TWI410802B - 可提升作業速度之儲存系統及其作業方法 - Google Patents

Description

可提升作業速度之儲存系統及其作業方法

本案係關於一種儲存系統，尤指一種可提升作業速度之儲存系統及其作業方法。

隨著電子技術的發展與進步，在電子設備間儲存、傳輸資料的儲存及傳輸裝置亦隨之改良精進，尤其是儲存裝置，更朝向大容量、微型化等方向進行研發，並大幅提升快閃記憶體的儲存容量，因此，更發展出以多個快閃記憶體(Flash)堆疊形成的固態硬碟(Solid State Disk)。由於固態硬碟係以矽晶片取代傳統晶片，故亦可稱為矽碟，其相較於傳統磁式硬碟裝置，不僅具有容量大、速度快以及體積小，更具備低耗電、抗震強、低噪音及低熱量等優點，可更安全地儲存資料。如同一般所熟知的，基於上述的種種優點，矽碟儲存裝置已逐漸取代傳統磁式硬碟裝置，並廣泛地應用於小型系統或內嵌式系統中。

為因應各式儲存裝置的精進，多樣傳輸介面之連接匯流排亦隨之研發、演進，例如：整合裝置電子介面(Integrated Drive Electronics，IDE)、通用串列匯流排(Universal Series Bus，USB)、電機電子工程學會1394(Institute of Electrical and Electronics Engineers Association 1394，IEEE1394)標準介面等。其中，IDE匯流排又被稱為AT附加(AT Attachment，ATA)匯流排或是平行AT附加(Parallel AT Attachment，PATA)匯流排等。

目前市面上最為普及的傳輸規格係以第二代通用串列匯流排(Universal Series Bus 2.0，USB2.0)介面為主流，幾乎所有的傳輸裝置均具備USB2.0的連接器。但由於資料傳輸量的快速增加以及使用者對傳輸速度的需求，USB2.0僅有480Mbps的傳輸速度上限已逐漸不敷使用，因此為了迎合各種大容量可攜式儲存裝置的傳輸速度需求，目前市面上亦發展出一種更高速的外接傳輸規格，即序列高階技術附加(Serial ATA，SATA)介面。藉由擴充介面速率以及比USB與IEEE1394介面更低的資源負荷，SATA介面可將傳輸速度大幅提升至3Gbps，提供了更高層次的組態和容量擴充，突破現今可攜式儲存裝置的瓶頸，因此被廣泛的應用於各種大容量儲存裝置之資料傳輸。

然而，隨著近年來電子技術之發展，舉凡作業系統、電腦程式等皆不斷的更新、改進，其容量及資源之耗用量亦隨之增大。當安裝作業系統或是執行需佔用較大資源之程式時，往往會導致作業系統運作速度變慢、整體效能變差等情形，尤其是開機時的速度及效能更是明顯低落。同時，當透過SATA傳輸介面傳輸大量資料時，傳統磁式硬碟運作之容量、速度及穩定性亦較固態硬碟差。

此外，一般使用者欲擴充日常使用之電腦系統中儲存裝置的容量時，通常會再採買一顆硬碟，並將其連接於系統主機板上對應的連接埠。但由於SATA傳輸介面係屬於點對點之傳輸方式，因此每一連接埠僅能對應一個硬碟裝置，當連接兩硬碟裝置時則需要佔用兩組連接埠，且需要分別透過兩組連接器來進行連接，再加上傳統的磁式硬碟裝置的體積較為龐大，不僅需佔用較大的體積空間，更缺乏整合性，影響到儲存裝置的擴充性。

有鑑於此，如何發展一種可改善上述習知缺點之可提升作業速度之儲存系統及其作業方法，實為目前迫切需要解決之課題。

本案之一目的在於提供一種可提升作業速度之儲存裝置及其作業方法，以結合兩儲存單元，並將電子裝置之部分資料於開機後儲存於速度較快、穩定度較高之該儲存單元中，俾解決習知電子裝置之作業速度較慢之缺失。

為達上述目的，本案之一較廣義實施樣態為提供一種可提升作業速度之儲存系統，適用於電子裝置，至少包含：第一儲存單元；儲存裝置，具有第二儲存單元以及控制器；以及控制單元，電連接於第一儲存單元及儲存裝置，其係將第一儲存單元及儲存裝置進行整合；當電子裝置啟動時，控制單元係將資料自第二儲存單元複製至第一儲存單元內，當電子裝置關閉時，控制單元係將資料自第一儲存單元內備份儲存於第二儲存單元，俾提升電子裝置之作業速度及穩定性。

根據本案之構想，其中備份區為隱藏磁區。

根據本案之構想，其中儲存系統更包含第一連接埠，具有第一端及第二端，第一端係與控制單元電連接，第二端則透過纜線對應連接於電子裝置之第二連接埠。

根據本案之構想，其中第二儲存單元更包含備份區，當電子裝置啟動時，控制單元係將資料自第二儲存單元之備份區複製至第一儲存單元內，當電子裝置關閉時，控制單元係將資料自第一儲存單元內備份儲存於第二儲存單元之備份區中。根據本案之構想，其中第一儲存單元之存取速度係實質上快於第二儲存單元之存取速度。

根據本案之構想，其中第一儲存單元係為雙通道同步動態隨機存取記憶體。

根據本案之構想，其中儲存裝置係為固態硬碟，第二儲存單元係為快閃記憶體。

根據本案之構想，其中控制單元係為一控制橋接器。

根據本案之構想，其中當電子裝置啟動時，係透過控制單元之獨立磁碟備援陣列之設定，將儲存系統視為單一儲存裝置，並將儲存系統之第一儲存單元及第二儲存單元分別視為第一磁碟區及第二磁碟區。

為達上述目的，本案另一較廣義實施樣態為提供一種可提升作業速度之儲存系統，適用於電子裝置，至少包含：第一儲存單元；儲存裝置，具有第二儲存單元以及控制器；以及控制單元，電連接於第一儲存單元及儲存裝置，其係將第一儲存單元及儲存裝置進行邏輯區塊定址整合；當電子裝置啟動時，控制單元係將資料自第二儲存單元之備份區複製至第一儲存單元內，當電子裝置關閉時，控制單元係將資料自第一儲存單元內備份儲存於第二儲存單元之備份區，俾提升電子裝置之作業速度及穩定性。

為達上述目的，本案又一較廣義實施樣態為提供一種可提升作業速度之作業方法，其係包含下列步驟：(a)提供儲存系統，其係設置於電子裝置內，且具有第一儲存單元、儲存裝置以及控制單元，儲存裝置具有第一儲存單元及控制器；(b)啟動電子裝置；(c)控制單元係將資料自第二儲存單元複製至第一儲存單元中；(d)由第一儲存單元進行開機作業程序、系統相關及速度需求較高之作業，其他資料則另行儲存於該二儲存單元，俾增快開機速度及提升作業系統之工作速度及效能；(e)關閉電子裝置；以及(f)控制單元係將儲存於第一儲存單元之作業系統資料複製至第二儲存單元中，俾進行資料備份。

根據本案之構想，其中於步驟(b)中，當該電子裝置啟動時，係透過控制單元之獨立磁碟備援陣列之設定，將儲存系統視為單一儲存裝置，並將儲存系統之第一儲存單元及第二儲存單元分別視為第一磁碟區及第二磁碟區。

根據本案之構想，其中於步驟(c)中，控制單元係將作業系統資料自第二儲存單元之備份區複製至第一儲存單元中。

根據本案之構想，其中於步驟(f)中，控制單元係將作業系統自第一儲存裝置複製至第二儲存單元之該備分區中，俾進行系統資料備份。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第一圖，其係為具有本案較佳實施例之儲存系統之電子裝置之架構示意圖，如圖所示，儲存系統10係設置於電子裝置1內部，其主要包含第一儲存單元101、儲存裝置102、控制單元104以及第一連接埠105，其中，儲存裝置102係具有第二儲存單元103以及控制器106，且第二儲存單元103中係具有一備份區103a(如第三圖所示)，該備份區103a係用以容置第一儲存單元101之備份資料。控制單元104係與第一儲存單元101、儲存裝置102以及第一連接埠105電連接，於一些實施例中，控制單元104係可為但不限為一控制橋接器，用以整合該第一儲存單元101及該儲存裝置102，並與第一連接埠105之第一端105a電連接。以及，第一連接埠105之第二端105b係與纜線12電連接，透過纜線12將儲存系統10連接於電子裝置1之主機板11上之第二連接埠111。

以本實施例為例，電子裝置1係可為電腦，且其係可為桌上型電腦或筆記型電腦，但不以此為限。其中，儲存系統10之第一儲存單元101係為存取速度較快之雙通道同步動態隨機存取記憶體(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，DDR SDRAM)，其係可在同一單位時間內進行讀取和寫入等作業，因此傳輸效能優於傳統之記憶體，最高可達每秒6400MB。以及，儲存裝置102係為一矽碟裝置，即為一固態硬碟，其係可藉由設置複數個第二儲存單元103而增加儲存裝置102之儲存容量，且第二儲存單元103係為快閃記憶體，其傳輸速度約為每秒200MB，意即第一儲存單元101之雙通道同步動態隨機存取記憶體之存取速度係實質上高於第二儲存單元102之快閃記憶體，以及，由於儲存裝置102係為體積小之矽碟裝置，且第一儲存單元101亦為體積小於一般硬碟之雙通道同步動態隨機存取記憶體，因而其整合之儲存系統10係具有體積小、速度快、穩定性高等優點。

請同時參閱第一圖及第二圖，第二圖係為本案較佳實施例之可提升作業速度之作業方法之流程圖，如圖所示，本案之可提升作業速度之作業方法首先係為提供儲存系統10，其係至少具有第一儲存單元101、儲存裝置102以及控制單元104，其中儲存裝置102係具有第二儲存單元103及控制器106(如步驟S20所示)，藉由控制單元104以將儲存裝置102及第一儲存單元101共同整合為單一儲存裝置107(如第三圖所示)，再與第一連接埠105電連接，於一些實施例中，第一連接埠105係可為但不限為SATA連接埠，且其係可透過纜線12而與電子裝置1之主機板11之第二連接埠111電連接，且第二連接埠111亦可為但不限為SATA連接埠，其後，當一使用者啟動電子裝置1時(如步驟S21所示)，則電子裝置1係可偵測到儲存系統10，並將儲存系統10視為單一儲存裝置107(如第三圖所示)，接著，由於電子裝置1已與儲存系統10產生電連接，則控制單元104係可將作業系統之資料迅速地由第二儲存單元103的備份區103a(如第三圖所示)中複製至第一儲存單元101中(如步驟S22所示)，之後，則由存取速度較快之第一儲存單元101進行後續的開機作業程序、系統操作以及其他速度需求較大之相關作業，當進入作業系統後，使用者則可選擇將速度需求較大的程式或資料存放於第一儲存單元101中，並將其他無特殊需求的一般性資料存放於儲存裝置102之第二儲存單元103之資料儲存區103b中，如此一來，設置於第一儲存單元101之作業系統及資料在運作時則可較快、較穩定的進行作業，不會受到其他資料傳輸、存取之影響，且由於第一儲存單元101之速度及效能均較優良，俾可增快電子裝置1之開機速度，且可提升作業系統及其他速度需求較大之相關作業的工作速度及效能(如步驟S23所示)。

最後，當使用者使用完畢而欲關閉電子裝置1時(如步驟S24所示)，控制單元104則會迅速地將第一儲存單元101內部存放之所有資料複製至第二儲存單元103之備份區103a中，俾進行資料備份及更新(如步驟S25所示)，藉此，當使用者下次開啟電子裝置1時，則可再次由第二儲存單元103之備份區103a中將更新過的資料複製至第一儲存單元101內，並進行後續的相關作業程序。

請同時參閱第一圖及第三圖，第三圖係為第一圖所示之儲存系統之容量及LBA位置示意圖，於本實施例為中，第一儲存單元101及儲存裝置102係可透過控制單元14之序列高階技術附加之獨立磁碟備援陣列(SATA Redundant Array of Independent Disks，SATA RAID)之設定，使第一儲存單元101及儲存裝置102之第二儲存單元103之儲存容量加總，並可被視為單一之儲存裝置107(即所謂BIG Mode)，同時並將儲存系統10之第一儲存單元101以及第二儲存單元103分別視為第一磁碟區C以及第二磁碟區D，即當電子裝置1與儲存系統10產生電連接時，使用者將看到單一之儲存裝置106，且該單一之儲存裝置107中係已劃分為第一磁碟區C及第二磁碟區D。

當使用者將資料寫入儲存系統10內時，係可藉由邏輯區塊定址(Logical Block Addressing，LBA)位置之定位，而將作業系統安裝於速度較快且較穩定之第一儲存單元101中，以本實施例為例，第一儲存單元101之LBA位置係介於A0至A1，第二儲存單元103之LBA位置則介於A1至B0之間，則當使用者欲安裝電子裝置1之作業系統時，則優先將作業系統及其他對速度需求較高之程式或資料等安裝設置於速度較快、較穩定之第一儲存單元101之位置，即A0至A1之位置，且可透過例如開關之方式，控制是否允許資料寫入第一儲存單元101，且其實施方式係可依實際施作情形而任施變化，並不以此為限，以及，第二儲存單元103係具有與第一儲存單元101大小相同之備份區103a，於一些實施例中，備份區103a之LBA位置係介於A1至B0之D1磁區，用以於每次儲存系統10斷電時，將儲存於第一儲存單元101內部之所有資料複製至D1磁區之備份區103a中，以進行第一儲存單元101之資料備份。其中備份區103a係可設定為隱藏顯示之方式(Hidden Partition)，俾可避免使用者不小心變更其中儲存之第一儲存單元101的備份資料，當然，第二儲存單元103之Bo至B1之間的D2磁區位置即為可供使用者任意存取、變更資料的資料儲存區103b。於另一些實施例中，備份區103a的LBA位置亦可設置在資料儲存區103b之後，或抑是將備份區103a獨立設置於另一LBA位置，藉以隱藏備分區103a的資料，俾可防止被使用者變更其中之重要資訊。至於，備份區103a之LBA設置及其連結、運用之方式係可依實際操作情形而認施變化，並不以此為限。如此一來，藉由將電子裝置1之作業系統、速度需求較高的程式及資料與其他一般資料分開儲存，使作業系統及這些速度需求較快的程式及資料在運作時不會受到一般程式、資料之存取及傳輸作業影響而拖慢速度。此外，將作業系統存放於速度快且較為穩定之第一儲存單元101所在之磁區，除了可有效增進電子裝置1之作業速度外，更能增進電子裝置1作業之穩定性。

綜上所述，本案之主要目的在於提供一種儲存系統，其係藉由控制單元將存取速度較高之第一儲存單元及儲存裝置整合為一，並透過第一連接埠與電子裝置之第二連接埠連接，當電子裝置偵測儲存系統時，係將該儲存系統視為單一儲存裝置，並透過控制單元係將資料自儲存裝置之第二儲存單元中複製至第一儲存單元內，並由第一儲存單元進行開機作業程序、系統相關及速度需求較大之作業；且當儲存系統斷電時，控制單元即將第一儲存單元內部儲存之資料複製至第二儲存單元中，俾進行資料備份。如此一來，當電子裝置之作業系統及速度需求較高之程式、資料運作時，則可不受一般程式與資料之存取及傳輸作業之影響，此外由於作業系統係設置於速度較快、穩定性較高之第一儲存單元中，可使電子裝置1增快開機速度及提升作業系統之工作速度及效能，於系統運作時便更為快速、順暢以及穩定。

縱使本發明以由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1．．．電子裝置

10．．．儲存系統

101．．．第一儲存單元

102、107．．．儲存裝置

103．．．第二儲存單元

103a．．．備份區

103b．．．資料儲存區

104．．．控制單元

105．．．第一連接埠

105a．．．第一端

105b．．．第二端

106．．．控制器

11．．．主機板

111．．．第二連接埠

12．．．纜線

A0、A1、B0、B1．．．LBA位置

C、D、D1、D2．．．磁區

S20~S25．．．可提升作業速度之作業方法步驟

第一圖：其係為具有本案較佳實施例之儲存系統之電子裝置之架構示意圖

第二圖：其係為本案較佳實施例之可提升作業速度之作業方法之流程圖。

第三圖：其係為第一圖所示之儲存系統之容量及LBA位置示意圖。

1．．．電子裝置

10．．．儲存系統

101．．．第一儲存單元

102．．．儲存裝置

103．．．第二儲存單元

104．．．控制單元

105．．．第一連接埠

105a．．．第一端

105b．．．第二端

106．．．控制器

11．．．主機板

111．．．第二連接埠

12．．．纜線

Claims (20)

1. 一種可提升作業速度之儲存系統，適用於一電子裝置，至少包含：一第一儲存單元；一儲存裝置，具有一第二儲存單元以及一控制器；以及一控制單元，電連接於該第一儲存單元及該儲存裝置，其係將該第一儲存單元及該儲存裝置進行整合；當該電子裝置啟動時，係透過該控制單元之一獨立磁碟備援陣列之設定，將該儲存系統視為一單一儲存裝置，並將該儲存系統之該第一儲存單元及該第二儲存單元分別視為一第一磁碟區及一第二磁碟區，且將一資料自該第二儲存單元複製至該第一儲存單元內，當該電子裝置關閉時，該控制單元係將該資料自該第一儲存單元內備份儲存於該第二儲存單元，俾提升該電子裝置之作業速度及穩定性。
2. 如申請專利範圍第1項所述之儲存系統，其中該資料係可為作業系統、速度需求較高之程式及資料至少其中之一。
3. 如申請專利範圍第1項所述之儲存系統，其中該儲存系統更包含一第一連接埠，具有一第一端及一第二端，該第一端係與該控制單元電連接，該第二端則透過一纜線對應連接於該電子裝置之一第二連接埠。
4. 如申請專利範圍第1項所述之儲存系統，其中該第二儲 存單元更包含一備份區，當該電子裝置啟動時，該控制單元係將該資料自該第二儲存單元之該備份區複製至該第一儲存單元內，當該電子裝置關閉時，該控制單元係將該資料自該第一儲存單元內備份儲存於該第二儲存單元之該備份區中。
5. 如申請專利範圍第1項所述之儲存系統，其中該第一儲存單元之存取速度係實質上快於該第二儲存單元之存取速度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之儲存系統，其中該第一儲存單元係為一雙通道同步動態隨機存取記憶體。
7. 如申請專利範圍第1項所述之儲存系統，其中該儲存裝置係為一固態硬碟，該第二儲存單元係為一快閃記憶體。
8. 如申請專利範圍第1項所述之儲存系統，其中該控制單元係為一控制橋接器。
9. 一種可提升作業速度之儲存系統，適用於一電子裝置，至少包含：一第一儲存單元；一儲存裝置，具有一第二儲存單元以及一控制器；以及一控制單元，電連接於該第一儲存單元及該儲存裝置，其係將該第一儲存單元及該儲存裝置進行邏輯區塊定址整合； 當該電子裝置啟動時，係透過該控制單元之一獨立磁碟備援陣列之設定，將該儲存系統視為一單一儲存裝置，並將該儲存系統之該第一儲存單元及該第二儲存單元分別視為一第一磁碟區及一第二磁碟區，且將一資料自該第二儲存單元之一備分區複製至該第一儲存單元內，當該電子裝置關閉時，該控制單元係將該資料自該第一儲存單元內備份至該第二儲存單元之該備份區，俾提升該電子裝置之作業速度及穩定性。
10. 如申請專利範圍第9項所述之儲存系統，其中該備份區為一隱藏磁區。
11. 如申請專利範圍第9項所述之儲存系統，其中該儲存系統更包含一第一連接埠，具有一第一端及一第二端，該第一端係與該控制單元電連接，該第二端則透過一纜線對應連接於該電子裝置之一第二連接埠。
12. 如申請專利範圍第9項所述之儲存系統，其中該第一儲存單元係為一雙通道同步動態隨機存取記憶體。
13. 如申請專利範圍第9項所述之儲存系統，其中該儲存裝置係為一固態硬碟，該第二儲存單元係為一快閃記憶體。
14. 一種可提升作業速度之作業方法，其係包含下列步驟：(a)提供一儲存系統，其係設置於一電子裝置內，且具有一第一儲存單元、一儲存裝置以及一控制單元，該儲存裝置具有一第二儲存單元及一控制器；(b)啟動該電子裝置； (c)該控制單元係透過獨立磁碟備援陣列之設定，將該儲存系統視為一單一儲存裝置，並將該儲存系統之該第一儲存單元及該第二儲存單元分別視為一第一磁碟區及一第二磁碟區，且將一資料自該第二儲存單元複製至該第一儲存單元中；(d)由該第一儲存單元進行開機作業程序、系統相關及速度需求較高之作業，其他資料則另行儲存於該第二儲存單元，俾增快開機速度及提升作業系統之工作速度及效能；(e)關閉該電子裝置；以及(f)該控制單元係將儲存於該第一儲存單元之該資料複製至該第二儲存單元中，俾進行資料備份。
15. 如申請專利範圍第14項所述之作業方法，其中該第一儲存單元之存取速度係實質上快於該第二儲存單元之存取速度。
16. 如申請專利範圍第14項所述之作業方法，其中該第一儲存單元係為一雙通道同步動態隨機存取記憶體。
17. 如申請專利範圍第14項所述之作業方法，其中該儲存裝置係為一固態硬碟，該第二儲存單元係為一快閃記憶體。
18. 如申請專利範圍第14項所述之作業方法，其中該資料係為作業系統、速度需求較高之程式及資料至少其中之一。
19. 如申請專利範圍第14項所述之作業方法，其中於步驟(c)中，該控制單元係將作業系統資料自該第二儲存單元之一備份區複製至該第一儲存單元中。
20. 如申請專利範圍第19項所述之作業方法，其中於步驟(f)中，該控制單元係將作業系統自該第一儲存裝置複製至該第二儲存單元之該備分區中，俾進行系統資料備份。