固态驱动器存储系统技术方案

一种用于标准化盘驱动器外形因素、PCI类存储卡和通用母板存储器的固态驱动器架构和布置。由于存储系统的主印刷电路板(PCB)包括主机接口连接器、存储控制器和连接器，因此该固态驱动器架构是模块化的。每个连接器能够可移除地接收存储刀片，其中每个存储刀片包括经由串行接口彼此串行连接的多个存储装置。每个存储刀片包括物理串行接口，用于向串行链中的第一存储装置提供数据和控制信号以及用于接收来自串行链中的最后存储装置的数据和控制信号。可在长度和宽度上设置每个存储刀片的大小，以在该存储刀片的任意一侧上容纳任何数量的存储装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态驱动器存储系统相关申请的交叉引用本申请要求在2011年12月23日提交的申请号为61/580134的美国临时专利申请的优先权的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用被全部包含于此。
本公开总的涉及存储系统。本公开尤其涉及大容量存储系统。
技术介绍
闪存是广泛用作消费电子的大容量存储装置的常用类型的非易失性存储器，该消费电子例如数码相机和便携式数字音乐播放器。这种闪存可采用存储卡或者USB类型的记忆棒的形式，每个闪存具有在其中形成的至少一个存储装置和存储控制器。固态驱动器(SSD)是另一种大容量存储应用，其可以被用作计算机硬盘驱动器的代替物。这些固态驱动器可用于计算机工作站、网络，以及其中需要存储大量数据的几乎任何应用中。云计算是将用户数据存储在互联网中的虚拟位置的应用，而不是在工作站或者在其他局域网(LAN)本地存储。应该意识到，随着越来越多的用户采用云计算来存储他们的数据，需要逐渐增加的大容量存储装置的数量。对于个人计算机和大容量存储应用来说，SSD正变得越来越流行。与具有旋转盘片和移动磁性读取头的传统硬盘驱动器不同，SSD不具有移动的部分。因此，SSD能够容忍物理振动。SSD能够从睡眠模式快速唤醒，其中在睡眠模式下，SSD内的所有存储装置使用最少的功率。另一方面，传统的硬盘驱动器需要相对较长的一段时间来从睡眠模式中唤醒。可能存在一些应用，在这些应用中这种长唤醒时间是无法接受的，并且始终期望高速性能。因此，传统的硬盘驱动器必须始终保持加电状态，因此即使没在执行数据存取时也消耗了功率。由于传统的硬盘驱动器总是处在加电状态，因此增加了机械故障的概率。当前的SSD的缺点是：对于给定的硬盘驱动器外形因素，SSD的存储容量较低。应理解，目前存在通常用于计算机工作站的3.5英寸硬盘驱动器外形因素，和用于膝上型计算机以及其他消费装置(其中较小的硬驱动器尺寸是有益的)的2.5英寸硬盘驱动器外形因素。这两种外形因素都是行业采用的标准。当前的2.5英寸传统硬盘驱动器可具有750GB的存储容量，而与此相比，当前可用的2.5英寸SSD具有最多256GB的存储容量。对于希望在本地存储多媒体收集品的用户来说，这样的存储容量可能不够大。云计算的出现已经减轻了对于在计算机或膝上型计算机上本地存储数据和多媒体内容的需求。然而，通常将该数据存储在传统3.5英寸硬盘驱动器的数据群(farm)壳体库中。如前面讨论的，由于用户期望在任何时间立即访问他们的数据，因此所有驱动器都保持活跃。其结果是需要巨大的功率来使所有驱动器保持运行，这导致了驱动器发热。因此，需要大量的功率来运行冷气机，以使驱动器降温。虽然3.5英寸驱动器外形因素大于2.5英寸驱动器外形因素，但当前使用的SSD架构受到可使用的闪存装置的实际数量的限制。尽管传统3.5英寸硬盘驱动器可达到例如4TB，但SSD版本会被限制到大约512GB。在数据群中使用较低存储容量的驱动器对于数据群的存储空间来说不具备成本效益。因此，期望提供一种固态驱动器架构，其中该架构在给定的外形因素或者区域的情况下，可以提供比现有固态驱动器当前提供的存储容量更大的存储容量。因此，期望提供一种固态驱动器架构，其中该架构在给定的外形因素或者区域的情况下，可提供比现有固态驱动器当前提供的存储容量更大的存储容量，并且具有简化的母板设计复杂性。
技术实现思路
本公开排除或减轻了现有SSD系统的至少一个缺陷。在第一方面，本公开提供一种固态驱动器存储系统。该固态驱动器存储系统包括存储控制器、存储刀片和连接器。存储控制器具有用于提供和接收主机数据的主机接口，以及用于提供存储器输入信号和接收存储器输出信号的存储器接口。存储刀片具有连接端和串行连接的存储装置，该连接端具有被配置为接收存储器输入信号的输入端口和被配置为用于提供存储器输出信号的输出端口。由所述串行连接的存储装置的第一存储装置接收存储器输入信号，以及由所述串行连接的存储装置的最后存储装置提供存储器输出信号。连接器具有被配置为可释放地接收所述存储刀片的连接端，以及被配置为用于在所述存储刀片和所述存储控制器之间耦合存储器输入信号和存储器输出信号的插槽。在本实施例中，在印刷电路板(PCB)上安装所述存储控制器和所述连接器，其中接近所述PCB的边缘安装所述连接器，并且当将所述存储刀片插入所述连接器的插槽时所述存储刀片从所述PCB延伸出来。在该实施例中，所述连接器是安装到所述PCB的第一侧的第一连接器，并且第二连接器被安装到所述PCB的第二侧，以接收另一个存储刀片。根据本实施例的一个方面，所述插槽是第一插槽，并且所述连接器包括被配置为可释放地接收另一个存储刀片的第二插槽。在该方面，所述第一插槽可串行连接到所述第二插槽，并且存储器输入信号和存储器输出信号形成所述存储控制器的通道。在本实施例的另一个方面，一组存储器输入信号和存储器输出信号形成所述存储控制器的第一通道，并且第二组存储器输入信号和存储器输出信号形成所述存储控制器的第二通道，其中所述第一插槽电连接到所述第一通道，并且所述第二插槽电连接到所述第二通道。根据另一个实施例，一组串行连接的存储装置被永久地安装到所述PCB，其中所述PCB的大小被设置为能够装配在标准化硬盘驱动器壳体内。所述连接器被安装到所述PCB上，用于在所述一组串行连接的存储装置中的至少一个存储装置上方定位所接收的存储刀片。在本方面的进一步的实施例中，所述连接器是第一连接器，以及采用与所述第一连接器并排的布置来安装第二连接器并且该第二连接器具有面向一个方向的相应插槽。所述PCB、所述第一连接器和所述第二连接器的尺寸被设置为能够装配在标准硬盘驱动器壳体内。可选地，所述连接器是第一连接器，并且采用与所述第一连接器背对背的布置来安装第二连接器，以接收另一个存储刀片。根据可选的实施例，在计算机母板上安装所述存储控制器和所述连接器，或者在PCI类卡上安装所述存储控制器和所述连接器，该PCI类卡可插入到计算机母板的PCI槽内。在第二方面，本公开提供一种固态存储器存储装置。该固态存储器存储装置包括主PCB、存储控制器和至少一个存储模块。主PCB包括用于接收具有主机接口格式的输入数据和用于提供具有主机接口格式的输出数据的主机接口连接器。存储控制器被安装到所述主PCB，用于将输入数据转换成具有串行接口格式的写数据，并且用于将具有串行接口格式的所接收的读数据转换成输出数据。至少一个存储模块具有在该至少一个存储模块上安装的串行连接的存储装置，并且能够可释放地连接到所述主PCB，以接收来自所述存储控制器的写数据以及向所述存储控制器提供读数据。根据第一方面的一个实施例，所述固态存储器存储装置还包括安装到所述主PCB的至少一个存储模块连接器，该至少一个存储模块连接器的形状被设置为接收所述存储模块的至少一个连接器。所述主PCB和所述至少一个存储模块的大小和形状被设置为能够装配在硬盘驱动器壳体内，其中所述硬盘驱动器壳体包括标准化3.5英寸硬盘驱动器壳体或标准化2.5英寸硬盘驱动器壳体。在阅读下文中结合附图描述的具体实施例后，本公开的其他方面和特征对本领域技术人员将变得显而易见。附图说明现在，将参考附图通过举例来描述本公开的实施例。图1是现有存储系统的框图；图2是现有2.5英寸固态驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态驱动器存储系统，包括：存储控制器，其具有用于提供和接收主机数据的主机接口，以及用于提供存储器输入信号和接收存储器输出信号的存储器接口；存储刀片，其具有连接端以及串行连接的存储装置，所述连接端具有被配置为接收存储器输入信号的输入端口和被配置为用于提供存储器输出信号的输出端口，存储器输入信号由所述串行连接的存储装置的第一存储装置接收，以及存储器输出信号由所述串行连接的存储装置的最后存储装置提供；连接器，其具有插槽，该插槽被配置为可释放地接收所述存储刀片的连接端，以及被配置为用于在所述存储刀片和所述存储控制器之间耦合存储器输入信号和存储器输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.23 US 61/5801341.一种固态驱动器存储系统，包括：存储控制器，其安装在印刷电路板PCB上，并且该存储控制器具有用于提供和接收主机数据的主机接口；存储器接口，所述存储器接口具有第一、第二、第三、第四和第五通道，其中，每个通道配置用于提供存储器输入信号和接收存储器输出信号；第一存储刀片，其位于所述印刷电路板PCB上方并且具有：第一组串行连接的存储装置和第二组串行连接的存储装置，所述第一组串行连接的存储装置和所述第二组串行连接的存储装置分别对应于所述第一通道和所述第二通道；以及第一连接端，具有：被配置为接收第一存储器输入信号的第一输入端口和被配置为用于提供第一存储器输出信号的第一输出端口，第一存储器输入信号由第一通道提供，第一存储器输出信号由第一通道接收，经由所述第一输入端口接收的所述第一存储器输入信号由所述第一组串行连接的存储装置的第一存储装置接收，以及经由第一输出端口提供的第一存储器输出信号由所述第一组串行连接的存储装置的最后存储装置提供；以及被配置为接收第二存储器输入信号的第二输入端口和被配置为用于提供第二存储器输出信号的第二输出端口，第二存储器输入信号由第二通道提供，第二存储器输出信号由第二通道接收，经由所述第二输入端口接收的所述第二存储器输入信号由所述第二组串行连接的存储装置的第一存储装置接收，以及经由第二输出端口提供的第二存储器输出信号由所述第二组串行连接的存储装置的最后存储装置提供；第二存储刀片，其位于所述第一存储刀片上方并且具有：第三组串行连接的存储装置和第四组串行连接的存储装置，所述第三组串行连接的存储装置和所述第四组串行连接的存储装置分别对应于所述第三通道和所述第四通道；以及第二连接端，具有：被配置为接收第三存储器输入信号的第三输入端口和被配置为用于提供第三存储器输出信号的第三输出端口，第三存储器输入信号由第三通道提供，第三存储器输出信号由第三通道接收，经由所述第三输入端口接收的所述第三存储器输入信号由所述第三组串行连接的存储装置的第一存储装置接收，以及经由第三输出端口提供的第三存储器输出信号由所述第三组串行连接的存储装置的最后存储装置提供；以及被配置为接收第四存储器输入信号的第四输入端口和被配置为用于提供第四存储器输出信号的第四输出端口，第四存储器输入信号由第四通道提供，第四存储器输出信号由第四通道接收，经由所述第四输入端口接收的所述第四存储器输入信号由所述第四组串行连接的存储装置的第一存储装置接收，以及经由第四输出端口提供的第四存储器输出信号由所述第四组串行连接的存储装置的最后存储装置提供；串行连接的存储装置，其被永久地安装到位于所述第一存储刀片下方的所述印刷电路板PCB并且与所述存储控制器通信，所述串行连接的存储装置对应于第五通道，所述第五通道提供第五存储器输入信号并接收第五存储器输出信号；以及连接器，其安装在所述印刷电路板PCB上并且被配置为电耦合到所述第一存储刀片的第一连接端和所述第二存储刀片的第二连接端，以及被配置为用于在所述第一存储刀片和所述存储控制器之间耦合所述第一通道的第一存储器输入信号和第一存储器输出信号以及所述第二通道的第二存储器输入信号和第二存储器输出信号，以及被配置为用于在所述第二存储刀片和所述存储控制器之间耦合所述第三通道的第三存储器输入信号和第三存储器输出信号以及所述第四通道的第四存储器输入信号和第四存储器输出信号。2.根据权利要求1所述的固态驱动器存储系统，其中所述连接器是安装到所述印刷电路板PCB的第一侧的第一连接器，并且第二连接器被安装到所述印刷电路板PCB的第二侧以接收另一个存储刀片。3.根据权利要求1所述的固态驱动器存储系统，其中所述连接器包括被配置为可释放地接收所述第一存储刀片的第一插槽以及被配置为可释放地接收所述第二存储刀片的第二插槽。4.根据权利要求3所述的固态驱动器存储系统，其中所述第一插槽串行连接到所述第二插槽，使得所述第一组存储装置被串行连接到在所述第二插槽中接收的另一个存储刀片的存储装置。5.根据权利要求3所述的固态驱动器存储系统，其中，所述第一插槽电连接到所述第一和第二通道，并且所述第二插槽电连接到第六通道，所述第六通道提供第六存储器输入信号并接收第六存储器输出信号。6.根据权利要求1所述的固态驱动器存储系统，其中所述印刷电路板PCB的大小被设置为能够装配在标准化硬盘驱动器壳体内。7.根据权利要求6所述的固态驱动器存储系统，其中将所述连接器安装到所述印刷电路板PCB上，用于当所述第一存储刀片通过所述连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：金镇祺，DH·李，
申请(专利权)人：考文森智财管理公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA