CN104572516A - 服务器系统和存储系统 - Google Patents

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Abstract

一种存储系统，包括：通信单元，配置为执行与服务器的通信；存储单元，包括多个存储介质；输入/输出(I/O)控制器，配置为通过通信单元向服务器发送数据/从服务器接收数据，以及向存储单元发送数据/从存储单元接收数据；以及板单元，所述存储单元和I/O控制器被布置在所述板单元中，所述板单元配置为使用图案在存储单元与I/O控制器之间发送/接收数据。

Description

服务器系统和存储系统
相关申请的交叉引用
本申请在35U.S.C.§119下要求2013年10月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0127671的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明构思的实施例涉及用于服务器系统和存储系统的装置和方法，更具体地，涉及一种服务器系统和存储系统，配置为使用主板中的图案来连接多个存储介质和输入/输出(I/O)控制器。
背景技术
高速互联网和内联网技术的发展提高了对于配置为高速处理大量数据的服务器技术的需求。这使得出现了机架安装群集服务器(rack-mounted cluster server)技术。然而机架安装群集服务器占用大量空间并且这些服务器的功耗增大。此外，由于服务器模块必须通过线缆来连接，因此限制了系统扩展能力。
对此，开发了使用处理器模块的微服务器。处理器模块是瘦模块化安装产品服务器(thin modular installation product server)，通过将服务器插入微服务器系统的主体来工作，而不是像机架安装服务器那样通过堆叠服务器来工作。由于在窄空间中插入并安装了大量的服务器，因此将处理器模块称作高密度服务器。这种服务器的核心元件包括一个或多个中央处理单元(CPU)、存储设备和/或操作系统。这些元件内置于处理器模块中，处理器模块从主体接收电力、输入/输出(I/O)功能、附加设备功能和/或各种控制功能，以执行服务器的功能。
最近，服务器趋向于使用外部存储系统的存储空间而不是服务器自己的存储空间。为此，需要配置为以高密度等级存储数据的存储系统。
然而由于相关技术中存储系统包括通过线缆来连接的存储介质和I/O卡，所以这些系统内的连接可能是复杂的。具体地，在流经系统的空气被线缆阻挡的情况下，系统的散热可能不好。当存储系统配置为包括大量存储介质时，增加了集成度，上述问题可能进一步恶化。
发明内容
本发明总构思的其他特征和用途部分地在以下描述中被阐述，而部分地是从以下描述中显而易见的或者是通过实践本发明总构思可以得到的。
本发明总构思的前述和/或其他特征和用途可以通过提供一种可连接到服务器的存储系统来实现，所述存储系统包括：通信单元，配置为执行与服务器的通信；存储单元，包括多个存储介质；输入/输出(I/O)控制器，配置为通过通信单元向服务器发送数据/从服务器接收数据，以及向存储单元发送数据/从存储单元接收数据；以及板单元，所述存储单元和I/O控制器被布置在所述板单元中，所述板单元配置为使用图案在存储单元与I/O控制器之间发送/接收数据。
I/O控制器可以使服务器共享和使用所述多个存储介质的存储空间。
存储系统还可以包括：第一接口总线，配置为在服务器与I/O控制器之间发送/接收数据和第一控制命令；以及第二接口总线，配置为在I/O控制器与所述多个存储介质之间发送/接收数据和第二控制命令。第二接口总线可以是以下之中的至少一个：串行附着小型计算机系统接口(SCSI)(SAS)、串行高级技术附件(SATA)和非易失性存储器Express(NVMe)接口。
第一接口总线可以是外围组件互连(PCI)Express接口总线。
存储系统还可以包括：信号处理器，布置在板单元中，并且配置为对从存储单元和I/O控制器中的至少一个发送的第一信号执行去加重处理，并且对在存储单元和I/O控制器中的至少一个接收的第二信号执行均衡处理。
板单元可以包括用于与I/O控制器相连的插槽，并且I/O控制器可以配置为安装在所述插槽上以及从所述插槽拆卸。
插槽可以包括：第一插槽，配置为在通信单元与I/O控制器之间发送/接收第一信号；以及第二插槽，配置为在I/O控制器与所述多个存储介质之间发送/接收第二信号。
第一插槽和第二插槽可以是连续布置的。
第一插槽和第二插槽可以是间隔布置的，并且第二插槽可以具有PCI Express接口的引脚布置规范。
每个存储介质可以是硬盘驱动(HDD)和固态盘(SSD)中的至少一个。
板单元还可以包括用于与所述多个存储介质相连的多个第三插槽，并且所述多个存储介质可以配置为安装在所述第三插槽上以及从所述第三插槽拆卸。
所述多个存储介质中的每一个可以配置为通过与板单元垂直布置的子板来安装在每一个第三插槽上以及从每一个第三插槽拆卸。
子板可以包括：两个第四插槽，配置为与两个存储介质相连。
存储系统还可以包括：多个托架，配置为将所述两个存储介质和子板固定到板单元。
可以以预设的间隔来布置所述多个第三插槽以容纳存储模块。
存储系统还可以包括：基本板管理控制器(BMC)单元，配置为使用存储系统的状态信息为存储系统提供智能平台管理接口(IPMI)服务。
存储系统还可以包括：微计算机单元，配置为收集所述多个存储介质的状态信息以及存储系统内部的状态信息，将收集的信息提供至基本板管理控制器(BMC)单元，并且根据从基本板管理控制器(BMC)单元提供的控制命令来控制存储系统的操作状态。
存储系统还可以包括：传感器单元，配置为感测存储系统内部的温度，并将感测到的温度提供至微计算机单元；电力单元，配置为向存储系统供电，并根据微计算机单元的控制来改变供电方法；以及风扇单元，配置为根据微计算机单元的控制使空气在存储系统的内部流动。
存储系统还可以包括：机壳，配置为包围存储系统，并且所述机壳可以具有一定的宽度和深度，使得机壳可以安装在19寸标准机架中。
本发明构思的前述和/或其他特征和用途还提供了一种服务器系统。所述服务器系统可以包括：服务器，包括多个处理器模块；存储系统，包括多个存储介质和输入/输出(I/O)控制器，所述I/O控制器配置为将所述多个存储介质中存储的数据提供给服务器。存储系统还可以配置为通过电路板上的图案在多个存储介质与I/O控制器之间发送/接收数据。
本发明构思的前述和/或其他特征和用途还提供了一种在服务器系统中可用的存储系统的电路板。所述电路板可以包括：一个或多个第一插槽，沿着电路板的宽度成行地布置，并且配置为与可用在服务器系统中的存储系统的存储介质相连；第二插槽，沿着电路板的长度布置在电路板的第一端附近，并且配置为与存储系统的输入/输出控制器相连；以及第一导电迹线，印刷在电路板上以将所述一个或多个第一插槽电连接到第二插槽。
电路板可以是单一电路板，第一导电迹线的实现可以避免使用线缆。
电路板还可以包括：通信连接器，布置在电路板的第一端附近，并且配置为与存储系统的通信单元相连；第二导电迹线，印刷在电路板上以将第二插槽与通信连接器电连接。
电路板还可以包括：机壳，配置为容纳存储系统。
电路板还可以包括：风扇连接器，布置在电路板的第二端，并且配置为与存储系统的风扇相连。电路板的第二端可以是存储系统的前端。
电路板还可以包括：传感器单元，布置在电路板上第一端附近。传感器单元可以配置为测量温度。
电路板还可以包括：微计算机单元，布置在电路板上，并且配置为执行以下操作中的至少一个：从传感器单元接收信息，控制风扇单元，接收存储系统的状态信息并将状态信息发送至基本板管理控制器单元，根据来自基本板管理控制器单元的命令来控制存储系统的操作，检测电力单元的工作状态，以及控制电力单元的操作。电路板还可以包括：第三导电迹线，印刷在电路板上以将微计算机单元与传感器单元电连接。电路板还可以包括：第四导电迹线，印刷在电路板上以将微计算机单元与基本板管理控制器单元电连接。
电路板还可以配置为使得微计算机单元包括：第一微计算机，布置在电路板的第一侧；第二微计算机，布置在电路板的第二侧；所述传感器单元包括多个传感器，所述多个传感器的第一组配置为向第一微计算机发送第一信号，所述多个传感器的第二组配置为向第二微计算机发送第二信号。
电路板还可以包括：基本板管理控制器单元，布置在电路板上，并且配置为执行以下操作中的至少一个：与管理服务器通信，从微计算机单元接收存储系统的状态信息，向微计算机单元提供与存储系统的操作有关的命令，将存储介质分成组，以及基于存储系统的智能平台管理接口规范来提供服务。电路板还可以包括：第五导电迹线，印刷在电路板上以将基本板管理控制器单元与第二插槽相连。
电路板还可以配置为使得存储介质被分成第一组存储介质和第二组存储介质，在所述第一组存储介质中存储操作系统，服务器系统的服务器可访问所述第二组存储介质。
电路板还可以包括：电力插槽，布置在电路板的第一端，并且配置为与存储系统的电力单元电连接。
电路板还可以包括：辅助连接器，布置在电路板上，并且配置为连接至与具有与第二插槽不同的连接接口的输入/输出控制器。
本发明构思的前述和/或其他特征和用途还提供了一种在服务器系统中可用的存储系统的输入/输出控制器。所述输入/输出控制器可以包括：芯片，安装在板上；第一连接器，布置在板的端部，与连接到芯片的第一信号线相连，并且配置为有助于根据第一接口总线方法在芯片与服务器系统中可用的服务器之间传送第一信息；以及第二连接器，布置在板的所述端部，与连接到芯片的第二信号线相连，并且配置为有助于根据第二接口总线方法在芯片与服务器系统的存储系统的存储介质之间传送第二信息。第一连接器和第二连接器可以实现为单一连接器。
第一接口总线方法可以是根据外围组件互连Express标准来工作的接口，第二接口总线方法可以是根据串行附着小型计算机系统接口协议、串行高级技术附件协议和非易失性存储器Express规范中的至少一个来工作的接口。
本发明构思的前述和/或其他特征和用途还提供了一种在服务器系统中可用的存储系统的信号处理器系统。信号处理器系统可以包括：第一信号处理器，配置为对从可以在服务器系统的存储系统中可用的存储单元以及存储系统的输入/输出控制器中的至少一个发送的第一信号执行去加重处理；以及第二信号处理器，配置为对在存储单元和/输入/输出控制器中的至少一个处接收到的第二信号执行均衡处理。
附图说明
结合附图，通过以下对实施例的描述，本发明构思的这些和/或其他特征及用途将变得更清楚并且更容易理解，附图中：
图1是示出了根据本发明构思的示例实施例的服务器系统的配置的框图；
图2是示出了图1所示的存储系统的配置的示例的框图；
图3是示出了图2所示的存储单元与输入/输出(I/O)控制器之间的连接状态的示例的图；
图4是示出了图1所示的存储系统的形状示例的透视图；
图5、图6和图16是示出了图2所示的板单元的形状示例的视图；
图7是示出了I/O控制器与板单元之间的连接的示例的详细视图；
图8是示出了图1所示的I/O控制器的形状示例的视图；
图9包括示出了根据本发明构思的示例实施例的存储模块的示例的视图；
图10是示出了图2所示的基本板管理控制器(BMC)单元、微计算机单元和传感器单元之间的连接示例的框图；
图11是示出了图5和图6所示的辅助连接器的示例的透视图；
图12是示出了根据本发明构思的示例实施例的信号处理器的框图；
图13是示出了根据本发明构思的示例实施例的存储系统的气流仿真结果的视图；
图14是示出了根据本发明构思的示例实施例的存储系统的热仿真结果的图；
图15是示出了相关技术的存储系统的热仿真结果的图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明总构思的实施例，附图中示出了这些实施例的示例，贯穿附图，相似的参考数字表示相似的元件。以下描述了实施例以便参考附图来说明本发明总构思。
说明书中限定的内容(如，详细构造和元件)用于帮助全面理解本发明构思的示例实施例。本领域技术人员应理解，没有这些具体限定的内容也可以实现本发明构思的示例实施例。此外，没有详细描述相关技术中已知的功能或元件，因为这么做会以不必要的细节使本发明构思的示例实施例的描述不清楚。
图1是示出了根据本发明构思的示例实施例的服务器系统的配置的框图。
参考图1，根据本发明构思的示例实施例的服务器系统1000可以包括服务器10和存储系统100。
服务器10可以是例如计算机系统，所述计算机系统配置为通过使用多个处理器模块来提供不同的计算机服务。处理器模块可以是例如瘦模块化安装产品服务器，其通过将服务器插入微服务器系统的主体中来工作，而不是像机架安装服务器那样通过堆叠服务器来工作。由于可以在窄空间中插入并安装大量的服务器，因此可以将处理器模块称作高密度服务器。这种服务器的核心元件可以包括例如一个或多个中央处理单元(CPU)、存储设备和/或操作系统。这些元件可以内置于处理器模块中，处理器模块从主体接收电力、输入/输出(I/O)功能、附加设备功能和/或各种控制功能，以执行服务器的功能。
服务器10可以使用存储系统100中存储的数据来执行从服务器系统100外部需要的工作。服务器10可以使用有线和/或无线通信方法与外部系统通信。
存储系统100可以包括多个存储介质160(参见图2)以及配置为将所述多个存储介质中存储的数据提供给服务器10的输入/输出(I/O)控制器170(参见图2)。存储系统100可以使用电路板上的图案(例如，导电迹线)而不是使用线缆(未示出)在存储介质160与I/O控制器170之间发送和/或接收数据。以下参考图2来提供对系统100的配置和操作的详细描述。
图1所示的服务器系统1000针对的是其中存储系统100可以与一个服务器10相连的服务器系统1000。然而可以将存储系统100实现为与多个服务器10相连。此外，尽管图1未示出，但是存储系统100可以与配置为处理服务的服务器10以及配置为远程管理服务器10和/或存储系统100的管理服务器相连。
图2是示出了图1所示的存储系统的配置示例的框图。
参考图2，根据本发明构思的示例实施例的存储系统100可以包括：板单元110。板单元110可以包括：电力单元120、通信单元130、传感器单元140、风扇单元150、存储单元160、输入/输出(I/O)控制器170、微计算机单元180、基本板管理控制器(BMC)单元190以及可选地其他单元102。存储系统100可以具有可安装在19寸标准机架中的尺寸(19″x39″)。
板单元110可以是例如印刷电路板(PCB)，在所述PCB中可以布置存储系统100的各种组件。板单元110可以是两侧均具有导电层的双侧PCB。备选地，板单元110可以是多层PCB，在所述多层PCB内部可以掩埋图案层。板单元110可以具有可安装在标准两单位服务器尺寸(2U)的结构上的尺寸(例如，16.3″x32.6″)。
板单元110可以包括插槽，用于物理连接/电连接到存储系统100中的组件。例如，如图5所示，板单元110可以包括电力插槽111、通信连接器112、风扇连接器113、存储插槽114、辅助连接器115或I/O插槽116等等。以下参考图5至图7来描述插槽的功能和操作。
板单元110可以包括配置为在电路板(例如，PCB)上的存储系统100中的组件之间传递信号的图案。例如，板单元110可以包括：第一图案201(参见图16)，配置为在存储单元160与I/O控制器170之间传递信号；以及第二图案202(参见图16)，配置为在I/O控制器170与通信单元130之间传递信号。在本发明构思的示例实施例中，板单元110可以仅包括第一图案201和第二图案202。备选地，还可以在板单元110中布置：图案203(参见图16)，配置为在微计算机单元180与BMC单元190之间传递信号；图案204(参见图16)，配置为在I/O控制器170与BMC单元190之间传递信号；或图案205(参见图16)，配置为在微计算机单元180与传感器单元140之间传递信号。可以将图案布置在PCB的上表面和/或下表面。在一些情况下，可以将图案布置在PCB的内层。
板单元110可以通过电力单元120接收电力，并且可以通过板单元110上的图案将接收到的电力提供至存储系统100中的组件。
板单元110可以包括：例如，第一信号处理器103和第二信号处理器104(参见图12)，配置为防止信号传递期间可能产生的信号失真。以下参考图12来描述第一信号处理器103和第二信号处理器104。
电力单元120可以向存储系统100中的组件供电。例如，电力单元120可以包括多个电源，所述多个电源具有超过存储系统100所需最大电力容量的电力容量(power capacity)。电力单元120可以例如通过电流共享方法来驱动所述多个电源，以向存储系统100中的组件供电。电力单元120可以根据存储系统100的负载的大小，使用所述多个电源的一部分向存储系统100供电。
可以通过形成在板单元110中的插槽111来安装和拆卸电力单元120。例如，电力单元120可以提供与连接还是断开交流电(AC)有关的信息、与安装还是拆卸电力单元120有关的信息、与是否存在错误有关的信息、与I/O控制器170的电流和/或电压有关的信息、和/或与BMC单元190的温度有关的信息。
通信单元130可以执行与服务器10的通信。例如，通信单元130可以例如使用根据外围组件互连Express(PCIe)标准工作的接口来执行与服务器10的通信。在本发明构思的示例实施例中，通信单元130使用根据PCIe标准工作的接口来执行与服务器10的通信，但是通信单元130可以实现为根据其他接口标准与服务器10通信。
例如，当存储系统100根据网络附着存储(NAS)标准工作时，通信单元130可以包括网络控制器和局域网(LAN)端口，并且可以根据以太网标准与服务器10通信。当存储系统100根据直接附着存储(DAS)标准工作时，通信单元130可以根据串行附着小型计算机系统接口(SCSI)(SAS)协议、串行高级技术附件(SATA)标准或非易失性存储器Express(NVMe)规范与服务器10通信。当存储系统100与存储区域网(SAN)文件系统一起工作时，通信单元130可以通过光纤信道与服务器10通信。
通信单元130可以执行与管理服务器(未示出)的通信。例如，通信单元130可以包括网络控制器(未示出)和LAN端口(未示出)，并且可以使BMC单元190执行与管理服务器的通信。通信单元130可以通过带外(OOB)网络信道执行与管理服务器的通信，所述OOB网络信道配置为针对管理服务器执行服务，并且所述OOB网络信道与配置为针对服务器10执行服务的网络信道分离。
在本发明构思的示例实施例中，通信单元130可以通过有线LAN端口(未示出)执行与管理服务器(未示出)的通信，然而通信单元130也可以实现为使用除了LAN标准之外的有线通信标准或无线通信标准来执行与管理服务器的通信。此外，在本发明构思的示例实施例中，服务器10与管理服务器是分离的组件，然而服务器10可以实现为也执行管理服务器的功能。
传感器单元140可以包括布置在存储系统100内部的多个传感器(例如，图10中的140-1至140-11)，并且配置为将传感器感测到的值提供给微计算机单元180。所述多个传感器可以包括温度传感器，然而所述多个传感器不限于此。当微计算机单元180包括多个微计算机(例如，图10中的180-1至180-2)时，所述多个传感器可以分成与微计算机的数目相对应的组(参见图10)，每个划分的组可以向对应的微计算机传递感测到的值。
风扇单元150可以使空气在存储系统100内部流动。例如，可以将风扇单元150布置在存储系统100的正面(参见图4)，风扇单元150可以使外部空气在存储系统100内部流动以冷却存储系统100。风扇单元150的操作可以由以下将描述的微计算机单元180来控制。
存储单元160可以存储在I/O控制器170控制下传递的数据，或者可以将存储的数据提供给I/O控制器170。例如，存储单元160可以包括多个存储介质，所述多个存储介质的存储介质可以包括硬盘驱动(HDD)或固态磁盘(SSD)。例如，存储单元160可以实现为仅包括多个HDD或仅包括多个SSD。备选地，存储单元160可以实现为包括HDD和SSD两者。
当I/O控制器170包括多个I/O控制器时(参见图8)，可以将所述多个存储介质分成与所述I/O控制器的数目相对应的组，每个划分的组可以向对应的I/O控制器发送数据/从对应的I/O控制器接收数据。例如，在本发明构思的示例实施例中，可以在存储系统100中布置96个存储介质，两个I/O控制器可以向96个存储介质发送数据/从96个存储介质接收数据。也就是说，两个I/O控制器中的每一个例如可以向48个存储介质发送数据/从48个存储介质接收数据。
可以通过形成在板单元110中的插槽114(参见图5)来安装和拆卸构成存储单元160的多个存储介质中的每一个。以下参考图9来描述存储介质与板单元110之间的连接方法。
I/O控制器170可以通过通信单元130向服务器10发送数据/从服务器10接收数据，并且可以向存储单元160发送数据/从存储单元160接收数据。例如，I/O控制器170可以使服务器10共享和使用多个存储介质的存储空间。I/O控制器170可以实现为使多个服务器10共享和使用所述多个存储介质的存储空间。
可以通过形成在板单元110中的插槽114(参见图5)来安装和拆卸I/O控制器170。例如，以下参考图7和图8来描述I/O控制器170与板单元110之间的连接方法。
I/O控制器170可以支持例如I/O虚拟化。例如，板单元110可以包括在与I/O控制器170相连的插槽114上的开关(未示出)，可以通过开关来选择性地连接I/O控制器170和所述多个存储介质。例如可以通过I/O虚拟化技术来实现所述开关。I/O虚拟化技术指的是多个处理器同时使用一个I/O卡的技术。
I/O控制器170可以支持独立盘冗余阵列(RAID)功能。RAID是使用配置为作为一个存储介质来工作的多个存储介质来划分和存储部分重叠的数据的技术。
I/O控制器170可以对发送至存储单元160和/或服务器10的信号执行去加重(de-emphasis)处理，并对从存储单元160和/或服务器10接收的信号执行均衡处理。
例如，串行总线(未示出)指的是配置为以每次一个比特单位发送数据的接口，其中比特单位为1比特。例如，当(最近开发的)串行总线高速工作时，出现符号间干扰(ISI)、肌肤效应(或传播效应)或电介质损耗等。肌肤效应指的是电流在高电导率材料中行进(log)时观测到的电导率降低或电阻率增大。电介质损耗指的是在对电介质材料施加AC电场时产生的损耗。ISI指的是以下干扰：由于带宽限制而导致任意时隙的符号波形影响另一时隙的符号波形，其中带宽限制是由传输线或放大器引起的，或由传输线的相位非线性引起的。
可以使用去加重技术或均衡技术来校正ISI。例如，可以使用去加重技术从串行总线的发送端子(例如，存储介质的输出端子发射器或者I/O控制器170的输出端子)发送信号以考虑ISI的效应，并且可以使用均衡器技术在串行总线的接收端子(例如，存储介质的接收端子接收器或I/O控制器170的接收端子)处改善接收到的波形。
例如，I/O控制器170可以支持存储介质上的热插拨(hot-swap)。热插拨是在操作系统上更换设备或部件而不影响系统总体操作的功能。如果支持热插拨功能，则即使在存储系统100工作时也可以在存储介质上执行设备或部件的更换/维修。
当HDD用作存储介质时，I/O控制器170可以控制存储单元160，使得顺序地驱动HDD以减小存储系统100的总功率负载的大小。例如，为了防止由于HDD的初始加速(spin-up)过程中的功率损耗而导致系统不稳定，I/O控制器170可以顺序地驱动多个HDD(即，交错驱动加速(staggered drive spin-up))。
I/O控制器170可以包括：存储器(未示出)，配置为在服务器10与存储介质之间临时存储数据。存储器可以是例如随机存取存储器(RAM)或闪存。存储器可以具有至少1千兆字节的存储容量。
微计算机单元180可以收集存储介质的状态信息和存储系统100内部的状态信息，并且可以将收集的信息提供给BMC单元190。例如可以通过自我监测、分析和报告技术(S.M.A.R.T)监测系统来获得存储介质的状态信息。存储系统内部的状态信息可以包括例如由传感器单元140感测的温度或电力单元120的电力供应状态等。S.M.A.R.T信息是为了提前预料故障的可能性而检测的HDD的自诊断信息。S.M.A.R.T信息可以包括与基本机械异常有关的信息，例如，盘头的高度、盘数据传输速率、盘每分钟转数(RPM)、扇区数目、访问错误率、访问速度和/或HDD停止次数。
微计算机单元180可以根据从BMC单元190提供的命令来控制存储系统100的操作。例如，当通过传感器单元140输入了存储系统100中的高温度值并提供给BMC单元190时，BMC单元190可以发送针对风扇单元150的操作控制命令，并且微计算机单元180可以接收该操作控制命令以控制风扇单元150。微计算机单元180可以实现为分成多个微计算机。
BMC单元190可以基于智能平台管理接口(IPMI)在存储系统100上提供服务。BMC单元190可以包括基本板管理控制器(BMC)(未示出)。BMC可以是例如安装在服务器10或存储系统100上的微处理器，并且配置为支持IPMI。BMC可以向管理服务器(未示出)提供在微计算机单元180中收集的信息以及从多个存储介质收集的介质管理信息，可以向微计算机单元180提供从管理服务器提供的控制命令，并且可以管理存储系统100中的温度和电力。BMC单元190可以将多个存储介质分成多个组，并且对于第一组执行功率管理和操作管理的方式可以不同于针对第二组执行功率管理和操作管理的方式。介质管理信息可以包括例如存储介质的制造商、存储介质的容量、存储介质的速度、存储介质的错误历史、存储介质的温度或存储介质的健康的一般度量等信息。
IPMI是开放标准硬件管理接口规范，其限定了特定的方法，在该方法中，嵌入式管理下层(lower)系统可通信以执行处理器模块上的监测、插拨、恢复、盘存(inventory)和硬件控制。在本发明构思的示例实施例中，一个BMC单元190收集多个微计算机的状态信息，并将收集的状态信息发送至管理服务器，但是备选地可以使用多个BMC单元190。
当从管理服务器接收到盘分配请求时，BMC单元190可以向I/O控制器170分配盘资源。例如，可以通过系统管理总线(SMBus)接口来连接BMC单元190和I/O控制器170。
SMBus接口是基于内部集成电路(12C)串行总线协议的接口，其通过用于与母板上的低速设备通信的简单双线总线来传递时钟信号、数据和命令。
BMC单元190可以根据每个存储介质的负载大小请求盘重置或盘改变，以基于从存储介质接收的存储介质管理信息来执行集成管理方案。例如，BMC单元190可以向具有高随机访问频率的主机(例如，服务器)分配具有高访问速度的SDD资源，并且可以向具有高写入频率的主机(例如，服务器)分配HDD资源。
根据本发明构思的示例实施例，存储系统100可以不用线缆就连接存储介质和I/O控制器170，以简化存储系统100中的连接结构。因此，可以布置大量的存储介质。由于可以通过插槽116来安装或拆卸I/O控制器170，可以通过例如仅更换I/O控制器170来容易地执行存储系统100的升级。此外，不用线缆就简化了连接结构，使得可以改善对存储系统100的制冷。
图3是示出了图2所示的存储单元160与I/O控制器170之间的连接状态的示例的图。
参考图3，存储单元160可以包括多个存储介质。所示多个存储介质可以分成多个组。例如，可以将多个存储介质分成多个区域，使得虚拟化和共享包括所示多个存储介质的存储单元160。例如，每个划分的区域可以是私有块和虚拟块。私有块可以是存储操作系统(OS)的区域，该区域可以被分配给特定服务器(未示出)。虚拟块可以是由服务器共享的区域。例如，可以通过映射表(或匹配表)来管理每个块中的信息，可以由外部管理服务器来校正映射表。
I/O控制器170可以使用映射表向服务器分配存储媒体区域，其中所述映射表与分配给服务器的存储媒体的块匹配。
可以通过BMC单元190由外部管理服务器来控制匹配表信息，并且在向外部管理服务器提供格式信息、分区信息、块使用信息或安装OS信息等时，BMC单元190可以基于IPMI(例如HDD的分区设置)、块变化、匹配块的尺寸和重置等IPMI来提供服务。
可以通过突发模式控制器(S-BMC)和跟踪存储器控制器(TMC)(中央处理单元(CPU)系统管理控制器)将外部管理服务器中存储的匹配表存储在I/O控制器170中以及服务器节点(未示出)中。例如，如图3所示，可以通过S-BMC将外部管理服务器中存储的匹配表直接传递至存储系统100，并且通过TMC传递至服务器以及从服务器传递至I/O控制器170。
图4是示出了图1所示的存储系统100的形状示例的透视图。
参考图4，机壳101可以包围存储系统100。机壳101可以具有可安装在例如19寸标准机架中的宽度、高度和深度(例如，19″x3.5″x39″(WxHxD))。
可以在机壳101的前端布置风扇单元150，风扇单元150可以配置为将外部空气提供到存储系统100的内部。在本发明构思的示例实施例中，风扇单元150仅布置在机壳101的前端，但是风扇单元150也可以实现为布置在机壳101的后端和侧面。
通信单元130可以配置为执行与服务器和用于提供电力的电力单元120的通信，并且可以布置在机壳101的后端。
图4示出了根据本发明构思的实施例的存储系统100具有可安装在19寸标准机架中的尺寸，然而存储系统100也可以实现为具有可安装在除19寸标准机架之外的其他机架中的其他尺寸。
图5和图6是示出了图2的板单元110的形状示例的视图。
参考图5、图6和图16，板单元110可以具有可安装在标准服务器机架上的矩形形状，并且可以在后端包括凹槽，电力单元120可以布置到该凹槽中。
可以在板单元110的上表面和/或下表面布置图案，所述图案配置为在存储系统100中的组件之间传递信号。图案可以布置在电路板中的层中。
可以在板单元110中布置用于与存储系统100中的组件物理连接/电连接的连接器/插槽。例如，板单元110可以包括电力插槽111、通信连接器112、风扇连接器113、存储插槽114、辅助连接器115和I/O插槽116。
电力插槽111可以是配置为将电力单元120的多个端子与板单元110物理连接/电连接的插槽，可以通过电力插槽111将电力单元120的电力传递到例如存储系统100中的每个组件。微计算机单元180可以通过电力插槽111检测电力单元120的工作状态，并且可以通过电力插槽111控制电力单元120的操作。
通信连接器112可以是配置为将存储系统100与服务器10物理连接/电连接的连接器，并且可以布置在例如板单元110的后端以提供与服务器10的容易连接。通信连接器112可以是PCI Express连接器。在本发明构思的实施例中，仅通信连接器112可以配置用于连接到服务器10，然而备选地，板单元110可以实现为使得附加的连接器可以布置用于连接到以太网或管理服务器。图案202可以将通信连接器112连接到输入/输出插槽116。
风扇连接器113可以是配置为将风扇单元150的多个端子与板单元110物理连接/电连接的连接器，并且布置在例如板单元110的前端以提供与风扇单元150的容易连接。风扇连接器113可以将电力单元120的电力传递到风扇单元150。微计算机单元180可以通过风扇连接器113检测风扇单元150的工作状态，并且可以通过风扇连接器113控制风扇单元150的操作。
存储插槽114可以是配置为将存储介质与板单元110物理连接/电连接的连接器，并且可以是SATA连接器。存储插槽114可以将电力单元120的电力传递至存储介质，并且可以连接存储介质与I/O控制器170之间的I/O端口(未示出)。图案201可以将存储插槽114连接到输入/输出插楷116。
存储插槽114可以布置在板单元110上，并且可以沿存储介质的长度方向(即，存储介质的最长表面与板单元110垂直的方向)将存储介质布置到板单元110。例如，存储系统100的高度可以大于存储介质的长度。为了减小存储系统100的高度，可以使用辅助板163(参见图9)沿宽度方向(即，存储介质的第二长的长度)将存储介质布置到板单元110。以下参考图9来描述使用辅助板163的示例。
根据本发明构思的示例实施例，存储系统100可以如图4所示在19寸标准机架的宽度方向上包括48个存储插槽，每个存储插槽可以与两个存储介质相连。因此，根据本发明构思的示例实施例的存储系统100可以使用96个存储介质。
当这96个存储介质使用一个I/O板时，根据本发明构思的示例实施例的存储系统100在使用两个I/O控制器(未示出)和两个微计算机(未示出)的连接中可能有困难。在本发明构思的示例实施例中，多个存储介质可以分成两组，但是备选地所述多个存储介质可以实现为一组而不分成多组。备选地，所述多个存储介质可以实现为分成三组或更多组。分成的组可以使用BMC来执行功率控制和操作控制，其中针对第一组执行功率控制和操作控制的方式与针对第二组执行功率控制和操作控制的方式不同。
辅助连接器115可以是与相关技术中的I/O控制器可兼容的连接器。以下参考图11来描述辅助连接器115的功能和操作。
此外，图案203可以将微计算机单元180与BMC单元190相连，图案204可以将BCM单元190与输入/输出插槽116相连，图案205可以将微计算机单元180与传感器单元140相连。
I/O插槽116可以是配置为将I/O控制器170与板单元110物理连接/电连接的插槽，并且可以包括第一插槽和第二插槽。以下参考图7和图8来描述I/O插槽116的配置。
图7是示出了I/O控制器170与板单元110之间的连接的示例的详细视图，图8是示出了图1所示的I/O控制器170的形状示例的视图。
参考图7和图8，I/O控制器170可以包括子板171和芯片172。
子板171可以包括第一连接器173和第二连接器174，第一连接器173和第二连接器174布置在子板171一侧并且彼此间隔开。第一连接器173可以通过第一信号线175在通信单元130与芯片172之间发送/接收信号，并且可以具有PCI Express接口的引脚布置规范。第一连接器173可以根据第一接口总线方法在服务器与I/O控制器170之间发送/接收数据和控制命令。第一接口总线方法可以是PCI Express接口总线方法。
PCI Express接口保持与PCI并行接口总线的软件可兼容，并且是针对设备之间高速I/O的改进串行本地总线标准。PCI Express接口适合于处理大量数据。
第二连接器174可以在多个存储介质中的每一个存储介质与芯片172之间通过第二信号线176发送/接收信号，并且可以具有如以下表1所示的引脚布置。第二连接器174可以根据第二接口总线方法例如在多个存储介质中的每一个存储介质与I/O控制器170之间发送/接收数据和控制命令。第二接口总线方法可以是SAS、SATA和NVMe接口总线方法中的至少一个。
SAS方法是一种串行小型计算机系统接口(SCSI)标准，SAS方法是一种接口方法，在这种接口方法中，由于逐个比特顺序地发送数据以容易地实现数据同步，所以能够实现高速接口连接。
SATA方法使用主要针对向硬盘或光盘驱动的数据传递而制造的计算机总线，并且使用四接线信号线TX-、TX+、RX-和RX+来发送/接收数据。对此，需要包括接地在内的总计144个引脚来连接24个SATA磁盘。以下表1示出了引脚映射，可以针对PCI Express x16以一个连接器来实现144个引脚。
NVMe方法是一种接口方法，针对使用诸如SSD等非易失性存储器的存储介质。
[表1]
根据本发明构思的示例实施例，可以通过将第一连接器173与I/O插槽116的第一I/O部分116-1耦接并且将第二连接器174与I/O插槽116的第二部分116-2耦接，将I/O控制器170与板单元110电连接，从而可以将I/O控制器170安装在存储系统100上以及从存储系统100拆卸。因此，例如仅通过用改进的I/O控制器170替换已有的I/O控制器170，就可以获得系统升级效果。
图7和图8示出了本发明构思的实施例，其中第一连接器173与第二连接器174间隔开，然而备选地，子板171可以实现为使得第一连接器173与第二连接器174不分开。也就是说，可以物理上用一个连接器来实现第一连接器173和第二连接器174。
图9包括根据本发明构思的示例实施例的存储模块的示例的视图。
参考图9中的(a)，在存储单元160中，根据本发明构思的示例实施例，两个存储介质可以构成一个存储模块160-1。可以将存储模块160-1以预设的间隔布置在板单元110上。
如图9中的视图(b)和(c)所示，例如包括第一存储介质161-1和第二存储介质161-2的一个存储模块160-1可以通过一个子板163以及托架164与板单元110相连。
子板163可以从板单元110的存储插槽114拆卸并安装在存储插槽114上，并且可以包括两个插槽(未示出)，存储介质的连接器可以从所述两个插槽拆卸或者安装在所述两个插槽上。在本发明构思的示例实施例中，这两个插槽可以包含在子板163中，然而子板163也可以实现为包括例如仅一个插槽。
子板163可以包括诸如发光二极管(LED)(未示出)之类的显示设备(未示出)，所述显示设备配置为显示与之相连的存储介质是否工作。显示设备还可以显示存储介质是否工作和/或是否出现错误，因此管理者可以容易地在存储介质的集合中找到异常的存储介质。
托架164可以将两个存储介质和子板163固定到板单元110。
如上所述，存储介质可以通过插槽114与板单元110相连，使得存储系统100可以支持存储介质上的热插拨。热插拨是在不影响操作系统总体操作的前提下在工作的同时更换设备或部件的功能。
示例实施例表明，存储介质通过子板与板单元110相连。然而当存储系统100的高度大于HDD的长度(长、宽、高中最大的长度)时，可以将存储介质直立地垂直安装在板单元110上而不使用子板。此时，诸如LED等配置为显示存储介质是否工作的显示设备可以被布置在板单元110上。
图10是示出了图2所示的BMC单元190、微计算机单元180和传感器单元140之间的连接示例的框图。
参考图10，传感器单元140可以包括多个传感器140-1至140-11。多个传感器140-1至140-11可以分成两组。第一组中传感器140-1至140-6可以与第一微计算机180-1相连，第二组中传感器140-7至140-11可以与第二微计算机180-2相连。
第一微计算机180-1可以读取第一组中传感器140-1至140-6的感测值，并且可以将感测值提供至BMC单元190。第二微计算机180-2可以读取第二组中传感器140-7至140-11的感测值，并且可以将感测值提供至BMC单元190。
BMC单元190可以基于从第一微计算机180-1和第二微计算机180-2接收的温度信息来控制风扇单元150。
图11是示出了图5和图6所示的辅助连接器115的示例的透视图。
辅助连接器115可以是配置为连接相关技术的I/O连接器和存储介质的连接器。例如，如背景技术中描述的，I/O控制器和存储介质通过相关技术的线缆相连。
也就是说，I/O控制器必须仅通过相关技术的线缆与存储介质相连。然而在本发明构思的示例实施例中，为了与相关技术的I/O控制器兼容，必须将辅助连接器115与存储介质和I/O控制器170之间的图案相连，其中辅助连接器115布置在板单元110的一侧。
备选地，可以将辅助连接器115布置在板单元110的两侧端部，以便不干扰存储系统100中的空气流动。辅助连接器115可以是例如4端口SATA/SAS连接器。
辅助连接器115可以仅对于兼容性而言是必要的，对于板单元110的配置而言可以不是必不可少的。因此可以省略辅助连接器115。
图12是示出了根据本发明构思的示例实施例的信号处理器的框图。
串行总线指的是配置为以每次1比特单位或1比特来发送数据的接口。当(近期开发的)串行总线高速工作时，出现符号间干扰(ISI)、肌肤效应(或传播效应)或电介质损耗等。肌肤效应指的是电流在高电导率材料中行进时观测到的电导率降低或电阻率增大，电介质损耗指的是在对电介质材料施加AC电场时产生的损耗。ISI指的是以下干扰：由于带宽限制而导致任意时隙的符号波形影响另一时隙的符号波形，其中带宽限制是由传输线或放大器引起的，或由传输线的相位非线性引起的。
可以使用去加重技术或均衡技术来校正ISI。例如，可以使用去加重技术从串行总线的发送端子(例如，存储介质的输出端子发射器或者I/O控制器170的输出端子)发送信号以考虑ISI的效应，并且可以使用均衡技术在串行总线的接收端子(例如，存储介质的接收端子接收器或I/O控制器170的接收端子)处改善接收到的波形。
第一信号处理器103和第二信号处理器104可以布置在板单元110中，并且可以对从存储单元160或I/O控制器170发送的信号执行去加重处理。第一信号处理器103和第二信号处理器104还可以对在存储单元160或I/O控制器170中接收的信号执行均衡处理。第一处理器103可以配置为处理通过收发机单元107接收并通过收发机单元106发送的信号。反之，第二信号处理器104可以配置为处理通过收发机单元106接收并通过收发机单元107发送的信号。
图13是示出了存储系统100的气流仿真结果的视图，图14是示出了存储系统100的热仿真结果的视图。图15是示出了相关技术的存储系统的热仿真结果的视图。
图13表明，根据本发明构思的示例实施例，在存储系统100内没有线缆的情况下，存储系统100中的气流更平稳。
图14和图15示出了由于根据本发明构思示例实施例的存储系统100中的气流比相关技术的存储系统中的气流平稳，所以存储系统100中的温度比相关技术的存储系统中的温度低。
在服务器系统1000中可用的存储系统100的电路板110可以包括一个或多个第一插槽114、第二插槽116和第一导电迹线201。一个或多个第一插槽114可以沿电路板110的宽度成行布置，并且可以配置为与在服务器系统1000的存储系统100中可用的存储介质相连。第二插槽116可以沿着电路板110的深度布置在电路板110的第一端附近，并且可以配置为与存储系统100的输入/输出控制器170相连。第一导电迹线201可以印刷在电路板110上，以将第一组插槽114与第二插槽116电连接。电路板110可以是单一电路板110，第一导电迹线201的实现可以避免使用线缆。
电路板110还可以包括通信连接器112和第二导电迹线202。通信连接器112可以布置在电路板110的第一端附近，并且可以配置为与存储系统100的通信单元130相连。第二导电迹线202可以印刷在电路板110上以将第二插槽116与通信连接器112相连。
电路板110还可以包括：机壳101，配置为容纳存储系统100。
电路板10还可以包括风扇连接器113。风扇连接器113可以布置在电路板110的第二端处，并且可以配置为与存储系统100的风扇单元150相连。电路板110的第二端可以处在存储系统100的前端。
电路板110还可以包括传感器单元140。传感器单元140可以布置在电路板110上的第一端附近。传感器单元140可以配置为测量温度。
电路板110还可以包括微计算机单元180。微计算机单元180可以布置在电路板110上，并且可以配置为从传感器单元140接收信息、控制风扇单元150、接收存储系统100的状态信息并将所述状态信息发送至基本板管理控制器单元190、根据来自基本板管理控制器单元190的命令来控制存储系统100的操作、检测电力单元120的操作状态和/或控制电力单元120的操作。电路板110还可以包括导电迹线205。导电迹线205可以印刷在电路板110上以将微计算机单元180与传感器单元140电连接。电路板110还可以包括导电迹线203。导电迹线203可以印刷在电路板110上以将微计算机单元180与基本板管理控制器单元190电连接。
电路板110还可以包括传感器单元140中的多个传感器。微计算机单元180可以包括可以布置在电路板110第一侧的第一微计算机180-1和可以布置在电路板110第二侧的第二微计算机180-2。第一组多个传感器可以配置为向第一微计算机180-1发送第一信号，第二组多个传感器可以配置为向第二微计算机180-2发送第二信号。
电路板110还可以包括基本板管理控制器单元190。基本板管理控制器单元190可以布置在电路板110上，并且可以配置为与管理服务器通信、从微计算机单元180接收存储系统100的状态信息、向微计算机单元180提供与存储系统100的操作有关的命令、将存储介质分成组和/或基于针对存储系统100的智能平台管理接口规范来提供服务。电路板110还可以包括导电迹线204。导电迹线204可以印刷在电路板110上以将基本板管理控制器单元190与输入/输出控制器170电连接。
电路板110还可以包括存储介质，所述存储介质分为第一组存储介质和第二组存储介质，在第一组存储介质中存储操作系统；并且服务器系统1000的服务器10可以访问第二组存储介质。
电路板110还可以包括电力插槽111。电力插槽111可以布置在电路板110的第一端，并且可以配置为与存储系统100的电力单元120电连接。
电路板110还可以包括辅助连接器115。辅助连接器115可以布置在电路板110上，并且可以配置为与具有与第二插楷116不同的连接接口的(不同)输入/输出连接器电连接。
在服务器系统1000中可用的存储系统100的输入/输出连接器170可以包括：安装在板171上的芯片172、第一连接器173以及第二连接器174。第一连接器173可以布置在板171的端部，可以连接至与芯片172相连的第一信号线175，并且可以配置为有助于根据第一接口总线方法在芯片172与服务器系统1000中可用的服务器10之间传送第一信息。第二连接器174可以布置在板171的所述端部，可以连接至与芯片172相连的第二信号线176，并且可以配置为有助于根据第二接口总线方法在芯片172与服务器系统1000的存储系统100的存储介质之间传送第二信息。第一连接器173和第二连接器174可以实现为单一插槽。第一接口总线方法可以是根据外围组件互连Express标准来工作的接口，第二接口总线方法可以是根据串行附着小型计算机系统接口协议、串行高级技术附件协议和非易失性存储器Express规范中的至少一个来工作的接口。
服务器系统1000中可用的存储系统100的信号处理器系统可以包括第一信号处理器103和第二信号处理器104。第一信号处理器103可以配置为对从服务器系统1000的存储系统100中可用的存储单元160或者存储系统100的输入/输出控制器170发送的第一信号执行去加重处理。第二信号处理器104可以配置为对在存储单元160或输入/输出控制器170处接收的第二信号执行均衡处理。
尽管示出和描述了本发明总构思的一些实施例，然而本领域技术人员将认识到，在不脱离总体发明构思的原理和精神的前提下可以对这些实施例进行修改，本发明总体构思的范围由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (15)

1.一种可连接到服务器的存储系统，所述存储系统包括：
通信单元，配置为执行与服务器的通信；
存储单元，包括多个存储介质；
输入/输出I/O控制器，配置为通过通信单元向服务器发送数据/从服务器接收数据，以及向存储单元发送数据/从存储单元接收数据；以及
板单元，所述存储单元和I/O控制器被布置在所述板单元中，所述板单元配置为使用图案在存储单元与I/O控制器之间发送/接收数据。
2.根据权利要求1所述的存储系统，其中，所述I/O控制器配置为使服务器共享和使用所述多个存储介质的存储空间。
3.根据权利要求1所述的存储系统，还包括：
第一接口总线，配置为在服务器与I/O控制器之间发送/接收数据和第一控制命令；以及
第二接口总线，配置为在I/O控制器与所述多个存储介质之间发送/接收数据和第二控制命令，
其中所述第二接口总线是以下之中的至少一个：串行附着小型计算机系统接口SAS、串行高级技术附件SATA和非易失性存储器ExpressNVMe接口。
4.根据权利要求3所述的存储系统，其中，所述第一接口总线是外围组件互连PCI Express接口总线。
5.根据权利要求1所述的存储系统，还包括：信号处理器，布置在所述板单元中，并且配置为对从存储单元和I/O控制器中的至少一个发送的第一信号执行去加重处理，并且对在存储单元和I/O控制器中的至少一个中接收的第二信号执行均衡处理。
6.根据权利要求1所述的存储系统，其中，所述板单元包括用于与I/O控制器相连的插槽，并且
所述I/O控制器配置为安装在所述插槽上以及从所述插槽拆卸。
7.根据权利要求6所述的存储系统，其中，所述插槽包括：
第一插槽，配置为在通信单元与I/O控制器之间发送/接收第一信号；以及
第二插槽，配置为在I/O控制器与所述多个存储介质之间发送/接收第二信号。
8.根据权利要求7所述的存储系统，其中，所述第一插槽和第二插槽是连续布置的。
9.根据权利要求7所述的存储系统，其中，所述第一插槽和第二插槽是间隔布置的，并且
所述第二插槽具有PCI Express接口的引脚布置规范。
10.根据权利要求1所述的存储系统，其中，所述板单元还包括用于与所述多个存储介质相连的多个第三插槽，并且
所述多个存储介质配置为安装在所述第三插槽上以及从所述第三插槽拆卸。
11.根据权利要求10所述的存储系统，其中，所述多个存储介质中的每一个配置为通过与板单元垂直布置的子板来安装在每一个第三插槽上以及从每一个第三插槽拆卸。
12.根据权利要求11所述的存储系统，其中，所述子板包括：两个第四插槽，配置为与两个存储介质相连。
13.根据权利要求12所述的存储系统，还包括：多个托架，配置为将所述两个存储介质和所述子板固定到板单元。
14.根据权利要求1所述的存储系统，还包括：基本板管理控制器BMC单元，配置为使用存储系统的状态信息为存储系统提供智能平台管理接口IPMI服务。
15.根据权利要求14所述的存储系统，还包括：微计算机单元，配置为收集所述多个存储介质的状态信息以及存储系统内部的状态信息，将收集的信息提供至BMC单元，并且根据从BMC单元提供的控制命令来控制所述存储系统的操作状态。
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