KR101209916B1

KR101209916B1 - 파이버 채널 인터페이스 컨트롤러를 갖는 ｒａｉｄ 기반 저장소 컨트롤 보드 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR101209916B1
Application number: KR1020120010245A
Authority: KR
Inventors: 조병철
Original assignee: 주식회사 태진인포텍
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2012-12-11
Also published as: KR20120089215A; WO2012105812A3; WO2012105812A2; US20120198116A1; US8438324B2

Abstract

본 발명의 실시예들은 파이버 채널 인터페이스 컨트롤러를 갖는 (예를 들면, 하이브리드) 복수 배열 독립 디스크(RAID: Redundant Array of Independent Disks) 기반 저장소 컨트롤 보드 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 PCI-e(Peripheral Component Interconnect express) 인터페이스 및 파이버 채널(FC: Fibre Channel) 인터페이스 컨트롤러와 함께 하이브리드 RAID 컨트롤러를 갖는 저장소 컨트롤 보드에 관한 것이다. 일 실시예에서, RAID 컨트롤러는 입력/출력(I/O) 허브 및 (일 이상의) PCI-e 슬롯 세트에 결합되고, 이들은 파이버 채널(FC: Fibre Channel) 애드온 카드, 직렬 접속 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(SAS: Serial Attached Small Component System Interface) 애드온 카드, 또는 PCI-e 브리지 애드온 카드와 같은 카드들을 받을 수 있다. I/O 허브는 각각이 메인 메모리 모듈 등에 결합될 수 있는, FC 인터페이스 컨트롤러 및 (적어도 하나의) 프로세서 세트에 결합될 수 있다.

Description

파이버 채널 인터페이스 컨트롤러를 갖는 ＲＡＩＤ 기반 저장소 컨트롤 보드 및 그 구동 방법{RAID-BASED STORAGE CONTROL BOARD HAVING FIBRE CHANNEL INTERFACE CONTROLLER AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 (예를 들면, 하이브리드) 복수 배열 독립 디스크(RAID: Redundant Array of Independent Disks) 기반 저장소 컨트롤 보드 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 PCI-e(Peripheral Component Interconnect express) 인터페이스 및파이버 채널 인터페이스 컨트롤러와 함께 하이브리드 RAID 컨트롤러를 갖는 저장소 컨트롤 보드 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2010.04.20.자로 출원되고, "RAID CONTROLLER FOR A SEMICONDUCTOR STORAGE DEVICE"로 명명되었으며, 공통 소유되고, 동시 계류중인 미국 출원 번호 12/763,688의 일부 실시예에 관련되며, 이의 모든 내용이 여기에 참조로서 병합된다. 또한, 본 출원은 2010.08.02.자로 출원되고, "HYBRID RAID CONTROLLER"로 명명되었으며, 공통 소유되고, 동시 계류중인 미국 출원 번호 12/848,281의 일부 실시예에 관련되며, 이의 모든 내용이 여기에 참조로서 병합된다. 또한, 본 출원은 2010.08.02.자로 출원되고, "RAID CONTROLLER HAVING MULTI PCI BUS SWITCHING"으로 명명되었으며, 공통 소유되고, 동시 계류중인 미국 출원 번호 12/848,348의 일부 실시예에 관련되며, 이의 모든 내용이 여기에 참조로서 병합된다. 또한, 본 출원은 2010.09.19.자로 출원되고, "HYBRID RAID CONTROLLER HAVING MULTI PCI BUS SWITCHING"으로 명명되었으며, 공통 소유되고, 동시 계류중인 미국 출원 번호 12/885,518의 일부 실시예에 관련되며, 이의 모든 내용이 여기에 참조로서 병합된다. 또한, 본 출원은 2011.02.01.자로 출원되고, 대리인 정리 번호 SSD-0016을 가지며, "RAID-BASED STORAGE CONTROL BOARD"로 명명되었으며, 공통 소유되고, 동시 계류중인 미국 출원 번호 13/018,501의 일부 실시예에 관련되며, 이의 모든 내용이 여기에 참조로서 병합된다.

더 많은 컴퓨터 저장소에 대한 필요가 증가함에 따라, 보다 효율적인 솔루션이 추구되고 있다. 알려진 바와 같이, 데이터 저장 매체로서 기계적 방식으로 데이터를 저장/판독하는 다양한 하드 디스크 솔루션이 존재한다. 불행하게도, 하드 디스크와 관련된 데이터 프로세싱 속도는 종종 느려진다. 또한, 기존 솔루션들은 아직도 데이터 저장 매체와 호스트 간의 인터페이스로서, 고속 데이터 입력/출력 성능을 갖는 메모리의 데이터 프로세싱 속도를 따라잡지 못하는 인터페이스를 사용하고 있다. 따라서, 기존 영역에는, 메모리 디스크의 성능이 적절히 활용되지 못하는 문제점이 존재한다.

일반적으로, 본 발명의 실시예들은 파이버 채널 인터페이스 컨트롤러를 갖는 (예를 들면, 하이브리드) 복수 배열 독립 디스크(RAID: Redundant Array of Independent Disks) 기반 저장소 컨트롤 보드에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 PCI-e(Peripheral Component Interconnect express) 인터페이스 및 파이버 채널(FC: Fibre Channel) 인터페이스 컨트롤러와 함께 하이브리드 RAID 컨트롤러를 갖는 저장소 컨트롤 보드에 관한 것이다. 일 실시예에서, RAID 컨트롤러는 입력/출력(I/O) 허브 및 (일 이상의) PCI-e 슬롯 세트에 결합되고, 이들은 파이버 채널(FC: Fibre Channel) 애드온 카드, 직렬 접속 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(SAS: Serial Attached Small Component System Interface) 애드온 카드, 또는 PCI-e 브리지 애드온 카드와 같은 카드들을 받을 수 있다. I/O 허브는 FC 인터페이스 컨트롤러 및 (적어도 하나의) 프로세서 세트에 결합될 수 있다. 프로세서 세트 각각은 메인 메모리 모듈 등에 결합될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예는, PCI-e(Peripheral Component Interconnect express) 인터페이스를 갖는 RAID 컨트롤러; 상기 RAID 컨트롤러에 결합되는 입력/출력(I/O) 허브; 상기 I/O 허브에 결합되는 파이버 채널(FC: Fibre Channel) 인터페이스 컨트롤러; 및 상기 RAID 컨트롤러에 결합되는 PCI-e 슬롯 세트를 포함하는, 복수 배열 독립 디스크(RAID: Redundant Array of Independent Disks) 기반 저장소 컨트롤 보드를 제공한다.

본 발명의 제2 실시예는, PCI-e(Peripheral Component Interconnect express) 인터페이스를 갖는 RAID 컨트롤러를 포함하고, 상기 RAID 컨트롤러는, 휘발성 반도체 메모리 세트를 포함하는 SSD 메모리 디스크 유닛 세트에 결합되는 디스크 마운트 세트; 상기 디스크 마운트 세트에 결합되어 상기 SSD 메모리 디스크 유닛 세트를 모니터링하는 디스크 모니터링 유닛 세트; 상기 디스크 모니터링 유닛 세트 및 상기 디스크 마운트 세트에 결합되어 상기 디스크 마운트 세트를 제어하는 디스크 플러그 앤 플레이 컨트롤러 세트; 상기 디스크 모니터링 유닛 세트 및 상기 디스크 마운트 세트에 결합되어 고속 호스트 인터페이스 기능을 제공하는 고속 호스트 인터페이스 세트; 상기 RAID 컨트롤러에 결합되는 입력/출력(I/O) 허브; 상기 I/O 허브에 결합되는 파이버 채널(FC: Fibre Channel) 인터페이스 컨트롤러; 및 상기 RAID 컨트롤러에 결합되는 PCI-e 슬롯 세트를 포함하는, 복수 배열 독립 디스크(RAID: Redundant Array of Independent Disks) 기반 저장소 컨트롤 보드를 제공한다.

본 발명의 제3 실시예는, PCI-e(Peripheral Component Interconnect express) 인터페이스를 갖는 RAID 컨트롤러를 제공하는 단계; 상기 RAID 컨트롤러에 입력/출력(I/O) 허브를 결합하는 단계; 상기 I/O 허브에 파이버 채널(FC: Fibre Channel) 인터페이스 컨트롤러를 결합하는 단계; 및 상기 RAID 컨트롤러에 PCI-e 슬롯 세트를 결합하는 단계를 포함하는, 복수 배열 독립 디스크(RAID: Redundant Array of Independent Disks) 기반 저장소 컨트롤 보드의 제조 방법을 제공한다.

PCI-익스프레스(PCI-e) 타입의 RAID 제어 저장 장치는 PCI-익스프레스 인터페이스를 통한 호스트와 메모리 디스크 간 데이터 통신 시 호스트와 메모리 디스크 간에 전송/수신되는 데이터 신호의 동기화를 조절함으로써 호스트에 대해 저속 데이터 프로세싱 속도를 지원하고 동시에 메모리 디스크에 대해 고속 데이터 프로세싱 속도를 지원하며, 이에 의해 기존 인터페이스 환경에서 최대의 고속 데이터 프로세싱을 가능하게 하는 메모리 성능을 지원한다.

본 발명의 이러한 특징들 및 다른 특징들이 첨부되는 도면들과 함께 본 발명의 다양한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명들로부터 보다 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCI-e 타입의 RAID 제어 저장 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SSD 세트에 결합되는 RAID 컨트롤러의 보다 상세한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 RAID 기반 저장소 컨트롤 보드이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 3의 RAID 컨트롤러의 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 3의 RAID 컨트롤러의 다른 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 3의 RAID 컨트롤러의 또 다른 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 고속 SSD의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 유닛을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도면들은 크기 조정될 필요가 없다. 도면들은 본 발명의 구체적인 파라미터들을 나타내지 않고, 단지 개략적으로만 나타낼 뿐이다. 도면들은 단지 본 발명의 통상적인 실시예를 도시하며, 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 도면에서, 유사한 참조번호는 유사한 구성요소를 나타낸다.

이하 예시적인 실시예를 도시하는 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시예가 보다 완전하게 설명될 것이다. 그러나, 본 개시는 많은 다른 형태로 실시될 수도 있으며, 이하의 예시적인 실시예에 제한되는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 이러한 예시적인 실시예들은 본 개시가 완전하고 완벽해짐과 동시에 당업자에게 본 개시의 범위가 완전히 전달될 수 있도록 제공된다. 상세한 설명에서, 잘 알려진 구성 및 기술들에 대한 상세한 설명은 나타내어지는 실시예의 불필요한 불명확성을 피하게 위해 생략된다.

여기에 사용되는 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 목적으로만 사용되며 본 개시를 제한하지 않는다. 여기에 사용되는 단수형 "일", "하나", 및 "그" 는 문맥이 명확히 다른 것을 나타내지 않는 이상, 복수형을 포함하는 것이다. 또한, "일", "하나" 등의 용어 사용은 양의 한정을 의미하지 않고, 오히려 참조되는 항목이 적어도 하나 존재한다는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는", 또는 "구성된다" 및/또는 "구성되는"이라는 용어는 기술되는 특징, 영역, 정수, 단계, 동작, 구성요소, 및/또는 컴포넌트의 존재를 명시하며, 일 이상의 다른 특징, 영역, 정수, 단계, 동작, 구성요소, 컴포넌트, 및 또는 이의 그룹들의 존재 또는 추가를 불가능하게 하는 것이 아니다. 또한, 여기에 사용되는 RAID라는 용어는 복수 배열 독립 디스크(초기에는, 복수 배열 저가 디스크)를 의미한다. 일반적으로, RAID 기술은 다중 하드 디스크의 상이한 공간에 동일한 데이터를 (따라서, 불필요하게) 저장하는 방법이다. 다중 디스크에 데이터를 배치시킴으로써, I/O(Input/Output) 동작이 성능을 향상시키는 균형적인 방법으로 오버랩될 수 있다. 다중 디스크가 평균 고장 간격(MTBF: Mean Time Between Failure)을 증가시키기 때문에, 불필요하게 저장되는 데이터 또한 내고장성을 증가시킨다.

다르게 정의되지 않는 이상, 여기에 사용된 (기술적 및 과학적 용어들을 포함하는) 모든 용어는 당업자에 의해 보통 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 보통 사용되는 사전에서 정의되는 것들과 같은 용어들은 관련 기술 및 본 개시의 문맥에서의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되고, 여기에 명확히 정의되지 않는 이상 이상화시키는 의미 또는 전체적으로 형식적인 의미로 해석되지 않음이 이해될 것이다.

이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCI-익스프레스(PCI-e) 타입의 하이브리드 RAID 기반 저장소 컨트롤 보드가 첨부되는 도면을 참조로 상세히 설명될 것이다.

PCI-익스프레스(PCI-e) 인터페이스를 통해 데이터 저장/판독 서비스를 제공하고 FC 인터페이스 컨트롤러를 포함하는, PCI-e 타입의 RAID-기반(예를 들면, 하이브리드 RAID 기반) 저장소 컨트롤 보드가 제공된다. RAID 컨트롤러는 통상적으로 휘발성 반도체 메모리 세트를 포함하는 일 이상의 PCI-익스프레스 SSD 메모리 디스크 세트에 결합되는 디스크 마운트; 디스크 마운트에 결합되어 PCI-익스프레스 메모리 디스크 유닛 세트를 모니터링하는 디스크 모니터링 유닛; 디스크 모니터링 유닛 및 디스크 마운트에 결합되어 디스크 마운트를 제어하는 디스크 플러그 앤 플레이 컨트롤러; 디스크 모니터링 유닛 및 디스크 마운트에 결합되어 고속 호스트 인터페이스 기능을 제공하는 고속 호스트 인터페이스; 고속 호스트 인터페이스 및 디스크 모니터링 유닛에 결합되는 디스크 컨트롤러; 및 디스크 컨트롤러에 결합되는 호스트 인터페이스를 포함한다.

PCI-익스프레스(PCI-e) 타입의 저장 장치는 PCI-익스프레스 인터페이스를 통한 호스트와 메모리 디스크 간 데이터 통신 시 호스트와 메모리 디스크 간에 전송/수신되는 데이터 신호의 동기화를 조절함으로써 호스트에 대해 저속 데이터 프로세싱 속도를 지원하고, 동시에 메모리 디스크에 대해 고속 데이터 프로세싱 속도를 지원하며, 이에 의해 기존 인터페이스 환경에서 최대의 고속 데이터 프로세싱을 가능하게 하는 메모리 성능을 지원한다. PCI-익스프레스 기술이 통상적인 실시예에서 활용될 것임에도, 다른 변형들이 가능함이 사전에 이해된다. 예를 들어, 본 발명은 SAS/SATA 인터페이스를 활용하는 SAS/SATA 타입 저장 장치가 제공되는 SAS/SATA 기술을 활용할 수 있다.

도 1을 참조하면, (예를 들면, PCI-익스프레스(PCI-e) 타입에 대해 저장소를 제공하는) PCI-익스프레스 타입, RAID 제어 저장 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이 도시된다. 도시되는 바와 같이, 도 1은 (여기에 고속 SSD(100)로 지칭되는) 복수의 휘발성 반도체 메모리를 갖는 복수의 메모리 디스크; SSD(100)에 결합되는 RAID 컨트롤러(800); 메모리 디스크 유닛과 호스트 사이를 인터페이스하는 인터페이스 유닛(200)(예를 들면, PCI-익스프레스 호스트); 컨트롤러 유닛(300); PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛을 통해 호스트로부터 전송되는 전력을 사용하여 소정 전력을 유지하기 위해 충전되는 보조 전력 소스 유닛(400); PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛을 통해 호스트로부터 전송되는 전력이 차단되거나 호스트로부터 전송되는 전력에 에러가 발생할 때, PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛을 통해 호스트로부터 전송되는 전력을 컨트롤러 유닛, 메모리 디스크 유닛, 백업 저장 유닛, 및 백업 컨트롤 유닛에 제공하고, 보조 전력 소스 유닛으로부터 전력을 수신하며, 컨트롤러 유닛을 통해 메모리 디스크 유닛에 전력을 공급하는 전력 소스 컨트롤 유닛(500); 메모리 디스크 유닛의 데이터를 저장하는 백업 저장 유닛(600A-B); 호스트로부터의 명령에 따라서, 또는 호스트로부터 전송되는 전력에 에러가 발생할 때, 메모리 디스크 유닛에 저장된 데이터를 백업 저장 유닛에 백업하는 백업 컨트롤 유닛(700)을 포함하는 메모리 디스크 유닛(100)을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 RAID 제어 PCI-익스프레스 타입 저장 장치를 도시한다.

메모리 디스크 유닛(100)은 고속 데이터 입력/출력을 위한 복수의 휘발성 메모리(예를 들면, DDR, DDR2, DDR3, SDRAM 등)를 포함하는 복수의 메모리 디스크를 포함하고, 컨트롤러(300)의 제어에 따라 데이터를 입력 및 출력한다. 메모리 디스크 유닛(100)은 메모리 디스크가 병렬로 배열되는 구성을 가질 수도 있다.

PCI-익스프레스 호스트 익스프레스 유닛(200)은 호스트와 메모리 디스크 유닛(100) 사이를 인터페이스한다. 호스트는 PCI-익스프레스 인터페이스 및 전력 소스 공급 장치를 포함하는 컴퓨터 시스템 또는 이와 유사한 것일 수 있다.

컨트롤 유닛(300)은 PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛(200)과 메모리 디스크 유닛(100) 사이에 전송/수신되는 데이터 신호의 동기화를 조정하여 PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛(200)과 메모리 디스크 유닛(100) 간의 데이터 전송/수신 속도를 컨트롤한다.

도 2를 참조하면, RAID 제어 SSD(810)의 보다 상세한 도면이 도시된다. 도시되는 바와 같이, PCI-e 타입 RAID 컨트롤러(800)는 수개의 SSD(100)에 직접적으로 결합될 수 있다. 무엇보다도, 이는 SSD(100)의 최적화된 제어를 가능하게 한다. 무엇보다도, RAID 컨트롤러(800)의 사용은,

1. 전류 백업/복구 동작을 지원한다.

2. 이하를 수행함으로써 추가적이고 향상된 백업 기능을 제공한다.

a) 내부 백업 컨트롤러는 백업을 판단한다(사용자의 요청 순서 또는 상태 모니터가 전력 공급 문제를 검출한다);

b) 내부 백업 컨트롤러는 SSD로의 데이터 백업을 요청한다;

c) 내부 백업 컨트롤러는 내부 백업 장치에 데이터 백업을 즉시 요청한다;

d) SSD 및 내부 백업 컨트롤러에 대한 백업 상태를 모니터한다;

e) 내부 백업 컨트롤러의 상태 및 엔드 동작(end-op)을 리포트한다;

3. 이하를 수행함으로써 추가적이고 향상된 복구 기능을 제공한다.

a) 내부 백업 컨트롤러는 복구를 판단한다(사용자의 요청 순서 또는 상태 모니터가 전력 공급 문제를 검출한다);

b) 내부 백업 컨트롤러는 SSD로의 데이터 복구를 요청한다;

c) 내부 백업 컨트롤러는 내부 백업 장치에 데이터 복구를 즉시 요청한다;

d) SSD 및 내부 백업 컨트롤러에 대한 복구 상태를 모니터한다;

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저장소 컨트롤 보드(보드 (801))가 도시된다. 도시되는 바와 같이, 보드(801)는 PCI-e 슬롯(816A-N) 세트 및 입력/출력(I/O) 허브(810)에 결합되는 PCI-e 인터페이스를 갖는 RAID 컨트롤러(RAID 컨트롤러(800))를 포함한다. I/O 허브(810)는 FC 인터페이스 컨트롤러(803)에 결합된다. 프로세서(814A-N) 세트는 메인 메모리 모듈(812A-N)에 결합된다. PCI-e 슬롯(816A-N)은 파이버 채널(FC) 애드온 카드(818), 직렬 접속 소형 컴포넌트 시스템 인터페이스(SAS) RAID 애드온 카드(822), 및 PCI-e 브리지 애드온 카드(824)에 결합된다.

일반적으로, FC 인터페이스 컨트롤러(803)는 저장소 컨트롤 보드(801)에 결합될 수도 있는 FC 장치를 제어한다. 파이퍼 채널은 4Gbps(및 가까운 미래에는 10Gbps)까지의 데이터 속도로 컴퓨터 장치들 사이에서 데이터를 전송하기 위한 기술이다. 파이버 채널은 컴퓨터 서버들을 공유 저장소 장치에 연결하고 저장소 컨트롤러와 드라이브를 상호 연결하는 데에 특히 적합하다. 파이버 채널이 2배로 빠르기 때문에, 이는 서버와 클러스터 저장소 장치 사이의 전송 인터페이스로서 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(SCSI: Small Computer System Interface)를 대체하기 시작했다. 파이버 채널은 보다 유연하고, 광 파이버가 물리 매체로 사용된다면 장치들은 10 킬로미터(약 6마일) 만큼 떨어져 있을 수 있다. 그러나, 파이버 채널이 동축 케이블 및 보통의 전화 트위스트 페어(twisted pair)를 사용하여 동작하기 때문에, 광 파이버가 짧은 거리에 요구되지는 않는다.

파이버 채널은 포인트 투 포인트, 스위치, 및 루프 인터페이스를 제공한다. 이는 SCSI, 인터넷 프로토콜(IP) 및 다른 프로토콜과 상호 동작하도록 설계되나, (초기 SCSI 기술에서는) 생산자들이 때때로 사양을 상이하게 해석하고 그 구현을 다르게 했기 때문에 주로 호환성 결여의 측면에서 비판되었었다. 파이버 채널의 표준은 파이버 채널 물리적 및 시그널링 표준, ANSI X3.230-1994, 또는 ISO 14165-1에 의해 특정된다. (이 정의는 Whatis.com으로도 지칭되는 TechTarget.com으로부터의 출처임).

도 4a를 참조하면, (일 이상의) SSD(100) 세트에 결합되는 도 1 및 도 2의 RAID 컨트롤러(800)의 도면이 보다 상세히 도시된다. 도 1에 도시되는 I/O 허브(810) 및 PCI-e 슬롯(816A-N)에 결합되는 것과 함께, SSD(100)는 RAID 컨트롤러(800)에 결합될 수 있다. 도시되는 바와 같이, RAID 컨트롤러는 일반적으로, 호스트 인터페이스(820), 호스트 인터페이스(820)에 결합되는 디스크 컨트롤러(830); 및 고속 인터페이스(840)를 포함한다. 디스크 컨트롤러(830)는 또한 디스크 마운트(850)에 결합되는 디스크 모니터링 유닛(860)에도 결합된다. 일반적으로 SSD(100)은 디스크 마운트(850)에 마운트되고 디스크 모니터링 유닛(860)에 의해 검출된다. 또한, 디스크 플러그 앤 플레이(PnP 컨트롤러)는 디스크 마운트(850)와 관련된 기능 및/또는 검출 기능을 제어한다. 일반적으로, RAID 컨트롤러(100)는 SSD(100)의 동작을 제어한다. 이는 SSD(100)의 검출, 이로부터의 데이터 저장 및 검색 등을 포함한다.

RAID 컨트롤러(800)가 상기 병합된 특허 출원 중 어느 하나에 기재된 임의의 구성을 가질 수 있다는 것이 이해된다. 이는 도 4a에 도시되는 임의의 컴포넌트, 로드 밸런서 등의 다중적으로 존재하는 예를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 4b에 도시되는 바와 같이, RAID 컨트롤러(800)는 디스크 컨트롤러(830)에 결합되는 추가적인 디스크 모니터링 유닛(860B), 추가적인 디스크 모니터링 유닛에 결합되는 추가적인 디스크 마운트(850B), 및 추가적인 디스크 마운트(850B)에 결합되는 SSD 또는 고밀도 드라이브(HDD: High Density Drive)/플레시 메모리 유닛(110)과 같은 메모리 유닛 세트를 포함할 수 있다. 도 4c에 도시되는 바와 같이, 2 이상의 컴포넌트 세트(예를 들면, 820A-B, 830A-B, 840A-B, 850A-B, 860A-B 등)가 제공될 수 있다. 2 이상의 유사한 컴포넌트 세트가 로드 밸런서(805A-B) 및 PCI 버스(803)를 통해 서로 연결될 수 있다.

도 5를 참조하면, 고속 SSD(100)의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이 도시된다. 도시되는 바와 같이, SSD 메모리 디스크 유닛(100)은, 호스트 인터페이스(202)(예를 들면, PCI-익스프레스 호스트)(도 1의 인터페이스(200), 또는 도시되는 바와 같은 이격 인터페이스일 수 있음); 백업 컨트롤 모듈(700)과 인터페이스하는 DMA 컨트롤러(302); ECC 컨트롤러(304); 및 고속 저장소로 사용되는 메모리(602)의 일 이상의 블록(604)을 제어하는 메모리 컨트롤러(306)를 포함한다.

도 6은 상기 실시예에 따른 PCI-익스프레스 타입 저장 장치에 제공되는 컨트롤러 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 상기 실시예에 따른 컨트롤러 유닛(300)은, 메모리 디스크 유닛(100)의 데이터 입력/출력을 제어하는 메모리 컨트롤 모듈(310); PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛(200)을 통해 호스트로부터 수신되는 명령에 따라, 메모리 컨트롤 모듈(310)을 제어하여 메모리 디스크 유닛(100)에 데이터를 저장하거나, 메모리 디스크 유닛(100)으로부터 데이터를 판독하여 호스트로 해당 데이터를 제공하는 DMA(Direct Memory Access) 컨트롤 모듈(320); DMA 컨트롤 모듈(320)의 제어에 따라 데이터를 버퍼하는 버퍼(330); DMA 컨트롤 모듈(320)의 제어에 의해 메모리 디스크 유닛(100)으로부터 판독되는 데이터에 대응되는 데이터 신호가 DMA 컨트롤 모듈(320) 및 메모리 컨트롤 모듈(310)을 통해 수신될 때, 데이터 신호의 동기화를 조절하여 PCI-익스프레스 통신 프로토콜에 대응되는 통신 속도를 가짐으로써 PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛(200)으로 동기화된 데이터 신호를 전송하며, PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛(200)을 통해 호스트로부터 데이터 신호가 수신될 때, 데이터 신호의 동기화를 조절하여 메모리 디스크 유닛(100)에 의해 사용되는 통신 프로토콜(예를 들면, PCI, PCI-x, 또는 PCI-e 등)에 대응되는 통신 속도를 가짐으로써 동기화된 데이터 신호를 DMA 컨트롤 모듈(320) 및 메모리 컨트롤 모듈(310)을 통해 메모리 디스크 유닛(100)으로 전송하는 동기화 컨트롤 모듈(340); 및 동기화 컨트롤 모듈(340)과 DMA 컨트롤 모듈(320) 사이에 전송/수신되는 데이터를 고속으로 프로세스하는 고속 인터페이스 모듈(350)을 포함한다. 여기서, 고속 인터페이스 모듈(350)은 더블 버퍼 구조를 갖는 버퍼 및 원형 큐 구조를 갖는 버퍼를 포함하고 상기 버퍼들을 이용하고 데이터 클록을 조절하여 동기화 컨트롤 모듈(340)과 DMA 컨트롤 모듈(320) 간에 전송/수신되는 데이터를 버퍼함으로써 손실 없이 고속으로 동기화 컨트롤 모듈(340)과 DMA 컨트롤 모듈(320) 간에 전송/수신되는 데이터를 프로세스한다.

도 1의 보조 전력 소스 유닛(400)은 재충전 가능한 배터리 등으로 구성되며, 정상적으로 충전되어 PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛(200)을 통해 호스트로부터 전송되는 전력을 사용하여 소정 전력을 유지하고 전력 소스 컨트롤 유닛(500)의 제어에 따라 전력 소스 컨트롤 유닛(500)에 충전된 전력을 공급할 수 있다.

도 1의 전력 소스 컨트롤 유닛(500)은 PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛(200)을 통해 호스트로부터 전송되는 전력을 컨트롤러 유닛(300), 메모리 디스크 유닛(100), 백업 저장 유닛(600) 및 백업 컨트롤 유닛(700)으로 공급한다.

또한, PCI-익스프레스 호스트 인터페이스 유닛(200)을 통해 호스트로부터 전송되는 전력이 차단되거나, 호스트로부터 전송되는 전력이 임계값을 벗어남에 따라 호스트의 전력 소스에 에러가 발생할 때, 전력 소스 컨트롤 유닛(500)은 보조 전력 소스 유닛(400)으로부터 전력을 수신하고, 해당 전력을 컨트롤러 유닛(300)을 통해 메모리 디스크 유닛(100)에 공급한다.

백업 저장 유닛(600A-B)은 하드 디스크와 같은 저속 비휘발성 저장 장치로 구성되고 메모리 디스크 유닛(100)의 데이터를 저장한다.

백업 컨트롤 유닛(700)은 백업 저장 유닛(600A)의 데이터 입력/출력을 제어함으로써 메모리 디스크 유닛(100)에 저장된 데이터를 백업 저장 유닛(600A)에 백업하고, 호스트로부터의 명령에 따라서, 또는 호스트로부터 전송되는 전력이 임계값을 벗어남에 따라 호스트의 전력 소스에 에러가 발생할 때, 메모리 디스크 유닛(100)에 저장된 데이터를 백업 저장 유닛(600A)에 백업한다.

예시적인 실시예가 도시되고 설명되었으며, 당업자는 형태적으로 및 상세적으로 다양한 변형들이 첨부된 특허청구범위에 의해 규정되는 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 가능하다는 것을 이해할 것이다. 또한, 다양한 수정들이 이루어져 필수적 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 특정 상황 또는 물질이 본 개시의 시사에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시는 본 개시를 실시하기 위해 고려된 최선의 형태로서 개시된 예시적인 특정 실시예에 제한되지 않으며, 본 개시는 첨부되는 특허청구범위의 범위 내에 속하는 모든 실시예들을 포함한다.

본 발명의 다양한 실시예에 대한 이상의 설명은 설명의 목적을 위해 표현되었다. 이는 본 발명을 제한하고 개시된 특정 형태에 제한하는 것이 아니며, 용이하게, 많은 수정 및 변형이 가능하다. 당업자에게 자명한 이러한 수정 및 변형은 첨부되는 특허청구범위에 의해 규정되는 본 발명의 범위 내에 속한다.

100: 메모리 디스크 유닛
200: 인터페이스 유닛
300: 컨트롤러 유닛
400: 보조 전력 소스 유닛
500: 전력 소스 컨트롤 유닛
600A-B: 백업 저장 유닛
700: 백업 컨트롤 유닛
800: RAID 컨트롤러
801: 저장소 컨트롤 보드
810: I/O 허브
812A-N: 메인 메모리 모듈
814A-N: 프로세서
816A-N: PCI-e 슬롯
820: 호스트 인터페이스
830: 디스크 컨트롤러
840: 고속 인터페이스
850: 디스크 마운트
860: 디스크 모니터링 유닛

Claims

PCI-e(Peripheral Component Interconnect express) 인터페이스를 갖는 RAID 컨트롤러;
상기 RAID 컨트롤러에 직접 결합되는 입력/출력(I/O) 허브;
상기 I/O 허브에 결합되는 파이버 채널(FC: Fibre Channel) 인터페이스 컨트롤러; 및
상기 RAID 컨트롤러에 직접 결합되는 다수의 PCI-e 슬롯 세트를 포함하는, 복수 배열 독립 디스크(RAID: Redundant Array of Independent Disks) 기반 저장소 컨트롤 보드.
제1항에 있어서,
상기 I/O 허브에 결합되는 프로세서 세트; 및
상기 프로세서 세트 각각에 결합되는 메인 메모리 모듈을 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드.
제1항에 있어서,
상기 PCI-e 슬롯 세트에 결합되는 카드 세트를 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드.
제3항에 있어서,
상기 카드 세트는, FC 애드온 카드, 직렬 접속 소형 컴포넌트 시스템 인터페이스(SAS: Serial Attached Small Component System Interface) 애드온 카드, 또는 PCI-e 브리지 애드온 카드 중 적어도 하나를 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드.
제1항에 있어서,
상기 RAID 컨트롤러는,
휘발성 반도체 메모리 세트를 포함하는 SSD 메모리 디스크 유닛 세트에 결합되는 디스크 마운트;
상기 디스크 마운트에 결합되어 상기 SSD 메모리 디스크 유닛 세트를 모니터링하는 디스크 모니터링 유닛;
상기 디스크 모니터링 유닛 및 상기 디스크 마운트에 결합되어 상기 디스크 마운트를 제어하는 디스크 플러그 앤 플레이 컨트롤러; 및
상기 디스크 모니터링 유닛 및 상기 디스크 마운트에 결합되어 고속 호스트 인터페이스 기능을 제공하는 고속 호스트 인터페이스를 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드.
제5항에 있어서,
상기 고속 호스트 인터페이스 및 상기 디스크 모니터링 유닛에 결합되는 디스크 컨트롤러를 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드.
제6항에 있어서,
상기 디스크 컨트롤러에 결합되는 호스트 인터페이스를 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드.
PCI-e(Peripheral Component Interconnect express) 인터페이스를 갖는 RAID 컨트롤러를 포함하고,
상기 RAID 컨트롤러는,
휘발성 반도체 메모리 세트를 포함하는 SSD 메모리 디스크 유닛 세트에 결합되는 디스크 마운트 세트;
상기 디스크 마운트 세트에 결합되어 상기 SSD 메모리 디스크 유닛 세트를 모니터링하는 디스크 모니터링 유닛 세트;
상기 디스크 모니터링 유닛 세트 및 상기 디스크 마운트 세트에 결합되어 상기 디스크 마운트 세트를 제어하는 디스크 플러그 앤 플레이 컨트롤러 세트;
상기 디스크 모니터링 유닛 세트 및 상기 디스크 마운트 세트에 결합되어 고속 호스트 인터페이스 기능을 제공하는 고속 호스트 인터페이스 세트;
상기 RAID 컨트롤러에 직접 결합되는 입력/출력(I/O) 허브;
상기 I/O 허브에 결합되는 파이버 채널(FC: Fibre Channel) 인터페이스 컨트롤러; 및
상기 RAID 컨트롤러에 직접 결합되는 다수의 PCI-e 슬롯 세트를 포함하는, 복수 배열 독립 디스크(RAID: Redundant Array of Independent Disks) 기반 저장소 컨트롤 보드.
제8항에 있어서,
상기 I/O 허브에 결합되는 프로세서 세트; 및
상기 프로세서 세트 각각에 결합되는 메인 메모리 모듈을 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드.
제8항에 있어서,
상기 PCI-e 슬롯 세트에 결합되는 카드 세트를 더 포함하고, 상기 카드 세트는, FC 애드온 카드, 직렬 접속 소형 컴포넌트 시스템 인터페이스(SAS: Serial Attached Small Component System Interface) 애드온 카드, 또는 PCI-e 브리지 애드온 카드 중 적어도 하나를 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드.
제8항에 있어서,
상기 고속 호스트 인터페이스 세트 및 상기 디스크 모니터링 유닛 세트에 결합되는 디스크 컨트롤러 세트를 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드.
제11항에 있어서,
상기 디스크 컨트롤러 세트에 결합되는 호스트 인터페이스 세트를 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드.
PCI-e(Peripheral Component Interconnect express) 인터페이스를 갖는 RAID 컨트롤러를 제공하는 단계;
상기 RAID 컨트롤러에 입력/출력(I/O) 허브를 직접 결합하는 단계;
상기 I/O 허브에 파이버 채널(FC: Fibre Channel) 인터페이스 컨트롤러를 결합하는 단계; 및
상기 RAID 컨트롤러에 다수의 PCI-e 슬롯 세트를 직접 결합하는 단계를 포함하는, 복수 배열 독립 디스크(RAID: Redundant Array of Independent Disks) 기반 저장소 컨트롤 보드의 구동 방법.
제13항에 있어서,
상기 I/O 허브에 프로세서 세트를 결합하는 단계; 및
상기 프로세서 세트 각각에 메인 메모리 모듈을 결합하는 단계를 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드의 구동 방법.
제13항에 있어서,
상기 PCI-e 슬롯 세트에 카드 세트를 결합하는 단계를 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드의 구동 방법.
제15항에 있어서,
상기 카드 세트는, FC 애드온 카드, 직렬 접속 소형 컴포넌트 시스템 인터페이스(SAS: Serial Attached Small Component System Interface) 애드온 카드, 또는 PCI-e 브리지 애드온 카드 중 적어도 하나를 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드의 구동 방법.
제13항에 있어서,
상기 RAID 컨트롤러를 제공하는 단계는,
디스크 마운트를 휘발성 반도체 메모리 세트를 포함하는 SSD 메모리 디스크 유닛 세트에 결합하는 단계;
상기 SSD 메모리 디스크 유닛 세트를 모니터링하는 디스크 모니터링 유닛을 상기 디스크 마운트에 결합하는 단계;
상기 디스크 마운트를 제어하는 디스크 플러그 앤 플레이 컨트롤러를 상기 디스크 모니터링 유닛 및 상기 디스크 마운트에 결합하는 단계; 및
고속 호스트 인터페이스 기능을 제공하는 고속 호스트 인터페이스를 상기 디스크 모니터링 유닛 및 상기 디스크 마운트에 결합하는 단계를 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드의 구동 방법.
제17항에 있어서,
디스크 컨트롤러를 상기 고속 호스트 인터페이스 및 상기 디스크 모니터링 유닛에 결합하는 단계를 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드의 구동 방법.
제18항에 있어서,
호스트 인터페이스를 상기 디스크 컨트롤러에 결합하는 단계를 더 포함하는, RAID 기반 저장소 컨트롤 보드의 구동 방법.
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