对很少读取的数据的低成本存储制造技术

描述了用于写入一次但很少读取的数据的低成本存储。在一实施例中，一存储设备包括经互连结构连接到服务器的多个硬盘驱动器。该存储设备包括仅能冷却所述硬盘驱动器中的第一子集的冷却系统以及仅能对所述硬盘驱动器中的第二子集供电的供电系统，并且在一些示例中，所述互连结构可仅能对所述硬盘驱动器中的第三子集提供完全带宽。每个子集可仅包括硬盘驱动器的一小部分。可用软件实现的一控制机制被提供，该控制机制控制在任何时间哪些硬盘驱动器是活动的，以便由冷却和供电系统以及互连结构所设置的约束不被违反。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】对很少读取的数据的低成本存储存在大量的向数据存储设备写入一次然后仅被很少读取的数据，且示例包括电子邮件的存档存储以及数据的次级地理分布的副本。在该数据被读取的罕见场合中，要求及时访问，因此使用通常用于冷存储的基于磁带的解决方案(其中机械臂从库拿取磁带并将它们插入磁带驱动器，在磁带驱动器中磁带被机械地卷绕到正确的位置)由于高访问延迟而是不合适的。磁带也可能受到环境条件(如湿度)的影响，因此耐用性可能有限。提供低延迟访问的现有的存储方案基于物理硬盘和固态驱动器；然而这些具有高功耗且还购买曰虫印贝ο以下描述的各实施例不限于解决已知存储方案的缺点中的任何或全部缺点的实现。概述下面呈现了本专利技术的简要概述，以便向读者提供基本理解。本概述不是本公开的穷尽概览，并且不标识本专利技术的关键/重要元素或描述本说明书的范围。其唯一的目的是以简化形式呈现此处所公开的精选概念，作为稍后呈现的更详细的描述的序言。描述了用于写入一次但很少读取的数据的低成本存储。在一实施例中，一存储设备包括经互连结构连接到服务器的多个硬盘驱动器。该存储设备包括仅能冷却所述硬盘驱动器中的第一子集的冷却系统以及仅能对所述硬盘驱动器中的第二子集供电的供电系统，并且在一些示例中，所述互连结构可仅能对所述硬盘驱动器中的第三子集提供完全带宽。每个子集可仅包括硬盘驱动器的一小部分。可用软件实现的一控制机制被提供，该控制机制控制在任何时间哪些硬盘驱动器是活动的，以便由冷却和供电系统以及互连结构所设置的约束不被违反。通过结合附图参考以下详细描述，可易于领会并更好地理解许多附带特征。附图简沐根据附图阅读以下【具体实施方式】，将更好地理解本专利技术，在附图中:图1是不例存储设备的不意图；图2不出不例存储设备的另一不意图；图3示出第一示例互连结构的示意图；图4示出第二示例互连结构的示意图；图5是控制对HDD的访问的示例方法的流程图；图6是示出存储设备内的域的示意图；图7是示出实现最大不相交性的示例组构造的示意图；图8是从上面示出存储设备内HDD的表示的示意图；图9是在两个服务器情形中从上面示出存储设备内HDD的表示的示意图；图10示出将数据写到存储设备的示例方法的流程图；图11示出例示出图10所示的方法中的两种方法之间的差异的示意图；图12示出在存储设备内调度读取操作的示例方法的流程图；图13示出存储设备的示例调度时间线；图14是从存储设备读取数据的另一示例方法的流程图；以及图15例示出可在其中实现本文所述的控制HDD的方法的各实施例的示例性的基于计算的设备。在各个附图中使用相同的附图标记来指代相同的部件。详细描沐下面结合附图提供的详细描述旨在作为本专利技术示例的描述，并不旨在表示可以构建或使用本专利技术示例的唯一形式。本描述阐述了本专利技术示例的功能，以及用于构建和操作本专利技术示例的步骤的序列。然而，可以通过不同的示例来实现相同或等效功能和序列。图1是示例存储设备100的示意图。存储设备100可以是机架规模的设备(具有标准机架形状因子)或可具有一替代的形状因子。存储设备包括大量硬盘驱动器(HDD) 102 (例如超过1000个HDD)以及服务器104。每个HDD 102包括在活动时(即在数据被读取或写入时)高速旋转的盘片(或碟)。为了降低功耗，盘片可被减速旋转(即停止)；但是存在与加速旋转盘片相关联的延迟且在盘片减速旋转的同时数据不能被读取或写入。出于下面的描述的目的，假设该延迟为大约10秒，但是将理解该延迟可以比此更短或更长。在设备内提供将HDD 102与服务器104互连的互连结构106。电源由供电系统108提供，尽管在图1中被示为单个块，但是供电系统可遍及存储设备100分布。冷却(用于HDD 102)由冷却系统110提供，冷却系统可以是例如使用一个或多个风扇来推动(推或拉)HDD周围的空气的强制风冷系统。在存储设备100中，供电系统108和冷却系统110都是显著供应不足的，使得存储设备100不能支持所有HDD 102同时活动(即伴随着它们的盘片旋转)，相反，供电系统108和冷却系统110仅可支持HDD 102的一小部分(如10%或更少，在一个示例中是8.3% )同时活动。如果存储设备100中的全部HDD 102要同时开始旋转它们的盘片，则将导致存储设备100的故障，因此在存储设备100内提供了一种控制在任一时候活动的HDD 102的数量的机制。该机制可由服务器104上运行的软件(如调度程序)和/或存储设备100内的控制逻辑112来提供。存储设备100内供电系统108和冷却系统110的供应不足(即电源系统和冷却系统的特性)对可在任何时间活动的HDD 102的数量设置了约束，且这些约束可被称为“硬性约束”，因为如果它们被违反，则存储设备100将(或非常可能)出故障。取决于存储设备100的设计，可能存在一个或多个其他硬性约束和/或一个或多个软性约束。软性约束的示例可包括带宽约束(例如从外部网络到服务器104的接口的最大带宽或互连结构106内的带宽约束)和振动约束。软性约束的振动不造成存储设备100的故障(或非常可能故障)，但是相反将劣化性能(如超出带宽约束将减慢对设备的访问)和/或可能造成更长期的损坏(例如超出振动约束短期不可能造成存储设备的故障，超过较长的时间段，造成可能最终导致存储设备100的故障的损坏)。这些约束(例如功率和冷却约束以及可被使用的任何其他约束，诸如由互连结构造成的带宽约束)由服务器104上运行的软件和/或控制逻辑112来管理。尽管图1示出服务器104位于存储设备100内，但是在一些示例中，服务器104可位于存储设备100之外，且在一些示例中，服务器104可位于存储设备100的远程。此外，尽管图1示出单个服务器104，但是将理解存储设备100可包括一个以上的服务器(例如为了冗余性目的)，并且在存在多个服务器的情况下，所有HDD 102可被连接到单个服务器104 (在服务器故障的情况下HDD备切换到第二服务器)或者HDD 102可被划分成连接到一个服务器的一子集以及连接到另一服务器的另一(不相交)子集(其中，这些子集可以是固定的或可随时间动态改变)。在一些示例中，可能有一个以上的互连结构106以及一个以上的独立服务器104，其中不同的互连结构106将HDD 102连接到多个服务器或连接到不同服务器。这提供了对服务器和/或互连结构故障的应变能力。HDD 102在此被描述为活动的(即使得它们的盘片旋转)或不活动的(即它们的盘片不旋转)，不活动的在此也被称为HDD处于待机状态，因为HDD内的电子设备仍然通电。将理解HDD 102可具有两个以上的状态(活动的/不活动的)，诸如处于从不活动到活动的转换过程中(即盘片正在加速旋转的情况)、处于从活动到不活动的转换过程中(即盘片正在减速旋转的情况)、完全关断(即不对电子设备供电)、以及各种其他低功率状态。为了下文描述的目的，活动的状态被认为包括盘片正在旋转且数据正被读取/写入的状态以及盘片正在旋转且数据不在正被读取/写入的状态(这可称为“空闲”状态)两者，因为这两个状态都消耗类似的功率量(如8W)。加速旋转状态在一短时间段上消耗更大的功率量(如10秒消耗24W)，且可被认为是活动的状态的一部分(例如出于功率核算的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储设备，包括：服务器；多个硬盘驱动器，每个硬盘驱动器具有活动状态和非活动状态，在活动状态中硬盘驱动器的盘片旋转，而在非活动状态中盘片不旋转；连接所述硬盘驱动器与所述服务器的互连结构；能够仅对所述硬盘驱动器中要同时处于活动状态的一子集提供足够的功率的供电系统；被提供来在工作时仅对所述硬盘驱动器中要同时处于活动状态的一子集提供足够的冷却的冷却系统；以及被安排成根据由所述服务器接收到的任何IO请求来动态地控制所述多个硬盘驱动器中哪些硬盘驱动器处于活动状态的控制机制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·M·巴拉克里什南，A·B·格拉斯，A·N·唐纳利，S·莱格特切科，D·T·哈珀三世，A·I·T·罗斯特隆，E·C·彼德森，D·A·巴特勒，S·海尔，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US