[發(fā)明專利]一種外置高端存儲(chǔ)卡

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710596838.5
• 申請(qǐng)日: 2017-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN107577419A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊明濤;毛曉彤;張磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州云海信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/06
• 分類號(hào): G06F3/06
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司37205
• 代理人: 張亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于服務(wù)器存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種外置高端存儲(chǔ)卡。

背景技術(shù)

隨著云計(jì)算技術(shù)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)服務(wù)器的功能要求越來越綜合。既要求其搭配的傳統(tǒng)SAS、SATA機(jī)械磁盤實(shí)現(xiàn)容量增加，也要求使用SSD特別是NVME SSD來實(shí)現(xiàn)高性能低延遲的應(yīng)用。因此，混合部署SAS/SATA/NVME磁盤的服務(wù)器系統(tǒng)，市場(chǎng)需求越來越廣泛。

實(shí)現(xiàn)服務(wù)器SAS/SATA/NVME磁盤混合部署的傳統(tǒng)方案，通常必須使用兩種板卡，一種是支持SAS/SATA盤的存儲(chǔ)卡，另一種是支持NVME盤的PCIE Redriver/Retimer卡或PCIE Switch卡。

這種方案需要占用主板PCIE插槽多(至少2個(gè))，占用服務(wù)器空間大，實(shí)現(xiàn)成本高，而且功能上不支持NVME盤的Raid（Redundant Array of Independent Disks，即獨(dú)立磁盤冗余陣列）功能，無法實(shí)現(xiàn)NVME盤的數(shù)據(jù)冗余保護(hù)，存在較多弊端。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為解決傳統(tǒng)方案的弊端，本發(fā)明提供一種新型板卡即一種外置高端存儲(chǔ)卡使只占用一個(gè)PCIE槽即可實(shí)現(xiàn)SAS/SATA/NVME磁盤混合部署，且實(shí)現(xiàn)NVME盤的Raid功能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種外置高端存儲(chǔ)卡，包括存儲(chǔ)板卡本體，存儲(chǔ)板卡上設(shè)有Raid控制器和外置式連接器接口，外置式連接器接口連接外置式連接器，所述Raid控制器連接有DDR4緩存陣列、PCIE主機(jī)接口、外置式連接器、Firmware保存單元、數(shù)據(jù)保護(hù)單元、時(shí)鐘單元和供電單元；

所述數(shù)據(jù)保護(hù)單元與供電單元連接；外置式連接器與磁盤柜內(nèi)的磁盤連接。

優(yōu)選地，DDR4緩存陣列和Raid控制器通過DDR4高速數(shù)據(jù)總線連接；所述DDR4緩存陣列為主頻2133MHz、總?cè)萘坑?GB-16GB任意規(guī)格的多個(gè)DDR4緩存顆粒，并且DDR4緩存陣列帶有ECC校驗(yàn)顆粒， DDR4緩存陣列為具有64bit數(shù)據(jù)總線，8bitECC總線的內(nèi)存陣列，用于將讀寫磁盤時(shí)的數(shù)據(jù)緩存到存儲(chǔ)板卡上以提高讀寫效率，以及用于Raid算法數(shù)據(jù)的計(jì)算處理。

優(yōu)選地，所述Firmware保存單元包括FLASH電路模塊，所述FLASH電路模塊通過QSPI總線接口與Raid控制器連接。用于保存存儲(chǔ)卡工作所需要的Firmware固件程序、記錄工作日志等。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)保護(hù)單元和Raid控制器通過FLASH接口相連；所述數(shù)據(jù)保護(hù)單元的核心為NAND FLASH電路模塊；

所述NAND FLASH電路模塊設(shè)有超級(jí)電容接口；所述NAND FLASH電路模塊通過超級(jí)電容接口連接有超級(jí)電容。當(dāng)服務(wù)器系統(tǒng)意外掉電發(fā)生時(shí)，Raid控制器將DDR4緩存陣列中的數(shù)據(jù)寫入NAND FLASH存儲(chǔ)器中，待系統(tǒng)供電恢復(fù)后，再將此數(shù)據(jù)回傳到DDR4緩存陣列中，進(jìn)行正常磁盤數(shù)據(jù)讀寫。

優(yōu)選地，所述Raid控制器為型號(hào)為SAS3508的ROC芯片。

優(yōu)選地，所述時(shí)鐘單元通過石英晶體或時(shí)鐘振蕩芯片產(chǎn)生存儲(chǔ)板卡所需的100MHz差分時(shí)鐘源。

優(yōu)選地，PCIE主機(jī)接口為PCIE金手指接口；所述PCIE金手指接口傳輸速率是8Gbps，帶寬x8；用于實(shí)現(xiàn)服務(wù)器主板與存儲(chǔ)板卡的通信連接，傳輸速度快且穩(wěn)定。

優(yōu)選地，所述供電單元，由多個(gè)電源芯片電路組成，將PCIE金手指接口傳輸過來的12V和3.3V通過電源芯片電壓轉(zhuǎn)換為2.5V、1.8V和1.2V輸出電壓用于給存儲(chǔ)板卡上各個(gè)單元供電。

優(yōu)選地，外置式連接器接口通過高速差分信號(hào)線與Raid控制器連接，傳輸數(shù)據(jù)的模式包括SAS、SATA和NVME；

所述外置式連接器包括外置式MiniSASHD、OCUlink、Slimline接口形態(tài)的高速連接器；所述外置式連接器數(shù)量為兩個(gè)，分別為第一外置式連接器和第二外置式連接器。

存儲(chǔ)板卡主要用于服務(wù)器、存儲(chǔ)等系統(tǒng)外部互聯(lián)使用，所述存儲(chǔ)板卡設(shè)有第一側(cè)、第二側(cè)、第三側(cè)和第四側(cè)；PCIE金手指接口設(shè)置在存儲(chǔ)板卡的第四側(cè)；所述第一外置連接器和第二外置連接器均設(shè)置在存儲(chǔ)板卡的第一側(cè)，便于連接線纜伸出機(jī)箱外。存儲(chǔ)板卡通過外置式連接器可實(shí)現(xiàn)SAS和/或SATA磁盤直連，可支持8個(gè)磁盤，通過Expander板卡級(jí)聯(lián)至多支持240個(gè)SAS和/或SATA磁盤；直連NVME磁盤時(shí)支持2個(gè)x4帶寬或4個(gè)x2帶寬盤，通過PCIE Switch板卡擴(kuò)展時(shí)支持24個(gè)x4帶寬盤。