CN201036001Y - 一种磁盘阵列装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例所述的磁盘阵列装置包括电源模块、控制单元、第一磁盘组、第二磁盘组和备电单元，其中，电源模块设置有与电源输入引线连接的第一输入端和与备电单元连接的第二输入端；电源模块还设置有与第二磁盘组连接的第一输出端和与第一磁盘组及控制单元连接的第二输出端；电源输入正常时，输入的电能经电源模块由第一输出端与第二输出端输出；电源输入异常时，备电单元输入的电能经电源模块由第二输出端输出。因此，本实用新型实施例所述的磁盘阵列装置不仅可以确保数据可安全存储于第一磁盘组中，使得数据不丢失，又可以降低备电单元的备电容量，从而节省备电单元的实现成本。

Description

一种磁盘阵列装置

技术领域

本实用新型涉及存储技术领域，尤其涉及一种磁盘阵列装置。

背景技术

随着信息技术的发展，需要保存的数据量越来越大，就需要大容量的存储设备来满足要求。而磁盘阵列是一种高海量数据存储设备，它是把若干磁盘集中放置的一种存储设备，设有大容量的高速缓冲存储器cache，用于缓存主机数据。当系统异常掉电时，如cache中的数据若没有及时写入磁盘，就会造成数据丢失的严重后果。因此，有必要在系统异常掉电情况时，采取继续给磁盘阵列供电的方法以确保磁盘阵列的Cache中数据不丢失。

目前采取给磁盘阵列供电的装置有两种：

第一种实现方案如图1所示，在磁盘阵列中内置电池，当电源输入正常时，由电源设备输出电压供电给磁盘阵列。当系统输入电源掉电后，由内置于磁盘阵列中的电池给cache供电，使cache维持一段时间不掉电，保持cache数据不丢失，维持cache正常工作，以确保磁盘阵列中数据不丢失。当电源输入恢复正常后，仍由电源设备输出电压供磁盘阵列正常工作。

在该实现方案中，若输入电源一直未恢复供电，则由于备用电池要提供磁盘阵列所有磁盘和内存供电，备用电池将很快耗尽所有的能量，此时，cache中数据仍存在被丢失的风险。

第二种实现方案如图2所示，即在电源设备前加入不间断电源UPS，当系统输入电源掉电后，由UPS备电供给电源设备保持正常工作，由电源设备供电给磁盘阵列中全部磁盘和内存正常工作，在UPS有限的备电时间内，磁盘阵列内存中的数据立即被写进磁盘，然后关闭UPS。

在该方案中，若输入电源发生故障，由于UPS需要给整个磁盘阵列中所有的磁盘和内存供电，则要求UPS必须具有备较大的功率，由于功率大其体积相应的也会较大，提高了整个电源设备的成本。同时，由于UPS体积较大，通常需要将UPS单独外置于磁盘阵列框外，造成UPS与电源设备、磁盘阵列连线较多，给操作维护带来一定的困难。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种磁盘阵列装置，可以提高磁盘阵列供电的可靠性与稳定性，并降低装置的成本和体积。

本实用新型的实施例提供了一种磁盘阵列装置，包括电源模块、控制单元、第一磁盘组、第二磁盘组和备电单元，其中，电源模块设置有与电源输入引线连接的第一输入端和与备电单元连接的第二输入端；电源模块还设置有与第二磁盘组连接的第一输出端和与第一磁盘组及控制单元连接的第二输出端；电源输入引线的电源输入正常时，输入的电能经电源模块由第一输出端与第二输出端输出；电源输入引线的电源输入异常时，备电单元输入的电能经电源模块由第二输出端输出。

由上述本实用新型实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型的实施例所述的磁盘阵列装置将磁盘阵列划分为第一磁盘组与第二磁盘组，在电源输入端输入电能异常时，电源模块只供电给磁盘阵列中的部分硬件(第一磁盘组)并保持其正常工作，不仅可以确保数据可安全存储于第一磁盘组中，使得数据不丢失，提高电源模块给磁盘阵列供电的可靠性与稳定性；又可以降低备电单元的备电容量，从降低电源模块的实现成本和体积。

附图说明

图1为现有技术一中给磁盘阵列装置供电的示意图；

图2为现有技术二中给磁盘阵列装置供电的示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的磁盘阵列装置示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的磁盘阵列装置示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电源模块的具体实现结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种磁盘阵列装置，包括电源模块、控制单元、第一磁盘组、第二磁盘组和备电单元，其中，电源模块设置有第一输入端和第二输入端，以用于分别与为磁盘阵列装置正常供电的电源输入引线及备电单元连接，电源模块还包括第一输出端与第二输出端，所述第一输出端与第二磁盘组连接，所述第二输出端与第一磁盘组及控制单元连接；在电源输入端输入电能正常，即正常供电的电源线可以正常供电时，输入的电能经电源模块由第一输出端与第二输出端输出；在电源输入端输入电能异常，即供电异常(如断电等)时，备电单元输入的电能经电源模块由第二输出端输出。其中，所述的控制单元用于对第二磁盘组和第一磁盘组的存储过程进行控制操作。

在本实用新型实施例中，所述的装置还可以包括调整操作单元，其连接于所述第一输出端和第二输出端，对第一磁盘组中包含的磁盘的数量进行切换调整；具体可以为通过调整控制电路中的控制开关的状态，以切换各个磁盘与所述第一输出端和第二输出端的连接关系，从而实现针对磁盘数量的调整，或者，也可以通过软件进行相应的控制。

在本实用新型实施例中，所述的第二磁盘组和第一磁盘组分别可以包括至少一个用于存储信息的磁盘。

在本实用新型实施例中，所述的电源模块可以为一个或多个，且若为多个，则每个电源模块可以分别连接有备电单元。所述的控制单元也可以为一个或多个，且若为多个，则每个控制单元可以分别与电源模块的第二输出端连接，以从第二输入端获取电能。

另外，所述的备电单元可以为备用电池或不间断电源UPS。且所述的备用电池可以为可充电的电池，电源输入端输入电能正常时，输入的电能经电源模块为所述的备用电池充电，以便于正常供电的输入电源异常时由该电池作为所述备电单元进行供电。

在本实用新型的实施例中，所述第一磁盘组也可以称为应急磁盘组，该应急磁盘组中包含的磁盘可以在输入电源出现异常后仍能够进行信息的存储处理，以避免信息丢失；所述第二磁盘组也可以称为普通磁盘组，该普通磁盘组中包含磁盘仅用于在输入电源正常情况下进行信息的存储处理。下面结合附图对本实用新型所述的磁盘阵列装置的具体实现结构进行说明。

实施例一

如图3所示，本实施例所述的磁盘阵列装置包括，包括一个电源模块、一个控制单元、应急磁盘组与普通磁盘组和一个备电单元，且所述的备电单元选择的是可充电的电池，其中，所述的电源模块通过第一输入端和第二输入端分别与电源输入引线及备电单元连接，以从电源输入引线及备电单元获取电能，电源模块还设置有两个输出端口，分别为第一输出端与第二输出端，所述第一输出端连接普通磁盘组，由第一输出端输出的电能(通常称输出电压)给普通磁盘组供电；所述第二输出端连接应急磁盘组与控制单元，由第二输出端输出的电能给应急磁盘组与控制单元供电；

图3提供的实施例的具体工作过程如下：

在第一输入端可以正常输入电能时，相应的通过电源输入引线输入的电能经电源模块由第一输出端与第二输出端输出，以保证普通磁盘组、应急磁盘组和控制单元均可以被正常供电；同时，还可以利用电源输入引线输入的电能对所述的备电单元进行充电；

当第一输入端无法正常获取输入的电能时，则备电单元输入的电能将经电源模块由第二输出端输出，即仅由备电单元为应急磁盘组和控制单元供电，这样，既可以保证磁盘阵列的实现功能，又可以有效节省备电单元的电能消耗。

对于所述的应急磁盘组可以在输入掉电时，对磁盘阵列中的内存数据进行保存；而且，所述磁盘的数量还可以根据磁盘阵列中控制单元的个数自动进行相应的数量调整。

实施例二

如图4所示，本实施例所述的磁盘阵列装置包括，包括两个电源模块、两个控制单元、应急磁盘组与普通磁盘组(应急磁盘组与普通磁盘组在实际应用中通常可以但不限于采用硬盘实现)和两个备电单元，其中，

两个电源模块(设其为第一电源模块与第二电源模块)，分别通过第一输入端和第二输入端与各自对应的电源输入引线及备电单元连接，以从电源输入引线及备电单元获取电能；且两个电源模块均还设置有两个输出端口，也就是包括两个第一输出端与两个第二输出端；所述两个第一输出端均连接普通磁盘组，由两个第一输出端输出的电能(通常称输出电压)给普通磁盘组供电；所述两个第二输出端均连接应急磁盘组与控制单元，由两个第二输出端输出的电能给应急磁盘组与控制单元供电；

图4提供的实施例的具体工作过程如下：

在第一输入端可以正常输入电能时，相应的通过电源输入引线输入的电能经电源模块由两个第一输出端与两个第二输出端输出，以保证普通磁盘组、应急磁盘组和控制单元均可以被正常供电；同时，还可以利用电源输入引线输入的电能对所述的两个备电单元进行充电；

当第一输入端无法正常获取输入的电能时，则备电单元输入的电能将经电源模块由两个第二输出端输出，即仅由备电单元为应急磁盘组和控制单元供电，这样，既可以保证磁盘阵列的实现功能，又可以有效节省备电单元的电能消耗。

本实施例中所述的应急磁盘组包括如图4所示的前四个磁盘(或其它任意数量)，剩余的磁盘作为普通磁盘组；所述的应急磁盘组，是可以在输入掉电时对磁盘阵列中的内存数据进行保存的单元，使磁盘阵列内存中数据及时写进正在工作的应急磁盘组，将数据保护起来，然后关闭电源。

通常应急磁盘组中包含的磁盘的数量可以根据磁盘阵列装置中控制单元的数量或实际需要进行相应的调整设置。

在本实施例中，两个电源模块(只是较佳的方案，当然可以为多个)可以采用主用与备用的方式同时工作，其中之一为主用电源模块，另一个为备用电源模块。本例中采用的两个控制单元(只是较佳的方案，当然可以为多个)，两个控制单元采用主用与备用的方式同时工作，其中之一为主用控制单元，另一个为备用控制单元。这种主用与备用的工作方式，主要是为了提高本装置的可靠性，其中一个电源模块和/或控制单元出现故障，不会影响本实施例所述的磁盘阵列装置正常使用。

在上述两个实施例中，所述的电源模块的具体实现结构如图5所示，具体可以包括与电源输入引线连接的电源切换控制子模块，以及连接于备电单元与第二输出端之间的备电单元供电开关，所述电源切换控制子模块检测输入引线的电源输入是否正常，若正常，则控制备电单元供电开关断开，即第二输出端由电源输入引线供电，若出现异常，则控制备电单元供电开关关闭，以便于通过备电单元为第二输出端提供电能。

可选地，所述的电源模块还可以包括电源控制开关，连接与电源输入引线与第一输出端与第二输出端之间，用于控制电源输入引线与第一输出端和第二输出端之间是否接通，具体为在电源切换控制子模块检测电源输入引线的电源输入正常时该电源控制开关关闭，以使得电源输入引线可以为第一输出端和第二输出端供电，在检测电源输入引线的电源输入出现异常时，该电源控制开关断开，以使得仅由备电单元为第二输出端提供电能。

另外，在前两个实施例中，所述的备电单元包括备用电池或不间断电源UPS。当然，备电单元内置时通常可以采用备用电池，而备电单元外接时通常可以采用不间断电源UPS。而所述的备用电池还可为可充电的电池，电源输入端输入电能正常时，输入的电能经电源模块为所述的备用电池充电。在实际应用中，当系统电源输入正常时，由电源模块对备电单元进行自动充电，一旦电源输入异常，电源模块停止对备电单元充电时，由备电单元自动放电给电源模块，以维持其正常工作一段时间。

由此可见，在系统电源输入掉电后(异常)时，备电单元只通过电源模块供电给磁盘阵列中部分的磁盘(即应急磁盘组中包含的磁盘)正常工作，磁盘阵列实际工作功率比输入电源正常时工作功率小，因此备电单元的备电容量也随即减小，从而使电源模块的总体成本下降。

同时，正因为备电单元的备电容量小，体积也小，使得电源模块与备电单元可嵌入磁盘阵列(由应急磁盘组与普通磁盘组构成)中，从而使得磁盘阵列装置能够实现一体化设计，并有效地减少了电源模块、备电单元及磁盘阵列间连接的导线，方便对磁盘阵列的操作和维护。同时，内置在电源模块中的风扇可将整个磁盘阵列(包括电源模块)所散发的热量散除，磁盘阵列不必另置风扇散热，可有效地降低整个系统的成本。

综上，本实用新型实施例的技术方案主要是通过对磁盘阵列中的磁盘进行分开供电；这样，在系统电源输入异常时，由备用电池进行放电供给电源模块使其维持一段工作时间，此时，电源模块只给磁盘阵列中的控制单元和应急磁盘组供电，改变了现有技术中由备用电池供电给所有部件工作而造成备用电池耗电快和存在丢失数据额度风险等缺点，从而使得系统掉电后数据可以安全的储存于工作的应急磁盘组中，又可以有效地降低备用电池的备电容量；

其次，本实用新型实施例的技术方案由于通过两个电源模块同时对磁盘阵列进行供电，因此，一旦其中一个电源模块发生故障，也可以保证另一个电源模块作为备份电源给磁盘阵列进行供电，确保内存数据可以安全保存在工作的普通磁盘组中，从而提高系统工作的可靠性与稳定性；

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种磁盘阵列装置，其特征在于，包括电源模块、控制单元、第一磁盘组、第二磁盘组和备电单元，  其中，电源模块设置有与电源输入引线连接的第一输入端和与备电单元连接的第二输入端；电源模块还设置有与第二磁盘组连接的第一输出端和与第一磁盘组及控制单元连接的第二输出端；电源输入引线的电源输入正常时，输入的电能经电源模块由第一输出端与第二输出端输出；电源输入引线的电源输入异常时，备电单元输入的电能经电源模块由第二输出端输出。

2.根据权利要求1所述的磁盘阵列装置，其特征在于，所述的电源模块为一个或多个，且为多个时每个电源模块分别连接有备电单元。

3.根据权利要求1所述的磁盘阵列装置，其特征在于，所述控制单元为一个或多个，若为多个，每个控制单元分别与电源模块的第二输出端连接。

4.根据权利要求1所述的磁盘阵列装置，其特征在于，所述的第一磁盘组和第二磁盘组分别包括至少一个磁盘。

5.根据权利要求1所述的磁盘阵列装置，其特征在于，所述的电源模块具体包括与电源输入引线连接的电源切换控制子模块，以及连接于备电单元与第二输出端之间的备电单元供电开关，电源切换控制子模块与电源输入引线连接检测电源输入是否正常，在正常时，控制备电单元供电开关断开，在异常时，控制备电单元供电开关关闭。

6.根据权利要求5所述的磁盘阵列装置，其特征在于，所述的电源模块还包括电源控制开关，连接与电源输入引线与第一输出端与第二输出端之间，并与电源切换控制子模块连接，在电源切换控制子模块检测电源输入引线的电源输入正常时该电源控制开关关闭，否则，该电源控制开关断开。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的磁盘阵列装置，其特征在于，所述的备电单元包括备用电池或不间断电源UPS。

8.根据权利要求7所述的磁盘阵列装置，其特征在于，所述的备用电池为可充电的电池，且在电源输入正常时，输入的电能经电源模块为所述的备用电池充电。

9.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的磁盘阵列装置，其特征在于，所述的装置还包括调整操作单元，连接于所述第一输出端和第二输出端，可对第一磁盘组中包含的磁盘的数量进行调整。

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