具有多个形式因子的可配置固态驱动器的制作方法

1.本公开大体上涉及存储器子系统，且更具体地说，涉及具有多个形式因子的可配置固态驱动器。


背景技术：

2.存储器子系统可包含存储数据的一或多个存储器装置。存储器装置可例如为非易失性存储器装置和易失性存储器装置。一般来说，主机系统可利用存储器子系统以在存储器装置处存储数据以及从存储器装置检索数据。存储器子系统可以是存储系统，例如固态驱动器(ssd)。


技术实现要素：

3.在一方面，本公开提供一种用于具有多个形式因子的可配置固态驱动器的设备，其包括：第一固态驱动器(ssd)，其位于ssd卡上，其中所述第一ssd具有固定容量和第一形式因子；适配器，其位于所述ssd卡上以容纳第二ssd，其中所述第二ssd具有不同于第一形式因子的第二形式因子且能从所述ssd卡移除；以及控制器，其位于所述ssd卡上且经配置以存取所述第一ssd和所述第二ssd。
4.在另一方面，本公开进一步提供一种用于具有多个形式因子的可配置固态驱动器的设备，其包括：第一固态驱动器(ssd)，其位于ssd卡上，其中所述第一ssd具有固定容量、具有第一形式因子且不能从所述ssd卡移除；第二ssd，其位于所述ssd卡上，其中所述第二ssd具有不同于所述第一形式因子的第二形式因子且能从所述ssd卡移除；以及适配器，其位于所述ssd卡上以将所述第二ssd附接到所述ssd卡，其中所述适配器经配置以将所述ssd卡的物理接口耦合到所述第二ssd的物理接口。
5.而在另一方面，本公开进一步提供一种用于具有多个形式因子的可配置固态驱动器的系统，其包括：第一存储器子系统，其位于存储器子系统适配器卡上，其中所述第一存储器子系统具有固定容量、第一形式因子，且不能从所述存储器子系统适配器卡移除；适配器，其位于所述存储器子系统适配器卡上，其中所述适配器包括数个槽位，数个额外存储器子系统能够通过所述数个槽位以可移除方式附接到所述存储器子系统适配器卡；且其中所述数个额外存储器子系统具有与所述第一形式因子不同的形式因子。
附图说明
6.根据下文给出的详细描述和本公开的各种实施例的附图，将更充分地理解本公开。然而，各图不应视为将本公开限于具体实施例，而是仅用于解释和理解。
7.图1a说明根据本公开的一些实施例的包含ssd卡存储器子系统的实例计算环境。
8.图1b说明根据本公开的一些实施例的包含ssd卡存储器子系统的实例计算环境。
9.图2说明根据本公开的一些实施例的实例ssd卡。
10.图3是本公开的实施例可在其中操作的实例计算机系统的框图。
具体实施方式
11.本公开的各方面涉及一种具有多个形式因子的可配置固态驱动器。通常，主机系统可利用存储器子系统以在存储器装置处存储数据以及从存储器装置检索数据。存储器子系统可包含控制器，所述控制器可管理存储器组件且分配待存储于存储器组件处的数据。存储器组件可例如包含易失性存储器组件和非易失性存储器组件。存储器子系统可以是存储系统，例如固态驱动器(ssd)。
12.ssd可具有不同物理形式因子和存储容量。举例来说，各种ssd是具有固定存储容量(例如，512gb、1tb等)的半高半长(hhhl)或全高半长(fhhl)形式因子的驱动器。传统上，hhhl和/或fhhl驱动器的存储容量是固定的，使得其无法(例如，由客户)增加。此类ssd也可能较昂贵，这可能使得将所述驱动器替换成较高容量的驱动器的成本过高。一些ssd卡(例如启动优化存储解决方案(boss)卡)可包含用于具有例如m.2或msata的形式因子的ssd的可从所述卡移除的一或多个槽位，卡本身可具有hhhl或fhhl形式因子和到主机的pcie物理接口。boss卡可支持例如raid(独立磁盘冗余阵列)以及导入外来配置的能力，常规固定容量的ssd通常不支持这些能力。
13.传统上，客户必须在常规固定容量的ssd(例如，hhhl和fhhl驱动器)的存储容量益处与具有例如m.2、u.2和msata等形式因子的可移除ssd的能力和便携性益处之间做出选择。
14.本公开的各方面通过提供具有可配置容量和能力的ssd卡解决以上和其它不足。在各种实施例中，ssd卡可以是适配器印刷电路板(pcb)，其包含固定容量的ssd和可容纳数个额外可移除ssd的数个适配器。ssd卡可在附有或未附有可移除ssd的情况下出售，这允许消费者按需要调整(例如，增加)卡的存储容量。可移除ssd可经由适配器附接以便添加特定能力，例如无法由固定容量的驱动器提供的raid和/或外来配置导入。ssd卡可具有物理接口，例如pcie接口，主机可通过所述接口存取卡上的ssd(例如，具有不同形式因子的ssd)中的任一者。因此，ssd卡可占用系统内的单个适配器槽位(例如，单个pcie槽位)，且可(例如，由主机处理器)通过所述槽位存取ssd卡的多个ssd。ssd卡的控制器可经配置以经由适当协议(例如，nvme或sata协议)来驱动卡的不同形式因子的ssd。在一些实施例中，适配器可使用不同接口，然而适配器将使用相同协议。与先前ssd卡解决方案相比，可移除ssd和固定容量的ssd的组合可改善电力处置、成本效益和性能。另外，可(由主机)经由单个物理接口(例如，单个物理pcie槽位)存取卡上的多个ssd，这可避免针对多个ssd使用多个物理槽位。
15.图1a和1b说明根据本公开的一些实施例的包含ssd卡存储器子系统110的实例计算环境100。在此实例中，图1a说明ssd卡110的第一侧(例如，顶侧)，且图1b说明ssd卡110的第二侧(例如，底侧)。
16.计算环境100可包含耦合到一或多个存储器子系统110的主机系统120。在一些实施例中，主机系统120耦合到不同类型的存储器子系统。举例来说，主机系统120可耦合到其它存储器子系统110，所述其它存储器子系统可包含快闪驱动器、嵌入式多媒体控制器(emmc)驱动器、通用快闪存储(ufs)驱动器、硬盘驱动器(hdd)、双列直插式存储器模块(dimm)等。主机系统120将存储器子系统例如用于将数据写入到存储器子系统110且从存储器子系统110读取数据。如本文中所使用，“耦合到”通常是指组件之间的连接，所述连接可以是间接通信连接或直接通信连接(例如不具有居间组件)，无论有线或无线，包含例如电
连接、光学连接、磁连接等连接。
17.主机系统120可以是计算装置，例如桌上型计算机、膝上型计算机、网络服务器、移动装置、支持物联网(iot)的装置或包含存储器和处理装置的此类计算装置。主机120可经由物理主机接口134耦合到存储器子系统110。物理主机接口134的实例包含但不限于串行高级技术附件(sata)接口、外围组件互连高速(pcie)接口、通用串行总线(usb)接口、光纤通道、串行附接scsi(sas)等。物理接口134可用于在主机系统120与存储器子系统110(例如，ssd卡110)之间传输数据。
18.在图1a和1b中展示的实例中，存储器子系统110是ssd卡110。ssd卡110可以是包含位于第一侧(例如，顶侧或前侧)上的ssd 140的印刷电路板(pcb)。可被称为子系统控制器的控制器113耦合到ssd 140且经配置以在ssd 140的存储器装置(未展示)处执行例如读取数据、写入数据或擦除数据等操作。如本文进一步描述，ssd 140不能从ssd卡110移除，具有固定存储容量(例如，512gb、1tb等)以及通常与不可移除形式因子相关联的特定形式因子，例如hhhl或fhhl。
19.如图1b中所展示，ssd卡110还包含数个适配器(例如，136-1和136-2)，所述适配器可用于容纳ssd卡110上的数个额外ssd(例如，142-1和142-1)。如本文进一步描述，额外ssd 142-1和142-2可具有与ssd 140的形式因子不同的形式因子，且可从ssd卡110移除。此类不同形式因子可包含m.2、u.2和msata等。ssd 142-1和ssd142-2从ssd卡110的可移除性可提供各种益处。举例来说，ssd卡110可取决于客户的存储容量需要而在带有或不带有可移除ssd 142-1/142-2的情况下出售给客户。也就是说，可现场添加ssd 142-1/142-2，以便动态地调整(例如，增加)卡110的存储容量和/或换出可移除ssd 142-1/142-2中的一或多个失效ssd。
20.控制器113可经配置以对ssd 142-1和142-2以及ssd 140执行操作，即使所述ssd具有不同的形式因子和能力也如此。控制器113可经由适配器136-1和136-2与ssd142-1和142-2通信，所述适配器可以是经配置以使用例如nvme或sata等特定协议连接到相应ssd 142-1和142-2的物理接口的物理pcie适配器。尽管适配器136-1和136-2可使用不同物理接口142-1和142-2，但适配器136-1和136-2将使用相同协议。控制器113可包含硬件，例如一或多个集成电路和/或离散组件、缓冲存储器，或其组合。举例来说，控制器113可以是微控制器、专用逻辑电路系统(例如，现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)等)或其它合适的处理电路系统(例如，处理器)。总的来说，控制器113可从主机系统120接收命令或操作，且可将所述命令或操作转换成指令或命令，以实现对ssd 140、142-1、142-2的存储器装置的所要存取。ssd 140、142-1、142-2的存储器装置可包含不同类型的非易失性和/或易失性存储器装置的各种组合，包含但不限于nand快闪装置、dram装置、相变存储器(pcm)装置、铁电随机存取存储器(feram)装置等。
21.控制器113可包含经配置以执行存储在本地存储器(未展示)中的指令的处理装置。控制器113的本地存储器可包含经配置以存储指令的嵌入式存储器，所述指令用于执行控制ssd卡110的操作的各种过程、操作、逻辑流和/或例程，包含处置固定ssd 140与可移除ssd 142-1与142-2之间的通信和/或ssd卡110与主机120之间的通信。在各种实施例中，可移除ssd 142-1和142-2可提供不可移除ssd 140未提供的能力。在此类实施例中，控制器113经配置(例如，经编程)以在可移除ssd 142-1和142-2经由适配器136-1和136-2安装到
ssd卡110时支持所述可移除ssd的额外能力/功能。适配器136-1和136-2可抵抗不良使用条件以插入可移除ssd 142-1和142-2。举例来说，在数个实施例中，ssd卡110可能不支持raid能力；然而，可移除ssd 142-1和142-2中的一或多者的添加可为ssd卡110提供此类raid能力。可移除ssd 142-1和142-2的安装可提供给ssd卡110的其它能力包含但不限于ssd 142-1和142-2上的ssd 140的外来配置导入能力和数据镜像处理。因此，在各种实施例中，单个控制器113可经配置以在可移除ssd 142-1和/或142-2添加到ssd卡110的情况下支持此类额外ssd卡能力。
22.控制器113还可负责各种媒体管理操作，例如耗损均衡操作、无用单元收集操作、错误检测和错误校正码(ecc)操作、加密操作、缓存操作，和/或逻辑块地址与物理块地址之间的地址转译。
23.虽然图1a中展示的实例ssd卡110已说明为包含控制器113，但在本公开的其它实施例中，ssd卡110可不包含控制器113且可替代地依赖于外部控制。在数个实施例中，此类外部控制可由外部主机(例如，120)和/或由与ssd卡110分离的处理器或控制器提供。
24.尽管在图1b中说明为单独的适配器136-1和136-2，但在一些实施例中，所述适配器可以是单个适配器以容纳单个可移除ssd 142-1/142-2。在一些实施例中，适配器可以是具有多个槽位(例如，pcie槽位)的单个适配器。另外，实施例不限于特定量的适配器。举例来说，ssd卡110可包含多于或少于两个适配器136-1和136-2。
25.图2说明根据本公开的一些实施例的实例存储器子系统适配器卡210。在此实例中，适配器卡是ssd卡210，其包含固定容量的ssd(图2中未展示)、连接到主机(例如，主机120)的物理接口234以及额外(例如，可移除)ssd(图2中未展示)可耦合到的数个适配器(例如，236-1和236-2)。可移除ssd可以是图1中所描述的142-1和142-2等ssd，且可添加到ssd卡210以增加ssd卡210的存储容量和/或增加ssd卡210的能力，如上文所描述。在数个实施例中，固定容量的ssd(例如，140)位于ssd卡210的相对侧上；然而，固定容量的ssd的部分还可与适配器236-1和236-2位于ssd卡210的同一侧上。另外，虽然将适配器236-1和236-2展示在ssd卡210的一侧上，但实施例不限于此。举例来说，用以容纳可移除ssd的一或多个适配器可位于ssd卡210的两侧上。
26.ssd卡210可以是其上具有特定形式因子和固定容量的ssd的印刷电路板(pcb)。在此实例中，ssd卡210具有半高半长(hhhl)形式因子以及pcie x16接口234(即，16个数据通道)；然而，实施例不限于此。举例来说，接口234可具有其它物理配置，例如pcie x8接口。接口234可以是pcie或nvme物理接口，主机系统(未展示)可通过所述接口存取固定容量的ssd和一或多个可移除ssd(例如，通过适配器236-1和236-2)。适配器236-1和236-2可经配置以容纳具有例如m.2、u.2或msata以及其它形式因子等各种形式因子的可移除ssd，且可支持例如nvme或sata协议等各种协议。尽管适配器236-1和236-2可使用不同物理接口，但适配器236-1和236-2将使用相同协议。在所展示实例中，适配器236-1和236-2经设计以容纳相应m.2形式因子的ssd；然而，实施例不限于此。
27.图3说明计算机系统350的实例机器，在所述计算机系统内可执行指令集，以用于使所述机器执行本文中所论述的任何一或多个方法。在一些实施例中，计算机系统350可对应于主机系统(例如，结合图1a/1b所描述的主机系统120)，其包含、耦合到和/或利用存储器子系统，例如图1a和1b的ssd卡110。计算机系统350可用于执行控制器的操作。在数个实
施例中，所述机器可连接(例如联网)到lan、内联网、外联网和/或互联网中的其它机器。机器可作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器或作为云计算基础设施或环境中的服务器或客户端机器而以客户端-服务器网络环境中的服务器或客户端机器的能力进行操作。
28.所述机器可以是个人计算机(pc)、平板pc、机顶盒(stb)、个人数字助理(pda)、蜂窝电话、网络设备、服务器、网络路由器、交换机或网桥，或能够(顺序或以其它方式)执行指定待由所述机器采取的动作的指令集的任何机器。此外，尽管说明了单个机器，但还应认为术语“机器”包含个别地或共同地执行一组(或多组)指令以执行本文所论述的任何一或多个方法的任何机器集合。
29.实例计算机系统350包含处理装置352、主存储器354、静态存储器358和数据存储系统302，其经由总线357彼此通信。在数个实施例中，主存储器354可以是只读存储器(rom)、快闪存储器、动态随机存取存储器(dram)，例如同步dram(sdram)或rambus dram(rdram)，以及其它可能性。在数个实施例中，静态存储器358可以是快闪存储器、静态随机存取存储器(sram)以及其它可能性。数据存储系统302可对应于结合图1a和1b所描述的ssd卡110。
30.处理装置352可表示一或多个通用处理装置，例如微处理器、中央处理单元等。更具体地说，处理装置可以是复杂指令集计算(cisc)微处理器、精简指令集计算(risc)微处理器、超长指令字(vliw)微处理器，或实施其它指令集的处理器，或实施指令集的组合的处理器。处理装置352还可以是一或多个专用处理装置，例如专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、数字信号处理器(dsp)、网络处理器等。处理装置352经配置以执行用于执行本文所论述的操作和步骤的指令353。计算机系统350还可包含网络接口装置355以在网络356上通信。
31.数据存储系统302可包含ssd卡310，其包含控制器313、第一ssd 340和可移除ssd 342，所述控制器上存储有体现本文中所描述的方法或功能中的任何一或多者的一或多组指令353或软件。指令353还可在由计算机系统350执行期间完全或至少部分地驻存在主存储器354内和/或处理装置352内。在数个实施例中，指令353可包含用以在将固定ssd形式因子连接到可移除ssd形式因子时实施功能的指令。主存储器354和处理装置352还促成机器可读存储媒体。机器可读存储媒体359、数据存储系统302和/或主存储器354可对应于图1a/1b的存储器子系统110。
32.已在针对计算机存储器内的数据值(位)的操作的算法和符号表示方面呈现了先前详细描述的一些部分。这些算法描述和表示是数据处理领域中的技术人员用以将其工作的主旨最有效地传达给所属领域的其他技术人员的方式。算法在此处以及通常被认为是产生所要结果的操作的自洽序列。所述操作是要求对物理量进行物理操控的操作。这些量通常但未必呈能够被存储、组合、比较和以其它方式操控的电或磁信号的形式。有时，已证明主要出于通用的原因将这些信号称为位、值、元件、符号、字符、项、数字等是方便的。
33.然而，应牢记，所有这些和类似术语应与适当物理量相关联，且仅仅是应用于这些量的方便标签。本公开可指计算机系统或类似电子计算装置的动作和过程，其操控且将计算机系统的寄存器和存储器内表示为物理(电子)量的数据变换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其它此类信息存储系统内的物理量的其它数据。
34.本公开还涉及用于执行本文中的操作的设备。此设备可出于既定目的而专门构
造，或其可包含由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。此类计算机程序可存储在计算机可读存储媒体中，例如但不限于任何类型的盘(包含软盘、光盘、cd-rom和磁性光盘)、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、eprom、eeprom、磁卡或光卡或适合存储电子指令的任何类型的媒体，各个媒体耦合到计算机系统总线。
35.本文中呈现的算法和显示在本质上不与任何特定计算机或其它设备相关。各种通用系统可与根据本文中的教示的程序一起使用，或可证明构建更专用设备以执行所述方法是方便的。将如本文描述中所阐述的那样来呈现多种这些系统的结构。另外，未参考任何特定编程语言来描述本公开。应了解，可使用各种编程语言来实施本文中所描述的本公开的教示。
36.本公开可提供为计算机程序产品或软件，其可包含机器可读媒体，所述机器可读媒体上存储有指令，所述指令可用于编程计算机系统(或其它电子装置)以执行根据本公开的过程。机器可读媒体包含用于以机器(例如，计算机)可读形式存储信息的任何机构。在一些实施例中，机器可读(例如计算机可读)媒体包含机器可读存储媒体，例如只读存储器(“rom”)、随机存取存储器(“ram”)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、快闪存储器组件等。
37.在前述说明书中，已参考其特定实例实施例描述了本公开的实施例。应显而易见的是，可在不脱离如所附权利要求书中阐述的本公开的实施例的更广精神和范围的情况下对本公开进行各种修改。因此，应在说明性意义上而非限制性意义上看待说明书和附图。