CN117435409A - 一种超级电容的自检方法、raid卡和服务器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超级电容的自检方法、RAID卡和服务器，应用于服务器技术领域。该方法包括：在对RAID卡外接的超级电容进行自检时，先获取RAID卡中缓冲存储器中的写数据量，当RAID卡中缓冲存储器中的写数据量低于预设写数据量阈值时，再对超级电容自检，并将RAID卡的备用供电来源由外接超级电容切换为其他电容。在对RAID卡外接的超级电容进行自检的过程中，即使发生异常掉电，可以由其他电容为RAID卡进行供电以实现写数据保护。在对超级电容自检的同时，既可采用WB模式进行数据写入，在一定程度上提高数据写入速度；还可以利用其他电容作为RAID卡的备用供电来源，支持RAID卡实现数据保护功能。

Description

一种超级电容的自检方法、RAID卡和服务器

技术领域

本申请涉及服务器技术领域，尤其涉及一种超级电容的自检方法、RAID卡和服务器。

背景技术

随着各行业对算力的需求日益增加，越来越多的企业选择服务器作为数据存储的核心设备。在服务器中，中央处理器(Central Processing Unit，CPU)向硬盘写入数据包括写穿(WT)模式和写回模式两种数据写入模式。其中，写回(Write Back，WB)的数据写入速度要快于写穿模式，写穿模式由CPU直接将数据写入硬盘。写回模式由CPU先将数据写入到冗余磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks，RAID卡)的高速缓冲存储器中，由高速缓冲存储器将数据刷写至硬盘。

然而，在启用写回模式进行数据写入的场景中，由于高速缓冲存储器属于易失型存储介质，异常掉电会导致高速缓冲存储器中的写数据丢失。在相关技术中，为防止在高速缓冲存储器向硬盘写入数据的过程中，因异常掉电导致写数据的丢失，通常为RAID卡外接一个超级电容，以便在异常掉电时，由超级电容为RAID卡进行供电，实现对高速缓冲存储器中写数据的保护。

但是实际应用中在对超级电容进行自检时，一旦超级电容的电容量过低，超级电容将不足以支撑RAID卡实现写数据保护，进而依然难以避免异常掉电后DDR Cache中的写数据丢失的问题。这时便需要将数据写入模式由写回模式切换为写穿模式，从而避免异常掉电后高速缓冲存储器中的写数据丢失。如此切换之后，这又会使得数据写入硬盘的速度降低，影响效率。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种超级电容的自检方法、RAID卡和服务器，实现在对超级电容进行自检时，保持WB模式将写数据写入硬盘，在一定程度上提高数据写入速度。

第一方面，本申请实施例提供了一种超级电容的自检方法，用于计算设备，所述计算设备包括RAID卡，以及均用于为所述RAID卡提供备电的超级电容和备用电容，所述方法包括：

当需要对所述超级电容自检时，获取所述RAID卡中缓冲存储器中的写数据量；其中，所述写数据为待写入硬盘中的数据；

当所述缓冲存储器中的写数据量低于预设写数据量阈值时，控制所述超级电容自检，且切换所述备用电容作为所述RAID卡的备用供电来源。

在本申请实施例中，在对RAID卡外接的超级电容进行自检时，将RAID卡的备用供电来源由外接的超级电容切换为备用电容，即使此时发生异常掉电，RAID卡也能够在其他电容的支持下实现数据保护。这样，在对外接的超级电容进行自检时，可以继续采用WB模式进行数据写入，相比采用WT模式进行数据写入，可以在一定程度上提高数据写入速度。

在可能的一种实现方式中，所述预设写数据量阈值是基于所述备用电容的电容量能够支持写入硬盘的数据量确定；

或，

所述预设写数据量阈值是基于所述备用电容的额定容量能够支持所述缓冲存储器拷贝到RAID卡中Flash存储器的数据量确定的。

在本申请实施例中，通过设置与备用电容的额定容量相关的预设写数据量阈值，并根据预设写数据量阈值设置对超级电容进行自检的前置条件，使得在对超级电容自检且发生异常掉电时，备用电容能够支持RAID卡实现数据保护，尽可能地避免数据丢失。

在可能的一种实现方式中，对所述超级电容自检时，所述方法还包括：

控制所述缓冲存储器中保存的待写入硬盘中的写数据量低于所述预设写数据量阈值。

在本申请实施例中，在对超级电容自检的过程中，还会控制缓冲存储器中待写入硬盘中的写数据量低于预设写数据量阈值，避免因缓冲存储器中存储的写数据量过大导致备用电容无法完全支持RAID卡实现数据保护，致使部分写数据丢失。

在可能的一种实现方式中，所述控制所述缓冲存储器中的写数据量小于或等于所述预设写数据量阈值，包括：

通过控制数据写入所述缓冲存储器中的速度，使所述缓冲存储器中的写数据量低于所述预设写数据量阈值。

在可能的一种实现方式中，所述控制所述缓冲存储器中的写数据量小于或等于所述预设写数据量阈值，包括：

通过控制所述缓冲存储器将写数据写入硬盘的速度，使所述写数据量低于所述预设写数据量阈值。

在本申请实施例中，可以通过控制数据写入缓冲存储器的速度，或通过缓冲存储器将写数据写入硬盘的速度这两种方式，使缓冲存储器中的写数据量低于预设写数据量阈值，尽可能地确保备用电容可以在超级电容自检且发生异常掉电时，支持RAID卡实现数据保护。

在可能的一种实现方式中，对所述超级电容自检的过程中，数据写入硬盘的写入模式为写回模式。

在本申请实施例中，在对外接的超级电容进行自检时，可以继续采用WB模式进行数据写入，相比采用WT模式进行数据写入，可以在一定程度上提高数据写入速度。

在可能的一种实现方式中，所述方法还包括：

当所述超级电容自检完成后，切换所述超级电容作为所述RAID卡的备用供电来源。

在本申请实施例中，将刚刚完成自检的超级电容作为RAID卡的备用供电来源可靠性更高，并且超级电容的额定容量大于备用电容的额定容量，相比于备用电容，超级电容能够支持RAID卡保护更多的写数据。

在可能的一种实现方式中，所述方法还包括：

在未对所述超级电容自检时，利用所述主板电源对所述超级电容进行充电，使所述超级电容的电容量至少等于预设电容量阈值；

在未对所述备用电容自检时，利用所述主板电源对所述备用电容进行充电，使所述备用电容的电容量达到所述备用电容的额定容量。

在本申请实施例中，在未对超级电容或备用电容自检时，同样会利用主板电源对超级电容或备用电容进行充电，使超级电容和备用电容的电容量保持一个“健康”的状态，能够支持RAID卡实现数据保护。

在可能的一种实现方式中，所述方法还包括：

对所述备用电容进行自检，所述超级电容的自检时段和所述备用电容的自检时段不重叠。

在本申请实施例中，交替对超级电容和备用电容自检，在对其中一个电容自检时，由另一个电容作为备用供电来源，避免写数据丢失。

在可能的一种实现方式中，在对所述备用电容自检之前，所述方法还包括：

将所述RAID卡的备用供电来源切换为所述超级电容。

在本申请实施例中，在对备用电容自检之前，将备用供电来源切换为超级电容，可以在一定程度上避免写数据丢失。

第二方面，本申请实施例提供了一种RAID卡，包括控制芯片、备用电容、缓冲存储器和备用供电接口，所述备用供电接口用于连接超级电容；

当需要对所述超级电容自检，且所述缓冲存储器中的写数据量低于预设写数据量阈值时，所述控制芯片控制所述超级电容自检，且切换所述备用电容作为所述RAID卡的备用供电来源。

在可能的一种实现方式中，所述备用电容设置于所述RAID卡上，且所述备用电容的电容量低于所述超级电容的电容量。

第三方面，本申请实施例提供了一种服务器，包括如第二方面中任意一项所述的RAID卡。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有代码，当所述代码被运行时，运行所述代码的设备实现前述第一方面中任一项所述的超级电容的自检方法。

本申请实施例提供了一种超级电容的自检方法。在对RAID卡外接的超级电容进行自检时，先获取RAID卡中缓冲存储器中的写数据量，当RAID卡中缓冲存储器中的写数据量低于预设写数据量阈值时，再将RAID卡的备用供电来源由外接的超级电容切换为其他电容，并对超级电容自检，如另一超级电容或RAID卡板载电容。在对RAID卡外接的超级电容进行自检的过程中，即使发生异常掉电，并且外接超级电容的电容量不足以支持RAID卡的缓冲存储器中写数据的保护，可以由其他电容为RAID卡进行供电以实现写数据保护。这样，在对超级电容自检的同时，既能实现对写数据的保护，又无需将数据写入模式由WB模式切换为WT模式，在一定程度上提高了数据写入的速度。

附图说明

为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种RAID卡的数据保护原理的示意图；

图2为相关技术中的一种超级电容自检方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种超级电容的自检流程图；

图4为本申请实施例提供的一种RAID卡FW的结构示意图；

图5为申请实施例提供的一种主板架构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种RAID卡结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种超级电容的自检流程图；

图8为本申请实施例提供的又一种超级电容的自检流程图；

图9为本申请实施例提供的再一种超级电容的自检流程图；

图10为本申请实施例提供的另一种主板架构示意图；

图11为本申请实施例提供的另一种RAID卡结构示意图；

图12为本申请实施例提供的一种超级电容的自检流程图；

图13为本申请实施例提供的另一种超级电容的自检流程图。

具体实施方式

为更好地理解技术方案，下面对相关技术术语进行介绍：

机械硬盘(Hard Disk Drive，HDD)：一种存储设备，具有数据存储容量大、成本低以及使用寿命更长等优点，广泛应用于大型服务器。

冗余磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks，RAID)卡：能够将多块独立的硬盘(如HDD)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组。

虚拟磁盘组(Virtual Drive，VD)：RAID卡将多个硬盘共同创建的RAID组。

缓冲存储器(Cache)：一种存取速度较快的随机存取存储器，属于易失型存储介质，如高速缓冲存储器(DDR Cache)。

写回(Write Back，WB)：一种数据写入模式。当采用WB模式时，CPU下发给VD的写数据要经过RAID卡的DDR Cache；当写数据写入DDR Cache后，CPU就会接收到写入完成的反馈，无须等到数据落盘后才会接收到。但由于DDR Cache属于易失型存储介质，因此，在该模式下需要外接超级电容作为RAID卡的备用电源，避免RAID卡异常掉电时DDR Cache里的写数据丢失。

写穿(Write Through，WT)：一种数据写入模式，当采用WT模式时，CPU下发给VD的写数据不经过RAID卡的DDR Cache，由CPU直接将写数据写入VD，当写数据写入到VD中，CPU才会接收到写入完成的反馈。因此，该模式下，DDR Cache中没有写数据，也就无需外接超级电容作为RAID卡的备用电源。

固件(Firmware，FW)：运行在电子设备上的软件，用于控制电子设备的正常工作。

磁盘簇(Just a Bunch Of Disks，JBOD)：原指磁盘簇，在本申请中用于表示RAID卡下的单个裸盘(未与其他HDD组成VD的HDD)。

超级电容：一种储能装置，容量极大，可作为电源使用。

Nand Flash，一种Flash存储器，具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储。

在本申请实施例中，以DDR Cache作为缓冲存储器进行举例说明。

与WT模式相比，采用WB模式的数据写入速度更快，尤其当大型服务器采用HHD作为存储设备时，采用WB模式相比WT模式进行数据写入的速度提升更为明显。

在采用WB模式时，需要为RAID卡配置外接超级电容作为备用电源，当异常掉电时，由超级电容作为RAID卡的电源，支持实现RAID卡DDR Cache中写数据的保护。

服务器具有CPU运算能力强大、能长时间的可靠运行、I/O外部数据吞吐能力强以及高扩展性等特点，常作为企业处理核心业务的主要选择。RAID卡作为服务器的核心部件之一，通常安装于主板中，上连CPU，下连多个硬盘。当数据写入硬盘的模式为WB模式时，RAID卡可以从CPU处接收写数据暂存于RAID卡中的DDR Cache中，再由DDR Cache将写数据写入硬盘。由于DDR Cache属于易失型介质，若RAID卡异常掉电则会导致DDR Cache中的写数据丢失。因此，在采用WB模式进行数据写入时，通常会在主板中设置一个超级电容，超级电容与RAID卡连接，用于在RAID卡掉电时为RAID卡供电，以支持RAID卡保护DDR Cache中的写数据，避免数据丢失。下面结合图1对RAID卡实现写数据保护的过程进行介绍。

图1为本申请实施例提供的一种RAID卡的数据保护原理的示意图。如图1所示，采用WB模式时，当主板电源10正常供电时，RAID卡20中由高速缓冲存储器22直接将写数据写入硬盘30中。当发生异常掉电时，RAID卡20的供电来源由主板电源10切换为超级电容40，在超级电容40的供电支持下，RAID卡20的高速缓冲存储器22将写数据拷贝到Flash存储器21。在主板电源10恢复供电后，Flash存储器21再将写数据拷贝回高速缓冲存储器22中，高速缓冲存储器22将写数据写入硬盘30中，完成落盘。

为了确保超级电容能够支持RAID卡20的数据保护，RAID卡20中的FW通常会对超级电容进行周期性自检。在自检的过程中会控制超级电容放电。此时，超级电容的电容量可能不足以支持RAID卡20实现数据保护。为避免高速缓冲存储器22中写数据的丢失，FW将写入模式从WB模式切换为WT模式，并将高速缓冲存储器22中的写数据落盘后，再进行对超级电容进行自检。图2为相关技术中的一种超级电容自检方法的流程图。下面结合图2，以RAID卡FW为执行主体对相关技术中超级电容的自检过程进行介绍。

当执行步骤S200，准备对超级电容40自检时，执行判断步骤S201，先判断当前的写入模式；若此时写入模式为WT模式，则执行步骤S202，维持WT模式，并继续执行步骤S204；若此时写入模式为WB模式，则执行步骤S203，将WB模式切换为WT模式，并将高速缓冲存储器22中的写数据落盘。待高速缓冲存储器22中的写数据均已写入硬盘30后，执行步骤S204，开始对超级电容40进行自检。当执行至步骤S205，即超级电容404自检即将结束之时，需要将写入模式恢复到自检之前的写入模式。

将写入模式恢复到自检之前的写入模式，具体而言包括：

步骤S206：判断自检前写入模式为WT模式或WB模式；

若自检之前的写入模式为WT模式，则执行步骤S207，继续维持WT模式；

若自检之前的写入模式为WB模式，则执行步骤S208，将写入模式由WT模式切换为WB模式。

至此，FW执行完成步骤S209，实现对超级电容40自检的过程。

但是，由于WT模式的写入速度低于WB模式，若采用上述超级电容自检方法，在对超级电容40的自检过程中将WT模式切换为WB模式，将导致数据写入速度降低，硬盘写性能下降，使得整体数据写入任务完成效率低下。

针对这一问题，本申请实施例提供了一种超级电容的自检方法，如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种超级电容的自检流程图。在执行步骤S300对RAID卡20外接的超级电容40进行自检时，先执行步骤S301，获取RAID卡20中高速缓冲存储器22中的写数据量，然后，执行判断步骤S302，判断高速缓冲存储器22中的写数据量是否低于预设写数据量阈值。若判断结果为是，则执行步骤S303，将RAID卡20的备用供电来源由外接超级电容40切换为其他电容，并对超级电容40自检；若判断结果为否，则执行步骤S304，持续监控写数据量，待高速缓冲存储器22中的写数据量低于预设写数据量阈值时，再对超级电容40自检。备用供电来源是指在主板电源10发生异常掉电时RAID卡20的供电来源。

在对超级电容40自检的同时，既能实现对“写数据”的保护，又无需将数据写入模式由WT模式切换为WB模式，在一定程度上提高了数据写入的速度。

本申请实施例所提供的超级电容的自检方法，由图4所示的RAID卡FW执行。图4为本申请实施例提供的一种RAID卡FW400的结构示意图。如图4所示，RAID卡FW400中包括电容控制模块401、VD控制模块402和DDR Cache模块403，各模块的具体功能结合下文实施例进行介绍。

下面对本申请所提供的实施例进行介绍，需要说明的是，本申请所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种超级电容的自检方法，并提供了对应的主板结构示意图以及RAID卡。参见图5和图6，图5为申请实施例提供的一种主板架构示意图，图6为本申请实施例提供的一种RAID卡结构示意图。如图5所示的主板架构中，RAID卡20搭载多个硬盘30。硬盘30可以是HDD，也可以是SSD。在此以HDD为例说明，在RAID卡20下，可以由多个HDD组成VD，或者由单个HDD作为JBOD直出。RAID卡20通常设置于主板的PCIe槽位，上行通过PCIe协议与CPU交互，下行通过SAS协议与背板和HDD交互。主板由外接主板电源10供电，并在主板中为RAID卡外接超级电容40。

通常情况下，电容的额定容量与电容的体积和成本成正比，额定容量越高，电容的体积和成本也就越大。为降低成本，缩小在主板或RAID卡22中的占用空间，本申请实施例采用相比超级电容额定容量较低的电容作为备用电容24，该备用电容24可以设置在RAID卡20上作为板载电容，也可以设置在主板上与RAID卡20连接。图5和图6展示的即是将备用电容24作为RAID卡20上的板载电容的场景。如图5和图6所示。在对超级电容40自检时，可以将RAID卡20的备用供电来源切换为备用电容24，当主板电源10供电异常，出现异常掉电时，备用电容24能够为RAID20卡进行供电实现数据保护。

在本申请实施例中，备用电容24和超级电容40均是单独作为RAID卡20的备用供电来源，可以通过单刀双掷开关将备用电容24和超级电容40与RAID卡20的电源接口连接，其中，备用电容24和超级电容40与RAID卡20分别连接单刀双掷开关的两个动端，RAID卡20的电源接口连接单刀双掷开关的不动端。通过控制单刀双掷开关的开关动作可以实现备用供电来源的切换。

下面以备用电容24为板载电容为例，板载电容的额定容量小于超级电容的额定容量。在本申请实施例中，超级电容40为RAID卡20的主要备用供电来源，板载电容为RAID卡20的次要备用供电来源。在未对超级电容40自检时，将超级电容40作为RAID卡20的备用供电来源，仅在对超级电容40自检时，将板载电容作为RAID卡20的备用供电来源。参见图7，图7为本申请实施例提供的另一种超级电容的自检流程图。

当RAID卡FW400执行步骤S700，准备对超级电容40自检时，先执行步骤S701，将RAID卡20的备用供电来源切换为板载电容，再执行步骤S702，对超级电容40自检。当超级电容40自检的过程中发生异常掉电，由板载电容为RAID卡20供电实现数据保护。最后，在超级电容完成自检后，执行步骤S703，将RAID卡20的备用供电来源从板载电容切换回超级电容40。

需要说明的是，本申请实施例选用的板载电容的规格与高速缓冲存储器22中的数据量有关。当超级电容40自检，且发生异常掉电时，至少需要板载电容的电容量能够支持高速缓冲存储器22将写数据拷贝到Flash存储器21中，或支持高速缓冲存储器22将写数据写入硬盘30中。

可以理解的是，异常掉电可能存在两种情况。仅主板中的RAID卡20掉电，CPU和硬盘30的供电正常，这种情况可能是RAID卡20的电源接口虚接造成的；还有一种可能是服务器掉电，这就意味着主板中所有的部件，RAID卡20、CPU和硬盘30均掉电。

当仅主板中RAID卡20掉电时，板载电容对RAID卡20供电，此时，RAID卡20可以在板载电容的支持下，将高速缓冲存储器22中存储的写数据继续写入到硬盘30中。但需要说明是，若仅主板中RAID卡20掉电，在板载电容对RAID卡20供电的同时，还应当控制RAID卡20停止从CPU处接收数据，当RAID卡20恢复上电后，再继续接收数据。

当服务器掉电时，由于板载电容的电容量不足以同时支持RAID卡20和硬盘30两个硬件工作，板载电容仅对RAID卡20供电。在板载电容的支持下，RAID卡20中的高速缓冲存储器22将存储的写数据拷贝到Flash存储器21中，而非写入硬盘30中。

在本申请实施例中，为使板载电容能够顺利支持高速缓冲存储器22将写数据拷贝到Flash存储器21中，还设定了预设写数据量阈值。预设写数据量阈值是高速缓冲存储器22中的写数据量的一个设定的临界值，是开始对超级电容40自检的启动条件。预设写数据量阈值可以是基于备用电容24的额定容量能够支持高速缓冲存储器22写入硬盘30的数据量确定的；预设写数据量阈值也可以是基于备用电容24的额定容量能够支持高速缓冲存储器22拷贝到RAID卡中Flash存储器21的数据量确定的。

通过设置与备用电容24的额定容量相关的预设写数据量阈值，并根据预设写数据量阈值设置对超级电容40进行自检的前置条件，使得在对超级电容40自检且发生异常掉电时，备用电容24能够支持RAID卡20实现数据保护，尽可能地避免数据丢失。

针对预设写数据量阈值的设定和板载电容的选择，本申请实施例提供了两种方式：

本申请实施例中，可以参考预设写数据量阈值选取RAID卡20上配置的板载电容。当超级电容40自检，且发生异常掉电时，板载电容的额定容量应当能够支持高速缓冲存储器22将写数据量为预设写数据量阈值的写数据拷贝到Flash存储器21中，或能够支持高速缓冲存储器22将写数据量为预设写数据量阈值的写数据写入硬盘30中。因此，预设写数据量阈值已知的前提下，可以参考预设写数据量阈值选择额定容量合适的板载电容。具体地，确定支持RAID卡20保护数据量为预设写数据量阈值的写数据所需的目标电容量；然后，再根据目标电容量选取板载电容，板载电容的额定容量应与目标电容量大小相同。

在本申请另一实施例中，由于RAID卡20上空间有限，可能无法设置电容量相对较大的板载电容。因此，可以先根据RAID卡20留给板载电容的空间选定合适的板载电容，然后，根据板载电容的额定容量设定预设写数据量阈值。具体的，先根据RAID卡20中安装板载电容的空间选择目标板载电容；然后，确定目标板载电容的额定容量；最后，再将目标板载电容的额定容量支持RAID卡20保护写数据的数据量，作为预设写数据量阈值。

根据板载电容的安装空间确定板载电容，进而根据板载电容的额定容量设定预设写数据量阈值，可以有效地利用RAID卡20中的空间；并且，还可以在一定程度上确保板载电容能够支持RAID卡20对数据量为预设写数据量阈值的写数据进行保护。

前面提到，本申请实施例中预设写数据量阈值是开始对超级电容40自检的启动条件。结合预设写数据量阈值可以判断是否能够启动对超级电容40自检。参见图8，图8为本申请实施例提供的又一种超级电容的自检流程图，结合图3所示的RAID卡FW400对图8所示的自检流程进行说明。

在RAID卡FW400执行步骤S800，对超级电容自检时，先执行步骤S801，通过DDRCache模块403读取高速缓冲存储器22的写数据量，并反馈给电容控制模块401，其中，写数据量是随高速缓冲存储器22中写数据数据量的变化而变化的。电容控制模块401持续接收写数据量，并执行步骤S802，判断在预设检测时间内写数据量是否低于预设写数据量阈值。预设检测时间可以由技术人员根据数据写入任务的具体情况设置。可以理解的是，预设检测时间越长，越能通过预设检测时间内读取到的写数据量分析出数据写入任务的I/O数据量波动情况。

若预设检测时间内，高速缓冲存储器22中的写数据量存在超出预设写数据量阈值的情况，则认为板载电容的电容量不足以支持RAID卡20实现数据保护，返回执行步骤S801，由DDR Cache模块403继续检测写数据水位。若预设检测时间内，高速缓冲存储器22中的写数据量均未超出预设写数据量阈值，则认为板载电容的电容量足以支持RAID卡20实现数据保护。继续执行步骤S803，可以将RAID卡20的备用供电来源切换为板载电容，并执行步骤S804，对超级电容40进行自检。最后，执行步骤S805，在超级电容40自检结束且符合自检条件后，再将备用供电来源由板载电容切换回超级电容40。

通过上述方法，设置与板载电容的额定容量相关的预设写数据量阈值，仅当高速缓冲存储器22中写数据水位在一段时间内不超过预设写数据量阈值时，才会对超级电容40进行自检。这样，即使在超级电容40自检的过程中发生异常掉电，板载电容的电容量也足以支持高速缓冲存储器22将存储的全部写数据拷贝到Flash存储器21中，实现数据保护。

可以理解的是，图4所示的RAID卡FW400适用于本申请实施例。在该实施例中，电容控制模块401主要用于实现以下功能：1、当主板电源10正常供电时，对超级电容40和板载电容充电；2、对超级电容40和板载电容进行交替的周期性自检，在对超级电容40自检前，根据预设写数据量阈值判断是否对超级电容40进行自检；3、在进行周期性自检之前，控制切换RAID卡20的备用供电来源；4、当主板电源10供电异常，发生异常掉电，控制超级电容40和板载电容中之一作为备用供电来源为RAID卡20供电。

VD控制模块402主要用于控制或更改写入模式为WT模式或WB模式。

DDR Cache模块403主要用于将高速缓冲存储器22中的写数据写入硬盘30，并在超级电容40供电时，将高速缓冲存储器22中的写数据拷贝到Flash存储器21中。当主板电源恢复供电后，DDR Cache模块403还用于将Flash存储器21中的写数据拷贝回高速缓冲存储器22中。DDR Cache模块403用于读取高速缓冲存储器22中的写数据量，并将写数据量发送给电容控制模块401。

在对超级电容40自检，将板载电容作为RAID卡20的备用供电来源时。写数据不断写入高速缓冲存储器22中，此时高速缓冲存储器22中写数据量可能会出现超过预设写数据量阈值的情况。若此时异常掉电，板载电容并不足以支持高速缓冲存储器22将高速缓冲存储器22中的全部写数据拷贝到Flash存储器21，会有部分写数据丢失。

针对上述问题，在本申请实施例中，在对超级电容40自检，将板载电容作为RAID卡20的备用供电来源时，还可以控制高速缓冲存储器22中保存的待写入硬盘30中的写数据量低于预设写数据量阈值，避免高速缓冲存储器22中写数据量大于预设写数据量阈值。

参见图9，图9为本申请实施例提供的再一种超级电容的自检流程图。在RAID卡FW400执行步骤S900，对超级电容自检时，先执行步骤S901，通过DDR Cache模块403读取高速缓冲存储器22的写数据量，并反馈给电容控制模块401和VD控制模块402。电容控制模块401持续接收写数据量，并执行步骤S902，判断在预设检测时间内写数据量是否低于预设写数据量阈值。当判断结果为否时，返回执行步骤S901，由DDR Cache模块403继续检测写数据水位；当判断结果为是时，继续执行步骤S903，将RAID卡20的备用供电来源切换为板载电容，并且VD控制模块402控制高速缓冲存储器22中保存的待写入硬盘30中的写数据量低于预设写数据量阈值，避免高速缓冲存储器22中写数据量大于预设写数据量阈值。然后，执行步骤S904，对超级电容40自检。在超级电容自检结束，执行步骤S905，将备用供电来源切换回超级电容40时，取消VD控制模块402对写数据量的控制。

通过控制高速缓冲存储器22中保存的待写入硬盘30中的写数据量低于预设写数据量阈值，确保在超级电容40自检且异常掉电时，板载电容的电容量能够支持高速缓冲存储器22将高速缓冲存储器22中的写数据均拷贝到Flash存储器21中，避免数据丢失，实现数据保护。

在本申请实施例中，共提供了两种控制高速缓冲存储器22中保存的待写入硬盘30中的写数据量低于预设写数据量阈值的方法。

其一，可以通过控制数据写入高速缓冲存储器22中的速度，使高速缓冲存储器22中的写数据量低于预设写数据量阈值。WB模式下，是由CPU先将写数据写入高速缓冲存储器22，再由高速缓冲存储器22将写数据写入硬盘30中。当高速缓冲存储器22中的写数据量约逼近预设写数据量阈值时，可以降低CPU向高速缓冲存储器22写入数据的速度，甚至趋近于零。例如：通过降低CPU向高速缓冲存储器22传输写数据的传输速度；也可以降低高速缓冲存储器22从CPU接收写数据的接收速度。

其二，可以通过控制高速缓冲存储器22将写数据写入硬盘30的速度，使高速缓冲存储器22中的写数据量低于预设写数据量阈值。当高速缓冲存储器22中的写数据量逼近预设写数据量阈值时，可以提高高速缓冲存储器22向硬盘30写入数据的速度，使高速缓冲存储器22向硬盘30写入数据的速度大于CPU向高速缓冲存储器22写入数据的速度，进而降低高速缓冲存储器22中的写数据量。例如：高速缓冲存储器22向硬盘30写入数据时采用顺序读写，或者减少随机的次数。

在上述实施例中，在未对超级电容40或备用电容24自检时，RAID卡20还会控制主板电源10对超级电容40或备用电容24进行充电，使超级电容40的电容量至少等于预设电容量阈值，备用电容24的电容量达到备用电容24的额定容量。进而在主板电源10掉电时，超级电容40能够支持RAID卡20实现数据保护，即使在对超级电容40进行自检，备用电容24也能够支持RAID卡20实现数据保护。

对于板载电容，同样可以设置自检周期，例如每隔24小时，RAID卡FW400对板载电容进行一次自检。板载电容与超级电容40需要分别交替进行周期性自检，从而避免超级电容40与板载电容同时自检导致RAID卡20没有备用供电来源，异常掉电时无法实现数据保护。

在超级电容40自检完成后，还可以对板载电容进行自检，以提高板载电容作为备用供电来源的可靠性。

在本申请实施例中，对板载电容进行自检，实际上是对板载电容进行充放电的过程，检测板载电容的充放电功能是否无碍，进而确定在超级电容40自检且主板电源10异常掉电时，板载电容能够顺利放电，支持RAID卡20实现数据保护。并且，在验证板载电容的充放电功能正常后，RAID卡20还会利用主板电源10对板载电容进行充电，使板载电容的电容量达到额定容量。

在未对板载电容自检时，RAID卡20还会控制主板电源10对板载电容充电，使板载电容的电容量维持在额定容量。

通过检测板载电容的充放电能力，确保板载电容能够顺利放电支持RAID卡20实现数据保护；并在充放电能力检测结束后，对板载电容充电使电容量达到上限，避免因板载电容的电容量较低导致数据丢失。

另外，在本申请实施例中，还可以将备用电容24设置在主板中，以此可以节约RAID卡20上的空间；并且，在主板中设置备用电容24，由于主板空间通常大于RAID卡20的空间，因此可以选择额定容量较板载电容的额定容量更大的电容。但备用电容24的额定容量小于超级电容40的额定容量。

在前述实施例的基础上，本申请还提供的另一种超级电容的自检方法，并提供了对应的主板结构示意图以及RAID卡20，参见图10和图11，图10为本申请实施例提供的另一种主板架构示意图，图11为本申请实施例提供的另一种RAID卡结构示意图。下面以备用电容为另一超级电容为例进行介绍。

通过为RAID卡20外接两个超级电容，即第一超级电容41和第二超级电容42，并对两个超级电容的自检周期进行设置，交替对两个超级电容进行自检。此处，交替自检是指对于两个超级电容分别自检的时段不重叠。当为RAID卡20外接两个超级电容时，第一超级电容41的自检流程如图12所示，第二超级电容42的自检流程如图13所示。

两个超级电容的自检流程原理相同，以图12所示的自检流程为例进行说明。

当RAID卡FW400执行步骤S1200，准备对第一超级电容41自检时，执行步骤S1201，判断当前RAID卡20的备用供电来源。若当前RAID卡20的备用供电来源为第二超级电容42，则执行步骤S1202，维持当前状态，并继续执行步骤S1204，对第一超级电容41自检。若当前RAID卡20的备用供电来源为第一超级电容41，而当前需要对第一超级电容自检，则执行步骤S1203，将RAID卡20的备用供电来源切换为第二超级电容42，并继续执行步骤S1204，对第一超级电容41自检。即使在对第一超级电容41自检的过程中，主板电源10供电异常，发生异常掉电，第二超级电容42也能够为RAID卡20供电，支持RAID卡20中高速缓冲存储器22将写数据拷贝到Flash存储器21中实现数据保护。以便在主板电源10恢复供电后，Flash存储器21重新将写数据拷贝回高速缓冲存储器22继续落盘。或者，由第二超级电容42同时为RAID卡20和硬盘30供电，支持高速缓冲存储器22将写数据写入硬盘30。

需要说明的是，上述第一超级电容41与第二超级电容42没有主次之分，并且两者均可单独支持RAID卡20实现数据保护。

在一种可行的实现方式中，在完成对第一超级电容41或第二超级电容42的自检后，还可以将RAID卡20的备用供电来源切换为刚刚完成自检超级电容。将刚刚通过自检的超级电容作为备用供电来源可靠性更高，

在本申请实施例中，可以根据自检条件对超级电容自检。自检条件是指检测超级电容是否具备支持高速缓冲存储器22将写数据拷贝至Flash存储器21的能力的条件，或检测超级电容是否具备支持高速缓冲存储器22将写数据写入硬盘30的能力的条件。例如：完成对第一超级电容41自检，且第一超级电容41满足自检条件，将RAID卡20的备用供电来源由第二超级电容42切换为第一超级电容41。这样，在对第二超级电容42自检时，就无需进行备用供电来源的切换。

在本申请实施例中，对超级电容进行自检，实际上是对超级电容进行充放电的过程，检测超级电容的充放电功能是否无碍，进而确定在主板电源10异常掉电时，超级电容能够顺利放电，支持RAID卡20实现数据保护。并且，在验证超级电容的充放电功能正常后，RAID卡20还会对超级电容进行充电，使超级电容的电容量达到预设电容量阈值或额定容量。预设电容量阈值为支持RAID卡20对数据量达到高速缓冲存储器22存储上限的写数据进行保护的电容量。换句话说，当高速缓冲存储器22中已经存满写数据时，预设电容量阈值为超级电容能够支持高速缓冲存储器22将全部写数据拷贝至Flash存储器21的最低电容量，或能够支持高速缓冲存储器22将全部写数据写入硬盘30的最低电容量，若达到则表明超级电容能够支持在异常掉电时，高速缓冲存储器22将写数据均拷贝到Flash存储器21中实现数据保护；若未达到，则表明在超级电容的支持下，高速缓冲存储器22可能只能将部分写数据拷贝到Flash存储器21，仍会有部分写数据丢失。

当然，本申请对超级电容的自检条件不做特别限定，满足自检条件的超级电容能够支持RAID卡20实现数据保护即可。

另外，在未对第一超级电容41自检时，RAID卡20还会利用主板电源10对第一超级电容41进行充电，使超级电容的电容量至少保持在预设电容量阈值，当超级电容的电容量大于或等于预设电容量阈值时，停止充电。对于第二超级电容42同理。

上述实施例中的步骤同样可以由图4所示的RAID卡FW400控制实现。在该实施例中，电容控制模块401主要用于实现以下功能：1、当主板电源10正常供电时，对第一超级电容41和第二超级电容42充电；2、对第一超级电容41和第二超级电容42进行交替的周期性自检；3、在进行周期性自检之前，控制切换RAID卡20的备用供电来源；4、当主板电源10供电异常，发生异常掉电，控制第一超级电容41和第二超级电容42中之一作为备用供电来源为RAID卡供电20。

VD控制模块402主要用于控制或更改写入模式为WT模式或WB模式。

DDR Cache模块403主要用于将高速缓冲存储器22中的写数据写入硬盘30，并在超级电容供电时，将高速缓冲存储器22中的写数据拷贝到Flash存储器21中。当主板电源10恢复供电后，DDR Cache模块403还用于将Flash存储器21中的写数据拷贝回高速缓冲存储器22中。

在本申请实施例中，通过为RAID卡20外接两个超级电容，并且交替对两个超级电容进行周期性自检，从而在一个超级电容自检时，也有另一个超级电容作为RAID卡20的备用供电来源。即使在对超级电容自检的过程中出现异常掉电，另一个未进行自检的超级电容也能够为RAID卡20进行供电，支持RAID卡20中高速缓冲存储器22将写数据拷贝到Flash存储器21中，实现数据保护，无需将写入模式有WB模式切换为WT模式，在一定程度上提高数据写入硬盘的速度。

在实现过程中，本实施例提供的方法中的各步骤可以通过服务器的处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

基于以上实施例提供的一种超级电容的自检方法，本申请实施例还提供了如图6所示的RAID卡20，RAID卡20包括控制芯片23、备用电容24、高速缓冲存储器22和备用供电接口25，备用供电接口25用于连接超级电容40，当需要对超级电容40自检，且高速缓冲存储器22中的写数据量预设写数据量阈值时，所述控制芯片23控制超级电容40自检，且切换备用电容24作为RAID卡20的备用供电来源。

基于以上实施例提供的一种超级电容的自检方法，本申请实施例还提供了如图11所示的RAID卡20，RAID卡20包括控制芯片23、高速缓冲存储器22、第一备用供电接口26和第二备用供电接口27，第一备用供电接口26用于连接超级电容40，第二备用供电接口27用于连接备用电容24。该RAID卡20通过执行上述方法实施例介绍的超级电容的自检方法，实现对应的技术效果。

基于以上实施例提供的一种超级电容的自检方法，本申请实施例提供了一种服务器，服务器中包括上述图6或图11所示的RAID卡20。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(英文：read-only memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种超级电容的自检方法，用于计算设备，其特征在于，所述计算设备包括RAID卡，以及均用于为所述RAID卡提供备电的超级电容和备用电容，所述方法包括：

当需要对所述超级电容自检时，获取所述RAID卡中缓冲存储器中的写数据量；其中，所述写数据为待写入硬盘中的数据；

当所述缓冲存储器中的写数据量低于预设写数据量阈值时，控制所述超级电容自检，且切换所述备用电容作为所述RAID卡的备用供电来源。

2.根据权利要求1所述的自检方法，其特征在于，所述预设写数据量阈值是基于所述备用电容的额定容量能够支持所述缓冲存储器写入硬盘的数据量确定的，

或，

所述预设写数据量阈值是基于所述备用电容的额定容量能够支持所述缓冲存储器拷贝到RAID卡中Flash存储器的数据量确定的。

3.根据权利要求2所述的自检方法，其特征在于，对所述超级电容自检时，所述方法还包括：

控制所述缓冲存储器中保存的待写入硬盘中的写数据量低于所述预设写数据量阈值。

4.根据权利要求3所述的自检方法，其特征在于，所述控制所述缓冲存储器中的写数据量小于或等于所述预设写数据量阈值，包括：

通过控制数据写入所述缓冲存储器中的速度，使所述缓冲存储器中的写数据量低于所述预设写数据量阈值。

5.根据权利要求3所述的自检方法，其特征在于，所述控制所述缓冲存储器中的写数据量小于或等于所述预设写数据量阈值，包括：

通过控制所述缓冲存储器将写数据写入硬盘的速度，使所述缓冲存储器中的写数据量低于所述预设写数据量阈值。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的自检方法，其特征在于，对所述超级电容自检的过程中，所述缓冲存储器中的数据写入硬盘的写入模式为写回模式。

7.根据权利要求6所述的自检方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述超级电容自检完成后，切换所述超级电容作为所述RAID卡的备用供电来源。

8.一种RAID卡，其特征在于，所述RAID卡包括控制芯片、备用电容、缓冲存储器和备用供电接口，所述备用供电接口用于连接超级电容；

当需要对所述超级电容自检，且所述缓冲存储器中的写数据量低于预设写数据量阈值时，所述控制芯片控制所述超级电容自检，且切换所述备用电容作为所述RAID卡的备用供电来源。

9.根据权利要求8所述的RAID卡，其特征在于，所述备用电容设置于所述RAID卡上，且所述备用电容的电容量低于所述超级电容的电容量。

10.一种服务器，其特征在于，所述服务器包括如权利要求8或9所述的RAID卡。