CN117148948A - 包括电池模块的存储系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种存储系统及其操作方法。该存储系统包括：主机；背板，其包括开关块并且连接至主机；多个存储组，其连接至背板以从主机接收电力；以及电池模块，其连接至背板以当在多个存储组中的至少一个存储组中检测到异常电力下降时通过开关块向多个存储组中的至少一个存储组供应备用电力。当在供应备用电力之后，在至少一个存储组中检测到电力小于或等于阈值时，电池模块控制至少一个存储组以执行数据冲洗操作。

Description

包括电池模块的存储系统及其操作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年5月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-0067031和于2022年8月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-0097524的优先权，所述两项申请的公开以引用方式全文并入本文中。

技术领域

在本文中描述的本公开的实施例涉及一种包括电池模块的存储系统及其操作方法。

背景技术

存储装置是在主机(例如计算机、智能电话或智能平板)的控制下存储数据的装置，并且包括将数据存储在半导体存储器(尤其是非易失性存储器，诸如固态驱动器(SSD)或存储器卡)中的装置。

存储装置可以根据实施方面来执行计算功能，并且可以包括附加的易失性存储器和用于计算功能的核心，使得可以执行计算功能。存储装置可以通过接收电力来操作，并且在操作期间，可能发生其中电力被突然切断的突然断电(SPO)情况。在这种情况下，存储装置可以执行数据冲洗操作，该操作将存储在易失性存储器中的数据转存到非易失性存储器。当易失性存储器具有较大的大小时，要转存的数据量可能增加。在这种情况下，在通过仅使用在存储装置中附加提供的电池的容量来提供用于转存的电力方面存在限制。

发明内容

本公开的实施例提供了一种包括电池模块的存储系统及其操作方法，当在执行计算功能的存储装置中发生异常电力下降时，能够防止数据丢失。

根据示例实施例，一种存储系统包括：主机；背板，其包括开关块并且连接至主机；多个存储组，其连接至背板以从主机接收电力；

以及电池模块，其连接至背板以在多个存储组中的至少一个存储组中检测到异常电力下降时，通过开关块向多个存储组中的至少一个存储组供应备用电力。当供应备用电力之后，在至少一个存储组中检测到电力小于或等于阈值时，电池模块控制至少一个存储组以执行数据冲洗操作。

根据示例实施例，一种存储系统可以包括：主机；背板，其包括开关块并且连接至主机；多个存储组，其连接至背板以从主机接收电力；以及电池模块，其连接至背板以分担主机的用于多个存储组的电力管理操作，并且通过开关块来执行电力管理操作。

根据示例实施例，存储系统的操作方法可以包括：监测在包括在存储系统中的多个存储组中的至少一个存储组中是否检测到异常电力下降；当检测到异常电力下降时，向至少一个存储组供应备用电力；以及在供应备用电力之后，当在至少一个存储组中检测到电力小于或等于阈值时，控制至少一个存储组以执行数据冲洗操作。

附图说明

通过参照附图详细地描述本公开的实施例，本公开的上述和其它目的和特征将变得明显。

图1示出了根据本公开的实施例的存储系统；

图2示出了根据本公开的实施例的主机；

图3和图4是示出根据本公开的各种实施例的用于供应电池模块的电力的操作的示图；

图5和图6是示出根据本公开的各种实施例的存储组的示图；

图7是示出根据本公开的实施例的电池模块的示图；

图8是示出根据本公开的实施例的操作电池控制器的方法的流程图；

图9是示出根据本公开的另一实施例的操作电池控制器的方法的流程图；

图10A和图10B是示出根据示例实施例的电池控制器的电力管理操作的示图；

图11示出了根据本公开的实施例的操作包括电池控制器的存储系统的方法；

图12示出了根据本公开的另一实施例的电池模块；以及图13是示出根据示例实施例的操作包括图12的电池模块的存储系统的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将清楚地和详细地描述本公开的实施例，使得本领域的技术人员可以轻松地再现本公开。

图1示出了根据本公开的实施例的存储系统。

参照图1，根据本公开的实施例的存储系统100包括主机120、背板140、存储组(storage set)160以及电池模块180。

存储系统100可以例如以服务器、数据中心、个人计算机(PC)、网络耦接存储、物联网(IoT)装置或电子装置的形式实现。电子装置可以是膝上型计算机、移动电话、智能电话、平板PC、个人数字助理(PDA)、企业数字助理(EDA)、数字静态相机、数字摄像机、音频装置、便携式多媒体播放器(PMP)、个人导航装置(PND)、MP3播放器、掌上游戏机、电子书和可穿戴式装置中的一个。

主机120可以通过各种接口与存储组160通信。例如，主机120可以以应用处理器(AP)或片上系统(SoC)的形式实现。另外，例如，主机120可以以集成电路或主板的形式实现，但是本公开不限于此。

主机120可以将写入请求和读取请求传输至存储组160。存储组160可以响应于写入请求存储从主机接收的数据，或者可以响应于读取请求读取存储的数据并将读取的数据传输至主机120。

另外，主机120可以控制存储组160的电力的使用。例如，主机120可以执行平衡电力的负载的操作或控制电力管理操作，诸如在异常供电的情况下(例如，SPO或电源故障)，通过背板140向存储组160供电、监测电力或通过电池模块180向存储组160供应备用电力的操作。可替换地，例如，主机120可以将电力管理操作分担给电池模块180，使得电池模块180执行电力管理操作。

背板140可以设置在主机120和存储组160之间，并且可以连接至主机120和存储组160。背板140可以被配置为通过各种通信协议来交换数据。

背板140包括开关块141，开关块141被配置为选择性地向存储组160中的至少一个存储组供电。开关块141可以被主机120或电池模块180控制，并且可以根据开关操作向需要被供应电力的存储组160供电。

可以以形状因数(form factor)容纳存储组160和电池模块180。形状因数可以包括符合标准规范的各种形状因数，并且例如可以但不限于包括企业和数据中心标准形状因数，诸如E3.S、E3.S2T、E3.L和E3.L2T。

存储组160可以包括一个存储组或多个存储组160a至160c，并且可以通过背板140连接至主机120和电池模块180。在这里，为了便于描述，术语存储组160和多个存储组160可以互换地使用。多个存储组160a至160c中的每一个是具有计算功能和数据存储功能的装置，并且还可以称为智能存储装置(例如，智能SSD)。存储组160可以通过背板140从主机120和电池模块180接收电力。

电池模块180通过背板140连接至主机120和多个存储组160。

根据实施例，电池模块180可以被配置为分担主机120的用于多个存储组160的电力管理操作，并且通过开关块141执行电力管理操作。例如，主机120的电力管理操作的至少一部分可以被分担给电池模块180。在这种情况下，电池模块180可以代替主机120执行电力管理操作的至少一部分。

根据实施例，电池模块180可以被配置为检测多个存储组160中的至少一个存储组中的异常电力下降，并且当检测到异常电力下降时通过开关块141供应备用电力。异常电力下降可以指存储组160的电力快速降低的情况，诸如上述SPO或电源故障。

根据实施例，在供应备用电力之后，当从至少一个存储组检测到电力小于或等于阈值时，电池模块180可以控制至少一个存储组以执行数据冲洗操作。根据本公开，数据冲洗操作可以被定义为将存储在易失性存储器中的数据转存到非易失性存储器中的操作。例如，电池模块180可以控制至少一个存储组以将存储在易失性存储器中的数据转存到非易失性存储器。例如，至少一个存储组可以包括易失性存储器和非易失性存储器。

根据上述实施例，存储系统100还可以包括电池模块180，电池模块180能够分担主机120的电力管理操作，从而即使在检测到电力异常的情况下(诸如SPO或电源故障)，也能够防止存储在存储组160中的数据丢失。根据本公开，可以通过向存储组160添加计算功能来涵盖存储组160的增加的电力量，而不是另外包括断电保护(PLP)块或PLP电池来应对异常电力检测。

在下文中，将描述包括在存储系统100中的组件。

图2示出了根据本公开的实施例的主机。

参照图2，根据本发公开的实施例的主机120包括供电器121和主板122。供电器121产生来自电源的电力PWR，并将产生的电力PWR供应给主板122。例如，主板122可以向背板140供应电力PWR。可替换地，供电器121可以直接向背板140供应电力PWR。

主板122可以被称为母板或基板，并且包括第一处理器123、连接至第一处理器123的多个第一存储器124a和124b、第二处理器125、连接至第二处理器125的多个第二存储器126a和126b、以及基板管理控制器(BMC)127。

第一处理器123可以使用多个第一存储器124a和124b作为操作存储器，第二处理器125可以使用多个第二存储器126a和126b作为操作存储器。第一处理器123和第二处理器125可以被配置为运行操作系统和各种应用。

第一处理器123和第二处理器125可以访问背板140以控制多个存储组160的电力的使用。例如，第一处理器123和第二处理器125可以执行平衡电力的负载的操作，或者可以控制电力管理操作，诸如在异常供电的情况下(例如，SPO或电源故障)，通过背板140向存储组160供电、监测电力或者通过电池模块180向存储组160供应备用电力的操作。可替换地，例如，第一处理器123和第二处理器125可以将电力管理操作分担给电池模块180，使得电池模块180执行电力管理操作。

例如，第一处理器123和第二处理器125可以是中央处理单元(CPU)，并且多个第一存储器124a和124b以及多个第二存储器126a和126b可以是易失性存储器，诸如动态随机存取存储器(DRAM)或静态RAM(SRAM)。

BMC 127可以是与第一处理器123和第二处理器125分离的系统，并且可以监测存储系统100的组件的物理状态，诸如温度、湿度、供电器121的电压、风扇速度、通信参数或操作系统功能。可替换地，例如，BMC 127可以将电力管理操作分担给电池模块180。

图3和图4是示出根据本公开的各种实施例的用于供应电池模块的电力的操作的示图。

参照图3，背板140可以直接地或间接地从包括在主机120中的供电器121接收电力，并且可以通过背板140的开关块141将供应的电力传输至多个存储组160。

背板140分别通过连接接口CI_CB、CI_PB、CI_BS以及CI_BB连接至主机120(例如，BMC 127、第一处理器123以及第二处理器125)、多个存储组160中的每一个存储组以及电池模块180。连接接口可以是接口协议，例如，外围组件互连快速(PCI-E)、高级技术附件(ATA)、串行ATA(SATA)、并行ATA(PATA)、串行连接SCSI(SAS)或计算快速链路(CXL)，或另一接口协议，诸如系统管理(SM)总线、通用串行总线(USB)、多媒体卡(MMC)、增强型小型磁盘接口(ESDI)或集成驱动电子设备(IDE)。

开关块141可以通过上述连接接口CI_BS连接至多个存储组160中的每一个，并且电池模块180可以通过连接接口CI_BB控制开关块141以向至少一个存储组供电。

参照图4，根据实施例的连接接口可以包括CXL接口(CXL_E)、PCIe接口(PCIe_E)和SM总线(SM_BUS)。在这种情况下，主机120的BMC 127通过SM总线(SM_BUS)连接至背板140，并且第一处理器123和第二处理器125中的至少一个通过CXL接口(CXL_E)和PCIe接口(PCIe_E)连接至背板140。多个存储组160通过CXL接口(CXL_E)、PCIe接口(PCIe_E)和SM总线(SM_BUS)连接至背板140。可替换地，根据实施例，可以不提供CXL接口(CXL_E)。在这种情况下，主机120还可以能够通过PCIe接口(PCIe_E)，使用CXL协议(例如，CXL.io、CXL.cache和CXL.memory)来访问数据。

开关块141通过PCIe接口(PCIe_E)连接至多个存储组160中的每一个，并且在电池模块180的控制下进行切换以向至少一个存储组供电。

图5和图6示出了根据本公开的各种实施例的存储组。

参照图5，根据实施例的存储组160_1通过连接接口CI_BS连接至背板140，并且包括加速器161、缓冲存储器162、存储装置170、断电保护(PLP)块165和PLP电池166。在本文中，存储组160_1可以是多个存储组160a至160c中的一个。

加速器161可以通过执行由主机120执行的一些操作来执行加速功能以辅助主机120的计算。例如，加速器161可以连接至存储装置170以从存储装置170接收输入数据、对输入数据执行计算从而产生计算数据、以及将产生的计算数据存储在缓冲存储器中或者将计算数据传输至存储装置170。加速器161可以响应于主机120的命令而执行上述计算操作。

缓冲存储器162可以存储基于加速器161的计算的计算数据。可替换地，根据实施例，缓冲存储器162可以存储从主机120分担的系统数据。缓冲存储器162可以是易失性存储器，诸如DRAM或SRAM。

存储装置170可以是嵌入在电子装置中的内部存储器。例如，存储装置170可以是固态驱动器(SSD)、嵌入式通用闪存(UFS)存储器装置或嵌入式多媒体卡(eMMC)。根据一些实施例，存储装置170可以是可以拆卸到电子装置或可以从电子装置拆卸的外部存储器。例如，存储装置170可以是UFS存储卡、紧凑式闪存(CF)、安全数字(SD)、微型SD(微型安全数字)、迷你安全数字(Mini-SD)、极速(xD)或记忆棒。

存储装置170可以通过上述连接接口CI_BS与主机120通信。存储装置170可以从主机120接收命令(主机命令)并且分析该命令以产生用于控制加速器161的命令。

存储装置170包括存储控制器171、缓冲存储器172和非易失性存储器(NVM)173。例如，存储控制器171、缓冲存储器172和NVM 173可以分别以单独芯片的形式实现。存储控制器171可以基于命令产生主机120执行请求的操作所需要的输入数据，或者可以从缓冲存储器172或NVM 173读取输入数据。

PLP块165包括在存储组160_1中，以防止在异常电力下降的情况下的断电。PLP块165连接至PLP电池166，并且可以在当监测存储装置170的电力的同时检测到异常电力下降时，执行向存储装置170供电的操作以防止数据丢失。然而，由于PLP电池166使用电容器，因此可能难以向存储装置170提供足够量的电力。

参照图6，尽管根据另一实施例的存储组160_2通过连接接口CI_BS连接至背板140，并且包括加速器161、缓冲存储器162和存储装置170，但是可以省略PLP块165和PLP电池166。在本文中，存储组160_2可以是多个存储组160a至160c中的一个。当PLP块165和PLP电池166被省略时，电池模块180执行PLP块165的功能。例如，当在存储装置170中检测到异常电力下降时，存储装置170可以从电池模块180接收电力，并且可以在电池模块180的控制下执行数据冲洗操作，数据冲洗操作将存储在缓冲存储器162或172中的数据转存到NVM173。

图7示出了根据本公开的一个实施例的电池模块。

参照图7，电池模块180_1包括电池控制器181和至少一个电池182。在本文中，图7的电池模块180_1可以替换为图1、图3和图4的电池模块180。

电池控制器181通过连接接口CI_BB连接至背板140，分担主机120的用于多个存储组160的电力管理操作，并且通过开关块141执行分担的电力管理操作。电池控制器181可以是逻辑芯片，其可以被重新配置和重新编程以用于分担。例如，电池控制器181可以是现场可编程门阵列(FPGA)、微控制器单元(MCU)、可编程逻辑器件(PLD)或复杂PLD(CPLD)。

至少一个电池182电连接至电池控制器181，以在电池控制器181的控制下将存储在其中的电力供应给存储组160。至少一个电池182可以被配置为存储多于存储组160_1中的PLP电池166的能量的能量。

在下文中，将描述与图7的电池控制器181相关的各种实施例。

电力管理操作

根据实施例，电池控制器181可以通过连接接口CI_BB分担包括在主机120中的BMC127、第一处理器123和第二处理器125中的至少一个的电力管理操作。可替换地，电池控制器181不仅可以通过连接接口(CI_BB)分担用于多个存储组160中的每一个的电力管理操作，还可以分担为多个存储组160中的每一个设置诸如电力策略或优先级的信息。当出现异常情况(例如，SPO或电源故障)时，对于需要被首先供电的存储组160，优先级可以被设置得更高。在这种情况下，具有接收电力的需求高的存储组160可以是例如执行具有较高保护需求的计算或者存储由该计算产生的计算数据的存储组160。

例如，电池控制器181可以基于TP 4091标准分担电力管理操作，TP 4091标准的实现使得NVM快速(NVMe)支持将主机120的功能分担给电池控制器181。

图8是示出根据本公开的实施例的操作电池控制器的方法的流程图。

参照图8，在步骤S110中，电池控制器181可以分担用于多个存储组160的电力管理操作、为多个存储组160中的每一个设置电力策略、以及为多个存储组160中的每一个设置优先级中的至少一个。例如，通过编程，电池控制器181可以分担用于多个存储组160的电力管理操作、以及为多个存储组160中的每一个设置电力策略和设置优先级中的至少一个。例如，主机120可以将用于多个存储组160的电力管理操作、用于多个存储组160中的每一个的电力策略和优先级中的至少一个分担给电池控制器181。

在步骤S120中，电池控制器181通过连接接口监测存储组160的电力。监测电力是用于感测上述异常电力下降的操作。例如，可以通过SM总线(SM_BUS)执行对存储组160的电力的监测。

在步骤S130中，当发生异常电力下降时，电池控制器181基于分担的电力管理操作、电力策略或优先级中的至少一个向存储组160供应备用电力。例如，电池控制器181可以基于为多个存储组160设置的优先级，首先向具有最高优先级的存储组160或具有较高优先级的至少一个存储组供应备用电力。

根据实施例，电池控制器181可以执行平衡电力的负载的操作。电池控制器181通过连接接口CI_BB监测存储组160的电力。电池控制器181通过监测来检测多个存储组160中的每一个的工作负载。例如，工作负载可以指每个存储组160的根据主机120和存储组160之间的输入/输出操作或计算操作的负载。

电池控制器181基于工作负载来为多个存储组160中的每一个设置阈值。在这种情况下，阈值指用于执行上述数据冲洗操作的电力阈值。例如，当确定在一个存储组160中执行或将要执行的计算量大于在另一存储组160中执行或将要执行的计算量时，电池控制器181可以为所述一个存储组160设置更高的阈值。例如，当确定将要写入至多个存储组160中的任何一个存储组160或从多个存储组160中的任何一个存储组160读出的数据量大于将要写入至多个存储组160中的另一存储组160或从多个存储组160中的另一存储组160读出的数据量时，电池控制器181可以为多个存储组160中的所述任何一个存储组160设置更高的阈值。

另外，电池控制器181基于工作负载来为多个存储组160中的每一个设置当发生异常电力下降时将要供应的备用电力的量。例如，具有较大工作负载量的存储组160可以被设置为具有更多的备用电力的量。

图9是示出根据本公开的另一实施例的操作电池控制器的方法的流程图。

参照图9，在步骤S210中，电池控制器181监测并检测多个存储组160的工作负载。

在步骤S220中，电池控制器181基于检测到的工作负载，为多个存储组160中的每一个确定阈值或备用电力中的至少一个。例如，电池控制器181可以随着如上所述工作负载的增加而将阈值或备用电力设置得更高。

在步骤S230中，电池控制器181通过监测来确定是否在多个存储组160中的至少一个存储组中检测到异常电力下降。当在S230中没有检测到异常电力下降(例如，否)时，电池控制器181可以执行步骤S210。

当在步骤S230中确定检测到异常电力下降时，在步骤S240中，电池控制器181基于所确定的备用电力，通过使用至少一个电池182开始供电。

当即使供应了备用电力也连续地发生电力下降时，在步骤S250中，电池控制器181可以基于阈值执行数据冲洗操作。

根据如上所述的本公开的实施例，电池控制器181可以分担主机120的电力管理操作，并且代替主机120执行多个存储组160的电力管理操作或电力供应操作的至少一部分，从而提高存储系统100的效率。另外，电池控制器181可以通过单独地考虑多个存储组160中的每一个的工作负载来设置电力管理操作所需的阈值或备用电力。

电力下降保护

根据实施例，电池控制器181监测多个存储组160，并且可以通过监测来检测多个存储组160的异常电力下降。例如，电池控制器181可以通过包括在连接接口中的SM总线(SM_BUS)来监测存储组160。

当检测到异常电力下降时，电池控制器181控制开关块以将从至少一个电池182接收的备用电力供应给检测到异常电力下降的至少一个存储组。在供应备用电力之后，当在至少一个存储组中检测到电力小于或等于阈值时，电池控制器181控制至少一个存储组以执行数据冲洗操作。

图10A和图10B是示出根据示例实施例的电池控制器的电力管理操作的示图。

参照图10A，在检测到多个存储组160的电力下降之前，即，当未检测到异常电力下降时，多个存储组160执行从主机120接收电力的操作。当在时间点t1从存储组160检测到异常电力下降时，开始供应备用电力。例如，可以在检测到异常电力下降的时间点t1立即供应备用电力，也可以在从检测到异常电力下降的时间点t1起经过预定时间后的时间点t2供应备用电力。当在提供备用电力之后，在至少一个存储组中没有检测到电力小于或等于阈值时，电池控制器181可以再次继续监测电力下降。

参照图10B，当在时间点t1检测到异常电力下降时，电池控制器181类似地在时间点t2开始供应备用电力。当在时间点t3，即使供应了备用电力，但是由于连续的电力下降而检测到电力小于或等于阈值时，电池控制器181控制存储组160以执行数据冲洗操作。例如，在检测到电力小于或等于阈值(例如，Pth)的时间点t3，电池控制器181控制存储组160以执行数据冲洗操作，并且存储组160将存储在缓冲存储器中的数据转存至NVM。

图11示出了根据本公开的实施例的操作包括电池控制器的存储系统的方法。

参照图11，在步骤S310中，包括在存储系统100中的主机120首先分担用于多个存储组160的电力管理操作、或为多个存储组160中的每一个设置电力策略或优先级中的至少一个。分担操作可以通过连接接口CI_BB来执行。为此，包括在电池模块180_1中的电池控制器181可以被重新配置和重新编程。

在步骤S320中，存储组160基于从供应的总电力供应的电力来执行正常的写入/读取(R/W)操作。

在步骤S330中，电池模块180_1监测存储组160的电力。监测电力的操作是用于检测上述异常电力下降的操作。例如，监测存储组160的电力的操作可以通过SM总线(SM_BUS)来执行。

在步骤S340中，电池模块180_1在监测电力的操作期间确定是否检测到异常电力(即，异常电力下降)。当没有检测到异常电力下降(例如，否)时，电池模块180_1可以连续地执行步骤S330。

当在步骤S340中检测到异常电力下降时，在步骤S350中，电池模块180_1将备用电力供应给存储组160。电池模块180_1可以通过包括在背板140中的开关块141将备用电力供应给多个存储组160中检测到异常电力下降的至少一个存储组。

在步骤S360中，电池模块180_1在供应备用电力的同时，监测至少一个存储组的电力是否小于或等于阈值(Pth)。当电力不小于或等于阈值(Pth)时，可以确定通过供应备用电力恢复了电力，并且因此可以再次执行步骤S320和步骤S330。

当在步骤S360中，检测到至少一个存储组的电力小于或等于阈值(Pth)时，在步骤S370中，电池模块180_1控制至少一个存储组以执行数据冲洗操作。至少一个存储组将存储在易失性存储器中的数据转存到NVM，以防止由于电力下降而丢失数据。

根据本公开的上述实施例，尤其是当检测到作为暂时的异常电力下降现象的电源故障时，电池模块180_1立即供应备用电力。当电力降低到小于或等于阈值时，电池模块180_1可以控制存储组160以执行数据冲洗操作，从而即使在电源故障的情况下仍防止数据丢失。

数据复制

根据实施例，电池控制器181可以复制存储组160的数据以在检测到异常电力下降时进行应对。为此，电池控制器181可以被编程为复制数据。以下，将参照图12和图13描述与数据复制功能相关的实施例。

图12示出了根据本公开的另一实施例的电池模块。

参照图12，除了上述电池控制器181和至少一个电池182之外，根据另一实施例的电池模块180_2可以包括缓冲存储器183和NVM 184。在本文中，图12的电池模块180_2可以替换为图1、图3和图4的电池模块180。当复制存储组160的数据时，缓冲存储器183和NVM184可以存储复制的数据。

电池控制器181监测多个存储组160，并且可以通过监测来检测多个存储组160的异常电力下降。例如，电池控制器181可以通过包括在连接接口CI_BB中的SM总线(SM_BUS)来监测存储组160。可替换地，当通过监测操作没有检测到异常电力下降时，电池控制器181可以确定多个存储组160的电力消耗(即，通常电力消耗)。

当通过监测检测到异常电力下降时，电池控制器181基于其中检测到异常电力下降的存储组160的通常电力消耗或设置的优先级中的至少一个，来确定是否选择其中检测到异常电力下降的存储组160作为替代存储组。例如，当存储组160显示较低的通常电力消耗时(例如，当通常电力消耗小于或等于预设电力消耗时)，电池控制器181可以确定在存储组160中数据复制的失败的风险降低，并且可以选择存储组160作为替代存储组。

当选择检测到异常电力下降的存储组160作为替代存储组时，电池控制器181通过连接接口CI_BB复制存储在其中发生异常电力下降的存储组160中包括的非易失性存储器中的数据。当完成数据复制时，电池控制器181向主机120通知关于数据复制完成的信息。此后，当接收到关于数据复制完成的信息时，主机120读取存储在电池模块180_2中的复制数据。

图13是示出根据示例实施例的操作包括图12的电池模块的存储系统的方法的流程图。

参照图13，在步骤S410中，包括在存储系统100中的主机120首先分担用于多个存储组160的电力管理操作、或为多个存储组160中的每一个设置电力策略或优先级中的至少一个。分担操作可以通过连接接口来执行。为此，包括在电池模块180_2中的电池控制器181可以被重新配置和重新编程。特别地，可以分担用于选择替代存储组所需的优先级的信息。

在步骤S420中，电池模块180_2监测储存组160的电力。监测电力的操作是用于检测上述异常电力下降或确定通常电力消耗的操作。例如，监测存储组160的电力的操作可以通过SM总线(SM_BUS)来执行。

在步骤S430中，电池模块180_2在监测电力的同时确定是否检测到异常电力(即，异常电力下降)。当没有检测到异常电力下降时，电池模块180_2可以继续执行步骤S420。

当在步骤S430中检测到异常电力下降时，电池模块180_2在步骤S440中基于检测到异常电力下降的存储组160的通常电力消耗或设置的优先级中的至少一个，来确定是否选择检测到异常电力下降的存储组160作为替代存储组。

当检测到异常电力下降的存储组160被选择作为替代存储组时，在步骤S450中，电池模块180_2复制存储在替代存储组中的数据。复制的数据可以存储在包括在电池模块180_2中的存储器(缓冲存储器183和/或NVM 184)中。

在步骤S460中，当完成数据复制时，电池模块180_2向主机120通知关于数据复制完成的信息。

在步骤S470中，主机120从电池模块180_2读取复制的数据。

根据本公开的实施例，当检测到异常电力下降时，可以基于优先级和通常的电力消耗来选择替代存储组，并且复制来自选择的替代存储组的数据以防止数据丢失。

如上所述，本公开可以提供一种包括电池模块的存储系统及其操作方法，能够当在执行计算功能的存储装置中发生异常电力下降时防止数据丢失。

以上的描述涉及用于执行本公开的详细实施例。其中设计被简单地改变或容易地改变的实施例可以包括在本公开以及上述实施例中。另外，通过使用上述实施例容易地改变和实现的技术可以包括在本公开中。尽管已经参照本公开的实施例描述了本公开，但是对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在不偏离如所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行各种改变和修改。

虽然已经参照本公开的实施例描述了本公开，但是对于本领域技术人员而言显然的是，在不脱离如所附权利要求阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变和修改。

Claims (20)

1.一种存储系统，包括：

主机；

背板，其包括开关块并且连接至所述主机；

多个存储组，其连接至所述背板并且被配置为从所述主机接收电力；以及

电池模块，其连接至所述背板并且被配置为：

响应于在所述多个存储组中的至少一个存储组中检测到异常电力下降，通过所述开关块向所述多个存储组中的所述至少一个存储组供应备用电力，以及

在供应所述备用电力之后响应于在所述至少一个存储组中检测到电力小于或等于阈值，控制所述至少一个存储组以执行数据冲洗操作。

2.根据权利要求1所述的存储系统，其中，所述多个存储组中的每一个存储组包括：

存储装置，其包括非易失性存储器；

加速器，其连接至所述存储装置，并且被配置为响应于来自所述主机的命令而执行计算；以及

易失性存储器，其被配置为存储所述计算产生的计算数据和从所述主机分担的系统数据中的至少一个。

3.根据权利要求2所述的存储系统，其中，所述数据冲洗操作被定义为将存储在所述易失性存储器中的所述计算数据转存到所述非易失性存储器中的操作。

4.根据权利要求1所述的存储系统，其中，所述电池模块包括：

至少一个电池；以及

电池控制器，其被配置为检测所述异常电力下降并且控制所述开关块，使得从所述至少一个电池向所述至少一个存储组供应所述备用电力。

5.根据权利要求4所述的存储系统，其中，所述电池控制器还被配置为：

检测所述多个存储组中的每一个存储组的工作负载，以及

基于所述工作负载，为所述多个存储组中的每一个存储组设置所述阈值。

6.根据权利要求4所述的存储系统，其中，所述电池控制器还被配置为：

检测所述多个存储组中的每一个存储组的工作负载，以及

基于所述工作负载，为所述多个存储组中的每一个存储组设置所述备用电力。

7.根据权利要求1所述的存储系统，还包括：

外围组件互连快速接口和系统管理总线，所述外围组件互连快速接口和所述系统管理总线被配置为将所述背板连接至所述多个存储组。

8.根据权利要求7所述的存储系统，其中，所述电池模块被配置为通过所述外围组件互连快速接口向所述至少一个存储组供应所述备用电力。

9.根据权利要求7所述的存储系统，其中，所述电池模块被配置为通过所述系统管理总线从所述多个存储组检测所述异常电力下降。

10.根据权利要求1所述的存储系统，其中，所述电池模块还被配置为：在供应所述备用电力之后响应于在所述至少一个存储组中没有检测到电力小于或等于所述阈值，继续监测所述异常电力下降。

11.一种存储系统，包括：

主机；

背板，其连接至所述主机并且包括开关块；

多个存储组，其连接至所述背板并且被配置为从所述主机接收电力；以及

电池模块，其连接至所述背板，并且被配置为分担所述主机的用于所述多个存储组的电力管理操作，并且通过所述开关块执行所述电力管理操作。

12.根据权利要求11所述的存储系统，其中，所述电池模块包括：

至少一个电池；以及

电池控制器，其被配置为基于为所述多个存储组中的每一个存储组设置的电力策略和优先级中的至少一个来执行所述电力管理操作。

13.根据权利要求12所述的存储系统，其中，所述电池控制器被配置为：

检测在所述多个存储组中的至少一个存储组中是否发生异常电力下降，以及

响应于检测到所述异常电力下降，从所述至少一个电池向所述至少一个存储组供应备用电力。

14.根据权利要求13所述的存储系统，其中，所述电池控制器还被配置为：在供应所述备用电力之后响应于在所述至少一个存储组中检测到电力小于或等于阈值，控制所述至少一个存储组以执行数据冲洗操作。

15.根据权利要求14所述的存储系统，其中，所述电池控制器还被配置为：

检测所述多个存储组中的每一个存储组的工作负载，以及

基于所述工作负载，为所述多个存储组中的每一个存储组设置所述阈值。

16.根据权利要求14所述的存储系统，其中，所述电池控制器还被配置为：

检测所述多个存储组中的每一个存储组的工作负载，以及

基于所述工作负载，为所述多个存储组中的每一个存储组设置所述备用电力。

17.根据权利要求13所述的存储系统，还包括：

外围组件互连快速接口和系统管理总线，所述外围组件互连快速接口和所述系统管理总线被配置为将所述背板连接至所述多个存储组，

其中，所述电池模块被配置为通过所述系统管理总线从所述多个存储组检测所述异常电力下降，并且通过所述外围组件互连快速接口供应所述备用电力。

18.一种存储系统的操作方法，所述操作方法包括：

监测在包括在所述存储系统中的多个存储组中的至少一个存储组中是否检测到异常电力下降；

当检测到所述异常电力下降时，向所述至少一个存储组供应备用电力；以及

在供应所述备用电力之后，当在所述至少一个存储组中检测到电力小于或等于阈值时，控制所述至少一个存储组以执行数据冲洗操作。

19.根据权利要求18所述的操作方法，还包括：

检测所述多个存储组中的每一个存储组的工作负载；以及

基于所述工作负载，为所述多个存储组中的每一个存储组设置所述阈值。

20.根据权利要求19所述的操作方法，还包括：

基于所述工作负载，为所述多个存储组中的每一个存储组设置所述备用电力。