TWM577532U - 資料儲存模組及其系統主機 - Google Patents

Abstract

本創作係一種資料儲存模組，包括：一適配器，包括一混合式連接埠以及耦接該混合式連接埠的至少二個傳輸埠，該混合式連接埠為相容SATA、SAS、NVMe三種傳輸協定之混合型U.2傳輸介面；以及至少二個資料儲存單元，各該資料儲存單元分別具有不同的傳輸協定並依據所定義的傳輸協定耦接所相容的其中一該傳輸埠；其中，系統主機能同步透過該混合式連接埠以及各該傳輸埠跟所對應耦接的每一該資料儲存單元溝通並進行資料儲存或讀取。

Description

資料儲存模組及其系統主機

本創作係有關一種資料儲存模組，尤指一種具有混合式連接埠之適配器資料儲存模組。

隨著儲存媒介的推陳出新，當前發展最熱絡的莫過於使用快閃記憶體來儲存資料的非揮發性儲存裝置，例如固態儲存裝置(solid state drive,SSD)等，且其因為不包含如傳統硬碟擁有運轉時高速移動的零組件，不僅耗用的電量較低，且對於環境變異的耐受力更勝於傳統硬碟，優點諸如具有較高的抗衝擊性、較低的存取時間、以及更多可配置改變的形狀因素。此外，固態儲存裝置或快閃記憶體允許較小較薄的外觀型態。實際使用上如果使用者需要較大的存取速度及效能，則最好的方式就是選擇NVMe傳輸協定的儲存裝置，如此，將需要付出較高的成本，也侷限了系統主機儲存設備的擴充使用彈性。

為此，如何設計出一種資料儲存模組，來解決前述的技術問題，乃為本案創作人所研究的重要課題。

本創作之目的在於提供一種資料儲存模組，通過適當的配置，讓系統主機可以存取兩種不同傳輸協定的資料儲存單元，讓系統主機不再局限於僅能使用單一種類資料儲存單元。

為了達到前述目的，本創作所提出的一種資料儲存模組包括：一適配器，包括一混合式連接埠以及耦接該混合式連接埠的至少二個傳輸埠，該混合式連接埠為相容SATA、SAS、NVMe三種傳輸協定之混合型U.2傳輸介面；以及至少二個資料儲存單元，各該資料儲存單元分別具有不同的傳輸協定並依據所定義的傳輸協定耦接所相容的其中一該傳輸埠；其中，一系統主機能同步透過該混合式連接埠以及各該傳輸埠跟所對應耦接的每一該資料儲存單元溝通並進行資料儲存或讀取。

本創作之另一目的在於提供一種系統主機，使該系統主機具有在背板的連接器數量不變之下，提高能耦接具有不同傳輸協定的資料儲存單元的數量，達到更佳的儲存資料擴充性。

為了達到前述目的，本創作提出一種系統主機，包括：一運算單元；一背板，電性連接該運算單元，該背板具有複數連接器，每一該連接器為相容SATA、SAS、NVMe三種傳輸協定之混合型U.2傳輸介面；至少一資料儲存模組，該資料儲存模組包括：一適配器，包括耦接其中之一該連接器的一混合式連接埠以及耦接該混合式連接埠的至少二個傳輸埠，該混合式連接埠為相容SATA、SAS、NVMe三種傳輸協定之混合型U.2傳輸介面；以及至少二個資料儲存單元，各該資料儲存單元分別具有不同的傳輸協定並依據所定義的傳輸協定耦接所相容的其中一該傳輸埠；其中，該運算單元能同步透過該混合式連接埠以及各該傳輸埠跟所對 應耦接的該資料儲存模組中的每一該資料儲存單元溝通並進行資料儲存或讀取。

在使用本創作所述資料儲存模組時，系統主機能透過適配器跟資料儲存模組中的兩種資料儲存單元同步溝通。為此，能夠讓系統主機具有擴充功能，依據使用需求，可以滿足儲存容量以及存取速度的需求；也能解決當系統主機如果須同步測試兩種不同傳輸協定的資料儲存單元時所耗費許多人力與時間，甚至還有其他不同步的環境因素等問題，達到改善相關業者成本控管困難之目的。

1‧‧‧系統主機

10‧‧‧運算單元

11‧‧‧外部系統主機

20‧‧‧背板

21‧‧‧連接器

30‧‧‧適配器

32、33‧‧‧傳輸埠

34‧‧‧混合式連接埠

200‧‧‧資料

300‧‧‧讀取指令

41、42‧‧‧資料儲存單元

410、420‧‧‧控制器

411、421‧‧‧連接端

412、422‧‧‧非揮發性記憶體

413、423‧‧‧緩存單元

50‧‧‧資料儲存模組

500‧‧‧托盤

501‧‧‧基板

502‧‧‧上蓋

圖1為本創作資料儲存模組之系統架構示意圖；圖2為本創作資料儲存模組之儲存動作示意圖；圖3為本創作資料儲存模組之讀取動作示意圖；圖4為本創作資料儲存模組之結構示意圖；以及圖5為本創作系統主機之架構示意圖。

請參閱圖1、2、5所示，其中，圖1為本創作資料儲存模組之系統架構示意圖；圖2為本創作資料儲存模組之儲存動作示意圖；圖5為本創作系統主機之架構示意圖。

在本創作的資料儲存模組50之一實施例中，包括：一適配器30以及二個資料儲存單元41、42。然而本創作所述之資料儲存單元的個數不在此限。

其中，適配器30，包括一混合式連接埠34以及耦接混合式連接埠34的至少二個傳輸埠32、33，且各傳輸埠32、33可分別為不同或相同的傳輸介面；特別指出，本實施方式中所稱的傳輸介面係指連接器規格傳輸介面或稱傳輸標準之意思，各傳輸埠32、33分別為不同的傳輸介面是指各傳輸埠32、33為不同的傳輸介面標準，例如傳輸埠32為SAS傳輸介面，而傳輸埠33為PCIe；另一方面傳輸埠32、33亦可皆為M.2傳輸介面，在此不予特別限制。

每一個傳輸埠32、33可依據使用需求選擇相容於SATA、PCIe、mSATA、mPCIe、M.2、M.3、U.2、NF1、NGSFF或EDSFF等不同的傳輸介面。混合式連接埠34具有相容至少兩種以上傳輸介面，較佳的實施方式中，混合式連接埠34為相容SATA、SAS、NVMe三種傳輸協定之混合型U.2傳輸介面。各該資料儲存單元41、42分別具有不同的傳輸協定並依據所定義的傳輸協定耦接所相容的傳輸介面的其中一該傳輸埠32、33。

其中，當系統主機1內的運算單元10能同步透過該混合式連接埠34以及各該傳輸埠32、33跟所對應耦接的每一該資料儲存模組50中的每一該資料儲存單元41、42溝通並進行資料儲存或讀取。

特別說明，本實施例中所稱的溝通是指運算單元10(computing unit)即CPU與資料儲存單元41、42的控制器410、420進行電性連接通訊，於其他實施方式中也可透過區域網路或乙太網路連接方式， 自外部其他位置的外部系統主機11發送執行命令經由本機位置的運算單元10進行與資料儲存單元41、42的溝通。

進一步而言，當系統主機1為具有背板20的伺服器時，混合式連接埠34是耦接到背板20的其中一連接器21，並通過連接器21而耦接運算單元10。在此，所述背板20可以為單面式背板(Backplane)或雙面式背板(Midplane)，所述背板20相容一般通用的高速背板架構標準，例如CPCI、ATCA、MicroTCA、VPX等。

除此之外，於其他實施方式中，可將背板20替換為其他具有同樣傳輸功能連接器21的主機板(Mother board)或電子線路基板而運算單元10可選擇性地設置在主機板或電子線路基板上；在本創作的所述實施例中，背板20可提供混合式連接埠34進行熱插拔的功能而連接器21可以是具備有U.2傳輸介面的連接器。

進一步而言，各資料儲存單元41、42分別包括一連接端411、421、一控制器410、420以及耦接控制器410、420的一非揮發記憶體412、422與一緩存單元413、423。其中，連接端411、421可相容於SATA、PCIe、mSATA、mPCIe、M.2、M.3、U.2、NF1、NGSFF或EDSFF之至少一種傳輸介面。各控制器410、420相容NVMe、SAS、SATA傳輸標準的其中至少一種。所述非揮發性記憶體412、422可以為NAND Flash，緩存單元413、423為揮發性記憶體，換言之當失去工作電源時緩存單元413、423則會消除原本存放的資料。

請參閱圖2所示，為本創作資料儲存模組之儲存動作示意圖。

當運算單元10要將資料200儲存於資料儲存單元41、42時，運算單元10將資料200經由背板20、適配器30傳遞給控制器410、420，控制器410、420先將資料200暫存於緩存單元413、423中，然後在依據控制器410、420內韌體程序將資料200逐步寫入非揮發記憶體412、422中，如此當系統主機1關機時，資料200也不會因此喪失。

進一步地，在不同的實施例中，也可以透過外部系統主機11與運算單元10溝通後，轉由運算單元10進行前述的資料200的儲存作業。

額外說明，具有運算單元10的系統主機1與外部系統主機11可以是伺服器(Server)、電腦(PC)或筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機、個人數位助理等各類具有運算單元10的電子裝置，於本實施例中，背板20系設置於系統主機11內部，適配器30以及與所耦接的資料儲存單元41、42亦同樣安裝於系統主機內部。

請參閱圖3所示，為本創作資料儲存模組之讀取動作示意圖。當運算單元10要將資料200自資料儲存單元41、42中進行讀取時，運算單元10透過背板20、適配器30與控制器410、420進行溝通，控制器410、420則將資料200自非揮發記憶體412、422中讀取並暫放至緩存單元413、423中，然後將資料200傳輸並供運算單元10進行讀取作業。

其中，如果使用者需要同步對兩種不同傳輸介面的資料儲存單元41、42進行儲存或讀取測試時，可以利用運算單元10同步對資料儲存單元41、42進行溝通執行儲存或讀取作業，更明確地說，是運算單元10同步對控制器410、420溝通執行儲存或讀取作業，如此，可以節省測試時間。

請參閱圖4所示，為本創作資料儲存模組之結構示意圖。在本創作之資料儲存模組50的所述實施例中，更包括一基板501、一托盤500與上蓋502。

基板501的其中一面上配置有適配器30以及至少二個資料儲存單元41、42，混合式連接埠34配置於適配器30的一側，且朝向基板501之外。至少二傳輸埠32、33配置於適配器30的另一側，且朝向基板501之內以耦接至少二個資料儲存單元41、42。其中，至少二個傳輸埠32、33採橫向並排設置使資料儲存單元41、42橫向並排設置。

托盤500與上蓋502將基板501夾設於其中，且罩設於適配器30以及至少二個傳輸埠32、33之外，使基板501貼覆於托盤500上。其中，托盤500與上蓋502符合2.5吋硬碟規格；資料儲存單元41、42可為固態儲存裝置(SSD)。

請參閱圖1以及圖5所示，系統主機1包含有運算單元10、背板20以及複數資料儲存模組50，其中背板20具有複數連接器21，每一資料儲存模組50包含有適配器30以及耦接適配器30的資料儲存單元41、42，其中每一個適配器30包括耦接其中之一該連接器21的一混合式連接埠34以及耦接該混合式連接埠34的至少二個傳輸埠32、33，使運算單元10能同步透過適配器30的該混合式連接埠34以及各該傳輸埠32、33跟所對應耦接的該資料儲存模組50中的每一該資料儲存單元41、42溝通並進行資料儲存或讀取，藉此能使系統主機1在背板20具有連接器21數量不變下達到雙倍儲存設備的擴充效果；當然，也可以僅選用至少一個資料 儲存模組50進行耦接背板20，這個可依據使用者需求調整資料儲存模組50的數量。

進一步說明，如果使用者有效能跟儲存空間上的需求，則可以將資料儲存單元41、42的一者選擇相容SAS或SATA的傳輸協定的固態硬碟(SSD)或一般碟盤式硬碟(Hard disk drive)；資料儲存單元41、42的另一者選擇相容NVMe傳輸協定的固態硬碟，如此，則可系統主機1具有較佳的存取速度並兼顧較合適的製造成本。

以上僅為本創作較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本創作之特徵並不侷限於此，並非用以限制本創作，本創作之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本創作申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本創作之範疇中。

Claims (10)

1. 一種資料儲存模組，包括：一適配器，包括一混合式連接埠以及耦接該混合式連接埠的至少二個傳輸埠，該混合式連接埠為相容SATA、SAS、NVMe三種傳輸協定之混合型U.2傳輸介面；以及至少二個資料儲存單元，各該資料儲存單元分別具有不同的傳輸協定並依據所定義的傳輸協定耦接所相容的其中一該傳輸埠；其中，一系統主機能同步透過該混合式連接埠以及各該傳輸埠跟所對應耦接的每一該資料儲存單元溝通並進行資料儲存或讀取。
2. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存模組，該適配器包括有一基板，該基板的其中一面上配置有該混合式連接埠以及該至少二個傳輸埠，該混合式連接埠配置於該適配器的一側，且朝向該基板之外，該至少二傳輸埠背對配置於該混合式連接埠的一側，且朝向該基板之內以耦接該至少二個資料儲存單元。
3. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存模組，其中，該至少二個傳輸埠採橫向並排設置。
4. 如申請專利範圍第2項所述之資料儲存模組，更包括一托盤與上蓋，該托盤與該上蓋將該基板夾設，且罩設於該適配器以及該至少二個資料儲存單元之外，使基板貼覆於托盤上，其中，該托盤與該上蓋符合2.5吋硬碟規格。
5. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存模組，其中，各該資料儲存單元分別包括一控制器以及耦接該控制器的一非揮發記憶體與一緩存單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存模組，其中，各該傳輸埠可相容於SAS、SATA、PCIe、mSATA、mPCIe、M.2、M.3、U.2、NF1、NGSFF或EDSFF其中一種傳輸介面。
7. 如申請專利範圍5項所述之資料儲存模組，其中，各該控制器相容SAS、SATA或NVMe傳輸協定的其中至少一種。
8. 一種系統主機，包括：一運算單元；一背板，電性連接該運算單元，該背板具有複數連接器，每一該連接器為相容SATA、SAS、NVMe三種傳輸協定之混合型U.2傳輸介面；至少一資料儲存模組，該資料儲存模組包括：一適配器，包括耦接其中之一該連接器的一混合式連接埠以及耦接該混合式連接埠的至少二個傳輸埠，該混合式連接埠為相容SATA、SAS、NVMe三種傳輸協定之混合型U.2傳輸介面；以及至少二個資料儲存單元，各該資料儲存單元分別具有不同的傳輸協定並依據所定義的傳輸協定耦接所相容的其中一該傳輸埠；其中，該運算單元能同步透過該混合式連接埠以及各該傳輸埠跟所對應耦接的該資料儲存模組中的每一該資料儲存單元溝通並進行資料儲存或讀取。
9. 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存模組，其中，各該資料儲存單元分別包括一控制器以及耦接該控制器的一非揮發記憶體與一緩存單元。
10. 如申請專利範圍第9項所述之資料儲存模組，其中，各該傳輸埠為SAS、SATA、PCIe、mSATA、mPCIe、M.2、M.3、U.2、NF1、NGSFF或EDSFF其中一種傳輸介面，各該控制器為SAS、SATA或NVMe傳輸協定的其中至少一種。