CN202795333U

CN202795333U - 服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构

Info

Publication number: CN202795333U
Application number: CN 201220331116
Authority: CN
Inventors: 董锴; 范姚耀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-07-09

Abstract

本实用新型涉及一种服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，其中包括电源模块、服务器主板、中央处理器、独立磁盘冗余阵列卡、磁盘阵列及磁盘阵列缓存模块，电源模块、中央处理器和独立磁盘冗余阵列卡均通过服务器主板交互连接，磁盘阵列和磁盘阵列缓存模块均与电源模块连接，磁盘阵列和磁盘阵列缓存模块均通过独立磁盘冗余阵列卡与服务器主板连接，磁盘阵列缓存模块为固态硬盘。采用该种结构的服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，大幅提高磁盘读写速度及不会丢失缓存数据，构成了磁盘加速的混合磁盘冗余阵列存储系统，使得最大程度的提高了性能和容量，提高了服务器存储性能和容量，结构简单实用，工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛。

Description

服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构

技术领域

本实用新型涉及服务器存储领域，特别涉及服务器高速磁盘存储阵列技术领域，具体是指一种服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构。

背景技术

现代社会中，随着信息化进度的不断加快，计算机网络已经进入到了千家万户，而与此同时，作为计算机网络的核心节点的服务器也发挥着越来越重要的作用，因此其存储性能已经成为影响整个计算机网络的服务质量高低的关键因素。

现有技术中，现在服务器机械磁盘所构成的磁盘冗余阵列（RAID）的读写速度过慢，因此在大数据量交互的情况下，大多数的服务器应用中都会存在各种瓶颈。这个主要是由于现在机械硬盘本身造成的。

因此，如何在磁盘冗余阵列中最大程度的提高性能和容量，是摆在我们面前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够大幅提高磁盘读写速度、不会丢失缓存数据、最大程度提高服务器存储性能和容量、结构简单实用、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构。

为了实现上述的目的，本实用新型的服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构具有如下构成：

该服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，其主要特点是，所述的电路结构包括电源模块、服务器主板、中央处理器、独立磁盘冗余阵列卡、磁盘阵列及磁盘阵列缓存模块，所述的电源模块、中央处理器和独立磁盘冗余阵列卡均通过所述的服务器主板交互连接，所述的磁盘阵列和磁盘阵列缓存模块均与所述的电源模块相连接，且所述的磁盘阵列和磁盘阵列缓存模块均通过所述的独立磁盘冗余阵列卡与所述的服务器主板相连接，所述的磁盘阵列缓存模块为固态硬盘。

该服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构中的固态硬盘可以为SATA或SAS固态硬盘。

该服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构中还包括有写数据缓存模块，所述的写数据缓存模块分别与所述的电源模块和独立磁盘冗余阵列卡均相连接。

该服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构中的写数据缓存模块为固态硬盘。

采用了该实用新型的服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，由于其中利用了固态硬盘（SSD）作为阵列缓存，并采用了相应的热点算法，并配备超级电容作为电源模块，从而大幅提高磁盘读写速度及不会丢失缓存数据，构成了磁盘加速的混合磁盘冗余阵列存储系统，使得最大程度的提高了性能和容量，通过加速IOPS和降低延迟，使得数据中心和云计算环境能够在使用更少服务器硬件的情况下托管更多用户，并在每秒钟内执行更多交易，RAID卡的缓存保护（Zero-Maintenance Cache Protection）功能，能够避免使用电池备份单元（BBU），不仅如此，服务器在电源方面采用高能效的电源，从而大大提高电源效率，降低能源损耗，从而达到环保绿色的效果，最大程度提高服务器存储性能和容量，结构简单实用，工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛。

附图说明

图1为本实用新型的服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构的整体架构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，该服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，其中，所述的电路结构包括电源模块、服务器主板、中央处理器、独立磁盘冗余阵列卡、磁盘阵列及磁盘阵列缓存模块，所述的电源模块、中央处理器和独立磁盘冗余阵列卡均通过所述的服务器主板交互连接，所述的磁盘阵列和磁盘阵列缓存模块均与所述的电源模块相连接，且所述的磁盘阵列和磁盘阵列缓存模块均通过所述的独立磁盘冗余阵列卡与所述的服务器主板相连接，所述的磁盘阵列缓存模块为固态硬盘。

其中，所述的固态硬盘可以为SATA或SAS固态硬盘。

同时，该服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构中还包括有写数据缓存模块，所述的写数据缓存模块分别与所述的电源模块和独立磁盘冗余阵列卡均相连接，所述的写数据缓存模块为固态硬盘，该固态硬盘可以为SATA或SAS固态硬盘。

在实际使用当中，该服务器包括电源、中央处理器、内存、主板、独立磁盘冗余阵列卡、磁盘阵列及磁盘阵列缓存，所述的电源、中央处理器、内存及独立磁盘冗余阵列卡均通过所述主板交互连接，所述的磁盘阵列和磁盘阵列缓存均与所述的电源连接，并且所述的磁盘阵列和磁盘阵列缓存均通过独立磁盘冗余阵列卡与所述的主板相连接，其中，所述的磁盘阵列缓存为固态硬盘。

该具有磁盘高速读写功能的服务器中，所述的固态硬盘为SATA或SAS固态硬盘。在100％随机读工作负载下可交付高达11倍的性能提升。利用固态盘来缓存频繁读取的数据（或者“热”数据）副本，发挥了固态盘的性能优势，从固态盘而不是旋转型介质中访问读取的数据。此方法增强了读缓存，进一步优化learned-path算法，使得读取密集型环境的整体IOPS性能提高达13倍。

为了向更广泛的应用工作负载集提供固态盘缓存的先进性能，本实用新型进一步提供了写数据缓存，将写数据缓存到固态盘中，利用固态盘技术的性能和延迟优势针对具有读写操作的工作负载。

本实用新型标配Adaptec的业界首款零维护缓存保护（Zero-Maintenance Cache Protection）功能，避免使用电池备份单元（BBU），而利用4GB基于SLC的NAND闪存和超级电容来保护缓存数据，省去了电池备份单元相关的监控、维护、弃置和更换成本。

本实用新型还包括了强大的智能电源管理功能，通过降低空闲磁盘盘片转速和提供针对动态磁盘的低功耗模式来降低能源和冷却成本。

在此实施方式中，该磁盘高速读写功能的服务器中的主板还可以包括用以实现远程管理的IPMI（Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口）芯片。该芯片可以为用户在集中管理和远程管理方面提供便利的解决方案。

在本实用新型的另一种优选的实施方式中，该磁盘高速读写功能的服务器中的电源为高能效电源。利用该电源可以大大提高电源效率，降低能耗，从而达到绿色环保的效果。

本实用新型的工作原理如下：

首先采用了Adaptec的Raid卡以及与之配合的新型的SSD的硬盘。在这个过程中我们利用SSD硬盘的本身的无机械头，读写速度快这些特点。在利用硬盘完成整个磁盘阵列的过程中，利用SSD作为缓存的方式。让大量的常用的读的数据放在SSD的硬盘中，并让应用程序的大量操作在SSD中完成。同时所有的数据也都会完整的放在利用普通硬盘所作的磁盘阵列中，这样不仅仅利用SSD的读的优势，大幅提高性能，同时也会在数据的安全性方面很好的起到双重保护的效果。与此同时还可以利用新型的混合Raid大幅提高启动性能，同时也不会浪费容量。再加上网新易得服务器的平台的高效电源，良好的远程管理等等这些功能。从而完成了现在目前在性价比都具有优势的服务器。

本实用新型的优势如下：

（1）通过加速IOPS和降低延迟，使得数据中心和云计算环境能够在使用更少服务器硬件的情况下托管更多用户，并在每秒钟内执行更多交易。maxCache智能地利用固态盘的性能和硬盘的容量，减少支持特定工作负载所需的整体服务器硬件投资，从而降低资本开支。服务器数量的减少带来开支方面的额外好处，削减了能源、冷却和维护的相关运营成本，交付了一套大幅度降低总拥有成本（TCO）的解决方案；

（2）Raid卡标配业界首款零维护缓存保护（Zero-Maintenance Cache Protection）功能，避免使用电池备份单元（BBU），而利用4GB基于SLC的NAND闪存和超级电容来保护缓存数据，省去了电池备份单元相关的监控、维护、弃置和更换成本。采用maxCache 2.0的Adaptec 6Q系列控制卡还包括Adaptec智能电源管理功能，通过降低空闲磁盘盘片转速和提供针对动态磁盘的低功耗模式来降低能源和冷却成本；

（3）服务器在电源方面采用高能效的电源，从而大大提高电源效率，降低能源损耗。从而达到环保绿色的效果；

（4）利用IPMI的远程管理芯片，让客户在集中和远程管理方面都有很大的便捷。

内部的连接：整个服务器在内部的构造上利用SSD的普通SATA接口和和Raid卡相连接，在容量上采用不同数量的物理硬盘以满足客户的需求。当需要提高性能的时候只打开SSD做为cach这个功能就可以了。

现有技术中，利用7块普通的SATA硬盘在一般的服务器做了一个RAID5，利用IOMETER模拟WEB server测试下来的读的速度和IOPS分别大概为50M左右和3800。但是现在应用本实用新型的服务器，并且在相同的硬件环境的基础上我们得到的读的结果和IOPS的数值时265M和18500。

采用了上述的服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，由于其中利用了固态硬盘（SSD）作为阵列缓存，并采用了相应的热点算法，并配备超级电容作为电源模块，从而大幅提高磁盘读写速度及不会丢失缓存数据，构成了磁盘加速的混合磁盘冗余阵列存储系统，使得最大程度的提高了性能和容量，通过加速IOPS和降低延迟，使得数据中心和云计算环境能够在使用更少服务器硬件的情况下托管更多用户，并在每秒钟内执行更多交易，RAID卡的缓存保护（Zero-Maintenance Cache Protection）功能，能够避免使用电池备份单元（BBU），不仅如此，服务器在电源方面采用高能效的电源，从而大大提高电源效率，降低能源损耗，从而达到环保绿色的效果，最大程度提高服务器存储性能和容量，结构简单实用，工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括电源模块、服务器主板、中央处理器、独立磁盘冗余阵列卡、磁盘阵列及磁盘阵列缓存模块，所述的电源模块、中央处理器和独立磁盘冗余阵列卡均通过所述的服务器主板交互连接，所述的磁盘阵列和磁盘阵列缓存模块均与所述的电源模块相连接，且所述的磁盘阵列和磁盘阵列缓存模块均通过所述的独立磁盘冗余阵列卡与所述的服务器主板相连接，所述的磁盘阵列缓存模块为固态硬盘。

2.根据权利要求1所述的服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，其特征在于，所述的固态硬盘为SATA或SAS固态硬盘。

3.根据权利要求1或2所述的服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，其特征在于，所述的电路结构中还包括有写数据缓存模块，所述的写数据缓存模块分别与所述的电源模块和独立磁盘冗余阵列卡均相连接。

4.根据权利要求3所述的服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，其特征在于，所述的写数据缓存模块为固态硬盘。

5.根据权利要求4所述的服务器中磁盘冗余阵列高速读写控制电路结构，其特征在于，所述的固态硬盘为SATA或SAS固态硬盘。