JP2012248177A

JP2012248177A - 複数のオペレーションモードがあるコンピュータ・システムとそのスイッチ方法

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Publication number: JP2012248177A
Application number: JP2011240861A
Authority: JP
Inventors: Huoyuan Lin; 火元林; zhen-shun Chen; 振順陳; Han Yu Kao; ▲瀚▼宇高
Original assignee: Giga Byte Technology Co Ltd
Current assignee: Giga Byte Technology Co Ltd
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: EP2527973A1; TWI436269B; TW201248493A; US20120303945A1; JP5285756B2; EP2527973B1

Abstract

【課題】電源のオン／オフ及び記憶されたデータのアクセスにおいて、ハード・ディスク・ドライブの効率を高める。
【解決手段】複数のオペレーションモードとスイッチングモードの方法とを有するコンピュータ・システム１０であって、コンピュータ・システムは、設定信号による複数のハード・ディスク・ドライブ１０５のオペレーションモードを切り換える。チップユニット１０１は、起動プログラムを有さないハード・ディスク・ドライブ１０５２の数を検出し、ＲＡＩＤのオペレーションモードを決める。チップユニットは、対応する制御信号を作り出して、制御信号をスイッチユニット１０３に送信し、制御信号によって設定信号を作り出して、ハードディスクデバイスに送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチングシステム及びスイッチ方法に関する。そして、特に複数のオペレーションモードがあるコンピュータ・システムとそのスイッチ方法に関連する。

現在のコンピュータ・システムのハード・ディスク・ドライブの主な機能は、起動プログラム（ブートプログラム）、オペレーションシステム、およびファイルを蓄えることである。起動（ブート）手順は、コンピュータの電源を入れ、コンピュータがその後ハード・ディスク・ドライブに保存された起動プログラムをロードした後に、起動プログラムで起動手順の必須パラメータ設定を完了する。また、コンピュータをオフにするとき、コンピュータは、次の起動手順のための起動プログラムに関連する設定の変更を書き込む。

コンピュータの電源オン又はオフにおいて、コンピュータ・システムの効率は、ハード・ディスク・ドライブにアクセスする効率に非常に関連している。さらに、通常操作におけるコンピュータ・システムの効率も、ハード・ディスク・ドライブにアクセスする効率に依存している。

一般に、コンピュータ・システムのためのハード・ディスク・ドライブには、２つのタイプがある。１つは、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ：Hard Disk Drive）である、そして、もう片方がＳＳＤ（ソリッド・ステート・ドライブ：Solid State Drive）である。本明細書では、ＨＤＤとＳＳＤとを含む上位概念をハード・ディスク・ドライブと呼ぶ。

ＨＤＤの構造は、ＳＳＤより複雑である。ＨＤＤは、読み出し／書き込みヘッド、プラッタ（円盤状の記録媒体）、及びスピンドルモータを主に含んでいる。ＳＳＤは、プロセスユニットと記憶ユニットを主に含んでいる。プロセスユニットは、電気的に記憶ユニット接続し、プロセスユニットは、直接記憶ユニットにアクセスできる。

ＨＤＤは、複雑な構造のため、大きなスペースを占めるがデータ・アクセススピードが遅く、且つより多くの電力を消費する。対照的に、ＳＳＤは小さいサイズで、より高いアクセススピードを、より少ない電力消費量で提供する。

ＨＤＤの記憶容量は、ＳＳＤの記憶容量より大きいので、現在のコンピュータ・システムでは、ＨＤＤは、ＳＳＤより一般的である。さらに、ＨＤＤは、ＳＳＤより安い。しかしながら、コンピュータ・システム処理速度が向上したとき、低い能率のため、ＨＤＤは、データ・アクセス及び電源オン／オフの両システムでボトルネックになる。

米国特許第７,８９９,９８７号

本発明は、マルチプル・オペレーションとスイッチングモードの方法とを有するコンピュータ・システムを提供する。本発明は、電源のオン／オフ及び記憶されたデータのアクセスにおいて、ハード・ディスク・ドライブの効率を高める。

本発明のコンピュータ・システムは、多くのハード・ディスク・ドライブ、チップユニット、およびスイッチユニットを含んでいる。通常、少なくともハード・ディスク・ドライブの１つは、起動プログラムを含んでいて、ブート操作を実行する。チップユニットは、電気的にハード・ディスク・ドライブに接続する。そのうえ、チップユニットは、起動プログラムなしでハード・ディスク・ドライブの数を検出する。そして、チップユニットは、任意に制御信号を生成する。スイッチユニットは、電気的にチップユニットとハード・ディスク・ドライブとに接続する。スイッチユニットは制御信号を受信して、制御信号に従って設定信号をハード・ディスク・ドライブに生成する。起動プログラムのないハード・ディスク・ドライブは、ＲＡＩＤ（レイド：Redundant Array of Independent Disks）のオペレーションモードを実行する。

オペレーションモードを切り換える方法は、以下のステップを含んでいる。チップユニットは、起動プログラムなしでハード・ディスク・ドライブの数を検出して、起動プログラムなしでハード・ディスク・ドライブのＲＡＩＤのオペレーションモードを決める。チップユニットは、これに対応して制御信号を作り出し、制御信号をスイッチユニットに送信する。スイッチユニットは、起動プログラムなしで設定信号をハード・ディスク・ドライブに生成する。そして、起動プログラムのないハード・ディスク・ドライブは、ＲＡＩＤのオペレーションモードを実行する。

本発明は、ハード・ディスク・ドライブのＲＡＩＤ(Redundant Array of Independent Disks)のオペレーションモードで一般的なデータ・アクセスの効率を高めるだけではなく、記憶装置としてＨＤＤの代わりにＳＳＤを用いることによって、ハード・ディスク・ドライブの性能を促進する。ハード・ディスク・ドライブの向上した性能は、一般的なデータ・アクセス又は電源のオン/オフの手順に限られない。

更なる目的と利点は、図面と以下の詳述で明らかである。

図１は、コンピュータ・システムのブロック・チャートを示す。図２は、コンピュータ・システムのフローチャートを示す。

図１は、コンピュータ・システムのブロック・チャートを例示する。そして、図２は、本発明のコンピュータ・システムのスイッチメソッドのフローチャートを例示する。これらは、本発明の好ましい実施例である。

本発明のコンピュータ・システム１０は、チップユニット１０１、スイッチユニット１０３、および多くのハード・ディスク・ドライブ１０５を含んでいる。チップユニット１０１は、電気的にハード・ディスク・ドライブ１０５に接続する。スイッチユニット１０３は、電気的にチップユニット１０１とハード・ディスク・ドライブ１０５に接続する。少なくともハード・ディスク・ドライブ１０５のあるハード・ディスク・ドライブ１０５１が起動プログラムを含んでいる、そして、通常、ハード・ディスク・ドライブ１０５１は、起動（ブート）操作を実行する。

本発明のハード・ディスク・ドライブ１０５は、ＨＤＤ又はＳＳＤであるかもしれない。しかしながら、本発明のハード・ディスク・ドライブ１０５のタイプは、本実施形態に限られない。

本発明のスイッチユニット１０３は、制御チップ又は汎用入出力（ＧＰＩＯ：General Purpose Input Output)端子であるかもしれない。しかしながら、本発明のスイッチユニット１０３のタイプは、本実施形態に限られない。

図１及び図２に示されるように、ステップ２０１は、起動プログラムなしのハード・ディスク・ドライブの数を得るために、チップユニット１０１がハード・ディスク・ドライブ１０５のメモリスペースを検出するプロセスを実行する。検出プロセスは、ハード・ディスク・ドライブ１０５を２つの部分、起動プログラムを含む少なくとも１つのハード・ディスク・ドライブ１０５１と起動プログラムがない多くのハード・ディスク・ドライブ１０５２と、に切り離する。また、同時に、ハード・ディスク・ドライブ１０５１とハード・ディスク・ドライブ１０５２とのそれぞれの数を得る。

図２に示されるように、ステップ２０３は、チップユニット１０１に記憶されるモード設定に従って、ＲＡＩＤオペレーションモードを遂行するために、チップユニット１０１がハード・ディスク・ドライブ１０５２を切り換えるか否か決めるプロセスを実行する。そして、チップユニット１０１は、ＲＡＩＤオペレーションモードのタイプについて決める。チップユニット１０１は、決定に従って制御信号を生成して、制御信号をスイッチユニット１０３に送信する。

図２に示されるように、ステップ２０５は、スイッチユニット１０３が制御信号を受信して、制御信号に応じて、対応する設定信号を生成させるというプロセスを実行する。その後に、スイッチユニット１０３は、ハード・ディスク・ドライブ１０５２への設定信号を送信し、ハード・ディスク・ドライブ１０５２は、ＲＡＩＤオペレーションモードを実行する。

図２に示されているように、ステップ２０３において、チップユニット１０１に記憶されたモード設定は、オペレーションシステムの下のユーザによって操ることもできる。モード設定は、チップユニット１０１がＲＡＩＤオペレーションモードにオペレーションモードを切り換えるかどうか決める、そして、それは、ＲＡＩＤオペレーションモードのタイプについて決める。モード設定は、ハード・ディスク・ドライブ１０５２の数とユーザの要件とに依存している。その後、モード設定に従って、チップユニット１０１は、制御信号を生成する。

また、別の方法で、図２におけるステップ２０３に示されるように、ステップ２０３においてチップユニット１０１で記憶されたモード設定は、ユーザによってバイオス（ＢＩＯＳ）の下で操ることもできる。モード設定は、チップユニット１０１がＲＡＩＤオペレーションモードにオペレーションモードを切り換えるかどうか決める、そして、また、それは、ＲＡＩＤオペレーションモードのタイプについて決める。モード設定は、ハード・ディスク・ドライブ１０５２の数とユーザの要件とに依存している。その後、チップユニット１０１は、モード設定に対応する制御信号を生成する。

ＲＡＩＤに関する基本的特徴は、複数のハード・ディスク・ドライブ組み合わせ及びハード・ディスク・ドライブの１つの配列の形成である。ＲＡＩＤのコントローラは、より良いデータ・アクセスとバックアップ性能とを有するいろいろなＲＡＩＤオペレーションモードを提供する。一つのみのハード・ディスク・ドライブと比べて、ＲＡＩＤは、データ統合、誤り検出、および、より大きなメモリにフィットしている。ＲＡＩＤの一般的なオペレーションモードは、ＲＡＩＤ−０、ＲＡＩＤ−１、ＲＡＩＤ−１Ｅ、ＲＡＩＤ−５、ＲＡＩＤ−６、ＲＡＩＤ−７、ＲＡＩＤ−１０、およびＲＡＩＤ−５０を含んでいる。さらに、ＲＡＩＤコントローラがただ一つの論理ドライブを形成するために、複数のハード・ディスク・ドライブを一緒に結合するので、コンピュータ・システムは、ＲＡＩＤを、単一のディスク又は唯一の論理ドライブとして構成する。

本発明のＲＡＩＤのオペレーションモードは、本実施形態に限られない。事実上、ＲＡＩＤモードの様々な組み合わせがある。例えば、ＲＡＩＤ０モードは、がＳｔｒｉｐｉｎｇ／Ｓｐａｎ機能を提供する。このモードは、複数のハード・ディスク・ドライブを１つの論理ドライブに統合するが、データをいくつかの部分に切り分けて異なったハード・ディスク・ドライブにそれぞれ記憶する。ＲＡＩＤ０モードは、同時に、異なったハード・ディスク・ドライブからすべての部分データにアクセスする。ＲＡＩＤ０モードは、同時に複数のハード・ディスク・ドライブからデータにアクセスするので、ＲＡＩＤ０モードは、データ・アクセスの効率を高める。しかしながら、それは、誤り検出なしで作動するだけである。実際には、ＲＡＩＤ０＋１モードは、ＲＡＩＤ０とＲＡＩＤ１とを一緒に結合する。ＲＡＩＤ０＋１モードは、ＲＡＩＤ０モードからの高効率とＲＡＩＤ１モードからのバックアップ機能の両方を提供する。しかし、ＲＡＩＤ０＋１モードによって必要とされたハード・ディスク・ドライブは、少なくとも４つのドライブ又は４以上の偶数個を含まなければならない。本発明のＲＡＩＤモードは、ハード・ディスク・ドライブの数とユーザのアプリケーションとによって決められる。

コンピュータ・システムのオペレーションモードを切り換える方法は、起動プログラムなしである複数のハード・ディスク・ドライブに適用できる。ハード・ディスク・ドライブが起動プログラムなしであれば、方法は、ＲＡＩＤモードによるコンピュータ・システムのハード・ディスク・ドライブの性能を促進する。また、方法は、それが起動プログラムを含んでいるか否かに関係なく、ハード・ディスク・ドライブの効率を高めるため、記憶装置としてＨＤＤの代わりにＳＳＤを代用する。

本発明は、好ましい実施形態であると現在考えられる用語で説明されているが、発明は開示された実施形態に限られないことが理解されている。一方、請求の範囲に記載された範囲に含まれる色々な変形例と類似のアレンジは、請求の範囲でカバーされる意図である。したがって、請求の範囲は、本発明の範囲を定義することを意図する。

Claims

複数のオペレーションモードを有するコンピュータ・システムであって、
少なくとも起動プログラムを含むそれを実行するハード・ディスク・ドライブを１つ有する複数のハード・ディスク・ドライブと、
電気的に前記ハード・ディスク・ドライブに接続して、起動プログラムを有さないハード・ディスク・ドライブの数を検出し、且つ任意に制御信号を生成するチップユニットと、
前記チップユニット及び前記ハード・ディスク・ドライブに電気的に接続し、前記制御信号を受信して、それに従って設定信号を前記ハード・ディスク・ドライブに生成するスイッチユニットと、を備え、
少なくとも起動プログラム有さない２つのハード・ディスク・ドライブは、ＲＡＩＤのオペレーションモードを実行できるコンピュータ・システム。
前記ハード・ディスク・ドライブがＳＳＤを含む請求項１に記載のコンピュータ・システム。
前記スイッチユニットが制御チップである請求項１に記載のコンピュータ・システム。
前記スイッチユニットが汎用入出力（ＧＰＩＯ）端子である請求項１に記載のコンピュータ・システム。
コンピュータ・システムのオペレーションモードのスイッチング方法であって、
チップユニットで起動プログラムを有さないハード・ディスク・ドライブの数を検出する工程と、
前記チップユニットで前記起動プログラムを有さないハード・ディスク・ドライブのＲＡＩＤのオペレーションモードを決定する工程と、
前記チップユニットで制御信号を生成し、この制御信号をスイッチユニットに送信する工程と、
前記スイッチユニットで前記制御信号を受信して対応する設定信号を生成し、前記ハード・ディスク・ドライブに前記設定信号を送信する工程と、
前記起動プログラムを有さない少なくとも２つのハード・ディスク・ドライブのＲＡＩＤのオペレーションモードを実行する工程と、
を備えるスイッチング方法。
オペレーションシステムによって、前記チップユニットに関する前記制御信号と前記ハード・ディスク・ドライブのＲＡＩＤのオペレーションモードを決定する工程をさらに備える請求項５に記載のスイッチング方法。
ＢＩＯＳによって、前記チップユニットに関する前記制御信号と前記ハード・ディスク・ドライブのＲＡＩＤのオペレーションモードを決定する工程をさらに備える請求項５に記載のスイッチング方法。