TWI454918B - 分散式管理技術 - Google Patents

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TWI454918B
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Michael White
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Description

分散式管理技術
本發明係有關於分散式管理技術。
 發明背景
今日的儲存需求已經產生需要有可儲存大量資料的系統。為了達成此項目的，已經發展成儲存裝置底座以容納因應多種驅動總成。多種驅動總成各自典型地包含一驅動裝置諸如一硬碟驅動裝置(HDD)設置於一驅動裝置載具內部。驅動裝置載具通常係為機械裝置用來將驅動裝置鎖住且固定在該儲存裝置底座的一特定位置，且保護該驅動裝置免於接觸可由鄰近驅動裝置所產生的電磁能干擾(EMI)。
各個驅動總成典型地係插入稱作為底板的該儲存裝置底座之一部分。該底板典型地包含串列附件SCSI(SAS)連接器、串列高級技術附件(SATA)連接器、驅動電源連接器、發光裝置(LED)及/或擴充器。典型底板可進一步包含一底板管理裝置，其針對多個驅動總成執行運算、管理及/或支援功能。舉例言之，底板管理裝置可支援四個或八個驅動總成，且針對各個驅動總成進行LED控制功能及包圍體管理功能。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種分散式管理系統包含一底板及透過一通訊通道而通訊式耦接該 底板之多個驅動總成，其中該等驅動總成各自包括一運算裝置，及其中各個運算裝置係經組配來提供驅動裝置環境資料與控制一光源。
100‧‧‧分散式管理系統
110‧‧‧底板
120‧‧‧驅動總成
130‧‧‧通訊通道
140‧‧‧運算裝置
200‧‧‧驅動裝置載具
210‧‧‧前板或斜面
220‧‧‧相對的側壁
230‧‧‧底板
240‧‧‧光源
250‧‧‧基體、基體總成
310‧‧‧基體總成
320‧‧‧印刷電路板
410‧‧‧驅動裝置載具後部
420‧‧‧相對側壁中之一者
430‧‧‧驅動裝置載具前部
510‧‧‧非過渡電腦可讀取媒體
520‧‧‧處理核心
530‧‧‧內部感測器
540‧‧‧外部感測器
具體實施例係參考附圖而描述於如下詳細說明部分，附圖中：圖1為依據實施例一種分散式管理系統之方塊圖；圖2為依據實施例一種驅動裝置載具之方塊圖；圖3為依據實施例一種基體總成之圖解代表圖；圖4為圖解代表圖例示說明依據實施例一基體如何固定至一驅動裝置載具；及圖5為方塊圖顯示依據實施例具有電腦可執行指令儲存於其上的一種非過渡電腦可讀取媒體。
 較佳實施例之詳細說明
揭示提供進階適應性、服務性、及錯誤隔離功能的一種底板分散式管理解決方案之實施例。更明確言之，實施例分散式管理功能通常係由位在底板上的單一底板管理裝置對設置於各個驅動總成上的個別運算裝置進行。由於此種分散支出的結果藉在各個驅動總成上的個別運算裝置提供進階適應性、服務性、及錯誤隔離功能，也由該運算裝置提供多項新穎的先前未知的功能。
典型儲存裝置底座設計係利用定位在該底板上 的一底板管理裝置以對多個驅動總成執行各項管理功能。底板管理裝置可呈單一運算裝置形式，諸如透過一通訊通道而通訊式耦接至多個驅動裝置的一微處理器、一複雜可規劃邏輯裝置(CPLD)、或一特定應用積體電路(ASIC)。底板管理裝置可接收來自一主機裝置的信號，且基於所接收的信號而執行功能。舉例言之，底板管理裝置可從一主機匯流排配接器(HBA)接收信號，且驅動LED以指示藉該管理裝置所控制的驅動總成的狀態。此外，底板管理裝置可感測狀況，且報告所感測的狀況給主機裝置，或基於該等所感測的狀況而執行功能。底板管理裝置典型地服務四至八個驅動總成，且可與其它底板管理裝置串級以支援額外驅動總成(例如32個驅動總成可由在該底板上的四個串級底板管理裝置所支援)。如此，底板管理裝置係用作為針對多個驅動總成的一共用管理節點。
但該共用節點辦法有多項重大缺失。舉例言之，因多個驅動總成係耦接至單一底板管理裝置，故一旦該底板管理裝置故障，則針對各個相聯結的驅動總成的底板管理服務中斷。此外，因該底板管理裝置係位在底板上，故一旦該底板管理裝置需要維修服務時，該底板須斷電，如此必然衝擊整個儲存裝置底座的運作。又復，由於單一底板管理裝置服務多個驅動總成，各個相聯結的驅動總成須具有共通的特徵結構以具有與底板管理裝置的可相容性。如此有效地限縮了使用具有不同特徵結構集合的驅動總成的能力。
此處描述的實施例藉由分散至少底板管理功能給驅動總成而至少解決前述問題。於若干實施例中，該項功能係分散給位在該驅動總成之一驅動裝置載具上的一運算裝置(該驅動總成的一部分典型地係只由機械部件組成)。又，於若干實施例中，與運算裝置的通訊係透過一通訊通道達成，該通訊通道係與SAS/SATA通訊路徑不同，後者典型地係將該底板耦接至該驅動裝置且在其間通訊讀/寫資料。
例如，於若干實施例中，提出一種分散式管理系統。該分散式管理系統包含一底板及透過一通訊通道而通訊式耦接該底板之多個驅動總成。該等驅動總成各自包括一運算裝置，及各個運算裝置係經組配來提供驅動裝置環境資料與控制一光源。於若干實施例中，各個運算裝置係位在固定至該驅動總成之一驅動裝置載具的一基體上。此種分散式配置可提供進階適應性、服務性、及錯誤隔離選項。舉例言之，如果聯結一個驅動總成之一運算裝置故障，則該故障將不影響鄰近驅動總成的運作，原因在於各個驅動總成具有其本身的運算裝置之故。此外，運算裝置可藉單純移除單一熱插拔驅動總成而個別地服務，而非關閉底板的電源進行服務。此外，分散式辦法許可具有不同特徵結構的不同型別的運算裝置在同一個通訊通道上並存，原因在於與在底板上的單一底板管理裝置之嚴格可相容性並非必要。
額外實施例也係針對分散式管理系統。該分散 式管理系統包含一底板及透過一通訊通道而通訊式耦接該底板之多個驅動總成。各個驅動總成包含一運算裝置。若該等多個驅動總成中之一者的運算裝置故障，則該等多個驅動總成中之其它者的運算裝置繼續運作。又，若則該等多個驅動總成中之一者被移除，則該底板及該等多個驅動總成中之其它者繼續運作。
額外實施例係有關於用在分散式管理系統的驅動裝置載具。該驅動裝置載具包含一基體、位在該基體上的一光源、及位在該基體上且係通訊耦接至該光源之一運算裝置。該運算裝置係經組配來提供環境資料及進一步經組配來控制光源。此外，運算裝置140係經組配來提供驅動總成定位資訊及/或機架存在資訊。
圖1為依據實施例一分散式管理系統100之方塊圖。系統100包含一底板110及多個驅動總成120。運算裝置140係定位在各個驅動總成120上，及一通訊通道130可通訊式耦接底板110及運算裝置140。通訊通道130可與用以通訊讀/寫資料來去於該驅動裝置的SAS/SATA通訊通道有別。底板110及驅動總成120可定位在一儲存裝置底座、、碟片包圍體、碟片陣列及/或伺服器內部。
底板110可為一電路板含有插座及/或插槽，熱插拔驅動總成120可插入其中。接腳及/或連接器可用在底板110上以將信號直接發送至驅動總成120。額外連接器可含括於底板110上以連結該底板110至一主機裝置(例如陣列控制器、主機匯流排配接器(HBA)、擴充器及/或伺服 器)。主機裝置可透過一通訊匯流排而與底板110通訊，諸如積體電路間(I2C)通訊匯流排或串列通用輸出入(SGPIO)通訊匯流排。底板110可透過一或多個通訊匯流排(例如I2C、SAS、SATA等)而與驅動總成通訊。於實施例中，底板110可透過第一通訊通道(例如SAS/SATA匯流排)而與該驅動裝置通訊，且透過第二通訊通道(例如I2C匯流排)而與運算裝置140通訊。依據實施例，第一及第二通訊通道可彼此隔開。底板110可進一步包括包含電源電路以供電給驅動總成120。
各個驅動總成120可包含一驅動裝置、一驅動裝置載具、及/或一插入板(圖中未顯示)。各個驅動總成120更可包含一運算裝置140。於實施例中，該運算裝置140可定位在該驅動裝置、驅動裝置載具或插入板上。容後詳述，驅動裝置載具可為該驅動裝置之一部分包圍體或殼體，且可由塑膠、金屬、及/或其它材料組成。驅動裝置例如可為硬碟驅動裝置(HDD)、固態驅動裝置(SSD)或混成驅動裝置。插入板可為定位在例如該驅動裝置與該底板間的其上設置有電子裝置之一片板子。
運算裝置140例如可為微控制器、微處理器、處理器、CPLD、ASIC、或另一種相似的運算裝置。如圖所示，依據實施例，該運算裝置140可位在該驅動裝置、驅動裝置載具或插入板上。運算裝置140可透過儲存於其上的指令組配以執行各項功能。舉例言之，運算裝置140可驅動各項顯示裝置，諸如LED、七段代碼顯示器、電子視覺顯示器、 平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、觸控螢幕等。運算裝置140可透過接收自主機的信號、接收自驅動裝置的信號、及/或基於所感測的狀況而驅動此等顯示器。於若干實施例中，運算裝置140可驅動顯示裝置以照明一氣流區，以照明一非遠端驅動指示，及/或照明一自描述動畫影像。於若干實施例中，顯示裝置可為驅動裝置載具的一部分。
各個運算裝置140可進一步經組配來提供驅動環境資料。於實施例中，運算裝置140可通訊式耦接至一或多個外部感測器(例如溫度感測器、振動感測器、觸摸感測器、氣流感測器、濕度感測器等)或具有整合式感測器。驅動總成120可從感測器接收度量，且基於此度量提供環境資料給其它裝置(例如主機裝置)。驅動總成120可進一步將環境資料儲存於內部及/或外部。該環境資料可包含下列資訊，諸如測得的溫度、測得的氣流量、測得的振動及/或測得的濕度。於若干實施例中，運算裝置140可耦接至一觸摸感測器(例如電容式觸摸感測器或電感式觸摸感測器)或一按鍵。運算裝置140可經組配來決定何時該觸摸感測器或按鈕已經被觸摸/按壓，且基於此而執行功能，諸如提供有關該觸摸之資訊給對一主機裝置。
於實施例中，驅動總成120可「源起」或「起源」環境資訊。換言之，驅動總成120可為該環境資料的源起者或來源，而非作為另一個裝置(例如底板管理裝置)的此種資訊之管路或重複者。舉例言之，運算裝置140可為基於感測器度量的溫度資訊、氣流資訊、或觸摸資訊的源起者。
各個運算裝置140可進一步經組配來決定、接收、及/或提供位置資訊。舉例言之，運算裝置可經組配來決定、接收、及/或提供機架號碼及/或匣號碼資訊。此外，運算裝置可經組配來提供邊帶驅動裝置安裝資訊。若一驅動裝置在安裝時未能銜接，則此種邊帶驅動裝置安裝資訊可輔助主機裝置決定該驅動裝置是否被安裝。
通訊通道130可通訊式耦接該等多個驅動總成120與該底板110。於實施例中，通訊通道130可為經組配來與在驅動總成120上的運算裝置140通訊的一多插通訊通道，諸如I2C通訊匯流排。依據實施例，通訊通道130也可為單一導線通訊匯流排、並聯通訊匯流排、或串聯通訊匯流排。此種通訊通道130可與互連驅動總成120的一驅動裝置與該底板110之SAS/SATA通訊通道分開或離散。
前文描述之圖1配置可提供一種分散式硬碟機機架管理解決方案，其使用一多插通訊通道，諸如I2C通訊匯流排以與座落在驅動總成120內部的多個運算裝置140通訊。此種分散式配置可克服位在底板上的底板管理裝置相聯結的缺點，原因在於一旦前文討論的運算裝置140故障，將不影響鄰近驅動總成的運作(由於各個驅動總成具有其本身的運算裝置140之故)。此外，不似先前設計，運算裝置140可被個別地服務而無需切換底板110的電力(原因在於其乃熱插拔驅動總成120部件)。又復，分散式模型許可支援不同驅動總成的特徵之不同型別的運算裝置140並存在同一個通訊通道上。此外，分散式模型可允許一主機(例 如陣列控制器、HBA、或擴充器)更新運算裝置140的韌體與習得底板的能力，而無需如同先前設計所常見的情況，仰賴整合型熄燈(ILO)裝置以橫跨電源供應器纜線提取資料。因此分散式模型許可已故障運算裝置140的至少具有更佳的錯誤隔離與服務性，且支援在同一個儲存裝置包圍體內部具有非同質的驅動總成特徵集合。
2為依據實施例一驅動裝置載具200之方塊圖。驅動裝置載具可形成圖1述及的驅動裝置載具總成120中之一者的一部分，且可包含一基體250，具有參考圖1所述的運算裝置140定位在基體250上。也定位在基體250上者可為一或多個光源240。於是，圖2之驅動裝置載具200可包括遠超過典型只具有機械屬性的「傻瓜」驅動裝置載具的組件與功能。
驅動裝置載具200可由塑膠、金屬及/或其它材料製成。可包括一前板或斜面210、相對的側壁220、及一底板230。驅動裝置(圖中未顯示)諸如硬碟驅動裝置(HDD)、固態驅動裝置(SSD)、或混成驅動裝置可置於由相對的側壁220、底板230、及前板210所形成的該區內部及/或附接至該區。HDD可使用自旋碟片及移動式讀寫頭。SSD可使用固態記憶體以儲存持久的資料，及使用微晶片以保有資料於非依電性記憶體晶片中。混成驅動裝置可將HDD與SSD的特徵結構組合成一個單元，含有一大型HDD帶有小型SSD快取記憶體以改良頻繁存取的檔案效能。其它型別的驅動裝置，諸如以快閃記憶體為基的SSD、企業快閃 記憶體驅動裝置(EFD)等也可用於驅動裝置載具200。
一運算裝置140及一或多個光源240可定位在固定於驅動裝置載具200的一基體250上。該基體180例如可為剛硬的或撓性的印刷電路板(PBC)。運算裝置140例如可為微控制器、微處理器、處理器、CPLD、ASIC、或另一種相似的運算裝置。運算裝置140可通訊式耦接至一或多個光源240，且以前述方式控制各者。此外，運算裝置140可具有一或多個內部感測器，或可通訊式耦接至一或多個外部感測器(圖中未顯示)且接收來自各個感測器的度量。然後運算裝置140可處理且提供環境資料給其它裝置(例如主機裝置)。該環境資料可包含下列資訊，諸如測得的溫度、測得的氣流量、測得的振動及/或測得的濕度。於若干實施例中，運算裝置140可耦接至一觸摸感測器(例如電容式觸摸感測器或電感式觸摸感測器)或一按鍵。運算裝置140可經組配來決定何時該觸摸感測器或按鈕已經被觸摸/按壓，且基於此而執行功能，諸如提供有關該觸摸之資訊給對一主機裝置。主機裝置例如可為碟片陣列控制器、RAID控制器、碟片控制器、主機匯流排配接器、擴充器及/或伺服器。運算裝置140可透過一通訊通道諸如I2C通訊匯流排而與主機裝置通訊。此種通訊通道可與通訊式運算該社群外掛程式代碼的SAS/SATA組織結構及驅動總成的一驅動裝置分開。
圖3為依據實施例一基體總成250之圖解代表圖。更明確言之，圖3闡釋具有一運算裝置140及多個光源240定位於其上的可撓性印刷電路板(PCB)320。如前文討 論，運算裝置140可透過包含一通訊通道(例如I2C通訊通道)的一電氣介面而通訊式耦接至底板，且可經組配來管理驅動裝置環境資料(例如溫度資訊、氣流資訊、振動資訊、及/或觸摸資訊)、控制顯示器(例如LED、七段碼顯示器、及/或LCD)，報告位置(例如機架及/或匣號碼)，及/或提供邊帶驅動裝置安裝資訊。
圖4為依據實施例，圖3之基體總成310如何可固定至驅動裝置載具200之圖解代表圖。如圖所示，基體總成可運用一可撓性印刷電路板，且係耦接至驅動裝置載具後部410、相對側壁中之一者420、及驅動裝置載具前部430。當然依據實施例可使用其它替代組態。例如於實施例中，剛性印刷電路板可固定至驅動裝置載具後部410、相對側壁中之一者420、及驅動裝置載具前部430。
圖5為一方塊圖顯示依據實施例具有電腦可執行指令儲存於其上的一非過渡電腦可讀取媒體。該非過渡電腦可讀取媒體大致上以元件符號510標示，且可含括於關聯圖1描述的驅動總成120之運算裝置140。非過渡電腦可讀取媒體510可相對應於儲存電腦可執行指令，諸如程式規劃代碼等的任何典型儲存裝置。例如，非過渡電腦可讀取媒體510可包括非依電性記憶體、依電性記憶體及/或一或多個儲存裝置中之一或多者。非依電性記憶體的實例包括但非限於可電氣抹除可規劃唯讀記憶體(EEPROM)及唯讀記憶體(ROM)。依電性記憶體的實例包括但非限於靜態隨機存取記憶體(SRAM)及動態隨機存取記憶體(DRAM)。儲存 裝置之實例包括但非限於硬碟機、光碟機、數位影音碟機、光學裝置、及快閃記憶體裝置。依據實施例，處理核心520通常取回儲存在非過渡電腦可讀取媒體510的指令且執行指令以操作運算裝置140。
於若干實施例中，該等指令當執行時可使用運算裝置140控制光源240以照明一氣流區，照明一驅動裝置不去除指示，及/或照明一自描述動畫影像。舉例言之，運算裝置140可控制光源240以實質上照明一氣流區及/或通風口區。此項照明可結合驅動裝置定位特徵用以使得其更容易識別在裝滿驅動總成的機架內部之一驅動總成，因而減輕現場技術員試圖在一大堆相似的驅動裝置裡定位一個驅動裝置的工作負擔。運算裝置140可額外地控制光源240例如以產生一自描述動畫影像。此點可藉以預定的或可預先決定的順序開關多個光源240而予達成。於一個實例中，多個光源240可排列成圓形或環形組態。運算裝置140可開關光源240以產生自旋碟片或硬碟機活動的一動畫影像。此外，運算裝置140可以特定速率開關該燈而產生強度/亮度多變的外觀。例如當運算裝置140決定相聯結的HDD具有一懸而未決的指令時可作動一自旋碟片的動畫影像。運算裝置140進一步可控制光源240以例如照明一不去除指示。不去除指示可為彈出按鈕的一部分，且可透過模具內裝飾過程產生。更明確言之，於一實例中，運算裝置140可控制在一硬碟機載具彈出按鈕內部的一光源240，照明一小圖幟，告知觀看者彈出該裝置將導致邏輯驅動裝置的故障。因 此，使用者即刻可得知且有自信可安全地取出一驅動裝置。結果，可減少自相矛盾的邏輯驅動裝置故障。此外，可減少違反管理員意願或牴觸其它規則的驅動裝置之移出。
於其它實施例中，該等指令當執行者可使得運算裝置140接收來自內部感測器530或外部感測器540的度量。於若干實施例中，感測器可為觸摸感測器，運算裝置140可基於一感測器的度量而決定該感測器是否已經被觸摸。應答感測器是否已經被觸摸的決定，運算裝置140可進行一項處理，諸如從運算裝置輸出一信號指示感測器已經被觸摸，簽發一指令以產生一內設邏輯驅動，改變或撥鈕裝置的決定，及/或提供早期驅動去除指示給另一個裝置。於其它實施例中，感測器可為溫度感測器、振動感測器、觸摸感測器、氣流感測器、及/或濕度感測器。運算裝置140可接收來自感測器的度量且基於該等度量提供/儲存環境資料。環境資料可包含下列資訊諸如測得的溫度、測得的氣流量、測得的振動及/或測得的濕度。
於又更進一步實施例中，該等指令當執行者可使得運算裝置140決定、接收、儲存、及/或提供有關相聯結的驅動總成120的位置資訊。此項資訊例如可包含機架號碼及/或匣號碼。該等指令更進一步可使得運算裝置提供邊帶驅動裝置安裝資訊給一主機裝置。若一驅動裝置在安裝時未能銜接，則此種邊帶驅動裝置安裝資訊可輔助主機裝置決定該驅動裝置是否被安裝。
前述實施例呈示新穎且先前未知的底板分散式 管理解決方案，其提供進階適應性、服務性、及錯誤隔離功能。更明確言之，實施例分散式管理功能典型地係由設置於各個驅動總成上的一運算裝置進行，結果提供進階適應性、服務性、及錯誤隔離功能。此外，驅動總成上的運算裝置140進行在底板管理裝置的範疇以外的新穎的先前未知的功能。
如所述，若干實施例可利用多插通訊通道諸如I2C通訊匯流排以與位在驅動裝置載具內部的多個運算裝置140通訊。此種分散式配置可克服早先設計相聯結的缺點，原因在於若一個運算裝置140故障，將不影響鄰近驅動裝置的操作。此外，不似先前設計，運算裝置140可個別地服務而無需關閉底板110，原因在於其乃熱插拔驅動總成的一部分。又復，分散式模型許可支援不同驅動總成特徵的不同型別的運算裝置140並存在同一個通訊通道上。舉例言之，在驅動總成120上的一個運算裝置140可支援觸摸感測特徵，而在驅動總成120上的另一個鄰近運算裝置140可不支援此種特徵。同理，在驅動總成120上的一個運算裝置140可支援進階顯示器特徵，而在驅動總成120上的另一個鄰近運算裝置140可不支援此種特徵。於是，分散式模型許可已故障運算裝置140的至少具有更佳的錯誤隔離與服務性，且支援在同一個儲存裝置包圍體內部具有非同質的驅動總成特徵集合。
100‧‧‧分散式管理系統
110‧‧‧底板
120‧‧‧驅動總成
130‧‧‧通訊通道
140‧‧‧運算裝置

Claims (15)

  1. 一種分散式管理系統，其係包含：一底板；及透過一通訊通道而通訊式耦接至該底板之多個驅動總成，其中該等多個驅動總成各自包括一運算裝置，及其中該等運算裝置之各者係用來提供驅動裝置環境資料及控制一光源。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該等運算裝置之各者係定位在固定至該等多個驅動總成之各者的一驅動裝置載具的一基體上。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該等運算裝置之各者不包括相同特徵集。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中若該等多個驅動總成中之一者的運算裝置故障，則該等多個驅動總成中之另一者的運算裝置繼續操作。
  5. 如申請專利範圍第1項之系統，其中若該等多個驅動總成中之一者被移除，則底板及該等多個驅動總成中之另一者繼續操作。
  6. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該等運算裝置之各者係進一步用來提供驅動總成位置資訊。
  7. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該等運算裝置之各者係進一步用來提供機架存在資訊。
  8. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該環境資料係包含測得的溫度資訊、測得的氣流資訊、或測得的振動資訊。
  9. 一種分散式管理系統，其係包含：一底板；及透過一通訊通道而通訊式耦接至該底板的多個驅動總成，其中該等多個驅動總成各自包括一運算裝置，其中若該等多個驅動總成中之一者的運算裝置故障，則該等多個驅動總成中之另一者的運算裝置繼續操作，及其中若該等多個驅動總成中之一者被移除，則該底板及該等多個驅動總成中之另一者繼續操作。
  10. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該等運算裝置之各者並不包括相同特徵集。
  11. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該等運算裝置之各者係用來提供驅動裝置環境資料及控制一光源。
  12. 一種用於分散式管理系統的驅動裝置載具，該驅動裝置載具係包含：一基體；位在該基體上之一光源；及位在該基體上且通訊式耦接至該光源之一運算裝置，其中該運算裝置係用來提供驅動裝置環境資料及控制該光源。
  13. 如申請專利範圍第12項之驅動裝置載具，其中該環境資料係包含測得的溫度資訊、測得的氣流資訊、或測得的振動資訊。
  14. 如申請專利範圍第12項之驅動裝置載具，其中該運算裝置係進一步用來提供驅動總成位置資訊。
  15. 如申請專利範圍第12項之驅動裝置載具，其中該運算裝置係進一步用來提供機架存在資訊。
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