TW202008105A - 具有偏移插槽對準的週邊儲存卡 - Google Patents

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Abstract

提供一種可以插入主機系統的儲存卡，並包括複數個儲存裝置連接器。儲存卡包括插槽偏移特徵，以使儲存卡的電路板偏離於主機系統插槽對準。此偏移係用於儲存卡的兩側上的儲存裝置連接器的放置。儲存卡亦可以包括週邊部件互連高速（PCIe）切換電路，經配置以通訊耦接複數個儲存裝置連接器的PCIe訊令與儲存卡的主機連接器的PCIe訊令，其中PCIe切換電路經配置以透過儲存卡的主機連接器的PCIe訊令接收儲存操作，並透過複數個儲存裝置連接器中之所選定之一者的PCIe訊令遞送而傳輸儲存操作。

Description

具有偏移插槽對準的週邊儲存卡
本揭示係關於具有偏移插槽對準的週邊儲存卡。
電腦系統通常包括大容量儲存系統（例如，磁碟驅動器、光學儲存裝置、磁帶驅動器、或固態儲存驅動器，以及其他儲存系統）。隨著這些電腦系統中的儲存需求的增加，已經引入網路儲存系統，而在與終端使用者電腦裝置實體分離的儲存環境中儲存大容量資料。這些網路儲存系統通常透過一或更多個網路介面提供對於終端使用者或其他外部系統的大容量資料儲存的存取。除了資料的儲存之外，遠端計算系統包括可以向終端使用者提供遠端計算資源的各種處理系統。這些網路儲存系統及遠端計算系統可以包括在高密度安裝中（例如，機架安裝環境中）。
然而，隨著網路儲存系統及遠端計算系統的密度增加，可能達到各種實體限制。這些限制包括基於底層儲存技術的密度限制（例如，在大陣列的旋轉磁媒體儲存系統的實例中）。這些限制亦可以包括基於網路互連的各種實體空間要求以及環境氣候控制系統的大空間要求來計算密度限制。
除了實體空間限制之外，這些大容量儲存系統傳統上受限於每個主機可以包括的裝置的數量，而在需要更高容量、冗餘、及可靠性的儲存環境中可能有問題。隨著網路、雲端、及企業環境中不斷增加的資料儲存及擷取需求，這些缺點尤其突出。
本文提供各種電腦週邊卡、裝置、系統、方法、及軟體。在一個實例中，可以插入主機系統的儲存卡包括複數個儲存裝置連接器。儲存卡包括插槽偏移特徵，以使儲存卡的電路板偏離於主機系統插槽對準。此偏移係用於儲存卡的兩側上的儲存裝置連接器的放置。儲存卡亦包括週邊部件互連高速（PCIe）切換電路，經配置以通訊耦接複數個儲存裝置連接器的PCIe訊令與儲存卡的主機連接器的PCIe訊令，其中PCIe切換電路經配置以透過儲存卡的主機連接器的PCIe訊令接收儲存操作，並透過複數個儲存裝置連接器中之所選定之一者的PCIe訊令遞送而傳輸儲存操作。
在本文的實例中，圖示各種儲存卡，而具有一或更多個儲存驅動器，以針對主機系統來提供資料儲存能力。儲存卡可以插入主機系統的插槽或匹配連接器中。儲存卡可以包含週邊附加卡。通常，主機系統可以具有可以用於插入各種附加卡的一或更多個插槽，各種附加卡係經由一或更多個邊緣連接器耦接到主機系統。本文所述的附加卡可以插入相關聯主機系統（例如，電腦或伺服器系統的主機板或子板）的匹配插座中。如本文所示，附加卡可以包括插槽外罩。各種電子元件、處理元件、儲存元件、或其他元件可以包括在附加卡中，以補充主機系統的能力。在一些情況下，可以將附加卡添加到主機系統或多個主機系統外部的機箱或機架安裝系統中。
在許多附加卡中，印刷電路板（PCB）包括由PCB的一部分及金屬軌跡形成的整合邊緣連接器。插槽連接器相對於插槽開口的定位可以導致安裝在PCB的第一側上的部件相對於PCB的第二側可以具有更大的堆疊高度。儘管此配置對於許多附加卡而言已經足夠（例如，固定或焊接部件），但是很難包含經由相關聯連接器與PCB匹配的大量模組化儲存驅動器。本文的實例提供增強的PCB配置，而在插槽尺寸內提供相對於插槽連接器的偏移，以允許PCB的兩側的模組化儲存裝置。可以有利地實現儲存密度及部件數量的增加。
呈現第1A圖及第1B圖，以說明儲存卡的示例性實體配置。第1A圖圖示儲存卡100的示例性實體配置的側邊「A」。第1B圖圖示儲存卡100的示例性實體配置的側邊「B」。在此實例中，儲存卡100係由至少二個印刷電路板形成。主要電路板（本文亦指稱為印刷電路板）151包括儲存卡100的許多部件。次要電路板（PCB）152包括邊緣連接器153以及一或更多個另外連接器，以用於耦接到主要電路板151。可選擇地包括插槽外罩163，以覆蓋主機系統中的插槽開口。
儲存卡100包括一或更多個儲存驅動連接器111，而可以耦接到一或更多個儲存驅動器113、PCIe切換器112、輔助介面115、及保持電容器124。儘管現在為了清楚起見而未圖示於第1A圖及第1B圖中，但是可以包括功率控制模組，而透過相關聯功率鏈路將功率分配到儲存卡100的每一元件。功率控制模組（例如，第5圖的功率控制521）可以選擇性啟用/禁用每一功率鏈路的功率，以及至少使用保持電容器124來將保持功率提供到板載部件。可以包括另外的通訊鏈路，以用於儲存卡100的各種元件之間的卡內通訊。
儲存卡100包括一或更多個儲存驅動器113（例如，第1A圖及第1B圖所示的每一PCB側邊上的二個儲存驅動器）。儲存驅動器113係佈置於儲存卡100的兩側。如下面的其他實例中所討論，固態驅動器（SSD）連接器111可以包含M.2連接器，而每一儲存驅動器113可以包含M.2兼容的SSD。可以使用其他SSD類型及連接器（例如，使用SFF-TA-1002x4或x8連接器的Enterprise＆Datacenter Storage Form Factor（EDSFF）儲存裝置等）。在此實例中，儘管一些連接器係設置於前側（A側），而一些連接器係設置於背側（B側），但連接器係耦接到相同的主要印刷電路板（PCB）151。
儲存卡100可以包含HHHL（半高半長）PCIe週邊卡。可以採用其他卡尺寸（例如，FHHL（全高半長）、或FHFL（全高全長）、或HHFL（半高全長）等）。儲存卡100包含緊湊的雙面佈置，而可以裝配到單寬度PCIe插槽中，並且可以裝配到HHHL尺寸的PCIe卡上。在此實例中，M.2 SSD包含110毫米（mm）或80mm長度的M.2 SSD。可以包括其他尺寸的M.2 SSD（例如，長度為16、26、30、38、42、60、80、及110mm，而寬度為12、16、22、及30mm）。可以包括M.2端部支撐，以在結構上支撐與連接器端部相對的每一M.2 SSD的一端。
呈現第2A圖及第2B圖，以說明儲存卡的另一示例性實體配置。具體而言，第2A圖及第2B圖圖示儲存卡100的示例性實體配置的側邊「B」。在此配置中，剛性次要PCB係作為次要電路板152。次要電路板152可以經由一或更多個連接器（在本文中可以指稱為夾層連接器）通訊耦接到主要電路板151。同樣地，次要電路板152在本文可以指稱為夾層板。連接器155係包括於次要電路板152上，而連接器154係包括於主要電路板151上。連接器154至155承載主要電路板151與次要電路板152之間往來的訊令及功率。次要電路板152包括邊緣連接器153，而耦接到主機系統或其他週邊卡插槽中的匹配連接器。
當耦接到主要電路板151時，次要電路板152針對主要電路板151而提供遠離邊緣連接器153的偏移。偏移距離可以變化，並且可以藉由連接器154至155的堆疊高度來建立。此偏移係在儲存卡100的「背」側B上提供附加間距，以經由連接器111安裝一或更多個儲存驅動器113。儘管插槽外罩163係為可選擇的，但是可以包括附加的偏移間隔物160，以將插槽外罩163耦接到主要電路板151。這些偏移間隔物160可以確保插槽外罩163裝配到主機系統的匹配插槽外罩安裝特徵。偏移間隔物160的厚度係對應於由次要電路板152及連接器154至155所提供的偏移。
第3圖圖示儲存卡100的頂視圖。此頂視圖突出顯示主要電路卡151與次要電路卡152之間的偏移。在第3圖中，提供插槽寬度301，而包括可以裝配儲存卡100的主機插槽的總寬度。儲存卡100通常佔據小於由插槽寬度301指示的寬度，但是在其他實例中，可以提供多插槽寬度卡。
然而，次要電路卡152係與PCIe插座140對準，而取代讓主要電路卡151與PCIe插座140對準。在主要電路卡151與次要電路卡152之間提供插槽偏移302，以將主要電路卡151偏離插座140。次要電路卡152上的邊緣連接器153與插座140對準，以用於將儲存卡100插入插座140及相應主機插槽。從第3圖可以看出，部分由於次要電路板152從插座140產生的偏移，儲存驅動器113可以安裝至主要電路板151的任一側上。當採用插槽外罩時，可以採用偏移間隔物160，以在插槽外罩與主要電路板151之間建立偏移303。
呈現第4圖，以說明次要電路板的替代佈置。第4圖圖示儲存卡400，而包括主要電路板451兩側上的儲存驅動器413。可以包括可選擇的插槽外罩463，以及用於插槽外罩463的偏移間隔物460。亦可以包括PCIe切換電路412，以將儲存驅動器413的介面電耦接到與邊緣連接器453相關聯的主機訊令。
在此配置中，次要電路板452包括邊緣連接器453以及柔性連接器457。柔性連接器457以及一或更多個支座458提供邊緣連接器453與主要電路板451之間的偏移。附加連接器可以包括於主要電路板451與次要電路板452中之一或更多者上，以與柔性連接器457耦接。然而，可以替代地採用直接焊接連接來與柔性連接器457耦接。第4圖包括詳細視圖401，以進一步圖示主要電路板451與次要電路板452之間的柔性電路連接457。柔性電路連接457承載PCIe訊令、邊帶訊令、功率連接、及主要電路板451與次要電路板452之間的其他電訊令。柔性電路連接457可以包含柔性電路的一或更多個區段以及各種剛性部分。剛柔結合電路元件可以與柔性及剛性部分一起使用。
第5A圖圖示儲存卡510的第一側「A」的示例性示意圖。第5B圖圖示儲存卡510的第二側「B」的示例性示意圖。第6圖圖示儲存卡510的示例性示意性配置。儲存卡510包括四個儲存驅動器511、PCIe切換器512、處理器520、功率控制模組521、及保持電路522。功率控制模組521透過相關聯功率鏈路530至532將功率分配到儲存卡510的每一元件。功率控制模組521可以選擇性啟用/禁用每一功率鏈路的功率。可以包括另外的通訊鏈路，以用於儲存卡510的各種元件之間的卡內通訊。
在此實例中，部件511、512、515、520、521、522、及570係安裝於電路板551上。此外，電路板551包括用於耦接到電路板553的一或更多個連接器。舉例而言，夾層連接器552可以用於將電路板551實體及通訊耦接到電路板553。如先前圖式所討論，在電路板551與電路板553之間提供偏移。此偏移提供儲存卡510兩側上的儲存驅動器511的安裝，同時仍允許儲存卡510裝配到主機系統的單一插槽中。可以包括可選擇的插槽外罩555以及相關聯偏移元件，以覆蓋與插入儲存卡510的插槽相關聯的插槽開口。
儲存卡510包括一或更多個儲存驅動器511（例如，第5A圖、第5B圖，及第6圖所示的四個儲存驅動器）。二個儲存驅動器511係佈置於儲存卡510的前側「A」上，而二個儲存驅動器511係佈置於儲存卡510的背側「B」上。第一組連接器係用於儲存驅動器的A側位階，而第二組連接器係用於儲存驅動器的B側位階。在第5A圖中，+z軸包含從圖式定向朝外的軸線，而夾層連接器552沿著z軸在電路板551與電路板553之間提供偏移。每一位階可以包括一或更多個儲存驅動器，其中相關聯連接器570係耦接到儲存驅動器。如下面的其他實例中所討論，連接器570可以包含M.2連接器，而每一儲存驅動器511可以包含M.2固態驅動器（SSD）。在此實例中，連接器係耦接到相同的印刷電路板（PCB）551。
儲存卡510亦包括一或更多個週邊部件互連高速（PCIe）切換器、處理器、及控制系統元件。PCIe切換器512透過相關聯PCIe鏈路來與一或更多個卡載儲存驅動器通訊。PCIe切換器512亦通訊耦接到卡載處理器或控制系統，以用於訊務統計資訊擷取、功率監測、狀態監測、及其他操作。
PCIe切換器512係透過PCIe鏈路540來與主機系統或主機模組（未圖示）通訊。PCIe鏈路540可以包含具有多個線道的PCIe鏈路（例如，「x4」PCIe鏈路），但是可以採用不同數量的PCIe線道。此外，可以採用多於一個PCIe鏈路540，以用於儲存卡510的負載平衡、冗餘、及故障轉移保護。PCIe切換器512亦透過相關聯的x4PCIe鏈路541來與四個儲存驅動器511通訊，但是可以採用不同數量的儲存驅動器。PCIe可以支援多個匯流排寬度（例如，x1、x4、x8、x16、及x32），其中多個匯流排寬度中之每一者包含用於資料傳輸的附加「線道」。本文所述的PCIe鏈路可以是任何一代的PCIe鏈路（例如，第3代、第4代、第5代、或第Gen-Z代等）。儲存卡510亦支援邊帶訊令549（例如，系統管理匯流排（SMBus）介面及聯合測試行動組（JTAG）介面），以及相關聯時序、功率、啟動程式、以及其他訊令的傳輸。
PCIe介面540可以承載由主處理器或主機系統發佈的NVMe（NVM Express）訊務。NVMe（NVM Express）係為大容量儲存裝置的介面標準（例如，硬碟驅動器及固態記憶體裝置）。NVMe可以取代串列ATA（SATA）介面，以用於與個人電腦及伺服器環境中的大容量儲存裝置對接。但是，類似於SATA裝置，這些NVMe介面僅限於一對一的主機驅動器關係。在本文所述的實例中，PCIe介面係用於傳輸NVMe訊務，並將多驅動器系統呈現為透過PCIe介面的一或更多個NVMe虛擬邏輯單元號碼（VLUN）。
在NVMe操作中（例如，NVMe寫入操作），可以透過PCIe鏈路540或515中之任一者接收用於任何儲存驅動器511的資料。舉例而言，寫入操作可以是透過PCIe鏈路540從採用透過PCIe介面傳輸的NVMe協定的裝置接收的NVMe寫入操作。在另一實例中，寫入操作可以是透過PCIe鏈路540或515從採用透過PCIe介面傳輸的NVMe協定的外部裝置接收的NVMe寫入操作。相關聯儲存驅動器可以透過相關聯PCIe介面541接收NVMe訊務，並進行相應回應（例如，在NVMe讀取操作的情況下使用寫入確認或讀取資料）。
在進一步實例中，處理器520可以處理儲存驅動器的PCIe訊務，並以邏輯方式管理儲存驅動器。舉例而言，處理器520可以採用資料條串化，以透過任何數量的儲存驅動器511（例如，透過所有儲存驅動器或儲存驅動器的子集）將特定寫入事務的資料進行條串化。同樣地，可以採用資料冗餘來透過任何儲存驅動器511將資料進行鏡像。在進一步實例中，儲存驅動器511中之一些係呈現為主機系統的一或更多個邏輯驅動器或邏輯卷（例如，一或更多個NVMe虛擬邏輯單元（VLUN））。處理器520可以管理條串化、鏡像、或邏輯卷的建立及呈現。在第一實例中，處理器520透過PCIe介面533來接收儲存驅動器511的所有PCIe訊務，並分配到適當的儲存驅動器511，以實現條串化、鏡像、或邏輯卷。在其他實例中，處理器520監測PCIe切換器512中的訊務，並指示PCIe切換器512將PCIe訊務引導到適當的儲存驅動器，以實現條串化、鏡像、或邏輯卷。
如上所述，處理器520可以將儲存卡510的儲存資源呈現為VLUN（例如，NVMe VLUN）。處理器520可以透過PCIe介面將任何數量的VLUN（例如，PCIe鏈路540或515中之任一者）呈現至外部系統。這些VLUN可以呈現為NVMe目標。NVMe目標可以透過PCIe介面將儲存卡510的儲存資源呈現為單一儲存目標（例如，模擬單一儲存驅動器）。以此方式，包含任何數量的儲存驅動器511的複數個儲存驅動器可以透過PCIe介面呈現為外部系統的單一NVMe目標。處理器520可以接收NVMe儲存訊務（例如，NVMe訊框），並分配這些儲存事務，以藉由所分派的儲存驅動器511處理。在其他實例中，處理器520監測PCIe切換器512中的NVMe儲存訊務，並指示PCIe切換器512將PCIe訊務引導到適當的儲存驅動器，以實現VLUN或NVMe目標。
輔助PCIe介面515可以可選擇地包括在儲存卡510中。輔助PCIe介面515可以用於將二或更多個PCIe儲存卡彼此連接，以在儲存卡（例如，二個儲存卡510）之間傳輸使用者資料、儲存操作、狀態、控制訊令、操作資訊、或其他資料。輔助PCIe介面515可以包含與主機PCIe介面540不同的PCIe匯流排寬度或線道分配。輔助PCIe介面515可以將PCIe切換器512所提供的PCIe介面耦接到另一儲存卡的PCIe介面，另一儲存卡可以包括在與儲存卡510相同的主機系統中，或者包括在另一主機系統中。此外，連接器可以與介面515一起使用，以使用相關聯纜線來連接各種儲存卡。在一些實例中，mini-SAS連接器及纜線被採用，並經配置為承載輔助PCIe介面515的PCIe訊令。輔助PCIe介面515亦可以包括非PCIe訊令（例如，邊帶介面549或其他介面）。
輔助PCIe介面515可以用於群集互連，並且可以終止於外部連接器（例如，用於透過mini-SAS纜線承載PCIe訊令的迷你串列附接SCSI（SAS）連接器）。在進一步實例中，相較於6Gb/s的標準SAS纜線，採用驅動12Gb/s的MiniSAS HD纜線。12Gb/s可以支援第3代PCIe。與介面515相關聯的連接器可以包含mini-SAS連接器，而mini-SAS連接器包含mini-SAS插孔。相關聯纜線可以包含SAS纜線，而可以包括相關聯遮蔽、佈線、護套、及終端連接器。
PCIe切換器512包含一或更多個PCIe交叉點切換器，而至少基於每一PCIe鏈路所承載的訊務來邏輯互連相關聯PCIe鏈路中的各者。PCIe切換器512在由PCIe切換器512處理的任何PCIe介面之間建立切換連接。每一PCIe切換器埠可以包含非透明（NT）或透明埠，以及包含由基於域的邏輯埠分離所隔離的埠。NT埠可以允許端點之間的一些邏輯隔離，而透明埠並未允許邏輯隔離，並具有在純切換配置中連接端點的效果。透過NT埠或多個NT埠進行存取可以包括PCIe切換器與啟動端點之間的附加握手，以選擇特定的NT埠，或者允許透過NT埠的可見性。在其他實例中，可以包括基於域的PCIe訊令分配，而允許根據使用者定義的群組來分離PCIe切換器的PCIe埠。在一些實例中，PCIe切換器512包含PLX/Broadcom/AvagoPEX8796 24埠的96線道PCIe切換器晶片、PEX8725 10埠的24線道PCIe切換器晶片、PEX97xx晶片、PEX9797晶片、或其他PEX87xx/PEX97xx晶片中之一或更多者。
儘管第5A圖及第5B圖係使用PCIe鏈路540，但應理解可以採用附加或不同的通訊鏈路或匯流排（例如，以太網路、串列附接SCSI（SAS）、FibreChannel、Thunderbolt、串列附接ATA Express（SATA Express）、以及其他互連、網路、及鏈路介面）。第5A圖及第5B圖中的任何鏈路中之每一者均可使用各種通訊媒體（例如，空氣、空間、金屬、光纖、或一些其他訊號傳播路徑，並包括其組合）。第5A圖及第5B圖中的任何PCIe鏈路可以包括任何數量的PCIe鏈路或線道配置。第5A圖及第5B圖中的任何鏈路中之每一者均可以是直接鏈路，或者可以包括各種裝備、中間部件、系統、及網路。第5A圖及第5B圖中的任何鏈路中之每一者均可以是共用鏈路、共享鏈路、聚合鏈路，或者可以包含離散的分離鏈路。
處理器520可以至少透過邊帶鏈路549可選擇地進行通訊。邊帶鏈路549可以包括通用串列匯流排（USB）、SMBus、JTAG、內部整合電路（I2C）、控制器區域網路匯流排（CAN）、或任何其他通訊介面，而在一些實例中係透過PCIe鏈路540的部分提供。在此實例中，處理器520包括I2C介面525與USB介面526，以用於透過邊帶鏈路549進行通訊。I2C介面525與USB介面526可以包括在分離電路中，或者包括在與處理器520類似的元件中。處理器520與PCIe切換器512可以透過相關聯通訊鏈路533進行通訊，相關聯通訊鏈路533可以是I2C或PCIe鏈路，以及其他鏈路類型。
在此實例中，每一儲存驅動器511包含固態驅動器（SSD），並且透過包括在每一儲存驅動器511中的相關聯PCIe介面來與外部系統進行通訊。每一儲存驅動器511包含單獨的M.2 SSD卡，該卡透過相關聯PCIe介面541進行通訊，相關聯PCIe介面541可以包含PCIe介面（例如，針對PCIe介面540所描述者），但是變化是可能的。儲存驅動器511的固態儲存媒體可以包含快閃記憶體、靜態RAM、NAND快閃記憶體、NOR快閃記憶體、憶阻器、磁隨機存取記憶體（MRAM）、或其他固態媒體。替代或附加於固態媒體，每一儲存驅動器511可以包含磁儲存器（例如，硬碟驅動器、磁帶驅動器、磁阻記憶體裝置、及類似者），或者可以包含光學儲存器（例如，相變記憶體）。
每一儲存驅動器511可以接收由主機系統（例如，主機處理器）所發佈的讀取事務及寫入事務。回應於讀取事務，每一儲存驅動器511可以擷取由讀取事務識別的資料，並傳輸資料以遞送到相關聯主機。回應於寫入事務，每一儲存驅動器511可以將伴隨寫入事務的資料寫入與儲存驅動器511相關聯的儲存媒體。儲存卡510可以採用資料條串化，以透過任何數量的儲存驅動器511將用於特定寫入事務的資料進行條串化。
每一儲存驅動器511包含M.2電路卡，該卡與電路板551及電路板553分開，並包括mini-PCI Express連接器或與電路板551上的連接器對接的其他連接器。電路板551與電路板553中之每一者包含一或更多個印刷電路板，該等印刷電路板耦接到儲存卡510的各種元件。在其他實例中，每一儲存驅動器511包含一或更多個快閃記憶體晶片，一或更多個快閃記憶體晶片具有焊接到電路板551上的PCIe介面。在其他實例中，每一儲存驅動器511包含一或更多個分離的固態磁碟驅動器或磁硬碟驅動器以及相關聯外殼及電路。在第5A圖及第5B圖所示的實例中，儲存卡510係展示為HHHL卡（半高半長PCIe卡）。儘管在其他實例中，卡510可以替代成FHHL卡（全高半長PCIe卡）、FHFL卡（全高全長PCIe卡）、或HHFL（半高全長）。
處理器520包含一或更多個微處理器、處理裝置、多核心處理器、處理電路、或其他處理系統。處理器520可以包括一或更多個非暫態記憶體裝置（例如，RAM、固態記憶體、或其他記憶體），以儲存可藉由處理器520執行以如本文所述操作的指令。在一些實例中，處理器520包含ARM微控制器、ARM微處理器、現場可程式化邏輯閘陣列（FPGA）、特定應用積體電路（ASIC）、特定應用處理器、或其他微處理器或處理元件。處理器520可以包含下面針對第7圖的處理器721或第8圖的控制處理器800所討論的任何處理元件。處理器520可以透過鏈路533監測使用統計資訊、訊務狀態、或其他使用資訊。PCIe切換器512可以在正常操作期間追蹤此使用資訊，並利用儲存驅動器511進行資料傳輸，而處理器520可以根據需要透過鏈路533擷取此使用資訊。
保持電路522係包括在儲存卡510上，以在儲存卡失去或移除輸入功率時，將功率提供到儲存卡。在一些實例中，將儲存卡從相關聯匹配連接器移除，並由於移除而失去輸入功率。在其他實例中（例如，在設施停電期間或當相關聯功率供應器故障時），儲存卡510所連接的主機系統失去功率。
各種保持電路亦伴隨功率控制器電路521，以將功率選擇性提供到儲存卡510的元件。功率控制器可以從儲存卡510的處理器或從其他處理器或模組（例如，透過內部整合電路（I2C）、以太網路或通用串列匯流排（USB）邊帶介面）或者透過PCIe介面來接收控制指令。儲存卡510可以透過一或更多個功率鏈路接收功率，以作為儲存卡510的各種元件的功率源，而這些功率鏈路可以包括在儲存卡510的PCIe連接器中。保持電路522包括能量儲存裝置，以用於儲存透過功率鏈路接收的在功率中斷事件（例如，失去來源功率）期間使用的功率。保持電路522可以包括電容儲存裝置（例如，電容器陣列）。以下係為針對功率控制電路的實例的進一步討論。
儘管處理器520與功率控制器521在第5A圖及第5B圖中係圖示為分離的元件，但應理解，處理器520與功率控制器521可以包括在相同的處理電路中。在一些實例中，處理器520與功率控制器521包含兼容ARM的微處理器或微控制器，但是亦可以採用其他電路。
儲存卡510可以在功率中斷事件期間提供自供電。通常，儲存卡510將使用任何相關聯保持功率，以在儲存卡510的電路斷電之前，提交與待處理寫入操作相關聯的飛行中（in-flight）寫入資料。飛行中寫入資料可以提交到相關聯儲存驅動器511，或者可以提交到其他非揮發性記憶體（例如，可以保持寫入資料直到功率恢復的非揮發性寫入快取）。一旦任何飛行中寫入資料提交到非揮發性記憶體，則可以保留過剩或剩餘的保持功率以供將來使用，放出到虛擬負載中，或者透過PCIe功率鏈路或其他功率鏈路重新分配到其他卡。
在一些實例中，當失去輸入功率時並不存在待處理寫入操作的情況下，則儲存卡510可以取得更大量的過剩功率。這種過剩的功率可以重新分配到不同的儲存卡，以幫助儲存卡進行相關聯寫入操作的提交處理。有利的是，一個儲存卡的過剩保持功率可以用於在功率中斷期間為另一儲存卡的操作供電。當包括於PCIe鏈路540或515時，此重新分配的功率可以透過功率鏈路523傳輸到其他儲存卡或其他PCIe卡。
功率控制模組521包括用於將功率選擇性提供到儲存卡510的元件中之任一者的電路。功率控制模組521可以從處理器520或者透過鏈路530接收控制指令。在一些實例中，功率控制模組521包含上面針對處理器520所討論的處理元件，或者包括在處理器520的元件中。功率控制模組521可以透過功率鏈路523接收功率，以作為儲存卡510的各種元件的功率源。保持電路522包括能量儲存裝置，以用於儲存透過功率鏈路523接收的在功率中斷事件（例如，失去來源功率）期間使用的功率。保持電路522可以包括電容儲存裝置（例如，電容器陣列）。以下係為針對功率控制電路的實例的進一步討論。
在一些實例中，透過鏈路523的雙向功率流是可能的。當可以取得輸入功率（例如，從匹配連接器）時，儲存卡510可以接受功率。當無法取得輸入功率時（例如，在功率中斷事件期間），模組510可以透過鏈路523將功率重新分配到其他儲存卡。當儲存卡510係從匹配連接器移除時，則可以將功率放出到相關聯功率槽電路中。儘管圖示一個功率鏈路523，但應理解，可以包括一個以上的鏈路（例如，分離的輸入及輸出鏈路，或用於不同電壓位準的分離鏈路）。
第7圖係為圖示功率控制系統700的方塊圖。功率控制系統700可以包括於本文所述的任何儲存卡上（例如，第1A圖及第1B圖的儲存卡100或第5A圖、第5B圖、及第6圖的儲存卡510的功率控制器或保持電路部分等）。功率控制系統700圖示功率控制器720，而可以是本文所述的任何功率控制模組或處理器的實例（例如，第6圖的功率控制模組521或處理器520）。功率控制器720包括處理器721、通訊介面722、及功率電路723。功率控制器720的元件中之每一者係為通訊耦接。
通訊介面722係透過通訊鏈路724進行通訊，通訊鏈路724可以包括本文所述的任何通訊鏈路協定及類型。通訊介面722可以包括收發器、網路介面裝備、匯流排介面裝備、及類似者。在操作中，通訊介面722係透過通訊鏈路724從另一處理單元接收控制指令。通訊鏈路724亦與採用功率控制器720的卡的元件進行通訊。舉例而言，在儲存卡上，通訊鏈路724接收儲存驅動器的寫入資料提交狀態以及來自其他處理器或處理系統的功率控制指令，並且可以透過PCIe介面或PCIe介面的邊帶通訊進行通訊。
處理器721包括本文所述的任何處理器或處理系統，並控制功率控制器720的操作（例如，啟動儲存卡元件的電力開啟，啟動儲存卡元件的斷電，監測儲存卡或其他儲存卡的使用統計資訊）。
為了進一步描述處理器721的電路及操作而提供詳細視圖，但是可以進行變化。處理器721包括通訊介面740與處理系統750。處理系統750包括處理電路751、隨機存取記憶體（RAM）752、及儲存器753，但是可以包括進一步元件。儲存器753的示例性內容係由軟體模組754至756進一步詳述。
處理電路751可以在單一處理裝置內實現，但是也可以分佈在多個處理裝置或子系統上，而多個處理裝置或子系統在執行程式指令時協作。處理電路751的實例包括通用中央處理單元、微處理器、特定應用處理器及邏輯裝置、及任何其他類型的處理裝置。在一些實例中，處理電路751包括實體分佈式處理裝置（例如，雲端計算系統）。
通訊介面740包括用於透過通訊網路或離散鏈路（例如，通訊介面722）或其他串列鏈路、封包網路、網際網路、及類似者進行通訊的一或更多個通訊及網路介面。通訊介面可以包括一或更多個區域網路或廣域網路的通訊介面，而可以透過以太網路或網際網路協定（IP）鏈路進行通訊。通訊介面740可以包括經配置以使用一或更多個網路位址進行通訊的網路介面，網路位址可以與不同的網路鏈路相關聯。通訊介面740的實例包括網路介面卡裝備、收發器、數據機、及其他通訊電路。儘管第7圖圖示通訊介面740及通訊介面722，但應理解，可以將不同的介面或組合包含到相同的通訊介面模組中，並且可以透過鏈路724進行通訊。
RAM 752及儲存器753一起可以包含非暫態資料儲存系統，但是可以進行變化。RAM 752及儲存器753中之每一者可以包含可由處理電路751讀取且能夠儲存軟體的任何儲存媒體。RAM 752可以包括利用儲存資訊（例如，電腦可讀取指令、資料結構、程式模組、或其他資料）的任何方法或技術所實現的揮發性及非揮發性以及可移除及不可移除媒體。儲存器753可以包括非揮發性儲存媒體（例如，固態儲存媒體、快閃記憶體、相變記憶體、或磁記憶體，並包括其組合）。RAM 752與儲存器753中之每一者均可以實現為單一儲存裝置，但也可以在多個儲存裝置或子系統上實現。RAM 752與儲存器753中之每一者均可以包含能夠與處理電路751通訊的附加元件（例如，控制器）。
儲存於RAM 752或儲存器753上或其中的軟體可以包含具有在執行時處理系統引導處理器721以如本文所述進行操作的處理的電腦程式指令、韌體、或一些其他形式的機器可讀取處理指令。舉例而言，軟體係驅動處理器721，以監測儲存卡的操作統計資訊及狀態，監測卡及模組的功率狀態，以及指示功率電路723以控制保持功率或操作功率的流動以及進行其他操作。軟體亦可以包括使用者軟體應用程式。軟體可以實現為單一應用程式或多個應用程式。一般而言，軟體在加載到處理系統並執行時，可以將處理系統從通用裝置轉換成如本文所述定制的專用裝置。
軟體模組754至756中之每一者包含可執行指令，可執行指令可以由處理器721執行，以用於根據本文所述之操作來操作功率控制器720。具體而言，統計監測器754監測儲存卡的元件的使用狀態或使用統計資訊。使用統計資訊包括鏈路的資料傳輸速率、鏈路的錯誤率、鏈路的錯誤的累積數量、及其他統計資訊。使用統計資訊可以藉由處理器721收集並儲存於資料結構中（例如，資料庫或表格），並儲存於儲存器753、RAM 752、或其他儲存元件中。功率監測器755監測電力開啟處理期間的功率湧入統計資訊、功率狀態統計資訊、功率活動狀態、電壓位準、相位測量、電流消耗、保持電路狀態或位準、卡/模組插入狀態、熱等級、及其他統計資訊。回應於統計監測器754或功率監測器755以及其他訊號（例如，由功率電路723監測的離散訊號），功率控制756係指示功率電路來進行相關聯儲存卡或模組的電力開啟或斷電。回應於插入狀態或其他因素，功率控制756可以回應於相關聯儲存驅動器或其他電路的資料提交狀態而進行卡或模組的電力開啟或斷電。
軟體模組754至756可以在處理器721執行及操作期間駐留於RAM 752中，並且可以在斷電狀態期間以及其他位置及狀態期間駐留於儲存空間753中。如針對電腦操作系統及應用程式所描述，軟體模組754至756可以在啟動或開機程序期間加載到RAM 752中。
儲存器753可以包括一或更多個儲存系統，一或更多個儲存系統包含快閃記憶體（例如，NAND快閃記憶體或NOR快閃記憶體）、MRAM、相變記憶體、磁記憶體、以及其他固態儲存技術。如第7圖所示，儲存器753包括儲存其中的軟體模組754至756。如上所述，儲存器753可以在處理器721的斷電狀態期間將軟體模組754至756以及其他操作軟體（例如，作業系統）儲存在一或更多個非揮發性儲存空間中。
處理器721通常意欲表示計算系統，其中至少部署及執行軟體模組754至756，以呈現或以其他方式實現本文所述之操作。然而，處理器721亦可以表示任何計算系統，而至少可以暫存軟體模組754至756，並且可以從其中將軟體模組754至756分配、傳輸、下載、或以其他方式提供到另一計算系統，以用於部署及執行，或者用於額外的分配。
功率電路723包括各種功率控制、電壓調節、功率保持、及其他電路。功率電路723係從功率源（例如，卡外的功率鏈路735）接收功率，並透過功率鏈路725中的一些者將功率分配到卡載元件。
作為功率電路723的具體實例，第7圖圖示各種元件。這些元件包括降壓升壓模組731、流動控制模組732、卡載分配模組733、保持電容器734、及虛擬負載735。降壓升壓模組731包含一或更多個切換功率調節器，以從功率源（例如，卡外的功率鏈路735）接收功率，並將與功率源相關聯的電壓升壓到保持電容器734的保持電壓。在此實例中，功率係以+12VDC提供，而保持電容器734係以+80VDC驅動，但是可以採用不同的電壓（例如，保持電容器734上的125VDC或更高電壓）。降壓升壓模組731亦可以獲取由保持電容器734儲存的能量，並將電壓降壓到較低電壓（例如，12VDC），以使用儲存於保持電容器734中的能量來驅動卡載或卡外元件。處理器721可以與降壓升壓器731進行通訊，以指示降壓升壓器731進入降壓模式或升壓模式。降壓升壓器731可以從處理器721接收控制訊號或指令（例如，透過處理器721的通用I/O）。
為了控制卡載功率與保持功率之間的能量的流動，係採用流動控制模組732。流動控制模組732包括各種功率切換元件（例如，電晶體切換器、類比切換器、固態切換器、二極體、及類似者）。當可以取得外部的卡外功率時（例如，透過鏈路735），則流動控制器732可以將此功率提供到卡載分配模組733及降壓升壓模組731，以對保持電容器734進行充電。當無法取得外部的卡外功率時，流動控制器732可以允許功率儲存於保持電容器734中，並由降壓升壓模組731降壓來流向卡載分配模組733，而非鏈路735的卡外功率。此外，如下面所討論，在功率控制器720的相關聯儲存卡已經使所有元件斷電並提交資料之後，而過剩能量係保持於保持電容器734時，則此過剩能量可以由流動控制模組732透過鏈路735而引導到卡外的消耗者。以此方式，儲存於功率控制器720的保持裝置中的過剩能量可以用於在關閉或提交處理期間將功率提供到其他卡或裝置。提交處理包括將任何飛行中寫入資料寫入非揮發性記憶體。非揮發性記憶體可以包括儲存卡的儲存驅動器，或者可以包括專門用於對飛行中資料進行斷電快取的單獨的非揮發性記憶體。相反地，若從機架或連接器移除功率控制器720的相關聯儲存卡，則可以使用虛擬負載735將保持電容器734的此過剩能量安全放出。流動控制模組732可以從處理器721接收控制訊號或指令（例如，透過處理器721的通用I/O）。
卡載分配模組733包括各種功率流動及切換電路，以透過鏈路725將電功率引導到儲存卡的各種元件（例如，儲存驅動器、PCIe切換器、及類似者）。鏈路725可以包括用於各種卡的本文所述的各種功率鏈路。卡載分配模組733包括各種功率切換元件（例如，電晶體切換器、類比切換器、固態切換器、二極體、及類似者）。卡載分配模組33可以從處理器721接收控制訊號或指令（例如，透過處理器721的通用I/O）。
虛擬負載735可以包括電阻負載（例如，散熱電子元件），以將保持電路（例如，保持電容器734）的過剩能量放出。在一些實施例中，虛擬負載735包含高輸出的發光二極體（LED），該等二極體可以使用LED的光輸出將過剩能量有效放出。此LED亦可以指示能量仍然保留在保持電路中，以警告特定儲存卡的使用者關於儲存卡上可能仍存在潛在危險或有害的電壓及能量。在將卡插入連接器時，LED通常處於關閉狀態。然而，當從連接器移除儲存卡時，則將指示LED照明，並指示使用LED將能量從儲存卡放出。當LED最終關閉時，由於保留在卡上的能量不足，操作者可以知道儲存卡上不再存在危險或有害的電壓及能量。若LED無法夠快地放出所有能量，則可以並聯使用附加電阻元件，以輔助LED指示器。可以採用系統700的各種較高電壓元件（例如，電容器）的覆蓋板。
第8圖係為圖示處理系統800的方塊圖。處理系統800圖示本文所述的任何功率控制模組或卡處理器的實例（例如，第6圖的功率控制模組521或處理器520，或第7圖的功率控制器720）。此外，處理系統800可以說明本文所述的儲存卡的任何處理系統。
控制處理器800包括通訊介面801與處理系統810。處理系統810包括處理電路811、隨機存取記憶體（RAM）812、及儲存器813，但是可以包括進一步元件。在RAM空間820中進一步詳細說明RAM 812的示例性內容，而在儲存系統860中進一步詳細說明儲存器813的示例性內容。
處理電路811可以在單一處理裝置內實現，但是也可以分佈在多個處理裝置或子系統上，而多個處理裝置或子系統在執行程式指令時協作。處理電路811的實例包括通用中央處理單元、微處理器、特定應用處理器及邏輯裝置、及任何其他類型的處理裝置。在一些實例中，處理電路811包括實體分佈式處理裝置（例如，雲端計算系統）。
通訊介面801包括用於透過通訊鏈路及網路（例如，封包網路、網際網路、及類似者）進行通訊的一或更多個通訊及網路介面。通訊介面可以包括PCIe介面、串列鏈路（例如，SPI鏈路、I2C鏈路、USB鏈路、UART鏈路）、或可以透過以太網路或網際網路協定（IP）鏈路進行通訊的一或更多個區域或廣域網路通訊介面。通訊介面801可以包括經配置以使用一或更多個網路位址進行通訊的網路介面，網路位址可以與不同的網路鏈路相關聯。通訊介面801的實例包括網路介面卡裝備、收發器、數據機、及其他通訊電路。
RAM 812及儲存器813一起可以包含非暫態資料儲存系統，但是可以進行變化。RAM 812及儲存器813中之每一者可以包含可由處理電路811讀取且能夠儲存軟體的任何儲存媒體。RAM 812可以包括利用儲存資訊（例如，電腦可讀取指令、資料結構、程式模組、或其他資料）的任何方法或技術所實現的揮發性及非揮發性以及可移除及不可移除媒體。儲存器813可以包括非揮發性儲存媒體（例如，固態儲存媒體、快閃記憶體、相變記憶體、或磁記憶體，並包括其組合）。RAM 812與儲存器813中之每一者均可以實現為單一儲存裝置，但也可以在多個儲存裝置或子系統上實現。RAM 812與儲存器813中之每一者均可以包含能夠與處理電路811通訊的附加元件（例如，控制器）。
儲存於RAM 812或儲存器813上或其中的軟體可以包含具有在執行時處理系統引導控制處理器800以如本文所述進行操作的處理的電腦程式指令、韌體、或一些其他形式的機器可讀取處理指令。舉例而言，軟體可以驅動處理器800，以監測各種儲存卡及其他模組的操作統計資訊及狀態，監測卡及模組的功率狀態，以及指示功率電路，以控制保持功率或操作功率的流動，控制各種板載儲存驅動器的斷電或重置，控制效能節流，以及進行其他操作。軟體亦可以包括使用者軟體應用程式、應用程式編程介面（API）、或使用者介面。軟體可以實現為單一應用程式或多個應用程式。一般而言，軟體在加載到處理系統並執行時，可以將處理系統從通用裝置轉換成如本文所述定制的專用裝置。
RAM空間820圖示RAM 812的示例性配置的詳細視圖。應理解，不同配置是可能的。RAM空間820包括應用程式821與作業系統（OS）822。軟體應用程式823至825中之每一者包含可執行指令，可執行指令可以由處理器800執行，以用於根據本文所述之操作來操作功率控制器或其他電路。具體而言，統計監測器823監測卡及模組的元件的使用狀態或使用統計資訊。使用統計資訊包括鏈路的資料傳輸速率、鏈路的錯誤率、鏈路的錯誤的累積數量、及其他統計資訊。使用統計資訊可以藉由處理器800收集並儲存於資料結構中（例如，資料庫或表格），並儲存於儲存器813、RAM 812、或其他儲存元件中。功率監測器824監測電力開啟、操作、或斷電處理期間的功率統計資訊、功率狀態統計資訊、功率活動狀態、電壓位準、相位測量、電流消耗、保持電路狀態或位準、卡/模組插入狀態、熱等級、及其他統計資訊。回應於統計監測器823或功率監測器824以及其他訊號（例如，由相關聯功率電路監測的離散訊號），功率控制825係指示功率電路來進行相關聯驅動器、卡、電路、或模組的電力開啟或斷電。回應於插入狀態或其他因素，功率控制825可以回應於相關聯儲存驅動器或其他電路的資料提交狀態而進行卡或模組的電力開啟或斷電。
應用程式821及OS 822可以在控制處理器800的執行及操作期間駐留於RAM空間820中，並且可以在斷電狀態期間以及其他位置及狀態期間駐留於儲存系統860中。如針對電腦作業系統及應用程式所描述，應用程式821及OS 822可以在啟動或開機程序期間加載到RAM空間820中。
儲存系統860圖示儲存器813的示例性配置的詳細視圖。儲存系統753可以包含快閃記憶體（例如，NAND快閃記憶體或NOR快閃記憶體）、MRAM、相變記憶體、磁記憶體、以及其他固態儲存技術。如第8圖所示，儲存系統860包括系統軟體861。如上所述，在控制處理器800的斷電狀態期間，系統軟體861以及其他操作軟體可以處於用於應用程式及OS的非揮發性儲存空間中。
控制處理器800通常意欲表示計算系統，其中至少部署及執行軟體861及821至825，以呈現或以其他方式實現本文所述之操作。然而，控制處理器800亦可以表示任何計算系統，而至少可以暫存軟體861及821至825，並且可以從其中將軟體861及821至825分配、傳輸、下載、或以其他方式提供到另一計算系統，以用於部署及執行，或者用於額外的分配。
所包括的敘述及圖式係描繪教示該領域具有通常知識者如何製作及使用最佳模式的具體實施例。針對教示發明原理之目的，已經簡化或省略一些習知態樣。該領域具有通常知識者將理解落入本揭示之範圍內的這些實施例的變化。該領域具有通常知識者亦將理解，上述特徵可以利用各種方式組合以形成多個實施例。因此，本揭示並未限於上述具體實施例，而是僅由申請專利範圍及其等同物所限制。
100‧‧‧儲存卡 111‧‧‧儲存驅動連接器 112‧‧‧PCIe切換器 113‧‧‧儲存驅動器 115‧‧‧輔助介面 124‧‧‧保持電容器 140‧‧‧PCIe插座 151‧‧‧主要電路板 152‧‧‧次要電路板（PCB） 153‧‧‧邊緣連接器 154‧‧‧連接器 155‧‧‧連接器 160‧‧‧偏移間隔物 163‧‧‧插槽外罩 301‧‧‧插槽寬度 302‧‧‧插槽偏移 303‧‧‧偏移 400‧‧‧儲存卡 401‧‧‧詳細視圖 412‧‧‧PCIe切換電路 413‧‧‧儲存驅動器 451‧‧‧主要電路板 452‧‧‧次要電路板 453‧‧‧邊緣連接器 457‧‧‧柔性連接器 458‧‧‧支座 460‧‧‧偏移間隔物 463‧‧‧插槽外罩 510‧‧‧儲存卡 511‧‧‧儲存驅動器 512‧‧‧PCIe切換器 515‧‧‧PCIe鏈路 520‧‧‧處理器 521‧‧‧功率控制 522‧‧‧保持電路 523‧‧‧功率鏈路 525‧‧‧I2C介面 526‧‧‧USB介面 530‧‧‧功率鏈路 531‧‧‧功率鏈路 532‧‧‧功率鏈路 533‧‧‧通訊鏈路 540‧‧‧PCIe鏈路 541‧‧‧x4PCIe鏈路 549‧‧‧邊帶訊令 551‧‧‧電路板 552‧‧‧夾層連接器 553‧‧‧電路板 555‧‧‧插槽外罩 700‧‧‧功率控制系統 720‧‧‧功率控制器 721‧‧‧處理器 722‧‧‧通訊介面 723‧‧‧功率電路 724‧‧‧通訊鏈路 725‧‧‧功率鏈路 731‧‧‧降壓升壓模組 732‧‧‧流動控制模組 733‧‧‧卡載分配模組 734‧‧‧保持電容器 735‧‧‧功率鏈路 740‧‧‧通訊介面 750‧‧‧處理系統 751‧‧‧處理電路 752‧‧‧隨機存取記憶體（RAM） 753‧‧‧儲存器 754‧‧‧軟體模組 755‧‧‧軟體模組 756‧‧‧軟體模組 800‧‧‧處理系統 801‧‧‧通訊介面 810‧‧‧處理系統 811‧‧‧處理電路 812‧‧‧隨機存取記憶體（RAM） 813‧‧‧儲存器 820‧‧‧RAM空間 821‧‧‧應用程式 822‧‧‧作業系統（OS） 823‧‧‧軟體應用程式 824‧‧‧軟體應用程式 825‧‧‧軟體應用程式 860‧‧‧儲存系統 861‧‧‧系統軟體
參照以下圖式可以更好地理解本揭示的許多態樣。圖式中的部件不一定按照比例，反而重點是放在清楚說明本發明的原理上。此外，在圖式中，相同的元件符號在若干視圖中係表示對應的部件。儘管結合這些圖式描述若干實施例，但是本揭示並未限於本文所揭示的實施例。相反地，意欲涵蓋所有替代方案、修改、及等同物。
第1A圖圖示儲存卡的示例性實體配置。
第1B圖圖示儲存卡的示例性示意性配置。
第2A圖圖示儲存卡的示例性實體配置。
第2B圖圖示儲存卡的示例性示意性配置。
第3圖圖示儲存卡的示例性實體配置。
第4圖圖示儲存卡的示例性實體配置。
第5A圖係為圖示儲存卡的方塊圖。
第5B圖係為圖示儲存卡的方塊圖。
第6圖係為圖示儲存卡的方塊圖。
第7圖係為圖示功率控制系統的方塊圖。
第8圖係為圖示處理系統的方塊圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100‧‧‧儲存卡
111‧‧‧儲存驅動連接器
112‧‧‧PCIe切換器
113‧‧‧儲存驅動器
115‧‧‧輔助介面
124‧‧‧保持電容器
140‧‧‧PCIe插座
151‧‧‧主要電路板
152‧‧‧次要電路板(PCB)
153‧‧‧邊緣連接器
163‧‧‧插槽外罩

Claims (20)

  1. 一種電腦週邊裝置，包含： 一插槽偏移元件，經配置以相對於一主機系統的一插槽開口而建立針對該電腦週邊裝置的至少一主要電路卡的一偏移； 該主要電路卡包含一第一側上的至少一第一儲存裝置連接器與一第二側上的至少一第二儲存裝置連接器；以及 一次要電路卡，包含一邊緣連接器，該邊緣連接器可以插入該主機系統的一插槽插座，並經配置以承載針對該電腦週邊裝置的主機訊令。
  2. 如請求項1所述之電腦週邊裝置，其中當該電腦週邊裝置插入該插槽插座時，至少部分由於該插槽偏移元件所建立的該偏移，該主要電路卡並未對準該插槽插座，而該次要電路卡對準該插槽插座。
  3. 如請求項1所述之電腦週邊裝置，其中該插槽偏移元件將一堆疊容納於該插槽開口內，該堆疊包含儲存裝置，該等儲存裝置係至少安裝至該第一側上的該第一儲存裝置連接器與該第二側上的該第二儲存裝置連接器。
  4. 如請求項1所述之電腦週邊裝置，進一步包含： 一耦接元件，經配置以將該主機訊令從該次要電路卡通訊耦接至該主要電路卡，其中該耦接元件包含一柔性電路元件與一剛性電路板元件中之至少一者。
  5. 如請求項4所述之電腦週邊裝置，其中該耦接元件包含該主要電路卡上的一主要連接器，該主要連接器經配置以耦接到該次要電路卡上的一次要連接器。
  6. 如請求項1所述之電腦週邊裝置，其中該電腦週邊裝置包含一半高半長（HHHL）擴充卡，且其中該主機訊令包含週邊部件互連高速（PCIe）訊令。
  7. 如請求項1所述之電腦週邊裝置，進一步包含： 保持電路，經配置以： 偵測該電腦週邊裝置的功率損耗； 將功率至少提供到與該第一儲存裝置連接器及該第二儲存裝置連接器匹配的相關聯儲存裝置；以及 啟動針對該等相關聯儲存裝置的飛行中（in-flight）資料的提交。
  8. 如請求項1所述之電腦週邊裝置，該第一電路卡包含： 一連接器，設置於該第一側上，以用於耦接該第二電路卡； 保持電路，設置於該第一側上，並經配置以將功率提供到該電腦週邊裝置的元件；以及 一週邊部件互連高速（PCIe）切換電路，設置於該第一側上，並經配置以在該連接器與至少該第一儲存裝置連接器及該第二儲存裝置連接器之間互通訊令。
  9. 如請求項1所述之電腦週邊裝置，其中該第一儲存裝置連接器及該第二儲存裝置連接器中之每一者包含一M.2裝置連接器或一SFF-TA-1002裝置連接器。
  10. 如請求項1所述之電腦週邊裝置，該主要電路卡包含經由該第一側上的該第一儲存裝置連接器連接的至少一第一M.2儲存裝置以及經由該第二側上的該第二儲存裝置連接器連接的至少一第二M.2儲存裝置。
  11. 一種週邊部件互連高速（PCIe）資料儲存卡，包含： 一主要組件，包含一第一電路板、設置於該第一電路板的一前側的至少一第一儲存裝置連接器、及設置於該第一電路板的一背側的至少一第二儲存裝置連接器； 一次要組件，包含一第二電路板，該第二電路板具有可以插入該主機系統的一插槽插座的一邊緣連接器；以及 其中該主要組件係從該第二組件偏移所建立的至少一偏移距離，以在一主機系統的一週邊插槽寬度內適應至少該主要組件、該第一儲存裝置連接器、及該第二儲存裝置連接器的一堆疊。
  12. 如請求項11所述之PCIe資料儲存卡，進一步包含： 一PCIe切換電路，經配置以透過對應於該主機系統的該插槽插座的一PCIe主機介面接收儲存操作，並透過裝置PCIe介面遞送到與該第一儲存裝置連接器及該第二儲存裝置連接器匹配的固態儲存裝置來傳輸該等儲存操作。
  13. 如請求項11所述之PCIe資料儲存卡，其中該偏移在該週邊插槽寬度內容納該PCIe資料儲存卡的一堆疊，該PCIe資料儲存卡包含儲存裝置，該等儲存裝置係至少安裝至該第一側上的該第一儲存裝置連接器與該第二側上的該第二儲存裝置連接器。
  14. 如請求項11所述之PCIe資料儲存卡，進一步包含： 一耦接元件，經配置以將該主機系統的該插槽插座的主機訊令從該第二電路板通訊耦接至該第一電路板，其中該耦接元件包含一柔性電路元件與一剛性電路板元件中之至少一者。
  15. 如請求項14所述之PCIe資料儲存卡，其中該耦接元件包含該第一電路板上的一第一連接器，該第一連接器經配置以耦接到該第二電路板上的一第二連接器。
  16. 如請求項11所述之PCIe資料儲存卡，其中該PCIe資料儲存卡包含一半高半長（HHHL）擴充卡。
  17. 如請求項11所述之PCIe資料儲存卡，進一步包含： 保持電路，經配置以： 偵測該PCIe資料儲存卡的功率損耗； 將功率至少提供到與該第一儲存裝置連接器及該第二儲存裝置連接器匹配的相關聯儲存裝置；以及 啟動針對該等相關聯儲存裝置的飛行中（in-flight）資料的提交。
  18. 如請求項11所述之PCIe資料儲存卡，該主要組件包含： 一連接器，設置於該前側上，以用於耦接該次要組件； 保持電路，設置於該前側上，並經配置以將功率提供到該PCIe資料儲存卡的元件；以及 一PCIe切換電路，設置於該前側上，並經配置以在該連接器與至少該第一儲存裝置連接器及該第二儲存裝置連接器之間互通訊令。
  19. 如請求項11所述之PCIe資料儲存卡，其中該第一儲存裝置連接器及該第二儲存裝置連接器中之每一者包含一M.2裝置連接器或一SFF-TA-1002裝置連接器。
  20. 一種儲存設備，包含： 一主要電路卡，具有一前側及一背側； 至少四個M.2儲存裝置，包含定位於該主要電路卡的該前側上的二個M.2儲存裝置以及定位於該主要電路卡的該背側上的二個背側M.2儲存裝置，該至少四個M.2儲存裝置中之每一者包含一相關聯裝置週邊部件互連高速（PCIe）介面與固態儲存媒體，並經配置以回應於透過該相關聯裝置PCIe介面所接收的儲存操作來儲存及擷取資料； 一PCIe切換電路，通訊耦接到該等裝置PCIe介面，並經配置以透過該儲存設備的一主機PCIe連接器來接收由該主機系統發佈的該等儲存操作，並透過該等相關聯裝置PCIe介面將該等儲存操作遞送到該至少四個M.2個儲存裝置中之所選定的一個； 保持電路，經配置以在該儲存設備失去輸入功率之後，將功率提供到該至少四個M.2儲存裝置；以及 一或更多個插槽偏移元件，經配置以在該儲存設備的該主要電路卡與一次要電路卡之間建立一偏移，其中該次要電路卡包含該主機PCIe連接器，並且可以插入一主機系統的一插槽。
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