CN110838337A - 数据储存系统的控制方法、数据储存模块、电脑程序产品 - Google Patents

数据储存系统的控制方法、数据储存模块、电脑程序产品 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种数据储存系统的控制方法、数据储存模块、电脑程序产品，所述数据储存系统的控制方法，包括藉由一控制装置取得多个储存装置的相关系数；以及藉由所述控制装置调整所述多个储存装置的一个存储装置的连接速度。本发明可以调整部分储存装置的连接速度，进而增进数据储存系统的整体效能。

Description

数据储存系统的控制方法、数据储存模块、电脑程序产品
技术领域
本发明主要关于一种数据储存系统的控制方法、数据储存模块、电脑程序产品。
背景技术
现有的数据储存中心具有多个数据储存设备以储存大量的数字数据。每一数据储存设备具有大量的硬盘，一般而言数据储存设备内硬盘的数量可超过一百个。然而，当大量的硬盘以高速运作时会产生大量的热能，因此于数据储存设备内会设置多个风扇以针对硬盘进行散热。
然而，当风扇的转速提高时会产生共振现象，会导致部分硬盘的效能会大幅下降，进而影响数据储存设备的效能。
发明内容
本发明提供了一种数据储存系统的控制方法、数据储存模块、电脑程序产品。本发明的数据储存模块能依据风扇以及储存装置的运作状况降低风扇的共振对于数据储存模块的效能的影响。
本发明提供了一种数据储存系统的控制方法，包括藉由一控制装置取得多个储存装置的相关系数；以及藉由所述控制装置调整所述多个储存装置的一个储存装置的连接速度。
于一些实施例中，所述相关系数依据所述多个储存装置的每一储存装置的一效能比较值以及一位置参数，且所述位置参数对应于每一所述储存装置与一风扇之间的距离，其中所述控制装置依据所述相关系数调降所述连接速度。
于一些实施例中，上述数据储存系统的控制方法更包括经由所述控制装置为每一所述储存装置设定所述位置参数；以及经由所述控制装置取得每一所述储存装置的所述效能比较值。
于一些实施例中，所述连接速度于所述相关系数大于一预定相关数值时被调降。
于一些实施例中，根据所述相关系数，经由所述控制装置调降一风扇的转速。于一些实施例中，所述储存装置为旋转式硬盘。
于一些实施例中，上述数据储存系统的控制方法更包括经由所述控制装置取得每一所述储存装置的一临界温度值；以及因应于所述多个储存装置中的一一个储存装置的运作温度超过所述多个储存装置中的一个储存装置的临界温度值时，经由所述控制装置增加一风扇的转速。
于一些实施例中，上述数据储存系统的控制方法更包括取得每一所述储存装置的一基准效能数值；取得每一所述储存装置的一实际效能数值；以及依据所述实际效能数值以及所述基准效能数值，经由所述控制装置取得所述储存装置的所述效能比较值。
于一些实施例中，所述多个储存装置的一个储存装置的效能比较值是依据所述多个储存装置的一个储存装置的基准效能数值与实际效能数值的差值所得出。
于一些实施例中，所述多个储存装置中被调降连接速度的一个储存装置与所述风扇的距离为小于所述多个储存装置中的其余储存装置与所述风扇的距离。于一些实施例中，所述多个储存装置中被调降连接速度的一个储存装置的效能比较值大于所述多个储存装置中的其余储存装置的效能比较值。
本发明提供了一种数据储存模块，包括多个储存装置、多个风扇以及一控制装置。所述多个风扇设置邻近于所述多个储存装置。所述控制装置电连接于储存装置以及风扇。所述储存装置以及所述风扇依序沿一排列方向排列。所述控制装置根据所述多个储存装置的一相关系数调整所述多个储存装置中的一个储存装置的连接速度或是所述多个风扇中的一个风扇的转速。
于一些实施例中，数据储存模块更包括一壳体，可拆卸地设置于一机架内。所述多个储存装置以及所述多个风扇设置于所述壳体内。
于一些实施例中，每一所述储存装置对应一效能比较值以及一位置参数，且所述位置参数对应于每一所述储存装置与所述多个风扇中的一个风扇之间的距离，其中所述效能比较值以及所述位置参数对应于所述关系数。
本发明提供了一种电脑程序产品，其中所述电脑程序产品是经由一处理器载入以执行上述数据储存系统的控制方法。
综上所述，本发明的控制装置可检测储存装置的运作效能下降是否为风扇的共振所造成。若储存装置的运作效能下降为风扇的共振所造成，则可选择调整部分储存装置的连接速度，或可进一步调整风扇的转速，进而增进数据储存系统的整体效能。
附图说明
图1为根据一些实施例中本发明的数据储存系统的示意图。
图2为根据一些实施例中本发明的数据储存设备的立体图。
图3为根据一些实施例中本发明的数据储存模块的示意图。
图4为根据一些实施例中本发明的数据储存系统的控制方法的流程图。
图5为根据一些实施例中本发明的数据储存系统的控制方法的流程图。
图6为根据一些实施例中本发明的数据储存系统的控制方法的流程图。
附图标号：
数据储存系统A1
数据储存设备1
控制装置2
机架10
数据储存模块20
壳体21
后侧211
储存装置22
风扇23、23a、23b、23c、23d
控制器24
排列方向D1、D2
第一排R1
第二排R2
第三排R3
第四排R4
第五排R5
第六排R6
具体实施方式
以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本发明的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本发明，其仅作为例子，而并非用以限制本发明。
图1为根据一些实施例中本发明的数据储存系统A1的示意图。图2为根据一些实施例中本发明的数据储存设备1的立体图。图3为根据一些实施例中本发明的数据储存模块20的示意图。数据储存系统A1可包括多个数据储存设备1以及一控制装置2。数据储存设备1可为一数据服务器，用以储存数字数据。控制装置2可电连接于数据储存设备1，用以控制数据储存设备1。在一些实施例中，控制装置2可为一电脑。
多个外部电子装置(图未示)可经由控制装置2与数据储存设备1进行连接，并可传输数字数据至数据储存设备1内储存或是取得数据储存设备1内部的数字数据。举例而言，外部电子装置可为个人电脑或是移动装置。外部电子装置可经由网际网络与数据储存设备1进行连接。
数据储存设备1包括一机架10以及多个数据储存模块20。数据储存模块20可拆卸地设置于机架10内。每一数据储存模块20可包括一壳体21、多个储存装置22、多个风扇23、以及多个控制器24。储存装置22设置于壳体21内。壳体21可以可拆卸地设置于机架10内。储存装置22可以阵列的方式排列于壳体21内。于本实施例中，储存装置22可沿一排列方向D1以及一排列方向D2排列。
每一储存装置22可为旋转式硬盘(Hard-Disk Drive,HDD)或是固态式硬盘(Solid-State Disk,SDD)，用以储存数字数据。举例而言，旋转式硬盘的物理结构一般由磁头、碟片、主马达、副马达、主控芯片与排线等零件组成。当主马达带动碟片旋转时，副马达带动磁头到相对应的碟片上并确定读取碟片上的数字数据。，磁头悬浮在碟面上画出一个与碟片同心的圆形轨道(磁轨)，这时由磁头的磁感线圈感应碟片上的磁性以预定地读取时间或数据间隔定位磁区，从而得到上述磁区的数据内容。当储存装置22受到较大的振动时，会导致数据碟片晃动，进而增加储存装置22读写时的错误率使得储存装置22的运作效能下降。
风扇23设置于壳体21内，且接近于壳体21的后侧211。于本实施例中，风扇23邻近于储存装置22。风扇23沿排列方向D2排列，且储存装置22可不位于风扇23之间。每一风扇23沿排列方向D1产生一气流于储存装置22，藉以对储存装置22进行散热。于本实施例中，每一风扇23可与多个储存装置22依序沿排列方向D1排列。
控制器24可电连接储存装置22以及风扇23。控制器24可用以传输数字数据至储存装置22内，或是传输数据储存设备1内部的数字数据至外部电子装置。在某些实施例中，控制器24可为网络卡以及硬盘控制卡。
控制装置2可电连接每一储存装置22的控制器24，且经由控制器24控制储存装置22的连接速度以及风扇23的转速。于一些实施例中，数据储存系统A1具有多个控制装置2。每一控制装置2电连接至对应的储存装置22中的控制器24。于一些实施例中，控制装置2可整合于个别的控制器24中。
当数据储存模块20内的储存装置22进行大量的数据传输时，储存装置22会产生大量的热量。为了能将储存装置22进行散热，一般会将风扇23转速提高。然而，风扇23的转速提高后会与外壳产生共振的现象。当储存装置22为旋转式硬盘时，会由于风扇23所引发的振动而大幅降低了运作效能。经由下列本发明所的数据储存系统A1的控制方法可提升数据储存模块20的整体运作效能。
图4为根据一些实施例中本发明的数据储存系统A1的控制方法的流程图。可理解的是，于下列各实施例的方法中的各步骤中，可于各步骤之前、之后以及其间增加额外的步骤，且于前述的一些步骤可被置换、删除或是移动。
于本实施例中下列数据储存系统的控制方法可经由一电脑程序产品执行。于一些实施例中，电脑程序产品可经由控制装置2的一处理器载入以执行数据储存系统的控制方法。首先，先进行数据储存系统A1的控制方法的设定阶段。设定阶段可于数据储存设备1建置完成后进行，或是于储存装置22进行置换后进行。
于步骤S101中，控制装置2取得每一储存装置22的种类。举例而言，一般的储存装置22的固件储存了储存装置22的型号、种类数据、过热数、转速、传输规格等规格参数。于本步骤中可由控制装置2读取每一储存装置22内固件以取得储存装置22的种类数据等规格参数。于本实施例中，储存装置22的种类可为旋转式硬盘或是固态式硬盘。
于步骤S103中，控制装置2对储存装置22进行效能测试，并取得每一储存装置22的基准效能数值。于本实施例中，上述效能测试可为读写速度测试，且上述基准效能数值可为读写速度。控制装置2可测试储存装置22每秒能读写的数字数据的量。举例而言，储存装置22中的一者的基准效能数值可为100MB/s。此外，当储存装置22的种类为固态式硬盘时可不进行步骤S103的测试，且控制装置2可不需取得固态式硬盘的基准效能数值。由于固态式硬盘不具备马达以及碟片，因此固态式硬盘不会被风扇23所产生的振动直接所影响。
于步骤S105中，控制装置2查询取每一储存装置22的内部参数，以取得每一储存装置22的临界温度值。举例而言，储存装置22中的一者的临界温度值可为60℃。当上述储存装置22的运作温度超过60℃时，可能会导致储存装置22无法正常运作或是损毁。因此，当储存装置22的运作温度超过60℃时，储存装置22会主动将运作效能调降，藉以降低储存装置22的温度。
于步骤S107中，控制装置2针对每一储存装置22设定一位置参数。上述位置参数对应于排列方向D1上的风扇23与储存装置22之间的距离。于一些实施例中，位置参数可为正整数。表一为对照于图3的实施例中，储存装置22与位置参数于一些实施例中的对照表格。于表一中1至6的数值代表了位置参数。
表一
Figure BDA0001802450100000061
于本实施例中，依据于排列方向D1上的储存装置22与风扇23之间的距离，储存装置22分别定义为第一排R1的储存装置22、第二排R2的储存装置22、第三排R3的储存装置22、第四排R4的储存装置22、第五排R5的储存装置22、以及第六排R6的储存装置22。举例而言，第一排R1的储存装置22于排列方向D1上的储存装置22与风扇23之间的距离最短。第六排R6的储存装置22于排列方向D1上的储存装置22与风扇23之间的距离最长。
于本实施例中，数据储存模块20具有六排的储存装置22，但并不以此为限。于一些实施例中，数据储存模块20可具有三排以上的储存装置22。此外，于本实施例中，数据储存模块20具有八行的储存装置22，但并不以此为限。于一些实施例中，数据储存模块20可具有三行以上的储存装置22。
于本实施例中，于排列方向D1上越靠近风扇23的储存装置22具有越大的位置参数。举例而言，第一排R1的储存装置22的位置参数为6。第二排R2的储存装置22的位置参数为5。第三排R3的储存装置22的位置参数为4。第四排R4的储存装置22的位置参数为3。第五排R5的储存装置22的位置参数为2。第六排R6的储存装置22的位置参数为1。
于一些实施例中，由于每一数据储存模块20位于数据储存设备1内的位置不同，因此位置参数可依据数据储存模块20位于数据储存设备1内的位置而作调整。举例而言，位置参数可具有一第一位置参数以及一第二位置参数。第一位置参数对应于储存装置22于排列方向D1上与风扇23之间的距离。第二位置参数对应于数据储存模块20位于数据储存设备1内的位置。
此外，由于数据储存设备1位于数据储存系统A1内的位置不同，因此位置参数可依据数据储存设备1位于数据储存系统A1内的位置而作调整。举例而言，位置参数更具有一第三位置参数。第三位置参数对应于数据储存设备1位于数据储存系统A1内的位置。
图5为根据一些实施例中本发明的数据储存系统A1的控制方法的流程图。当设定阶段完成后，可进行数据储存系统A1的控制方法的起始阶段(步骤S201)、判断阶段(步骤S203至S209)以及保护阶段(步骤S211)。
于步骤S201中，开始运行运作数据储存系统A1。于一些实施例中，多个外部电子装置可经由网际网络与数据储存系统A1进行连接，进而使得储存装置22进行运作。
于步骤S203中，控制装置2判断储存装置22是否过热。当储存装置22过热时，执行步骤S205。当未有储存装置22过热时，可执行步骤S207。一般而言，每一储存装置22会具有温度检测的功能。举例而言，储存装置22可藉由一温度传感器检测储存装置22内部的运作温度。因此控制装置2可连接于储存装置22以取得储存装置22的运作温度。
于本实施例中，控制装置2可每经过一预定时间，取得每一储存装置22的运作温度。举例而言，上述的预定时间可为10秒钟，但并不以此为限。当一或多个储存装置22的运作温度超过临界温度值时，控制装置2判定上述一或多个储存装置22为过热的储存装置22。
于步骤S205中，控制装置2提高于排列方向D1上最接近过热的储存装置22的风扇23的转速，以即时防止过热的储存装置22不正常的运作或是损坏。举例而言，请参考表一以及图3，当仅有第二排R2中的左边第一个储存装置22过热时，提升风扇23a的转速，而不提升风扇23b、23c、23d的转速，藉以针对上述过热的储存装置22进行散热。因此于本实施例中可藉由避免同时提高所有风扇23a、23b、23c、23d的转速，进而避免共振的现象。
于一些实施例中，每执行一次步骤S205，控制装置2可提高风扇23转速的10％，藉以逐步增加风扇23所产生的风量。因此可避免风扇23的转速一次性地提升过快，而对数据储存模块20产生共振。于本实施例中，执行步骤S205后可执行步骤S207。于其他的实施例中，执行步骤S205后可回到步骤S201或步骤203。
于步骤S207中，控制装置2取得每一储存装置22的实际效能数值。于一些实施例中，实际效能数值为储存装置22的读写速度。举例而言，储存装置22中的一者的实际效能数值可为80MB/s。
之后，控制装置2依据每一储存装置22的实际效能数值以及基准效能数值取得每一储存装置22的效能比较值。于本实施例中，效能比较值可为效能下降率。每一储存装置22的效能比较值可依据每一储存装置22的基准效能数值与实际效能数值的差值所得出。
举例而言，每一储存装置22的效能比较值可为((A-B)/A)×100％，其中“A”为储存装置22中的一者的基准效能数值，且“B”为对应于上述储存装置22的实际效能数值。举例而言，第三排R3左边第一个的储存装置22的基准效能数值为100MB/s，且实际效能数值为95MB/s。经由上述公式计算后可得到第三排R3左边第一个的效能比较值为5％。于一些实施例中，上述公式可为(A-B)/A。
表二为对照于图3的实施例中，储存装置22与效能比较值于一些实施例中的对照表格。于表二中风扇23的转速可为10000rmp。于表二中，当效能比较值越大时代表对应的储存装置22的运作效能下降越多。
表二
Figure BDA0001802450100000091
于步骤S209中，控制装置2依据表一的位置参数以及表二的效能比较值，取得对应于储存装置22的多个相关系数。于本实施例中，控制装置2依据依现有的统计学公式计算于排列方向D1上的储存装置22与风扇23的位置参数与等效能比较值的相关系数(如表二所示)。换句话说，每一行的储存装置22对应一个相关系数。
如果储存装置22受到风扇23的共振的影响而导致运作效能下降，则于排列方向D1上，储存装置22距离风扇23越近，储存装置22的运作效能下降会越多。因此，当于排列方向D1上的储存装置22的效能比较值与位置参数呈现正相关，且相关系数大于一预定相关数值时，则代表储存装置22的运作效能受到风扇23的共振影响而下降，可进行步骤S211。于本实施例中，上述预定相关数值可为0.6。
于本实施例中，效能比较值与位置参数呈现正相关时表示于排列方向D1上储存装置22离风扇23越近其效能比较值具有越大的趋势。例如于本实施例中，于第一排R1的储存装置22的效能比较值明显地大于第二排R2至第六排R6的储存装置22的效能比较值，因此效能比较值与位置参数呈现正相关。
当于排列方向D1上的储存装置22的效能比较值与位置参数呈现负相关，或是相关系数小于上述预定相关数值时，则代表储存装置22的运作效能不是受到风扇23的共振影响而下降，可回到步骤S201。
图6为根据一些实施例中本发明的数据储存系统A1的控制方法的流程图。于步骤S209中，当储存装置22的运作效能不是受到风扇23的共振影响而下降，可及时回到步骤S203。因此，于本实施例中，控制装置2可藉以直接执行判段储存装置22是否过热的步骤，藉以即时检测数据储存模块20的运作状况。
于步骤S211中，当于排列方向D1上的储存装置22的效能比较值与位置参数呈现正相关时，且相关系数大于上述预定相关数值时，经由控制装置2调整储存装置22中的一者的连接速度。
于一些实施例中，控制装置2可调降储存装置22的传输规格来达到降低储存装置22的连接速度的目的。举例而言，控制装置2可将储存装置22的传输规格SAS-4调降到SAS-3，藉以降低储存装置22的连接速度。
一般而言，于风扇23的振动影响到储存装置22的运作的情况。当储存装置22的传输速度越快时，储存装置22对于数字数据传输的容错能力越低再加上振动影响容易使错误率(error rate)大幅提升甚至损坏储存装置22。因此，降低储存装置22的连接速度可降低错误率，并藉由连接速度的下降使得储存装置22的转速下降，进而改变储存装置22的共振频率从而降低风扇23振动引发的共振影响。
于一些实施例中，控制装置2可调降于一排列方向D1上储存装置22的效能比较值最大的储存装置22的连接速度，例如表二中第一排R1的储存装置22的连接速度。于一些实施例中，控制装置2可调降距离风扇23最近的储存装置22的连接速度，例如表二中第一排R1的储存装置22的连接速度。
当储存装置22的连接速度下将后，会改进储存装置22对应的效能比较值。举例而言，于表二中，第一排R1的储存装置22的效能比较值可改进至10％至60％的范围之间，进而增进了数据储存模块20的运作效率。
于一些实施例中，控制装置2可进一步调整或调降于一排列方向D1上对应于相关系数大于预定相关数值的风扇23的转速藉以降低风扇23的共振。于一些实施例中，每执行一次步骤S211，控制装置2可降低风扇23转速的10％，藉以避免风扇23的转速一次性地下降太多而造成储存装置22过热的危险。
于执行完步骤S211之后，可回到步骤S201藉以即时监测数据储存模块20的运作效能。此外，控制装置2可记录相关的风扇23以及储存装置22的调整参数，以使得数据储存模块20发生类似状况时加速数据储存模块20的调整速度。
综上所述，本发明的控制装置可检测储存装置的运作效能下降是否为风扇的共振所造成。若储存装置的运作效能下降为风扇的共振所造成，则可选择调整部分储存装置的连接速度，或可进一步调整风扇的转速，进而增进数据储存系统的整体效能。
本发明虽以各种实施例揭露如上，然而其仅为范例参考而非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此上述实施例并非用以限定本发明的范围，本发明的保护范围当视申请专利范围所界定为准。

Claims (15)

1.一种数据储存系统的控制方法，其特征在于，包括：
藉由一控制装置取得多个储存装置的相关系数；以及
藉由所述控制装置调整所述多个储存装置的一个储存装置的连接速度。
2.如权利要求1所述的数据储存系统的控制方法，其特征在于，所述多个储存装置为旋转式硬盘。
3.如权利要求1所述的数据储存系统的控制方法，其特征在于，所述相关系数依据所述多个储存装置的每一储存装置的一效能比较值以及一位置参数，且所述位置参数对应于每一所述储存装置与一风扇之间的距离，其中所述控制装置依据所述相关系数调降所述连接速度。
4.如权利要求3所述的数据储存系统的控制方法，其特征在于，更包括：
经由所述控制装置为每一所述储存装置设定所述位置参数；以及
经由所述控制装置取得每一所述储存装置的效能比较值。
5.如权利要求1所述的数据储存系统的控制方法，其特征在于，所述连接速度于所述相关系数大于一预定相关数值时被调降。
6.如权利要求1所述的数据储存系统的控制方法，其特征在于，更包括根据所述相关系数，经由所述控制装置调降一风扇的转速。
7.如权利要求1所述的数据储存系统的控制方法，其特征在于，更包括：
经由所述控制装置取得每一所述储存装置的一临界温度值；以及
因应于所述多个储存装置中的一个储存装置的运作温度超过所述多个储存装置中的一个储存装置的临界温度值时，经由所述控制装置增加一风扇的转速。
8.如权利要求3所述的数据储存系统的控制方法，其特征在于，更包括：
取得每一所述储存装置的一基准效能数值；
取得每一所述储存装置的一实际效能数值；以及
依据所述实际效能数值以及所述基准效能数值，经由所述控制装置取得所述储存装置的所述效能比较值。
9.如权利要求8所述的数据储存系统的控制方法，其特征在于，所述多个储存装置的一个储存装置的效能比较值是依据所述多个储存装置的一个储存装置的基准效能数值与实际效能数值的差值所得出。
10.如权利要求8所述的数据储存系统的控制方法，其特征在于，所述多个储存装置中被调降连接速度的一个储存装置与所述风扇的距离为小于所述多个储存装置中的其余储存装置与所述风扇的距离。
11.如权利要求8所述的数据储存系统的控制方法，其特征在于，所述多个储存装置中被调降连接速度的一个储存装置的效能比较值大于所述多个储存装置中的其余储存装置的效能比较值。
12.一种数据储存模块，其特征在于，包括：
多个储存装置；
多个风扇，邻近于所述多个储存装置；以及
一控制装置，电连接于所述多个储存装置以及所述多个风扇；
其中所述储存装置以及所述风扇中的一个依序沿一排列方向排列；
其中所述制装置根据所述多个储存装置的一相关系数调整所述多个储存装置中的一个储存装置的连接速度或是一个储存装置风扇中的一个风扇的转速。
13.如权利要求12所述的数据储存模块，其特征在于，更包括一壳体，可拆卸地设置于一机架内，其中所述多个存装置以及所述多个风扇设置于所述壳体内。
14.如权利要求12所述的数据储存模块，其特征在于，每一所述储存装置对应一效能比较值以及一位置参数，且所述位置参数对应于每一所述储存装置与所述多个风扇中的一个风扇之间的距离，其中所述效能比较值以及所述位置参数对应于所述相关系数。
15.一种电脑程序产品，其特征在于，所述电脑程序产品是经由一处理器载入以执行如权利要求1所述的数据储存系统的控制方法。
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