TWI497487B - 儲存裝置及其節能方法 - Google Patents

Description

儲存裝置及其節能方法

一種節能方法，特別有關於一種儲存裝置及其節能方法。

在伺服器的運作上，扣除冷卻(Cooling)所消耗的電能不計，就伺服器內所配置的主機板來說，最耗電的是中央處理器(Central Processing Unit,CPU)、其次是記憶體(Memory)、再來即為硬碟(Hard Disk)。

隨著雲端概念的推展與技術的發展，伺服器內之各單一主機板所對應到的硬碟數量也逐漸增加，從1個主機板對應8個硬碟甚至於達到1個主機板對應40個硬碟，以使得伺服器可提供較好且完善的服務。

對伺服器而言，並非所有的硬碟會一直進行資料存取的操作，而且當伺服器開始工作運作後，伺服器內的電源供應器亦會供電給所有的硬碟，使這些硬碟進入工作狀態(隨時收到存取指令時即可進行存取的狀態)，如此將會增加伺服器的耗電量。因此，伺服器的節能控制仍有改善的空間。

鑒於以上的問題，本揭露在於提供一種儲存裝置及其節能方法，藉以有效減少額外的耗電量，並達到節能的作用。

本揭露之一種儲存裝置，包括多個硬碟組、多個電壓調整單 元、資訊收集單元與控制單元。前述硬碟組用以分別進行資料存取，且對應產生存取訊息，其中硬碟組各自包括至少二硬碟。前述電壓調整單元耦接硬碟組，用以提供多個工作電壓給硬碟組，且依據多個控制訊號，而決定是否提供工作電壓。資訊收集單元耦接硬碟組，用以接收硬碟組的存取訊息，且資訊收集單元依據讀取指令，以輸出存取訊息。控制單元耦接資訊收集單元與電壓調整單元，用以產生讀取指令，以接收存取訊息，並依據演算法以及存取訊息，以獲得硬碟組的使用狀態，且依據硬碟組的使用狀態，產生對應的控制訊號。

在一實施例中，前述控制單元透過內部積體電路匯流排與序列周邊介面匯流排其中之一與資訊收集單元及電壓調整單元耦接。

在一實施例中，前述硬碟組為一磁碟陣列。

在一實施例中，前述控制單元為一基板管理控制器。

在一實施例中，前述資訊收集單元與該些電壓調整單元整合於一硬碟擴充卡。

本揭露提供一種儲存裝置的節能方法，包括下列步驟。透過資訊收集單元，收集多個硬碟組所產生的多個存取訊息，其中硬碟組包括至少二硬碟。透過控制單元，產生讀取指令。依據讀取指令，資訊收集單元輸出存取訊息至控制單元。依據演算法與存取訊息，控制單元獲得硬碟組的使用狀態。依據硬碟的使用狀態， 對應產生多個控制訊號給多個電壓調整單元，以控制電壓調整單元是否提供工作電壓給硬碟組。

在一實施例中，前述控制單元透過一內部積體電路匯流排與一序列周邊介面匯流排其中之一與資訊收集單元及電壓調整單元耦接。

在一實施例中，前述硬碟組為一磁碟陣列。

在一實施例中，前述控制單元為一基板管理控制器。

本揭露之一種儲存裝置及其節能方法，藉由資訊收集單元接收所有硬碟組所產生的存取訊息，控制單元從資訊收集單元接收前述的存取訊息，並依據一演算法及前述的存取訊息，以獲得所有硬碟組的使用狀態，再產生對應的控制訊號給電壓調整單元，以控制部分的電壓調整單元停止供電，使得閒置較久或較少使用的硬碟組停止運作。如此一來，可有效減少額外的耗電量，以達到節能的作用。

有關本揭露的特徵與實作，茲配合圖式作實施例詳細說明如下。

請參考「第1圖」所示，其為本揭露之儲存裝置的示意圖。本實施例之儲存裝置100適於一伺服器。儲存裝置100包括多個硬碟組110_1~110_N、多個電壓調整單元120_1~120_N、資訊收集單元130與控制單元140。

硬碟組110_1~110_N用以分別進行資料存取，並對應產生存取訊息。舉例來說，使用者將資料存放至儲存裝置100，例如存放至硬碟組110_1，則硬碟組110_1會進行資料存取，並對應產生存取訊息，以表示硬碟組110_1有進行資料存取的操作。其餘硬碟組110_2~110_N則類推。其中，硬碟組110_1~110_N例如為磁碟陣列(Redundant Array of Independent Disks，以下簡稱RAID)，且硬碟組110_1~110_N各自包括至少二硬碟。

舉例來說，假設硬碟組110_1~110_N為RAID 0或RAID 1，則硬碟組110_1~110_N各自包括2個硬碟，且此2個硬碟並聯連接，如「第2A圖」所示。假設硬碟組110_1~110_N例如為RAID 3、RAID 4或RAID 5，則硬碟組110_1~110_N各自包括4個硬碟，此4個硬碟並聯連接，如「第2B圖」所示。

假設硬碟組110_1~110_N為RAID 0加上RAID 1，則硬碟組110_1~110_N各自包括2個RAID 1型態的硬碟組210、220，此硬碟組210、220並聯連接，且硬碟組210、220各自包括2個RAID 0型態的硬碟，此2個RAID 0型態的硬碟並聯連接，如「第2C圖」所示。

假設硬碟組110_1~110_N為RAID 1加上RAID 0，則硬碟組110_1~110_N各自包括2個RAID 0型態的硬碟組230、240，此硬碟組230、240並聯連接，且硬碟組230、240各自包括2個RAID 1型態的硬碟，此2個RAID 1型態的硬碟並聯連接，如「第2D 圖」所示。

電壓調整單元120_1~120_N耦接硬碟組110_1~110_N，用以提供多個工作電壓VW_1~VW_N給硬碟組110_1~110_N，使這些硬碟組110_1~110_N可正常運作，並進行資料存取的操作。並且，電壓調整單元120_1~120_N依據多個控制訊號CS_1~CS_N，而決定是否提供工作電壓VW_1~VW_N。

舉例來說，當控制訊號CS_1~CS_N為高邏輯準位時，電壓調整單元120_1~120_N會提供工作電壓VW_1~VW_N，使硬碟組110_1~110_N可正常運作。當控制訊號CS_1~CS_N為低邏輯準位時，電壓調整單元120_1~120_N不會提供工作電壓VW_1~VW_N，使硬碟組110_1~110_N不運作，以達到節能的作用。

資訊收集單元130耦接硬碟組110_1~110_N，用以接收硬碟組的存取訊息。也就是說，硬碟組110_1~110_N所產生的存取訊息會傳送到資訊收集單元130，則資訊收集單元130例如將前述的存取訊息儲存至其所配置的一記憶體中，且進一步記錄存取訊息的產生次數，以表示硬碟組110_1~110_N的使用狀態。

另外，資訊收集單元130會依據讀取指令，以輸出存取訊息。也就是說，當資訊收集單元130接收到讀取指令時，才會輸出所收集的存取訊息。當資訊收集單元130未接收到讀取指令時，不會輸出所收集的存取訊息，而仍持續收集硬碟組110_1~110_N所 產生的存取訊息。

控制單元140耦接資訊收集單元130與電壓調整單元120_1~120_N，用以產生讀取指令，以接收存取訊息。舉例來說，控制單元140會定時產生讀取指令給資訊收集單元130，使資訊收集單元130將其記憶體所儲存的讀取指令傳送給控制單元140，以進行後續的處理。

接著，控制單元140依據一演算法以及存取訊息，以獲得硬碟組110_1~110_N的使用狀態。也就是說，控制單元140會依據其所配置的演算法，將所接收到的存取訊息進行計算，例如計算出各硬碟組110_1~110_N所對應產生之存取訊息的次數，以對應硬碟組110_1~110_N的使用狀態。

舉例來說，假設控制單元140計算出硬碟組110_1~110_3在預設的單位時間內對應的存取訊息的次數較多，表示硬碟組110_1~110_3的使用狀態為較常使用。假設控制單元140計算出硬碟組110_4~110_N在預設的單位時間內對應的存取訊息的次數較少，表示硬碟組110_4~110_N的使用狀態為閒置(Idle)較久或較少使用。其中，前述之預設的單位時間可由使用者是需求自行調整，以利控制單元140可有效判斷出硬碟組110_1~110_3的使用狀態。

接著，控制單元140依據硬碟組110_1~110_3的使用狀態，產生對應的控制訊號CS_1~CS_N。舉例來說，當控制單元140計 算出硬碟組110_1~110_3的使用狀態為較常使用時，控制單元140會例如產生高邏輯準位的控制訊號CS_1~CS_3，以控制電壓調整單元120_1~120_3提供工作電壓VW_1~VW_3給硬碟組110_1~110_3，使得硬碟組110_1~110_3保持工作狀態。

當控制單元140計算出硬碟組110_4~110_N的使用狀態為閒置較久或較少使用時，控制單元140會例如產生低邏輯準位的控制訊號CS_4~CS_N，以控制電壓調整單元120_4~120_N不提供工作電壓VW_4~VW_N給硬碟組110_4~110_N，使得硬碟組110_1~110_3停止工作。如此一來，可有效減少儲存裝置100的耗電量，以達到節能的作用。

在本實施例中，前述演算法例如為最近最少使用(Least Recently Used,LRU)演算法。並且，前述控制單元140例如為基板管理控制器(Baseboard Management Controller,BMC)。其中，前述控制單元140例如透過內部整合電路(Inter Integrated,IIC)匯流排與序列周邊介面(Serial Peripheral Interface,SPI)匯流排其中之一與資訊收集單元130及電壓調整單元120_1~120_N耦接。進一步來說，資訊收集單元130與電壓調整單元120_1~120_N可整合於一硬碟擴充卡(HDD Expander)。

在前述實施例中，控制單元140與硬碟組110_1~110_N、電壓調整單元120_1~120_N及資訊收集單元130皆配置在同一伺服器中。在另一實施例中，前述控制單元140也可配置於另外一個 伺服器中，而儲存裝置100的相關操控(例如是否供給電壓)均受另外一個伺服器的控制，而儲存裝置100之相關操控的說明可參考前述之實施例的說明，故在此不再贅述。

藉由前述實施例的說明，可以歸納出一種儲存裝置的節能方法。請參考「第3圖」所示，其為本揭露之儲存裝置的節能方法流程圖。在步驟S302中，透過資訊收集單元，收集多個硬碟組所產生的多個存取訊息，其中硬碟組包括至少二硬碟。在步驟S304中，透過控制單元，產生讀取指令。

在步驟S306中，依據讀取指令，資訊收集單元輸出存取訊息至控制單元。在步驟S308中，依據演算法與存取訊息，控制單元獲得硬碟組的使用狀態。在步驟S310中，依據硬碟的使用狀態，對應產生多個控制訊號給多個電壓調整單元，以控制電壓調整單元是否提供工作電壓給硬碟組。

在本實施例中，前述讀取指令、存取訊息以及控制訊號透過內部積體電路匯流排與序列周邊介面匯流排其中之一傳送。前述硬碟組各自例如為磁碟陣列。前述控制單元例如為基板管理控制器。

本揭露之實施例的儲存裝置及其節能方法，其藉由資訊收集單元接收所有硬碟組所產生的存取訊息，控制單元從資訊收集單元接收前述的存取訊息，並依據一演算法及前述的存取訊息，以獲得所有硬碟組的使用狀態，再產生對應的控制訊號給電壓調整 單元，以控制部分的電壓調整單元停止供電，使得閒置較久或較少使用的硬碟組停止運作。如此一來，可有效減少額外的耗電量，以達到節能的作用。

雖然本揭露以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習相像技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本揭露之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧儲存裝置

110_1~110_N、210、220、230、240‧‧‧硬碟組

120_1~120_N‧‧‧電壓調整單元

130‧‧‧資訊收集單元

140‧‧‧控制單元

CS_1~CS_N‧‧‧控制訊號

VW_1~VW_N‧‧‧工作電壓

第1圖為本揭露之儲存裝置的示意圖。

第2A圖~第2D圖分別為本揭露之硬碟組的配置示意圖。

第3圖為本揭露之儲存裝置的節能方法流程圖。

100‧‧‧儲存裝置

110_1~110_N‧‧‧硬碟組

120_1~120_N‧‧‧電壓調整單元

130‧‧‧資訊收集單元

140‧‧‧控制單元

CS_1~CS_N‧‧‧控制訊號

VW_1~VW_N‧‧‧工作電壓

Claims (7)

1. 一種儲存裝置，包括：多個硬碟組，用以分別進行一資料存取，且對應產生一存取訊息，其中該硬碟組各自包括至少二硬碟；多個電壓調整單元，耦接該些硬碟組，用以提供多個工作電壓給該些硬碟組，且依據多個控制訊號，而決定是否提供該些工作電壓；一資訊收集單元，耦接該些硬碟組，用以接收該些硬碟組的該些存取訊息，且該資訊收集單元依據一讀取指令，以輸出該些存取訊息；以及一控制單元，耦接該資訊收集單元與該些電壓調整單元，用以產生該讀取指令，以接收該些存取訊息，並依據一演算法以及該些存取訊息，以獲得該些硬碟組的使用狀態，且依據該些硬碟組的使用狀態，產生對應的該些控制訊號，該控制單元透過一內部積體電路匯流排與一序列周邊介面匯流排其中之一與該資訊收集單元及該些電壓調整單元耦接。
2. 如請求項1所述之儲存裝置，其中該些硬碟組為一磁碟陣列。
3. 如請求項1所述之儲存裝置，其中該控制單元為一基板管理控制器。
4. 如請求項1所述之儲存裝置，其中該資訊收集單元與該些電壓調整單元整合於一硬碟擴充卡。
5. 一種儲存裝置的節能方法，包括：透過一資訊收集單元，收集多個硬碟組所產生的多個存取訊息，其中該些硬碟組各自包括至少二硬碟；透過一控制單元，產生一讀取指令；依據該讀取指令，該資訊收集單元輸出該些存取訊息至該控制單元；依據一演算法與該些存取訊息，該控制單元獲得該些硬碟組的使用狀態；以及依據該些硬碟組的使用狀態，該控制單元對應產生多個控制訊號給多個電壓調整單元，以控制該些電壓調整單元是否提供工作電壓給該些硬碟組，該讀取指令、該些存取訊息以及該些控制訊號透過一內部積體電路匯流排與一序列周邊介面匯流排其中之一傳送。
6. 如請求項5所述之儲存裝置的節能方法，其中該些硬碟組為一磁碟陣列。
7. 如請求項5所述之儲存裝置的節能方法，其中該控制單元為一基板管理控制器。