专利名称：存储模块、存储设备、存储系统以及数据处理方法
技术领域：
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种存储模块、存储设备、存储系统以及数
据处理方法。
背景技术：
随着对数据存储需求的不断增长，存储阵列的容量不断提升，云存储形态就是基 于海量数据存储应用而生的。集中了大量客户数据的存储设备，需要具备相当的可扩展性、 可靠性、并易于维护。 —般的存储系统中，存储设备可以为在每U高度下配置至少两个3.5寸盘位，目 前通用的高密存储在每U高度下可以容纳多于6只硬盘。大多数的存储设备均采用"抽 屉式"结构，即多个存储单元，例如硬盘可以放在一个存储模块，即抽屉里，多个抽屉即可 组成一个存储设备。例如，4U高度下的存储设备可放8个抽屉，每个抽屉放14只硬盘， 因此，该存储设备共可放112只硬盘。服务器的主板主要采用X86架构，其中央处理单元 (CentralProcessing Unit，以下简称CPU) —般在80W左右，该CPU负责对存储设备中各个 硬盘进行计算处理和控制处理。在现有技术中，随着存储密度的不断增加，对所使用的CPU 的性能的要求越高，从而导致CPU的成本大幅度增长，提高了存储设备的制造成本。
发明内容
本发明实施例提供一种存储模块、存储设备、存储系统以及数据处理方法。
本发明实施例提供一种存储模块，包括
至少两个存储单元，用于存储数据； 中央处理单元，用于对所述至少两个存储单元进行管理控制操作和数据计算处理。 本发明实施例提供一种存储设备，包括上述存储模块。 本发明实施例提供一种存储系统，包括至少两个存储模块和主业务管理模块，所 述存储模块包括至少两个存储单元以及中央处理单元；
所述存储单元，用于存储数据； 所述中央处理单元，用于与对所述至少两个存储单元进行管理控制操作和数据计 算处理； 所述主业务管理模块，与所述至少两个存储模块分别连接，用于对所述至少两个
存储模块的读写处理进行统一的控制管理。 本发明实施例提供一种数据处理方法，包括 存储设备接收主业务管理模块发送的数据读写请求，所述数据读写请求中携带所 述存储设备中所需读写的存储模块的标识信息； 应用设置在所述存储模块内部的中央处理单元，对所述存储模块中的存储单元根 据所述数据读写请求读写数据的操作进行控制。
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本发明实施例，通过在内部设置CPU对该存储模块内部的存储单元进行管理控制 操作和数据计算处理，降低了 CPU资源的浪费，杜绝了局部热点，降低了对风扇的散热能力 要求，从而降低了存储系统的制造成本。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本 领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
图1为本发明存储模块一个实施例的结构示意图；
图2为本发明存储模块另一个实施例的结构示意图；
图3为本发明存储设备一个实施例的结构示意图；
图4为本发明存储设备另一个实施例的左视结构示意图；
图5为本发明存储设备另一个实施例的右视结构示意图；
图6为本发明存储系统一个实施例的结构示意图；
图7为本发明数据处理方法一个实施例的流程图。
具体实施例方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图l为本发明存储模块一个实施例的结构示意图，如图l所示，本实施例的存储模 块可以包括至少两个存储单元101以及CPU 102，其中至少两个存储单元101用于存储数 据；CPU 102用于对所述至少两个存储单元101进行管理控制操作和数据计算处理。
图1中仅以该存储模块包括4个存储单元101为例进行说明，也即在本实施例中， 一个数据抽屉可以放置4块硬盘。本领域技术人员可以根据存储密度的需求，调整存储模 块中放置存储单元101的数量。 具体来说，在现有技术中，存储系统的主要逻辑组成由少至至少两个，多达数百上 千个存储模块以及1至2个主CPU构成；由于主CPU会负责全部存储模块的管理控制操作 以及数据计算处理，因此，该主CPU的性能必须十分优良。而高性能的CPU意味着成本较 高，功率也较高，高性能CPU的功率一般需要选择在80W左右，而若采用同样性能稍低功耗 (如50W)的CPU，则会导致比此更高的成本(较80W CPU高30X以上)。因此，对于整个 存储系统来说，存储模块之外的附加成本很高，附加能耗也很高，超过300W ;尤其在存储系 统中的硬盘未满配情况下，平均到每块硬盘，其附加成本和能耗会显得更高。而且，由于有 高耗CPU的存在，导致存储系统在高耗CPU处具有局部热点，从而导致热点分布不均匀，为 此高耗CPU的散热也需要付出较大的额外成本和能耗代价，如系统需要配置更好的散热通 道，散热性能更好的散热模块，以及功率更大的风扇等等。 而对于本实施例的技术方案来说，存储模块中除了放置4个存储单元101之外，还可以设置CPU 102，该CPU 102可以对4个存储单元101进行管理控制操作和数据计算处 理。本实施例，可以根据该存储模块中放置的存储单元IOI的数量，选择合适的CPU 102的 型号和功率，从而与该存储模块处理数据的能力相匹配，而不会造成CPU 102的资源浪费。
对于每个存储模块来说，由于放置的存储单元101，即硬盘的能力会受到空间的制 约，因此每个存储模块中的硬盘数量不会太大，相应地，对CPU102的性能和功率要求也不 需要太高，因此，该CPU 102的能耗不会太高，从而杜绝了系统的局部热点，进而降低了对 CPU 102的散热要求，即对风扇功率的要求。 本实施例的存储模块，通过在内部设置CPU对该存储模块内部的存储单元进行管 理控制操作和数据计算处理，降低了 CPU资源的浪费，杜绝了局部热点，降低了对风扇的散 热能力要求，从而降低了存储系统的制造成本。 图2为本发明存储模块另一个实施例的结构示意图，如图2所示，本实施例的存储 模块在图1所示的存储模块的基础上，进一步包括电池单元103，该电池单元103用于为所 述至少两个存储单元101以及CPU 102提供备份电源。 具体来说，在现有技术中，当需要对存储模块中的某一存储单元，即某一块硬盘进 行维护时，需要整将整个存储单元，即数据抽屉下电拔出，此时该存储模块中的其它存储单 元都会同时下电，此时容易造成数据丢失，对业务影响过大。 而在本实施例的技术方案中，由于在存储模块中设置了电池单元103，为CPU 102 以及各个存储单元101提供备份电源，因此，某一个存储单元101拔出时，CPU 12上的内存 数据还可写到其它存储单元101上，从而实现数据的保全，避免了数据的丢失。具体来说， 当系统掉电或抽屉拔出维护时，l)可以对中央处理单元的内存上的数据实施备电保护或 者可以保持内存在一定时间内不掉电，以保持内存上的数据；或者可以使存储模块的运行 保持一定的时间，以便让内存上的数据转移到存储单元上；2)电池单元可以保持一段时间 存储模块的正常运转某些数据机房配备发电设备，发电设备的启动需要数分钟；当机房 掉电时，或者需要拔出维护时，电池单元可以保持一段时间存储模块的正常运转，避免业务 的中断。电池单元103中，电池的使用数量可以根据具体的供电需求进行选择。
本实施例的存储模块，通过在内部设置CPU对该存储模块内部的存储单元进行管 理控制操作和数据计算处理，降低了 CPU资源的浪费，杜绝了局部热点，降低了对风扇的散 热能力要求，从而降低了存储系统的制造成本；而且，在拔下某一存储单元时，电池单元可 以继续为CPU和其它存储单元供电，因此CPU以及存储单元中的数据不会掉电丢失。
图3为本发明存储设备一个实施例的结构示意图，如图3所示，本实施例的存储设 备可以包括至少两个存储模块IO，每个存储模块包括至少两个存储单元101以及中央处 理单元(图中未示出)，在每个存储模块10中，至少两个存储单元101用于存储数据；CPU 用于与对所述至少两个存储单元101进行管理控制操作和数据计算处理。
每个存储模块10的结构均可以采用图1或2所示的结构实现，不再赘述。
图3中仅以该存储设备包括8个存储模块10，每个存储模块10包括8个存储单 元101为例进行说明，也即在本实施例中，一个存储设备可以放置8个数据抽屉，每个数据 抽屉可以放置8块硬盘。本领域技术人员可以根据存储密度的需求，调整存储模块10的数 量，也可以调整存储模块10中放置存储单元101的数量。 具体来说，在现有技术中，存储系统中的多个存储模块是共用一个主CPU的，由于该主CPU负责全部存储模块的管理控制操作以及数据计算处理，因此，该主CPU的性能必须
十分优良，功率也必须足够大。该主CPU的功率一般需要选择在80W左右，若采用50W的
CPU,则会导致更高的成本，而整板功耗在240 440W。因此，对于每个存储模块来说，附加
成本过高，附加能耗也超过350W，尤其在硬盘未满配情况下，平均到每块硬盘，其附加成本
和能耗较高。而且，由于有高耗CPU的存在，导致存储系统在高耗CPU处具有局部热点，从
而导致热点分布不均匀，为高耗CPU的散热也需要付出较大的成本和能耗代价。 而对于本实施例的技术方案来说，存储模块10中除了放置8个存储单元101之
外，还可以设置CPU，该CPU可以对8个存储单元101进行管理控制操作和数据计算处理。
本实施例，可以根据该存储模块中放置的存储单元IOI的数量，选择合适的CPU的型号和功
率，从而与该存储模块处理数据的能力相匹配，而不会造成CPU的资源浪费。 图3仅以存储模块即数据抽屉为竖插式的方式为例进行说明，本领域技术人员根
据需要可以采用横插式的方式插入数据抽屉。 对于每个存储模块10来说，由于放置的存储单元101，即硬盘的能力会受到空间 的制约，因此每个存储模块中的硬盘数量不会太大，相应地，对CPU的性能和功率要求也不 需要太高，因此，该CPU的能耗不会太高，从而杜绝了系统的局部热点，进而降低了对CPU的 散热要求，即对风扇功率的要求。 本实施例的存储设备，通过在每个存储模块的内部均设置对应的CPU对该存储模
块内部的存储单元进行管理控制操作和数据计算处理，降低了 CPU资源的浪费，杜绝了局
部热点，降低了对风扇的散热能力要求，从而降低了存储系统的制造成本。 图4为本发明存储设备另一个实施例的左视结构示意图，图5为本发明存储设备
另一个实施例的右视结构示意图，如图4和图5所示，本实施例的存储设备在图3所示的存
储设备的基础上，进一步包括电池单元103，该电池单元103用于为每个存储模块10中的至
少两个存储单元101以及CPU 102提供备份电源。 具体来说，在现有技术中，当需要对某个存储模块中的某一存储单元，即某一块硬 盘进行维护时，需要整将整个存储单元，即数据抽屉下电拔出，此时该存储模块中的其它存 储单元都会同时下电，此时容易造成数据丢失，对业务影响过大。 而在本实施例的技术方案中，由于在存储模块中设置了电池单元103，为CPU 102 以及各个存储单元101提供备份电源，因此，某一个存储单元101拔出时，CPU 102上的内存 数据还可写到其它存储单元101上，从而实现数据的保全，避免了数据的丢失。具体来说， 当系统掉电或抽屉拔出维护时，l)可以对中央处理单元的内存上的数据实施备电保护或 者可以保持内存在一定时间内不掉电，以保持内存上的数据；或者可以使存储模块的运行 保持一定的时间，以便让内存上的数据转移到存储单元上；2)电池单元可以保持一段时间 存储模块的正常运转某些数据机房配备发电设备，发电设备的启动需要数分钟；当机房 掉电时，或者需要拔出维护时，电池单元可以保持一段时间存储模块的正常运转，避免业务 的中断。电池单元103中，电池的使用数量可以根据具体的供电需求进行选择。
本实施例的存储设备，通过在内部设置CPU对该存储模块内部的存储单元进行管 理控制操作和数据计算处理，降低了 CPU资源的浪费，杜绝了局部热点，降低了对风扇的散 热能力要求，从而降低了存储系统的制造成本；而且，在拔下某一存储单元时，电池单元可 以继续为CPU和其它存储单元供电，因此CPU以及存储单元中的数据不会掉电丢失。
在本发明存储系统实施例中，该存储系统可以包括存储设备和主业务管理模块， 所述存储设备可以包括至少两个存储模块，每个存储模块包括至少两个存储单元以及中 央处理单元，在每个存储模块中，所述至少两个存储单元，用于存储数据；所述中央处理单 元，用于与对所述至少两个存储单元进行管理控制操作和数据计算处理，主业务管理模块， 与所述至少两个存储模块分别连接，用于对所述至少两个存储模块的读写处理进行统一的 控制管理。
本实施例的存储系统，通过在每个存储模块的内部均设置对应的CPU对该存储模
块内部的存储单元进行管理控制操作和数据计算处理，降低了 CPU资源的浪费，杜绝了局
部热点，降低了对风扇的散热能力要求，从而降低了存储系统的制造成本。 进一步地，每个存储模块还可以包括电池单元，用于为所述每个存储模块中的至
少两个存储单元以及中央处理单元提供备份电源。在拔下某一存储单元时，电池单元可以
继续为CPU和其它存储单元供电，因此CPU以及存储单元中的数据不会掉电丢失。
再进一步地，本实施例的存储系统还可以包括 至少两个电源模块，用于为所述至少两个存储模块统一提供供电电源； 至少两个风扇模块，用于为所述至少两个存储模块中每个存储模块的中央处理单
元进行散热处理。 本实施例的存储系统，其基础部分可以包括机框、背板、电源以及风扇等常用的部 件。本实施例可以包括至少两个电源模块和风扇模块，这些部件具备很好的共用性。存储 系统采用存储模块共用电源模块和风扇模块的方式，可达到提高使用效率，节约系统能耗 的目的。而且这些基础部件的价值较低，还可以达到降低初始成本的目的。
更进一步地，本实施例的存储系统还可以包括备业务管理模块，与所述至少两个 存储模块分别连接，用于为所述主业务管理模块提供冗余备份。需要说明的是，本实施例 的一个实现方式为主业务管理模块和备业务管理模块同时工作，从而使得主、备业务管理 模块可以互为备份，其中一个业务管理模块出现故障，均可以让另一个业务管理模块接管 工作；本实施例的另一个实现方式为仅使备业务管理模块仅在主业务管理模块出现故障 时，再接管主业务管理模块进行工作。 而且，至少两个存储模块还用于通过所述至少两个存储模块与所述主业务管理模 块之间的业务网络进行数据交互处理，并通过所述主业务管理模块与外部系统进行数据交 互处理。 图6为本发明存储系统一个实施例的结构示意图，如图6所示，本实施例的系统可 以设置上述图4或5所示的存储模块10，而且可以设置主业务管理模块11和备业务管理模 块12，从而提供统一的对外管理接口和业务接口，各存储模块IO无对外的业务接口和管理 接口 ，仅通过存储模块10与主业务管理模块11、备业务管理模块12之间的业务网络进行数 据交互处理，因此，存储系统可实现各存储模块10，即数据抽屉之间的数据备份处理。主业 务管理模块11或者备业务管理模块12可以控制各个存储模块10将其中存储的数据通过 各存储模块10与主业务管理模块11之间的业务网络或者备业务管理模块12之间的业务 网络传送给其它存储模块10进行备份处理，从而可以提高数据存储的安全性。在实际应用 过程中，业务网络接口和管理网络接口可以与存储系统统一的主、备业务管理模块相连。而 且，存储模块10还可以通过主业务管理模块11、备业务管理模块12与外部系统进行数据交互，通过主业务管理模块11或者备业务管理模块12统一控制存储模块10的读写操作。 由于采用了统一的业务管理模块，与外部系统进行数据交互处理的业务网络可采用廉价的 以太网络，也可采用FC/SAS/FCOE/INFINIBAND等，总线协议进行节点间互连；管理网络可 采用以太网络，也可采用更廉价的IIC等总线方式；各节点间的连接以及各节点与统一业 务接口的连接采用数据交换的方式。4个电源模块13可以为各个存储模块10统一提供电 源，电源模块13的数量可以根据功率需要选择。 本实施例的存储系统，通过在每个存储模块的内部均设置对应的CPU对该存储模 块内部的存储单元进行管理控制操作和数据计算处理，降低了 CPU资源的浪费，杜绝了局 部热点，降低了对风扇的散热能力要求，从而降低了存储系统的制造成本；电池单元可以继 续为CPU和其它存储单元供电，因此CPU以及存储单元中的数据不会掉电丢失；通过采用存 储模块共用电源模块和风扇模块的方式，可达到提高使用效率，节约系统能耗的目的；通过 主业务管理模块或者备业务管理模块统一控制存储模块的读写操作，简化了对存储模块的 业务管理和控制操作。 图7为本发明数据处理方法一个实施例的流程图，如图7所示，本实施例的方法可 以包括 步骤701、存储设备接收主业务管理模块发送的数据读写请求，所述数据读写请求 中携带所述存储设备中所需读写的存储模块的标识信息； 步骤702 、应用设置在所述存储模块内部的中央处理单元，对所述存储模块中的存 储单元根据所述数据读写请求读写数据的操作进行控制。 本实施例的方法可以应用在图6所示的存储系统上。其实现原理与图6所示的系 统的实现原理相同，此处不再赘述。 本实施例的方法，在对存储模块进行数据读写处理时，可以采用设置在每个存储 模块的内部的CPU对该存储模块内部的存储单元进行管理控制操作和数据计算处理，降低 了CPU资源的浪费，杜绝了局部热点，降低了对风扇的散热能力要求，从而降低了存储系统 的制造成本。 在本发明数据处理方法另一个实施例中，当电源模块掉电时，所述存储模块应用 设置在所述存储模块内部的电池单元为所述中央处理单元控制所述存储单元进行读写处 理的操作提供备份电源。 本实施例以图7所示方法实施例为基础，在拔下某一存储单元时，电池单元可以
继续为CPU和其它存储单元供电，因此CPU以及存储单元中的数据不会掉电丢失。 进一步地，在本发明数据处理方法再一个实施例中，当所述主业务管理模块出现
故障时，应用备业务管理模块接管所述主业务管理模块继续工作，从而可以为主业务管理
模块提供冗余备份，保证存储系统的正常工作。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
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权利要求
一种存储模块，其特征在于，包括至少两个存储单元，用于存储数据；中央处理单元，用于对所述至少两个存储单元进行管理控制操作和数据计算处理。
2. 根据权利要求1所述的存储模块，其特征在于，还包括电池单元，用于为所述至少两个存储单元以及中央处理单元提供备份电源。
3. —种存储设备，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的存储模块。
4. 一种存储系统，其特征在于，包括至少两个存储模块和主业务管理模块，所述存储 模块包括至少两个存储单元以及中央处理单元；所述存储单元，用于存储数据；所述中央处理单元，用于与对所述至少两个存储单元进行管理控制操作和数据计算处理；所述主业务管理模块，与所述至少两个存储模块分别连接，用于对所述至少两个存储 模块的读写处理进行统一的控制管理。
5. 根据权利要求4所述的存储系统，其特征在于，所述存储模块还包括 电池单元，用于为所述存储模块中的至少两个存储单元以及中央处理单元提供备份电源。
6. 根据权利要求4或5所述的存储系统，其特征在于，还包括至少两个电源模块，用于为所述至少两个存储模块统一提供供电电源；至少两个风扇模块，用于为所述至少两个存储模块中每个存储模块的中央处理单元进 行散热处理。
7. 根据权利要求4或5所述的存储系统，其特征在于，还包括备业务管理模块，与所述至少两个存储模块分别连接，用于为所述主业务管理模块提 供冗余备份。
8. —种数据处理方法，其特征在于，包括存储设备接收主业务管理模块发送的数据读写请求，所述数据读写请求中携带所述存 储设备中所需读写的存储模块的标识信息；应用设置在所述存储模块内部的中央处理单元，对所述存储模块中的存储单元根据所 述数据读写请求读写数据的操作进行控制。
9. 根据权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，还包括当电源模块掉电时，应用设置在所述存储模块内部的电池单元，为所述中央处理单元控制所述存储单元进行读写处 理的操作提供备份电源。
全文摘要
本发明实施例提供一种存储模块、存储设备、存储系统以及数据处理方法。存储模块包括至少两个存储单元，用于存储数据；中央处理单元，用于对至少两个存储单元进行管理控制操作和数据计算处理。本发明实施例还提供了一种存储设备、一种存储系统以及一种数据处理方法。本发明实施例，通过在内部设置CPU对该存储模块内部的存储单元进行管理控制操作和数据计算处理，降低了CPU资源的浪费，杜绝了局部热点，降低了对风扇的散热能力要求，从而降低了存储系统的制造成本。
文档编号G06F3/06GK101702114SQ20091022215
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月18日 优先权日2009年11月18日
发明者杜宇旻 申请人:成都市华为赛门铁克科技有限公司