CN102117099A - 一种计算机内置式网络存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种计算机内置式网络存储装置，属于网络存储技术领域。该发明提供的网络存储装置通过计算机主板上的第二处理单元、硬盘、第二内存单元和网络接口单元所构建，因此内置于计算机中并能与计算机兼容。该装置能在在计算机处理“待机”、“休眠”或“关机”状态执行网络存储任务，具有成本低、功耗小的特点。

Description

一种计算机内置式网络存储装置

技术领域

本发明属于网络存储技术领域，具体涉及一种可与现有计算机主机兼容的、内置式网络存储装置，尤其涉及一种使计算机在“待机”、“休眠”或“关机”状态下均可实现网络下载的网络存储装置。

背景技术

近年来，随机计算机技术和网络技术的发展，计算机的网络应用无处不在。其中，从网络上下载数据(网络下载，为网络存储的其中一种任务形式)成为计算机的一种基本功能，通常，现有普通硬件架构的计算机装置均能实现这一基本功能。实现网络下载的计算机的主机一般包括有：主板、主板上的中央处理单元(CPU)、主板上的芯片组(例如南北桥芯片组)、硬盘、内存、网卡、电源模块、光驱等。通常，计算机的网络下载是多任务模式的，例如，用户在进行网络浏览时同时进行软件更新下载、同时通过BT等软件网络下载数据。而这种网络下载数据通常会大大延缓网络浏览的速度，因此，用户通常让计算机处理闲置时开机进行网络数据下载。

一般情况下，计算机的工作状态大致可以分为以下S0-S5六种状态：

S0是指计算机的普通工作状态，所有计算机主板及其连接设备全开，功耗一般会超过80W；

S1也称为POS(Power On Suspend，电源挂起)，是指计算机除了通过CPU时钟控制器将CPU停止工作之外，其他主板连接设备(例如硬盘、内存、芯片组等)仍然正常工作，功耗一般在30W以下(例如，有些CPU降温软件就是利用这种工作原理)；

S2是指CPU处于关闭状态，总线时钟也被关闭，但其余主板连接的设备仍然运转；

S3是指STR(Suspend to RAM，内存挂起)，也是使用者最长用到的状态，STR就是把系统进入STR前的工作状态数据都存放到内存中去。在STR状态下，主电路电源仍然继续为内存等最必要的设备供电，以确保数据不丢失，而其他设备均处于关闭状态，系统的耗电量极低。一旦我们按下Power按钮(主机电源开关)，系统就被唤醒，马上从内存中读取数据并恢复到STR之前的工作状态。内存的读写速度极快，因此我们感到进入和离开STR状态所花费的时间不过是几秒钟而已，功耗不超过10W；

S4也称为STD(Suspend to Disk，硬盘挂起)，是指系统主电源关闭，但是硬盘仍然带电并可以被唤醒，此时内存中信息被写入硬盘中，所有部件停止工作；

S5是指连电源在内的所有设备全部关闭，计算机本身无功耗。

以上状态中，通常，S0为正常工作状态；S1、S2状态称之为“省电”状态，移动鼠标、按任一键盘即可唤醒电脑；S3状态称之为“待机(Standby)”状态；S4状态通常称之为“休眠(Hibernate)”或者“睡眠(Sleep)”状态；S5状态称之为“关机”状态。以网络下载为例，计算机在日常执行网络下载时，通常工作在S0状态下，至少在S3、S4和S5状态下，现有技术的计算机是根本不可能实现网络下载任务的。因此，计算机用户在执行较大数据的网络下载时，通常是需要运行在S0的工作状态。一般情况下，计算机用户为了在使网络下载不影响在其使用时的网络速度，通常是用户离开状态下让计算机运行在S0状态、让其自动执行网络下载。这样，现有计算机虽然能够较好实现网络下载等网络存储任务，但是，具有运行成本高、功耗大、缩短计算机寿命的缺点。

针对以上所述需求，现有技术中提出了一种专用于网络下载的网络附加存储(Network Attached Storage，NAS)。这种装置利用执行网络下载等网络存储任务时需要执行的任务简单、要求运行的相关硬件较少的特点，用相对简单硬件结构(相对于计算机主机)形成一个类似于专用于网络下载的文件服务器。NAS通常包括微处理器、网络控制模块、用于数据存储的硬盘及其控制器、输入模块、固定存储模块、显示模块等，通过以上模块协调工作，用户可以通过网络接口与网络直接连接，实现网络数据服务。因此，具有相对成本低(相对于计算机)、可用性高、方便安装使用等优点。

同时，现有技术中还提出了一种DAS(Direct Attached Storage，直接附属存储)，也可称为SAS(Server-Attached Storage，服务器附加存储)。DAS被定义为直接连接在各种服务器或客户端扩展接口下的数据存储设备，它依赖于服务器，其本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统。在这种方式中，存储设备是通过电缆(通常是SCSI接口(SmallComputer System Interface，小型计算机系统接口)电缆)直接到服务器的，I/O(输入/输入)请求直接发送到存储设备。

不管是NAS还是DAS，相对于计算机主机都是一个独立的设备装置，随着网络存储的个人应用需求越来越广，个人用户为更好的实现网络存储功能，一般不大愿意再花高价钱购买NAS或者DAS，取而代之的是，通常是使计算机主机长时间运行于S0状态实现自身的网络存储需求。

因此，有必要提出一种计算机内置式的、通过计算机主机来主要替代NAS的功能的网络存储装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，利用现有的计算机装置提供一种计算机内置式的、计算机在“待机”、“休眠(包括睡眠状态)”或“关机”状态下均能工作的网络存储装置。

为解决以上技术问题，本发明提供一种计算机内置式网络存储装置，包括：

第二处理单元，其运行功耗低于计算机主板上的中央处理单元；

硬盘；

第二内存单元，其不同于计算机主板上的第一内存单元；以及

网络接口单元，

其中，所述第二处理单元、硬盘、第二内存单元、网络接口单元均置于计算机主板上，并且在计算机“待机”、“休眠”或“关机”状态下均处于带电状态以在“待机”、“休眠”或“关机”状态下实现网络存储功能，所述第二处理单元分别与所述硬盘、第二内存单元、网络接口单元通信连接。

根据本发明所提供的网络存储装置，其中，所述网络存储装置通过计算机的电源模块供电。

所述网络存储装置分别与计算机主板上的中央处理单元、计算机主板上的第一内存单元通信连接。

所述中央处理单元运行的情况下，第二处理单元不运行，所述中央处理单元不运行的情况下，第二处理单元可以运行。所述第二处理单元为8位、16位或者32位的微处理器；

所述第二处理单元可以为8086系列的单片机、微控制单元或者数字信号处理器。

所述第二处理单元可以为计算机主板上的显卡上的图形处理单元；或者可以为远程开机单元中的处理单元。

所述硬盘也可以专用于网络存储装置。

所述第二内存单元通过随时都带电工作的内存插槽置于计算机主板上。所述第二内存单元可以是计算机主板上的显卡上的显存。

根据本发明所提供的网络存储装置，其中，还包括与所述第二处理单元通信连接的辅助接口。

本发明的技术效果是，该网络存储装置所包括的第二处理单元、硬盘、第二内存单元和网络接口单元均置于计算机主板上，并可以与现有技术计算机主板的硬盘等组件共享利用，因此具有成本低的特点；同时，通过计算机的电源模块使第二处理单元、硬盘、第二内存单元和网络接口单元均处于带电状态，从而在计算机主板上的中央处理器不工作时，网络存储装置也能够根据命令运行，同时进一步结合该网络存储装置的第二处理单元的低功耗的特点，因此该网络存储装置在计算机处于“待机”、“休眠”或“关机”状态下均能够实现网络存储，具有功耗低的特点。

附图说明

图1是本发明提供的网络存储装置结构实施例示意图；

图2是带本发明提供的网络存储装置的计算机主板结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

在该发明中，“待机”状态是指背景技术中所描述的S3状态；“休眠”状态是指背景技术中所描述的S4状态，“休眠”状态也包括通常所说的“睡眠”状态；“关机”状态即背景技术中所描述的S5状态。

图1所示为本发明提供的网络存储装置结构实施例示意图。该网络存储装置内置于计算机主板上，并可以与计算机主机共享应用一些装置。如图1所示，网络存储装置200包括计算机主板上的第二处理单元210、计算机主板上的硬盘220、计算机主板上的第二内存单元230以及计算机主板上的网络接口单元240。该实施例的网络存储装置200置于计算机主板之上，通过计算机的电源模块120供电，从使不管计算机是工作在“待机”、“关机”或者“休眠”等状态，网络存储装置200中的计算机主板上的第二处理单元210、计算机主板上的硬盘220、计算机主板上的第二内存单元230以及计算机主板上的网络接口单元240都能够处于带电状态。因此，计算机的电源模块120随时与外部的交流电源电连接。网络存储装置200与计算机主板上的中央处理单元110、计算机主板上的第一内存单元130通信连接，从而可以与中央处理单元110、第一内存单元130交换数据、命令等。

请参阅图1，计算机主板上的中央处理单元110是传统计算机上中央处理器，现在通常的个人电脑中，应用的一般是Intel公司或者AMD公司的中央处理器。计算机主板上的中央处理单元110用于集中处理各种视频处理、系统操作等命令任务，具有强大的数据处理功能，也同时具有频率高、功耗高的特点。现有技术中，个人用户在使电脑运行在S0状态执行网络存储功能时，其数据命令的处理功能是通过中央处理单元110完成的。由于计算机在S2、S3、S4、S5状态时中央处理单元110是不带电的，因此，在现有技术中，S2、S3、S4、S5状态时是不能够完成网络存储(例如网络下载)任务的。计算机主板上的第一内存单元130通常置于计算机主板上的内存插槽上，其可以为DDR(Double DataRate RAM，双倍速率同步动态随机存储器)1、DDR2或者DDR3的内存。现有技术中，由于计算机在S4、S5状态时第一内存单元130是不带电的，而在网络存储的任务过程中，是依赖与内存实现交换数据等过程，因此，在现有技术中，S4、S5状态时更是不能够完成网络存储(例如网络下载)任务的。

继续参阅图1，网络存储装置200所包括的计算机主板上的第二处理单元210是一种区别于中央处理单元110的微处理器。由于执行网络存储任务时需要执行的任务简单，数据命令处理相对不是那么复杂，因此，第二处理单元210可以选择能耗较低的CPU(中央处理单元)，这也减小对计算机的电源模块120的供电要求，功耗较低的CPU的频率通常也比较低，一般情况下其处理频率是能够满足网络存储任务处理需求，当然，其处理频率的大小至少要满足其所通信连接的网络接口单元的要求。较佳地，在中央处理单元230运行的情况下，第二处理单元210不运行；在中央处理单元停止运行的情况下，可以选择第二处理单元210运行。在该实施例中，计算机主板上的第二处理单元210可以为8086系列的单片机、MCU(Micro Control Unit，微控制单元)、DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理器)等，其可以为8位、16位或者32位的微处理器，其也可以为ARM后者Marvell公司的比较节能的微处理机架构的处理单元。随着微处理器技术的发展变化，第二处理单元210的选择也可以进一步作扩展。需要说明的是，第二处理单元210在计算机主板上可以理解为至少两种情况：第一种，第二处理单元210是相对现有技术中的计算机主板额外增加的一个专门用于网络存储的处理单元；第二种，第二处理单元210是现有技术中的计算机主板上已经存在的、除中央处理单元110之外的另一个处理单元，例如可以是主板上的显卡上的GPU(Graphic Processing Unit，图形处理单元)，也可以是如中国专利申请号200910163355.1、中国专利申请号200910163356.6(发明名称：计算机主板)中所描述的远程开机单元中的处理单元。该远程开机单元与发送开机指令的网络服务器通信，其可拆装地连接于一接有电源且响应所述开机指令触发主电路的被控终端，并由所述被控终端提供电力，其中，所述远程开机单元包括一处理单元、一连接所述处理单元并与所述网络服务器和所述被控终端通信的通信单元，以及至少一个存储所述网络服务器地址的存储单元，所述远程开机单元通过所述通讯单元主动与所述地址上的网络服务器保持通信。

计算机主板上的第二处理单元210分别与网络存储装置200中的硬盘220、第二内存单元230、网络接口单元240通信连接，从而可以实现第二处理单元210分别与硬盘220、第二内存单元230、网络接口单元240之间实现数据或命令的交换。

继续参阅图1，该实施例网络存储装置200中的计算机主板上的硬盘220是利用现有技术中的与计算机主板连接的硬盘来实现相关数据的网络存储。在该实施例中，计算机主板上可以包括两个硬盘，一个硬盘用于计算机执行除网络存储之外的普通任务所使用，另一个即是专用于网络存储的计算机主板上的硬盘220。计算机主板上的硬盘220在计算机处于“待机”、“关机”或者“休眠”状态下，均可以通过计算机的电源模块120带电。硬盘220的个数或者容量不受本发明限制。硬盘220的接口类型可以是SATA(Serial ATA，串口)形式、IDE(IntegratedDrive Electronic，电子集成驱动器)形式、SCSI形式或者光纤通道形式，其具体接口类型也不受本发明限制。需要说明的是，随着计算机存储技术的发展，硬盘也可以被其它形式的存储装置代替(例如，Flash存储器形式的固态硬盘)，硬盘220的选择也可以随技术的发展而扩展。

继续参阅图1，计算机主板上的第二内存单元230为区别于现有技术计算机主板上的第一内存单元130，该第二内存单元230在计算机处于“待机”、“关机”或者“休眠”状态下也可以通过计算机的电源模块120使之带电，因此，在第二处理单元210的指令控制下，不管计算机在何种状态，都可以进行数据处理工作。可以通过在计算机主板上设置一个随时都带电工作的内存插槽专用于第二内存单元230，因此，第二内存单元230也可以为相同于第一内存单元130的硬件，只是其内存容量可以相对较小。在网络存储时，通常把最需要频繁使用的数据存放在第二处理单元210的寄存器(Register)中，把比较频繁使用的数据存放在第二内存单元230中，把偶尔使用的数据存放在硬盘220中。第二内存单元230的容量和个数不受本发明限制，其也可以为DDR1、DDR2或者DDR3的内存。需要说明的是，随着计算机存储技术的发展，内存也可以被其它形式的存储装置代替(例如，正在研究的相变存储器)，第二内存单元230的选择也可以随技术的发展而扩展。需要进一步说明的是，第二内存单元230在计算机主板上可以理解为至少两种情况：第一种，第二内存单元230是相对现有技术中的计算机主板额外增加的一个专门用于网络存储的存储单元；第二种，第二内存单元230是现有技术中的计算机主板上已经存在的存储单元，其只要能随时保持带电状态并能与第二处理单元210通信连接即可，例如，可以是主板上的显卡上的显存。在某一实施例中，第二内存单元230可以与硬盘220通信连接、以交换数据。

继续参阅图1，计算机主板上的网络接口单元240也是在计算机处于“待机”、“关机”或者“休眠”状态下也可以通过计算机的电源模块120使之带电，其用于网络存储过程中的网络通信连接。网络接口单元240可以应用现有技术的计算机主板上的网卡，也可以独立另外配置网卡模块专用于网络存储的网络通信。网络数据的交换都是通过网络接口单元240实现，网络接口单元240外部可以与因特网连接。

继续参阅图1，该实施例的网络存储装置200进一步还可以包括辅助接口250，从而可以实现网络存储装置200的一些基本功能扩展，例如，辅助接口250可以是USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口、SD(Secure Digital，安全数码)卡接口等等。辅助接口250也可以利用现有技术计算机主板上的接口。另外，该实施例的网络存储装置200还可以通过计算机主板与外部的显示器340、输入模块350连接。

图2所示为带本发明提供的网络存储装置的计算机主板100结构示意图。该发明提供的网络存储装置内置于计算机主板上并共同利用计算机主板上的硬盘等，从而可以实现低成本。如图2所示，该计算机主板100包括计算机的电源模块120、计算机主板上的中央处理单元110、计算机主板上的第一内存单元130、主板芯片组(Chipset)140、PCI插槽150、硬盘插槽160，该计算机主板上还包括基本由计算机主板上的第二处理单元210、计算机主板上的硬盘220、计算机主板中的第二内存单元230、计算机主板上的网络接口单元240所组成的网络存储装置。在该实施例中，第二内存单元230是置于150上的一个PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设组件互连)插槽上，网络接口单元240置于150上的另一个PCI插槽上，这两个PIC插槽在计算机处于“待机”、“关机”或者“休眠”状态下均能带电；硬盘220和网络接口单元240为主板和网络存储装置所共用。计算机的电源模块120可以向主板上的其它各个单元供电，需要说明的是，不管计算机在S0、S1、S2、S3、S4还是S5状态，计算机的电源模块120都可以使第二处理单元210、硬盘220、第二存储单元230、网络接口单元240处于带电状态，以备网络存储装置在计算机处于“待机”、“关机”或者“休眠”状态都可以随时根据指令而工作运行。因此，该计算机主板不但可以处理平时的各种任务工作，还可以在“待机”、“关机”或者“休眠”状态下执行比较耗时但任务简单的网络存储工作，因此相当于在计算机主板上增加了一个能代理NAS的主要功能的网络存储装置。需要说明的是，计算机主板所连接的电源不拔掉的情况下，电源模块120是有电的。其实主板即便在S 5状态下也是带电的，例如现有技术的WOL(局域网唤醒)技术中，均利用了这种特性，现有技术的计算机中95％都支持WOL。

进一步参阅图2所示，该计算机主板100还可以包括电池170，在该实施例中，电池170可以用于对网络存储装置所包括的第二处理单元210、硬盘220、第二存储单元230、网络接口单元240供电，使之处于带电状态。

需要说明的是，图2所示的计算机主板结构只是其中的一种，随着网络存储装置与计算机主板共用的部分变化，本领域技术人员还可以做出其它多种等同变换形式。

进一步，我们对该实施例的网络存储装置的运行作简要说明。

该网络存储装置内置于计算机后，该计算机在开机正常运行状态，肯定是可以实现网络存储功能的，该计算机在“待机”、“关机”或者“休眠”状态时，通过该计算机上的网络存储装置运行，可以继续或者重新开始网络下载等网络存储功能。如本领域技术人员所悉知，该计算机需要适用于网络存储装置的驱动程序；网络存储装置200中的第二处理单元210、硬盘220、第二存储单元230、网络接口单元240之间的相互协同工作原理也与NAS的工作原理类似，例如，硬盘220上有一个数据库，里面存放用户所设定的下载任务列表，计算机正常工作时，硬盘220的控制交给中央处理单元110控制；计算机处于“待机”、“关机”或者“休眠”状态时，硬盘220的控制交给第二处理单元210控制，下载任务列表以第二处理单元210可以识别的格式交给第二处理单元210处理，通过协同控制硬盘220、第二存储单元230、网络接口单元240，开始或者继续未完成的下载任务。网络存储装置200所运行的系统可以基于Linux操作系统开发。

由上可知，该发明提供的网络存储装置相当于是计算机主机功能的扩展，其能够在计算机处于“待机”、“休眠”或“关机”状态时执行网络存储任务，因此，该网络存储装置相比于NAS或者DAS具有成本低的特点；同时选择区别于中央处理单元的、能耗低的第二处理单元，并在主板中选择第二处理单元、第二内存单元、网络接口单元、硬盘搭建了一个“小计算机”的形式专用于任务相对简单但耗时的网络存储任务，因此可以实现低功耗的特点。

需要说明的是，本发明中所提到的“计算机主板上的部件”是指固定于主板的电路印刷电路版上的部件、或者是指通过拔插装置连接于主板上的部件、亦或者是指通过数据线的方式连接于主板上的部件；本发明中所提到的“置于计算机主板上”是指固定于主板的电路印刷电路版上、或者是指通过拔插装置连接于主板上、亦或者是指通过数据线的方式连接于主板上。

在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本发明不限于在说明书中所述的具体实施例。

Claims (10)

1.一种计算机内置式网络存储装置，其特征在于，包括：

第二处理单元，其运行功耗低于计算机主板上的中央处理单元；

硬盘；

第二内存单元，其不同于计算机主板上的第一内存单元；以及

网络接口单元，

其中，所述第二处理单元、硬盘、第二内存单元、网络接口单元均置于计算机主板上，并且在计算机“待机”、“休眠”或“关机”状态下均处于带电状态以在“待机”、“休眠”或“关机”状态下实现网络存储功能，所述第二处理单元分别与所述硬盘、第二内存单元、网络接口单元通信连接。

2.如权利要求1所述的网络存储装置，其特征在于，所述网络存储装置分别与计算机主板上的中央处理单元、计算机主板上的第一内存单元通信连接。

3.如权利要求1所述的网络存储装置，其特征在于，所述中央处理单元运行的情况下，第二处理单元不运行，所述中央处理单元不运行的情况下，第二处理单元可以运行。

4.如权利要求3所述的网络存储装置，其特征在于，所述第二处理单元为8位、16位或者32位的微处理器。

5.如权利要求1所述的网络存储装置，其特征在于，所述第二处理单元为8086系列的单片机、微控制单元或者数字信号处理器。

6.如权利要求1所述的网络存储装置，其特征在于，所述第二处理单元为计算机主板上的显卡上的图形处理单元，或者为远程开机单元中的处理单元。

7.如权利要求1所述的网络存储装置，其特征在于，所述硬盘专用于网络存储装置。

8.如权利要求1所述的网络存储装置，其特征在于，所述第二内存单元通过随时都带电工作的内存插槽置于计算机主板上。

9.如权利要求8所述的网络存储装置，其特征在于，所述第二内存单元是计算机主板上的显卡上的显存。

10.如权利要求1所述的网络存储装置，其特征在于，还包括与所述第二处理单元通信连接的辅助接口。

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