TWI363293B

TWI363293B - Multi-disk drive with high power and low power disk drivers'

Info

Publication number: TWI363293B
Application number: TW094143636A
Authority: TW
Inventors: Sehat Sutardja
Original assignee: Marvell World Trade Ltd
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2005-05-06
Publication date: 2012-05-01
Also published as: JP2006059323A; EP1605455A3; TW200622847A; JP5059298B2; TW200619973A; EP1605456B1; TWI350973B; CN1866194A; JP2006024211A; CN100418039C; TWI388993B; JP4969804B2; US20050289361A1; TW200625100A; US7634615B2; DE602005013322D1; CN100541410C; JP2005353080A; EP1605453A2; EP1605455A2

Description

1363293 10〇年11月30日替換頁九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係關於一種資料儲存系統，特別是關於料儲存系統。雜功旱貝【先前技術】筆記魏腦歧麟路魏和魏電祕電處=、圖形處理器、記憶體和顯示器在I作過程中消 =里。ί記型電腦的一個重大局限和筆記型電腦在 tri使㈣池所能私作的時間量有關。筆記型電腦相對高功率的消耗通$對應於相對短的電池壽命。見在β考g 1A圖』，其顯不了—種示舰的電腦架構4， L括處理器6和記憶體7，例如快取記憶體。處理器6和輸入/輸出（I/O)介面8通信。細4記髓9，例如_存取記賴麵）和/或其他合適的電子資料記憶體也和輸入/輸出介面8通信。圖形處理器11和記憶體12 ’例如快取記憶體，提高了圖形處理的速度和性能。 -個或更多的I/O設備，例如鍵盤13和指標設備14 (例如滑鼠和/或其他合適的設備）與輸入/輸出介面8通信。高功率磁碟機 (以下簡稱HPDD) 15 ’例如具有—個或多個直徑大於英寸的磁碟盤的硬碟购ϋ提供永久的記憶體、轉麗並和輸入/輸 =介面8通信。高功率磁碟機15在工作_—般雜較大的電里田依罪電池工作4 ’頻繁使用局功率磁碟機b將大幅縮短電池壽命。電腦架構4還包括顯示器16'音頻輪出設備17例如音 5 頻揚聲器和/或其他輪瑪出設備18。入/幹第1B圖』，電腦架構20包括處理晶片組22和輪晶片組對應於北橋晶片以是北橋/南橋架構（處理 ,# .，，辛輸入/輸出晶片組對應於南橋晶片或其他類似的架構。處理晶片組2 ^^且） 25和圖形處理号26社♦柿曰纟系、，先匯机排27和處理器 ° ^。處理明片組22控制揮發性記憶體28 (例如外觸DRAM或其他記賴）、週雜件連接介面（匯流排3G和/或二級快取32之間的運作與訊號。—級快㈣和可以分別與處理器25和/或圖形處理器26關聯。在-個替代每施财’圖形加速介面（AGP)(圖中未示）與處理晶片組22 = 不疋與圖麟理H 26触’和/或除與卿纽器％通信之外其還與處理晶片組22通信。處理晶片組22典型地（但不是必要地、）使用多個晶片來實現。PCI插槽36與ρα匯流排3〇相接。輸入/輸出晶片組24管理輸入/輸出⑽）的基本形式。輸入 /輪出晶片組24經由工業標準體系結構（ISA)匯流排44與通用串列匯流排（USB) 40、音頻設備4卜鍵盤（KBD)和/或指標設備42和基本輸入/輸出系統（BI0S) 43通信。與處理晶片組22 不同’輸人/輸出晶片級24典型地（但不是必要地）使用單個晶片貝現，其連接到PCI匯流排30。高功率磁碟機5〇例如硬碟驅動器也和輸入/輸出晶片組24通信。高功率磁碟機5〇儲存功能完整的作業系統（OS )，例如 Windows XP®、Windows 2000®、Linux 和基於MAC®的作業系統，其由處理器25執行。【發明内容】 6 1363293 100年11月30日替換頁 /依據本發明，胁具有高功率和低功賴摘電腦的磁碟機 . 系統包括低功率磁碟機（Low Power Disk Drive，以下簡稱LpDD ) • (High Power Disk Drive > ^Tffi#HPDD)〇 ^ 制模組包括一個最少使用區塊（Least Used Block，以下簡稱LUB工）模^，其識別LPDD中的LUB。當接收到至少一個資料儲存請求和資料檢索請树，㈣歡在低功轉赖騎擇地把迦送到HPDD 〇 • 在其他特徵中，在寫資料的儲存請求期間，當LPDD上有足夠的工間用於寫入資料時，那麼控制模組把寫資料傳送到 “ D w LPDD上沒有足夠的空_於寫人資料時，那麼控制模組供電給HPDD並把LUB從LpDD傳送到卿〇，且料傳送到LPDD。在另外的其他特徵中，控制模組包括一個適應性的儲存模、且田LPDD上沒有足夠的空間用於寫資料時，用以讀定是否使鲁用在LUB之前使岐人齡當在聰之後賴寫人資料時，那麼控制模組把寫人資料儲存到证如上。當在lub之前使用寫入資料時’那麼控制模組供電給咖〇並把lub從LpDD傳送到HPDD，且把寫入資料傳送到LpDD。，f另外的其他特徵中，在讀取資料的資料娜請求期間，當。貝取貝料儲存在LPDD中時’控制模組從LpDD擷取讀取資料。控制核、，且包括-個適應性的儲存模組，當讀取資料沒有位於 —上時’用以確定是否使用讀取資料一次。當使用讀取資料 -人’那麼控倾組從hpDD擷取讀取㈣。當所述適應性的儲 100年Π月30日替換頁 =模組確定可多次使用讀取資料，且LPDD上有足夠的空間用於 :取貧料時’那麼㈣模组把讀取諸從JJPDD傳送到LpDD。 =述適應性的儲存模組確定可能多次使用讀取資料，且上沒有足夠的空間用於讀取資料時’那麼控制模組把㈣從 LPDD傳运到HpDD ’並把讀取資料從卿d傳送到^㈣。在另外的其他特徵中，當LPDD上有足夠的空間用於讀取資料時’那胁繼她讀雜從舰到LpDD。當上沒有足夠的空間用於讀取資料，那麼控制模組把_從[·鲁傳达到HPDD，且把讀取資料從HpDD傳送到LpDD。當讀取資料/又有位於LPDD上時，麵控纖喊jjpDD _讀取資料。在另外的其他特徵中，pjPDD包括一個或多個磁碟盤，其中所述-個衫個磁_的直徑大於18英寸。LpDD包括一個或多個磁碟盤’其中所述一個或多個磁碟盤的直徑小於或等於L8英寸。 v依據本發明，用於具有高功率和低功率模式的電腦的磁片驅動系統包括低功率磁碟機—(LPDD)和高功率磁碟機（HpDD)。鬱控制模組與LPDD和HPDD通信。在低辨赋巾的寫入資料的储存請求_ ’控侧㈣定LPDD上衫有足_郎用於寫入資料’並且當有足夠的空間時，其把寫入資料傳送到LPDD。在其他特徵中’當有足夠的空間可用時，那麼控麵組把寫入資料儲相HPDD上。㈣_進—純括—個LPDD維護模挺’其在⑧功率模錢間蹄浦餘LPDD傳送到HPDD，以 k加LPDD上的可用磁碟空間。所述LpDD維護模組基於至少壽 8 1363293 100年11月30日; 安。HPDitT來使㈣可⑨性之—’在低辨模式中傳送資料檔 ^。 W —個或多個直彳I大於1.8英寸的磁碟盤。LpDD包括-個或多個直徑小於或等於u英寸的磁碟盤。 ft發Θ祕包括⑧辨和低功賴摘電腦的資料儲存糸統包括低功率（LP)非揮發性記憶體和高功率（HP)非揮發 =體:陶模組與低功率和高功率非揮發性記憶體通私功率非二』寫入㈣寫入到低功率和高存決定’觸爾和高糊應性的儲在其鱗財，所述適應性的決定是基於至少以下之一 ^ =的先前的使用_的功率模式、寫人貧料的最後使用日期和寫人資料的手」寫入 f記紐包括㈣記㈣和低縣剌機（LP；D)H料 :直：:;二·，所述-個或多個磁碟盤 ====== 率非揮發性記憶體讀取讀取眘，月門心功存取資_，所4所__-個順序案故輸功率減少模組計算一個突發週期（b卿 1363293 100年11月30曰替換頁

Period) ’用於把讀取資料段從高功率非揮發性記憶體傳送到低功率非揮發性記憶體。在其他特徵中，所述驅動功率減少模組選擇所述突發週期，以減少低功率模式期間讀取資料的讀出過程中的功率消耗。低功率非揮發性記憶體包括至少一個快閃記憶體和低功率磁碟機 (LPDD>LPDD包括一個或多個磁碟盤，其中所述一個或多個磁碟盤的紐小於或等於L8英寸。高功轉揮發性記憶體包括鬲功率磁碟機（HPDDhHPDD包括一個或多個磁碟盤，其中所馨述一個或多個磁碟盤的直徑大於18英寸。所述突發週期是基於乂下之· LPDD的紅轉起動時間(Spin_Up time)、jjpdd的旋轉起動時間、LPDD的辨絲、HpDD的功率消耗、讀取資料的言買出長度和LPDD的容量。依據本發明的夕磁片驅動系統包括一個高功率磁碟機 (HPDD)，其包括一個或多個磁碟盤，其中所述一個或多個磁碟盤的直大於I.8英寸，和-個低功率磁賴（lpdd)，其包括、個或夕個磁碟盤’其中職-個或多個磁碟盤的直徑小於或等 ;.8英寸。驅動控麵組集中控制到和册DD的資料存取。 ' 、依據本發明義立磁碟多重陣列（讀^系統包括—個第一 2陣列’其包括X個高功率磁碟機（_)，其中乂大於或等第二磁碟陣列包括Y個低功率磁碟機（LPDD)，其中γ大繁或等於1。陣列管理模級與第一和第二磁碟陣列通信，且利用碟陣列來快取資料到第一磁碟陣列和/或緩存來自第-磁 1^63293 100年11月30日替換頁碟陣列的資料。 * 以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其 ' 内容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術内容並據以實施，且根據本說明書所揭露之内容、申請專利範圍及圖式，任何热白相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以上之關於本發明内容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解 •釋。【實施方式】為使對本發明的目的、構造、特徵、及其功能有進一步的暸解，拉配合貫施例詳細說明如下。以下描述的優選實施例僅僅是不例性的，而且不打算限制本發明、其應用或者使用。為了清楚，在附圖中使用相同的引用數位來標識類似的元件。如在此使用的’術#吾核組和/或設備指的是特定應用積體電路（ASIC)、電子泰電路、處理器（共用的、專用的或組）和執行一個或多個軟體或固件程式的記憶體、聯合邏輯電路、和/或提供所描述功能的其他合適元件。如在此使用的’術語“高功率模式”指的是主機處理器和域主機設備，主_處理器（GPU)的活動操作。術語“低功率模式指的是低功率睡眠模式、關閉模式和/或當副處理器和副圖形處理益可JL作時’域理器和/或主圖形處理器的非回應模式。 ’侧減細是當副處理器侧閉時的狀況。術語“低功率磁碟機，’或LPDD指的是具有-個或多個直徑 1363293 , 〇 ^ 年11月30曰替換頁 ^專於1·8財的磁碟盤的_機功率磁碟機，，或hpDD指動。。如吾尚的磁碟盤的硬碑驅動哭。LPDD、f或夕個直徑大於U英寸功率比咖D少。Γ肋H f也具有鋪存容量且消耗的 DD^轉的速度也比jjpdd 可達到_㈣，_職或更高的旋轉速度。、例如，咖依據本發__細包括域理器憶體（如結合『第1A圖』和『 _處理#主記式期Hi# 圖』摇述的）’它們在高功率模式,獨工作。副處理器和副_處理器在 =理，副圖形處理器可連接到電腦的各種的二=描發性記憶體。替代地，可使用副揮發性記使用主揮或嵌入的副揮發性記憶體例如嵌入的D職，描^讀和/ 當在高功率模式中工作時，域㈣和主圖 =功和主嶋理嶋功能完整的鍋1 k種馆线縣相對A量的料儲存。圖形處理器支援高性能的操作，包 “主功能完整的鍋㈣聊、基於Li·的〇S和基於說_ Qs等等。功能完作業系統儲存在HPDD 15和/或50令。匕兀土、副處理器和副圖形處理器在低功率模式期間卫作時消耗較少 =(比主處理器和主圖形處理器少）。副處理器和副圖形處理 =作功能受限的作㈣統，這種作業系統要求相對少量的外部揮發性記憶體。副處理器和副圖形處理器也可使用和主處理器相 12 100年11月30日替換π 同的作業系統。例如，可以使用簡化版本的作業系統。和副圖形處理器支援較低性能的操作、較低的計算速率和低品= 的圖形。例如’功能受限的作業系統可以是wind_CE⑧或任何其他合適的功能受限的作業系統。功能受限的作業系統最好儲存在非揮發性雜體中’例如快閃記憶體和/或LPDD。在較佳實施例中’功能完整和雜受_作鮮統共用制的賴格式以減少複雜性。 _ 域理11和/或主®形處理雜佳包括電晶體，其使用具有微 t尺寸的製造程序製造。在一個實施方式中，這些電晶體是使用 ri級CMOS製造矛王序製造。在主處理器和/或主圖形處理器中使用的電晶體具有相對高的備用漏電（standby leakage)、相對短的通道且被製造成適合高速的大小尺寸。主處理器和主圖形處理器最好主要利用動態邏輯。換句話說，它們不能夠被關閉。電晶體在少於約20%的責任週期(duty⑽），且最好是少於約福的責任，週期被切換’雜可朗其他的責任職。相反’副處理器和/或副圖-_處理器較佳包括電晶體，其使用特徵尺寸比用於主處理器和/或主圖形處理器的電晶體大的製造心序製造。在-個實施方式中，這些電晶體是使用常規cm〇s製造程序製造I在副處理器和/或副圖形處理器中使用的電晶體具有相對低的備用漏電、相對長的通道且大小尺寸適合低功率消耗。。副處理H和副_處_較佳主要靜態邏輯而不是動態邏輯。電晶體在大於80%的責任週期，且優選是大於9〇%的責任週期被切換，雖然可使用其他的責任週期。 13 1363293 當在高功率模式中工作時替換頁對高的功[當在低功率模射工作Irm形f器消耗相織較少的吟但是，在低功率崎==處理如技術人貞能夠理解的，有許多實翁心低複雜度的圖形。法。因此，技術人昌监心貧現依據本發明的電腦架構的方技術人貝將理解，以下結合『第的描述僅僅是示例性的而不是限制性的。』第4C圖』在高理其顯示了第—絲例的電腦架構6〇。器η與^；^ 、揮發性記憶體9和主圖形處理在低功率:式::門’面二通抬’並且支援複雜的資料和圖形處理。介面8通信並古理器62和副圖形處理器64與輸入/輸出式古…、紐低複雜度的資料和圖形處理。在低功率和/ 和/1_板己^，選擇性的非揮發性記憶體65(例如，卿率通信，資料的低功率模式期間，非揮軸向功率/容量非揮發性記憶體。在低功限的作丄己憶體65和/或HPDD .15用於儲存功能受的作業系統和/或其他資料和檔案。 r 、個Λ施例中，副處理器62和副圖形處理器μ在低功率所以，在低功率 . /、夕。卩分輸入/輸出介面8，以支援與主記憶體。和/或在低辨模式期間被供電的元件之間的通信。例如，率模式期間，可供電和使用鍵盤13、指標設備Μ和主顯在、”°合『第2A圖』至『第4C圖』描述的所有實施例中， 14 100年11月3〇曰替換頁 t低功辅錢間也可提供和使料錢少的^^ (例如早色顯示II)和/或從輪W輸出設備。現在>考S2B圖』’顯示了和『第2A圖』中的的第二個實施例的電腦_ %。在這個實施财，副處理器、62 和副圖形處理器64與副揮發性記憶體％㈣或％通信。副揮發 I己憶體74和76可叹DRAM或其他合適的記憶體。在低功率拉式期間’韻理⑽和_形處理器M分湖關憶體74和/或76替代『第从圖』中的主揮發性記憶體9。一現在參考『第2C圖』，顯示了和『第2A圖』類似的第三個貫施例的電腦輸〇爾驾62形處㈣&分別包括嵌入式揮發性記憶體84和86 62和5,獅功率模式期間，副處理器泣和田獅處心64分糊職人式揮發性記憶體Μ和/修除:主籍生記憶體之外和/或取代主揮發性記憶體。在一個實施 ^中，欣人式輸_體84和86是以式dram( eDR施），雖然可以使用其他類型的嵌人式揮發性記憶體。『第，圖』’其顯示了依據本發明的第四個實施歹。1C構1GG。在⑨功率模式期間’主處理器μ、主圖形處理益26和轉發性記紐28與紙日日片組22職 =:·。當電腦處於低功率模式時，副處理_和 =形^刚支援低複雜度的資料和_處理。在這個實施例中’副纽ϋ m和师11§⑽在低利用了主揮發性記憶體28。因此，在低功率' 組22可咐綱蝴嫩電， 15 100年11月30曰替換頁式期間’供電給腦D % _高轉揮發性記憶、查垃μ ^非揮發性記憶體1〇9(LPDD U〇和/或快閃記憶體112) 處理晶片組22、1/0晶片組24或者在其他位置，並為低功率換式儲存魏纽的作織統。 _ 處理晶片組22可以被完全供電和/或部分供電，以支援HPDD 5〇 ' LPDD 11〇和/或在低功率模式期間使用的其他元件的操作。例如’在低功率模式期間’可使用鍵盤和/或指標設備42和主顯示器。 ’

—在>考弟圖』’顯示了和『第3A圖』類似的第五個實施例的電腦架構15Q。副揮發性記憶體154和158分別連接到副處理器104和/或副圖形處理器應。在低功率模式期間，副處理器104和副圖形處理器1〇8分別使用副揮發性記憶體154和 158 ’而不是主揮發性記憶體28和/或還使用主揮發性記憶體28。另外，可在低功率模式期間關閉處理晶片組22和主揮發性記憶體 28。副揮發性記憶體154和158可以是DRAM或其他合適的記憶現在參考『第3C圖』’顯示了和『第3A圖』類似的第六個實施例的電腦架構170。副處理器1〇4和/或副圖形處理器ι〇8分別包括喪入式記憶體174和176。在低功率模式期間，副處理器 104和副圖形處理器108分別利用嵌入式記憶體174和176，而不是主揮發性記憶體28和/或還利用主揮發性記憶體28。在一個實施例中，嵌入式揮發性記憶體174和176是嵌入式DRAM (eDRAM)，雖然可以使用其他類型的嵌入式記憶體。 100年】】月30曰替換頁現在參考『第4八圖』’其顯示了依據本發明的第七個實施例，架構190。在低功率模式期間，副處理器刚和副圖形處 •=刚與輸入/輸出晶片組24通信，並利用主揮發性記憶體π 作為揮發性記憶體。處理晶片組22仍然完全供電和/或部分供電，以允許在低功率模式期間存取主揮發性記憶體Μ。〜現在參考第4Β圖』’顯不了和『第4Α圖』類似的第八個春:細例，*f腦架構2〇〇。副揮發性記憶體i54 * US分別連接到】處理益1〇4和副圖形處理器1〇8，並在低功率模式期間用於取 ^主揮發性記紐28和/或還制主揮發性記憶體28。在低功率、式’月間’ a夠卿處理晶片·组22和主揮發性記憶體^。每現在參考『第4C圖』，顯示了和『第4A圖』類似的第九個只施例的電腦架構210。嵌入式揮發性記憶體174和Μ分別提，給副處理器104和/或副圖形處理器1〇8，另外嵌入式揮發性記憶體174和176可取代主揮發性記憶體28。在這個實施例中，在 »低功率模式期間，能夠義處理晶片組22和主揮發性記憶體Μ。一現在參考『第5圖』’顯示了用於『第2A圖』至『第4C圖』中不例的電腦架構的快取層次結構25()。高功率非揮發性記憶體 254位於快取層次結構25〇的最底層。當证%被禁用時，那麼在低功率模式期間可能使用或不使用高功率非揮發性記憶體祝’且當在低功率模式期間HPDD 50啟用時，則使用高功率非揮發性記憶體254。低功率非揮發性記憶體258例如⑽ 和/或快閃記憶體112位於快取層次結構25〇的下一層。外部的揮發性記憶體262例如主揮發性記憶體、副揮發性記憶體和/或副嵌 17 1363293 100年11月30日替換頁入式《己憶體是快取層次結構250的下-層。二級快取266或副快取包括快取層次結構250的下一層。一級快取268是快取層次結構250的下一層。主/副處理器27〇是快取層次結構的最後一層。主/副圖形處理器使用類似的層次結構。依據本發明的電腦架構提供支援低複雜度的處理和圖形的低功率模式。結果，電腦的功率消耗可顯著減少。對於筆記型電腦而言，亦延長了電池壽命。現在參考『第6圖』’用於多磁碟機系統的驅動控制模組籲或主機控麵組包括—個最少使龍塊（LUB)模組刪、一個適應性儲存模組306和/或LPDD維護模組3〇8。部分基於漏資訊’驅動控制模組_㈣高神磁碟機⑽DD)則例如硬碟 1器’和低功率磁碟機（LPDD) 312例如微驅動器之間的健存和貝料傳送。透過管理高低功率模式期間肪^和lPdd之間的資料儲存和傳送’以減少驅動控制模組300的功率消耗。最少使用區塊模組304保留LPDD 312中的最少使用區塊磁令的貝料。在^^率模式期間，最少使用區塊模組 304識別 ,312中的= 貝料（例如樓案和/或程式）的最少使用區塊，以使田*要^夠取代它。某些資料塊或齡可免除最少使用區塊的監控，例如只和功能受限的作業系統相_檔案、手動設置儲存jLPDD 312中的區塊和/或健在低功率模式運行的其他檔案和私式。可以使用其他的翔來選擇要被覆蓋的資料區塊，如二下描述的。在低功率核式期間，在資料儲存請求過程中適應性儲存模組 1363293 100年11月30日替換頁確疋疋否更可&在最少使㈣塊之前使用寫人資料。適废性 •贿模組鄕也奴在低功率模式_，在資料檢索請求過財 •疋否可能只使用-次讀取資料。在高功率模式期間和/或其他情況下’ LPDD維蠖模組姻把舊的資料從乙㈣傳送到咖〇，如以下描述的。请參考『第7A圖』’顯示了由驅動控制模組3〇〇執行的步驟。控制始於步驟32〇。驅動控制模組3〇〇判斷是否有資料儲存請求 (步驟324)。當資料儲存請求存在時，那麼驅動控制模組獨判斷在LPDD312上是否有足狗的空間可用(步驟328)。當沒有足夠的空間可用時，那麼驅動控制模組3〇〇供電給HPDD 310(步驟33〇)。驅動控制換組300把最少使用的資料區塊傳送給(步驟 334)。驅動控制模組3〇〇躺在LpDD 312上是否有足夠的空間可用驟336)。當沒有足夠的空間可用時，則回至“步驟334。當有足夠的工間可用時，驅動控制模組3〇〇繼續到步驟細並關閉 φ HPDD3l〇。傳送待儲存資料（例如來自主機）到㈣2(步驟 344) 〇虽 > 料儲存請求不存在時，那麼驅動控制模組3〇〇判斷是否有資料擷取請求存在(步驟MO)。當資料擷取請求不存在時，則回到步驟324。當資料擷取請求存在時，判斷資料是否位於LpDD3i2 中(步驟354)。當資料位於LPDD 312中時，那麼驅動控制模組3〇〇從LPDD 312擷取資料(在步驟356)，並繼續到步驟324。當資料不位於LPDD 312中時，驅動控制模組3〇〇供電給HpDD 31〇(步驟360)。接下來，驅動控制模組3〇〇判斷在LpDD 312上是否有 19 1363293 100年11月30曰替換頁足夠的空間可用於請求的資料(步驟364)。當沒有足夠的空間可用於請求的資料時，驅動控制模組300把最少使用的資料區塊傳送給HPDD 310(步驟366)，並繼續到步驟364。當有足夠的空間可用於請求的資料時，驅動控制模組3〇〇把資料傳送給LpDD 312，並從LPDD 312擷取資料(步驟368)。當資料傳送完成到LpDD 312 時，則關閉HPDD 310(步驟370)。明參考『第7B圖』’與『第7A圖』所示類似的修改的方法，其包括一個或更多由適應性儲存模組3〇6執行的適應性步驟。在鲁 v驟328中，音LPDD上有足夠的空間可用時，則判斷待儲存資料是否在最少使用區塊模紐識別的區塊中的資料前是否使用待儲存資料(步驟372)。當最少使用區塊模組識別的區塊中的資料前不使用待儲存資料時，那麼鶴控繼組期把資料儲存到册⑽ 上〇驟374)，且回到步驟324，藉以節省把最少使用區塊傳送給 LPDD所消耗的功率。當最少使用區塊模級識別的區塊中的資料前使用待儲存資料時，則繼續到步驟330，如以上關於『第7A圖』所描述的。 · 在資料揭取請求的過程中，當資料不位於[_ 312中時，則f續鮮驟376，並躺是否可再使用資料-次。當可以再使貝料人4 ’那麼驅動控制模組細從证dD擷取資料(步驟沾L玄並繼只到步驟324，藉以節省把資料傳送給LPDD所消耗你二田…法再使用貝料一次時，則繼續到步驟360。當可再 ΓΓηΓ鄉則礙姆鄉_腦。但是，不能避免HPDD的功率消耗。 20 丄丄 100年11月30日替換頁 ”月參考f7c圖』，在低功率操作期間，也能夠執行更簡化 ’制形式。在高功率和/或低功率模式期間也能夠執行維護步驟 (使用維護模組遍）。在步驟汹，當lpdd上有足夠的空間可用時，傳送資料到聊⑽步驟），且返回到步驟324。否則，當LPDD上沒有足夠的空間可用時，儲存資料到上 (V驟通）’且返回到步驟324。『第7C圖』說明的方法在容量可用谈用LPDD，且在LPDD容量不可用時則使用啦d。技術 ^可以利用混合的方法，即可以使用『第Μ圖』至『第7 的步驟的各種組合。在第7D圖』中，驅動控制模組3〇〇在返回高功率模式時，賊行維齡驟，以刪除儲存在麵上的未使用 .夕的槽案。适個維護步驟也可在低功率模式中、在 ^事^時例如磁碟容量不足時和/或在其他情況下，在使用過程驟ΐΐ二1制始^步驟390 °判斷是否在使用高功率模式(步使用不疋使用高功率模式時，則回到步驟392。當相為 394 Γ時，_赃二健式枝是低裤模式(步驟。虽上-個模式不是低功率模式時，則返回步驟392。當上一時，則執行維護(步驟，例如把舊的檔案 D移動到°也可作出關於未來可能八『=赌的適應性決定，例如使用以上描述的準則和以下結 σ第入圖』至『第10圖』描述的準則。鮮考『第8Α圖』和『第8Β圖』，顯示了儲存控制系統爆卜 400-2、400-3。力『牮 ο λ ι~» 在第8Α圖』中，儲存控制系統4〇(Μ包括具有 21 1363293 100年Π月30日替換頁 I應哇儲存控制模組414的快取控制模組410。適應性儲存控制輪”且414監控擋案和/或程式的使用’以判斷是否可能在低功率模式或高功率模式中使用它們。快取控制模址41G與-條或多條資 ;机排416通彳s，^料匯流排然後與揮發性記億體例如乙1 =取/ L2快取、揮發性麵例如DRAM和/或其他揮發性電子貝料嶺體通k 0貧料匯流排416也與低功率非揮發性記憶體似 (例如快閃記憶體和/或LPDD)和/或高裤非揮發性記憶體426 Π如HPDDit#。在『第8B圖』中顯示了功能完整和，或功能受_ 限的作業系統㈣，其包括適應性儲存控制模組.合適的介面和域控制器（圖中未示）位於資料匯流排416和咖〇之間，和 /或資料匯流排416和/或LPDD之間。

在第8C圖』中，主機控制模組44〇包括適應性儲存控制4 組414。主機控制模組44〇與LpDD似，和高功率磁碟機必，立信。主機㈣额,可以是驅输制馳、錢設備㉝ (IDE)、ΛΓΑ、㈣ATA (SATA)或其他控制器。請參考『第9圖』，顯示了『第8A圖』至『第8c圖』中的儲存控制系統執行的步驟。在『第9圖』中，控制始於步驟楊。判斷是否存細轉記缝的輪赫請求(步驟卿當到非揮發性記憶體的資料儲存請求不存在時，則回到步驟姬^ _揮紐記髓的_存請求存在時，適應性儲存控制模: 4判斷疋何以在歸轉式使用資料(轉。♦ 功率模式使㈣料時，則把資料儲存在膽〇中(步驟二。= 以在低功辅式管_，馨㈣齡在非揮舰記憶體中 22 1363293 100年11月30日替換頁 (步驟 474)。 L--- 月1考帛10圖』’顯示了一種確定是否可能在低功率模式中使用貝料區塊的方法表49◦包括資料區塊描述攔位、低功率計數器攔位493、高功率計數器欄位綱後使用爛位496和/或手動覆蓋棚位w。當在低功率模式或高= 率权式期間使轉定的程式或檔案時，計數器攔位493和/或494 «增。當向轉姐記憶财求程核職师_存時，就 2取表492。可使用門播值百分比和/或計數值進行評估。例如，田檔案或程式在低功钱式被使㈣時間多於嶋，那麼槽案可，存在低功轉揮發性記憶财，例如快閃記，隨和/或微驅動盗田叹有達到門播值，那麼樓案或程式儲存在高功率非揮發性記憶體中。在預定的取樣數量後’可以定時重置計數器（換句話說，提供滚動視窗），和/或制任何其他準則。此外，可贿用加權、或修改、和/或由大小攔位495取代。換句話說，隨著檔案大小增加，由於LPDD的-有限容量，7斤需的-門捏值可能增加。可以根據最後使用攔位傷記錄的自從檔最後被使用的時間進步修改使用決定的可能性。可以使用門植日期和/或自從最後使用的時間作為可能性決定中的一個因素。雖然『第ι〇圖』心了表’但被使_ —個或多個攔位可儲存在其他位置和/或其他貝料、M#巾。可以朗演算法和/或^個或彡個齡的加權取樣。使用手動覆蓋欄位497允許用戶和/或作業系統手動地覆蓋使 23 WO年11月30曰替換頁働娜w l崎用於腦於自動健存^t中的預設储存’和㈤a狀態用別。除了、（㈣上描述的）。可以定義其他的手動覆蓋類被用於調整所述H tLPro中讀的Γ腦的當前功率級別可確定在高功率模:人貝可理解的是存在其他方法，用於此方式巾㈣齡或程式的可能性，這二方法屬於本發明的原理範圍。明參考『第11Α圖和『一系統5〇(Μ、500 2、』顯不了驅動功率減少週期性Μ 稱為5〇〇)。驅動功率減少系統，如立辦/t礙式連續存取樓案到低功率非揮發性記憶體，例員和或視賴案，但祕於這些職。在 =減少—具有驅動功率減少控制模二 =難汹。快取控制模組划和―條或多條資料匯流排 L 〇貝料匯流排526然後與揮發性記憶體530例如L1快取、 L2快取、揮發性_例如DRAM和/或其鱗發性電子資料記憶體、低功率非揮發性記億體534例如快閃記憶體和/或LPDD和高功率非揮發性記憶體⑽通信。在『第nB圖』中，驅動功率減少系統500·2包括具有驅動功率減少控制模組522的功能完整和/或功能受限的作業系統542。合適的介面和/或控制器（射未示）位於資料匯流排和HPDD之間，和/或資料匯流排和LpDD之間。在『第lie圖』令，驅動功率減少系統5〇〇_3包括具有驅動功率減少控麵組522的主機控制· 560。主機控麵組560 24 1363293 100年11月30日替換頁和一條或多條資料匯流排通信’資料匯流排與LpDD 534，和HPDD 538’通信。主機控制模組560可以是驅動控制模組、集成設備電路（IDE)、ΑΤΑ、串列ATA (SATA)和/或其他控制器或介面。請參考『第12圖』，顯示了『第11A圖』至『第圖』的驅動功率減少系統500執行的步驟。控制始於步驟582。在步驟 584，判斷系統疋否處於低功率模式。如果不是，那麼控制迴圈回到步驟584。當系統處於低功率模式時，判斷大的資料區塊存取請求是否來自HPDD(步驟586)。當大的資龍塊存取請求不是來自HPDD時，則回到步驟584。當大的資料區塊存取請求來自 HPDD時’則判斷貝料區塊是否被順序存取(步驟夠。當資料區塊無法被祕存取時，則_步驟测。tf籠塊被順序存取時，確定讀出長度胸594)。觸突發週期和鮮，肋把資料從向功率非揮發性記憶體舰到低功率非揮發性記憶體(步驟

在-個實施例中’最佳化突發週期和解以減少功率消耗。 ^發週期和鮮難是基於HPDD 和/^PDD =UP)咖、轉細_的容量、率⑺咖純或連續資塊2出長1攸轉起姊敏絲轉消耗、和/ 約記憶體是_ ’其在工作期間消耗的容量。㈣__體約°.3—，具有―起動時=:耗 1363293 旦义 {_ 100年丨〗月30日替換頁置。則述的性能值和/或容量對於其他的實施方^ 可具有mb/s的資_料相雛騎。❹料可以是 =(例域於視賴_言）。卿〇的㈣週録以傳送速咖崎。紐之_嶋大於鄕起動時間加上大發週期。在這些參數内，可最佳化系統的功率消耗。在低功率模式中，當hpDI^作在猶整個視頻例如電影，那麼㈣耗相當多的功率。使用以上描述的方法，透過在固定間隔的多個突發段中以非常高的速率（例如讀出速率的1〇〇倍）選擇性地把資料從HPDD傳翻LPDD，可大大降低功率消耗，然後可關閉HPDD，藉以節省大於5〇%的功率。 -月參考第I3圖』’顯示了依據本發明的多磁碟機系統6奶，其包括一個驅動控制模組65〇和一個或多個取加⑷和一個或多個LPDD 648。驅動控麵組650經由主機控麵組651與主機設備通信。對於主機，多磁碟機系統64〇有效地操作册⑽⑷ 和LPDD 648作為整體的磁碟機，以減少複街生、提高性能和減 J功率消耗，如以下描述的。主機控制模組651可以是^ε'ατα、 SATA和/或其他的控制模組或介面。 °月參考『第14圖』’在一個實施例中，驅動控制模組650包括一個硬碟控制器（HDC) 653，其用於控制HPDD和/或LPDD 之一。緩衝區656儲存與HPDD和/或LPDD的控制相關的資料，和/或主動地緩衝資料到HPDD和/或LPDD或緩衝來自HPDD和/ 或LPDD的資料’以透過最佳化資料區塊大小，以提高資料傳送率。處理器657執行與HPDD和/或LPDD的操作相關的處理。 26 丄謂年11月30日替換頁、648包括—個或多個磁碟盤652,而磁碟盤652具有儲 -存磁琢的磁塗層。磁碟盤652纟主軸馬達654驅動旋轉。-般主轴馬達攸在讀/寫操作期間以固定的速度旋轉磁碟盤652。-條或〔條項/寫’ 658相對於磁碟盤652移動，以讀取來自磁碟盤松的資料和/或寫資料到磁碟盤652。由於LPDD 648的磁碟盤比 4的大所以主轴馬達654需要更多的功率來旋轉起動 HPDD 644和高速維護HpDD⑷。通常，卿〇 644的旋轉起動攀時間也較長。。貝/寫《又備659位於靠近讀/寫臂658的末端處。讀/寫設備物包括寫元件例如產生磁場的電感器。讀/寫設傷659還包括感測在磁碟盤652上的磁場的讀元件（例如抗磁歐元件）。前置放大電路660用以放大類比讀/寫信號。當讀取龍時，前置放大電路_放大來自讀元件的低電平信號，並輸出放大的信號到讀/寫通道設備。當寫資料時，產生寫籲電A ’其流過讀/寫設備659的寫元件，並被切換以產生具有正負極的磁場。正負極由磁碟盤652儲存，並用於表示資料^j^pdd 644 還包括-個或多個磁碟盤662、主軸馬達664、一條或多條讀/寫臂668、讀/寫設備669和前置放大電路670。 HDC 653與主機控制模組651和第一主軸/音圈馬達（VCM) 驅動器672、第一Ί買/寫通道電路674、第二主軸/音圈馬達驅動器 676和第二讀/寫通道電路678通信。主機控制模組651和驅動控 . 制模組650能夠由糸統單晶片（s〇c) 684實現。第一、第二主軸/音圈馬達驅動器672和676和/或第一、第二讀/寫通道電路674 27 丄丄 100年11月3〇曰替換頁匕 ιυυ千u月刈日制I、第二主轴/音圈馬達驅動器672和676控制主轴馬達说和664，其分別旋轉磁碟盤松和啦。第一、= ⑽主!!日圈馬達驅動器672和676也分別產生定位讀/寫臂658和合號’例如使用音圈促動器、步進電動機或任何其他料〇考第15圖』至『第17圖』，顯示了多磁碟機系統的其他支化形式。在『第15圖』中，驅動控賴組650可包括一個直，的=面_ ’用於提供到—個或多個LpDD 的外部連接。在· 個A化方式令，直接介面是外設部件互連（ρα)匯流排、犯 CPCDO Μ流排和/或任何其他合適麵流排或介面。在第16圖』中，主機控制模組651既與HPDD 644又與 LPDD 648通信。低功率驅動控制模組65〇Lp和高功率磁碟機控制模組650HP直接與主機控繼組通信。Lp和/或册驅動控制模組之-或者❺者都能夠由系統單晶片實5見。在『第17圖』中，顯示了一個示例的LPDD 682，其包括一 _ 個支援與直接介面680通信的介面_。如以上闡述的，介面_ 和690可以是外設部件互連（ρα)匯流排、ρα快速（pcix)匯流排和/或任何其他合適的匯流排或介面。LpDD 682包括HDC 692、緩衝區094和/或處理器6%。LpDD從2還包括第二主軸/ 音圈馬達驅動器676、第二讀/寫通道電路678、磁碟盤652、讀/ 寫通道電路664、讀/寫臂668、讀/寫設備669和前置放大器67〇。另外HDC 653、緩衝區656和處理器657能夠整合在一起，並用於上述裝置。同樣地’能夠選擇性合併主轴/音圈馬達驅動器和讀 28 100年11月30日替換頁 ^通道電路。在『第13圖』至『第π圖』的實施例中，LPDD 、主動緩衝用於提高性能。例如，緩衝區用來最佳化資料區塊大 ’、’藉以超過域資龍流排的最佳速度。 _電腦系統中，分頁稽是腦D或迎非揮發性記憶的隱藏樓’咖D或HP非揮發性記憶體被作業系統用於保 ^分不適料腦的揮發性記憶體的程式和/或資料檔案。分頁槽

或_限定了電腦的虛擬記憶體。作業系統根 =把胃料從分頁轉送給記題，並把資料從揮發性記憶 =給分頁槽，以為新資料騰出跡分頁檔也被稱為交換槽。士降月>考第18圖』至『第2〇圖』，本發明利用Lp非揮發性 ^思3如LPDD和/或快閃記憶體來增加電職統的虛擬儲存容 7= Μ圖』中’作業系統7〇0允許用戶限定虛擬記憶體

在_期間’作業系統經由一條或多條資料匯流排辦己憶體7G2。虛擬記憶體7G2既包括揮發性記憶體· =非揮發性記憶體·例如快閃記憶體和/或LPDD。

非握^考^ 19圖』’作業系統允許用戶分配部分或全部LP 牛驟7Χ20 Γ體710作為分頁記憶體’以增加虛擬儲存容量。在 = ㈣開始。作餘關斷是否有渺 H當沒有額外的分頁齡請求時，則返回步驟統分，貝榷以增加虛擬儲存容量(步驟728)。㈣^百第2〇圖』中，作業系統利用額外的.LP非揮發性記憶體乍為刀頁冗憶體。控制始於步驟。判斷作業系統是否正錢 29 1363293 1〇0年11月30日替換頁 2貧料寫人操作(步驟744)。當_駐在^ 哈，，判斷是否超出了揮發性記憶體的容量(步驟748)。告統沒有在請求資料寫入操作時，那麼在步驟乃0使用揮發性雜

體進行寫操作。當超出揮發性記㈣的容量時，錯存資料在U 2雜記髓的分謝(步驟754)。當未超出揮發性記憶體的令里h ’判斷是否請求了資料讀取操作(步驟)。當未請讀取操作時，則返回步驟744。當請求資料讀取操作時，判斷位址是否對餘RAM恤(倾764)。纽㈣應於讀位則在步驟766從揮發性記憶體讀取資料並繼續到步驟744。當位 =未對應於RAM位址時，從Lp非揮發性記憶體中的分頁槽;取貧料(步驟770)，且繼續到步驟744。因此，和利用HPDD的，_以例如快閃記憶體和/s1aPDD來辦加卢㈣Μ— / ^體木曰加虛擬汜憶體的大小將提高電腦、/此。此外’分頁檔的功率消耗比使用卿〇的系統更低。由。、’日加的尺寸’ hpdD需要額外的旋轉起動時間，與快閃記憔或咖相比這增加了輪取時間，其中快閃記憶體^ 2動等待時㈤’LPDD的雜域咖更短且功率雜更低。清參考『第21圖』’顯示了獨立磁碟多重陣列（RAID)系統山〆、匕括個或多倘與磁碟陣列808通信的飼服器和/或用戶碥804。-個或多個飼服器和/或用戶端綱包括磁碟陣列控制器 ▲ f /或陣列g理拉纽8M。磁碟陣列控制器犯和域陣列.管理模、且m接收貝料並執行資料的邏輯到實體位址映射到磁碟陣列 808。磁礙車列一般包括多個HPDD 816。 30 1363293 100年11月30日替換頁多個HPDD 816提供容錯（冗餘）和/或提高的資料存取率。 - 咖系統800提供一種存取多鮮_ HPDD的方法，如同磁 •碟陣列808是一個大的硬碟裝置。磁碟陣列總共可提供幾百讥到H)倍至議倍Tb的資料儲存。資料以各種方式被儲存在多個HPDD 816上’以減少當一個裝置(例，硬碟)失效而丢失所有資料的風險’且改善資料存取時間。把資料儲存在HPDD 816上的方法一般稱為_級別。存在各種RAID、及別，包括〇級或者磁碟機平行儲存(触 stripmg)。在RA!^級系統中’資料被寫人跨越多個裝置的區塊中’以允許-個裝置寫或讀資料區塊而同時另—個裝置尋找下一個區塊。磁碟機平行儲存的優點包括更快的存取速率和充分利用陣列容量。缺點是沒有容錯。當—個裝置失效，那麼整個障列就無法進行存取。

Raid 1級或磁碟機映射儲存(disk mirr〇ring健過寫兩次提供 #冗餘—每個裝置一次。當一個裝置失效時，則另一個裝置備份資料，且RAID系統能夠切換到使用的鏡像裝置，並可正常的進行存取作業。其缺點包括無法提高資料存取速度和由於需要的裝置數量增加（2N)而造成的高成本問題。但是，^仍丨級提供資料的最佳保護，因為當HPDD之一失效時，陣列管理軟體僅需把所有的應用請求引導到繼續存在的HPDD。 RAID3級分段資料跨越多個裝置，且具有一個額外的裝置專門用於奇偶校驗，用於錯誤改正/恢復。5級提供分段以及奇偶校驗用於錯誤恢復。在RAID 5級中，分配奇偶校驗區塊於 31 1363293 100年11月30曰替換頁陣列的裝置之間，其提供了裝置之間更平衡的存取負擔。一個裂置失效’奇偶校驗資訊被用於恢復資料。其缺點是相對慢的寫週期（對於每個被寫的區塊需要兩次讀和兩次寫）。陣列容量是N_ i，最少需要3個裝置。 RAID 0+1級包括平行儲存和鏡像儲存而沒有奇偶校驗。其優點是快速的資料存取（像RAID 0級）和單個驅動器容錯（像 1級）〇RAID0+1級仍然需要兩倍數量的磁片（像rajdi級）。因此，可以有其他的RAID級別和/或方法把資料儲存到磁碟陣列馨 808 上。請參考『第22A圖』和『第22B圖』，依據本發明的系統834-1包括X個HPDD磁碟陣列836，和Y個LPDD磁碟陣列838。一個或多個祠服器/用戶端_包括磁碟陣列控制器842 和/或陣列管理模組844。雖然圖中顯示了分離的設備，但如果需要％·，可以將這些設備整合在一起。可以理解的，X大於或等於 2，Y大於或等於1。X能夠大於Y、小於Y和/或等於γ。例如，『第22Β圖』顯示的rah) ^統淋丨，，其巾χ=γ=ζ。鲁請參考『第23Α圖』、『第23Β圖』、『第24Α圖』和『第24β 圖』，顯示了 RAID系統834·2和834-3。在『第23Α圖』，γ個 LPDD磁碟陣列838與伺服器/用戶端840通信，且X個hPdd磁碟陣列836與Y個LPDD磁碟陣列838通信。RAID系統834-2 可包括官理旁路路徑’魏擇地避開γ個LpDD磁碟陣列㈣。可以理解的’X大於鱗於2，且γ大於或祕丨。x能夠大於γ、小於Υ和/或等於γ。例如，『第23關』顯示的系統辦2，， 32 1363293 100年11月3〇日替換頁軒1服-/用 24A圖』中’X個鶴磁碟陣列836 用戶端_通信，且γ個_磁碟障列跏與χ個 :磁碟陣列836通信她系統购可包括由虛線表示的官理方路路龍6，其選擇地避開丫個LpDD__㈣。可二理解的’ X A於或等於2 ’且γ大於或等於丨。X能夠大於Y、二Y和/或等於Y。例如’『第24B圖』顯示的^^系統㈣J，，二2…Ζ。在『第23Α圖』至『第圖』中使用的策略 Τ匕括直寫和/或回寫。陣列管理模組844和/或磁碟陣列控制器δ42利用LpDD磁碟陣列⑽來減少hPDD磁碟陣列836的功率消耗。典型地，在『第 21圖二的先前技術RAID系統中的咖〕磁碟陣列咖在工作期間總是保持打開，以支援所需的資料存取時間。可以理解的， _磁碟陣列細消耗相對高的功率。此外，由於大量的資料儲存在HTOD磁碟陣列_中，所以卿〇的磁碟盤典型地盡可 #月匕地士，这需要更高容量的主轴馬達，且因為讀/寫臂平均移動距離更遠，更增加了資料存取時間。依縣發明’以上結合『第6圖』至『第17圖』描述的技術在如第22B圖』所不的从仍系統834]，中可選擇地使用，以減少功率消耗和資料存取時間。雖然沒有在『第Μ圖』和『第 23A圖』至『第24B圖』中顯示，依據本發明的其他讎系統也可使用這些技術。換句話說，在『第6圖』和『第Μ圖』至『第7D圖』中描述的咖模組3〇4、適應性储存模組齋和/或 LPDD維護模組被磁碟陣列控制器嫩和/或陣列管理模組州選 33 100年11月30日替換頁現以選擇性把資料儲存在LpDD磁碟陣列⑽上，以減 Y功率，耗和資料存取時間。『第8A圖』至『第8C圖』、『第9 7』和第10圖』中描述的適應性儲存控制模组414也可被磁碟 ^列控制裔842和/或陣列管理模組844選擇地實現’以減少功率 =和資料存取時間。『第11A圖』至『第此圖』和『第12圖』田迷的驅動功率減少控制模組522也可由磁碟陣列控制器如和/或陣『列管理模組⑽實現，以減少功率消耗和資料存取時間。第13圖』至第17圖』中顯示的多驅動器系統和/或直 ,’丨面可用HPDD磁碟陣列836中的一個或多個·^實現，以增加功能和減少功率消耗和存取_。考第25圖』，顯示了依據現有技術的網路附加儲 (充85G ’其包括儲存設備854、儲存請求器858、槽伺服益862和通信系統866。儲存設備854典型地包括磁碟機

嶋系統、磁帶裝置、磁帶庫、光碟裝置、自動點播機和要共用的任何其他儲存設備。健存設備較佳是物件導向的備。儲存設備854可包括！/〇介面，用於請求器⑽的資料健矛操取广求器858典型地包括共用和/或直接存取儲存設備& 的伺月艮器和/或用戶端。、樓案伺服_執行管理和安全功能，例如請求驗證和資源刀配槽案伺服益862管理指示健存設備854，而請求器不承擔儲存管理，而由檔案伺服器啦承擔儲存管理。在小型的系統中，可能不需要專門的檔案伺服^在這個狀況下，請求器可以承擔監視NAS系_操作的責任。同樣地，職饲服_ 1363293 wu年11月3〇日 =求_分顺歸復_和奶，雖^^ =和/或兩個管理模組。通信系統_是實體的基本設備侧 …’ 5〇的7G件透過通#系統860通信。通信系統咖較佳旦網路與通道的雜，能夠連接網路中輯有元件，且型在通道中的低延遲特性。、，、土奶田啟動NAS系統850時，儲存設備8M相互識別或者識別盆他設備透過共_裝置，例如播案舰器_、—個或多個· 心8和/朗驗祕866 提供網路管理技術， f過容易連接到與所述通信系統的傳遞媒介。儲存設備辦和言月求器跳登錄到所述傳遞媒介上。要確定操作配置的任何元件傳遞媒介來識別所有其他元件。請求器⑽從_服 =2獲取可存取的儲存設備854的相關資訊，而儲存設備脱取付需要定位另-個設備或調用管理服務(例如備份)的相關資訊。類似地’檔案伺服器·能約從傳遞媒介瞭解是否存在儲存基於特定安裝的安全性，請求器可能被拒絕存取某個故備。^求器能触可存取的儲存設射識職案、資料庫和可用的自由空間。 5 丁每们NAS几件月b夠識別任何特殊條件的樓案祠服器船。任何設備級服務屬性應該傳達到槽案伺服器862 —欠，所有其他元件能夠從檔案伺服器862識別。例如，請求器可能在啟動 ==知加.人了額外的記憶體，這由請求器登錄到檔案伺服器上時設置的屬性觸發。當新的儲存設備增加到配時，檔案伺服器862就自動這樣做，包括傳送重要的資訊，例如且: 1363293 100年11月30曰替換頁 RAID 5、鏡像儲存等等。一-- 當請求器必須打開-個檔時，其能夠直接到储存設備或者到檔案舰器以獲得許可和位置資訊。儲存設備854控制存取記憶體的程度是安裝程序的安全要求功能。請參考『第26圖』’顯示了依據本發明的網路附加儲存(nas ) 系統900，其包括儲存設備904、請求器9〇8、檔案饲服器和通信系統9i6，存設備904包括从仍系統834和/或多磁碟機系統㈣，如『第6圖』至『第19圖』所描述的。儲存設備9〇4 # 典型地還包括磁碟機、RAID系統、磁帶裝置、磁帶庫、光碟裝置、自動點播機和/或如上所述的要共用的任何其他儲存設備。因此’使用改進的RAID系、統和/或多磁碟機系統93〇將減少祕系統900的功率消耗和資料存取時間。雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範_，所為之更動與潤倚，均屬本發明之專娜護細。本發_界定之·翻請參考所附之申請專利範響【圖式簡單說明】第1A圖和第1B圖依據現有技術說明示例的電腦架構；功率^域本發敗電贼構之第—實關，其具有在高及^^工作的主處理器、主_處理器和主揮發性記憶體式期ΓΓ通信的副處理器和從圖形處理器，.他們在低功率模式期間工作且在低解料__主揮發性記憶體；第犯圖依據本發明之電腦架構之第二實施例’其 36 ^363293 缸， 10〇年11月30日替換頁體且包括連接到副處理器和/或從圖形處理器^__ 類似第且本發明之電腦架構之第三實施例，其和第从圖理=包括―性記憶體，其和副處理器和/或從_處在高功率模計算機具有物:^ __理器和從圖形處理器’它們在低工Ϊ且在低功率模式期間利用主揮發性記憶體；類似本發明之電腦架構之第五實施例，其和第从圖體；^ ^處理奸/歧_處理ϋ·揮發性記憶第3C圖依據本發明之電腦類似，且包括丧入的揮發性記憶體，龙t===第3Α圖 •理器關聯；，、和幻處理态和/或從圖形處副處理器和彳七實酬，計算機具有模式，;間·在低功率模式_:==在低功率類似，且4===^脚其顺圖體，· 时和/或攸圖形處理器的從揮發性記憶第4C圖依據本發明之電類似，且包括嵌入的揮發性記憶體，/九實施例’其和第4A圖心，、和副處理器和/或從圖形處 37 1363293 100年11月3〇日替換頁理器關聯； '~- 第5圖依據本發明說明了用於第2A圖〜第4C圖的電腦架構的快取階層結構； ^ 第6圖是驅動控制模組的功能塊圖，其包括最少使用區塊 (LUB)桓組，且官理資料在低功率磁碟機（LpDD)和高功碟機（HPDD)之間的儲存和傳送；第7A圖是說明由第6圖的驅動控繼組執行的步驟的流程圖；第7B圖是說明由第6圖的驅動控纖組執行的替代步驟的流程圖；第7C圖和第7D圖是說明由第6圖的驅動控制模喊行的替代步驟的流程圖； +第8A圖說明了快取控制模組，其包括一個自適應的儲存控制模組，且控制LPDD和HPDD之間的資料儲存和傳送； “第8B圖說明了-個作業系統，其包括一個適應性的储存控制模組，且控制LPDD和HPDD之間的資料儲存和傳送；第8C圖說明了一個主機控制模組，其包括一個適應性的儲存控制模組，且控制LPDD和HPDD之_龍儲存和傳送；第9圖說明了由第8A圖〜第8C圖的適應性的儲存控制模組執行的步驟；第10圖是-個示例表，說明了在低功率模式期間決定程式或標案被使用的可能性的方法；第11A圖說明了包括-個磁片驅動功率減少模、组的快取控制 38 1363293 模組；第11B圖說明了包括一弟11C圖s尤明了包括一模紐·; 100 年 1

一個磁片驅動功率減少模組的作業系個嗜片驅動功率減少模組的主機控制第11C圖的磁片驅動功率減少第12圖說明了由第11 a圖模組執行的步驟； _ 第13圖說明了包括高功♦磁碟機（HPDD)和低功率磁碟機 (LPDD)的多磁碟機系統；第14圖〜第η圖說明了第13圖的多磁碟機系統料他干例型的實施方式；第18圖說明了低功率非揮發性記憶體例如快閃記憶體或低功率磁碟機（LPDD)的使用，用於增加電腦的虛擬儲存；第19圖和第20圖說明了由作業系統執行的步驟，以分配和 φ 使用第18圖的虚擬儲存；· 第21圖是依據現有技術的獨立磁碟多重陣列（Rajd)系統的功能塊圖；第22A圖是依據本發明的示例系統的功能塊圖，其具有包括X個HPDD的磁碟陣列和包括γ個LPDD的磁碟陣列；第22B圖是第22A圖的RAID系統的功能塊圖，其中又和γ 等於Ζ ; 第23Α圖是依據本發明的另一個示例系統的功能塊圖’其具有包括Y個LPDD的磁碟陣列，該陣列與包括X個hpdd 39 1363293 100年11月30曰替換頁的磁碟陣列通信；第23B圖是第23A圖的RAH)系統的功能塊圖，其中X和γ 等於Z ; 第24A圖是依據本發明的X —個示例系統的功能塊圖，其具有包括X個HPDD的磁碟陣列，該陣列與包括γ個LpDD 的磁碟陣列通信；第24B圖是第24A圖的RAID系統的功能塊圖，其中χ和γ 等於Ζ ; 第25圖是依據現有技術的網路附加儲存（nas)系統的功能塊圖；和第26圖是依據本發明的網路附加儲存（nas)系統的功献塊圖，其包括第22A圖 '第22心、第说圖、第23b圖【主要元件符號說明】

4 電腦架構 6 處理器 7 記憶體 8 輸入/輸出介面 9'28 揮發性記憶體 11 圖形處理器 12 記憶體 13 鍵盤 40 1363293

14 指標設備 15 高功率磁碟機 16 顯示器 17 音頻輸出設備 18 其他輸入/輸出設備 20 電腦架構 22 處理晶片組 32 二級快取 33 > 34 一級快取 24 輸入/輸出晶片組 25 處理器 26 圖形處理器 27 系統匯流排 30 PCI匯流排 36 PCI插槽 40 通用串列匯流排 50 高功率磁碟機 41 音頻設備 42 鍵盤和/或指標設備 43 基本輸入/輸出系統 44 ISA匯流排 60 電腦架構 62、104 副處理器 100年11月30日替換頁 41 1363293 64 ' 108 副圖形處理器 65 非揮發性記憶體 66 LPDD 68 快閃記憶體 70 電腦架構 74、76 副揮發性記憶體 80 電腦架構 84、86 嵌入式揮發性記憶體 100 電腦架構 110 低功率磁碟機 174 、 176 嵌入式揮發性記憶體 154 ' 158 副揮發性記憶體 109 低功率非揮發性記憶體 112 快閃記憶體 150 、 170 電腦架構 190 電腦架構 200 電腦架構 210 電腦架構 250 快取層次結構 258 低功率非揮發性記憶體 254 高功率非揮發性記憶體 262 揮發性記憶體 266 二級快取 100年11月30日替換頁

42 1363293

268 一級快取 270 主/副處理器（主/副圖形處理器) 300 驅動控制模組 304 LUB模組 306 適應性儲存模組 308 LPDD維護模組 310 高功率磁碟機 312 低功率磁碟機 400-1 儲存控制系統 400-2 儲存控制系統 400-3 儲存控制系統 410 快取控制模組 414 適應性儲存控制模組 416 貧料匯流排 422 揮發性記憶體 424 、 534 低功率非揮發性記憶體 424，低功率磁碟機 426 ' 538 高功率非揮發性記憶體 426’ 高功率磁碟機 430 、 542 作業系統 440 主機控制模組 490 表 492 育料區塊描述搁位 100年11月30日替換頁 43 1363293 493 低功率計數器攔位 494 高功率計數器欄位 495 大小欄位 496 最後使用攔位 497 手動覆蓋爛位 500-1 驅動功率減少系統 500-2 驅動功率減少系統 500-3 驅動功率減少系統 530 揮發性記憶體 520 快取控制模組 522 驅動功率減少控制模組 526 資料匯流排 534，低功率磁碟機 538，高功率磁碟機 560 、 651 主機控制模組 640 多磁碟機糸統 644 高功率磁碟機 648 低功率磁碟機 650 驅動控制模組 650LP 低功率驅動控制模組 650HP 高功率驅動控制模組 653 硬碟控制器 656、694 緩衝區 100年11月30曰替換頁

44 1363293

657 、 696 處理器 659 讀/寫設備 660 、 670 前置放大電路 654、664 主軸馬達 652 磁碟盤 658 讀/寫臂 662 磁碟盤 668 讀/寫臂 669 讀/寫設備 672 第一主轴/音圈馬達驅動器 676 第二主軸/音圈馬達驅動器 678 第二讀/寫通道電路 674 第一讀/寫通道電路 680 、 690 介面 682 低功率磁碟機 684 糸統早晶片 692 硬碟控制器 704 資料匯流排 700 作業系統 702 虛擬記憶體 708 揮發性記憶體 710 LP非揮發性記憶體 800 獨立磁碟多重陣列 100年11月30日替換頁 45 1363293 804 伺服器/用戶端 808 磁碟陣列 812 、 842 磁碟陣列控制器 814 、 844 陣列管理模組 816 高功率磁碟機 834 RAID系統 834-1 RAID系統 834-2 RAID系統 834-3 RAID系統 834-1’ RAID系統 834-2’ RAID糸統 834-3’ RAID系統 836 X個HPDD磁碟陣列 836-1 南功率磁碟機 836-2 高功率磁碟機 838-1 低功率磁碟機 838-2 低功率磁碟機 836-Z 高功率磁碟機 838 Y個LPDD磁碟陣列 838-Z 低功率磁碟機 840 伺服器/用戶端 846 管理旁路路徑 850 網路附加儲存系統 100年11月30日替換頁

46 1363293

854、904 儲存設備 858 、 908 請求器(伺服器和/或用戶端) 862 檔案伺服器 866、916 通信系統 870 、 872 管理模組 900 網路附加儲存系統 912 檔案伺服器 920、922 管理模組 930 多磁碟機系統 HPDD 南功率磁碟機 ISA 工業標準體系結構. LUB 最少使用區塊 LPDD 低功率磁碟機 PCI 週邊組件連接介面 RAM 隨機存取記憶體 USB 通用串列匯流排步驟320 開始步驟324 是否有資料儲存請求？步驟328 LPDD是否有足夠空間？步驟330 供電給HPDD 步驟334 傳送LUB至HPDD 步驟336 LPDD是否有足夠空間？步驟340 關閉HPDD 100年11月30日替換頁 47 1363293 100年11月30日替換頁步驟344傳送資料到LPDD 步驟350是否有資料擷取請求？步驟354 資料是否位於LPDD中？步驟356從LPDD擷取資料步驟360供電給HPDD 步驟364 LPDD是否有足夠空間？

步驟366 傳送LUB到HPDD 步驟368傳送資料到LPDD並從LPDD上擷取資料 φ 步驟370當資料傳送完成時，關閉HPDD 步驟372判斷是否在LUB之前使用資料？步驟374在HPDD上儲存資料步驟376是否可再使用資料一次？步驟378從HPDD擷取資料步驟380在HPDD上儲存資料步驟390 開始 φ 步驟392是否為高功率模式？步驟394上一個模式是否為低功率模式？步驟396執行維護步驟460 開始步騾462是否存在到非揮發性記憶體的資料儲存請求？步驟464 _判斷是否可以在低功率模式使用資料？步驟468把資料儲存在HPDD上步驟474把資料儲存在非揮發性記憶體中 48 1363293 100年11月30日替換頁步驟582 開始步驟584 低功率模式？步驟586 判斷大的資料區塊存取是否來自HPDD? 步驟590 判斷資料區塊是否被順序存取？步驟594 確定讀出長度步驟598 把資料從高功率非揮發性記憶體傳送到低功率非揮發性記憶體 # 步驟720 開始步驟724 是否有額外的分頁儲存請求？步驟728 分配部分非揮發性記憶體用於分頁檔步驟740 開始步驟744 是否正在請求資料寫入操作？步驟748 是否超出揮發性記憶體的容量？步驟750 使用揮發性記憶體 φ 步驟754 儲存資料在非揮發性記憶體中步驟760 是否請求了資料讀取操作？步驟764 位址是否對應於RAM位址步驟766 從揮發性記憶體中讀取資料步驟770 從非揮發性記憶體中的分頁檔讀取資料 49

Claims

U63293 μ —I 年月日修正；^| --- --100年II月30日替換頁十、申請專利範圍： 1. 一種多磁碟機系統，其包括：一高功率磁碟機(HPDD)，其包括一個或多個磁碟盤，其中所述-個❹個磁碟盤的直徑大於丨8英寸；一低功率磁碟機(LPDD)，其包括—個或多個磁碟盤，其中所述一個或多個磁碟盤的直徑小於或等於1.8英寸；及 :驅動控制板組’其係在不受-主機之控制訊號所支配之該LPDD和該卿D之間選擇性地控制資料存取與傳遞之至鲁少其中之一；其中該驅動控制模組與一主機控制模組以系統單晶片 (s〇c)實施，其中該驅動控制模組包括： —第一硬碟控制器(HDC)，與該主機控制模組通信； -第一主軸/音圈馬達(VCM)驅動器，與該第_ 和該HPDD通信；一第一讀/寫通道電路，與該第一 HDC和該HPDD通信；及一第一介面，與該LPDD通信，並且其中該LPDD包括：一第二介面，與該第一介面通信；一第二硬碟控制器(HDC)，與該第二介面通信；一第二主抽/音圈馬達(VCM)驅動器’與該第二HDC 通信；及 50 ^〇J293 产一一 I 100年替槌百第一碩/寫通道電路，與該第二HDC通信。 ^ .t申請翻麵第1項所述之多磁賴純，其找主機控制輪組，其提供馳動控繼組和-主機電腦之_介面。 3·如申請專利翻第1項所述之多磁碟機系統，其中該驅動控模組包括：二一驅動處理器，與該HDC通信；及一緩衝區，與該HDC通信。 4. 如申請專利範圍第1項所述之多磁碟機系統，其中該第一介面與該第二介面，用於把該LPDD直接連接到該驅動控制模組。 5. 如申請專利範圍第4項所述之多磁碟機系統，其中該第一介面是週邊組件連接介面(PCI)和快速PCI Express之—。 6. 如申請專利範圍第1項所述之多磁碟機系統，其中該更包括：一第一驅動處理器，與該第一 HDC通信；及一第一缓衝區，與該第一 HDC通信。 7. 如申請專利範圍第1項所述之多磁碟機系統，其中^LpDD更包括：一第二驅動處理器與該第二HDC通信；及一第二缓衝區，與該第二HDC通信。 51