CN103365384A - 管理模块、储存系统及其温度与震动管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管理模块、储存系统及其温度与震动管理方法，该管理模块用来最佳化一储存系统的性能，该储存系统包含有多个硬盘及多个风扇，该管理模块包含有一储存单元，用来读取该多个硬盘的多个硬盘温度信息及多个硬盘震动信息；以及一控制器，耦接于该储存单元，用来根据该多个硬盘温度信息、该多个硬盘震动信息及该多个风扇的多个风扇震动信息，调整该多个风扇的转速。本发明通过取得硬盘温度信息及硬盘震动信息，侦测风扇震动信息，据以调整风扇的转速以对储存系统的性能最佳化。
Description
技术领域
本发明关于一种管理模块、储存系统及其温度与震动管理方法，且特别关于一种可同时考虑震动及温度信息，对风扇转速及储存系统的性能的管理模块、储存系统及其温度与震动管理方法。
背景技术
在现代化的信息社会，电脑系统已经成为多数人不可或缺的信息工具之一，当其运作速度越来越快，造成所发出的热量也越来越高，因此在散热上的需求也越显重要。
一般来说，一储存系统包含有多个硬盘及对其进行散热的多个风扇，而储存系统中一基板管理控制器(baseboard management controller，BMC)会通过设置于靠近该多个硬盘的基板上的温度感测装置，概略得到该多个硬盘的温度信息，然后据以调整该多个风扇的转速，以避免储存系统过热。
然而，随着网络信息爆炸，储存系统所需储存的数据愈来愈多，因此其所包含的硬盘与风扇的数量也愈来愈多(如伺服器的储存系统可能包含48～52个硬盘)。在此情形下，越来越多的硬盘及风扇所造成的转动震动(rotationvibration)，会造成储存系统不稳定，因而降低储存系统的性能(其中风扇缺乏如硬盘的防震设计，因此风扇转动时所造成的震动及共振更严重)。
由上述可知，在现有技术中，设置于靠近硬盘的基板上的温度感测装置仅能概略得到硬盘的温度信息，而无法取得精准且即时的温度信息；此外，现有技术对于风扇的转动震动的抑制方式，是加入垫片、橡胶等机构设计以降低震动，但其改善效果有限；再者，现有技术对风扇转速的调整仅考虑硬盘的概略温度信息而未考虑硬盘震动及风扇震动，因此无法对风扇转速及储存系统的性能最佳化。有鉴于此，现有技术实有改进的必要。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种可同时考虑震动及温度信息，对风扇转速及储存系统的性能的管理模块、储存系统及其温度与震动管理方法。
本发明揭露一种管理模块，用来最佳化一储存系统的性能，该储存系统包含有多个硬盘及多个风扇，该管理模块包含有一储存单元，用来读取该多个硬盘的多个硬盘温度信息及多个硬盘震动信息；以及一控制器，耦接于该储存单元，用来根据该多个硬盘温度信息、该多个硬盘震动信息及该多个风扇的多个风扇震动信息，调整该多个风扇的转速。
本发明另揭露一种储存系统。该储存系统包含有多个硬盘；多个风扇；以及至少一管理模块。该至少一管理模块，用来互相合作以最佳化该储存系统的性能，该至少一管理模块包含有：一储存单元，用来读取该多个硬盘的多个硬盘温度信息及多个硬盘震动信息；以及一控制器，耦接于该储存单元，用来根据该多个硬盘温度信息、该多个硬盘震动信息及该多个风扇的多个风扇震动信息，调整该多个风扇的转速。
本发明另揭露一种温度与震动管理方法，用来最佳化一储存系统的性能，该储存系统包含有多个硬盘及多个风扇，该温度与震动管理方法包含有读取该多个硬盘的多个硬盘温度信息及多个硬盘震动信息；以及根据该多个硬盘温度信息、该多个硬盘震动信息及该多个风扇的多个风扇震动信息，调整该多个风扇的转速。
本发明通过取得硬盘温度信息及硬盘震动信息，侦测风扇震动信息，据以调整风扇的转速以对储存系统的性能最佳化。
附图说明
图1A为本发明实施例储存系统的示意图。
图1B为本发明另一实施例储存系统的示意图。
图2为取得风扇的风扇震动信息的示意图。
图3为本发明实施例温度与震动管理流程的示意图。
图4为本发明另一实施例温度与震动管理流程的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10：储存系统
102、104：管理模块
106、108：储存单元
110、112：基板管理控制器
300～312、400～420：步骤
H1～Hx：硬盘
F1～Fy、Fa：风扇
TWI1～TWI4：双线接口
HT1～HTx：硬盘温度信息
HV1～HVx：硬盘震动信息
P1～Py、Pa：压电材料元件
A1～Ay、Aa：模拟数字转换器
FV1～FVy、FVa：风扇震动信息
具体实施方式
请参考图1A，图1A为本发明实施例一储存系统10的示意图。如图1A所示，储存系统10包含有硬盘H1～Hx、风扇F1～Fy以及管理模块102、104，其中硬盘H1～Hx全部耦接于管理模块102、104，风扇F1～Fy全部耦接于管理模块102、104，管理模块102、104互相耦接。管理模块102、104分别包含储存单元106、108以及控制器(controller)，其中两控制器可为微控制器(micro control)，且较佳为基板管理控制器(baseboard managementcontroller，BMC)110、112，其中，储存单元106通过双线接口TWI1耦接于储存单元108，基板管理控制器110通过双线接口TWI2耦接于储存单元112，基板管理控制器110通过双线接口TWI3耦接于储存单元106，基板管理控制器112通过双线接口TWI4耦接于储存单元108。
简单来说，管理模块102、104可互相合作以调整风扇F1～Fy的转速来最佳化储存系统10的性能(例如硬盘温度过高时增加风扇转速以维持储存系统10正常运作，而硬盘震动或风扇震动过高时降低风扇转速以提高储存系统10的性能)，如管理模块102、104可告知对方各自所控制的风扇F1～Fy为何，使对方能对风扇F1～Fy中其它风扇进行控制。在此情形下，于其中一管理模块故障(Fail)时，另一管理模块可支援该管理模块继续最佳化储存系统10的性能(如管理模块102故障时，管理模块104可以取代管理模块102运作的形式支援管理模块102的运作)，使得管理模块102、104于其中一者故障时仍能维持正常运作。
值得注意的是，由于管理模块102、104各包含一组储存单元及基板管理控制器，因此即使只储存系统10仅包含当中一者(即未加入附属管理模块)，仍可调整风扇F1～Fy的转速来最佳化储存系统10的性能。请参考图1B，图1B为本发明实施例储存系统10仅以管理模块102最佳化其性能的示意图。如图1B所示，由于管理模块102可独自最佳化储存系统10的性能，以下将以管理模块102独自最佳化储存系统10的性能进行说明。在管理模块102中，储存单元106可读取硬盘H1～Hx的硬盘温度信息HT1～HTx及硬盘震动信息HV1～HVx予基板管理控制器110，因此基板管理控制器110可根据硬盘温度信息HT1～HTx、硬盘震动信息HV1～HVx及风扇F1～Fy的风扇震动信息FV1～FVy，调整风扇F1～Fy的转速。在此情形下，由于基板管理控制器110在控制风扇F1～Fy的转速时，除了考虑硬盘温度信息HT1～HTx之外，同时也考虑硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy，因此除了可避免储存系统10过热外，还可以避免风扇F1～Fy的转动震动(rotation vibration)造成储存系统10不稳定而降低性能。如此一来，基板管理控制器110可同时考虑温度及震动信息，以调整风扇F1～Fy的转速对储存系统10的性能最佳化。
于本实施例中，储存单元106利用自我监测分析报告技术(Self-Monitoring，Analysis，and Reporting Technology，SMART)指令监测硬盘H1～Hx，以读取硬盘温度信息HT1～HTx及硬盘震动信息HV1～HVx，其中，自我监测分析报告技术是一既有可对硬盘进行监控及状态分析的工具，因此储存单元106可通过其相关指令，精确地由硬盘H1～Hx得到硬盘温度信息HT1～HTx及硬盘震动信息HV1～HVx，自我监测分析报告技术为本领域具通常知识者所熟知，于此不再赘述。接着，储存单元106可通过耦接于基板管理控制器110的一双线接口TWI3，传送硬盘温度信息HT1～HTx及硬盘震动信息HV1～HVx予基板管理控制器110。如此一来，相较于现有技术通过设置于靠近硬盘的基板的温度感测装置，其只能概略得到的温度信息，本发明可利用自我监测分析报告技术取得精确的硬盘温度信息HT1～HTx再加上硬盘震动信息HV1～HVx。
另一方面，压电(piezoelectric)材料元件P1～Py以及模拟数字转换器A1～Ay(analog-to-digital converter)可耦接于基板管理控制器110与风扇F1～Fy的间，以取得风扇震动信息FV1～FVy予基板管理控制器110。举例来说，请参考图2，图2为取得风扇Fa的风扇震动信息FVa的示意图，其中，风扇Fa为风扇F1～Fy当中一者。如图2所示，当风扇Fa开始转动而产生震动时(如图2左上部分)，其相对应一压电材料元件Pa设置于风扇Fa旁，当风扇Fa震动时，压电材料元件会受到震动所产生的外力而使得材料体的电偶极矩因压缩而改变，而此压电材料会产生抵抗其变化而在表面上产生等量的正负电荷，进而产生电能。简言之，即是将风扇Fa的机械震动转换为相对应电能，以产生风扇震动信息FVa(如图2右上部分)。接着，相对应一模拟数字转换器Aa可将模拟形式的风扇因震动所产生出来的电能信息FVa转换为数字形式(如图2右下部分)，然后传送予基板管理控制器110。依此类推，可以相似方式得到风扇F1～Fy中其它风扇的风扇震动信息。最后，基板管理控制器110可根据风扇震动信息FV1～FVy，再加上前述硬盘温度信息HT1～HTx及硬盘震动信息HV1～HVx，产生风扇转速控制信号X(如图2左下部分)，控制风扇Fa的转速(如图2左上部分)。如此一来，通过单位时间内往复进行上述动作，本发明可通过压电材料元件持续侦测风扇震动信息FV1～FVy，然后据以调整风扇F1～Fy的转速。
通过上述方式，基板管理控制器110可得到硬盘温度信息HT1～HTx、硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy，至于调整风扇F1～Fy的转速的相关操作，可参考图3，图3为本发明实施例一温度与震动管理流程的示意图，其包含以下步骤：
步骤300：电源开启。
步骤302：控制风扇F1～Fy以一风扇转速转动。
步骤304：取得硬盘温度信息HT1～HTx。
步骤306：判断是否硬盘温度信息HT1～HTx对应的一硬盘温度大于一预设温度。若是，则进行步骤312；若否，则进行步骤308。
步骤308：取得硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy。
步骤310：判断是否硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy对应的一硬盘震动值或一风扇震动值大于一预设震动值。若是，则进行步骤312；若否，则进行步骤302。
步骤312：根据硬盘温度信息HT1～HTx，或根据硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy调整该风扇转速。接着进行步骤302。
根据上述温度与震动管理流程，当储存系统10的电源开启后(步骤300)，基板管理控制器110会先控制风扇F1～Fy以一风扇转速转动(步骤302)，此时该风扇转速为一预设风扇转速(此时每个风扇转述相同，即储存系统10认定此预设转速下可正常运作)。接着，于取得硬盘温度信息HT1～HTx后(步骤304)，基板管理控制器110会先判断是否硬盘温度信息HT1～HTx对应的一硬盘温度大于一预设温度(步骤306)，举例来说，该预设温度范围大致为摄氏50至60度，即储存系统10可正常运作的温度上限或是硬盘H1～Hx正常运作的温度上限。在此情况下，若一硬盘温度大于该预设温度，则如步骤312根据硬盘温度信息HT1～HTx调整各风扇的风扇转速(即增加该风扇转速以降低硬盘温度，其中风扇的转速可由特定规格的风速-温度之间的表格所获得)，然后如步骤302控制风扇F1～Fy以已调整的风扇转速转动。
另一方面，若一硬盘温度小于该预设温度，则再取得硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy(步骤308)，然后判断是否硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy对应的一硬盘震动或一风扇震动大于一预设震动值(此预设震动值为储存系统10可不因转动震动而降低过多性能的震动上限)。若一硬盘震动或一风扇震动大于该预设震动值，则根据硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy调整该风扇转速(即降低该风扇转速以增加储存系统10的性能)，然后控制风扇F1～Fy以已调整的风扇转速转动(即步骤310、312、302)。相对地，若一硬盘震动或一风扇震动小于该预设震动值，则不调整该风扇转速，仍控制风扇F1～Fy以相同的风扇转速转动。
此外，由于当一硬盘温度大于该预设温度时会增加风扇转速，而于一硬盘震动或一风扇震动大于该预设震动值会降低风扇转速，因此增加风扇转速而避免过热的操作可能造成转动震动过大而必须降低风扇转速，然后此降低风扇转速的操作可能造成过热而必须增加风扇转速，而无法兼顾温度与震动以达到平衡，会一直重复进行调整。
在此情形下，可参考图4，图4为本发明实施例另一温度与震动管理流程的示意图，其包含以下步骤：
步骤400：电源开启。
步骤402：控制风扇F1～Fy以一风扇转速转动。
步骤404：取得硬盘温度信息HT1～HTx。
步骤406：判断是否硬盘温度信息HT1～HTx对应的一硬盘温度大于一预设温度。若是，则进行步骤412；若否，则进行步骤408。
步骤408：取得硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy。
步骤410：判断是否硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy对应的一硬盘震动或一风扇震动大于一预设震动值。若是，则进行步骤414；若否，则进行步骤402。
步骤412：计算于一单位时间内以一第一特定频率侦测一硬盘温度大于该预设温度的累计次数。
步骤414：计算于该单位时间内以一第二特定频率侦测一硬盘震动或一风扇震动大于该预设震动值的累计次数。
步骤416：判断是否一硬盘温度大于该预设温度的累计次数，及一硬盘震动或一风扇震动大于该预设震动值的累计次数皆分别大于一第一预设次数及一第二预设次数。若是，则进行步骤420；若否，则进行步骤418。
步骤418：根据硬盘温度信息HT1～HTx，或根据硬盘震动信息HV1～HVx及风扇震动信息FV1～FVy调整该风扇转速。接着进行步骤402。
步骤420：降低储存系统10的系统热能。
图4所示的步骤400～410、418与图3所示的步骤300～312相似，可参考以上叙述。图4所示的温度与震动管理流程与图3所示的温度与震动管理流程主要在于增加步骤412～416、420，以避免重复进行调整。根据图4所示的温度与震动管理流程，当以一第一特定频率侦测一硬盘温度大于该预设温度时(即执行步骤402～406的频率)，会先计算于一单位时间内一硬盘温度大于该预设温度的累计次数(步骤412)，而当以一第二特定频率侦测一硬盘震动或一风扇震动大于该预设震动值时(即执行步骤408～410的频率)，也会计算于该单位时间内一硬盘震动或一风扇震动大于该预设震动值的累计次数(步骤414)，然后如步骤416判断是否于该单位时间内一硬盘温度大于该预设温度的累计次数，以及于该单位时间内一硬盘震动或一风扇震动大于该预设震动值的累计次数皆分别大于一第一预设次数与一第二预设次数(例如每几秒或每毫秒执行步骤402～406侦测温度或执行步骤408～410侦测震动一次，而于该单位时间内硬盘震动或风扇震动大于预设震动值的累计次数达第一预设次数10次，且单位时间内硬盘温度大于预设温度的累计次数也达第二预设次数8次)，而造成短时间内一再重复增加及降低风扇转速，若是则会先降低储存系统10的系统热能(步骤420)。举例来说，可将硬盘H1～Hx降速或关闭、将中央处理器降速、将记忆体降速、关掉非必要功能...。待降低储存系统10的整体系统热能后，接着再调整该风扇转速(步骤418)。如此一来，本发明可避免无法兼顾温度与震动时，一再重复增加及降低风扇转速。
值得注意的是，本发明的主要精神在于可同时考虑硬盘温度信息HT1～HTx、硬盘震动信息HV1～HVx及的风扇震动信息FV1～FVy，以调整风扇F1～Fy的转速对储存系统10的性能最佳化。本领域具通常知识者当可据以进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，取得硬盘温度信息HT1～HTx、硬盘震动信息HV1～HVx及的风扇震动信息FV1～FVy并不限于上述方式，也可使用其它指令或侦测方式，只要能取得准确温度及震动信息即可；此外，由于当硬盘温度大于该预设温度时，储存系统10无法正常运作，而当硬盘震动或风扇震动大于该预设震动值时，储存系统10仅因转动震动而性能降低，因此于上述温度与震动管理流程中，先判断硬盘温度是否大于该预设温度然后进行调整，以避免储存系统10无法正常运作。惟在其它实施例中，也可先判断硬盘震动或风扇震动是否大于该预设震动值然后进行调整(也即先执行步骤308、310或408、410量测及判断震动后再执行步骤304、306或404、406量测及判断温度)，而不限于此。
在现有技术中，对风扇转速的调整仅考虑硬盘的概略温度信息而未考虑硬盘震动及风扇震动，因此无法对风扇转速及储存系统的性能最佳化。相较的下，本发明可利用自我监测分析报告技术(仅为其中之一实施例)或其它方式取得精确的硬盘温度信息HT1～HTx及硬盘震动信息HV1～HVx，再通过压电材料元件侦测风扇震动信息FV1～FVy，然后据以调整风扇F1～Fy的转速以对储存系统10的性能最佳化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (22)
1.一种管理模块，用来最佳化一储存系统的性能，该储存系统包含有多个硬盘及多个风扇，该管理模块包含有：
一储存单元，用来读取该多个硬盘的多个硬盘温度信息及多个硬盘震动信息；以及
一控制器，耦接于该储存单元，用来根据该多个硬盘温度信息、该多个硬盘震动信息及该多个风扇的多个风扇震动信息，调整该多个风扇的转速。
2.如权利要求1所述的管理模块，其中该储存单元利用自我监测分析报告技术指令监测该多个硬盘，以读取该多个硬盘温度信息及该多个硬盘震动信息。
3.如权利要求1所述的管理模块，其中该储存单元通过一双线接口耦接于该控制器，以传送该多个硬盘温度信息及该多个硬盘震动信息予该控制器。
4.如权利要求1所述的管理模块，其中于该多个硬盘温度信息对应的一硬盘温度大于一预设温度时，该控制器增加该多个风扇的转速。
5.如权利要求4所述的管理模块，其中于该多个硬盘震动信息及该多个风扇震动信息所对应的一硬盘震动值或一风扇震动值大于一预设震动值时，该控制器减少该多个风扇的转速。
6.如权利要求5所述的管理模块，其中于一单位时间内以一第一特定频率侦测一硬盘温度大于该预设温度的累计次数，以及于该单位时间内以一第二特定频率侦测一硬盘震动或一风扇震动大于该预设震动值的累计次数皆分别大于一第一预设次数与一第二预设次数时，该储存系统减低系统热能。
7.如权利要求1所述的管理模块，其中该控制器为一基板管理控制器。
8.一种储存系统，包含有：
多个硬盘；
多个风扇；以及
至少一管理模块，用来互相合作以最佳化该储存系统的性能，该至少一管理模块包含有：
一储存单元，用来读取该多个硬盘的多个硬盘温度信息及多个硬盘震动信息；以及
一控制器，耦接于该储存单元，用来根据该多个硬盘温度信息、该多个硬盘震动信息及该多个风扇的多个风扇震动信息，调整该多个风扇的转速。
9.如权利要求8所述的储存系统，其中该储存单元利用自我监测分析报告技术指令监测该多个硬盘，以读取该多个硬盘温度信息及该多个硬盘震动信息。
10.如权利要求8所述的储存系统，其中该储存单元通过一双线接口耦接于该控制器，以传送该多个硬盘温度信息及该多个硬盘震动信息予该控制器。
11.如权利要求8所述的储存系统，其中该至少一管理模块为二管理模块，当其中的一管理模块故障时，由另一管理模块支援其中的一管理模块的运作。
12.如权利要求8所述的储存系统，其中于该多个硬盘温度信息对应的一硬盘温度大于一预设温度时，该控制器增加该多个风扇的转速。
13.如权利要求12所述的储存系统，其中于该多个硬盘震动信息及该多个风扇震动信息所对应的一硬盘震动值或一风扇震动值大于一预设震动值时，该控制器减少该多个风扇的转速。
14.如权利要求13所述的储存系统，其中于一单位时间内以一第一特定频率侦测一硬盘温度大于该预设温度的累计次数，以及于该单位时间内以一第二特定频率侦测一硬盘震动或一风扇震动大于该预设震动值的累计次数皆分别大于一第一预设次数与一第二预设次数时，该储存系统减低系统热能。
15.如权利要求8所述的储存系统，其中该控制器为一基板管理控制器。
16.一种温度与震动管理方法，用来最佳化一储存系统的性能，该储存系统包含有多个硬盘及多个风扇，该温度与震动管理方法包含有：
读取该多个硬盘的多个硬盘温度信息及多个硬盘震动信息；以及
根据该多个硬盘温度信息、该多个硬盘震动信息及该多个风扇的多个风扇震动信息，调整该多个风扇的转速。
17.如权利要求16所述的温度与震动管理方法，其中读取该多个硬盘的该多个硬盘温度信息及该多个硬盘震动信息的步骤包含有：
利用自我监测分析报告技术指令监测该多个硬盘，以读取该多个硬盘温度信息及该多个硬盘震动信息。
18.如权利要求16所述的温度与震动管理方法，其还包含：
将该多个风扇的机械震动转换为相对应电能，以产生该多个风扇震动信息。
19.如权利要求16所述的温度与震动管理方法，其还包含：
将该多个风扇震动信息转换为数字形式。
20.如权利要求16所述的温度与震动管理方法，其中根据该多个硬盘温度信息、该多个硬盘震动信息及该多个风扇的该多个风扇震动信息，调整该多个风扇的转速的步骤包含有：
于该多个硬盘温度信息对应的一硬盘温度大于一预设温度时，增加该多个风扇的转速。
21.如权利要求16所述的温度与震动管理方法，其中根据该多个硬盘温度信息、该多个硬盘震动信息及该多个风扇的该多个风扇震动信息，调整该多个风扇的转速的步骤包含有：
于该多个硬盘震动信息及该多个风扇震动信息所对应的一硬盘震动值或一风扇震动值大于一预设震动值时，减少该多个风扇的转速。
22.如权利要求21所述的温度与震动管理方法，其中根据该多个硬盘温度信息、该多个硬盘震动信息及该多个风扇的该多个风扇震动信息，调整该多个风扇的转速，以最佳化该储存系统的性能的步骤包含有：
于一单位时间内以一第一特定频率侦测一硬盘温度大于该预设温度的累计次数，以及于该单位时间内以一第二特定频率侦测一硬盘震动或一风扇震动大于该预设震动值的累计次数皆分别大于一第一预设次数与一第二预设次数时，减低该储存系统的系统热能。
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