CN111414126B - 硬盘模块及伺服系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种硬盘模块，适用于一服务器，包含多个用以储存数位资料的硬盘单元、多个不同的周边单元、一主要扩充单元，及多个辅助扩充单元，每一周边单元各自运作于一工作状态，该主要扩充单元包括多个分别电连接该些周边单元的第一，及第二界面埠，每一辅助扩充单元包括一第三界面埠与多个第四界面埠，且该些辅助扩充单元的该第三界面埠分别电连接该主要扩充单元的该些第二界面埠，每一辅助扩充单元的每一第四界面埠用以电连接一硬盘单元，该主要扩充单元监控每一周边单元的一工作状态而得到一对应该周边单元的周边信息。

Description

硬盘模块及伺服系统
技术领域
本发明是有关于一种数位资料的储存模块及系统，特别是指一种支援集束磁盘形式的储存装置，具有扩充储存容量功能的硬盘模块及伺服系统。
背景技术
随着网络科技的进步，数位信息的服务流量暴增，大数据的相关发展已逐渐成为目前网络信息领域的研究主流，而传统做为网络信息相关技术发展的硬设备，即伺服系统，其用来提供信息储存的集束硬盘（即，JBOD: Just a Bunch of Disks）的实体可连接数量有限，进而限制了数位信息储存空间，显然已不足以满足现行大量的数位信息流量的需求。
此外，随着数位信息流量的增加，将进而造成伺服系统的集束硬盘运作负担，而现有的伺服系统对于集束硬盘及其相关设备元件并无监控机制（例如：工作电压、工作电流…等），若是相关元件故障，将连带使得整个伺服系统损毁，因此，现有的伺服系统有改善的必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在于提供一种可提升硬盘连接数量，并监控相关元件的硬盘模块及伺服系统。
为解决上述技术问题，一种硬盘模块，适用于一服务器，包含多个硬盘单元、多个不同的周边单元、一主要扩充单元，及多个辅助扩充单元。
该些硬盘单元用以根据该服务器而储存数位资料。
每一周边单元各自运作于一工作状态。
该主要扩充单元包括多个分别电连接该些周边单元的第一界面埠，及多个第二界面埠。
每一辅助扩充单元包括一第三界面埠与多个第四界面埠，且该些辅助扩充单元的该第三界面埠分别电连接该主要扩充单元的该些第二界面埠，每一辅助扩充单元的每一第四界面埠用以电连接一硬盘模块，且每一辅助扩充单元的该第三界面埠与该些第四界面埠各自形成供该主要扩充单元与该些硬盘单元进行信息传输的路由路径，且每一辅助扩充单元的第三界面埠与第四界面埠不与该些周边单元电连接，使该些辅助扩充单元不与该些周边单元进行信息传输。
该主要扩充单元监控每一周边单元的一工作状态而得到一对应该周边单元的周边信息。
本发明还提供一种伺服系统，该伺服系统包含一服务器，及一电连接该服务器的硬盘模块。
该硬盘模块包括多个硬盘单元、多数个不同的周边单元、一主要扩充单元，及多个辅助扩充单元。
每一硬盘单元用以根据该服务器而储存数位资料。
每一周边单元各自运作于一工作状态。
该主要扩充单元电连接该服务器，包括多个分别电连接该些周边单元的第一界面埠，及多个第二界面埠。
每一辅助扩充单元包括一第三界面埠与多个第四界面埠，且该些辅助扩充单元的该第三界面埠分别电连接该主要扩充单元的该些第二界面埠，每一辅助扩充单元的每一第四界面埠用以电连接一硬盘单元，每一辅助扩充单元的该第三界面埠与该些第四界面埠各自形成供该主要扩充单元与该些硬盘单元进行信息传输的路由路径，且每一辅助扩充单元的第三界面埠与第四界面埠不与该些周边单元电连接，使该些辅助扩充单元不与该些周边单元进行信息传输，该主要扩充单元监控每一周边单元的一工作状态而得到一对应该周边单元的周边信息。
相较于现有技术，本发明硬盘模块及伺服系统，藉由电连接该主要扩充单元的每一辅助扩充单元，各自连接多数个硬盘单元，提升了可储存资料的空间，并由主要扩充单元监控与其电连接的多个不同的周边单元，可随时掌握整体运作状况。
【附图说明】
图1为一方块图，说明本发明伺服系统的一实施例。
【具体实施方式】
本发明伺服系统主要是透过串列连接小型计算机系统界面扩展器（SASExpander: Serial Attached SCSI Expander，以下简称SAS Expander）与多个硬盘共同组成的硬盘模块连同服务器来运作，藉由SAS Expander提供扩充的SAS连接埠可让服务器连接更多的SAS硬盘，以支援集束磁盘（JBOD: Just a Bunch of Disks）型式的储存装置，进而提供服务器可存取大量资料的储存空间。
此外，由于SAS Expander连接硬盘的实体连接界面，即，周边元件互连标准（Peripheral Component Interconnect）插槽数量的增加，对于其周边元件的监控（例如：工作电压、工作电流、工作温度、硬盘转速…等）将更显得重要，为避免其周边元件故障，进而使得整个硬盘模块损毁，因此，本发明伺服系统中的硬盘模块还具有监控周边元件的功能，以下将详细说明本发明伺服系统的实施方式。
参阅图1，本发明伺服系统的一实施例，包含一服务器2，及一硬盘模块3。
该服务器2包含一输入输出控制器(IOC: Input Output Controller)21，及一设置于该输入输出控制器21并与该硬盘模块3电连接的主机总线界面卡(HBA: Host BusAdapter)22，该输入输出控制器21经由该主机总线界面卡22控制该硬盘模块3执行相关的资料存取与监控回报指令。
该硬盘模块3包括多个硬盘单元31、多个不同的周边单元32、一主要扩充单元33，及多个辅助扩充单元34。
该些硬盘单元31电连接该主机总线界面卡22，用以根据来自该输入输出控制器21经由该主机总线界面卡22所发送的控制指令而执行数位资料的储存。
每一周边单元32各自运作于一工作状态，具体而言，该些周边单元32各为电源供应器、复杂可程序逻辑装置（CPLD: Complex Programmable Logic Device）、温度传感器、电压传感器、电流传感器、唯读存储器（即，现场可更换单元，Field Replace Unit）等，依据硬盘模块3整体的运作状况，各自有不同的工作状态，进一步说明，该些周边单元32分别用以经由该主要扩充单元33侦测该主要扩充单元33、该些硬盘单元31、及该些辅助扩充单元34运作时的工作电压、工作电流…等，此外，该些硬盘单元31本身的相关信息，例如硬盘转速，则是经由该些辅助扩充单元34传送至该主要扩充单元33，并由该主要扩充单元33经由该主机总线界面卡22传送至输入输出控制器21。
该主要扩充单元33包括多个分别电连接该些周边单元32的第一界面埠331，及多个第二界面埠332，该主要扩充单元33透过该些第一界面埠331监控每一周边单元32对应的工作状态而得到一对应该周边单元32的周边信息，进而得知每一周边单元32是否有异常，进一步而言，该主要扩充单元33等同于提供箱体服务功能（SES: SCSI EnclosureServices），即，监控该些周边单元32的运作状况，当该服务器2的该输入输出控制器21需读取该些周边单元32的运作状况的相关信息时，则由该主要扩充单元33传送。
需进一步说明的是，该主要扩充单元33透过本身韧体对于该些周边单元32及相关感测元件设定的参数条件，与存放在一唯读存储器，且关于该些周边单元32及相关感测元件的参数条件做比对，以判断该些周边单元32及相关感测元件是否有异常。
此外，该主要扩充单元33并记录每一周边信息，当该主要扩充单元33接收到来自该服务器2的一询问时，该主要扩充单元33传送一载有每一周边信息的回报到该服务器2，且该主要扩充单元33还监控该些硬盘单元31运作的状态，并将关于该些硬盘单元31运作的状态的信息经由该主机总线界面卡22传送至该输入输出控制器21。
每一辅助扩充单元34包括一第三界面埠341与多个第四界面埠342。
该些辅助扩充单元34的该第三界面埠341分别电连接该主要扩充单元33的该些第二界面埠332，此外，每一第二界面埠332、每一第三界面埠341，及每一第四界面埠342均支援串列附接小型计算机系统界面协定，而该些辅助扩充单元34的每一第四界面埠342用以电连接一硬盘单元31，每一辅助扩充单元34的该第三界面埠341与该些第四界面埠342各自形成供该主要扩充单元33与该些硬盘单元31进行信息传输的路由路径，使该主要扩充单元33可透过该些第二界面埠332与每一辅助扩充单元34的该第三界面埠341得知每一辅助扩充单元34与硬盘单元31的连接状况，并回报给该服务器2，且每一辅助扩充单元34的第三界面埠341与第四界面埠埠342不与该些周边单元32电连接，使该些辅助扩充单元34不与该些周边单元32进行信息传输。
需再说明的是，由于该主要扩充单元33是担当SES箱体服务(SCSI EnclosureServices)的角色，因此该些周边元件32仅会与该主要扩充单元33通讯连接，而不会与该些辅助扩充单元34通讯连接，也不会透过该些辅助扩充单元34传送信息。
而该服务器2系藉由该输入输出控制器21及该主机总线界面卡22电连接该主要扩充单元33，由该输入输出控制器21及该主机总线界面卡22本身或是作业系统应用程序（OSApplication Program）是透过该输入输出控制器21及该主机总线界面卡22对该主要扩充单元33进行控制及监视，来达到集束硬盘管理的功能。换句话说，藉由本发明，只需要一组输入输出控制器及主机总线界面卡，就能监控集束硬盘中的多颗硬盘单元。
至于该些辅助扩充单元34则是担当串列连接小型计算机系统界面实体延伸桥梁（SAS physical extended bridge）的角色，并将该主要扩充单元33连同该些辅助扩充单元34的组合视为一组虚拟扩展器（Virtual Expander）的功能。
此外，根据本实施例各元件之间的作动，可进一步地归纳成以下流程：
一、芯片初始化：由该主要扩充单元33对连接该些周边单元的多数个连接界面进行初始化设定，该些界面为诸如通用型输入输出（GPIO: General purpose inputoutput）、集成电路总线（I2C bus: Inter Integrated Circuit bus）、通用异步接收传输器（UART: Universal Asynchronous Receiver Transm-itter）、串列连接小型计算机系统界面、乙太网络（Ethernet），此外，并对相关感测元件（例如：温度、电压、电流…等）进行设定使其可正常运作。
二、系统监控：串列连接小型计算机系统界面扩展器，即该主要扩充单元33透过连接界面得知该些周边单元32及相关感测元件的状态，并透过本身设定的参数条件与存放于唯读存储器的参数条件比对以判断是否有异常。
三、扩展装置通讯：由于串列连接小型计算机系统界面扩展器支援标准小型计算机系统界面主要命令（SCSI Primary Comm-and）以进行通讯，而小型计算机系统界面主要命令中的送出诊断命令（Send Diagnostic Command）及接收诊断结果命令（Recei-veDiagnostic Results Command）则是用以支援箱体服务功能。
上述本伺服系统的该实施例中，藉由该主要扩充单元33的该些第一界面埠331与每一周边单元32电连接，可随时监控每一周边单元32的运作状况，当该服务器2的该输入输出控制器21经由该主机总线界面卡22发送询问到该主要扩充单元33时，该主要扩充单元33即可回报每一周边单元32最新的运作状况，再者，该主要扩充单元33透过支援串列附接小型计算机系统界面协定的该些第二界面埠332，与每一辅助扩充单元34的支援串列附接小型计算机系统界面协定的第三界面埠341电连接，再透过该些辅助扩充单元34分别透过该些第四界面埠342电连接硬盘单元31，确实可扩展及述硬盘的硬盘连接数量。
综上所述，本发明伺服系统的优点在于：
一、主要扩充单元与多数个辅助扩充单元电连接，再由该些辅助扩充单元分别电连接多数个硬盘单元，提升了实体硬盘连接数量。
二、透过主要扩充单元电连接到每一周边单元，可随时监控每一周边单元的工作状态并得到相关的周边信息，故确实能达成本发明的目的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种硬盘模块，适用于一服务器，其特征在于，包含：
多个用以根据该服务器而储存数位资料的硬盘单元；
多个不同的周边单元，每一周边单元各自运作于一工作状态；
一主要扩充单元，包括多个分别电连接该些周边单元的第一界面埠，及多个第二界面埠；及
多个辅助扩充单元，每一辅助扩充单元包括一第三界面埠与多个第四界面埠，且该些辅助扩充单元的该第三界面埠分别电连接该主要扩充单元的该些第二界面埠，每一辅助扩充单元的每一第四界面埠用以电连接一硬盘单元，每一辅助扩充单元的该第三界面埠与该些第四界面埠各自形成供该主要扩充单元与该些硬盘单元进行信息传输的路由路径，且每一辅助扩充单元的第三界面埠与第四界面埠不与该些周边单元电连接，使该些辅助扩充单元不与该些周边单元进行信息传输，
该主要扩充单元监控每一周边单元的一工作状态而得到一对应该周边单元的周边信息，每一周边信息用以由该服务器所存取，
其中，当该服务器需读取该些周边单元的周边信息时，则由该主要扩充单元传送该些周边信息到该服务器，并该些辅助扩充单元不传送该些周边单元的周边信息到该服务器，
其中，该主要扩充单元连同该些辅助扩充单元的组合为一组虚拟扩展器(VirtualExpander)的功能。
2.根据权利要求1所述的硬盘模块，其特征在于，该主要扩充单元记录每一周边信息，且当该主要扩充单元接收到来自该服务器的一询问时，该主要扩充单元传送一载有每一周边信息的回报到该服务器。
3.根据权利要求2所述的硬盘模块，其特征在于，该服务器包含一电连接该些硬盘单元的输入输出控制器，及一设置于该输入输出控制器并与该些硬盘单元电连接的主机总线界面卡，该输入输出控制器经由该主机总线界面卡控制该些硬盘单元进行数位资料写入及读取。
4.根据权利要求3所述的硬盘模块，其特征在于，该主要扩充单元监控该些硬盘单元运作的状态，并将关于该些硬盘单元运作的状态的信息经由该主机总线界面卡传送至该输入输出控制器。
5.根据权利要求4所述的硬盘模块，其特征在于，该些周边单元分别用以经由该主要扩充单元侦测该主要扩充单元、该些辅助扩充单元，及该些硬盘单元运作时的电压值及电流值。
6.一种伺服系统，其特征在于，包含：
一服务器；及
一硬盘模块，电连接该服务器，包括，
多个硬盘单元，每一硬盘单元用以根据该服务器而储存数位资料，
多数个不同的周边单元，每一周边单元各自运作于一工作状态，
一主要扩充单元，电连接该服务器，包括多个分别电连接该些周边单元的第一界面埠，及多个第二界面埠，及
多个辅助扩充单元，每一辅助扩充单元包括一第三界面埠与多个第四界面埠，且该些辅助扩充单元的该第三界面埠分别电连接该主要扩充单元的该些第二界面埠，每一辅助扩充单元的每一第四界面埠用以电连接一硬盘单元，
每一辅助扩充单元的该第三界面埠与该些第四界面埠各自形成供该主要扩充单元与该些硬盘单元进行信息传输的路由路径，且每一辅助扩充单元的第三界面埠与第四界面埠不与该些周边单元电连接，使该些辅助扩充单元不与该些周边单元进行信息传输，该主要扩充单元监控每一周边单元的一工作状态而得到一对应该周边单元的周边信息，其中，当该服务器需读取该些周边单元的周边信息时，则由该主要扩充单元传送该些周边信息到该服务器，并该些辅助扩充单元不传送该些周边单元的周边信息到该服务器，其中，该主要扩充单元连同该些辅助扩充单元的组合为一组虚拟扩展器(Virtual Expander)的功能。
7.根据权利要求6所述的伺服系统，其特征在于，该主要扩充单元记录每一周边信息，且当该主要扩充单元接收到来自该服务器的一询问时，该主要扩充单元传送一载有每一周边信息的回报到该服务器。
8.根据权利要求7所述的伺服系统，其特征在于，该服务器包含一电连接该些硬盘单元的输入输出控制器，及一设置于该输入输出控制器并与该些硬盘单元电连接的主机总线界面卡，该输入输出控制器经由该主机总线界面卡控制该些硬盘单元进行数位资料写入及读取。
9.根据权利要求8所述的伺服系统，其特征在于，该主要扩充单元监控该些硬盘单元运作的状态，并将关于该些硬盘单元运作的状态的信息经由该主机总线界面卡传送至该输入输出控制器。
10.根据权利要求9所述的伺服系统，其特征在于，该些周边单元分别用以经由该主要扩充单元侦测该主要扩充单元、该些辅助扩充单元，及该些硬盘单元运作时的电压值及电流值。
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