磁盘阵列存储装置、服务器系统及其电源管理方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种存储装置，且特别是一种磁盘阵列存储装置、服务器系统及其电源管理方法。
【背景技术】
[0002]随着网路通信科技的发展，各种数据传输与存储需求量随之增加。由于磁盘阵列装置具有高容量数据存储空间，故被广泛运用于数据传输与存储用途。磁盘阵列装置主要是用于计算机系统(例如服务器)中的外接存储装置或逻辑存储单元。现有磁盘阵列装置一般包括有多个硬盘、备用电池、控制单元以及风扇，且上述元件是一般是整合设置于一机壳内。磁盘阵列装置并可通过将多个硬盘，利用磁盘阵列技术，例如Just a Bunch ofDisk(JBOD)、RAID-0、RAID-1等)组合形成一个高容量的大型硬盘阵列组，以提高存取效率。
[0003]然而在磁盘阵列装置与服务器运作的存储系统架构中，为了确保服务器与磁盘阵列装置供电电源的可用性，一般除了须先建立可充分稳定存储系统运作时的备用电源基础架构之外，针对服务器及磁盘阵列装置的供应电力，亦必须以最大电源消耗来估算，以确保服务器及磁盘阵列装置运作的稳定性。
[0004]虽然服务器可通过电源控制(Power Capping)技术动态调整控制服务器需要的电源或控制使用上限，减少过量供给所造成的能源浪费。但磁盘阵列装置目前却无相关的电源控制技术，且于所属领域普通技术人员应知，磁盘阵列装置中各硬盘的存取速率并不相同，因此磁盘阵列装置并不会随时处于全时运作状态。换言之，以最大电源消耗来估算磁盘阵列装置的供应电力除了造成的供应能源浪费外，也限制存储系统可支援磁盘阵列装置的数量，进而减少整体磁盘阵列的容量。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例提供一种磁盘阵列存储装置、服务器系统及其电源管理方法。所述磁盘阵列存储装置可主动根据预设的功率上限值调节其运作模式，以使磁盘阵列存储装置的功率消耗低于预设功率上限值，提升电力配置的效益。
[0006]本发明实施例提供一种磁盘阵列存储装置，此磁盘阵列存储装置包括多个硬盘、多个风扇、功耗感测器以及扩展控制单元。功耗感测器用以感测磁盘阵列存储装置的功率消耗。扩展控制单元分别电连接于该些硬盘、该些风扇与功耗感测器。所述扩展控制单元具有电源控制程序，且用以供使用者设定功率上限值。当该磁盘阵列存储装置的功率消耗超过该功率上限值时，扩展控制单元可执行一电源管理程序以使磁盘阵列存储装置的功率消耗小于功率上限值。
[0007]本发明实施例另提供一种服务器系统，此服务器系统包括多个磁盘阵列存储装置以及至少一服务器。所述服务器电连接于该些磁盘阵列存储装置。各该磁盘阵列存储装置可分别设定相对应的功率上限值以限制各该磁盘阵列存储装置的功率消耗。各该磁盘阵列存储装置包括多个硬盘、多个风扇、功耗感测器以及扩展控制单元。扩展控制单元电连接于该些硬盘、该些风扇与所述功耗感测器。扩展控制单元具有电源控制程序，此电源控制程序可用以供一使用者设定相对应的该功率上限值。当该磁盘阵列存储装置的功率消耗超过所设定相对应的该功率上限值时，扩展控制单元可执行电源管理程序以使该磁盘阵列存储装置的功率消耗小于相对应的该功率上限值。
[0008]本发明实施例另提供一种磁盘阵列存储装置的电源管理方法，其中磁盘阵列存储装置包括多个硬盘、多个风扇、功耗感测器以及扩展控制单元。所述电源管理方法包括下列步骤。首先，在扩展控制单元中提供电源控制程序，且此电源控制程序用以供一使用者设定功率上限值。接着，检测磁盘阵列存储装置的功率消耗是否超过功率上限值。而后，当磁盘阵列存储装置的功率消耗超过该功率上限值时，扩展控制单元执行电源管理程序以使磁盘阵列存储装置的功率消耗小于功率上限值。
[0009]本发明实施例提供一种磁盘阵列存储装置、具有其的服务器系统及其电源管理方法，可通过在磁盘阵列存储装置的功率消耗大于磁盘阵列存储装置的一最大功率上限时，自动驱动磁盘阵列存储装置进入省电模式，例如降低硬盘切换频率、降低硬盘存取速率、降低风扇转速等，以降低磁盘阵列存储装置的功率消耗。此外，所述磁盘阵列存储装置并可在磁盘阵列存储装置的功率消耗小于预设的功率下限值时，主动提高磁盘阵列存储装置的工作效能。据此，所述磁盘阵列存储装置可通过主动调节磁盘阵列存储装置的运作模式，有效且充分地运用所配置的供应电力，避免造成的供应能源浪费。
[0010]为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
【附图说明】
[0011]图1是本发明第一实施例提供的磁盘阵列存储装置的功能方块示意图；
[0012]图2是本发明第二实施例提供的服务器系统的功能方块示意图；
[0013]图3是本发明第三实施例提供的服务器系统的功能方块示意图；
[0014]图4是本发明第四实施例提供的磁盘阵列存储装置的电源管理方法的流程示意图；
[0015]图5A以及图5B分别是本发明第四实施例提供的电源管理方法的电源管理程序的流程示意图。
[0016]附图标记
[0017]1、2、3:服务器系统
[0018]ll、21、31a ?31c:服务器
[0019]13、33a?33c:电源供应器
[0020]15、25a?25m、35a?35c:磁盘阵列存储装置
[0021]151a ?151η:硬盘
[0022]152:风扇
[0023]153:功耗感测器
[0024]154:风扇感测器
[0025]155:温度感测器
[0026]156:扩展控制单元
[0027]1561:积分电路
[0028]1563:序列式小型计算机系统接口扩展器
[0029]SllO?S160:步骤流程
[0030]S201?SM3:步骤流程
【具体实施方式】
[0031]在下文中，将通过图式说明本发明的实施例来详细描述本发明，而图式中的相同参考数字可用以表示类似的元件。
[0032]第一实施例
[0033]请参考图1，图1绘示本发明第一实施例提供的磁盘阵列存储装置的功能方块示意图。本实施的服务器系统I包括服务器(server) 11、电源供应器(power supply) 13、磁盘阵列存储装置(redundant array of independent disks storage device) 15。服务器11电连接磁盘阵列存储装置15。电源供应器13分别电连接服务器11与磁盘阵列存储装置15。
[0034]服务器11用以通过第一传输接口(未绘示)，例如序列小型计算机系统接口(Serial-attached Small Computer System Interface, SAS)来与磁盘阵列存储装置 15连结，以进行数据存储运作。电源供应器13用以分别提供服务器11与磁盘阵列存储装置15运作所需电力。一般电源供应器13的供应电力约在数千瓦(KW)，以使磁盘阵列存储装置15中的各该硬盘151a?151η能稳定运作。
[0035]磁盘阵列存储装置15进一步包括多个硬盘151a?151η、多个风扇152、功耗感测器153、风扇感测器154以及温度感测器155以及扩展控制单元(expander controlunit) 156。扩展控制单元156分别电连接该些硬盘151a?151η、该些风扇152、功耗感测器153、风扇感测器154以及温度感测器155。
[0036]于本实施例中，硬盘151a?151η分别为序列式小型计算机系统接口(SAS)硬盘，且硬盘151a?151η是利用简单磁盘绑定(Just a Bunch of Disk,JB0D)组合技术形成单一大型逻辑存储空间，以供服务器11的作业系统(operating system)将数据依序存放于该些硬盘151a?151η。
[0037]该些风扇152用以降低该些硬盘151a?151η运作产生的温度，避免硬盘151a?151η过热而损坏。当该些硬盘151a?151η运作产生使磁盘阵列存储装置15内部的温度升高时，该些风扇152的至少其中之一的转速亦会随之增加；当该些硬盘151a?151η运作频率(即存取频率)降低时，即会降低该些风扇152的至少其中之一的转速，以节省功耗。
[0038]于实务上，各该风扇152可设置邻近于该些硬盘151a?151η以有效地将该些硬盘151a?151η运作产生的热能降低或消储。风扇152的实际设置数量与位置可依据磁盘阵列存储装置15的运作方式、空间大小与散热需求来配置，本实施例并不限制。
[0039]功耗感测器153用以感测磁盘阵列存储装置15运作时的功率消耗。磁盘阵列存储装置15的功率消耗主要来自该些硬盘151a?151η、与该些风扇152以及扩展控制单元156运作时所产生功率消耗。功耗感测器153并将感测到功率消耗数据传送至扩展控制单元156。于一实施方式中，功耗感测器153可设置于磁盘阵列存储装置15的电源端口，以通过感测由电源供应器13供应至磁盘阵列存储装置15的供应电压与供应电流，计算磁盘阵列存储装置15的功率消耗。
[0040]风扇感测器154用以分别感测该些风扇152的转速，并产生一风扇转速信号至扩展控制单元156。风扇感测器154可利用是通过感测风扇152的电机转速或是检测扩展控制单元156驱动该些风扇152的控制信号的电压来感测各该风扇152的转速。温度感测器155用以感测磁盘阵列存储装置15的环境温度，以产生一温度信号至扩展控制单元156。
[0041]扩展控制单元156于本实施例可以是通过第二传输接口(未绘示)连接硬盘151a?151η，以进行数据传输，亦即硬盘151a?151η中数据的存取运作。第二传输接口是依据硬盘151a?151η的传输接口来设置。于本实施例中，第二传输接口是以序列式小型计算机系统接口来与硬盘151a?151η进行连结，以进行数据传输。但于实务上，第二传输接口亦可以是由序列高技术配置接口(Serial Advanced Technology Attachment, SATA)来实现，本实施例并不限制。
[0042]扩展控制单元156还可根据温度感测器155输出的温度信号，对应调节风扇152的转速，以维持磁盘阵列存储装置15的运作温度于预设的温度门槛值，避免磁盘阵列存储装置15中硬盘151a?151η过热而毁损。扩展控制单元156并可根据风扇感测器154感测各该风扇152的转速输出的风扇转速信号，以对应调整各该风扇152的运作。
[0043]扩展控制单元156具有一电源控制程序，用以产生一操作界面(未绘示)，以供磁盘阵列存储装置15的服务器系统I的管理者(即磁盘阵列存储装置15的使用者)依据服务器系统I中电源供应器13的总供应电力来设定磁盘阵列存储装置15的系统功率配额以及磁盘阵列存储装置15的一功率上限值。
[0044]简单来说，扩展控制单元156会根