DE102004048489B4

DE102004048489B4 - Speichersteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102004048489B4
Application number: DE102004048489A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Sone
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-10-06
Also published as: US20050114715A1; US7257722B2; CN100520954C; US7096372B2; US7664974B2; US7278037B2; DE102004048489A1; GB0421526D0; GB2408596A; FR2866731B1; US20080040623A1; US20050264911A1; JP4409262B2; FR2866731A1; US20050270680A1; GB2408596B; JP2005157812A; CN1622218A

Abstract

Speichersteuervorrichtung (110) mit:
einer ersten I/O-Steuereinheit (130, 430) mit
einer Kanal-Steuereinheit (131) zur Verbindung mit
einer Informationsverarbeitungsvorrichtung (1000),
einer Platten-Steuereinheit (134) zur Verbindung
mit einem oder mehreren Festplattenlaufwerken (311),
einem Cachespeicher (133) zum Speichern von Daten,
die zwischen der Kanal-Steuereinheit und der Platten-Steuereinheit übermittelt werden, und
einer Verbindungseinheit (132), die die Kanal-Steuereinheit, die Platten-Steuereinheit und den Cachespeicher zur Übermittelung von Daten miteinander verbindet, und
mehreren ersten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) zum Liefern von elektrischem Strom an die erste I/O-Steuereinheit,
gekennzeichnet durch
eine zweite I/O-Steuereinheit (130, 430), deren Stromverbrauch ungefähr dem der ersten I/O-Steuereinheit entspricht,
mehrere zweite Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) zum Liefern von elektrischem Strom an die zweite I/O-Steuereinheit,
mindestens drei Trennschalter (700, 710) jeweils zum Anlegen einer von außen erhaltenen elektrischen Spannung an sowohl erste als auch zweite Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) und jeweils zur Unterbrechung der angelegten Spannung, wenn durch ihn...

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichersteuervorrichtung zum Steuern einer Speichervorrichtung.
Es sei darauf hingewiesen, dass nachfolgend Gleichspannung mit DC und Wechselspannung mit AC abgekürzt wird.

Heutzutage spielen Informationsverarbeitungssysteme eine hoch wichtige Rolle bei Geschäftaktivitäten, und vor allem sind Speichervorrichtungen wie Plattenarrays zum Speichern riesiger Datenmengen, die Firmenvermögen darstellen, von extremer Bedeutung. Daher werden Sicherheitsmaßnahmen auf mehreren Ebenen ergriffen, um in derartigen Speichervorrichtungen gespeicherte Daten zu schützen. Zum Beispiel sind in einer Speichersteuerungsvorrichtung einer Speichervorrichtung zum Steuern des Betriebs der gesamten Speichervorrichtung viele interne elektronische Vorrichtungen (Spannungszuführvorrichtungen wie Trennschalter, Netzteile, Steuerungsvorrichtungen, Elektrokabel usw.) der Redundanz halber doppelt vorhanden, und dadurch werden überragend hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit realisiert.

Ein Beispiel einer derartigen Speichervorrichtung ist z. B. in JP-A-2002-34177 offenbart. In diesem Fall muss jede der redundanten (doppelt vorhandenen) Spannungszuführungsvorrichtungen über ausreichende Leistungsfähigkeit verfügen, um die von der gesamten Speichervorrichtung aufgenommene Leistung durchzuleiten. Ferner nimmt der elektrische Stromverbrauch von Speichervorrichtungen in den letzten Jahren als Ergebnis ihrer zunehmenden Leistungsfähigkeit zu, so dass die Spannungszuführungsvorrichtungen eine immer größere Fähigkeit aufweisen müssen, elektrische Leistung zu übertragen.

EP 1 361 516 A2 offenbart eine Speichersteuervorrichtung, von der der Oberbegriff des Anpruchs 1 ausgeht. Diese Vorrichtung ist Teil eines Speichersystems mit zahlreichen Festplattenlaufwerken und einer I/O-Steuereinheit zur Verbindung der Festplattenlaufwerke mit einer externen Informationsverarbeitungsvorrichtung. Die Speichersteuervorrichtung weist zwei Wechselstrom-Spannungsversorgungsschaltungen sowie mehrere den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelnde Spannungsversorgungsvorrichtungen auf. Die Wechselstrom-Spannungsversorgungsschaltungen und die Spannungsversorgungsvorrichtungen sind jeweils paarweise parallel geschaltet, so daß beim Ausfall einer von ihnen die andere die Stromversorgung für die Festplattenlaufwerke aufrechterhalten kann. Diese Anordnung weist die gleichen Nachteile die der Stand der Technik nach der zuvor erwähnten JP-A-2002-34177 auf. Jede Vorrichtung muß also ausreichend dimensioniert sein, um die Leistung der anderen Vorrichtung des gleichen Paars vollständig übernehmen zu können.

EP 0 502 096 B1 offenbart eine Stromversorgung für einen Computer zum Anschluß an Dreiphasen-Wechselstrom. Die Stromversorgung enthält für jede Wechselstrom-Phase einen Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler. Die Wandler werden auf die gleiche Ausgangsspannung geregelt und sind parallel geschaltet.

Wenn eine Speichervorrichtung mit Spannungszuführungsvorrichtungen großer Leistungsfähigkeit versehen ist, muss auch die Leistungsfähigkeit der Spannungsversorgungsanlage am Ort, an dem die Speichervorrichtung installiert ist, erhöht werden. Dies macht elektrische Arbeiten an den Einrichtungen erforderlich (Austausch/Zusatz einer Schalttafel, elektrischer Kabel usw.) Als Maßnahme zum Vermeiden derartiger elektrischer Arbeiten ist es möglich, jede Spannungszuführungsvorrichtung für eine Speichervorrichtung in mehrere Spannungszuführungsvorrichtungen kleinerer Leistungsfähigkeit zu unterteilen. Jedoch sorgt eine Erhöhung der Anzahl von Spannungszuführungsvorrichtungen zu einer Vergrößerung der Speichervorrichtung, erhöhter Komplexität derselben sowie einer Kostenerhöhung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakt aufbaubare Speichersteuervorrichtung für eine Speichervorrichtung zu schaffen, deren Zuverlässigkeit weiter verbessert ist.

Diese Aufgabe ist durch die Speichersteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Die Erfindung wird unter Berücksichtigung der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher werden.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau einer Speichervorrichtung (Plattenarrayvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2A und 2B sind perspektivische Ansichten, die den Gesamtaufbau einer Steuerungsvorrichtung der Speichervorrichtung der Ausführungsform zeigen;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau einer Laufwerksvorrichtung der Speichervorrichtung der Ausführungsform zeigt;
4 ist eine perspektivische Ansicht, die Steuerungsmoduleinschübe (Logikmodule) zeigt, wie sie in der Steuerungsvorrichtung der Ausführungsform untergebracht werden;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die HDD-Einschübe (HDD-Module) zeigt, wie sie in der Laufwerksvorrichtung der Ausführungsform untergebracht werden;
6 ist ein Blockdiagramm, das den internen Aufbau der Speichervorrichtung der Ausführungsform zeigt;
7 ist ein Blockdiagramm, das die Verbindung eines Plattenadapters der Speichervorrichtung mit HDDs über eine Kommunikationsleitung zeigt;
8 ist ein Blockdiagramm, das den Mechanismus einer Spannungsversorgung der Speichervorrichtung der Ausführungsform zeigt;
9 ist ein Blockdiagramm, das den Mechanismus einer Spannungsversorgung der Speichervorrichtung der Ausführungsform zeigt;
10 ist ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten einer Speichervorrichtung zeigt;
11 ist ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten einer Speichervorrichtung zeigt;
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten einer Speichervorrichtung zeigt;
13 ist ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten einer Speichervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
14 ist ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten einer Speichervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
15 ist ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten einer Speichervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
16 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb von Stromausgleichsschaltungen zum Steuern und Ausgleichen von Ausgangsgleichströmen von AC/DC-Spannungsversorgungen der Speichervorrichtung zeigt;
17 ist ein Blockdiagramm, das den Mechanismus einer Spannungsversorgung der Speichervorrichtung der Ausführungsform zeigt;
18 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel für den Aufbau eines AC-Einschubs der Speichervorrichtung für dreiphasige Wechselspannung zeigt; und
19 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel für den Aufbau eines AC-Einschubs der Speichervorrichtung für einphasige Wechselspannung zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erfolgt nun eine detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen gemäß der Erfindung.
[Gesamtaufbau einer Plattenarrayvorrichtung]
Als Erstes wird nun der Gesamtaufbau einer Speichervorrichtung 100 (nachfolgend auch als "Plattenarrayvorrichtung 100'') gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben. Die in der 1 dargestellte Plattenarrayvorrichtung 100 verfügt über eine Steuerungsvorrichtung 110 (Speichersteuerungsvorrichtung) sowie ein oder mehrere Laufwerksvorrichtungen 120. Beim Beispiel der 1 ist die Steuerungsvorrichtung 110 im Zentrum der Plattenarrayvorrichtung 100 platziert, und die Laufwerksvorrichtungen sind zu beiden Seiten der Steuerungsvorrichtung 110 platziert.
Die Steuerungsvorrichtung 110 steuert den Betrieb der gesamten Plattenarrayvorrichtung 100. Während Einzelheiten später erläutert werden, sei bereits darauf hingewiesen, dass die Steuerungsvorrichtung 110 Logikeinheiten 420 (zum Steuern der gesamten Plattenarrayvorrichtung 100) sowie HDD(Festplattenlaufwerk)-Einheiten 310 (zum Speichern von Daten) in ihrem vorderen und hinteren Teil enthält. Indessen enthält jede Laufwerksvorrichtung 120 HDD-Einheiten 310 in ihrem vorderen und hinteren Teil.
In dieser Plattenarrayvorrichtung 100 ist eine Anzahl elektronischer Einrichtunge mit hoher Packungsdichte installiert, um sowohl hohe Speicherkapazität als auch einen kompakten Aufbau zu erzielen. Obwohl es in der 1 nicht dargestellt ist, wird Wechselspannung von einer externen Spannungsversorgungsanlage (z. B. einer Schalttafel 1100) an die Steuerungsvorrichtung 110 und die Laufwerksvorrichtungen 120 gelegt, um die elektronischen Einrichtungen zu aktivieren. Nachfolgend wird der detaillierte Aufbau der Steuerungsvorrichtung 110 und einer Laufwerksvorrichtung 120 unter Bezugnahme auf die 2A bis 5 beschrieben.
[Steuerungsvorrichtung]
Die 2A bis 4 sind perspektivische Ansichten, die den Aufbau der Steuerungsvorrichtung 110 zeigen. Die 2A und 2B zeigen die Steuerungsvorrichtung 110 von rechts vorne bzw. links hinten.
Die Steuerungsvorrichtung 110 enthält HDD-Module 300, Logikmodule 400, Batterien 800, AC-Einschübe (Trennschalter) 700, AC/DC-Spannungsversorgungen (Spannungsversorgungsvorrichtungen) 600, Lüfter 500 sowie eine Bedienkonsole 111 in ihrem Gehäuse 200.
Die HDD-Module 300 sin im oberen Teil des Gehäuses 200 untergebracht. In jedem HDD-Modul 300 sind mehrere HDD-Einheiten 310 zum Speichern von Daten herausnehmbar in Reihen installiert, und es sind auch mehrere Faserkanalschalter 150 (Feiber Channel Switches, nachfolgend auch als FSWs 150 bezeichnet) herausnehmbar installiert.
Jede HDD-Einheit 310 verfügt über ein HDD(Festplattanlaufwerk) 311 zum Speichern von Daten, einen DC-DC-Wandler, eine Steuerschaltung usw., die in einem Kasten untergebracht sind. Der DC-DC-Wandler empfängt die Gleichspannung (Nennspannung: 56 V), wie sie der HDD-Einheit 310 von der AC/DC- Spannungsversorgung 600 zugeführt wird, sie wandelt die Nennspannung von 56 V in Gleichspannungen von 5 V und 12 V, und sie liefert die gewandelte Gleichspannung an das HDD 311, die Steuerschaltung usw. Die Gleichspannung von 12 V wird z. B. an einen Motor gelegt, der Platten des HDD 311 dreht. Die Gleichspannung von 5 V wird z. B. an die Steuerschaltung gelegt, die Daten von der HDD 311 liest und Daten in diese schreibt.
Die Logikmodule 400 sind im mittleren Teil des Gehäuses 200 untergebracht. Jedes Logikmodul 400 verfügt über eine Logikeinheit 420 und mehrere Logikmodullüfter 410. Eine Logikeinheit 420 verfügt über mehrere Steuerschaltungsplatten 430 mit verschiedenen Funktionen zum Lesen von Daten von den HDDs 311 und zum Schreiben von Daten auf diese. Während Einzelheiten später beschrieben werden, sei hier darauf hingewiesen, dass jede Steuerschaltungsplatine 430 der Logikeinheit 420 über mindestens eines der folgenden Elemente verfügt: einen Kanaladapter (Kanal-Steuereinheit) 131, Cachespeicher 133, gemeinsamer Arbeitsspeicher 135, Verbindungseinheit 132 und Plattenadapter (Platten-Steuereinheit) 134. Auf der Steuerschaltungsplatine 430 sind mehrere elektronische Schaltkreise (die bei verschiedenen Spannungen arbeiten) und ein DC-DC-Wandler (zum Erzeugen der verschiedenen Spannungen aus der von der AC/DC-Spannungsversorgung 600 gelieferten Gleichspannung von 56 V) ausgebildet. Hinsichtlich des Kanaladapters 131, des Cachespeichers 133, des gemeinsamen Arbeitsspeichers 135, der Verbindungseinheit 132 und des Plattenadapters 134 sind alle Elemente zu Redundanz zwecken doppelt vorhanden, um die Zuverlässigkeit der Plattenarrayvorrichtung 100 zu erhöhen. So ist eine erste I/O-Steuereinheit durch einen ersten Kanaladapter 131, einen ersten Cachespeicher 133, einen ersten gemeinsamen Arbeitsspeicher 135, eine erste Verbindungseinheit 132 und einen ersten Plattenadapter 134 gebildet, während eine zweite I/O-Steuereinheit durch einen zweiten Kanaladapter 131, einen zweiten Cachespeicher 133, einen zweiten gemeinsamen Arbeitsspeicher 135, eine zweite Verbindungseinheit 132 und einen zweiten Plattenadapter 134 gebildet ist. Der Stromverbrauch der ersten I/O-Steuereinheit entspricht im Wesentlichen demjenigen der zweiten. Nachfolgend werden der Kanaladapter 131, der Cachespeicher 133, der gemeinsame Arbeitsspeicher 135, die Verbindungseinheit 132 und der Plattenadapter 134 als I/O-Steuereinheit bezeichnet. Eine I/O-Steuereinheit muss nicht alle oben genannten Komponenten enthalten. Eine I/O-Steuereinheit kann mit beliebigem Aufbau aufgebaut sein, solange sie die Funktionen des Lesens/Schreibens von Daten von den/auf die HDDs 311 auf Daten- I/O-Anforderungen hin realisieren kann, wie sie von einer Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 zugeführt werden. Die Logikmodullüfter 410 liefern Kühlluft an die Logikeinheit 420. Die in das Gehäuse 200 gesaugte Kühlluft gelangt von seiner Vorderseite her durch Lücken zwischen den Steuerschaltungsplatinen 430 der Logikeinheit 420 in ein Logikmodul 400 ein und kühlt die Logikeinheit 420, woraufhin sie durch die Saugkraft der Logikmodullüfter 410 und der Lüfter 500 an der Oberseite des Gehäuses 200 ausgeblasen wird.
Die Batterien 800, die AC-Einschübe 700 und die AC/DC-Spannungsversorgungen 600 sind im unteren Teil des Gehäuses 200 untergebracht. Nachfolgend werden die Batterien 800, die AC-Einschübe 700 und die AC/DC-Spannungsversorgungen 600 auch als Spannungsversorgungsmodul bezeichnet. Der Mechanismus der Spannungsversorgung der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform ist in den 8, 9 und 15 dargestellt.
Jeder AC-Einschub 700, wie er als Zuführvorrichtung elektrischer Energie für eine Plattenarrayvorrichtung 100 dient, ist mit einem Trennschalter 710 versehen. Der AC-Einschub 700 wird von der Spannungsversorgungsanlage (z. B. Schalttafel 1100), die außerhalb der Plattenarrayvorrichtung 100 aufgebaut ist, mit Wechselspannung versorgt. Die an den AC-Einschub 700 gelegte Wechselspannung kann entweder eine dreiphasige oder eine einphasige Wechselspannung sein. Die von außerhalb der Plattenarrayvorrichtung 100 an den AC-Einschub 700 gelegte Wechselspannung wird dann über ein Elektrokabel, das lösbar mit dem AC-Einschub 700 und der AC/DC-Spannungsversorgung 600 verbunden ist, an die Letztere gelegt. Da der AC-Einschub 700 über einen Trennschalter 710 verfügt, wird die Spannungszufuhr an die AC/DC-Spannungsversorgung 600 durch diesen unterbrochen, wenn der durch ihn fließende Strom einen voreingestellten Wert überschreitet. Beispiele für den Aufbau des AC-Einschubs 700 sind in den 18 und 19 dargestellt, wobei die 18 einen mit dreiphasiger Wechselspannung versorgten AC-Einschub 700 zeigt und die 19 einen mit einphasiger Wechselspannung versorgten AC-Einschub 700 zeigt. Wie es aus diesen Figuren erkennbar ist, kann die Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform leicht sowohl an dreiphasige als auch einphasige Wechselspannung angepasst werden, was vom Typ der Spannungsversorgungsanlage (z. B. Schalttafel 1100) des Benutzers abhängt, was durch Austauschen des AC-Einschubs 700 und der Elektrokabel erfolgt, die den AC-Einschub 700 und die AC/DC-Spannungsversorgung 600 trennbar verbinden.
Die AC/DC-Spannungsversorgung 600, die über eine AC-DC-Wandlungseinheit 610 zum Wandeln der Wechselspannung in Gleichspannung verfügt, ist eine Spannungsversorgungsvorrichtung zum Zuführen von Gleichspannung zur I/O-Steuereinheit der Logikeinheit 420, zu den HDD-Einheiten 310 usw. Die AC/DC-Spannungsversorgung 600 verfügt ferner über eine Stromausgleichsschaltung 620. Die Stromausgleichsschaltung 620 der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 sind durch eine Rückseiten-Leiterplatte 450 (nachfolgend auch als Rückseitenplatine 450 bezeichnet) miteinander verbunden, durch die die DC-Ausgangsströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 jeweils gleich gemacht werden. Die Funktion der Stromausgleichsschaltung 620 zum Steuern und Ausgleichen der DC-Ausgangsströme ist im Flussdiagramm der 16 veranschaulicht. Die 16 veranschaulicht den Fall, dass die DC-Ausgangsströme zweier AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich gemacht werden. Übrigens sind in der 16 die zwei AC/DC-Spannungsversorgungen 600 als PS1 und PS2 abgekürzt.
Als Erstes, wenn der Ausgangsstrom der PS1 größer als der der PS2 ist (JA in S1000), erfasst die PS2 ein Maximalstromsignal der PS1 aus einem an sie gelieferten Signal PSCONT (S1001). Das Signal PSCONT wird z. B. über einen Schaltkreis kommuniziert, der die Stromausgleichsschaltungen 620 über die Rückseiten-Leiterplatte 450 miteinander verbindet. Anschließend vergleicht die PS2 das Maximalstromsignal mit ihrem eigenen Stromsignal (S1002), und sie erhöht ihre Ausgangsspannung um einen der Differenz zwischen dem Maximalstromsignal und dem eigenen Stromsignal entsprechenden Wert (S1003), wodurch der Ausgangsstrom der PS2 zunimmt (S1004) und der Ausgangsstrom der PS1 abnimmt (S1005), wodurch die Ausgangsströme der PS1 und der PS2 miteinander ausgeglichen werden (S1006). Andererseits erfasst, wenn der Ausgangsstrom er PS1 nicht größer als der der PS2 ist (NEIN in S1000), die PS1 das Maximalstromsignal der PS2 aus dem ihr zugeführten Signal PSCONT (S1007). Anschließend vergleicht PS1 das Maximalstromsignal mit ihrem eigenen Stromsignal (S1008), und sie erhöht ihre Ausgangsspannung um einen der Differenz zwischen dem Maximalstromsignal und dem eigenen Stromsignal entsprechenden Wert (S1009), wodurch der Ausgangsstrom der PS1 zunimmt (S1010) und der Ausgangsstrom der PS2 abnimmt (S1011), wodurch die Ausgangsströme der PS1 und der PS2 ausgeglichen werden (S1012).
Die Stromausgleichsschaltung 620 kann nicht nur die Ausgangsströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 ausgleichen, sondern sie kann auch das Verhältnis zwischen diesen auf einen speziellen wert einstellen. Die Einstellung des Ausgangsstromverhältnisses kann dadurch erfolgen, dass in die Stromausgleichsschaltungen 620 ein Ausgleichseinstellsignal angegeben wird. Das Ausgleichseinstellsignal kann durch den Bediener der Plattenarrayvorrichtung 100 (der die Plattenarrayvorrichtung 100 wartet und verwaltet) dadurch in die Stromausgleichsschaltung 620 eingegeben werden, dass er z. B. an einem Umfangsknopf (Trimmer) an der Plattenarrayvorrichtung 100 dreht. Das Ausgleichseinstellsignal kann auch als Steuersignal implementiert werden, das von einem Verwaltungsterminal 136 (wird später erläutert) zugeführt wird. Die Eingabe des Ausgleichseinstellsignals an jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 ermöglicht es z. B., das Ausgangsstromverhältnis der zwei AC/DC-Spannungsversorgungen 600 auf 2:1 einzustellen.
Die 15 zeigt den Mechanismus der Spannungsversorgung, wenn dem AC-Einschub 700 eine dreiphasige Wechselspannung zugeführt wird. Bei diesem Beispiel verfügt der AC-Einschub 700 über einen Trennschalter 710 für jede Phase (R, S, T) der dreiphasigen Wechselspannung. Wenn der Strom einer Phase einen voreingestellten Wert überschreitet, wird die Spannungsversorgung dieser Phase durch den Trennschalter 710 unterbrochen. Die AC/DC-Spannungsversorgung 600 ist mit einer AC-DC-Wandlungseinheit 610 für jede Phase (R, S, T) versehen. Die Stromausgleichsschaltung 620 steuert den Ausgangsgleichstrom in solcher Weise, dass die Ausgangsgleichströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich gemacht werden, und sie gleicht auch die Ausgangsströme der drei Phasen R, S und T aus. Der Aufbau der AC/DC-Spannungsversorgung 600 der 15 kann sowohl für dreiphasige als auch einphasige Wechselspannung verwendet werden. Bei dreiphasiger Wechselspannung wandelt jede der drei AC-DC-Wandlungseinheiten 610 der AC/DC-Spannungsversorgung 600 die Wechsel spannung jeder Phase (R, S, T) in eine Gleichspannung. Bei einphasiger Wechselspannung wandelt jede AC-DC-Wandlungseinheit 610 jede Eingangswechselspannung in Gleichspannung. Auch steuert die Stromausgleichsschaltung 620 im Fall einer einphasigen Wechselspannung den Ausgangsgleichstrom in solcher Weise, dass die Ausgangsgleichströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich gemacht werden und die Ausgangsströme der drei Leitungen gleich gemacht werden.
Jede elektronische Einrichtung, wie die I/O-Steuereinheit der Logikeinheit 420, die HDD-Einheit 310 und der Faserkanalschalter 150 ist eine Vorrichtungslast, die Energie verbraucht, wie sie von der AC/DC-Spannungsversorgung 600 geliefert wird. Die elektronischen Einrichtungen verbrauchen als Vorrichtungslasten (Logikeinheit 420, HDD-Einheit 310 usw.) Gleichspannungen verschiedener Nennwerte. Zum Beispiel benötigt die Steuerschaltungsplatine 430 der Logikeinheit 420 dieser Ausführungsform Gleichspannung mit einem Nennwert von 5 V, 3,3 V oder dergleichen, während die Nennspannung der HDD-Einheit 310 12 V oder 5 V beträgt, während diejenige des Faserkanalschalters 150 5 V beträgt. Aus diesem Grund ist der DC-DC-Wandler zum Wandeln der Gleichspannung für die Steuerschaltungsplatinen 430, die HDD-Einheiten 310 usw. dieser Ausführungsform vorhanden, und es wird Gleichspannung einer einzelnen Nennspannung an die Vorrichtungslasten (Steuerschaltungsplatinen 430, HDD-Einheiten 310 usw.) geliefert.
Genauer gesagt, empfängt die AC/DC-Spannungsversorgung 600 eine Wechselspannung von 200 V, und sie wandelt diese in eine Gleichspannung von 56 V. Der DC-DC-Wandler jeder Vorrichtungslast (Steuerschaltungsplatinen 430, HDD-Einheiten 310 usw.) erzeugt aus der einzelnen Eingangsspannung von 56 V die spezielle Spannung (12 V, 5 V usw.). Die oben genannten Spannungen sind nur Beispiele und können nach Bedarf geändert werden.
Die Batterie 800 ist eine Speicherbatterie zum Zuführen elektrischer Energie an den DC-DC-Wandler jeder Vorrichtung (HDD 311, Steuerschaltungsplatine 430 usw.) der Steuerungsvorrichtung 110 an Stelle der AC/DC-Spannungsversorgung 600, wenn die Stromversorgung von dieser durch einen Stromausfall, einen Ausfall der AC/DC-Spannungsversorgung 600 selbst usw. unterbrochen wird.
Die Bedienkonsole 111, die an der Vorderseite des Gehäuses 200 vorhanden ist, ist eine Einrichtung zum Empfangen von Eingaben durch den Bediener, der die Plattenarrayvorrichtung 100 wartet und verwaltet.
Die Rückseiten-Leiterplatte (Rückseitenplatine) 450 ist eine Leiterplatte mit einem Schaltkreis zum elektrischen Verbinden der Logikeinheiten 420, der HDD-Einheiten 310 und des Spannungsversorgungsmoduls.
[Laufwerksvorrichtung]
Die 3 und 5 sind perspektivische Ansichten, die den Aufbau der Laufwerksvorrichtung 120 zeigen, wobei die 3 dieselbe von vorne rechts zeigt. Die Laufwerksvorrichtung 120 enthält HDD-Module 300, Batterien 800, AC-Einschübe 700, AC/DC-Spannungsversorgungen 600 und Lüfter 500 innerhalb ihres quaderförmigen Gehäuses 200. Jede Komponente (300, 500, 700, 800) der Laufwerksvorrichtung 120 ist dieselbe wie bei der Steuerungsvorrichtung 110. Das Gehäuse 200 der Steuerungsvorrichtung 110 sowie dasjenige der Laufwerksvorrichtung 120 können mit derselben Konstruktion aufgebaut sein. In diesem Fall kann die Steuerungsvorrichtung 110 dadurch aufgebaut werden, dass die Logikmodule 400 in den mittleren Teil des Gehäuses 200 eingebaut werden, während die Laufwerksvorrichtung 120 dadurch aufgebaut werden kann, dass die HDD-Module 300 im mittleren Teil untergebracht werden.
[Aufbau einer Plattenarrayvorrichtung]
Die 6 ist ein Blockdiagramm, das den internen Aufbau der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform zeigt. Die Plattenarrayvorrichtung 100 ist über ein SAN (Storage Area Network) 900 zum Übermitteln von Daten mit den Informationsverarbeitungsvorrichtungen 1000 verbunden.
Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 ist eine Informationsanlage (z. B. ein Computer) mit einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) und einem Arbeitsspeicher. Auf der CPU der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 laufen verschiedene Programme, wodurch eine Anzahl von Funktionen realisiert wird. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 kann z. B. als Zentralcomputer eines automatischen Geldautomatensystems einer Bank, als Sitzreservierungssystem einer Fluglinie usw. verwendet werden. Eine Plattenarrayvorrichtung 100, die Geschäftsdaten derartiger gesellschaftlicher und öffentlicher Bedeutung speichert, muss von extrem hoher Zuverlässigkeit sein.
Das SAN 900 ist ein Netzwerk zum Übermitteln von Daten zwischen der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 und der Plattenarrayvorrichtung 100. Die Kommunikation zwischen der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 und der Plattenarrayvorrichtung 100 über das SAN 900 wird typischerweise gemäß dem Faserkanalprotokoll ausgeführt. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 überträgt Daten-I/O-Anforderungen mittels des Faserkanalprotokolls an die Plattenarrayvorrichtung 100.
Die Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform verfügt über ein Plattenarray-Steuerungsmodul 130 und Plattenarray-Laufwerksmodule 140. Das Plattenarray-Steuerungsmodul 130 ist in der Steuerungsvorrichtung 110 ausgebildet, während die Plattenarray-Laufwerkmodule 140 in der Steuerungsvorrichtung 110 oder der Laufwerksvorrichtung 120 ausgebil det sind. Anders gesagt, verfügt die Steuerungsvorrichtung 110 über das Plattenarray-Steuerungsmodul 130 und die Plattenarray-Laufwerksmodule 140, während die Laufwerksvorrichtung 120 Plattenarray-Laufwerksmodule 140 enthält.
Das Plattenarray-Steuerungsmodul 130 empfängt eine Daten-I/O-Anforderung von einer Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000, und sie liest entsprechend dieser empfangenen Daten-I/O-Anforderung Daten von einem HDD 311 eines Plattenarray-Laufwerksmoduls 140, oder sie schreibt Daten in dieses. Das Plattenarray-Steuerungsmodul 130 enthält die Kanaladapter 131, den Cachespeicher 133, die Verbindungseinheit 132, den gemeinsamen Speicher 135, die Plattenadapter 134 und das Verwaltungsterminal 136 (nachfolgend auch als SVP 136 bezeichnet). Hinsichtlich des Kanaladapters 131, des Cachespeichers 133, der Verbindungseinheit 132, des gemeinsamen Arbeitsspeichers 135 und des Plattenadapters 134 ist jedes dieser Elemente durch die Steuerschaltungsplatine 430 implementiert, die die in der 4 dargestellte Logikeinheit 420 bildet.
Jeder Kanaladapter 131 ist mit den Informationsverarbeitungsvorrichtungen 1000 verbunden, um Daten zu übermitteln. Der Kanaladapter 131 empfängt eine Daten-I/O-Anforderung von einer Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 entsprechend z. B. dem Faserkanalprotokoll, und er übermittelt Daten mit der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000.
Der Cachespeicher 133 und der gemeinsame Arbeitsspeicher 135 sind Speicher zum Speichern von Daten und Befehlen, wie sie zwischen den Kanaladaptern 131 und den Plattenadaptern 134 kommuniziert werden. Wenn z. B. die Daten-I/O-Anforderung, die der Kanaladapter 131 von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 empfängt, eine Leseanforderung ist, schreibt er diese in den gemeinsamen Arbeitsspeicher 135, während er von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 empfangene Schreibdaten in den Cachespeicher 133 schreibt, wobei ein Plattenadapter 134 die Schreibdaten entsprechend der im gemeinsamen Arbeitsspeicher 135 gespeicherten Schreibanforderung aus dem Cachespeicher 133 liest und sie in ein HDD 311 schreibt.
Die Verbindungseinheit 132 verbindet die Kanaladapter 131, den gemeinsamen Arbeitsspeicher 135, den Cachespeicher 133 und die Plattenadapter 134 miteinander, um Daten zu übermitteln. Die Verbindungseinheit 132 ist z. B. als Kreuzschienenverteiler implementiert.
Jeder Plattenadapter 134 ist mit den Daten speichernden HDDs 311 verbunden. Der Plattenadapter 134 kommuniziert mit den HDDs 311 gemäß den Daten-I/O-Anforderungen, und dabei liest/schreibt er Daten von den/in die HDDs 311. Das Lesen/Schreiben von Daten erfolgt z. B. über eine Kommunikationsstrecke, die eine durch das FC-AL-Protokoll der Faserkanalstandards spezifizierte Schleife ist (nachfolgend auch als FC-AL-Schleife bezeichnet). Die Kommunikationsstrecke ist so ausgebildet, dass sie den Plattenadapter 134, Kommunikationskabel 160, FSWs 150 und HDDs 311 enthält. Die Kommunikation zwischen dem Plattenadapter 134 und dem HDD 311 wird durch den FSW (Faserkanalschalter) des Plattenarray-Laufwerkmoduls 140 weitergeleitet.
Das Verwaltungsterminal 136 ist eine Informationsanlage zum Warten und Verwalten der Plattenarrayvorrichtung 100. Das Verwaltungsterminal 136 kann z. B. als klappbarer Notebookcomputer mit einem Display und einer Tastatur implementiert sein. Das Verwaltungsterminal 136 wird in der Steuerungsvorrichtung 110 aufbewahrt. Es ist auch möglich, das Verwaltungsterminal 136 außerhalb derselben zu platzieren. Zum Beispiel kann das Verwaltungsterminal 136 durch einen Computer an einem entfernten Ort implementiert sein, der über ein Kommunikationsnetzwerk mit der Steuerungsvorrichtung 110 verbunden ist. Für den Computertyp besteht keine Einschränkung auf Notebookcomputer, sondern für das Verwaltungstermi nal 136 können auch andere Typen (Desktopcomputer usw.) verwendet werden. Das Verwaltungsterminal 136 kann entweder als spezielle Informationsverarbeitungsvorrichtung ausschließlich zur Wartung/Verwaltung der Plattenarrayvorrichtung 100 oder als universelle Informationsverarbeitungsvorrichtung implementiert sein, zu der Wartungs/Verwaltungs-Funktionen für die Plattenarrayvorrichtung 100 hinzugefügt sind.
Übrigens können die Kanaladapter 131, die Plattenadapter 134, der Cachespeicher 133, der gemeinsame Arbeitsspeicher 135 und die Verbindungseinheit 132, die in der 6 getrennt dargestellt sind, auch integral ausgebildet sein. Es ist auch möglich, einen Teil der Komponenten integral auszubilden.
[Faserkanalschalter (FSW)]
Die 7 ist ein Blockdiagramm, das die Verbindung vom Plattenadapter 134 zu den HDDs 311 über die Kommunikationsstrecke zeigt, die eine FC-AL-Schleife bildet. Wie es in der 7 dargestellt ist, kann die FC-AL-Schleife dadurch aufgebaut werden, dass der Plattenadapter 134 und die HDDs 311 mit Multiplexern 151 des FSW 150 verbunden werden. Beim Beispiel der 7 ist eine FC-AL-Schleife über zwei FSWs 150 hinweg ausgebildet.
Das an jeden Multiplexer 151 gelieferte Auswählsignal ist ein solches zum Auswählen eines der zwei Eingangsanschlüsse (0 und 1) des Multiplexers 151. Ein den Eingangsanschluss 1 spezifizierendes Eingangswählsignal wird einem Multiplexer 151 dann zugeführt, wenn ein Plattenadapter 134 oder ein HDD 311 mit ihm verbunden wird, während ein den Eingangsanschluss null spezifizierendes Auswählsignal zugeführt wird, wenn keine Vorrichtung mit ihm verbunden wird. Wenn ein an einem HDD 311 auftretender Fehler erkannt wird, wird das den Eingangsanschluss null spezifizierende Auswählsignal an den mit ihm verbundenen Multiplexer 151 geliefert. Die an die Multiplexer 151 gelieferten Auswählsignale werden z. B. durch eine Steuereinheit 152 gesteuert.
Zusätzlich zu den Multiplexern 151 ist der FSW 150 ferner mit der Steuereinheit 152 und einem DC-DC-Wandler 153 versehen.
Die Steuereinheit 152 steuert die FSWs 150 und die DC-DC-Wandler der HDD-Einheiten 310. Zur Steuerung der FSWs 150 gehört eine Steuerung des an jeden FSW 150 gelieferten Auswählsignals. Die Steuereinheit 152 steuert das Auswählsignal, wenn ein HDD 311 in einen Zustand versetzt wird, in dem eine Kommunikation mit dem Plattenadapter 134 möglich ist, wenn die Kommunikation eines HDD 311 mit dem Plattenadapter 134 deaktiviert wird, usw.
Der DC-DC-Wandler 153 wandelt die von der AC/DC-Spannungsversorgung 600 gelieferte Gleichspannung von 56 V in eine Gleichspannung für den FSW 150 (z. B. Gleichspannung von 5 V).
[Mechanismus zur Spannungsversorgung]
Als Nächstes wird der Mechanismus der Spannungsversorgung für die Plattenarrayvorrichtung 100 erläutert. Da die Plattenarrayvorrichtung 100 extrem zuverlässig arbeiten muss, wie oben angegeben, ist die Spannungsversorgung für sie der Redundanz halber doppelt vorhanden, wie es in der 10 dargestellt ist. Genauer gesagt, liefert jeder der redundanten (doppelt vorhandenen) AC-Einschübe 700 Spannung an redundante AC/DC-Spannungsversorgungen 600, die für jede Vorrichtungslast doppelt vorhanden ist (jede Vorrichtungslast ist mit derselben Anzahl redundanter AC/DC-Spannungsversorgungen 600 versehen). In diesem Fall sind die AC-Einschübe 700 so angeschlossen, dass sie Spannung an verschiedene AC/DC-Spannungsversorgungen 600 liefern, wodurch die Steuerung der Plattenarrayvorrichtung 100 selbst dann aufrechterhalten werden kann, wenn in einem AC-Einschub 700, einer AC/DC-Spannungsversorgung 600 oder einer Vorrichtungslast ein Fehler auftritt. Die Plattenarrayvorrichtung 100 der 10 verfügt beispielsweise über zwei AC-Einschübe 700. Selbst wenn der Trennschalter 701 eines der AC-Einschübe 700 auslöst und dadurch die Spannungsversorgung unterbrochen wird, wird die Spannungsversorgung an die elektronischen Einrichtungen der Plattenarrayvorrichtung 100 durch einen anderen AC-Einschub 700 fortgesetzt. Um einen derartigen Aufbau zu realisieren, ist jede Vorrichtungslast der Plattenarrayvorrichtung 100 mit derselben oder einer größeren Anzahl von AC/DC-Spannungsversorgungen 600 (um diesen Spannung zuzuführen) vorhanden als es der Anzahl der AC-Einschübe 700 entspricht. Wie in der 9 ist bei der Anordnung der 10 jede der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 durch eine AC-DC-Wandlungseinheit 610 und eine Stromausgleichsschaltung 620 gebildet, um die Ausgangsströme an die AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich zu machen, und ferner ist eine Rückseitenplatine 450 vorhanden. Ferner kann, wie in der 9, die Stromausgleichsschaltung 620 nicht nur die Ausgangsströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich machen, sondern sie kann auch das Verhältnis zwischen den Ausgangsströmen auf einen speziellen Wert einstellen. Ferner besteht, was jedoch in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, bei der Anordnung jeder der 11 bis 14 jede der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 aus einer AC-DC-Wandlungseinheit 610 und einer Stromausgleichsschaltung 620, um die Ausgangsströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich zu machen, und ferner ist eine Rückseitenplatine 450 vorhanden.
Wenn der Trennschalter 710 eines der AC-Einschübe 700 auslöst und dadurch die Spannungsversorgung unterbrochen wird, läuft der Strom zum Abdecken des Stromverbrauchs zweier Vorrichtungslaten #1 und #2 durch den anderen AC-Einschub 700. Wenn angenommen wird, dass der Stromverbrauch jeder Vorrichtungslast #1, #2 des Beispiels der 10 15A beträgt, kann ein Strom bis zu 30A durch den Trennschalter 710 jedes AC- Einschubs 700 laufen. Daher muss für jeden AC-Einschub 700 der Plattenarrayvorrichtung 100 in der 10 ein Trennschalter 710 verwendet werden, der über eine Standhaltespannung (ohne Auslösung) von mindestens 30A verfügt. In diesem Fall muss die Schalttafel 1100 ein hohes Leistungsvermögen aufweisen, um einem derartig hohen Strom standzuhalten.
Der Stromverbrauch steigt auch dann an, wenn das Plattenarrayvorrichtung 100 vergrößert wird (wenn z. B. HDD-Einheiten 310 oder Plattenadapter 134 hinzugefügt werden, um die Speicherkapazität der Plattenarrayvorrichtung 100 zu vergrößern). Als Beispiel sei angenommen, dass der Stromverbrauch jeder Vorrichtungslast #1, #2 auf 30A erhöht wird, wie es in der 11 dargestellt ist, und dann muss der Trennschalter 710 jedes AC-Einschubs 700 durch einen solchen ersetzt werden, der mindestens 60A standhalten kann, und dasselbe gilt auch für die Schalttafel 1100. Die Modifizierung des AC-Einschubs 700 zum Erzielen eines hohen Stromführungsvermögens (Ersetzen des AC-Einschubs 700, von Kabeln usw.) ist relativ einfach, wohingegen ein Vergrößern der Stromführungskapazität der Schalttafel 1100 elektrische Arbeiten an der Anlage erfordert, was nicht einfach ist. Ferner kann ein Vergrößern des Stromführungsvermögens der Schalttafel 1100 eine Modifizierung eines Vertrags mit dem Stromversorgen erforderlich machen, und dadurch können die Stromgebühren und die Betriebskosten für die Plattenarrayvorrichtung 100 ansteigen.
Als Maßnahme zum Vergrößern der Plattenarrayvorrichtung 100 ohne Vergrößerung des Stromführungsvermögens des AC-Einschubs 700 und der Schalttafel 1100 ist es möglich, jeden AC-Einschub 700 gemäß der 11 durch zwei AC-Einschübe 700 zu implementieren, wie es in der 12 dargestellt ist. In der 12 ist der AC-Einschub #1 in der 11 durch zwei AC-Einschübe #1 und #3 implementiert, und der AC-Einschub #2 in der 11 ist durch zwei AC-Einschübe #2 und #4 implementiert. Durch einen solchen Aufbau kann das Stromführungsvermögen jedes AC-Einschubs 700 auf 30A gehalten werden.
Bei der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform ist es möglich, das Stromführungsvermögen jedes AC-Einschubs 700 auf 20A zu verringern, wie es in der 13 dargestellt ist. Beim Beispiel der 13 ist jeder AC-Einschub 700 mit einer AC/DC-Spannungsversorgung 600 (erste Spannungsversorgungsvorrichtung) zum Anlegen einer Spannung an die Vorrichtungslast #1 und einer AC/DC-Spannungsversorgung 600 (zweite Spannungsversorgungsvorrichtung) zum Anlegen von Spannung an die Vorrichtungslast #2 verbunden, und jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 ist mit einer Stromausgleichsschaltung 620 zum Ausgleichen der Ausgangsströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 versehen. wenn z. B. der Trennschalter 710 des AC-Einschubs #4 auslöst und dadurch die Spannungsversorgung von diesem unterbrochen wird, werden die Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung #14 an die Vorrichtungslast #1 und die Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung #24 an die Vorrichtungslast #2 unterbrochen. In diesem Zustand muss der Stromverbrauch von 30A der Vorrichtungslast #1 durch die restlichen drei AC/DC-Spannungsversorgungen #11, #12 und #13 gedeckt werden und der Stromverbrauch von 30A der Vorrichtungslast #2 muss durch die restlichen drei AC/DC-Spannungsversorgungen #21, #22 und #23 gedeckt werden. Da jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 mit einer Stromausgleichsschaltung 620 versehen ist, wird der durch jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 abzudeckende Stromverbrauch 10A. Da jeder AC-Einschub #1 bis #3 Strom an zwei AC/DC-Spannungsversorgungen 600 liefert, kann die Spannungsversorgung zur Plattenarrayvorrichtung 100 aufrechterhalten bleiben, um eine Unterbrechung zu vermeiden, wenn jeder AC-Einschub #1 bis #3 (700) derart implementiert ist, dass er mindestens 20A standhalten kann. während die Unterbrechung der Spannungsversorgung vom AC-Einschub #4 als Beispiel verwendet wurde, sind andere Fälle (Unterbrechung der Spannungsversorgung vom AC-Einschub #1, #2 oder #3) dem obigen Fall ähnlich, so dass der Kürze halber eine zugehörige Beschreibung weggelassen wird.
Wie oben angegeben, kann bei der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform ein Anstieg des Stromführungsvermögens der AC-Einschübe 700 und der Schalttafel 1100 selbst dann vermieden werden, wenn der Stromverbrauch auf Grund einer Vergrößerung der Plattenarrayvorrichtung 100 ansteigt, wodurch das Erfordernis elektrischer Arbeiten an den Anlagen sowie eine Modifizierung des Stromliefervertrags erübrigt sind, so dass Kosten und Belastungen des Benutzers hinsichtlich einer Installation der Plattenarrayvorrichtung 100 gesenkt werden können.
Ferner ist bei der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform jeder AC-Einschub 700 mit einer AC/DC-Spannungsversorgung 600, die Strom an die Vorrichtungslast #1 liefert, und einer AC/DC-Spannungsversorgung 600 verbunden, die Strom an die Vorrichtungslast #2 liefert. Daher können die AC/DC-Spannungsversorgungen 600 und die AC-Einschübe 700 flexibel abhängig von der Größe der Plattenarrayvorrichtung 100 vermehrt oder verringert werden. Zum Beispiel kann beim Beispiel der 13 der AC-Einschub #4 (zum Liefern von Strom an die AC/DC-Spannungsversorgungen #14 und #24) zu demjenigen Zeitpunkt zur Plattenarrayvorrichtung 100 hinzugefügt werden, zu dem die AC/DC-Spannungsversorgungen #14 und #24 (als "Option" markiert) zu den Vorrichtungslasten #1 bzw. #2 hinzugefügt werden. So kann, durch diese Ausführungsform, eine Plattenarrayvorrichtung 100 mit einem Umfang, der den Bedürfnissen des Benutzer genügt, demselben zur Verfügung gestellt werden, während die Plattenarrayvorrichtung 100 mit Strom versorgt wird, der ihrem Umfang genügt.
Ferner kann das Verhältnis zwischen den durch die AC-Einschübe 700 fließenden Strömen dadurch geändert werden, dass in die Stromausgleichsschaltung 620 jeder AC/DC-Spannungs versorgung 600 ein Ausgleichseinstellsignal eingegeben wird, wodurch eine flexible und geeignete Spannungsversorgung abhängig von der Spannungsversorgungsanlage des Benutzers realisiert werden kann. Beispielsweise ist es auch möglich, dass die Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform eine Spannungsversorgung unter Verwendung dreier AC-Einschübe 700 erhält, wie es in der 14 dargestellt ist.
Beim Beispiel der 14 werden beispielsweise dann, wenn der Trennschalter 710 des AC-Einschubs #1 auslöst und dadurch die Spannungsversorgung von diesem unterbrochen wird, die Spannungsversorgung von den AC/DC-Spannungsversorgungen #11 und #13 zur Vorrichtungslast #1 sowie die Spannungsversorgung von den AC/DC-Spannungsversorgungen #21 und #23 zur Vorrichtungslast #2 unterbrochen. In diesem Zustand muss der Stromverbrauch von 30A der Vorrichtungslast #1 durch die verbliebenen zwei AC/DC-Spannungsversorgungen #12 und #14 abgedeckt werden, und der Stromverbrauch von 30A der Vorrichtungslast #2 muss durch die verbliebenen zwei AC/DC-Spannungsversorgungen #22 und #24 abgedeckt werden. Da jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 mit einer Stromausgleichsschaltung 620 versehen ist, wird der durch jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 abzudeckende Stromverbrauch 15A. Da jeder AC-Einschub #2, #3 Strom an zwei AC/DC-Spannungsversorgungen 600 liefert, kann die Spannungsversorgung der Plattenarrayvorrichtung 100 aufrechterhalten bleiben, um eine Unterbrechung zu vermeiden, wenn jeder AC-Einschub #2, #3 (700) als solcher realisiert wird, der mindestens 30A standhalten kann.
Indessen werden dann, wenn beispielsweise der Trennschalter 710 des AC-Einschubs #3 auslöst und dadurch die Spannungsversorgung von diesem unterbrochen wird, die Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung #14 zur Vorrichtunglast #1 sowie die Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung #24 zur Vorrichtungslast #2 unterbrochen. In diesem Zustand muss der Stromverbrauch von 30A der Vorrichtungslast #1 durch die verbliebenen drei AC/DC-Spannungsversorgungen #11, #12 und #13 abgedeckt werden, und der Stromverbrauch von 30A der Vorrichtungslast #2 muss durch die verbliebenen drei AC/DC-Spannungsversorgungen #21, #22 und #23 abgedeckt werden. Da jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 mit einer Stromausgleichsschaltung 620 versehen ist, wird der durch jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 abzudeckende Stromverbrauch 10A. Da der AC-Einschub #1 Strom an vier AC/DC-Spannungsversorgungen 600 liefert, kann die Spannungsversorgung der Plattenarrayvorrichtung 100 unter Vermeidung einer Unterbrechung dadurch aufrechterhalten werden, dass der AC-Einschub #1 (700) durch einen solchen implementiert wird, der mindestens 40A standhalten kann. Indessen kann, da der AC-Einschub #2 Strom an zwei AC/DC-Spannungsversorgungen 600 liefert, die Spannungsversorgung der Plattenarrayvorrichtung 100 ohne Unterbrechung dadurch aufrechterhalten werden, dass der AC-Einschub #2 (700) durch einen solchen implementiert wird, der mindestens 20A standhalten kann. Eine Unterbrechung der Spannungsversorgung vom AC-Einschub #2 ist dem obigen Fall ähnlich, und so wird eine zugehörige Erläuterung der Kürze halber weggelassen.
Wie oben angegeben, kann beim Beispiel der 14 unter Verwendung eines AC-Einschubs #1, der mindestens 40A standhalten kann und AC-Einschüben #2 und #3, die mindestens 30A standhalten können, eine Unterbrechung der Spannungsversorgung der Plattenarrayvorrichtung 100 selbst im Fall der Unterbrechung der Spannungsversorgung von einem AC-Einschub 700 vermieden werden.
Übrigens ist es auch möglich, eine Stromausgleichsschaltung 620 in jedem AC-Einschub 700 unterzubringen und die Ausgangsströme der AC-Einschübe 700 gleich zu machen, wie es in der 17 dargestellt ist. Das Ausgleichen der Ausgangsströme der AC-Einschübe 700 ermöglicht es, für alle AC-Einschübe #1 bis #3 beim Beispiel der 14 dieselben AC-Einschübe (die mindestens 30A standhalten) zu verwenden.
Genauer gesagt, werden dann, wenn der Trennschalter 710 des AC-Einschubs #1 auslöst und dadurch die Spannungsversorgung von diesem unterbrochen wird, die Spannungsversorgung von den AC/DC-Spannungsversorgungen #11 und #13 zur Vorrichtungslast #1 sowie die Spannungsversorgung von den AC/DC-Spannungsversorgungen #21 und #23 zur Vorrichtungslast #2 unterbrochen. In diesem Zustand muss der Stromverbrauch von 30A für die Vorrichtungslast #1 durch die verbliebenen zwei AC/DC-Spannungsversorgungen #12 und #14 abgedeckt werden, und der Stromverbrauch von 30A durch die Vorrichtungslast #2 muss durch die verbliebenen zwei AC/DC-Spannungsversorgungen #22 und #24 abgedeckt werden. In diesem Fall werden die AC/DC-Spannungsversorgungen #12 und #22 durch den AC-Einschub #2 versorgt, und die AC/DC-Spannungsversorgungen #14 und #24 werden durch den AC-Einschub #3 versorgt und so fließt ein Strom von 30A durch jeden der AC-Einschübe #2 und #3, während ein Strom von 15A durch jede der AC/DC-Spannungsversorgungen #12, #22, #14 und #24 fließt. Daher kann die Spannungsversorgung für die Plattenarrayvorrichtung 100 unter Vermeidung einer Unterbrechung dadurch aufrechterhalten werden, dass jeder AC-Einschub #2, #3 (700) durch einen solchen implementiert wird, der mindestens 30A standhalten kann.
Indessen werden, wenn der Trennschalter 710 des AC-Einschubs #3 auslöst und dadurch die Spannungsversorgung von diesem unterbrochen wird, die Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung #14 an die Vorrichtungslast #1 sowie die Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung #24 zur Vorrichtungslast #2 unterbrochen. In diesem Zustand muss der Stromverbrauch von 30A für die Vorrichtungslast #1 durch die verbliebenen drei AC/DC-Spannungsversorgungen #11, #12 und #13 abgedeckt werden, und der Stromverbrauch von 30A für die Vorrichtungslast #2 muss durch die verbliebenen drei AC/DC-Spannungsversorgungen #21, #22 und #23 abgedeckt werden. In diesem Zustand werden die AC/DC-Spannungsversorgungen #11, #13, #21 und #23 durch den AC-Einschub #1 versorgt, während die AC/DC-Spannungsversorgungen #12 und #22 durch den AC-Einschub #2 versorgt werden. Da jeder AC-Einschub #1, #2 mit einer Stromausgleichsschaltung 620 versehen ist, gibt jede der durch den AC-Einschub #1 versorgten AC/DC-Spannungsversorgungen #11, #13, #21 und #23 einen Strom von 7,5A aus, während jede der durch den AC-Einschub #2 versorgten AC/DC-Spannungsversorgungen #12 und #22 einen Strom von 15A ausgibt. Daher kann die Spannungsversorgung der Plattenarrayvorrichtung 100 unter Vermeidung einer Unterbrechung dadurch aufrechterhalten werden, dass jeder AC-Einschub #1, #2 (700) durch einen solchen implementiert wird, der mindestens 30A standhalten kann.
Wie oben beschrieben, kann durch die Plattenarrayvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der Erfindung ein Anstieg des Stromführungsvermögens der AC-Einschübe 700 und der Schalttafel 1100 selbst dann vermieden werden, wenn der Stromverbrauch der Plattenarrayvorrichtung 100 wegen einer Umfangsvergrößerung zunimmt. Anders gesagt, können die Anzahl und die Stromführungsfähigkeiten der AC-Einschübe 700 der Plattenarrayvorrichtung 100 in Kombination abhängig von der Anzahl der Ausgänge der Spannungsversorgungsanlage des Orts, an dem die Plattenarrayvorrichtung 100 installiert ist, und dem Stromführungsvermögen jedes Ausgangs geeignet eingestellt werden. Daher kann, selbst an Orten, an denen nur eine Spannungsversorgungsanlage mit kleinem Stromführungsvermögen verfügbar ist, eine Plattenarrayvorrichtung 100 installiert werden, ohne dass es erforderlich wäre, jede Spannungsversorgungsanlage zu modifizieren. In diesem Fall kann das erforderliche Stromführungsvermögen jedes AC-Einschubs 700 dadurch gesenkt werden, dass die Anzahl der AC-Einschübe 700 auf die optimale Anzahl erhöht wird, nicht durch sukzessives Verdoppeln der Anzahl der AC-Einschübe 700 der Plattenarrayvorrichtung 100.
Ferner kann bei der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform eine Senkung des Stromführungsvermögens unter Verwendung mindestens dreier AC-Einschübe 700 unter Verwendung von Stromausgleichsschaltungen 620 realisiert werden, wodurch das Erfordernis elektrischer Arbeiten an Anlagen und einer Modifizierung des Stromliefervertrags beseitigt werden kann, wodurch die Kosten und die Belastung für den Benutzer zum Installieren der Plattenarrayvorrichtung 100 gesenkt werden können. Außerdem unterdrückt die Stromausgleichsschaltung 620 auch Schwankungen des durch jeden AC-Einschub 700 fließenden Stroms, wodurch das Stromführungsvermögen jedes AC-Einschubs 700 beinahe gleich groß wie der Strom eingestellt werden kann, der tatsächlich durch den AC-Einschub 700 läuft. Daher kann das Stromführungsvermögen jedes AC-Einschubs 700 bis beinahe auf den tatsächlichen Stromverbrauch gesenkt werden.
Bei der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform kann unter Verwendung von drei oder mehr AC-Einschüben 700 vermieden werden, dass der durch jeden AC-Einschub 700 fließende Strom die Hälfte des Stromverbrauchs der Plattenarrayvorrichtung 100 übersteigt, und zwar selbst im Fall eines in einem AC-Einschub 700 auftretenden Fehlers, so dass das Stromführungsvermögen jedes AC-Einschubs 700 auf einen kleinen Wert eingestellt werden kann. In diesem Fall kann die Spannungsversorgung für die Plattenarrayvorrichtung 100 durch die verbliebenen AC-Einschübe 700 fortgesetzt werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Plattenarrayvorrichtung 100 verbessert werden kann.
Eine Verkleinerung des Stromführungsvermögens der AC-Einschübe 700 ermöglicht eine Miniaturisierung derselben sowie eine Verkleinerung der Plattenarrayvorrichtung 100.

Claims

Speichersteuervorrichtung (110) mit: einer ersten I/O-Steuereinheit (130, 430) mit einer Kanal-Steuereinheit (131) zur Verbindung mit einer Informationsverarbeitungsvorrichtung (1000), einer Platten-Steuereinheit (134) zur Verbindung mit einem oder mehreren Festplattenlaufwerken (311), einem Cachespeicher (133) zum Speichern von Daten, die zwischen der Kanal-Steuereinheit und der Platten-Steuereinheit übermittelt werden, und einer Verbindungseinheit (132), die die Kanal-Steuereinheit, die Platten-Steuereinheit und den Cachespeicher zur Übermittelung von Daten miteinander verbindet, und mehreren ersten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) zum Liefern von elektrischem Strom an die erste I/O-Steuereinheit, gekennzeichnet durch eine zweite I/O-Steuereinheit (130, 430), deren Stromverbrauch ungefähr dem der ersten I/O-Steuereinheit entspricht, mehrere zweite Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) zum Liefern von elektrischem Strom an die zweite I/O-Steuereinheit, mindestens drei Trennschalter (700, 710) jeweils zum Anlegen einer von außen erhaltenen elektrischen Spannung an sowohl erste als auch zweite Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) und jeweils zur Unterbrechung der angelegten Spannung, wenn durch ihn ein Strom über einem voreingestellten Wert fließt, und Stromausgleichsschaltungen (620) zum Ausgleichen der über die Trennschalter (700, 710) und Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) der jeweiligen I/O-Steuereinheit (130, 430) parallel zugeführten Ströme.
Speichersteuervorrichtung (110) nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) jeweils eine der Stromausgleichsschaltungen (620) enthalten, um ihre Ausgangsströme einander gleich zu machen.
Speichersteuervorrichtung (110) nach Anspruch 1 oder 2, wobei – die von außen an die Trennschalter (700) angelegte elektrische Spannung eine Wechselspannung ist und – die ersten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) jeweils eine AC(Wechselspannung)-DC(Gleichspannung)-Wandlungseinheit (610) zum Wandeln der Wechselspannung in eine Gleichspannung aufweisen, um diese an die erste I/O-Steuereinheit (130) zu liefern; und – die zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) jeweils eine AC(Wechselspannung)-DC(Gleichspannung)-Wandlungseinheit (610) zum Wandeln der Wechselspannung in eine Gleichspannung aufweisen, um diese an die zweite I/O-Steuereinheit (130) zu liefern.
Speichersteuervorrichtung (110) nach Anspruch 1 oder 2, wobei – die von außen an die Trennschalter (700) angelegte Spannung eine dreiphasige Wechselspannung ist und – jeder Trennschalter das Anlegen der elektrischen Spannung einer Phase der dreiphasigen Wechselspannung unterbricht, wenn der Strom der Phase einen voreingestellten Wert überschreitet; und – die ersten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) jeweils drei AC-DC-Wandlungseinheiten (610) entsprechend den drei Phasen zum Wandeln der Wechselspannung jeder Phase in eine Gleichspannung sowie eine Stromausgleichsschaltung (620) zum Ausgleichen der Ausgangsströme der drei Phasen aufweisen, während die Ausgangsströme der ersten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) einander gleich gemacht werden; und – die zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) jeweils drei AC-DC-Wandlungseinheiten (610) entsprechend den drei Phasen zum Wandeln der Wechselspannung jeder Phase in eine Gleichspannung sowie eine Stromausgleichsschaltung (620) zum Ausgleichen der Ausgangsströme der drei Phasen aufweisen, während die Ausgangsströme der zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) einander gleich gemacht werden.
Speichersteuervorrichtung (110) nach Anspruch 1 oder 2, wobei – sie mehrere erste Spannungsversorgungsvorrichtungen (600), nicht unter der Anzahl der Trennschalter (700), und mehrere zweite Spannungsversorgungsvorrichtungen (600), nicht unter der Anzahl der Trennschalter (700) aufweist; – die Anzahl der ersten Spannungsversorgungsvorrichtungen derjenigen der zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen entspricht; – die Trennschalter die elektrische Spannung an verschiedene der ersten und zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen anlegen; und – jede der ersten und zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen eine Stromausgleichsschaltung (620) aufweist, um die Ausgangsströme derselben gleich zu machen.
Speichersteuervorrichtung (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elektrische Spannung von jedem der Trennschalter (700) über Elektrokabel, die diese und die ersten und zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) trennbar miteinander verbinden, an die ersten und zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen gelegt wird.
Speichersteuervorrichtung (110) nach Anspruch 1, wobei jeder der Trennschalter (700) eine der Stromausgleichsschaltungen (620) zum Ausgleichen der Ausgangsströme dieser drei Trennschalter aufweist.
Speichersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verhältnis der Summe der Stromführungsvermögen der Trennschalter (700) zur Summe der Stromführungsvermögen der ersten und zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) etwa 4/3 beträgt.
Speichersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verhältnis der Summe der Stromführungsvermögen der Trennschalter (700) zur Summe der Stromführungsvermögen der ersten und zweiten Spannungsversorgungsvorrichtungen (600) etwa 5/3 beträgt.
Speichersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste und die zweite I/O-Steuereinheit (130, 430) DC-DC-Wandler (430) enthalten.
Speichersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Stromausgleichsschaltungen (620) zur gegenseitigen Kommunikation über einen Schaltkreis miteinander verbunden sind.