TWI582611B - 具揮發性之資料還原裝置、資料儲存裝置及其控制方法 - Google Patents

具揮發性之資料還原裝置、資料儲存裝置及其控制方法 Download PDF

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Description

具揮發性之資料還原裝置、資料儲存裝置及其控制方法
本發明是有關於一種資料還原裝置、資料儲存裝置及其控制方法，特別是有關於一種利用具有揮發性記憶體所製作之資料還原裝置、資料儲存裝置及其控制方法。
近來由於大數據(Big Data)的興起，人們逐漸開始重視大數據所帶來之效益，而由於大數據的資料量大小均極為龐大，故通常需要將其資料置入可快速處理資料之電腦主機或工作站之內。
在需要快速處理資料的條件之下，能夠支援快速存取的儲存裝置是極為重要的一個因素之一。固態硬碟(SSD,Solid-State Drive)是目前常見的資料儲存裝置，其包含多個非揮發性的NAND快閃記憶體，雖然其存取速度較一般硬碟快上數倍，然而當資料量極大時，在固態硬碟上所花費的存取時間可能仍無法滿足使用者之需求。
不同於非揮發性之記憶體，揮發性記憶體是指當電流關掉後，所儲存的資料便會消失的電腦記憶體，例如動態隨機存取記憶體(DRAM,Dynamic Random Access Memory)以及靜態隨機存取記憶體(SRAM,Static Random Access Memory)，其存取速度雖然比非揮發性之記憶體來的快，但由於其資料會因為電源的關閉而消失不見，因此目前仍無法將其作為一般的資料儲存裝置。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種具揮發性的資料還原裝置、資料儲存裝置及其控制方法，以解決以上的問題。
基於上述目的，本發明係提供一種具揮發性之資料儲存裝置，其包含一具揮發性之第一儲存單元、一具非揮發性之第二儲存單元以及一控制單元。此第一儲存單元可用以暫存至少一存取資料。第二儲存單元可具有複數個備份空間，每一備份空間之大小係大於等於第一儲存單元之大小。控制單元可電性連接第一儲存單元以及第二儲存單元，且此控制單元可根據一控制指令以存取至少一存取資料之其中之一，此外，控制單元可定時地將至少一存取資料寫入至複數個備份空間的其中之一。
較佳地，第一儲存單元可為一隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)。
較佳地，第二儲存單元可包含一快閃記憶體(Flash Memory)或是硬碟之磁片。
較佳地，控制單元於斷電前係自動將第一儲存單元之至少一存取資料備份至複數個備份空間的其中之一。
較佳地，本發明之具揮發性之資料儲存裝置更包含一計時單元以提供一計時資訊，控制單元可包含一韌體，此韌體可根據計時資訊將 至少一存取資料寫入至複數個備份空間的其中之一。
基於本發明之另一目的，本發明再提供一種具揮發性之資料還原裝置，其包含一具揮發性之第一儲存單元、.一具非揮發性之第二儲存單元以及一控制單元。此第一儲存單元可用以暫存至少一存取資料。第二儲存單元可具有複數個備份空間，每一備份空間可分別包含不同時間點之至少一存取資料之備份。控制單元可電性連接第一儲存單元以及第二儲存單元，此控制單元可根據一還原指令將複數個備份空間之其中之一之至少一存取資料還原至第一儲存單元上。
較佳地，第一儲存單元可為一隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)。
較佳地，第二儲存單元可包含一快閃記憶體(Flash Memory)或是硬碟之磁片。
較佳地，控制單元於通電後係自動將複數個備份空間的其中之一之至少一存取資料還原至第一儲存單元上。
較佳地，控制單元可包含韌體，還原指令包含指定還原時間，韌體可根據指定還原時間對應地選擇至少一存取資料之備份，並將至少一存取資料之備份還原至第一儲存單元。
較佳地，至少一存取資料之備份可為一映像檔(Image)。
基於本發明之另一目的，本發明再提供一種具揮發性之資料控制方法，其適用於一資料還原裝置，資料還原裝置包含一具揮發性之第一儲存單元、一具非揮發性之第二儲存單元以及一控制單元，第二儲存單元具有複數個備份空間，資料控制方法包含下列步驟。
將至少一存取資料暫存至第一儲存單元。
利用控制單元對至少一存取資料進行存取。
由控制單元根據一還原指令將複數個備份空間的其中之一之至少一存取資料還原至第一儲存單元上，或由控制單元定期備份至少一存取資料至複數個備份空間之其中之一。
較佳地，第一儲存單元可為一隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)。
較佳地，第二儲存單元可包含一快閃記憶體(Flash Memory)或是硬碟之磁片。
較佳地，本發明之具揮發性之資料控制方法更包含在斷電之前，由控制單元備份至少一存取資料至複數個備份空間之其中之一。
較佳地，本發明之具揮發性之資料控制方法更包含在通電之後，由控制單元自動將複數個備份空間的其中之一之至少一存取資料還原至第一儲存單元上。
承上所述，依本發明之具揮發性的資料還原裝置、資料儲存裝置及其控制方法，其可具有一或多個下述優點：
(1)使用者可以以揮發性記憶體作為資料存取之主要儲存裝置，而不用擔心此揮發性記憶體會因電源關閉而有資料遺失的問題。
(2)由於使用揮發性記憶體作為主要的儲存裝置，因此資料的存取速度可大幅提升。
(3)使用者可以依據其需求而選擇不同時間點之備份以進行資料還原，進而防止資料遭到誤刪或是資料產生毀損的情形發生。
100‧‧‧資料儲存裝置
200‧‧‧資料還原裝置
10、210‧‧‧第一儲存單元
11、11X、11Y、11Z‧‧‧存取資料
211、211X、211Y、211Z‧‧‧存取資料
20、220‧‧‧第二儲存單元
21、21a、21b、21c、21d‧‧‧備份空間
221、221a、221b、221c、221d‧‧‧備份空間
30、230‧‧‧控制單元
31、231‧‧‧韌體
40‧‧‧計時單元
41‧‧‧計時資訊
50、250‧‧‧電腦主機
51‧‧‧控制指令
251‧‧‧還原指令
S11~S13‧‧‧流程步驟
第1圖係為本發明之具揮發性之資料儲存裝置之方塊圖。
第2圖係為本發明之具揮發性之資料儲存裝置之示意圖。
第3圖係為本發明之具揮發性之資料還原裝置之方塊圖。
第4圖係為本發明之具揮發性之資料還原裝置之示意圖。
第5圖係為本發明之具揮發性之資料控制方法之流程圖。
為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係侷限本發明於實際實施上的專利範圍，合先敘明。
請參閱第1圖，其係為本發明之具揮發性之資料儲存裝置之方塊圖。圖中，一種具揮發性之資料儲存裝置100包含一具揮發性之第一儲存單元10、一具非揮發性之第二儲存單元20、以及一控制單元30。其中此第一儲存單元10可為一隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)，例如一動態隨機存取記憶體或一靜態隨機存取記憶體，第二儲存單元20可包含一快閃記憶體(Flash Memory)或是一硬碟之磁片，控制單元30可為一控制器或是一具有儲存及計算功能之處理器，且此控制單元30係電性連接至第一儲存單元10以及第二儲存單元20。
在本實施例中，具揮發性之第一儲存單元10可用以暫存至少一存取資料11。而具非揮發性之第二儲存單元20可具有複數個備份空間21，每一備份空間21之大小可相同或是相異，且其係大於等於第一儲 存單元10之大小，而此至少一存取資料11可以為一作業系統與其所包含之應用程式及檔案。
在本實施例中，具揮發性之資料儲存裝置100可電性連接至一電腦主機50，並由電腦主機50發送一控制指令51至控制單元30，而控制單元30之一韌體31則可根據此控制指令51以存取所有的存取資料11之其中之一，其中此處之存取係包含讀取以及寫入等I/O操作，且電腦主機50與此具揮發性之資料儲存裝置100之間的連結可以透過一SATA介面來達成。
值得一提的是，控制單元30係於斷電前自動將第一儲存單元10之所有存取資料11備份至複數個備份空間21的其中之一，且此控制單元30也可以定時地將所有存取資料11寫入至複數個備份空間21的其中之一。
進一步地說明，此具揮發性之資料儲存裝置100可包含一電性連接至控制單元30之計時單元40，而此計時單元40可提供一計時資訊41至韌體31，並由韌體31根據此計時資訊41將所有存取資料11寫入至複數個備份空間21的其中之一，其中此計時資訊41可以以時、日、週作為觸發其寫入動作之一基準。
在上述的實施例可得知，控制單元30僅會對第一儲存單元10內的資料進行I/O之操作，並於電源中斷前或是定時地將第一儲存單元10上的所有存取資料11備份至第二儲存單元20上的某一個備份空間21裡。換言之，具有高效存取效益之第一儲存單元10即成為使用者所使用之主要儲存裝置。
請參閱第2圖，其係為本發明之具揮發性之資料儲存裝置之示意圖。請同時參閱第1圖，在本實施例中，資料儲存裝置100係電性連 接至一電腦主機50(未顯示於圖中)，並由電腦主機50之電源供應器提供此資訊儲存裝置100所需之電力，此外，在本實施例中之資料儲存裝置100係以一固態硬碟來舉例實施，第一儲存單元10可為一動態隨機存取記憶體，第二儲存單元20可為一NAND快閃記憶體，控制單元30則為一控制器。
在第二儲存單元20上可包含四個備份空間21a、21b、21c以及21d，其中每一個備份空間之大小係大於等於第一儲存單元10之大小。舉例來說，若是第一儲存單元10之大小為10GB，且第二儲存單元20之大小為40GB，則第二儲存單元20最多可以包含四個備份空間以作為第一儲存單元10上存取資料11之一備份。
在電源被中斷之前，控制單元30可以將存取資料11寫入或搬移至備份空間21a，並以一循序的方式定期備份存取資料11至備份空間21b、21c以及21d上，例如每隔一週將存取資料11備份至備份空間21b、21c或是21d上，如此一來，第二儲存單元20上不僅可以同步於最新的存取資料11，亦存在不同時間點所儲存的存取資料11。
請參閱第3圖，其係為本發明之具揮發性之資料儲存裝置之方塊圖。圖中，一種具揮發性之資料還原裝置200，其包含一具揮發性之第一儲存單元210、一具非揮發性之第二儲存單元220以及一控制單元230，其中此第一儲存單元210、第二儲存單元220以及控制單元230之元件特性已於上述資料儲存裝置之實施例中描述，故在此不進行贅述。
在本實施例中，具揮發性之第一儲存單元210可用以暫存至少一存取資料211，具非揮發性之第二儲存單元220可具有複數個備份空間221，且每一備份空間221係分別包含不同時間點之所有存取資料211之備份。
值得一提的是，由於第一儲存單元210具有揮發性，故其在通電之後，第一儲存單元210上並不會存在任何資料，故此時控制單元230可自動地將複數個備份空間221的其中之一的所有存取資料211搬移至第一儲存單元210上，而在此實施例中，較佳的情況是將最近被更新之存取資料211還原至第一儲存單元210，且此存取資料211可為一作業系統與其所包含之應用程式及檔案。
此外，控制單元230也可根據來自電腦主機250之一還原指令251將其他備份空間221之其中之一的所有存取資料211還原至第一儲存單元210上。進一步地說明，在此還原指令251內可包含一指定還原時間，而控制單元230上之韌體231可根據此指定還原時間對應地選擇所備份之存取資料211，並將此存取資料211之備份還原至第一儲存單元210，其中此存取資料211之備份可為一映像檔(Image)。
請參閱第4圖，其係為本發明之具揮發性之資料儲存裝置之示意圖。在本實施例中，資料還原裝置200係電性連接至一電腦主機250(未顯示於圖中)，並由電腦主機250之電源供應器提供此資訊還原裝置200所需之電力。此外，在本實施例中之資料還原裝置200係以一固態硬碟來舉例實施，第一儲存單元210可為一動態隨機存取記憶體，第二儲存單元220可為一NAND快閃記憶體，控制單元230則為一控制器。
如圖所示，其中第二儲存單元220係包含四個備份空間221a、221b、221c以及221d，其中備份空間221a係儲存有使用者最新更新之一存取資料211，且此存取資料211可為一作業系統，而備份空間221b~221d則分別儲存在不同時間點之存取資料211之一備份，即存取資料211X、211Y及211Z。
當使用者開啟此電腦主機250之電源後，控制單元230內 之韌體231即自動地將備份空間221a裡的存取資料211搬移至具揮發性之第一儲存單元210內，此時使用者便可在高速的第一儲存單元210中操作此作業系統，並可以依不同之需求從備份空間221b~221d還原不同時間點之存取資料211X、211Y及211Z。
請參閱第5圖，其係為本發明之具揮發性之資料控制方法之流程圖。如圖所示，此具揮發性之資料控制方法係適用於一資料還原裝置，其中資料還原裝置係包含一具揮發性之第一儲存單元、一具非揮發性之第二儲存單元以及一控制單元，此第二儲存單元係具有複數個備份空間，資料控制方法可包含下列步驟。
步驟S11將至少一存取資料暫存至第一儲存單元。
步驟S12利用控制單元對至少一存取資料進行存取。
步驟S13係由控制單元根據一還原指令將複數個備份空間的其中之一之至少一存取資料還原至第一儲存單元上，或由控制單元定期備份至少一存取資料至複數個備份空間之其中之一。
在本實施例中，第一儲存單元可為一隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)，第二儲存單元可包含一快閃記憶體(Flash Memory)或是硬碟之磁片，而控制單元可為一控制器。
此外，本發明之具揮發性之資料控制方法更可包含在斷電之前，由控制單元自動將第一儲存單元之至少一存取資料備份至複數個備份空間的其中之一，其中此步驟之詳細內容已於上述實施例中說明，故在此不進行贅述。
此外，本發明之具揮發性之資料控制方法更可包含在通電之後，由控制單元自動將複數個備份空間的其中之一之至少一存取資料還原 至第一儲存單元上，其中此步驟之詳細內容已於上述實施例中說明，故在此不進行贅述。
由以上可以得知，本發明係利用揮發性記憶體作為主要的資料存取裝置，並以非揮發性記憶體作為揮發性記憶體之備份裝置，透過一資料控制方法以防止揮發性記憶體會因電源關閉而有資料遺失的問題，並且由於主要的儲存裝置為高速的揮發性記憶體，資料的存取速度更可大幅度地提升，而由於非揮發性記憶體係用於備份揮發性記憶體在不同時間點中的資料內容，故若是發生資料遭到誤刪或是資料產生毀損的情形時，使用者亦可以選擇適當的備份來進行還原。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
100‧‧‧資料儲存裝置
10‧‧‧第一儲存單元
11‧‧‧存取資料
20‧‧‧第二儲存單元
21‧‧‧備份空間
30‧‧‧控制單元
31‧‧‧韌體
40‧‧‧計時單元
41‧‧‧計時資訊
50‧‧‧電腦主機
51‧‧‧控制指令

Claims (12)

  1. 一種具揮發性之資料儲存裝置，其包含：一具揮發性之第一儲存單元，係用以暫存至少一存取資料；一具非揮發性之第二儲存單元，係具有複數個備份空間，每一該複數個備份空間之大小係大於等於該第一儲存單元之大小；以及一控制單元，係電性連接該第一儲存單元以及該第二儲存單元，該控制單元根據一控制指令以存取該至少一存取資料之其中之一，該控制單元並定時地將該至少一存取資料寫入至該複數個備份空間的其中之一；其中該控制單元於斷電前，係自動將該第一儲存單元之該至少一存取資料備份至該複數個備份空間的其中之一。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具揮發性之資料儲存裝置，其中該第一儲存單元係為一隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具揮發性之資料儲存裝置，其中該第二儲存單元係包含一快閃記憶體(Flash Memory)或是硬碟之磁片。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具揮發性之資料儲存裝置，更包含一計時單元以提供一計時資訊，該控制單元係包含一韌體，該韌體係根據該計時資訊將該至少一存取資料寫入至該複數個備份空間的其中之一。
  5. 一種具揮發性之資料還原裝置，係包含：一具揮發性之第一儲存單元，係用以暫存至少一存取資料；一具非揮發性之第二儲存單元，係具有複數個備份空間，每一該複數個備份空間係分別包含不同時間點之該至少一存取資料之備份；以及 一控制單元，係電性連接該第一儲存單元以及該第二儲存單元，該控制單元根據一還原指令將該複數個備份空間之其中之一之該至少一存取資料還原至該第一儲存單元上；其中該控制單元於通電後，係自動將該複數個備份空間的其中之一之該至少一存取資料還原至該第一儲存單元上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之具揮發性之資料還原裝置，其中該第一儲存單元係為一隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之具揮發性之資料還原裝置，其中該第二儲存單元係包含一快閃記憶體(Flash Memory)或是硬碟之磁片。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之具揮發性之資料還原裝置，其中該控制單元係包含一韌體，該還原指令包含一指定還原時間，該韌體係根據該指定還原時間對應地選擇該至少一存取資料之備份，並將該至少一存取資料之備份還原至該第一儲存單元。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之具揮發性之資料還原裝置，其中該至少一存取資料之備份係為一映像檔(Image)。
  10. 一種具揮發性之資料控制方法，係適用於一資料還原裝置，該資料還原裝置包含一具揮發性之第一儲存單元、一具非揮發性之第二儲存單元以及一控制單元，其中該第二儲存單元具有複數個備份空間，該資料控制方法包含：將至少一存取資料暫存至該第一儲存單元；利用該控制單元對該至少一存取資料進行存取；由該控制單元根據一還原指令將該複數個備份空間的其中之一之該至少一存取資料還原至該第一儲存單元上，或由該控制單元定期備份該至少一存取資料至該複數個備份空間之其中之一；以及 由該控制單元在斷電之前備份該至少一存取資料至該複數個備份空間之其中之一，或在通電之後，由該控制單元自動將該複數個備份空間的其中之一之該至少一存取資料還原至該第一儲存單元上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之具揮發性之資料控制方法，其中該第一儲存單元係為一隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之具揮發性之資料控制方法，其中該第二儲存單元係包含一快閃記憶體(Flash Memory)或是硬碟之磁片。
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