JP2019153287A - ラック装着型データストレージシステム、及びプログラマブルロジックデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】複数のソリッドステートドライブを支援するためのモジュラーシステムアーキテクチャを提供する。【解決手段】ラック装着型データストレージシステムは、１つ以上のスイッチボードを含むシャーシ、一つ以上のスイッチボードとインターフェースするミッドプレーン、及びコネクタを用いてミッドプレーンと着脱可能に連結された一つ以上のデータストレージデバイスを含む。一つ以上のデータストレージデバイスの中の少なくとも一つのデータストレージデバイスは、ミッドプレーンのインターフェースするロジックデバイスを含む。ロジックデバイスは、ミッドプレーンと該当するデータストレージデバイスのデバイス特定のインターフェースを提供する。【選択図】 図１

Description

本発明はラック装着型データストレージシステム、及びプログラマブルロジックデバイスに係り、より詳しくは、複数のＳＳＤ（ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅｓ）を支援するラック装着型データストレージシステム、及びプログラマブルロジックデバイスに関する。

エッジ（ｅｄｇｅ）デバイスはエンタープライズ（ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ）又はサービス提供者のコアネットワーク（ｓｅｒｖｉｃｅ ｐｒｏｖｉｄｅｒ ｃｏｒｅ ｎｅｔｗｏｒｋｓ）に多様なモバイルデバイスによって生成されるネットワークのトラフィックのエントリーポイント（ｅｎｔｒｙ ｐｏｉｎｔ）を提供する。エッジデバイスの例示はルーター（ｒｏｕｔｅｒ）、ルーティングスイッチ（ｒｏｕｔｉｎｇ ｓｗｉｔｃｈ）、スイッチ、統合アクセスデバイス（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｃｃｅｓｓ ｄｅｖｉｃｅ）、マルチプレクサ（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）、多様なＭＡＮ（ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）とＷＡＮ（ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）のアクセスポイントなどを含む。

エッジデバイスは一つのタイプのネットワークのプロトコルと他のプロトコルとの間を変換する。一般的に、エッジデバイスはより速く、より効率的な中枢（ｂａｃｋｂｏｎｅ）及びコア（ｃｏｒｅ）ネットワークへのアクセスを提供する。エッジデバイスはＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）支援、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）、及びＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）のような向上されたサービスも提供ができる。エッジデバイスはエッジデバイスの機能及び受信（ｉｎｃｏｍｉｎｇ）と送信（ｏｕｔｇｏｉｎｇ）とのトラフィック（ｔｒａｆｆｉｃ）の通信プロトコルによって、受信されたトラフィックを修正したり、修正しなかったりする。例えば、簡単なスイッチは受信パケット（ｐａｃｋｅｔ）を修正せずに、受信トラフィックをルーティングするが、ＳＢＣ（ｓｅｓｓｉｏｎ ｂｏｒｄｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）は修正されたパケットを送る前に、受信パケットについての少しのデータ変換が行える。

モバイルデバイスからデータが生成されればされるほど、このモバイルデバイスからデータセンターに伝送されるデータの量は急速に増加する。エッジデバイスはモバイルデバイスにより生成されるローカル（ｌｏｃａｌ）データを前処理（ｐｒｅ−ｐｒｏｃｅｓｓ）したり、遠隔クラウド（ｒｅｍｏｔｅ ｃｌｏｕｄ）から基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）へワークロード（ｗｏｒｋｌｏａｄ）をオフロードイング（ｏｆｆｌｏａｄｉｎｇ）したりするための能力（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、即ち、エッジコンピューティング能力を有する。エッジデバイスのエッジコンピューティング能力は、モバイルデバイスとサービスネットワークのエンタープライズとの間のデータ伝送を効率的かつ経済的にする。

一つのシャーシー（ｃｈａｓｓｉｓ）内のデータストレージデバイスは、相異なる供給会社により製造でき、そしてそれらの意図された機能及び実行のためのターゲットアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）により異なるように構成されなければならない。相異なる供給会社から相異なるタイプのデータストレージデバイスを支援できる共通するシステムプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）が非常に望ましい。なお、ＮＦ１（Ｎｅｗ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ １）ベースのＳＳＤのように最近注目されるデータストレージデバイスを支援できる共通システムプラットフォームを有することも望ましい。

米国登録特許第９５０１１１０ Ｂ２号公報 米国公開特許第２０１７０３６４２９５Ａ１号公報 米国公開特許第２０１５０１２０８７４Ａ１号公報 米国公開特許第２０１７０２２８３２８Ａ１号公報 米国公開特許第２０１６０２３９４６０Ａ１号公報 米国公開特許第２０１７０１０２８９５Ａ１号公報 米国公開特許第２０１７０３００４４５Ａ１号公報

本発明は上述した技術的な課題を解決するために導出され、本発明は複数のソリッドステートドライブを支援するためのモジュラーシステムのアーキテクチャーを提供する。

一実施例において、ラック装着型データストレージシステムは以下を包含する。つまり、一つ以上のスイッチボードを含むシャーシと、前記一つ以上のスイッチボードとインターフェースするミッドプレーンと、コネクタを用いて前記ミッドプレーンと着脱可能に連結された一つ以上のデータストレージデバイスである。前記一つ以上のデータストレージデバイスの中の少なくとも一つのデータストレージデバイスは、前記ミッドプレーンとインターフェースするロジックデバイスを含む。前記ロジックデバイスは、前記ミッドプレーンと該当するデータストレージデバイスのデバイス特定インターフェースを提供する。前記少なくとも一つのデータデバイスは、前記コネクタのピン上の信号に基づいて第１プロトコルにより前記のロジックデバイスを用いて構成され、前記少なくとも一つのデータストレージデバイスは前記ロジックデバイスを用いて前記コネクタの前記ピン上の信号の変化に基づいて第２プロトコルにより再構成できる。

他の実施例において、プログラマブルロジックデバイスは、レジスタと、一つ以上のＢＭＣ（ｂａｓｅｂｏａｒｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｏａｒｄ）マルチプレクサと、スロットマルチプレクサとを包含する。プログラマブルロジックデバイスは、データストレージシステムのミッドプレーンに集積され、前記ミッドプレーンは、一つ以上のデータストレージデバイスを挿入するための複数のコネクタを含むドライブベイ（ｄｒｉｖｅ ｂａｙ）を含む。前記プログラマブルロジックデバイスは、前記一つ以上のＢＭＣマルチプレクサのそれぞれのＢＭＣマルチプレクサを利用し、一つ以上のスイッチボードの一つ以上のＢＭＣにインターフェースを提供して、一つ以上のデータストレージデバイスの動作を管理する。前記一つ以上のＢＭＣマルチプレクサのそれぞれは、前記スロットマルチプレクサと連結されて前記一つ以上のスイッチボードのＢＭＣが、前記一つ以上のデータストレージデバイスと同時に通信可能にする。前記プログラマブルロジックデバイスは、前記一つ以上のＢＭＣのそれぞれが前記レジスタにアクセスすることにより、第１プロトコルにより前記一つ以上のデータストレージデバイスにデバイス特定のインターフェースを提供する。前記プログラマブルロジックデバイスは、前記一つ以上のデータストレージデバイスに対応する前記複数のコネクタのピンの変化に基づいて、第２プロトコルによって前記一つ以上のデータストレージデバイスの中の少なくとも一つのデータストレージデバイスを再構成できる。

イベントの具現及び組合わせの多様で新規な細部事項を含む、前述した特徴と他の好ましい特徴は、添付図面を参照しながら、より具体的に説明し、請求の範囲において言及する。本文で説明する特定のシステム及び方法は限定としてではなく、ただの例示として図示する。当業者が理解できるように、本文で説明した原理及び特徴は、本開示の範囲を逸脱せずに多様で数多くの実施例で利用できる。

本発明の実施例によると、共通システムプラットフォームはＭ．２コネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）を利用するＮＦ１（Ｎｅｗ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ １）ベースのＳＳＤのような最近作られたデバイスだけではなくて、標準Ｕ．２コネクタ（例えば、ＰＭ１７２５ａ／１７３５ ＳＳＤ）を有するＮＶＭｅーｏＦデバイスを支援できる。

本明細書の一部としての添付図面は、現在の望ましい実施例を図示し、前述した一般的な説明、及び以下の望ましい実施例の詳しい説明とともに本文で説明する原理を説明して教示するために提供する。

一実施例による２Ｕシャーシにおいて具現された例示的なデータストレージシステムのブロック図である。 他の実施例による２Ｕシャーシにおいて具現された例示的なデータストレージシステムのブロック図である。 一実施例によるデータストレージシステムのミッドプレーン内に含まれた例示的なＣＰＬＤのブロック図である。 一実施例による２個の小型フォームファクターＳＳＤを含む例示的なデータストレージデバイスの図である。 一実施例による１Ｕシャーシで具現される例示的なデータストレージシステムのブロック図である。 一実施例による図５のデータストレージシステム内で利用される例示的なデータストレージデバイスの図である。

図面は、一定の比率で図示せず、類似の構造又は機能の要素は図面の全体にわたって類似の参照番号によって表示する。図面は、単に本文で説明する多様な実施例の説明を容易にするためと意図する。図面は本文で開示する教示のすべての態様を説明せず、請求の範囲を限定しない。

本文で開示する特徴及び教示の各々は、複数のソリッドステートドライブ（ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅｓ）を、支援するためのモジュラー（ｍｏｄｕｌａｒ）システムアーキテクチャを、提供するためのシステム及び方法を提供するために他の特徴及び教示と分離され、又は共に活用される。多くの追加的な特徴及び教示を、分離し、そして共に活用する代表的な例示は、添付した図面を参照してより詳細に説明する。詳しい説明は、本教示を実施するための態様のための追加の細部事項を当業者に教示するためと意図し、請求の範囲を限定しない。よって、詳しい説明で前述した特徴の組み合せは教示を実施するのに必須的ではない可能性があり、本教示の代表的な例示を特に説明する。

以下の説明で、単に説明の目的のために、特定の名称を、本開示の完全な理解を提供するために提示する。しかし、当業者には、特定の細部事項が本開示の教示を実施するのに要求されないことが明らかであろう。

本文の詳細な説明の一部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する動作のアルゴリズム及び記号的表現の側面から提示する。アルゴリズムの説明及び表現は、データ処理分野における当業者が研究内容を他の当業者に効果的に伝達するために利用される。アルゴリズムは、一般的に、望みの結果を誘導するステップの一貫性のある順序で考えられる。ステップは、物理量の物理的操作を要求するステップである。一般的に、必ずしもそうではないが、このような量は格納、伝送、結合、比較、及びその他の操作が可能な電気的又は磁気的信号の形態を取る。主に共通活用の理由で、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数字などとして、これらの信号が参照されることが、時には便利である。

しかし、これらのすべての用語及び類似の用語は、適切な物理量に関連され、ただ、このような量に適用される便利なラベルであることに留意しなければならない。以下の説明で明らかに異なるように、特に記述しない限り、説明の全体にわたり、「処理（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」、「コンピューティング」、「計算」、「判断」、「表示（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ）」などのような用語を活用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理的（電子）量として表現されたデータを、コンピュータシステムのメモリ、レジスタ、他の情報ストレージ、伝送、又はディスプレイデバイス内の物理量として同様に表現される他のデータに操作して変形するコンピュータシステム、又は同様の電子コンピューティングデバイスの動作とプロセスを参照することが明らかである。

なお、代表的例示及び従属項の多様な特徴は、本教示の追加の有用な実施例を提供するために、具体的かつ明示的に列挙しない方式で結合される。すべての値の範囲又はエンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）のグループの表示は、請求された主題を制限する目的だけではなく、本来の開示を目的として、すべての可能な中間値又は中間エンティティを開示する。図面に示す構成要素の寸法及び形状は、本教示がどのように実施されるかの理解を助けるために設計されたものや、例示において示した寸法及び形状に限定しようとする意図でないことを、また明示する。

本開示は、相異なる供給会社によって作成された他のＮＶＭｅ−ｏＦ（ｎｏｎ−ｖｏｌａｔｉｌｅ ｍｅｍｏｒｙ ｅｘｐｒｅｓｓ（ＮＶＭｅ）ｏｖｅｒ ｆａｂｒｉｃｓ）デバイスを支援できる共通システムプラットフォーム、そしてＮＶＭｅデバイス又はＮＶＭｅ−ｏＦデバイスで構成されうるマルチモード（ｍｕｌｔｉ−ｍｏｄｅ）ストレージデバイスを説明する。一実施例において、本共通システムプラットフォームは、複数のＮＶＭｅ又はＮＶＭｅ−ｏＦデバイスをそれぞれ収容できるミッドプレーン（ｍｉｄｐｌａｎｅ）と１つ以上のマザーボード（ｍｏｔｈｅｒｂｏａｒｄｓ： ＮＶＭｅデバイスの場合）又は一つ以上のスイッチボード（ｓｗｉｔｃｈｂｏａｒｄｓ：ＮＶＭｅ−ｏＦデバイスの場合）を含むラック装着型シャーシ（ｒａｃｋ−ｍｏｕｎｔａｂｌｅ ｃｈａｓｓｉｓ又はエンクロージャー（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ））を呼称する。本共通システムプラットフォームは、Ｍ．２コネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）を利用するＮＦ１（Ｎｅｗ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ １）ベースのＳＳＤのような最近作られたデバイスだけではなく、標準Ｕ．２コネクタ（例えば、ＰＭ１７２５ａ／１７３５ ＳＳＤ）を有するＮＶＭｅ−ｏＦデバイスを支援できる。

マルチモードのＮＶＭｅ−ｏＦ（ｎｏｎ−ｖｏｌａｔｉｌｅ ｍｅｍｏｒｙ ｅｘｐｒｅｓｓ（ＮＶＭｅ）ｏｖｅｒ ｆａｂｒｉｃｓ）デバイスは、知られている位置から、又はシャーシタイプのピン、例えば、ピンＥ６若しくはマルチモードＮＶＭｅ−ｏＦデバイスが挿入されたシャーシのタイプに応じたＵ．２コネクタの供給会社によって定義された予約のピンから情報を検出することにより、ＮＶＭｅ又はＮＶＭｅ−ｏＦプロトコルのいずれか一つを支援する。マルチモードのＮＶＭｅ−ｏＦデバイスがＮＶＭｅシャーシのドライブベイ（ｄｒｉｖｅ ｂａｙ）に挿入されると、Ｕ．２コネクタの４つのＰＣＩｅ（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｅｘｐｒｅｓｓ）レーン（ｌａｎｅ）のすべてのエンベデッド（ｅｍｂｅｄｄｅｄ）ＰＣＩｅエンジンによって駆動される。この場合、ＮＶＭｅ−ｏＦデバイスは、エンベデッドイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）エンジンを非活性化して（ｄｉｓａｂｌｅ）、すべてのＮＶＭｅコマンド及び機能が支援されたり活性化されたりする（ｅｎａｂｌｅ）。一方では、マルチモードＮＶＭｅ−ｏＦデバイスがＮＶＭｅ−ｏＦシャーシのドライブベイに挿入されると、ＮＶＭｅ−ｏＦ装置のイーサネット（登録商標）ポートが活性化され、データプレーン（ｄａｔａ−ｐｌａｎｅ）として使用する。このモードで、ｂｙ−４（Ｘ４）のＰＣＩｅレーンは２つのｂｙ−２（Ｘ２）のＰＣＩｅレーンとしての２つの制御プレーン（ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｌａｎｅ）として動作する。

一実施例による本共通システムプラットフォームのミッドプレーンは、ＮＶＭｅデバイス又はＮＶＭｅ−ｏＦデバイスのいずれか一つから構成される、本マルチモードのストレージデバイスだけでなく、ＮＶＭｅ及びＮＶＭｅ−ｏＦデバイスの両方を支援できる。
ＮＶＭｅモードで構成されると、本マルチモードのストレージデバイスは、ＮＶＭｅデバイスとして機能し（又は動作して）、ＮＶＭｅ−ｏＦモードで構成されると、本マルチモードのストレージデバイスは、一つ以上のイーサネットポートに対するＵ．２コネクタ上のＳＡＳピンを利用して、ＮＶＭｅ−ｏＦデバイスとして機能する（又は動作する）。

一実施例による本共通システムプラットフォームのミッドプレーンは、ＨＡ（ｈｉｇｈ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）（デュアルポート（ｄｕａｌ−ｐｏｒｔ））モード及びｎｏｎ−ＨＡ（非ＨＡ）モード（シングルポート（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｏｒｔ））の両方を支援する。ミッドプレーンは、２つのスイッチボードが２つのＰＣＩｅスイッチのＮＴＢ（Ｎｏｎ−Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｂｒｉｄｇｅ）を介して互いに通信するＨＡモードを支援するために、高速の、クロック（ｃｌｏｃｋ）及び制御信号に予めルーティング（ｒｏｕｔｉｎｇ ）される。一般的に、ＨＡモードを支援できるＮＶＭｅ−ｏＦデバイスは、より高価である場合もある。本共通システムプラットフォームは、ＨＡ及びｎｏｎ−ＨＡモードの両方を支援するミッドプレーンを利用するシステムの構成及びアプリケーションに基づいてＨＡ及びｎｏｎ−ＨＡモードの両方を支援することにより、経済的効果を提供する。ｎｏｎ−ＨＡモード構成されると、本共通システムプラットフォームは、制御プレーンとしてすべての標準特徴のために一つのｂｙ−２（Ｘ２）のＰＣＩｅレーンを利用する。
ＨＡモードで構成されると、本共通システムプラットフォームは、４つのＰＣＩｅレーンをポート（Ａ）及びポート（Ｂ）のための２つのｂｙ−２（Ｘ２）ＰＣＩレーンにそれぞれ分ける。イーサネット信号は、主イーサネットポート（例えば、Ｅｔｈ０）のためのいくつかのＳＡＳピン（例えば、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５及びＳ６）と副イーサネットポート（例えば、Ｅｔｈ１）のための他のＳＡＳピン（例えば、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１２及びＳ１３）を利用する。ピン（Ｅ２５、ＤｕａｌＰｏｒｔ＿ＥＮ＃）は、デュアルポートの構成を活性化するために利用される。例えば、ピン（Ｅ２５）がロー（ｌｏｗ）になると、ＮＶＭｅ−ｏＦデバイスはデュアルポートモードで動作し、そうでなければ、ＮＶＭｅ−ｏＦデバイスはシングルポートモードで動作する。
２つのＰＣＩｅスイッチ１０６は、それぞれのＮＴＢポートを介して相互に連結される。

ＮＶＭｅ−ｏＦの場合、本共通システムプラットフォームのスイッチボードは、制御プレーンとして２つのｂｙ−２（Ｘ２）のＰＣＩｅレーンを利用して、追加的なコストなしに、シャーシに取り付けられたＮＶＭｅ−ｏＦデバイスのそれぞれと通信する。同じミッドプレーンがＮＶＭｅベースのシャーシ又はＮＶＭｅ−ｏＦベースのシャーシの両方のために利用される。したがって、本共通システムのプラットフォームは、より速い市場投入までの期間、及びより低い開発リスクを提供できる。本共通システムのプラットフォームは、データストレージシステムの性能を線形的に調整でき、スロット（ｓｌｏｔ）当たり小型フォームファクタ（Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ）当たり、より多くのＳＳＤを提供する。

一実施例において、既存のＰＣＩｅドライバ（ｄｒｉｖｅｒ）は、本共通システムプラットフォーム、及び本マルチモードのストレージデバイスを支援するための修正なしに利用される。なお、本共通システムプラットフォームは、１Ｕ及び２Ｕシャーシのような多様なフォームファクタ（ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒｓ）のマザーボード又はスイッチボードを再使用できる。

本共通システムのプラットフォームは、同じデータストレージデバイスがＮＶＭｅデバイス又はＮＶＭｅ−ｏＦデバイスとして利用されるので、データストレージデバイスのユニット当たりのエッジ（ｅｄｇｅ）デバイス又はデータストレージサーバのコストを下げることができる。なお、本マルチモードのデータストレージデバイスは、多様な製品に使用され、及び／又はデータセンター内のラック装着型シャーシに取り付けられる。

一実施例による本共通システムプラットフォームのミッドプレーンは、ミッドプレーンの動作を管理するＣＰＬＤ（ｃｏｍｐｌｅｘ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ：プログラマブル複合的論理デバイス）を含む。ＣＰＬＤは、Ｉ２Ｃ及び／又はＳＭＢｕｓを介して取り付けられたマザーボード又はスイッチボードのＢＭＣと通信する。各マザーボード又はスイッチボードのＢＭＣは、それに取り付けられた、相異なるタイプのデータストレージデバイスの行動（又は動作）を検出し、調整するのに役立つ。

一実施例によるミッドプレーンは、コンピュータを利用した支援を提供しない可能性がある。代わりに、ミッドプレーンとＳＳＤとの間に配置されるＳＳＤインターポーザカード（ＳＳＤ ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｒ ｃａｒｄ、図示せず）は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでミッドプレーンとインターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：接続又は連結）して、それ自身のインターフェーシング（ｉｎｔｅｒｆａｃｉｎｇ）の最適化を管理する。例えば、ＳＳＤインターポーザカードは、ＢＭＣと連携して、ミッドプレーンとともに取り付けられたＳＳＤを管理する。

本共通システムプラットフォームのミッドプレーンは、複数のＳＳＤが連結される１つ以上のエッジＳＳＤコントローラを含む。ミッドプレーンは、システムの構成の、例えば、１Ｕ及び２Ｕシャーシに応じて一つ以上のエッジＳＳＤコントローラをマザーボードやスイッチボードに連結するように構成される。複数のエッジＳＳＤコントローラのそれぞれは、複数のＳＳＤの、例えば、４つのイーサネットＳＳＤ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＳＳＤｓ： ｅＳＳＤｓ）と直接インターフェースする。ｅＳＳＤのそれぞれは、それ自身のもっと軽いＡＳＩＣを有し、例えば、ＮＧＳＦＦ（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ）又はＮＦ１（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ）の標準と互換可能な小型フォームファクタを有する。

図１は、一実施例による２Ｕシャーシにおいて具現された例示的なデータストレージシステムのブロック図である。データストレージシステム１００Ａは、２Ｕラック装着型シャーシで並んで配置される２つのスイッチボード（１０１ａ、１０１ｂ）を含む。２つのスイッチボードに（１０１ａ、１０１ｂ）は、シャーシ内のそれ自身の配置を除いては同一である。システム構成に応じて、データストレージシステム１００Ａは、ただ１つのスイッチボードを含む。以下で、２つのスイッチボード（１０１ａ、１０１ｂ）は、集合的に又は独立的に、スイッチボード１０１と称す。

スイッチボード（１０１ａ、１０１ｂ）のそれぞれは、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）１０２、ＢＭＣ（ｂａｓｅｂｏａｒｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１０３、イーサネットスイッチコントローラ１０５、ＰＣＩｅスイッチ１０６、イーサネットポーとＰＣＩｅポートを含む複数のアップリンク（ｕｐｌｉｎｋ）ポート１１４、共通ミッドプレーン１５１を介して、複数のデータストレージデバイス１５０（例えば、ＮＶＭｅ ＳＳＤ又はｅＳＳＤ）とインターフェースする高速コネクタ１１５、及び管理ＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）ポート１１６を含む。データストレージシステム１００Ａの例示は、サムスン電子（株）によって設計されて製造されたＰＭ１７２５ａ ＮＶＭｅ ＳＳＤである。以下で、用語、データストレージデバイス及びｅＳＳＤは、いくつかの実施例で説明の便宜のために交換して利用される。しかし、データストレージデバイス１５０は、任意のタイプのデータストレージデバイスの、例えば、ＮＶＭｅ ＳＳＤ、イーサネットＳＳＤ及びＮＶＭｅ ＳＳＤ又はＮＶＭｅ−ｏＦ ＳＳＤで構成されるマルチモードＳＳＤである。

ＢＭＣ１０３は、多様なセンサ、例えば、パワー状態センサー（図示せず）及び温度センサーを利用して、スイッチボード１０１の物理的な状態をモニタリング（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）できるローカルサービスプロセッサである。
ＢＭＣ１０３は、ディスプレイを有するポータブルデバイスを使用して、管理ＬＡＮポート１１６又はＳＭＢｕｓ（ｓｙｓｔｅｍ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｕｓ：システム管理バス）（図示せず）のような独立的な通信経路を介してサービスマネージャーと通信する。

アップリンクポート１１４は、アプリケーションを実行するホストコンピュータに連結され、ホストコンピュータで実行されるアプリケーションは、データストレージデバイス１５０にアクセスしてアップリンクポート１１４を介してデータを格納し、格納されたデータにアクセスする。データストレージシステム１００ＡがＮＶＭｅ−ｏＦシステムであれば、ホストコンピュータは、イーサネット、ファイバチャネル（Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）、インフィニバンド（ＩｎｆｉｎｉＢａｎｄ）のような、ファブリック（ｆａｂｒｉｃ）ネットワークを介してデータストレージデバイス１５０にアクセスする。

例えば、アップリンクポート１１４の各々は、１００ギガビットイーサネット（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ：Ｇｂｅ）ポートである。ＮＶＭｅ−ｏＦの場合、ホストコンピュータは、イーサネットパケットをデータストレージデバイス１５０上のデータを読み取り、修正し、そして書込むコマンドを含むスイッチボード１０１に伝送する。ＮＶＭｅの場合、データストレージデバイス１５０は、従来のＸ８６ベースのマザーボード（図示せず）に取り付けられる。

管理ＬＡＮポート１１６は、外部の管理スイッチ（図示せず）に連結される。システムマネージャーは、ＩＰＭＩ（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）のプロトコルを使用して管理ＬＡＮポート１１６を介して複数のスイッチボードの状態を直接管理（又はモニタリング）する。ＩＰＭＩのプロトコルはＩＰＭＩメッセージを利用して、管理ＬＡＮポート１１６を介して、システムマネージャーとＢＭＣ１０３との間の通信を許容する。スイッチボード１０１は、他の構成要素、回路、及び／又はサブシステム、例えば、一つ以上のＤＤＲ４（ｄｕａｌ ｄａｔａ ｒａｔｅ ４）ＤＩＭＭｓ（ｄｕａｌ ｉｎ−ｌｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ ｍｏｄｕｌｅｓ）を包含し、データストレージデバイス１５０へのデータ伝送、及びデータストレージデバイス１５０からのデータ伝送を容易にし、データストレージデバイス１５０を制御して効果的に管理する。

一実施例によれば、最大２４個のデータストレージデバイス１５０が、データストレージシステム１００Ａのスイッチボード（１０１ａ、１０１ｂ）のそれぞれに連結される。従って、合計２４個のデータストレージデバイス１５０は、データストレージシステム１００Ａに取り付けられる。例えば、スイッチボード１０１ａは、イーサネットポート０を介してｅＳＳＤ１からｅＳＳＤ２４まで連結され、そしてスイッチボード１０１ｂは、イーサネットポート１を介してｅＳＳＤ１からｅＳＳＤ２４まで連結される。各ｅＳＳＤは最大７００ｋ ＩＯＰｓ（ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）まで支援できる。データストレージシステム１００Ａの評価された性能は、ランダムリード（ｒｅａｄ）の入出力（Ｉ／Ｏ）に対して、約１６８０万ＩＯＰｓ（又は約１６８０ ＩＯＰｓ：各 ｅＳＳＤ 当たり２４×７００ｋ ＩＯＰＳ）である。

ｅＳＳＤ１乃至ｅＳＳＤ２４のそれぞれはＮＶＭｅモード又はＮＶＭｅ−ｏＦモードで動作するように構成される。例えば、データストレージデバイス１５０は、ＮＶＭｅ−ｏＦモードで動作するように構成されるＮＶＭｅ−ｏＦデバイス（又はｅＳＳＤ）である。この場合、４つのＰＣＩｅレーンの中の２つ（２Ｘ ＰＣＩｅ）は、第１スイッチボード１０１ａの高速コネクタ１１５に連結されるように構成され、そして残りの２つのＰＣＩｅレーンは、第２スイッチボード１０１ｂの高速コネクタ１１５に連結されるように構成される。同様に、第１イーサネットポート（Ｅｔｈ０）は、第１スイッチボード１０１ａの高速コネクタ１１５に連結されるように構成され、そして第２イーサネットポート（Ｅｔｈ１）は、第２スイッチボード１０１ｂの高速コネクタ１１５に連結されるように構成される。データストレージデバイス１５０のそれぞれに伝送され、データストレージデバイス１５０のそれぞれから受信されるイーサネット及びＰＣＩｅトラフィック（ｔｒａｆｆｉｃ）は、イーサネットスイッチコントローラ１０５及びＰＣＩｅスイッチ１０６を介してそれぞれルーティング（ｒｏｕｔｉｎｇ）される。

一実施例によるミッドプレーン１５１は、ミッドプレーンの動作を管理するＣＰＬＤ（ｃｏｍｐｌｅｘ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）１５２を含む。ＣＰＬＤ１５２は、取り付けられたスイッチボード１０１のＢＭＣ１０３と通信する。ＣＰＬＤ１５２及び各スイッチボード１０１のＢＭＣ１０３は、シャーシに取り付けられた相異なるタイプのデータストレージデバイス１５０の行動（又は動作）を検出し、調整するのに役立つ。例えば、ＣＰＬＤ１５２は、高速コネクタ１１５上のデータストレージデバイス１５０に対応する特定のピン上の電圧を測定することにより、各スロット内のデータストレージデバイス１５０の存在／不存在を検出する。

ＣＰＬＤ１５２は、ＢＭＣ１０３ついての多様な支援を提供し、データストレージデバイス１５０を管理する。例えば、ＣＰＬＤ１５２は、専用のＳＭＢｕｓ及び／又はＩ２Ｃポートを介してＢＭＣ１０３を取り付けられたデータストレージデバイス１５０（データストレージシステム１００Ａ内の最大２４個まで）に連結する。ＣＰＬＤ１５２は、各データストレージデバイス１５０が同じセンサーアドレスを有する制約のために、ＢＭＣ１０３が一度に１つずつデータストレージデバイス１５０と通信できるようにする。データストレージデバイス１５０は、２．５’’小型フォームファクタを有するドライブを支援するシャーシの各ドライブスロットに取り付けられる。ＣＰＬＤ１５２は、ＢＭＣ１０３に連結されたＩ２Ｃポートをまた支援（又は提供）して、データストレージデバイス１５０の各グループのパワーオン／オフを可能にする保護メカニズム（ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）との信頼可能なＩ２Ｃ通信を支援（又は提供）できる。ＣＰＬＤ１５２は、（可能な場合）ＰＭＢｕｓを介してＰＳＵ（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｕｎｉｔ：パワー供給部）の情報にアクセスすることにより、最大２４個のデータストレージデバイス１５０のミッドプレーン１５１上の表示灯（例えば、ドライブ障害ＬＥＤ）をさらにオン（ｏｎ）し、ロジック制御及びパワーオン／ダウン（ｐｏｗｅｒ−ｏｎ／ｄｏｗｎ）のタイミング制御をリセット（ｒｅｓｅｔ）する。

一実施例によるデータストレージシステム１００Ａは、ＰＤＢ（ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｂｏａｒｄ：分電盤）１５３を含む。分電盤１５３は、スイッチボード（１０１ａ、１０１ｂ）のそれぞれのホットスワップコントローラ（ｈｏｔ ｓｗａｐ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、図示せず）にパワー（例えば、１２Ｖ）を供給するために余分のＰＳＵ（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｕｎｉｔ：パワー供給部）を含む。ホットスワップコントローラは、スイッチボード１０１をパワーオフせずに、データストレージデバイス１５０が、シャーシに取り付けられたり、又はシャーシから着脱されたりする（つまり、データストレージデバイス１５０は、リムーバブルデータストレージデバイスである）。

図２は他の実施例による２Ｕシャーシにおいて具現された例示的なデータストレージシステムのブロック図である。データストレージシステム１００Ｂは１個又は２個のスイッチボード（１１１ａ、１１１ｂ）、分電盤１５３及びミッドプレーン１６１を含む。データストレージシステム１００Ｂが２個のスイッチボード（１１１ａ、１１１ｂ）を包含すると、２個のスイッチボード（１１１ａ、１１１ｂ）はシャーシー内のそれ自身の配置を除外して同一である。システムの構成によっては、データストレージシステム１００Ｂは、ただ１個のスイッチボードを包含する。以下で、２個のスイッチボード（１１１ａ、１１１ｂ）は集合的に又は独立的にスイッチボード１１１と称す。

図１のデータストレージシステム１００Ａと同様に、データストレージシステム１００Ｂは２Ｕシャーシに囲まれて、そして２個のスイッチボード（１１１ａ、１１１ｂ）を含む。データストレージシステム１００Ｂは、相異なるタイプのイーサネットスイッチコントローラー１０７、そしてデータストレージシステム１００Ａのデータストレージデバイス１５０のフォームファクターと相異なるフォームファクターを有するデータストレージデバイス２５０を収容するためのミッドプレーン１６１のドライブベイを包含できる。データストレージデバイス（１５０、２５０）は同一のＭ．２コネクタを利用できる。

構造的な差異に起因して、データストレージデバイス２５０とインターフェースするためのミッドプレーン１６１に含まれたＳＳＤコントローラーは、データストレージシステム１００Ａのミッドプレーンに含まれたＳＳＤコントローラと比較して相異なる構成及び設計を有する。例えば、データストレージシステム１００Ｂのスイッチボード１１１に含まれたイーサネットスイッチコントローラー１０７は、ブロードコム社（Ｂｒｏａｄｃｏｍ）により設計されて制作されたトライデントシリーズ（Ｔｒｉｄｅｎｔ ｓｅｒｉｅｓ）のスイッチボードであるが、図１に図示したデータストレージシステム１００Ａのスイッチボード１０１に含まれたイーサネットスイッチコントローラー１０５は、ブロードコム社により設計されて制作されたトマホークシリーズ（Ｔｏｍａｈａｗｋ ｓｅｒｉｅｓ）のスイッチボードである。データストレージシステム１００Ｂのスイッチボード１１１に含まれたイーサネットスイッチコントローラー１０７がデータストレージシステム１００Ａのスイッチボード１０１に含まれたイーサネットスイッチコントローラー１０５より安価であるので、データストレージシステム１００Ｂのコストはデータストレージシステム１００Ａのコストとほぼ同じであったり、少なかったりする。しかし、これはネットワーキングアプリケーションよりストレージアプリケーションにもっと適合する、より大きなサイズのバッファを有する。なお、データストレージシステム１００Ｂのデータストレージデバイス２５０の個別ＩＯＰＳ性能（例えば、５５０ｋ ＩＯＰＳ）がデータストレージシステム１００Ａのデータストレージデバイス１５０のＩＯＰＳ性能（例えば、７００ｋ ＩＯＰＳ）より低い可能性であるにもかかわらず、同時かつ独立的にアクセスされるデータストレージデバイス１５０の増加された個数（例えば、データストレージシステム１００Ｂの４８個のデータストレージデバイス２５０対データストレージシステム１００Ａの２４個のデータストレージデバイス１５０）によりデータストレージシステム１００ＢのＩＯＰＳ性能はデータストレージシステム１００ＡのＩＯＰＳ性能と同一であるか、より勝る。

一実施例において、データストレージシステム１００Ｂに含まれたデータストレージデバイス２５０は、一つ以上のＮＧＳＦＦフォームファクターＳＳＤ（本文で、またＮＦ１ＳＳＤと称される。）を有する。いくつかの実施例において、ＮＧＳＦＦ又はＮＦ１フォームファクターは、またＭ．３フォームファクターと称される。ＮＦ１ ＳＳＤはＭ．２コネクタを利用するものの、幅広いＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）を収容するフォームファクターを有して追加的な回路（例えば、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣ）及び／又はＮＡＮＤパッケージのためのさらに多くの空間を提供する。例えば、ＮＦ１ ＳＳＤは３０．５ｍｍの幅と１１０ｍｍの長さを有する。一方、標準Ｍ．２モジュールは多様な幅（例えば、１２、１６、２２及び３０ｍｍ）と長さ（１６、２６、３０、３８、４２、６０、８０、１１０ｍｍ）を可能とする。一実施例において、各々のデータストレージデバイス２５０はデータストレージシステム１００Ｂに取り付けられ、同時かつ独立的にアクセスされるＳＳＤの最大個数が４８になるように２個のＳＳＤを収容できる。一方、図１に図示したデータストレージシステム１００Ａのデータストレージデバイス１５０は、ただ１個のＳＳＤを有し、データストレージシステム１００Ａに取り付けられるＳＳＤの最大個数は２４である。

一実施例によるスイッチボード（１１１ａ、１１１ｂ）のイーサネットスイッチコントローラ１０７は、イーサネットリピータ（ｒｅｐｅａｔｅｒ）又はリタイマ（ｒｅ−ｔｉｍｅｒ）と交替される。イーサネットスイッチコントローラ１０７に含まれたリピータは、高速コネクタ１１５を介してアップリンクポート１１４とダウンリンクポートとの間のイーサネット信号のアクティブパススルー（ａｃｔｉｖｅ ｐａｓｓ−ｔｈｒｏｕｇｈ）を、データストレージデバイス２５０に提供する。例えば、第１スイッチボード１１１ａのリピータは、第１スイッチボード１１１ａに取り付けられたｅＳＳＤ（１−２４）のポート（０’ｓ）だけでなく、ミッドプレーン１６１を介して第２スイッチボード１１１ｂに取り付けられたｅＳＳＤ（１−２４）のイーサネットポート（１’ｓ）のイーサネット信号をアクティブパススルー（つまり、長距離の信号伝送のために信号を増幅）する。同様に、第２スイッチボード１１１ｂのリピータは、第２スイッチボード１１１ｂに取り付けられたｅＳＳＤ（１−２４）のポート（１’ｓ）だけでなく、ミッドプレーン１６１を介して、第１スイッチボード１１１ａ に取り付けられたｅＳＳＤ（１−２４）のイーサネットポート（０’ｓ）のイーサネット信号をアクティブパススルーする。

ＨＡモードで、スイッチボード１１１ａのＰＣＩｅスイッチ１０６は、取り付けられたｅＳＳＤのＵ．２コネクタの２つのＰＣＩｅレーンの（０、１）を第１イーサネットポート（イーサネットポート０）のためのコントロールプレーンとして利用できる。ＳＡＳポート０の第１組は、第１イーサネットのために使用される。スイッチボード（１１１ａ又はは１１１ｂ）のＰＣＩｅスイッチ１０６は、すべてのｅＳＳＤ（１乃至２４）のＰＣＩｅポートＡと通信する。同様に、スイッチボード１１１ｂのＰＣＩｅスイッチ１０６は取り付けられたｅＳＳＤのＵ．２コネクタの２つのＰＣＩｅレーン（２、３）を第２イーサネットポートのための制御プレーンとして利用する。ＳＡＳポート１の第２組は、第２イーサネットポート（たとえば、イーサネットポート１）のために使用される。スイッチボード１１１ｂのＰＣＩｅスイッチ１０６は、すべてのｅＳＳＤ（１乃至２４）のＰＣＩｅポート１と通信する。

取り付けられたｅＳＳＤの各々は、ＰＣＩｅスイッチ１０６とｅＳＳＤとの間で樹立された制御プレーン上のＰＣＩｅスイッチ１０６を介してＢＭＣ１０３に、一部のデバイス特定の情報を提供する。制御プレーンを介して伝達される、このようなデバイス特定の情報の例示は、ｅＳＳＤの発見（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）の情報とＦＲＵ情報とを含むが、これに限定されない。

ミッドプレーン１６１は、図１のデータストレージシステム１００Ａで使用される同じミッドプレーンである。しかし、データストレージシステム１００Ｂは、ただ一つのＳＳＤを含む（例えば、データストレージデバイス１５０は、１つのＰＭ１７２５ａ ＳＳＤを含む）データストレージシステム１００Ａに比べて、同時かつ独立的にアクセスされる、１つ以上のＮＦ１ ＳＳＤ（例えば、データストレージデバイス２５０は、２つのＳＳＤを含む）を収容する。データストレージデバイス２５０に含まれたＳＳＤのそれぞれの最大のＩ／Ｏパフォーマンスは５５０ｋ ＩＯＰｓある。この場合、データストレージシステム１００Ｂの予想される最大のＩ／Ｏ性能は、２４５０万ＩＯＰｓ（又は２４５０００００ ＩＯＰｓ：各ＳＳＤ当たり４８×５５０ｋ ＩＯＰｓ）である。一実施例において、データストレージシステム１００Ｂは、１つのＳＳＤを有する１つ以上のデータストレージデバイス１５０を、また収容する。つまり、図１のデータストレージデバイス１５０は、データストレージシステム１００Ｂ（Ｍ．２コネクタを有する）と逆に互換されるが、図１のデータストレージシステム１００Ａで適切に機能する図２に図示したデータストレージデバイス２５０を有するように、新しい制御ロジックの設計が必要になる。新しい制御ロジックは、ＳＳＤインターポーザカード内で又はデータストレージデバイス２５０内部的に具現される（例えば、図４の制御ロジックデバイス３５１）。１つのＳＳＤは１つのＰＣＩｅ ＲＰ（ｒｏｏｔ ｐｏｒｔ：ルートポート）を要求する。データストレージデバイス２５０内の２つのＳＳＤは、２つのＰＣＩｅルートポートを要求し、これらは新しい制御ロジックによって具現される必要がある。この場合、データストレージシステム１００Ｂの最大性能は、２６４０万の最大ＩＯＰｓ（２６，４００，０００ ＩＯＰｓ、即ち、２４個のｅＳＳＤ ２５０、及びｅＳＳＤ ２５０内の２つのＳＳＤの各々当たり５５０ｋ ＩＯＰｓ）から３３６０万の最大ＩＯＰＳ（３３，６００，０００ ＩＯＰＳ、即ち 、４８個のｅＳＳＤ ２５０、及びｅＳＳＤ ２５０内の２つのＳＳＤの各々当たり７００ｋ ＩＯＰｓ）に増加する。システム構成と目標コストに応じて、相異なるＩ／Ｏパフォーマンスは、相異なるデータストレージシステム及び異なるデータストレージデバイスを選択することにより、達成される。

図３は、一実施例によるデータストレージシステムのミッドプレーン内に含まれた例示的なＣＰＬＤのブロック図である。データストレージシステム２００は、２つのスイッチボード（２０１ａ、２０１ｂ）、ミッドプレーン２５１及び各コネクタ２８１（例えば、Ｕ．２コネクタ、Ｍ．２コネクタ）を介してミッドプレーン２５１に取り付けられた複数のデータストレージデバイス２５０を含む。分電盤２６７は、ＰＭＢｕｓ２６６を介してＣＰＬＤ２５２のレジスタにアクセスする。Ｉ２Ｃ又はスロットマルチプレクサ２６３は、ＢＭＣ２０３を活性化するのに使用されて、一度に１つずつｅＳＳＤ ２５０と通信する。ＢＭＣマルチプレクサ２６２は、システムに１つ以上のＢＭＣ２０３が存在するときに使用される。スイッチボードの２０１のそれぞれは、ＢＭＣ２０３と図１、図２で示したデータストレージシステム（１００Ａ、１００Ｂ）について説明したように、他の構成要素（図示せず）を有している。図示の便宜のために、図３は、スイッチボード２０１内にＢＭＣ２０３だけを図示する。ミッドプレーン２５１は、ＣＰＬＤ２５２とＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）チップに格納される、ＶＰＤ２６５（ｖｉｔａｌ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄａｔａ：必須製品データ）を含む。ＶＰＤ２６５は、スイッチボード２０１の製造業者によって設定された製品特定のデータを含む。

２つのスイッチボード（２０１ａ、２０１ｂ）が互いの上に配置されること（例えば、図２）の代わりに並んで配置されると（例えば、図１）、スイッチボード２０１のそれぞれとミッドプレーン２５１との間のインターフェース領域が半分に減少するので、スイッチボード２０１のそれぞれとミッドプレーン２５１との間の複数のインターフェースピンを有するコネクタを配置するのに十分な物理的空間がない可能性がある。

ＢＭＣ２０３は、ＣＰＬＤ２５２のレジスタ空間にアクセスして取り付けされたｅＳＳＤ２５０のそれぞれの構成を設定して、状態を読んで、又は行動（または動作の）を遂行する。ＣＰＬＤ２５２のレジスタは、構成レジスタ２７１、活性ＢＭＣ ＩＤ２７２、スロットＩＤ２７３、およびＰＲＳＮＴ（ｐｒｅｓｅｎｔ：存在）レジスタ２７４を含むが、これに限定されない。活性ＢＭＣ ＩＤ２７２は、２つのスイッチボードに（２０１ａ、２０１ｂ）のＢＭＣの（２０３ａ、２０３ｂ）の中で、活性ＢＭＣの識別子を示す。スロットＩＤ２７３は、データストレージシステムのドライバスロットの、例えば、１乃至２４は、それぞれに対する識別子を示す。
ＰＲＳＮＴレジスタ２７４は、スロットＩＤ２７３によって識別されたものとして、該当するスロット内の各ｅＳＳＤ２５０の存在／不存在の状態を示す。

システムがブートされたり、リセットされたりした後に、ＣＰＬＤ２５２は、第２スイッチボード２０１ｂがシャーシに存在するか否かに関係なく、第１スイッチボード２０１ａ上のＢＭＣ２０３ａを活性ＢＭＣとしてＣＰＬＤ２５２によってデフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）で指定する。活性ＢＭＣ２０３ａがパワーダウンされたり故障したりすると、他のＢＭＣ２０３ｂが活性ＢＭＣの役割を有する。デフォルトＢＭＣ２０３ａが故障から復旧されると、ＢＭＣ２０３ａは、ＢＭＣ２０３ｂから活性の役割を受け取る。

活性ＢＭＣは、活性なＢＭＣとターゲットのｅＳＳＤ２５０との間のＳＭＢｕｓ／Ｉ２Ｃ連結を有する特定の適切なスロットＩＤ２７３を有するレジスタの状態を読み取ったり、書き込んだりして各ｅＳＳＤ２５０を構成する。連結が樹立された後に、ＢＭＣ２０３は、コマンドをターゲットのｅＳＳＤ２５０のセンサーアドレスに伝送する。ＢＭＣ２０３は、またドライブ及びスロットの状態レジスタを読み取り、ターゲットのｅＳＳＤに対する意図された行動（又は動作）を遂行する。

図４は、一実施例による２個の小型フォームファクタＳＳＤを含む例示的なデータストレージデバイスの図である。データストレージデバイス３５０は、制御ロジックデバイス３５１（例えば、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣ）、各ＳＳＤ（例えば、ＮＦ１ ＳＳＤ）の表面積を提供するための２つの上部の構成要素の領域（３５３ａ、３５３ｂ）、制御ロジックデバイス３５１のプロセッササブシステム（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ：ＰＳ）及びプログラマブルロジック（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ； ＰＬ）のそれぞれに連結されるメモリ（３５２ａ、３５２ｂ）を含む。制御ロジックデバイス３５１は、他の構成要素、例えば、電圧レギュレータ（ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）、Ｉ２Ｃスイッチとともにデータストレージデバイス３５０のＰＣＢの一側面に配置される。制御ロジックユニット３５１は、コネクタ（例えば、Ｕ．２コネクタ、Ｍ．２コネクタ）を介して図２のスイッチボード１０１上のＰＣＩｅスイッチ（例えば、ＰＣＩｅスイッチ１０６）と通信し、データストレージデバイス３５０に含まれた２つの小型フォームファクタのＳＳＤを構成し、動作させる。一実施例に基づいて、データストレージデバイス３５０は、ＨＡモード又はｎｏｎ−ＨＡモードで動作するように構成される。ＰＣＩｅ ＲＰが、２つのＸ４デバイス又はＤｕａｌＰｏｒｔ＿Ｅｎ＃ピンが表明された（ａｓｓｅｒｔｅｄ）ことを検出すると、ＰＣＩｅ ＥＰ＃２とイーサネットポートが活性化される。なお、データストレージデバイス３５０は、図１のデータストレージデバイス１５０として、ホットスワップが可能である（例えば、パワーオフせずに挿入又は削除される）。図４で、図示したデータストレージデバイス３５０のブロック配置は、それぞれのＳＳＤの上部の構成要素の領域３５３が、制御ロジックデバイス３５１及びメモリ３５２（そして、他の構成要素）から離隔されて配置されることを図示する。しかし、物理的な配置で、データストレージデバイス３５０に含まれる２つのＳＳＤの上部の構成要素の領域３５３は、部分的に又は完全に制御ロジックデバイス３５１の領域と重なってデータストレージデバイス３５０が占めるフットプリント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を減らす。

一実施例において、制御ロジックデバイス３５１は、パワー損失（ｐｏｗｅｒ−ｌｏｓｓ又は電力損失）の保護を提供する。一般的なパワー オフサイクルの間に、ホストコンピュータは、時間を割り当てて、データストレージデバイス３５０に待機コマンドを伝送することにより、データの整合性を保存する。予期せぬパワー損失の場合、データストレージデバイス３５０の内部バッファ（例えば、ＤＲＡＭ）内のキャッシュ（ｃａｃｈｅ）されたデータが失われる。キャッシュされたデータの損失は、ユーザーがシャーシからデータストレージデバイス３５０のプラグを抜く場合だけでなく、予期せぬ停電（ｐｏｗｅｒ ｏｕｔａｇｅ）から発生する。制御ロジックデバイス３５１は、予期せぬパワーシャットダウン（ｐｏｗｅｒ ｓｈｕｔｄｏｗｎ：電力遮断）によるデータの損失を防ぐ。故障又はホットスワップの検出のとき、データストレージデバイス３５０に含まれたＳＳＤは、すぐにその中に（例えば、タンタルキャパシタ）貯蔵されたエネルギーを利用して、バッファ内のキャッシュされたデータをフラッシュメモリに伝送するのに十分な時間を提供して、データ損失の防止を保障する。パワー損失からの保護のために、バッファからフラッシュメモリへのデータ伝送のタイミング及びレイテンシ（ｌａｔｅｎｃｙ）は、データストレージデバイス３５０のタイプに応じて変化する。

図５は、一実施例による１Ｕシャーシで具現される例示的なデータストレージシステムのブロック図である。
１Ｕシャーシは、スイッチボード４０１及びミッドプレーン４５１を含む。スイッチボード４０１は、ＣＰＵ４０２（例えば、Ｘ８６プロセッサ）、ＢＭＣ４０３、ＰＣＩｅスイッチ４０６、イーサネットスイッチコントローラ４０７、管理ＬＡＮポート４１６、アップリンクポート４１４、及びミッドプレーン４５１を介して１つ以上のｅＳＳＤ４５０とインターフェースする高速コネクタ４１５を含む。スイッチボード４０１は、図２のスイッチボード（１１１ａ、１１１ｂ）と同一である。図２の同じスイッチボード（１１１ａ、１１１ｂ）が再使用されるが、ミッドプレーン４５１は、１Ｕシャーシで機能するために新しい制御ロジック（例えば、ＦＰＧＡ及びＡＳＩＣ）を必要とする。

一実施例によるミッドプレーン４５１は、一つ以上のエッジＳＳＤコントローラ４５５を含む。各エッジＳＳＤコントローラ４５５は、最大４つのデータストレージデバイス４５０（例えば、ｅＳＳＤ）をサポートし、制御する。

一実施例によるミッドプレーン４５１は、取り付けられたデータストレージデバイス４５０をパワーオン／オフするためにＢＭＣ４０３のための保護メカニズムとの通信を提供するように構成されたＩＣ２スイッチ４５２を含む。ＢＭＣ４０３は、各グループ内のデータストレージデバイス４５０が、同じセンサーアドレスを有する制約のために、各データストレージデバイス４５０と一回に一つずつ通信する。
ＮＦ１フォームファクタを有するデータストレージデバイス４５０は、エッジＳＳＤコントローラの各ドライブスロットに取り付けられる。各エッジＳＳＤコントローラ４５５は、４つのデータストレージデバイス４５０の組み合わされた（又は結合された）グループをパワーオン／オフする。

図６は、一実施例による図５のデータストレージシステム４００内で利用される例示的なデータストレージデバイスの図である。データストレージデバイス４５０は、コネクタ（例えば、Ｕ．２コネクタ、Ｍ．２コネクタ）を介して、図５のエッジＳＳＤコントローラ４５５に取り付けられるのに適したＮＦ１フォームファクタ（Ｍ．３フォームファクタ又はＮＧＳＦＦと称されることもある）を有する。データストレージデバイス４５０は、上部の構成要素の領域５５３に搭載される（取り付けられる）１つ以上のフラッシュデバイス（例えば、ＳＳＤ）と通信するように構成される制御ロジックデバイス５５１（例えば、ＡＳＩＣ）を含む。

一実施例において、ラック装着型データストレージシステムは、以下を含む。つまり、１つ以上のスイッチボードを含むシャーシと、一つ以上のスイッチボードとインターフェースするミッドプレーンと、コネクタを利用してミッドプレーンと着脱可能に連結された一つ以上のデータストレージデバイスと、である。一つ以上のデータストレージデバイスの中の少なくとも一つのデータストレージデバイスは、ミッドプレーンとインターフェースするロジックデバイスを含む。ロジックデバイスは、ミッドプレーンと該当するデータストレージデバイスのデバイス特定のインターフェースを提供する。少なくとも一つのデータストレージデバイスは、コネクタのピン上の信号に基づいて、第１プロトコルにより、前記ロジックデバイスを用いて構成され、少なくとも１つのデータストレージデバイスは、ロジックデバイスを利用して、コネクタのピン上の信号の変化に基づいて第２プロトコルにより再構成できる。

ロジックデバイスは、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）又はＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）である。

コネクタは、Ｕ．２コネクタである。

コネクタは、Ｍ．２コネクタである。

一つ以上のデータストレージデバイスは、ＮＦ１（ｎｅｗ ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒ １）標準と互換可能な少なくとも一つのＮＦ１ ＳＳＤ（ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅ）を含む。

一つ以上のデータストレージデバイスは、少なくとも一つのＮＶＭｅ ＳＳＤ及びＮＶＭｅ−ｏＦ ＳＳＤを含む。

ピンは、コネクタの供給者によって定義された、予約のピンである。

シャーシは、２Ｕシャーシであり、ラック装着型データストレージシステムは、２Ｕシャーシで互いの上に配置される第１スイッチボード及び第２スイッチボードを含む。

ミッドプレーンは、２４個のＳＳＤを挿入するドライブベイ（ｄｒｉｖｅ ｂａｙ）を有する。

ラック装着型データストレージシステムは、１Ｕシャーシ内の１つのスイッチボードを含む。

ラック装着型データストレージシステムは、２Ｕシャーシで並んで配置される第１スイッチボード及び第２スイッチボードを含む。

ミッドプレーンは、一つ以上のデータストレージデバイスの存在を検出し、一つ以上のデータストレージデバイスの動作を管理する１つ以上のスイッチボードのＢＭＣ（ｂａｓｅｂｏａｒｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｏａｒｄ）とインターフェースを提供するためのプログラマブルロジックデバイスを含む。

ミッドプレーンは、４８個のＳＳＤを挿入するドライブベイ（ｄｒｉｖｅ ｂａｙ）を有する。

ミッドプレーンは、ＨＡ（ｈｉｇｈ−ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）モード又はｎｏｎ−ＨＡモードで動作するように構成可能な一つ以上のデータストレージデバイスを構成する。

他の実施例において、プログラマブルロジックデバイスは、以下を含む。つまり、レジスタと、一つ以上のＢＭＣ（ｂａｓｅｂｏａｒｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｏａｒｄ）マルチプレクサと、スロットマルチプレクサと、である。プログラマブルロジックデバイスは、データストレージシステムのミッドプレーンに集積、具現又は統合され、ミッドプレーンは、一つ以上のデータストレージデバイスを挿入するための複数のコネクタを含むドライブベイ（ｄｒｉｖｅ ｂａｙ）を含む。プログラマブルロジックデバイスは、一つ以上のＢＭＣマルチプレクサのそれぞれのＢＭＣマルチプレクサを利用して、一つ以上のスイッチボードの一つ以上のＢＭＣにインターフェースを提供し、１つ以上のデータストレージデバイスの動作を管理する。一つ以上のＢＭＣマルチプレクサの各々は、スロットマルチプレクサと連結されて一つ以上のスイッチボードのＢＭＣが一つ以上のデータストレージデバイスと同時に通信可能にする。プログラマブルロジックデバイスは、一つ以上のＢＭＣのそれぞれがレジスタにアクセスするようにすることにより、第１プロトコルにより一つ以上のデータストレージデバイスに、デバイス特定のインターフェースを提供する。プログラマブルロジックデバイスは、少なくとも一つのデータストレージデバイスに対応する複数のコネクタのピンの変化に基づいて、第２プロトコルにより一つ以上のデータストレージデバイスの中の少なくとも一つのデータストレージデバイスを再構成できる。

プログラマブルロジックデバイスは、データストレージシステムの一つ以上のスイッチボードとインターフェースする。

プログラマブルロジックデバイスは、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）である。

レジスタは、構成レジスタ、活性ＢＭＣ ＩＤ、スロットＩＤ及び存在レジスタを含む。

ピンは、前記コネクタの供給者によって定義された予約のピンである。

以上、複数のソリッドステートドライブを支援するためのモジュラーシステムアーキテクチャを提供するためのシステム及び方法を具現する多様な実施例を説明した。開示した例示的な実施例から多様な修正及び離脱は、当業者に理解できる。本発明の範囲内に有ると意図した主題は、以下の特許請求の範囲において提供される。

本発明は、複数のソリッドステートドライブを支援するためのモジュラーシステムアーキテクチャの具現に有用である。

１００Ａ、１００Ｂ、４００ データストレージシステム
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１１１、２０１，４０１ スイッチボード
１０２、４０２ ＣＰＵ
１０３、２０３、４０３ ＢＭＣ
１０５、１０７、４０７ イーサネットスイッチコントローラ
１０６、４０６ ＰＣＩｅスイッチ
１１４、４１４ アップリンクポート
１１５、４１５ 高速コネクタ
１１６、４１６ 管理ＬＡＮポート
１５０、２５０、３５０、４５０ データストレージデバイス
１５１、１６１、２５１、４５１ ミッドプレーン
１５２、２５２ ＣＰＬＤ
１５３、２６７ 分電盤（ＰＤＢ）
２６２ ＢＭＣマルチプレクサ
２６３ スロットマルチプレクサ
２６５ ＶＰＤ
２６６ ＰＭＢｕｓ
２７１ 構成レジスタ
２７２ 活性ＢＭＣＩＤ
２７３ スロットＩＤ
２７４ ＰＲＳＮＴレジスタ
２８１ コネクタ
３５１、５５１ 制御ロジックデバイス
３５２ メモリ
３５３ 上部の構成要素の領域
４１７ ＤＤＲ４
４５２ ＩＣ２スイッチ
４５５ エッジＳＳＤコントローラ
５５３ 上部の構成要素の領域

Claims (19)

1. 一つ以上のスイッチボードを含むシャーシ（ｃｈａｓｓｉｓ）と、
   前記一つ以上のスイッチボードとインターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）するミッドプレーン（ｍｉｄｐｌａｎｅ）と、
   コネクタを用いて前記ミッドプレーンと着脱可能に連結された一つ以上のデータストレージデバイスと、を包含し、
   前記一つ以上のデータストレージデバイスの中の少なくとも一つのデータストレージデバイスは、前記ミッドプレーンとインタフェースするロジックデバイスを包含し、
   前記ロジックデバイスは、前記ミッドプレーンと該当するデータストレージデバイスのデバイス特定のインターフェースを提供し、
   前記少なくとも一つのデータストレージデバイスは、前記コネクタのピン上の信号に基づいて、第１プロトコルにより前記ロジックデバイスを用いて構成され、
   前記少なくとも一つのデータストレージデバイスは、前記ロジックデバイスを用いて前記コネクタの前記ピン上の前記信号の変化に基づいて、第２プロトコルにより再構成可能である、ことを特徴とするラック装着型データストレージシステム。
2. 前記ロジックデバイスは、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）又はＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）である、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
3. 前記コネクタは、Ｕ．２コネクタである、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
4. 前記コネクタは、Ｍ．２コネクタである、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
5. 前記一つ以上のデータストレージデバイスは、ＮＦ１（ｎｅｗ ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒ １）標準と互換可能な少なくとも一つのＮＦ１ ＳＳＤ（ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅ）を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
6. 前記一つ以上のデータストレージデバイスは、少なくとも一つのＮＶＭｅ ＳＳＤ及びＮＶＭｅ−ｏＦ ＳＳＤを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
7. 前記ピンは、前記コネクタの供給者によって定義された予約のピンである、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
8. 前記シャーシは２Ｕシャーシであり、
   前記ラック装着型データストレージシステムは、前記２Ｕシャーシから互いの上に配置される第１スイッチボード及び第２スイッチボードを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
9. 前記ミッドプレーンは、２４個のＳＳＤを挿入するドライブベイを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
10. 前記ラック装着型データストレージシステムは、１Ｕシャーシ内の１つのスイッチボードを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
11. 前記ラック装着型データストレージシステムは、２Ｕシャーシで並んで配置される第１スイッチボード及び第２スイッチボードを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
12. 前記ミッドプレーンは、前記一つ以上のデータストレージデバイスの存在を検出し、前記一つ以上のデータストレージデバイスの動作を管理する前記一つ以上のスイッチボードのＢＭＣ（ｂａｓｅｂｏａｒｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｏａｒｄ）とインターフェースを提供するためのプログラマブルロジックデバイスを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
13. 前記ミッドプレーンは、４８個のＳＳＤを挿入するドライブベイを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
14. 前記ミッドプレーンは、ＨＡ（ｈｉｇｈ−ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）モード又は非ＨＡモードで動作するように構成可能な、前記一つ以上のデータストレージデバイスを構成する、ことを特徴とする請求項１に記載のラック装着型データストレージシステム。
15. レジスタと、
    一つ以上のＢＭＣ（ｂａｓｅｂｏａｒｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｏａｒｄ）マルチプレクサと、
    スロットマルチプレクサと、を包含し、
    プログラマブル（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ）ロジックデバイスは、データストレージシステムのミッドプレーンに集積され、前記ミッドプレーンは、一つ以上のデータストレージデバイスを挿入するための複数のコネクタを含む、ドライブベイを包含し、
    前記プログラマブルロジックデバイスは、前記一つ以上のＢＭＣマルチプレクサのそれぞれのＢＭＣマルチプレクサを利用して、一つ以上のスイッチボードの一つ以上のＢＭＣにインターフェースを提供して前記一つ以上のデータストレージデバイスの動作を管理し、
    前記一つ以上のＢＭＣマルチプレクサのそれぞれは、前記スロットマルチプレクサと連結されて前記一つ以上のスイッチボードのＢＭＣが前記一つ以上のデータストレージデバイスと同時に通信可能にし、
    前記プログラマブルロジックデバイスは、前記一つ以上のＢＭＣのそれぞれが、前記レジスタにアクセスすることにより、第１プロトコルにより前記一つ以上のデータストレージデバイスに、デバイス特定のインターフェースを提供し、
    前記プログラマブルロジックデバイスは、前記一つ以上のデータストレージデバイスに対応する前記複数のコネクタのピンの変化に基づいて、第２プロトコルにより前記一つ以上のデータストレージデバイスの中の少なくとも一つのデータストレージデバイスを再構成できる、ことを特徴とするプログラマブルロジックデバイス。
16. 前記プログラマブルロジックデバイスは、前記データストレージシステムの前記一つ以上のスイッチボードとインターフェースする、ことを特徴とする請求項１５に記載のプログラマブルロジックデバイス。
17. 前記プログラマブルロジックデバイスは、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）である、ことを特徴とする請求項１５に記載のプログラマブルロジックデバイス。
18. 前記レジスタは、構成レジスタ、活性のＢＭＣ ＩＤ、スロットＩＤ、及び存在レジスタを含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のプログラマブルロジックデバイス。
19. 前記ピンは、前記コネクタの供給者によって定義された予約のピンである、ことを特徴とする請求項１５に記載のプログラマブルロジックデバイス。

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