TW201643735A - 記憶卡擴充技術 - Google Patents

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Abstract

一種裝置包含一記憶卡其包含至少一記憶模組及一擴充連接器用以與至少一擴充記憶卡連接。一徑道分配器在該記憶卡上會與一組雙向徑道交接，並提供一基本徑道組及一雙向徑道的擴充徑道組來支持經由該擴充連接器與該記憶模組及該擴充記憶卡的通訊。

Description

記憶卡擴充技術
本發明係有關於記憶卡擴充技術。
發明背景
擴充個人電腦(PC)匯流線會在消費者、伺服器和產業用途中操作。該等匯流線會提供一PC母板級的互接物(例如用以聯結母板安裝的周邊物)其包含一被動背面互接物及一用於加入板的擴充卡介面。事實上所有現今的個人電腦，從消費者的膝上和桌上電腦到企業的資料伺服器等，該擴充匯流線皆會作為主要的母板級互接物，以連接主系統處理器與整合的周邊物(表面安裝的ICs)和加上的周邊物(擴充板等)。在許多此等系統中，該擴充匯流線會與一或更多的原有匯流線共存，用以與一大堆的原有周邊物反溯相容。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種裝置，包含：一記憶卡其包含至少一記憶模組和一擴充連接器用以與至少一擴充記憶卡連接；及一徑道分配器在該記憶卡上用以與一組雙向徑道交接，並提供一基本徑道組及一雙 向徑道的擴充徑道組來支持經由該擴充連接器與該至少一記憶模組及該至少一擴充記憶卡的通訊。
100、204、304、420、510、610‧‧‧記憶卡
200、300、400、500‧‧‧系統
110、240、340、410、440、450、640‧‧‧連接器
120、220、320、540、630‧‧‧徑道分配器
130、230、330‧‧‧雙向徑道組
210、310、520、620‧‧‧擴充記憶卡
314‧‧‧根埠
430‧‧‧PCIe開關
460‧‧‧吹風機
530‧‧‧記憶模組
550‧‧‧擴充連接器
560‧‧‧配接連接器
570‧‧‧擴充記憶裝置
580‧‧‧支撐立柱
590‧‧‧RAID控制器
600‧‧‧徑道分配定路圖
圖1示出一裝置之一例其包含一記憶卡具有擴充記憶能力。
圖2示出一系統之一例其包含一記憶卡及擴充記憶卡以提供擴充的記憶能力。
圖3示出一系統之一例其包含一記憶卡及擴充記憶卡會與一根埠交接以提供擴充的記憶能力。
圖4示出一系統之一例其包含一連接器及一記憶卡具有擴充的記憶能力。
圖5示出一系統之一例的側視圖，其包含一記憶卡及擴充記憶卡以提供擴充的記憶能力。
圖6示出一用於一記憶卡及擴充記憶卡之舉例的徑道分配和定路圖。
詳細說明
本揭露有關一種記憶卡其會提供擴充的記憶能力同時保有一電腦擴充匯流線的資源。一種記憶卡係被提供其包含至少一記憶模組能被構製成一或多個固態記憶裝置(SSD)。該記憶卡之一構造例包括有四個記憶模組被提供作為一電腦之一記憶基組。該記憶卡包含一擴充連接器用以連接至少一個擴充記憶卡(例如四個擴充模組)其亦可被構製成一SSD。該記憶卡上之一徑道分配器會與一組雙向 徑道交接來分配用以與該記憶卡和擴充記憶卡通訊的徑道。該等雙向徑道包含串聯的輸入和輸出能力，用以與該各別的記憶模組和該記憶卡的擴充記憶模組交接。該徑道分配器會提供一基本徑道組及一雙向徑道之擴充徑道組，以透過該擴充連接器來支持與該記憶模組和該擴充記憶卡的通訊。該擴充記憶模組能被以一子卡的構態來添加於該記憶卡，其中該記憶卡和該子卡只會占用一母板連接器的空間，故可空下其它的母板連接器供用於記憶以外的其它資源。
圖1示出一裝置之一例，其包含一記憶卡100具有擴充記憶能力。該記憶卡包含至少一個記憶模組被示為記憶模組1至N，而N為一正整數。各記憶模組1~N可被例如構製成一固態記憶裝置(SSD)，其能被用作為一固態儲存媒體，而能經由一連接器110交接於一電腦母板。該記憶卡100之一舉例構態包括具有四個記憶模組被提供作為一電腦之一記憶基組，但是，比四個記憶模組更多或較少亦能被利用。該記憶卡100包含一擴充連接器被示為擴充連接器1至M，而M為一正整數。各擴充連接器1~M能與至少一個擴充記憶卡連接(例參見圖2和6)，其亦可被構製成一SSD。
該記憶卡100上之一徑道分配器120會與一組雙向徑道130交接，它們係來自該連接器110。該等雙向徑道130含有串聯的輸入和輸出資料傳輸能力，可與該記憶卡100之各別的記憶模組和擴充記憶模組交接。一雙向徑道包含二差動傳訊對，一對用以接收資料，另一對用以傳送資 料。故，每一徑道包含四條電線或訊號軌線。概念上，各徑道係被用作一全雙工位元組流，會在一鏈結的端點之間以雙向同時地傳送呈八位元之“位元組”格式的資料小包。
該徑道分配器120會提供一基本徑道組及一雙向徑道的擴充徑道組，以透過該擴充連接器來支持與該記憶模組和該擴充記憶卡的通訊。該擴充記憶模組能被以一子卡構態添加於該記憶卡，其中該記憶卡(亦稱為基本記憶卡)和該子卡可僅占用單一母板連接器的空間，故能保存其它的母板連接器供用於其它資源。
該記憶模組和擴充記憶模組可例如藉一M.2連接器和印刷電路板來實施，其中M.2，以往曾被視為下一世代格式係數(NGFF)，係為一用於內裝電腦擴充卡的規格。在一例中，該連接器100和雙向徑道130可為與一周邊組件互接快送(PCIe)匯流線相關聯；雖然，實質上任何類型之可支持串聯通訊的電腦匯流線皆能被使用。該徑道分配器120可例如為一PCIe開關(例如x16至x32的開關)，但是實質上任何類型之訊號定路器或訊號多工器皆能被使用。若被用於此，該等x8，或x16，或x32之用語係指在一所予的內部及/或外部匯流線上所支持的雙向通訊徑道的數目。實體的PCIe槽可例如含有1至32條徑道，更精確而言有1、2、4、8、12、16或32條徑道。徑道數量係被以一“x”字首寫出(例如，“x8”代表一8徑道卡或槽)，而x16是一般使用的最大尺寸。
針對一PCIe匯流線之例，要支持逐增的PCIe附接的記憶儲存器之採用，且最大化空間和性能，目前的基本 記憶卡能被調變透過一子卡(在圖2中亦稱為擴充記憶卡)來促成額外的M.2驅動器，而仍只占用該各別的電腦母板上之一個x16 PCIe卡槽。此一子卡能被用來達到具有5至8個M.2 SSDs之間的使用者記憶體需求，而不會占用更多的PCIe槽。此可藉如下地被達成：即將PCIe徑道定路穿過一PCIe開關如該基本四模組M.2卡上的徑道分配器120，並定路添加的徑道於高速連接器等，其嗣將會交接於一含有更多M.2連接器以用於額外SSDs的子卡。
該子卡能交接於一基本記憶卡100，以透過該徑道分配器120來支持被定路於該等擴充連接器的額外PCIe徑道。此等徑道可例如首先定路通過該母板上之一x16 PCIe連接器110，然後被定路通過一PCIe開關如該徑道分配器120。視該等SSDs的負載而定，該開關可被程式化來分配該PCIe帶寬，以達到用於指定裝置負載所需的性能之量。例如，在某些例中各記憶模組和擴充記憶卡可被分配由該連接器110提供之相等量的串聯訊號帶寬。在另一例中，其它的分配亦有可能，其中某些記憶模組或裝置會接受更多或較少的帶寬。如將會針對圖3而被示出並描述於後者，一在該電腦母板上的根埠可被提供來經由該連接器110與該徑道分配器和記憶模組等交接。
圖2示出一系統200之一例，其包含一記憶卡204及擴充記憶卡210以提供擴充的記憶能力。該記憶卡204包含至少一個記憶模組1至N。在本例中，二擴充連接器1和2(例如x8連接器)係被用來連接於至少一擴充記憶卡210，其 中該擴充記憶卡可包含一或更多個固態記憶裝置(SSDs)。如前所述，該擴充記憶卡210可如一子卡來被連接於該記憶卡204。該記憶卡204上之一徑道分配器220會與來自連接器240的一組雙向徑道230交接，並提供一基本徑道組及一雙向徑道的擴充徑道組來支持與該等記憶模組1~N和該擴充記憶卡210的通訊。該基本徑道組會在全部構態中支持與該等記憶模組1~N的通訊，而該擴充徑道組會在若該擴充記憶模組210有安裝時來被利用。
該連接器240會支持PCIe訓練(例如構態動作其會在電力經由根埠導通時發生)，其係為一種PCIe功能/活動用以決定該等雙向徑道230如何布署。徑道可被群組成1、2、8、12、16或32的各組，且每一組會界定一鏈結。各鏈結的訓練係視其端點裝置而定，於此等例中包含記憶模組或開關等。該鏈結的速度和該鏈結的寬度可在該訓練循環期間被決定。該PCIe開關或徑道分配器220和各別記憶模組的PCIe M.2裝置能藉由該PCIe構態空間來被發現，並能被以一PCIe樹分系法來列舉。當被列舉時，每個PCIe裝置能被定址，且小包能被送到。當操作時，該PCIe分系和任何中間裝置，譬如一開關，將會知道(透過訓練)如何來定路投送指定給一特定端點的小包。
一系統管理匯流線(SMB)可被用來發現有關該PCIe卡或子卡的特定資訊。另一種用以發現資訊的介面包含通用輸入/輸出件(GPIOs)。該SMB或GPIO可被用來發現該子卡已被安裝，或一裝置可藉由PCIe構態空間查詢，而 依據該PCIe開關的那些徑道是有效的來判定該子卡有被安裝。一種想要檢測一子卡及那些插孔中有M.2模組的措施係為診斷測試。一種措施例如可以判定一模組有否被安裝，及其是否在該PCIe樹分系中未被列舉。
圖3示出一系統300之一例，其包含一記憶卡304及擴充記憶卡310會與一根埠314交接以提供擴充的記憶能力。類似前述，該記憶卡包含至少一記憶模組，該擴充記憶卡310係經由擴充連接器1和2連接於該記憶卡304。該記憶卡上之一徑道分配器320會經由連接器340而與一組雙向徑道330交接，並提供一基本徑道組及一雙向徑道的擴充徑道組來支持與該等記憶模組1~N和該擴充記憶卡310的通訊。
該根埠314會經由該雙向徑道組330提供一至一電腦的介面，其中一主電腦能將該根埠分支成不同的鏈結寬度。該根埠314將會企圖以該最大的分支寬度來訓練(商議)一通訊路徑。若不能以該最大的分支寬度來訓練，則其將會企圖以一縮減的寬度來訓練。在某些例中，16條通訊徑道會由該根埠314導通至該徑道分配器320。若該記憶卡304被塞入一具有小於最大徑道電排送的槽中，例如，則該主電腦上的記憶卡晶片組可為能對該各別的記憶模組決定一不同的徑道分配。同樣地，若有某些徑道在線路上不能完全發揮功能，則該主電腦上的記憶卡晶片組可分支該等徑道成一縮減的操作徑道組(例如x1、x2、x4或x8)，假使該完整的徑道組並未成功地完成該電力導通互接。
圖4示出一系統400之一例，其包含一連接器及一記憶卡420具有擴充記憶能力。如所示，該記憶卡420包含四個記憶模組被示為MM1至MM4。一PCIe開關430係被用作一徑道分配器，而二個x8連接器440和450會對該記憶卡提供擴充記憶能力。該二個x8連接器各能定路8條來自該PCIe開關430的雙向擴充徑道。該系統400可包含一吹風機460設成能對該各別的記憶模組、擴充記憶模組、及徑道分配器和其它的組件提供冷卻(例如來自一風扇葉片的空氣流)。該連接器410代表一舉例的PCIe母板連接器，其能被用作一用於個人電腦周邊物的擴充槽。
圖5示出一系統500之一例的側視圖，其包含一記憶卡510及擴充記憶卡520(亦稱為子卡)以提供擴充記憶能力。於本例中，該記憶卡510包含至少一記憶模組530及一徑道分配器540來與至少一擴充連接器550交接。該擴充連接器550會與該擴充記憶卡520之一配接連接器560交接，該擴充記憶卡520包含至少一擴充記憶裝置570(例如SSD)。
如所示，該記憶卡520與該子卡520可被互相平行地組合，其容許一主動冷卻器(例參見圖4)來冷卻該PCIe開關和SSDs所造成的熱量。該等PCIe訊號和其它通用訊號能以一使空氣流能穿經該機殼的內部並穿出後隔艙外的方式來通過高速連接器。對該子卡520的充分支撐可例如藉由支撐立柱580等來提供，以減少動態力在該等卡及M.2記憶模組上造成損害的風險。
該子卡520能增加其它PCIe儲存器的選擇，而使 一PCIe槽可具有1至8個SSDs，其能支持記憶體陣列構態，譬如一冗餘廉價碟片陣列(RAID)(例如用以對該記憶卡提供後備或冗餘的記憶能力)。添加的RAID選擇能藉該記憶卡510來促成，其中該記憶卡可潛在地被設計成包含一以硬體為基礎的RAID控制器590。使用者可依一選擇來使用該卡，故可不用一比所需者更大的機殼，並可助減少系統成本。該記憶卡510和子卡520亦能被構製成例如在SSD模組長度和格式係數等容許較大的可擴充性。
圖6示出一用於一記憶卡610和擴充記憶卡620之舉例的徑道分配和定路圖600。於本例中，一組x16的徑道係被示出經由連接器640定路於一徑道分配器(LD)630。該徑道分配器640會將來自連接器640的x16徑道定路成一基本組的x4徑道(各x4為一鏈結)通至一組的四個基本記憶模組，被示為MM1至MM4。該徑道分配器630亦會將來自連接器640的x16徑道作為一x4徑道的擴充組提供至該子卡620，其具有四個擴充記憶模組，被示為EXP MM1至EXP MM4。
除了能提供擴充記憶能力外，自動記憶卡構態及檢測亦能被提供，以支持各種不同的記憶體和擴充記憶體構態。例如，假設有四個x4記憶裝置係被支持而不用一子卡，並有八個x2記憶裝置係被以一子卡支持。作為另外之例，若該系統現在係以四個x4 M.2裝置來運作，則以下的自動構態可發生來添加四個增多的x4裝置：1)關閉該系統和主卡。2)由該系統移除該主卡。3)添加子卡於該主卡並將 其置為該系統後備。4)啟動該系統後備。
當導通並啟動時以下情事可發生：多工器或其它定路技術可依據該子卡被安裝來由該主板上之各M.2槽取用二徑道並將之定路於該子板而被使用。一感測針能被提供來判定該子卡有被安裝，並可被用來操作該多工器。於此例中，該多工器會被構製成八個x2埠。此可被以多種技術來進行，乃視該開關的能力而定。該八個埠的每一個皆會訓練，其中各個裝置會被列舉，且該PCIe樹分系會被造成如前所述。
以上所述者係為舉例。當然，不可能描述每一種可想知之組件或方法的組合，但普通精習於該技術者將會瞭解許多其它的組合和變化乃是可能的。緣是，本發明係意圖包含所有落諸於本申請案的範疇，包括所附申請專利範圍中的該等擇代、修正和變化等。此外，若本揭露或請求項中述及“一”、“一個”、“一第一”，或“另一”元件，或其等同字語，則應被釋為包含一或一個以上的該元件，既不需要亦不排除二或更多個該元件。若被用於此，該“包含”乙詞意為包括但不限於，且該“含有”乙詞意為包含有但不限於。該“依據”乙詞意為至少有部份依據。
100‧‧‧記憶卡
110‧‧‧連接器
120‧‧‧徑道分配器
130‧‧‧雙向徑道組

Claims (15)

  1. 一種裝置，包含：一記憶卡其包含至少一記憶模組和一擴充連接器用以與至少一擴充記憶卡連接；及一徑道分配器在該記憶卡上用以與一組雙向徑道交接，並提供一基本徑道組及一雙向徑道的擴充徑道組來支持經由該擴充連接器與該至少一記憶模組及該至少一擴充記憶卡的通訊。
  2. 如請求項1之裝置，其中該等雙向徑道係為串聯輸入和輸出通訊連接物用以進入一周邊組件互接快送(PCIe)滙流線。
  3. 如請求項2之裝置，其中該徑道分配器為一PCIe開關或一多工器用以與該組雙向徑道交接。
  4. 如請求項1之裝置，更包含至少一擴充記憶卡連接於該擴充連接器以增加該記憶卡的記憶容量。
  5. 如請求項4之裝置，其中該至少一記憶模組及該至少一擴充記憶卡包含至少一用於記憶儲存的固態記憶裝置。
  6. 如請求項5之裝置，其中該記憶卡擴充記憶卡包含一冗餘獨立碟片陣列(RAID)控制器來管理用於該記憶卡和該至少一擴充記憶卡的冗餘記憶儲存器，用於該記憶卡的冗餘記憶儲存器包括該至少一固態記憶裝置及該記憶卡之該至少一記憶模組。
  7. 如請求項1之裝置，其中該記憶卡包含一風扇被設成能 提供冷卻至該記憶卡及一擴充模組的至少一者。
  8. 一種系統，包含：一記憶卡其包含至少一記憶模組；至少一擴充記憶卡經由一擴充連接器連接於該記憶卡；及一徑道分配器在該記憶卡上用以與一組雙向徑道交接，並提供一基本徑道組及一雙向徑道的擴充徑道組來支持與該至少一記憶模組及該至少一擴充記憶卡的通訊。
  9. 如請求項8之系統，其中該等雙向徑道係為串聯輸入和輸出通訊連接物用以與一周邊組件互接快送(PCIe)滙流線連接。
  10. 如請求項9之系統，其中該徑道分配器包含一PCIe開關用以與該組雙向徑道交接。
  11. 如請求項8之系統，更包含一系統管理匯流線用以提供一輸入埠來檢測該擴充記憶卡與該記憶卡的連接。
  12. 如請求項8之系統，更包含一根埠用以經由該擴充連接器來與該徑道分配器及該至少一記憶模組交接，並商議該組雙向徑道中與該記憶卡連接的徑道之一數目。
  13. 如請求項8之系統，其中該記憶卡包含一冗餘獨立碟片陣列(RAID)控制器來管理用於該記憶卡和該至少一擴充記憶卡的冗餘記憶儲存器，用於該記憶卡的冗餘記憶儲存器包括該至少一固態記憶裝置及該記憶卡擴充記憶卡之該至少一記憶模組。
  14. 一種系統，包含：一記憶卡其包含至少一記憶模組；至少一擴充記憶卡經由一擴充連接器連接於該記憶卡；一徑道分配器在該記憶卡上用以與一組雙向徑道交接來提供一基本徑道組及一雙向徑道的擴充徑道組，其中該基本徑道組會支持與該至少一記憶模組的通訊，且若該擴充記憶模組被安裝則該擴充徑道組會與該至少一擴充記憶卡通訊；及一根埠用以經由該組雙向徑道提供一至一電腦的介面。
  15. 如請求項14之系統，其中該記憶卡包含一冗餘獨立碟片陣列(RAID)控制器來管理用於該記憶卡和該至少一擴充記憶卡的冗餘記憶儲存器，用於該記憶卡的冗餘記憶儲存器包括該至少一固態記憶裝置及該記憶卡擴充記憶卡之該至少一記憶模組。
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