KR100241596B1 - 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터시스템 - Google Patents

온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터시스템 Download PDF

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Abstract

이 발명은 온 보드(On-Board)된 스카시(SCSI: Small Computer System Interface)를 이용하여 레이드(RAID: Redundant Arrays of Inexpensive Disks) 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템에 관한 것으로, 하드 디스크 드라이브 및 디스플레이 장치를 포함하는 컴퓨터 시스템에 있어서,
인터페이스 컨트롤러 및 레이드 컨트롤러를 내장하는 레이드 기능부와; 중앙처리장치, 시스템 버스, 스카시 컨트롤러 및 상기 레이드 기능부가 장착되기 위한 에지 커넥터를 구비하며, 상기 레이드 기능부가 상기 에지 커넥터에 장착되면, 상기 레이드 컨트롤러가 상기 인터페이스 컨트롤러를 통해 시스템 버스에 연결되어 상기 중앙처리장치와 데이터를 입출력하도록 하고, 상기 레이드 컨트롤러가 스카시 컨트롤러를 통해 상기 하드 디스크 드라이브와 연결되도록 하여, 상기 레이드 기능부가 레이드 기능을 수행하도록 하기 위한 메인 보드를 포함하여 구성되어, 스카시 컨트롤러가 없는 레이드 카드를 에지 커넥터에 장착하고, 온 보드된 스카시 컨트롤러를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템에 관한 것이다.

Description

온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템
이 발명은 온 보드(On-Board)된 스카시(SCSI: Small Computer System Interface)를 이용하여 레이드(RAID: Redundant Arrays of Inexpensive Disks) 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 스카시 컨트롤러가 없는 레이드 카드를 옵션 카드 슬롯에 장착하고, 온 보드된 스카시 컨트롤러를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템에 관한 것이다.
컴퓨터 기술의 발달과 더불어 사용자는 보다 많은 용량을 가진 기억장치를 원하고 있으며, 기억용량이 커진 기억 장치도 그 만큼의 신뢰도를 필요로 하게 된다.
그러나, 많은 용량의 하드 디스크 드라이브(HDD: Hard Disk Drive)를 사용하기 위하여 하드 디스크 드라이브를 여러개 사용할 경우, 시스템의 신뢰도가 감소하고 하드 디스크 드라이브 운용에도 문제를 야기시킬 수 있다.
특히, 오랜시간동안 시스템이 가동되어야만 하는 은행, 전화국, 연구소 등에서 위와 같은 시스템의 안정성 문제는 매우 중요한 사안이다.
이러한 문제를 보완하기 위하여 나타난 기술이 레이드 기술이다. 현재 많은 회사들이 레이드 기술을 이용하여 고용량 서버(Server) 시스템을 판매하고 있으며, 레이드 레벨도 사용자의 편의에 따라 0, 1, 5, 10 등 많은 발전을 거듭하고 있다.
레이드란 1987년U/C berkeley에서 세 교수가 논문을 작성한 제목(A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks)의 약자로서, 저용량, 저가격의 디스크 드라이브들을 하나의 어레이로 만들어 슬레드(SLED:Single Large Expensive Drive) 보다 나은 퍼포먼스(Performance)를 얻고자 하는 것이다.
이 드라이브들은 컴퓨터에서 하나의 드라이브로 인식되므로, 이 어레이(Array)의 엠티비에프(MTBF:Mean Time Between Failure)는 하나의 드라이브의 엠티비에프와 같게 된다.
레이드는 소프트웨어에 기반한 폴트 톨러런스 솔루션(Fault Tolerance Solution)으로, 구성은 생산자의 목표와 최종 사용자의 요구에 따라서 달라질 수 있으며, 각 어레이 콘트롤러의 설계는 데이터 가용목표와 특정 운용을 성취하기 위해 다르게 구성될 수 있다.
또한, 핫 스웹(Hot Swap) 이란 에스씨에이(SCA: Single Connector Attachment)를 사용하여 전원을 오프하지 않은 상태에서 하드 디스크 드라이브를 교체할 수 있는 기능을 말하는 것으로, 이 기능을 이용하여 디스크 페일시 전원 중단없이 레이드 복구 기능을 사용하여, 데이터를 자동 복구할 수 있다.
레이드 시스템은 사용중인 디스크의 갑작스런 고장에도 계속해서 시스템을 사용할 수 있고, 쉽게 고장난 디스크의 교체가 가능하다는 장점이 있다.
앞으로는 주로 메인 프레임이나 서버에 사용되던 디스크 어레이가 데스크 톱 퍼스널 컴퓨터에도 널리 도입되는 추세이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 기술에 관하여 설명하기로 한다.
도1은 일반적인 데스크 톱 퍼스널 컴퓨터의 외관도이고,
도2는 종래의 레이드 카드를 메인보드에 장착하는 상태도이고,
도3은 종래의 스카시 컨트롤러가 온 보드된 메인보드의 외관도이다.
도1에 도시된 외관을 가지는 컴퓨터는 레이드 기능을 사용하기 위해 도2에 도시된 바와 같이, 레이드 카드(5)를 장착하여야 했다.
종래의 레이드 카드(5)는 하드 디스크 드라이브를 제외한 모든 블록이 카드(5)내에 존재하며, 그 구성은, 피씨아이 인터페이스 컨트롤러(1)와, 스카시 컨트롤러(2) 및 레이드 컨트롤러(3)를 포함하는 구조로 이루어진다.
상기 구성에 의한 레이드 카드(5)를 피씨아이 에지 커넥터(6)에 장착한 컴퓨터에서, 중앙처리장치(8)는 피씨아이 인터페이스 컨트롤러(1)의 제어를 통해 피씨아이 버스로 제어신호를 출력하여 상기 레이드 컨트롤러(3)가 레이드 기능을 수행하도록 한다.
또한, 상기 레이드 컨트롤러(3)는 스카시 컨트롤러(2)를 통해 하드 디스크 드라이브를 체크하여 에러가 있는지를 검출하고, 에러가 있으면 에러를 복구하게 된다.
상기 에러 검출 및 복구 기능은 레이드 레벨에 따라 방법에 약간씩 차이가 있으며, 주로 에러 코렉션 코드(Error Correction Code), 패리티 비트(Parity Bit) 등을 사용하여 에러를 검출, 복구한다.
레이드 컨트롤러(3)는 이 외에도 스카시 컨트롤러(2)와 함께, 하드 디스크 드라이브가 데이터의 저장 등 여러 기능을 수행하도록 제어하는 역할을 한다.
또한, 도3에 도시된 바와 같은 종래의 컴퓨터는 메인보드(7)에 커넥터(9)를 가진 스카시 컨트롤러(4)가 온 보드되어 있는데, 이 컴퓨터도 레이드 기능을 수행하기 위해서는 도2에 도시된 레이드 카드(5)를 장착하여야만 한다. 이는 스카시 컨트롤러(4)가 단독적인 스카시 컨트롤러(4)의 기능만을 수행하기 때문이다.
상기한 과정에서 알 수가 있듯이, 종래에는 레이드 카드가 스카시 컨트롤러, 피씨아이 인터페이스 컨트롤러 및 레이드 컨트롤러를 모두 탑재해야 하기 때문에 가격이 비싸고, 회로구성이 복잡해지며, 표준화된 피씨아이, 이사(EISA) 등에 부합하기 곤란한 단점이 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 종래의 단점을 해결하고자 하는 것으로, 스카시 컨트롤러가 없는 레이드 카드와 메인 보드상에 있는 스카시 컨트롤러로 레이드 기능을 구현하는, 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템을 제공하는 것이다.
도1은 일반적인 데스크 톱 퍼스널 컴퓨터의 외관도.
도2는 종래의 레이드 카드를 메인보드에 장착하는 상태도.
도3은 종래의 스카시 컨트롤러가 온 보드된 메인보드의 외관도.
도4는 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템에서, 레이드 카드의 구성도.
도5는 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템에서, 메인보드의 구성도.
도6은 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템의 구성도.
도7은 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템의 내부 블록도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은,
하드 디스크 드라이브 및 디스플레이 장치를 포함하는 컴퓨터 시스템에 있어서,
인터페이스 컨트롤러 및 레이드 컨트롤러를 내장하는 레이드 기능부와;
중앙처리장치, 피씨아이 버스, 스카시 컨트롤러 및 상기 레이드 기능부가 장착되기 위한 에지 커넥터를 구비하며, 상기 레이드 기능부가 상기 에지 커넥터에 장착되면, 상기 레이드 컨트롤러가 상기 인터페이스 컨트롤러를 통해 시스템 버스에 연결되어 상기 중앙처리장치와 데이터를 입출력하도록 하고, 상기 레이드 컨트롤러가 스카시 컨트롤러를 통해 상기 하드 디스크 드라이브와 연결되도록 하여, 상기 레이드 기능부가 레이드 기능을 수행하도록 하기 위한 메인보드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하여 이 발명을 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.
도4는 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템에서, 레이드 카드의 구성도이고,
도5는 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템에서, 메인보드의 구성도이고,
도6은 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템의 구성도이고,
도7은 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템의 내부 블록 구성도이다.
도4 내지 도7에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템의 구성은,
중앙처리장치(57), 램(58), 롬(59), 스카시 커넥터(60) 및 스카시 컨트롤러(55)가 장착된 메인보드(51)에 하드 디스크 드라이브(71)가 연결되고, 피씨아이 인터페이스 컨트롤러(43) 및 레이드 컨트롤러(42)를 구비하는 레이드 카드(41)가 상기 메인보드(51)의 슬롯(54, 56)에 장착되는 구조로 이루어진다.
상기 스카시 컨트롤러(55)와 하드 디스크 드라이브(71)간의 신호 입출력은 스카시 버스 방식이며, 상기 하드 디스크 드라이브(71)는 여러개의 하드 디스크 드라이브(72, 73, 74)의 배열인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템의 작용은 다음과 같다.
먼저 사용자는 도4에 도시된 구조로 된 레이드 카드(41)의 에지(45) 및 확장 에지(44)를 도5에 도시된 바와 같은 메인보드(51)의 슬롯(54) 및 확장 슬롯(56)에 장착한다. 이때, 레이드 카드(41)를 장착한 상태를 도6에 도시하였다.
다음, 컴퓨터의 전체를 조립한다. 이때, 외관도는 도1에 도시된 일반적인 컴퓨터와 동일하다.
다음, 사용자가 전원을 인가하면, 이 발명의 실시예에 따른 온 보드된 스카시를 이용하여 레이드 기능을 구현하는 컴퓨터 시스템의 동작이 시작된다.
동작이 시작되면, 중앙처리장치(57)는 롬(59)에 있는 바이오스를 램(58)읽어들여 포스트(POST: Power On Self Test) 과정을 수행하며, 포스트 과정에서 레이드 카드(41)가 장착되어 있으면, 스카시 컨트롤러(55)는 디스에이블 시켜 단독적인 스카시 컨트롤러(55)의 기능은 수행하지 못하도록 한다. 한편, 여기서 본 발명의 레이드 카드(41)를 장착하지 않았다면, 스카시 컨트롤러(55)는 인에이블 되어 일반적인 용도로 사용이 가능하게 된다.
다음, 포스트 과정을 수행후에, 중앙처리장치(57)는 피씨아이 버스(77), 피씨아이 인터페이스 컨트롤러(43)를 통해 레이드 컨트롤러(42)를 제어하고, 레이드 컨트롤러(42)는 스카시 컨트롤러(55)를 제어하여, 하드 디스크 드라이브(71)에서 부팅 프로그램을 램(58)에 전달한다.
그러면, 중앙처리장치(57)는 램(58)에 로딩된 부팅 프로그램으로 컴퓨터를 부팅한다.
다음, 사용자는 원하는 작업을 수행하게 된다.
이때, 작업을 수행하면서 하드 디스크 드라이브(71)로부터 입출력되는 모든 데이터는 레이드 컨트롤러(42) 및 스카시 컨트롤러(55)의 제어에 의해 입출력되므로 데이터 억세스 속도가 증가하고, 시스템의 안전성도 향상된다.
상기 과정에서 알 수가 있듯이, 종래에는 레이드 카드에 스카시 컨트롤러를 탑재했기 때문에 가격이 비싸고, 공간이 제한되었지만, 본 발명에서는 피씨아이 에지 커넥터에 레이드 컨트롤러 주요부만을 탑재한 레이드 카드를 장착하고, 확장 에지 및 확장 에지 커넥터를 이용하여 레이드 컨트롤러의 신호를 온 보드된 스카시 컨트롤러에 전달함으로써 완벽한 레이드 기능을 구현하여, 레이드 카드의 가격이 내려가고, 레이드 카드 내부의 공간도 효율적으로 이용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 멀티 채널을 요구하지 않는 로우엔드(Low-end) 서버 시스템(Server System)이나 워크스테이션(Workstation)에 적용되면, 간단히 레이드 시스템을 구성할 수도 있다.

Claims (3)

  1. 하드 디스크 드라이브 및 디스플레이 장치를 포함하는 컴퓨터 시스템에 있어서,
    인터페이스 컨트롤러 및 레이드 컨트롤러를 내장하는 레이드 기능부와;
    중앙처리장치, 시스템 버스, 스카시 컨트롤러 및 상기 레이드 기능부가 장착되기 위한 에지 커넥터를 구비하며, 상기 레이드 기능부가 상기 에지 커넥터에 장착되면, 상기 레이드 컨트롤러가 상기 인터페이스 컨트롤러를 통해 시스템 버스에 연결되어 상기 중앙처리장치와 데이터를 입출력하도록 하고, 상기 레이드 컨트롤러가 스카시 컨트롤러를 통해 상기 하드 디스크 드라이브와 연결되도록 하여, 상기 레이드 기능부가 레이드 기능을 수행하도록 하기 위한 메인보드를 포함하는 컴퓨터 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 레이드 기능부는 상기 인터페이스 컨트롤러의 신호를 입출력하기 위한 에지와,
    상기 레이드 컨트롤러가 상기 스카시 컨트롤러와 데이터를 입출력하도록 하는 확장 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기한 에지 커넥터는, 상기 레이드 기능부의 에지 및 확장 에지가 각각 장착되도록 에지 및 확장 에지 커넥터를 갖는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템.
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