[發明專利]一種兼容NVMe的存儲IO箱系統及其設計方法

在審

• 申請號: 201711404677.1
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108090014A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 鄧文博
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

本發明實施例公開了一種兼容NVMe的存儲IO箱系統及其設計方法，通過PCIE交換板從計算節點引出X16 PCIE信號與PCIE交換板內的PCIE SWITCH芯片連接；PCIE SWITCH芯片擴展出X8 PCIE插槽接口；所述RAID卡連接在PCIE SWITCH芯片擴展的X8 PCIE插槽接口上，并擴展出X4 SAS接口與所述SAS擴展卡連接；所述SAS擴展卡將RAID卡傳遞的X4 SAS信號擴展為X24 SAS信號，并將X24 SAS信號通過高速連接器傳輸至硬盤背板。本發明采用較少的高速信號線纜擴展出足夠數量的PCIE接口，解決現有技術中擴展IO接口存在的設備成本高及安裝難度大的問題，同時本存儲IO系統兼容NVMe硬盤，提高了數據的傳輸和處理速率。

技術領域

本發明涉及服務器板卡技術領域，具體來說涉及一種兼容NVMe的存儲IO箱系統及其設計方法。

背景技術

存儲IO箱作為獨立于服務器的外部設備，主要和服務器計算節點配合使用，為服務器擴展出較多的IO接口并提高服務器的存儲容量。隨著大數據時代的到來，各種網絡數據呈爆炸式增長，這也對服務器存儲系統的數據傳輸和處理能力提出了更高的要求。為了應對這一趨勢，NVMe(Non-Volatile Memory express，非易失性存儲器標準)作為一種高速率、低延遲的存儲協議應運而生，并得到越來越廣泛的應用。現有技術中，絕大多數的存儲IO箱系統僅支持SAS/SATA協議，難以滿足不斷增長的數據傳輸要求，為了擴展出足夠的IO接口，傳統存儲IO箱需要從計算節點引入大量的PCIE信號，這需要購置較多價格昂貴的高速線纜，間接的增加了設備的安裝成本和安裝難度。

針對上述問題，本發明提出一種不同于現有技術構思的、兼容NVMe的存儲IO箱系統及其設計方法，該系統在支持SAS/SATA協議的基礎上能夠兼容NVMe協議，并且可通過從服務器計算節點引入較少的PCIE信號擴展出足夠數量的IO接口。

發明內容

本發明實施例中提供了一種兼容NVMe的存儲IO箱系統及其設計方法，解決現有技術中擴展IO接口存在的設備成本高及安裝難度大的問題，并提高了數據的傳輸和處理速率。

為了解決上述技術問題，本發明實施例公開了如下技術方案：

本發明第一方面提供了一種兼容NVMe的存儲IO箱系統，包括硬盤背板、PCIE交換板以及電源管理板，硬盤背板與PCIE交換板連接，系統還包括RAID卡和SAS擴展卡，所述PCIE交換板通過CDFP線纜從計算節點引出X16PCIE信號與交換板內的PCIE SWITCH芯片連接以擴展更多的PCIE接口，同時PCIE SWITCH芯片擴展出X8PCIE插槽接口；所述RAID卡連接在PCIE SWITCH芯片擴展的X8PCIE插槽接口上，用于將PCIE信號轉換成SAS信號，同時RAID卡擴展出X4SAS接口與所述SAS擴展卡連接；所述SAS擴展卡將RAID卡傳遞的X4SAS信號擴展為X24SAS信號，并將X24SAS信號通過高速連接器傳輸至硬盤背板。

基于上述方案，本系統做如下優化：

如上所述的兼容NVMe的存儲IO箱系統，所述PCIE交換板的計算節點引出的X16PCIE信號包括兩組，分別與交換板內的兩片PCIE SWITCH芯片連接，每片PCIE SWITCH芯片具有96lane信號接口，其中16lane上游接口外接來自計算節點的X16PCIE信號，80lane下游接口用于外擴PCIE插槽并為硬盤背板提供PCIE信號。本方案中，每片PCIE SWITCH芯片擴展出一個X16PCIE及兩個X8PCIE插槽接口，兩片PCIE SWITCH芯片共擴展有兩個X16PCIE及四個X8PCIE插槽接口。所述RAID卡連接在其中一個X8PCIE插槽接口上。