，用来检测输入至一电源供应装置的一交流电源，该电源供应装置用来将该交流电源转换为一直流电源，以供电至该磁盘阵列系统；以及

一控制单元，用来于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，将该磁盘阵列系统的一存储器模块的数据储存于该非易失性储存装置中。

9.如权利要求8所述的数据保存装置，其中该存储器模块储存有该磁盘阵列系统的配置信息及暂存数据。

10.如权利要求8所述的数据保存装置，其中该存储器模块是一易失性储存装置。

11.如权利要求8所述的数据保存装置，其中该控制单元是用来于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，使用该电源供应装置的一残余直流电源，将该存储器模块的数据储存于该非易失性储存装置中。

12.如权利要求8所述的数据保存装置，其中该控制单元还用来于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，关闭该磁盘阵列系统的多个磁盘。

13.一种磁盘阵列系统，包含有：

多个磁盘；

一存储器模块；

一电源供应装置，耦接于一交流电源，用来将该交流电源转换为一直流电源；

一磁盘控制单元，耦接于该多个磁盘、该存储器模块及该电源供应装置，用来接收该直流电源以驱动该多个磁盘，并将该多个磁盘的配置信息及暂存数据储存于该存储器模块；以及

一数据保存装置，包含有：

一非易失性储存装置；

一检测单元，用来检测该交流电源；以及

一控制单元，用来于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，将该存储器模块的数据储存于该非易失性储存装置中。

14.如权利要求13所述的磁盘阵列系统，其中该存储器模块是一易失性储存装置。

15.如权利要求13所述的磁盘阵列系统，其中该磁盘控制单元还用来减少储存于该存储器模块中的数据量。

16.如权利要求13所述的磁盘阵列系统，其中该控制单元是用来于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，使用该电源供应装置的一残余直流电源，将该存储器模块的数据储存于该非易失性储存装置中。

17.如权利要求16所述的磁盘阵列系统，其中该电源供应装置包含一电容，用来增加该电源供应装置的该残余直流电源的电量。

18.如权利要求13所述的磁盘阵列系统，其中该控制单元还用来于该交流电源停止输入至该电源供应装置时，关闭该磁盘阵列系统的多个磁盘。

19.如权利要求13所述的磁盘阵列系统，其中该控制单元是整合于该磁盘控制单元中。