CN106164805B - 用于封装高密度固态驱动器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

在各种实施方式中，高密度固态存储单元包括基底区段和具有多个闪存卡的盒体区段。盒体区段可以可移除安装到基底区段，以提供在多个闪存卡上存储的数据的安全性。盒体区段部分通过外壳的疯涨提供闪存卡的物理安全性并提供向基底区段的能量传输。盒体区段部分通过作为可移除模块连接到通用串行总线(USB)类型连接器上的受信平台模块提供存储在闪存卡上的数据的安全性。

Description

用于封装高密度固态驱动器的系统和方法

背景技术

信息技术处于剧烈变化的阵痛中。虚拟化正让路于云计算，强有力的手持装置的无处不在正在移动和社交方面产生新的范例。信息产生的巨大丰富正导致大数据分析的强大的新机会。云计算已经被称为破坏力，具有长期冲击大部分产业的潜力。

另外，现在需要的是比企业级存储方案更严格的下一代性能和容量。各种组织正产生比以往更多的数据并且数据产生以惊人的速度成长。

不仅存储容量是对计算的新范例的挑战：速度和性能也同样关键。各种组织必须能够尽可能快地访问它们最重要的数据以有效地对它作用。他们需要这样的方案，该方案使得延迟时间最小、每秒的输入/输出操作(IOPS)最大并以成本高效的方式传递最大的容量和性能。否则，传递足够存储容量和性能的成本将在它站稳脚跟之前消弱这个新的计算范例。

存储工业已经在改造技术方面做出大的进步，以在成本方面没有同等地增加的情况下传递更大的容量和更好的性能。如压缩、重复数据删除和智能分层的方案已经使得今天的盘存储系统更加高效并已经实现虚拟化的广泛增殖，这为过渡到云计算搭建了平台。

但是这些方案仅仅到了这样的地步：自转盘式存储器在速度和性能方面具有实际上的限制。用于下一代性能的真正的承诺已经在于固态技术。固态技术采用非易失性闪速存储器，因此它们没有移动零件，意味着固态方案在读取和写入数据方面比传统盘式驱动器更快。单个企业级固态方案可以处理100个传统硬盘驱动器的交易工作量-且在更小的物理空间内具有更大的可靠性和更小的功耗。

大部分领导地位的企业存储服务商结合固态技术作为他们的整体方案的一部分，但是在有限的容量中，通常针对需要非常高性能水平的存储密集型生产应用：视频编辑、计算机辅助设计和高端在线交易处理系统(OLTP)是一些显而易见的选择。

在企业中更普遍地部署固态技术-对于全部企业应用-的挑战是一次性成本。虽然NAND闪存方案可以以十分之一的功耗传递传统自传式盘的100倍的性能，它们部署方面大约10倍昂贵。

简单地说，部署稳固的企业级固态技术的成本对于在所有企业应用中广泛部署而言过于高。但是，这个借口对将来而言并不充分，由于固态技术所确保的性能水平变得对跨过所有类型商业的所有应用而言越发关键。

现实是固态技术的容量和性能将是下一代数据中心基础设施的必要部分，如果这些基础设施要在云计算、大数据和计算的下一个时代的所有其他关键方面发挥作用的话。企业级固态技术对于底层存储基础设施而言是关键的，驱动所有企业应用，以满足对性能、速度、容量和快捷性方面的不断变化的需求。

用于企业的下一代固态技术必须是稳固的、可靠的、功能齐全的和成本高效的：它必须超过今天的固态技术所能提供的，尤其是在IT决策者考虑使用HDD协议的典型固态驱动器(SSD)以向世界上的其他人宣讲时。固态技术的这种部署已经在它们初级应用中可用，如在膝上型计算中，但是还没有接近用于真正企业级固态存储的正确设计。存储工业的挑战曾经是弄清楚在固态技术中如何以合理的成本为广泛的企业诉求传递企业级性能和可靠性。

于是，期望解决与固态存储单元的封装和安全相关的问题，这些问题中的一些在此讨论。另外，期望减少与固态存储单元的封装和安全相关的缺点，其中一些在此讨论。

发明内容

本公开的以下部分给出在本公开内存在的一个或多个创新、实施方式和/或示例的简要概述，用于至少提供本发明主题的基本理解的目的。这个概述并不试图提供任何特定实施方式或示例的广泛总结。另外，这个概述不意在识别实施方式或示例的重要/关键元件，或者限定本公开的主题的范围。于是，这个概述的一个目的可以是以简化形式提供本公开内存在的一些创新、实施方式和/或示例，作为后面给出的更加详细描述的前序。

在各种实施方式中，高密度固态存储单元包括基底区段和具有多个闪存卡的盒体区段。所述盒体区段可以可拆卸地安装到基底区段上，以提供多个闪存卡上存储的数据的安全性。所述盒体区段部分通过向基站的能量传输和封闭的封装而提供闪存卡的物理安全性。所述盒体区段还部分通过受信平台模块(TPM)提供存储在闪存卡上的数据的安全性，所述受信平台模块实施为连接到通用串行总线(USB)类型的连接器上的可拆卸模块。

在一个方面，数据存储单元包括基底区段和盒体区段。所述盒体区段被构造成可拆卸地安装到基底区段上。所述盒体区段包括接口，通过该接口，位于盒体区段内的多个固态存储模块可访问基底区段。多个固态存储模块与桥接板一起以垂直方式从盒体区段的前部向盒体区段的后部布置，所述桥接板将在盒体区段的后部的接口连接到在盒体区段前部处的一个或多个部件。

在一个实施方式中，盒体区段的接口被构造成提供盒体区段和基底区段之间的电连接以及从盒体区段向基底区段的能量传输。接口将振动和其他机械能量从盒体区段传递到基底区段，减少物理损坏盒体区段和其中的任何部件的可能性。

在另一方面中，盒体区段还包括一个或多个导引部。所述导引部被构造成辅助盒体区段插入到基底区段中。每个导引部具有从盒体区段的一个端部向盒体区段的另一个端部的锥形。该锥形被构造成在盒体区段被插入到基底区段中提供盒体区段的自导引。所述一个或多个导引部可以被构造成提供向基底区段的能量传输，且基底区段可以被构造成通过一个或多个导引部接收能量传输。所述一个或多个导引部可以进一步包括与第二楔形接收器相对的第一楔形接收器，以辅助最初插入。

在进一步实施方式中，盒体区段包括各种间隙填充材料。该间隙填充材料可以放置在盒体区段的一个或多个内部部件和盒体区段的封闭板之间。间隙填充材料可以适应制造过程中的变化。间隙填充材料可以进一步构造成减小盒体区段的振动。

在一些方面，基底区段包括形成多个环境区的一个或多个结构件。多个环境区中的至少一个可以被指定用于盒体区段。

在另一实施方式中，数据盒体包括接口和多个固态存储模块，固态存储模块通过该接口可访问基底区段，且所述多个固态存储模块与桥接板一起以垂直方式从盒体区段的前部向盒体区段的后部布置，该桥接板将盒体区段的后部处的接口电连接到盒体区段的前部处的一个或多个部件。

在进一步实施方式中，数据盒体接收受信平台模块，该受信平台模块包括具有通用串行总线(USB)类型的接收器的接口，该USB类型的接口被构造成插入到盒体区段中。所述受信平台模块还包括电路，该电路被构造成管理从基底区段对多个固态存储模块中存储的数据的访问。

在一些方面中，该接口被构造成USB 2.0或3.0标准A类型插头，具有扁平的矩形形状，其插入到盒体区段的USB 2.0或3.0标准的A类型插座中。电路可以被构造成利用被构造成提供平台完整性的电路管理从基底区段对存储在多个固态存储模块中的数据的访问。该电路可以被构造成利用被构造成管理用于存储在多个固态存储模块内的数据的加密密钥的电路管理从基底区段对多个固态存储模块中的数据的访问。电路可以被构造成利用被构造成管理多个固态存储模块中的存储的数据和元数据二者的电路管理从基底区段向多个数据存储模块中存储的数据的访问。

除了上述部分之外，通过参照本公开的剩余部分、附图以及权利要求，本公开的主题的性质和等价物的进一步理解(以及所提供的任何固有的或明显的优点和改进)应该被认识到。

附图说明

为了合理地描述和说明本公开之内的这些创新、实施方式和/或示例，参照一个或多个附图。用于描述一个或多个附图的额外的描述或示例不应认为是对要求保护的发明的范围、任何目前描述的实施方式和/或示例、或者在这个公开中提供的任何创新的目前理解的最佳模式的限制。

图1是在根据本发明的一个实施方式中具有基底和盒体的高密度固态存储单元的视图；

图2A-2F是示出在根据本发明的一个实施方式中的图1的高密度固态存储单元的不同视图；

图3是在根据本发明的一个实施方式中的图1的高密度固态存储单元的盒体的视图；

图4A-4D是示出在根据本发明的一个实施方式中图3的盒体的不同视图；

图5是示出在根据本发明的一个实施方式中的图1的盒体的各种内部元件的封装的视图；

图6A-6B是示出在根据本发明的一个实施方式中提供安全性和振动的图3的盒体的元件的视图；

图7是示出在本发明的一个实施方式中的具有双温区的图3的盒体的横截面的视图；

图8是示出在根据本发明的一个实施方式中的图3的盒体的数据安全特征的视图；

图9是可以用于本发明的实用实施方式的计算机系统的简化方块图。

具体实施方式

在各种实施方式中，高密度固态存储单元包括基底区段和具有多个闪存卡的盒体区段。盒体区段能够可拆卸地安装到基底区段中，以提供多个闪存卡上存储的数据的安全性。所述盒体区段部分通过对基站的能量传输和封闭的封装提供闪存卡的物理安全性。盒体区段还部分通过受信平台模块(TPM)提供闪存卡上存储的数据的安全性，所述受信平台模块(TPM)实施为连接到USB连接器上的可拆卸模块。

介绍

图1是根据本发明的一个实施方式中的具有基底和盒体的高密度固态存储单元100的视图。高密度固态存储单元100可以实施为全闪存企业级固态存储系统。高密度固态存储单元100的示例可以类似于加利福尼亚州圣何塞的Seyera Inc.提供的产品。

固态存储单元100典型地包括其中布置硬件和/或软件的两个部件，基底区段110和盒体区段120。基底区段110和盒体区段120可以包括典型地在消费级和企业级计算机和存储设备内存在的元件和部件。这可以包括一个或多个处理器，该处理器可以具有核芯、存储器、总线和接口、电源系统、通风系统等中的一或多个。固态存储单元100典型地由钢、铝、塑料或其他合金以及典型地用在消费级或企业级硬件中的材料构造。

固态存储单元100可以类似于包括基于硬盘驱动器或类似的存储装置的传统服务器存储单元实现。固态存储单元100可以被构造成安装到一个或多个服务器机架上。服务器机架通常可以保持多件机架可安装单元，所述机架可安装单元被设计成配装在服务器机架上。每个机架可安装单元能够大体上是若干标准尺寸中的一个，该标准尺寸是在机架单位的方面进行测量。机架单元U或RU是用于描述意在安装在19英寸机架或23英寸机架上的设备的高度的测量单位。19英寸(48.26cm)或23英寸(58.42cm)尺寸指的是在机架中设备安装框架的宽度，即，能够安装在机架内侧的设备的宽度。一个机架单位(IU)是1.75英寸(44.45mm)高。一件机架安装设备的尺寸通常描述为多个U。例如，一个机架单元通常称为1U，两个机架单元称为2U等等。

高密度固态存储器100也可以实施为任何计算装置，如个人计算机(PC)、工作站、微型计算机、主框架、计算装置的集群或群、膝上型电脑、笔记本、上网本、PDA、智能电话、消费者电子装置、游戏主机等。

通常，基底区段110被构造成控制和管理固态存储单元100相对于对存储在盒体区段120内的数据的外部访问的操作。在各种实施方式中，基底区段110可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)、存储器和接口。基底区段110包括硬件和/或软件元件，其构造成执行逻辑运算和计算、输入/输出操作、机器通信等。基底区段110可以包括类似的计算机部件，如一个或多个数据处理器、一个或多个图形处理器或图形处理单元(GPU)、一个或多个存储器子系统、一个或多个存储子系统、一个或多个输入/输出(I/O)接口、通信接口等。基底区段110可以包括一个或多个系统互联部件，并提供诸如连接性和装置间通信的功能。

在各种实施方式中，基底区段110可以包括实现通过网络利用一个或多个通信协议通信的软件，该网络如局域网或因特网，该协议如HTTP、TCP/IP、RTP/RTSP协议等。在一些实施方式中，其他通信软件和/或传输协议也可以被使用，例如，IPX、UDP等，用于通过网络与主机通信或者与直接或间接连接到基底区段110上的装置通信。在进一步实施方式中，基底区段110可以包括软件，该软件实现网络附属存储(NAS)通信、直连式存储(DAS)通信、存储区域网络(SAN)通信等。在一些实施方式中，其他数据存储软件、传输协议或者互连也可以被使用，例如将ATA映射到以太网上的ATA over Ethernet(AoE)、将SCSI映射到光纤通道上的光纤通道协议(FCP)、Fibre Channel over Ethernet(FCoE)、ESCON over FibreChannel(FICON)、将SCSI映射到以太网上的HyperSCSI、将FCP映射到IP上的iFCP或SANoIP、将SCSI映射到TCP/IP上的iSCSI、将iSCSI映射到InfiniBand上的用于RDMA的iSCSI扩展(iSER)，存储网络也可以利用SAS和SATA技术构建，等等。

在一些实施方式中，基底区段110可以利用下面详细描述的一个或多个技术保持各种温区。

总地来说，盒体区段120被构造成管理位于盒体区段120中的多个存储模块中存储的数据的访问。盒体区段120可以包括中央处理单元(CPU)、存储器和接口中的一个或多个。盒体区段120可以包括硬件和/或软件元件，其被构造用于执行逻辑运算和计算、输入/输出操作、机器通信等。盒体区段120可以包括熟悉的计算机部件，如一个或多个数据处理器、一个或多个图形处理器或图形处理器单元(GPU)、一个或多个存储器子系统、一个或多个存储系统、一个或多个输入/输出接口、通信接口等。盒体区段120可以包括一个或多个系统互连部件并提供诸如连接性和装置间通信的功能。

在各种实施方式中，盒体区段120被构造成可移除地安装到基底区段110上。这允许盒体区段120从基底区段110上物理移除，从而提供增强的数据安全性。盒体区段120可以被物理固定，以进一步防止对其上存储的数据的未授权访问。盒体区段120可以被构造成仅可插入相对应的基底区段110内，或者盒体区段120可以被构造成任何兼容的基底区段中。在一些实施方式中，盒体区段120被构造成依赖于或以其他方式利用基底区段110的硬件和/或软件元件，该硬件和/或软件元件被构造成用于执行逻辑运算和计算、输入/输出操作、机器通信等。

盒体区段120典型地包括多个存储模块。多个存储模块可以并排布置。多个存储模块以在从共享的电路板延伸的垂直取向上布置。每个存储模块优选地包括固态存储器，该固态存储器能够提供8和10兆兆字节之间的存储容量。本领域技术人员将认识到在每个存储模块上存储容量的量主要受到存储器装置的可用容量的限制。在不远的将来，固态存储器技术中的进步将导致单个存储器装置能够保持数兆兆字节的数据。在这样的时候，每个存储器模块的存储容量能够通过利用这种大容量存储器装置而得到极大增强。因此，上面描述的存储器容量数字基于今天可用的技术。这些数字仅作为示例提供并不应理解为以任何方式限制要求保护的发明。本领域技术人员将认识到随着将来可获得更新技术，利用在这个申请中描述的概念，存储容量能够进一步增加。

图2A-2F是示出在根据本发明的一个实施方式中的图1的高密度固态存储单元100的不同的视图。在这个示例中，图2A描绘了高密度固态存储单元100的前视图。如能够看到的，基底区段110包括一个或多个通风口，在该通风口处，可以安装一个或多个风扇，以将空气向内吹到基底区段110内，例如，支持内部电子器件的冷却。盒体区段120包括一个或多个通风口，在该通风口处，安装一个或多个风扇，以将空气向内吹到盒体区段110内，例如，以支持内部电子器件和多个存储模块的冷却。

盒体区段120可以包括一个或多个物理机构，用于物理固定、连接或耦接到基底区段110。例如，图2A示出用于将盒体区段120固定到基底区段110上的一个或多个螺钉。盒体区段120可以包括导引部、轨道、导轨或其他特征中的一个或多个，其促进将盒体区段120如何固定到基底区段110上。在一些方面中，固定机构的盒体区段120和基底区段之间的接口可以起到多个目的，如提供电连接以及提供能量传输，用于减小或衰减盒体区段120内的振动。

图2B描绘了与图2A的前视图相对的高密度固态存储单元100的后视图。如能够看到的，基底区段110包括一个或多个通风口，在该通风口处，一个或多个风扇可以安装，以将空气向内吹到基底区段110内。基底区段110可以包括一个或多个接口，如以太网、通用串行总线(USB)、监视器端口等，该接口促进与外部部件的连接。基底区段110可以进一步包括一个或多个为各种已知结构的电源。

图2C描绘了高密度固态存储单元100的左视图。基底区段110可以包括一个或多个开口、接口等，其允许基底区段110被固定到机架或机箱上，以用于操作。图2D描绘了高密度固态存储单元100的右视图。图2E描绘了高密度固态存储单元100的俯视图。图2F描绘了高密度固态存储单元100的仰视图。

在这些示例中，更清楚地示出了盒体区段120从基底区段110的可移除特性。允许盒体区段120容易地从基底区段110移除提供了各种优点。传统上，硬盘驱动器提供用于可移除存储的介质。然而，即使硬盘驱动器的密度已经增加，它们的容量或形状因数仍保持相同。盒体区段120给高密度存储提供可移除性的益处，用于增加的其上存储的数据的保护。

盒体区段120从基底区段110的可移除性也提供了一些挑战，其中一些在下面更详细地讨论。例如，需要在基底区段110和盒体区段120之间提供电气和物理耦接。电气和物理耦接需要足够强，以承受插入和移除循环的产品寿命。在仍进一步示例中，插入应该相对容易执行和确保。在另一示例中，存在减小可能发生的噪声和振动的需要。

盒体封装

在各种实施方式中，盒体区段120包括旨在封装多个存储模块的一个或多个特征。一个特征提供了基底区段110和盒体区段120之间的电气和物理耦接，同时进一步在它们之间提供能量传输。另一特征利用锥形导引部提供相对容易的插入。为了减小可能发生的噪声和振动以及考虑制造过程变化，盒体区段120可以包括填充间隙或隔离部件的特征。

图3是在本发明的一个实施方式中的图1的高密度固态存储单元100的盒体区段120的视图。在各种实施方式中，盒体区段120包括一个或多个特征，用于提供对存储在多个存储模块中的数据的访问和安全性。这些特征中的一些涉及盒体区段120的封装，如数据如何通过将盒体区段120从基底区段110上移除而物理上保护。例如，盒体区段120可以从基底区段110物理移除，可以在安全位置(如金库或保险箱)中得到保护。在一个方面，盒体区段120包括在重新插入到基底区段110中时重新开始操作所需的所有数据和元数据。

这些特征中的一些涉及盒体区段120的封装，如盒体区段120的多个存储模块和其他硬件元件如何在高密度固态存储单元100的操作过程中保持不受损。风扇的机械运动、热膨胀和收缩以及其他能量污染可能损坏敏感的部件、电气连接或使数据损坏。在一个方面，盒体区段120包括一个或多个点，在该点处，热和振动可以被传输到基底区段110，这允许盒体区段120的部件在最佳条件下操作。

在各种实施方式中，这些特征中的一些涉及存储在盒体区段120内的数据的安全性，如盒体区段120如何结合受信平台模型，其能够访问其中存储的加密数据。甚至在盒体区段120从基底区段110物理移除并在安全位置中被保护的情况下，用户仍可以进一步移除受信平台模块(或密钥)并将密钥存放在单独位置。由于盒体区段120可以包括在插入到基底区段110中时重新开始操作所需要的所有数据和元数据，密钥和盒体区段120的组合是必须的。

于是，盒体区段120可以被封装以通过提供各元件操作在最佳环境来保护数据。此外，盒体区段120可以从基底区段110物理移除，以保护数据免受盗窃、火灾或其他物理损坏。另外，盒体区段120的密钥可以被物理移除，同时允许盒体区段120保持在基底区段110中，这保护数据免受未授权访问。

再次参照图3，盒体区段120可以包括顶板310和底板(未示出)，该底板可以被去除以允许访问内部部件。在各种实施方式中，盒体区段120包括在内部部件和顶板之间的间隙填充材料层。间隙填充材料的示例包括泡沫或其他振动/声音阻尼材料。盒体区段120也可以包括在内部部件和底板之间的间隙填充材料层。该间隙填充材料可以进一步适应制造过程中的过程变化，同时将各部件和/或结构元件彼此隔离。间隙填充材料可以进一步提供盒体区段120的内部部件(如风扇等)的振动补偿，这是最佳操作所需的。盒体区段120进一步可以包括其他传统元件，如螺钉、按钮、闩锁、访问端口等，它们起到一个或多个目的的作用。盒体区段120可以进一步包括一个或多个防篡改或防破坏特征。

图4A-4D是示出在根据本发明的一个实施方式中的图3的盒体区段120的不同视图。例如，图4A描绘了盒体区段120的前视图。盒体区段110包括一个或多个通风口，一个或多个风扇可以安装到所述一个或多个通风口处，以将空气向内吹到盒体区段110内。图4A示出用于将盒体区段120固定到基底区段110上的一个或多个螺钉以及用于将前板固定到盒体区段120上的一个或多个螺钉。

图4A也描绘了受信平台模块(TPM)(在本公开中也称为“密钥”)的一个实施方式。TPM或密钥可以用于保护在多个高密度基于闪存的存储模块中存储的数据。密钥可以采取多种形式。在这个示例中，密钥描述为通用串行总线(USB)类型的拇指驱动器或fob。存在各种类型USB连接器，包括在USB规范已经发展的同时加入的那些。初始USB规范详细描述了标准A和标准B插头和插座。USB2.0规范增加了微型B插头和插座。

TPM或密钥可以利用USB类型连接器的定制引脚构造的标准。通常USB2.0标准A型USB插头是扁平的矩形形状，其插入USB 2.0标准A类型的插座中。标准B插头具有方形形状，具有倒角的外角。

图4B描绘了与图4A的前视图相反的高密度固态存储单元100的后视图。如能够看到的，盒体区段110包括一个或多个通风口，空气通过该通风口从盒体区段传送到基底区段110内。盒体区段120可以包括一个或多个接口，该接口促进与基底区段110的连接(结构上和电气上)。图4C描绘了盒体区段120的左视图。盒体区段120可以包括一个或多个开口、接口等。图4D示出盒体区段120的右视图。在这些示例中，盒体区段120包括一个或多个机构，如导引板和立柱，该机构促进与基地区段110的互连。

图5是示出在根据本发明的一个实施方式中的图1的盒体区段120的各种内部元件的封装的视图。图5描绘了顶板310去除情况下的盒体区段120的俯视图。盒体区段120典型地包括多个存储模块510，所述多个存储模块在垂直取向上并排布置。

存储模块510可以与高密度固态存储单元100一起使用。例如，存储模块510可以包括闪存控制器和一个或多个闪存模块。闪存控制器是一个或多个处理器、FPGA、ASIC或其他微控制器的代表，其包括硬件和/或软件元件，该硬件和/或软件元件被构造成执行逻辑或程序代码或者用于提供专用功能。闪存模块是闪速存储器模块或其他固态器件(SSD)的代表。存储模块510的一些实例由加利福尼亚州圣何塞的Skyera公司提供。

为了最大化存储模块510的封装，盒体区段120包括桥接板520。桥接板520被构造成利用与存储模块510基本上相同的形状因数在盒体区段120的前部部分530和盒体区段120的后部部分540之间提供电源连接。前部部分530可以包括被构造成与TMP或密钥接口以及操作风扇、按钮、开关等中的一个或多个的部件，所述风扇、按钮、开关等在用户与高密度固态存储单元100的前部交互作用时可以被用户接近。后部部分540可以包括被构造成与基底区段110的部件接口的部件。后部部分540可以进一步作为电路板延伸，该电路板具有用于存储模块510和桥接板520中每一个的接收接口。桥接板520可以进一步被构造成在盒体区段120的前部部分530和盒体区段120的后部部分540之间提供传输线路。

图6A-6B是示出在本发明的一个实施方式中的图3的盒体区段120的元件的视图，该元件提供安全性和振动减小。在这个示例中，图6A描绘了接口610，该接口610可以提供用于接收来自基底区段110的连接的物理连接点。接口620可以提供与基底区段110的物理和电气连接。接口620被进一步构造成将振动或与盒体区段120相关的其他谐波传递到基底区段110内。接口620由此减小盒体区段110的部件上的应力，保护接口连接器并且将盒体区段120物理固定到基底区段110上。

图6A进一步描绘了一个或多个导引部630A和630B。导引部630A和630B被构造成促进盒体区段120插入基底区段110和从基底区段110移除。导引部630A和630B可以进一步提供从盒体区段120到基底区段110的能量传输。图6B还描绘了导引部630B。导引部630B在区域640内是锥形的，以允许盒体区段120将其本身拉入基底区段110内。彼此相对定位的区域640形成楔形接收部，用于接收基底区段110的导引部件。此外，导引部630B被圆整，以从前到后形成上部和下部通道，以自导引以及提供更好的配合。传统导引部仅仅成直角块状，并且不考虑过程变化。从而，在导引部可以配合到它们的接收部内的情况下，它们可能不能完全牢固。相反，导引部630A和630B提供锥形，这确保了牢固配合。牢固配合提供阻止退出的保护以及提供额外的表面区域，能量和振动传递可以通过该表面区域发生。

如上面讨论的，盒体区段120包括在各个方面的特征，用于提供其中存储的数据的安全性。例如，盒体区段120可以从基底区段110物理移除，它可以保存在安全位置。在一个方面中，盒体区段120包括在插入基底区段110内时重新开始工作所需的所有数据和元数据。在另一示例中，盒体区段120包括一个或多个点，在该点处，热量和振动可以传递到基底区段110，允许盒体区段120的部件在最佳条件下操作。

双温度选项

盒体区段120可以实现冷却系统，该冷却系统将空气吸入盒体区段120的前部并且在将空气排出到盒体区段120的后部之外之前将空气吹过诸如存储模块520的关键部件。由于盒体区段120的后部通风到基底区段110的一部分内，一个或多个特征可以被提供用于多个环境区。这些特征可以最小化单独区之间的干涉以及巩固排气所需的区域。

图7是示出在本发明的一个实施方式中的图3的盒体区段120的横截面的视图，该盒体区段120具有双温度区。在这个示例中，基底区段110配备有一个或多个特征，以提供双环境区。多个环境区的需求可以基于用于特定部件的最佳操作的需求。于是，一些部件能够在不同条件下操作，且这些考虑可以用于涉及更紧凑和高效的外壳。

在这个示例中，图7的结构710被构造成分离离开盒体区段120的气流和离开基底区段110的气流。在这个实施方式中，结构710形成斜坡，该斜坡将两个气流分离到区720和区730中。结构710可以包括一个或多个变形部、斜坡、翼部、挡块、壳体等，它们将空间分成多个区或隔室。

因此，盒体区段120的部件能够在与基底区段110的部件不同的条件下操作。从而，盒体区段110的冷却策略不同于基底区段110的冷却策略，而不与另一个区的效率发生显著干涉或损坏另一个区的效率。结合单独的区(其中至少一个区被指定用于移除的盒体)也允许盒体120和基底区段110更紧凑和高效外壳设计。

数据安全性

如上面讨论的，高密度固态存储单元100包括用于在物理方面和在加密方面确保存储在盒体120内的数据的一个或多个特征。在一个实施方式中，高密度固态存储单元100利用受信平台模块(TPM)。在各种实施方式中，TPM或密钥是专用可移除模块，其利用USB型连接器。密钥包括在它的保护下访问存储在存储模块520内的数据所需的硬件和/或信息。密钥能够存储专用于盒体区段120的加密密钥。密钥也可以提供平台完整性，在于其表明高密度固态存储单元100具有特定硬件设置并正使用特定软件。

图8是示出在本发明的一个实施方式中的图3的盒体区段120的数据安全性特征的视图。在这个示例中，TPM芯片800包含称为签注密钥(EK)的密钥对。该对被保持在TPM芯片800的内部并且不能被软件访问。存储引导密钥(SRK)在用户或管理员取得系统的拥有权时产生。这个密钥对可以由TPM芯片800基于签注密钥和所有者专用密码。称为身份证明密钥(AIK)的第二密钥可以用于保护盒体区段120免于未授权的固件和软件修改。

于是，即使盒体区段120从基底区段110物理移除，并且当插入基底区段110时重新开始操作所需的所有数据和元数据保持被TPM芯片800保护。简单地将TPM芯片800从盒体区段120上去除进一步保持数据的安全性，即使随后获得对存储模块的物理访问。

从而，在各种实施方式中，在盒体区段120内存储的数据可以通过去除TPM芯片800来保护。盒体120可以留在基底区段110内，同时防止未授权的访问。即使在盒体区段120从基底区段110上物理去除的情况下，TPM芯片900可以被进一步移除，保存在单独位置。即使未授权的用户将盒体区段110重新连接到基底区段120，在盒体区段120内存储的数据保持被加密并且以其他方式被保护。在一个方面，盒体区段120和基底区段110可以在不存在TPM芯片800时拒绝操作。当盒体区段120包括在插入基底区段110内时重新开始工作所需的所有数据和元数据时，TPM芯片800和盒体区段120的结合是需要的。

TPM芯片可以采取各种形式。在这个示例中，TPM芯片800被描述为USB类型拇指驱动器或便携式信息终端(fob)。TPM芯片800包括USB 2.0标准A类型的USB插头，具有扁平的矩形形状，其插入盒体区段120的USB 2.0标准A类型插座中。解决引导过程完整性或数据保护的大多数基于硬件的安全装置典型地是利用制造上设计的适当接口连接到系统的模块。另外，模块通常构造为小型子板类型卡或者模块，其与系统的外壳之内的防篡改或防破坏紧固件相连接。TPM芯片800利用已知的构造标准提供连接器。当实施为USB类型拇指驱动器或fob时，TPM芯片800进一步提供对用户熟悉的事项。

结论

图9是用于实践本发明的实施方式的计算机系统900的简化方块图。如图9中所示，计算机系统900包括处理器910，该处理器通过总线子系统920与多个周边装置通信。这些周边装置可以包括存储子系统930，包括存储器子系统940和文件存储子系统950、输入装置960、输出装置970和网络接口子系统980。

总线子系统920提供用于使得计算机系统900的各种部件和子系统按期望彼此连通的机构。虽然总线子系统920被示意性示出为单个总线，总线子系统的替代实施方式可以利用多个总线。

存储子系统930可以被构造成存储提供本发明的功能的基本程序和数据结构。提供本发明的功能的软件(代码模块或指令)可以存储在存储子系统930中。这些软件模块或指令可以通过处理器910来执行。存储子系统930也可以提供用于存储根据本发明使用的数据的知识库。存储子系统930可以包括存储器子系统940和文件/硬盘存储子系统。

存储器子系统940可以包括多个存储器，包括用于在程序执行时存储指令和数据的主随机存取存储器(RAM)942和其中存储固定指令的只读存储器(ROM)944。文件存储子系统950提供用于程序和数据文件的持久(非易失性)存储，并可以包括硬盘驱动器、与相关联的可移除介质一起的软盘驱动器、紧凑盘只读存储器(CD-ROM)驱动器、DVD、光盘驱动器、可移除介质盘和其他相似存储介质。

输入装置960可以包括键盘、定点装置(如鼠标、轨迹球、触摸垫或图形板)、扫描仪、条码扫描仪、结合到显示器中的触摸屏、音频输入装置(如语音识别系统)、麦克风和其他类型的输入装置。通常，输入“输入装置”的使用意在包括用于将信息输入计算机系统900的所有可能类型的装置和机构。

输入装置970可以包括显示子系统、打印机、传真机或诸如音频输出装置的非视频显示器等。显示子系统可以是阴极射线管、平板装置(如液晶显示器(LCD))或者投影装置。通常，术语“输出装置”的使用意在包括用于从计算机系统900输出信息的所有可能类型的装置和机构。

网络接口子系统980提供与其他计算机系统、装置和网络，如通信网络990的接口。网络接口子系统980作为用于接收来自计算机系统900的其他系统的数据和将数据发送到该其他系统。通信网络990的一些示例是私人网络、公共网络、租用线路、因特网、以太网、令牌环网络、光纤网络等。

计算机系统900可以是各种类型的，包括个人计算机、便携计算机、工作站、网络计算机、大型机、售货机或任何其他处理系统。由于计算机和网络的不断变化特性，图9中描绘的计算机系统900的描述仅意图在于用于说明计算机系统的优选实施方式的目的的特定示例。具有比图9中所示的系统多或少部件的很多其他构造也是有可能的。

虽然已经描述了本发明的特定实施方式，各种修改、变型、替代结构和等价物也可以涵盖在本发明的范围内。所描述的范围不局限于某些特定数据处理环境内的操作，而是在多个数据处理环境中自由操作。另外，虽然已经利用特定系列的交易和步骤描述了本发明，对本领域技术人员来说显然本发明的范围不局限于所描述系列的交易和步骤。

此外，虽然已经利用硬件和软件的特定组合描述了本发明，但是应该认识到硬件和软件的其他组合也在本发明的范围内。本发明可以仅以硬件、或仅以软件或利用它们的组合来实现。

于是，说明书和附图被认为是说明性的而非限制意义的。但是，明显的是，在不背离如权利要求中给出的本发明的更广泛精髓和范围的前提下，添加、削减、删除和其他修改和变化可以对其作出。

其教导可以在本公开中呈现的一个或多个发明中的任一个的各种实施方式可以逻辑的形式通过软件、固件、硬件或其组合实现。逻辑可以存储在机器可访问的存储器、基底可读取的物品、可触及计算机可读取介质、计算机可读取存储介质或其他计算机/机器可读取介质中或上，作为一组指令，该组指令适于指导逻辑机器的中央处理单元(CPU或处理器)执行在本公开中给出的本发明的各种实施方式中公开的一组步骤。逻辑可以形成软件程序或计算机程序产品的一部分，作为代码模块而在执行在本公开中给出的本发明的各种实施方式中的方法或过程时，与计算机系统或信息处理装置的处理器一起操作。基于本公开和在此提供的教导，本领域技术人员将理解到其他方式、变型、修改、替代和/或方法，以用于通过软件、固件、硬件或其组合实现一个或多个所给出的发明的各种实施方式的所公开的操作或功能中的任一项。

在本公开中给出其教导的那些发明的任一个的被公开的示例、实现方式和各种实施方式仅仅是说明性的，以向本领域技术人员合理清楚地传导本公开的教导。由于这些实现方式和实施方式可以参照示例性图示或特定附图来描述，所描述的方法和/或特定结构的各种修改或改造对本领域技术人员而言变得清楚。依赖于本公开和其中存在的这些教导并且通过它使得本教导可以使现有技术进步的所有这样的修改、改造或变型要被考虑为在其教导在本公开中给出的一个或多个发明的范围之内。由此，本描述和附图不应以限制的含义来考虑，由于可以理解的是在本公开中给出的发明绝不被限制于特别示出的那些实施方式。

于是，上述描述和任何附图、说明和图形旨在是说明性的而非限制性的。在本公开中给出的任何发明的范围因此应该不应仅简单参照上述描述和附图中示出的那些实施方式来确定，而是代之应该参照所附的权利要求书以及其完整范围和等价物来确定。

Claims (18)

1.一种数据存储单元，包括：

基底区段；以及

数据盒体区段，所述数据盒体区段包括接口，通过该接口，固态存储模块可访问基底区段；以及

多个固态存储模块，所述多个固态存储模块以垂直方式从所述数据盒体区段的前部向所述数据盒体区段的后部与桥接板一起布置，所述桥接板将位于盒体区段的后部处的所述接口电连接到位于盒体区段的前部处的一个或多个部件；以及

受信平台模块，所述受信平台模块可移除地安装在所述数据盒体区段中，并且被配置为，当所述数据盒体区段连接到所述基底区段时通过授权所述数据盒体区段和所述基底区段的操作来为所述固态存储模块提供安全性。

2.如权利要求1所述的数据存储单元，其中，所述接口被构造成在盒体区段和基底区段之间提供电连接且在盒体区段和基底区段之间提供机械连接。

3.如权利要求1所述的数据存储单元，其中，所述盒体区段还包括设置在一个或多个表面的每一个上的一个或多个导引部，每个所述导引部具有从盒体区段的一个端部向盒体区段的另一端部的锥形。

4.如权利要求3所述的数据存储单元，其中，所述一个或多个导引部被构造有多个径向相对的倒圆的通道。

5.如权利要求3所述的数据存储单元，其中，所述一个或多个导引部包括与第二楔形接收器相对的第一楔形接收器。

6.如权利要求1所述的数据存储单元，其中，所述盒体区段还包括定位在盒体区段的一个或多个内部部件和盒体区段的封闭板之间的间隙填充材料。

7.如权利要求6所述的数据存储单元，其中，所述间隙填充材料被进一步构造成减少盒体区段之内的振动。

8.如权利要求1所述的数据存储单元，其中，所述基底区段包括形成多个环境区的一个或多个结构件，所述多个环境区中的至少一个被指定用于所述盒体区段。

9.如权利要求1所述的数据存储单元，其中，所述受信平台模块是通用串行总线(USB)类型的连接器。

10.如权利要求1所述的数据存储单元，其中，所述受信平台模块利用通用串行总线(USB)类型的连接器，该连接器被构造成插入所述盒体区段中。

11.一种数据盒体，包括：

接口，固态存储模块通过所述接口可访问基底区段；以及

多个固态存储模块，所述多个固态存储模块以垂直方式从数据盒体区段的前部向所述数据盒体区段的后部与桥接板一起布置，所述桥接板将所述盒体区段的后部处的接口连接到所述盒体区段的前部处的一个或多个部件；以及

受信平台模块，所述受信平台模块可移除地安装在所述数据盒体区段中，并且被配置为，当所述数据盒体区段连接到所述基底区段时通过授权所述数据盒体区段和所述基底区段的操作来为所述固态存储模块提供安全性。

12.如权利要求11所述的数据盒体，其中，所述接口被构造成提供数据盒体和基底区段之间的电连接以及向所述基底区段的能量传输。

13.如权利要求11所述的数据盒体，还包括一个或多个导引部，所述导引部具有从数据盒体的后部指向所述数据盒体的前部的锥形，该导引部在数据盒体插入基底区段内时提供自导引。

14.如权利要求13所述的数据盒体，其中，所述一个或多个导引部被构造成提供向基底区段的能量传输。

15.如权利要求13所述的数据盒体，其中，所述一个或多个导引部包括与第二楔形接收器相对的第一楔形接收器。

16.如权利要求11所述的数据盒体，还包括间隙填充材料，该间隙填充材料定位在所述数据盒体的一个或多个内部部件和所述数据盒体的顶板或所述数据盒体的底板之间。

17.如权利要求16所述的数据盒体，其中，所述间隙填充材料被进一步构造成减少盒体区段内的振动。

18.如权利要求11所述的数据盒体，其中，所述受信平台模块利用通用串行总线(USB)类型的连接器，该连接器被构造成插入所述盒体区段内。