TW201804329A - 多路徑及/或多模式跨網狀結構高速非揮發性記憶裝置及支持其的系統 - Google Patents

多路徑及/或多模式跨網狀結構高速非揮發性記憶裝置及支持其的系統 Download PDF

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Abstract

一種系統包含：網狀架構交換器，其包含主機板、主板管理控制器（BMC）、經組態以輸送網路信號的網路交換器，以及經組態以輸送PCIe信號的PCIe交換器；中板；以及多個裝置埠。多個裝置埠中的每一者經組態以跨中板將儲存裝置連接至網狀架構交換器的主機板，並跨中板攜載網路信號以及PCIe信號。儲存裝置可基於跨系統與儲存裝置之間的網狀架構連接建立的協定而以多個模式組態。

Description

支持多路徑或多模跨結構非揮發性記憶元件的系統與方法
本發明大體上是關於附接有網路的裝置，更明確而言是關於用於支持多路徑及/或多模式跨網狀架構NVMe（NVMe over fabrics；NVMeoF）裝置的系統與方法。
高速非揮發性記憶體（Non-volatile memory express；NVMe）以及跨網狀架構高速非揮發性記憶體（NVMe over fabrics；NVMeoF）（或簡稱為NVMf）為新出現的技術。高速非揮發性記憶體為定義針對主機軟體的用以跨周邊組件高速互連（peripheral component interconnect express；PCIe）匯流排與非揮發性記憶體子系統（例如，固態磁碟機（solid-state drive；SSD））通信的暫存器層級介面的標準。
跨網狀架構高速非揮發性記憶體定義如下常見架構：支持跨諸如乙太網路、光纖通道、無限頻寬（InfiniBand）以及其他網路網狀架構的廣泛範圍的儲存器網路連接網狀架構的高速非揮發性記憶體區塊儲存協定。對於基於跨網狀架構高速非揮發性記憶體的系統，主機板上的基於X86的中央處理單元（central processing unit；CPU）不再需要在起始器（例如，主機軟體）與目標裝置（亦即，跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置）之間移動資料，此是因為目標裝置自身能夠移動資料。術語「網狀架構」表示網路節點可經由多種互連協定、埠以及交換器將資料傳遞至彼此的網路拓樸。舉例而言，附接有乙太網路的固態磁碟機可直接附接至網狀架構，且在此狀況下網狀架構為乙太網路。
高速非揮發性記憶體的實體連接是基於周邊組件高速互連匯流排。典型的乙太網路固態磁碟機具有U.2連接器以跨周邊組件高速互連匯流排經由中板與系統介接。在四單工通道周邊組件高速互連匯流排（周邊組件高速互連×4）的狀況下，兩個乙太網路埠消耗四單工通道周邊組件高速互連信號中的僅兩個單工通道，且周邊組件高速互連×4信號中的剩餘兩個單工通道保持未使用。
根據一個實施例，一種系統包含：網狀架構交換器，所述網狀架構交換器包含主機板、主板管理控制器（baseboard management controller；BMC），經組態以輸送網路信號的網路交換器以及經組態以輸送周邊組件高速互連信號的周邊組件高速互連交換器；中板；以及多個裝置埠。多個裝置埠中的每一者經組態以跨中板將儲存裝置連接至網狀架構交換器的主機板，並跨中板攜載網路信號及周邊組件高速互連信號。儲存裝置可基於跨系統與儲存裝置之間的網狀架構連接建立的協定而以多個模式組態。
根據另一實施例，跨網狀架構高速非揮發性記憶體包含：周邊組件高速互連模組；網路引擎；以及連接器，其經組態以跨中板連接至交換器主機板且跨中板攜載周邊組件高速互連信號。周邊組件高速互連模組跨周邊組件高速互連匯流排將周邊組件高速互連信號輸送至交換器，且網路引擎跨連接器的串行附接SCSI（Serial Attached SCSI；SAS）接腳將網路信號輸送至交換器。
根據又一實施例，一種系統包含：交換器及多個跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置。每一跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置經組態以使用連接器耦接至交換器。連接器經組態以跨周邊組件高速互連匯流排將周邊組件高速互連信號輸送至交換器，且跨網路匯流排將網路信號輸送至交換器。
更具體而言，現將參照附圖以及申請專利範圍中所指出的內容來描述上述較佳特徵以及其他較佳特徵，包括實施的各種新穎細節以及事件的組合。應理解，本文中所描述的特定系統以及方法僅藉助於說明來展示且並不作為限制。如所屬領域中具一般知識者將理解，可在各種實施例以及眾多實施例中採用本文中所描述的原理以及特徵而不脫離本發明的範疇。
可單獨地利用或結合其他特徵以及教示利用本文中所揭露的特徵以及教示中的每一者，以提供用於支持多路徑及/或多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的系統與方法。參考附圖進一步詳細地描述單獨以及以組合形式利用此等額外特徵以及教示中的許多者的代表性實例。此詳細描述僅意欲向所屬領域中具一般知識者教示用於實踐本發明教示內容的各態樣的另外細節並且不意欲限制申請專利範圍的範疇。因此，以上在詳細描述中揭露的特徵的組合可能不必在最廣泛意義上實踐教示內容，而是僅為了具體描述本發明教示內容的代表性實例而教示。
在以下描述中，僅出於解釋的目的，闡述特定命名法以提供對本發明的透徹理解。然而，對於所屬領域中具一般知識者將顯而易見的是，並不需要此等特定細節以實踐本發明的教示。
本文中的詳細描述的一些部分是依據對電腦記憶體內的資料位元的操作的演算法以及符號表示呈現。此等演算法描述以及表示被熟習資料處理技術者使用以將其工作的主旨有效地傳達至其他所屬領域中具一般知識者。演算法在此處且大體上構想為產生所要結果的步驟的前後一致序列。步驟為要求實體量的實體操縱的彼等步驟。通常（雖然未必），此等量採取能夠儲存、傳送、組合、比較以及以其他方式操縱之電信號或磁信號的形式。已得到證明的是，出於常見用途的原因將此等信號稱為位元、值、元素、符號、字元、項、數字或其類似者時常為便利的。
然而，應牢記，所有此等以及相似術語將與適當實體量相關聯，且僅為應用於此等量的便利標籤。除非以其他方式確切地陳述，否則如自以下論述將顯而易見的是，應瞭解，貫穿描述，利用諸如「處理」、「計算」、「運算」、「判定」、「顯示」或其類似者的術語的論述是指將表示為電腦系統的暫存器以及記憶體內的實體（電子）量的資料操縱以及變換為類似地表示為電腦系統記憶體或暫存器或其他此類資訊儲存器、傳輸裝置或顯示裝置內的實體量的其他資料的電腦系統或類似電子計算裝置的動作以及程序。
本文所呈現之演算法並非固有地與任何特定電腦或其他設備相關。各種通用系統、電腦伺服器或個人電腦可與根據本文中的教示的程式一起使用，或可證明構建更專業化設備以執行所需的方法步驟為便利的。用於多種此等系統的所需結構將自以下描述內容顯而易見。應瞭解，多種程式設計語言可用於實施如本文中所描述的本發明的教示。
此外，可以並非確切以及明確列舉的方式組合代表性實例以及附屬請求項的各種特徵以便提供對本發明教示內容的額外有用實施例。亦應明確地注意到，出於原始揭露內容的目的以及出於約束所主張的標的物的目的，實體群組的所有值範圍或指示揭露每一可能的中間值或中間實體。亦應明確地注意到，圖式中所展示的組件的尺寸以及形狀經設計以有助於理解如何實踐本發明的教示內容，但並不意欲限制實例中所展示的尺寸以及形狀。
本發明描述一種可支持高速非揮發性記憶體協定以及跨網狀架構高速非揮發性記憶體協定兩者以及各種類型的附接有網狀架構的固態磁碟機（fabric-attached SSD；eSSD）的系統。在一些實施例中，附接有網狀架構的固態磁碟機指可支持跨網狀架構高速非揮發性記憶體協定的固態磁碟機。當經組態以支持跨網狀架構高速非揮發性記憶體標準時，系統可支持各種網狀架構，其不僅包含乙太網路網狀架構，而且包含光纖通道、無限頻寬以及其他網路網狀架構。為了便於說明，以下實例以及實施例可展示附接有乙太網路的跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置。然而，請注意，任何其他類型的跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可予以使用而不背離本發明的範疇。
本發明的系統提供可支持與高速非揮發性記憶裝置以及跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置相容的單一路徑系統以及雙路徑系統兩者的單一平台以及共同建置區塊。根據一個實施例，支持單一路徑以及雙路徑高速非揮發性記憶裝置以及跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的共同建置區塊包含中板、機架、風扇總成。本發明的系統可藉由添加更多相似裝置及/或機架來線性地按比例縮放。本發明的系統亦可包含其他建置區塊，其包含（但不限於）全寬度以及半寬度交換機板以及X86主機板。
本文中所揭露的附接有網狀架構的固態磁碟機（eSSD）為可用於與高速非揮發性記憶體標準以及跨網狀架構高速非揮發性記憶體標準相容的多個系統中的單一共同裝置。在此意義上，附接有網狀架構的固態磁碟機亦被稱作多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置。本發明的系統提供一種平台，所述平台可在最小硬體改變情況下以非高可用性（non-high availability；non-HA）模式（亦即，單一路徑輸入/輸出（I/O））或高可用性模式（亦即，多路徑輸入/輸出）支持各種類型的高速非揮發性記憶裝置以及跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置。
根據一個實施例，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可藉由偵測來自已知位置的產品資訊而支持高速非揮發性記憶體標準或跨網狀架構高速非揮發性記憶體標準。舉例而言，儲存於機架中的用於自組態的產品資訊為重要產品資料（vital product data；VPD）。在啟動期間，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可自機架擷取重要產品資料，並基於所述重要產品資料組態自身。然而，請注意，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可以各種方式組態而不背離本發明的範疇。舉例而言，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可藉由控制命令來組態，所述控制命令是藉由多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置連接至的交換器的主板管理控制器跨周邊組件高速互連匯流排發佈。
根據一個實施例，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可以單埠高速非揮發性記憶體模式、雙埠高速非揮發性記憶體模式、單埠跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式以及雙埠跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式來組態。表 1 展示U.2連接器根據多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的組態的實例使用。在組態為高速非揮發性記憶裝置時，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可以單埠高速非揮發性記憶體模式或雙埠高速非揮發性記憶體模式來組態。在單埠高速非揮發性記憶體模式中，U.2連接器的周邊組件高速互連單工通道0至3用以攜載周邊組件高速互連信號。在雙埠高速非揮發性記憶體模式中，周邊組件高速互連單工通道被拆分成2×2個單工通道；周邊組件高速互連單工通道0以及1用於第一埠，且周邊組件高速互連單工通道2以及3用於第二埠。在組態為跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置時，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可以單埠跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式或雙埠跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式來組態。在單埠跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式中，周邊組件高速互連單工通道被拆分成2×2個單工通道，但僅周邊組件高速互連單工通道0以及1用以攜載周邊組件高速互連信號，且周邊組件高速互連單工通道2以及3不予使用。第一對SAS埠0用於乙太網路埠0（第一埠），且SAS埠1不予使用。在雙埠跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式中，周邊組件高速互連單工通道被拆分成2×2個單工通道，且周邊組件高速互連單工通道0以及1用作用於第一乙太網路埠的控制板，且周邊組件高速互連單工通道2以及3用作用於第二乙太網路埠的控制板。第一對SAS埠0用於乙太網路埠0（第一埠），且SAS埠1用於乙太網路埠1（第二埠）。表 1 ：U.2連接器的實例使用
若產品資訊儲存於機架中，則U.2連接器上的周邊組件高速互連匯流排的兩個單工通道（單埠模式中）或四個單工通道（雙埠模式中）藉由周邊組件高速互連引擎驅動。在此狀況下，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可停用乙太網路引擎，且高速非揮發性記憶體協定以及功能性經支持或啟用。若產品資訊儲存於跨網狀架構高速非揮發性記憶體機架中，則取決於多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的設計，乙太網路埠使用僅周邊組件高速互連單工通道2以及3或串行附接SCSI（SAS）接腳。
本發明的多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可以兩個截然不同的模式，即高速非揮發性記憶體模式以及跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式操作。在高速非揮發性記憶體模式中，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置作為高速非揮發性記憶裝置表現。U.2連接器的周邊組件高速互連接腳可連接至周邊組件高速互連×4模組111。周邊組件高速互連匯流排可由資料以及控制共用。
在一個實施例中，在跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式中，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可以單路徑模式或雙路徑模式來組態。在單路徑模式中，一個周邊組件高速互連×2用於控制板，且連接至一個主機板。在雙路徑模式中，兩個周邊組件高速互連×2用於控制板且連接至兩個主機板。
在另一實施例中，跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可在跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式中將SAS接腳用於乙太網路埠。在非高可用性跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式中，周邊組件高速互連匯流排的兩個單工通道經由控制板用於標準特徵。在雙埠高可用性模式中，周邊組件高速互連匯流排的四個單工通道被拆分成兩個×2單工通道，且分別用於埠A以及埠B。現有周邊組件高速互連軟體以及驅動程式可如對於多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置不進行修改一般使用。
因為多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可以高速非揮發性記憶體模式以及跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式兩者操作，所以用於開發並部署裝置的成本可被減小，此是由於相同裝置可以高速非揮發性記憶體模式以及跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式兩者使用。由於類似原因，多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可具有更快的進入市場時間。多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可用於各種產品以及機架中。周邊組件高速互連匯流排的兩個單工通道經由控制板經保留用於標準特徵。中央處理單元、主板管理控制器（BMC）以及其他裝置可將周邊組件高速互連匯流排的兩個單工通道用作控制板，以在無額外成本情況下向機架內部的每一跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置通信。高速非揮發性記憶體的中板可如未修改一般予以使用，且歸因於額外新接腳而不需要跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置上的新連接器。
圖 1 說明根據一個實施例的實例跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的方塊圖。跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101包含周邊組件高速互連×4模組111（例如，周邊組件高速互連×4第三代模組）以及各種硬體及協定堆疊，協定堆疊包含（但不限於）乙太網路介面卡（Ethernet network interface card；NIC）112以及TCP/IP卸載引擎113、RDMA控制器115、跨網狀架構高速非揮發性記憶體協定堆疊116。跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101可支持高達兩個周邊組件高速互連×2匯流排151及152以及兩個乙太網路埠153及154，其取決於操作模式經由中板161連接至交換器主機板（圖中未示）。兩個周邊組件高速互連×2匯流排151及152以及兩個乙太網路埠153及154連接至跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101的U.2連接器121。
根據一個實施例，跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101可經組態為高速非揮發性記憶裝置。在高速非揮發性記憶體模式中，模式選擇器160可組態跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101，以使用周邊組件高速互連匯流排的所有四個單工通道（在單埠模式中）或四個單工通道中的僅兩個單工通道（在雙埠模式中）來攜載周邊組件高速互連信號。周邊組件高速互連×4匯流排連接至中板，且周邊組件高速互連匯流排在資料信號與控制信號之間共用。
根據另一實施例，跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101可經組態為跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置。在跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式中，模式選擇器160可組態跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101，以使用周邊組件高速互連×2匯流排151的兩個單工通道來攜載周邊組件高速互連信號。跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101可進一步組態周邊組件高速互連匯流排的剩餘兩個單工通道，以跨兩個乙太網路埠153以及154攜載乙太網路信號。在跨網狀架構高速非揮發性記憶體模式中，兩個周邊組件高速互連×2單工通道直接輸送至周邊組件高速互連×4模組111，且跨剩餘兩個周邊組件高速互連×2單工通道的信號跨乙太網路埠153以及154攜載且在緩衝器122中進行緩衝，以輸送至跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101的乙太網路介面卡112。跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101的操作模式可經自我組態或外部設定。舉例而言，跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101可使用實體接腳（例如，交換器主機板的機架上的存在接腳）或藉由來自交換器主機板的主板管理控制器（例如，圖 2 的主板管理控制器203）的帶內命令自我組態其操作模式。經由乙太網路擷取的可管理性資訊被稱作「帶內」資訊，而經由周邊組件高速互連匯流排擷取的可管理性資訊被稱作「帶外」資訊。
跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101可推送各種信號，且跨U.2連接器使用未使用的周邊組件高速互連×2匯流排來跨周邊組件高速互連埠151以及152執行各種服務。可經推送的信號的實例包含（但不限於）跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101的正常狀態資訊、欄位可替換單元（field-replaceable unit；FRU）資訊以及感測器資訊。可跨周邊組件高速互連埠推送的服務的實例包含（但不限於）對交換器板本端的主板管理控制器或中央處理單元的發現服務、以及針對用於執行韌體升級的新跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置韌體的下載服務。
跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101可跨建立於交換器主機板與跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101之間的控制板來跨周邊組件高速互連×2匯流排151將部分裝置特定資訊直接推送至交換器主機板的主板管理控制器。可跨控制板攜載的此裝置特定資訊的實例包含（但不限於）跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101的發現資訊以及欄位可替換單元資訊。此情形可減小用於對跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101的狀態進行輪詢的主板管理控制器的負擔。裝置特定資訊可使用新裝置命令在跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101與主板管理控制器之間傳達。跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置101可藉由周邊組件高速互連×2匯流排的僅兩個周邊組件高速互連單工通道151以及152來支持高可用性（HA）多路徑輸入/輸出。
圖 2 說明根據一個實施例的實例交換器主機板的方塊圖。交換器主機板201具有上行鏈路乙太網路埠211、下行鏈路乙太網路埠212、本端中央處理單元202、主板管理控制器203、乙太網路交換器204以及周邊組件高速互連交換器205。多個附接有網狀架構的固態磁碟機可連接至交換器主機板201。根據一個實施例，附接有網狀架構的固態磁碟機為可經組態以取決於操作模式作為高速非揮發性記憶裝置或跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置工作的跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置。附接有網狀架構的固態磁碟機中的每一者可經由如圖 1 中所展示U.2連接器連接至交換器主機板201，，且經組態以經由若干高速度莫士（Molex）連接器連接至交換器主機板201，所述高速度莫士連接器共同攜載所有周邊組件高速互連×2匯流排213及下行鏈路乙太網路埠212以及諸如SMBus、重設、時脈等的其他非高速度控制信號。交換器主機板201可將各種信號推送至附接有網狀架構的固態磁碟機中的每一者，且跨周邊組件高速互連×2匯流排213及/或下行鏈路乙太網路埠212來跨中板261在附接有網狀架構的固態磁碟機中的每一者上執行各種服務。舉例而言，交換器主機板201可跨乙太網路埠212自附接有網狀架構的固態磁碟機中的每一者接收裝置特定資訊，所述裝置特定資訊包含（但不限於）附接有網狀架構的固態磁碟機的正常狀態資訊、欄位可替換單元（FRU）資訊以及感測器資訊。交換器主機板201亦可跨乙太網路埠212執行各種服務，所述服務包含（但不限於）對主板管理控制器或本端主機中央處理單元的發現服務，以及針對用於執行韌體升級的新附接有網狀架構的固態磁碟機韌體的下載服務。
圖 3 說明根據另一實施例的實例跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的方塊圖。跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置301包含周邊組件高速互連×4模組311（例如，周邊組件高速互連×4第三代模組）以及各種硬體及協定堆疊，協定堆疊包含（但不限於）乙太網路介面卡（NIC）312以及TCP/IP卸載引擎313、RDMA控制器315、跨網狀架構高速非揮發性記憶體協定堆疊316。跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置301可支持跨中板361連接至交換器主機板（圖中未示）的兩個周邊組件高速互連×2匯流排351及352以及兩個乙太網路埠353及354。周邊組件高速互連×2匯流排351及352以及乙太網路埠353及354連接至跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置301的U.2連接器321。
根據一個實施例，跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置301可將U.2連接器321的未使用SAS接腳以用於乙太網路信號，而非使用如圖 1 中所展示的周邊組件高速互連單工通道151以及152。因為跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置301將SAS接腳用於乙太網路埠353以及354，所以跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置301可支持多路徑輸入/輸出以及多個協定而不遭受頻寬問題。
圖 4 說明根據一個實施例的組態為以高可用性模式操作的高速非揮發性記憶裝置的實例跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的方塊圖。在此實例中，跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置401組態為高速非揮發性記憶裝置且可支持多路徑輸入/輸出。一個雙半寬度交換器包含有包含於一個2U機架中的兩個交換器控制器460A以及460B。跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置401跨中板461連接至交換器控制器460A以及460B兩者。交換器控制器460A可支持周邊組件高速互連匯流排的兩個單工通道以及乙太網路埠A，而交換器控制器460B可支持周邊組件高速互連匯流排的剩餘兩個單工通道以及乙太網路埠B。跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置401可跨兩單工通道周邊組件高速互連匯流排451以及乙太網路埠A 453連接至交換器控制器460A。此外，跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置401可跨兩單工通道周邊組件高速互連匯流排452以及乙太網路埠B 454連接至交換器控制器460B。
圖 5 說明根據一個實施例的包含兩個交換器主機板的實例交換器的方塊圖。交換器500包含兩個交換器主機板501A以及501B以在雙重埠組態中（在高可用性模式中）支持多輸入/輸出。交換器主機板501A包含乙太網路交換器504A以及周邊組件高速互連交換器505A，且交換器主機板501B包含乙太網路交換器504B以及周邊組件高速互連交換器505B。交換器主機板501A以及501B中的每一者可包含其他組件以及模組，例如，本端中央處理單元、主板管理控制器、上行鏈路乙太網路埠、下行鏈路乙太網路埠等，如在展示於圖 2 中的實例交換器主機板201中所展示。
若干附接有網狀架構的固態磁碟機可插入至交換器的裝置埠中。舉例而言，附接有網狀架構的固態磁碟機中的每一者使用U.2連接器連接至交換器。每一附接有網狀架構的固態磁碟機可連接至交換器主機板501A以及交換器主機板501B兩者。在本實例中，插入至交換器500中的附接有網狀架構的固態磁碟機組態為跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置，從而需要經由周邊組件高速互連匯流排以及乙太網路埠跨中板561至交換器500的連接性。
根據一個實施例，交換器500與附接有網狀架構的固態磁碟機之間的乙太網路信號可將針對主要乙太網路埠553的SAS接腳S2、S3、S5以及S6用於交換器主機板501A。乙太網路信號亦可將針對次要乙太網路埠554的S9、S10、S12以及S13用於交換器主機板501B。每一U.2連接器的E25接腳可用以啟用雙埠組態。周邊組件高速互連信號可在各別交換器主機板501A以及501B與附接有網狀架構的固態磁碟機中的每一者之間跨周邊組件高速互連匯流排551以及552攜載。附接有網狀架構的固態磁碟機可使用實體接腳（例如，在交換器的機架上的存在接腳）或藉由來自交換器主機板的主板管理控制器的帶內命令自我組態其操作模式。
根據一個實施例，交換器500可支持10 G乙太網路，且中板561為可支持高可用性模式以及非高可用性模式兩者的共同中板。取決於系統組態，信號完整性可需要進行測試以確保共同中板561可支持兩個組態。若信號完整性並不充分，則系統可具有包含針對高可用性模式的第一中板以及針對非高可用性模式的第二中板的兩個中板。
根據一個實施例，一種系統包含：網狀架構交換器，所述網狀架構交換器包含主機板、主板管理控制器（baseboard management controller；BMC）、經組態以輸送網路信號的網路交換器、以及經組態以輸送周邊組件高速互連信號的周邊組件高速互連交換器；中板；以及多個裝置埠。多個裝置埠中的每一者經組態以跨所述中板將儲存裝置連接至所述網狀架構交換器的所述主機板，並跨所述中板攜載所述網路信號以及所述周邊組件高速互連信號。所述儲存裝置可基於跨所述系統與所述儲存裝置之間的網狀架構連接建立的協定而以多個模式組態。
儲存裝置可具有U.2連接器。
儲存裝置可支持高速非揮發性記憶體協定以及跨網狀架構高速非揮發性記憶體協定兩者。
中板可支持高可用性（HA）模式以及非高可用性模式兩者。
網路信號可跨連接器的未使用接腳來攜載。
網路信號可提供針對儲存裝置的新韌體的發現服務或下載服務。
網路信號可包含裝置特定資訊，所述裝置特定資訊包含儲存裝置的正常狀態資訊、欄位可替換單元（FRU）資訊以及感測器資訊中的一或多者，且裝置特定資訊可經由周邊組件高速互連單工通道跨中板輸送至主板管理控制器。
儲存裝置可經組態以高可用性模式或非高可用性模式操作。
根據另一實施例，跨網狀架構高速非揮發性記憶體包含：周邊組件高速互連模組；網路引擎；以及連接器，其經組態以跨中板連接至交換器主機板且跨中板攜載周邊組件高速互連信號。所述周邊組件高速互連模組跨周邊組件高速互連匯流排將周邊組件高速互連信號輸送至交換器，且所述網路引擎跨所述連接器的串行附接SCSI（SAS）接腳將網路信號輸送至所述交換器。
連接器可為U.2連接器。
網路信號可包含裝置特定資訊，所述裝置特定資訊包含跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的正常狀態資訊、欄位可替換單元資訊以及感測器資訊中的一或多者。
裝置特定資訊可跨中板攜載至交換器的主板管理控制器。
網路信號可提供針對跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的新韌體的發現服務或下載服務。
交換器可包含兩個交換器板，其包含主要乙太網路埠以及次要乙太網路埠。
SAS接腳S2、S3、S5以及S6可用於主要乙太網路埠，且SAS接腳S9、S10、S12以及S13可用於次要乙太網路埠。
跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可經組態以高可用性模式或非高可用性模式操作。
根據又一實施例，一種系統包含：交換器以及多個跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置。每一跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置經組態以使用連接器耦接至交換器。所述連接器經組態以跨周邊組件高速互連匯流排將周邊組件高速互連信號輸送至交換器，且跨網路匯流排將網路信號輸送至所述交換器。
連接器可為U.2連接器。
周邊組件高速互連信號可跨周邊組件高速互連匯流排的兩個周邊組件高速互連單工通道輸送，且網路信號可跨周邊組件高速互連匯流排的剩餘兩個周邊組件高速互連單工通道輸送。
網路信號可跨SAS接腳輸送。
網路信號可包含裝置特定資訊，所述裝置特定資訊包含每一跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的正常狀態資訊、欄位可替換單元資訊以及感測器資訊中的一或多者。
網路信號可提供針對每一跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的新韌體的發現服務或下載服務。
所述跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置中的每一跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置可經組態以高可用性模式或非高可用性模式操作。
上文已描述上述實例實施例以說明實施用於支持多路徑及/或多模式跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的系統與方法的各種實施例。所屬領域中具一般知識者將想到各種修改以及與所揭露的實例實施例的偏離。意欲在本發明的範疇內的標的物闡述於以下申請專利範圍中。
101、301、401‧‧‧跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置
111‧‧‧周邊組件高速互連×4模組
112、312‧‧‧乙太網路介面卡
113、313‧‧‧TCP/IP卸載引擎
115、315‧‧‧RDMA控制器
116、316‧‧‧跨網狀架構高速非揮發性記憶體協定堆疊
121、321、421‧‧‧U.2連接器
122‧‧‧緩衝器
151、152、213、351、352‧‧‧周邊組件高速互連×2匯流排
153、154、353、354‧‧‧乙太網路埠
160‧‧‧模式選擇器
161、261、361、461、561‧‧‧中板
201、501A、501B‧‧‧交換器主機板
202‧‧‧本端中央處理單元
203‧‧‧主板管理控制器
204、504A、504B‧‧‧乙太網路交換器
205、505A、505B‧‧‧周邊組件高速互連交換器
211‧‧‧上行鏈路乙太網路埠
212‧‧‧下行鏈路乙太網路埠
311‧‧‧周邊組件高速互連×4模組/周邊組件高速互連×4第三代模組
451、452‧‧‧兩單工通道周邊組件高速互連匯流排
453‧‧‧乙太網路埠A
454‧‧‧乙太網路埠B
460A、460B‧‧‧交換器控制器
500‧‧‧交換器
551、552‧‧‧周邊組件高速互連匯流排
553‧‧‧主要乙太網路埠
554‧‧‧次要乙太網路埠
作為本說明書的一部分包含在內的附圖說明當前較佳實施例，並且連同上文給出的大體描述及下文給出的較佳實施例的詳細描述一起用來解釋並教示本文中所描述的原理。
圖1說明根據一個實施例的實例跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的方塊圖。 圖2說明根據一個實施例的實例交換器主機板的方塊圖。 圖3說明根據另一實施例的實例跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的方塊圖。 圖4說明根據一個實施例的組態為以HA模式操作的高速非揮發性記憶裝置的實例跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的方塊圖。 圖5說明根據一個實施例的包含兩個交換器主機板的實例交換器的方塊圖。
貫穿諸圖，出於說明性目的，圖式未必按比例繪製且具有類似結構或類似功能的元件通常由相同圖式元件符號表示。諸圖僅意欲促進對本文中所描述的各種實施例的描述。諸圖並不描述本文中所揭露的教示的每一態樣並且不限制申請專利範圍的範疇。
101‧‧‧跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置
111‧‧‧周邊組件高速互連×4模組
112‧‧‧乙太網路介面卡
113‧‧‧TCP/IP卸載引擎
115‧‧‧RDMA控制器
116‧‧‧跨網狀架構高速非揮發性記憶體協定堆疊
121‧‧‧U.2連接器
122‧‧‧緩衝器
151、152‧‧‧周邊組件高速互連×2匯流排
153、154‧‧‧乙太網路埠
160‧‧‧模式選擇器
161‧‧‧中板

Claims (23)

  1. 一種系統，其包括： 網狀架構交換器，其包含主機板、主板管理控制器（BMC）、經組態以輸送網路信號的網路交換器，以及經組態以輸送周邊組件高速互連信號的周邊組件高速互連交換器； 中板；以及 多個裝置埠， 其中所述多個裝置埠中的每一者經組態以跨所述中板將儲存裝置連接至所述網狀架構交換器的所述主機板，並跨所述中板攜載所述網路信號以及所述周邊組件高速互連信號，且 其中所述儲存裝置可基於跨所述系統與所述儲存裝置之間的網狀架構連接建立的協定而以多個模式組態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述儲存裝置具有U.2連接器，其經組態以將所述儲存裝置連接至所述多個裝置埠中的一者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述儲存裝置支持高速非揮發性記憶體（NVMe）協定以及跨網狀架構高速非揮發性記憶體（NVMeoF）協定兩者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述中板支持高可用性（HA）模式以及非高可用性模式兩者。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的系統，其中所述網路信號是跨所述U.2連接器的未使用接腳攜載。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的系統，其中所述網路信號提供針對所述儲存裝置的新韌體的發現服務或下載服務。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述網路信號包含裝置特定資訊，所述裝置特定資訊包含所述儲存裝置的正常狀態資訊、欄位可替換單元（FRU）資訊以及感測器資訊中的一或多者，且所述裝置特定資訊經由周邊組件高速互連單工通道跨所述中板輸送至所述主板管理控制器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述儲存裝置經組態以高可用性模式或非高可用性模式操作。
  9. 一種跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置，其包括： 周邊組件高速互連模組； 網路引擎；以及 連接器，其經組態以跨中板連接至交換器，且跨所述中板攜載周邊組件高速互連信號， 其中所述周邊組件高速互連模組跨周邊組件高速互連匯流排將所述周邊組件高速互連信號輸送至所述交換器，且所述網路引擎跨所述連接器的串行附接SCSI（SAS）接腳將網路信號輸送至所述交換器。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置，其中所述連接器為U.2連接器。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置，其中所述網路信號包含裝置特定資訊，所述裝置特定資訊包含所述跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的正常狀態資訊、欄位可替換單元資訊以及感測器資訊中的一或多者。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置，其中所述裝置特定資訊跨所述中板被攜載至所述交換器的主板管理控制器。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置，其中所述網路信號提供針對所述跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的新韌體的發現服務或下載服務。
  14. 如申請專利範圍第9項所述的跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置，其中所述交換器包含兩個交換器主機板，其包含主要乙太網路埠以及次要乙太網路埠。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置，其中SAS接腳S2、S3、S5以及S6用於所述主要乙太網路埠，且SAS接腳S9、S10、S12以及S13用於所述次要乙太網路埠。
  16. 如申請專利範圍第9項所述的跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置，其中所述跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置經組態以高可用性模式或非高可用性模式操作。
  17. 一種系統，其包括： 交換器；以及 多個跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置， 其中所述跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置中的每一跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置經組態以使用連接器耦接至所述交換器， 其中所述連接器經組態以跨周邊組件高速互連匯流排將周邊組件高速互連信號輸送至所述交換器，且跨網路匯流排將網路信號輸送至所述交換器。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中所述連接器為U.2連接器。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中所述周邊組件高速互連信號是跨所述周邊組件高速互連匯流排的兩個周邊組件高速互連單工通道輸送，且所述網路信號是在所述周邊組件高速互連匯流排的剩餘兩個周邊組件高速互連單工通道上輸送。
  20. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中所述網路信號是跨SAS接腳輸送。
  21. 如申請專利範圍第17項所述的系統，所述網路信號包含裝置特定資訊，所述裝置特定資訊包含每一跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的正常狀態資訊、欄位可替換單元資訊以及感測器資訊中的一或多者。
  22. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中所述網路信號提供針對每一跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置的新韌體的發現服務或下載服務。
  23. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中所述跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置中的每一跨網狀架構高速非揮發性記憶裝置經組態以高可用性模式或非高可用性模式操作。
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