断电保护系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及计算机系统的断电保护。本发明专利技术揭示了可利用与一备用电源供应器进行通讯的一微控制器以致能充分的电源移除的技术。借助利用相对不贵的微控制器，本发明专利技术在低成本下达到保护大量的储存装置的数据保护的作用。

Power-off protection system and method thereof

The invention relates to a power-off protection of a computer system. Disclosed is a technique capable of communicating with a standby power supply to enable a full power supply removal. With the use of relatively inexpensive microcontrollers, the present invention achieves the protection of data protection for a large number of storage devices at low cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机系统中的断电数据保护(powerlossprotection，PLP)，特别是涉及断电保护系统及其方法。
技术介绍
数据装置在突然断电的事件发生时往往对数据丢失是相当脆弱的，因此通常需要通过逐渐断电的过程以保护数据的完整性。举例来说，在逐渐断电的过程中，系统可适当地储存未保全的数据以确保数据完整性。断电保护(PLP)技术可利用具有足够电容值的电容器以提供逐渐断电的功能。在正常操作下，电容器会充电。当检测到系统断电时，电容器可提供需要的电力以适当地保护会被暴露在数据丢失的风险下的系统及用户数据。电容式的断电保护技术可提供储存装置遇到未预期的数据的一数据保护方式。然而，高密度的储存装置，例如是在一储存区域网络(storageareanetwork，SAN)，对提供一有效率且经济的断电保护技术是一种挑战。
技术实现思路
本专利技术揭示了可利用与一备用电源供应器进行通讯的一管理中央处理器以致能充分的电源移除的技术。借助利用相对不贵的管理中央处理器，本专利技术可达到保护大量的储存装置的数据保护的作用，且具有高效率及可扩充性。依据本专利技术一些实施例，本专利技术提供一种用于运算装置的断电保护方法，包括：利用与一运算装置中的一储存装置有关的一数据保护控制器检测表示该运算装置的断电的一信号；依据该信号，利用该运算装置的一备用电源单元所提供的电源产生一输入/输出中断信号给与该储存装置有关的一交换器装置；产生一刷新快取指令给该运算装置的一储存控制器；传送该输入/输出中断指令至该交换器装置，其中该交换器装置用以禁能至少一个输入/输出指令的传输；传送该刷新快取指令至该交换器装置，其中该交换器装置用以传送该刷新快取指令至该运算装置的该储存控制器；以及执行该运算装置的一正常断电程序。依据本专利技术一些实施例，在产生指令以初始化该正常断电程序之前，该数据保护控制器等待介于检测该信号及产生该输入/输出中断信号之间的一预定时间以等待该运算装置的电力恢复，其中该预定时间依据该备用电源单元提供充分电力至该运算装置以避免数据丢失的一部分时间所决定。依据本专利技术一些实施例，一管理中央处理器，例如是一数据保护控制器，可与一PCIe交换器进行通讯以提供渐进或正常电源移除程序。一管理中央处理器可借助监控输入电力线以检测一运算装置的断电。该管理中央处理器可接着发送指令至一PCIe交换器以拒绝来自主控装置的新的I/O指令(例如用户数据)。该管理中央处理器亦可发送一更新快取指令至该PCIe交换器，其可广播该更新快取指令至各个相关的储存装置，使得未保存的系统数据及用户数据可被适当地储存并接着恢复。依据本专利技术一些实施例，该管理中央处理器可为一x86基础式的中央处理器、或是ARM基础式的中央处理器。一基板管理控制器，例如使用ARM基础式中央处理器，可用以管理并监控在主机板上的主要中央处理器及外围装置。举例来说，举例来说，基板管理控制器可利用智能平台管理接口(IntelligentPlatformManagementInterface，IPMI)讯息与其他内部运算元件进行通讯。基板管理控制器可利用远程管理控制协议(RemoteManagementControlProtocol，RMCP)与外部运算装置进行通讯。选择性地，在区域网络中，基板管理控制器可利用RMCP+以取代IPMI与外部装置进行通讯。此外，其他伺服控制器，例如是机架管理控制器(RackManagementController，RMC)，可致能一渐进电源移除程序。依据本专利技术一些实施例，一储存装置可为任意储存媒体，用以储存程序指令或数据持续一段时间。举例来说，储存装置可为一固态硬盘(SSD)、硬盘(HDD)、一快闪磁盘、或其组合。依据本专利技术一些实施例，一备用电源单元为一额外的电源供应器，用以提供充分的电源以让系统可渐进地断电。举例来说，备用电源单元可为一不断电电源供应单元(UPS)。虽然本专利技术已参考PCIe总线而揭示了多个实施例，需了解的是这些实施例仅为例子，且本专利技术并不限于此。此外，可提供计算机元件的连接的任何系统总线均可使用，例如是ISA总线、或VESALocalBus(VLB)总线。除此之外，尽管本专利技术使用固态硬盘做为储存装置的例子，本专利技术亦可用于其他储存装置或是元件，可承受未预期的断电的数据损失，例如是硬盘或快闪磁盘。本专利技术中的额外的功能及优点将会在后面说明中揭示，且部分可由后述说明书中清楚了解，或是可由所揭示的原理经由练习而学得。本专利技术的功能及优点可由本专利技术中所特别指出的仪器或装置的组合而实现及获得。本专利技术的这些及其他特点会由后述的说明书而变得更清楚、或是可由本专利技术所揭示的原理经由练习而学得。附图说明图1显示本专利技术一实施例中具有一PCIe交换器及一固态硬盘的一伺服器的功能方块图。图2显示依据本专利技术一实施例中与多个固态硬盘有关的多个PCIe交换器的功能方块图。图3显示依据本专利技术一实施例中的PCIe交换器的功能方块图。图4显示依据本专利技术一实施例中的断电保护系统的一流程图。图5显示依据本专利技术另一实施例中的断电保护系统的流程图。图6显示依据本专利技术一实施例中用于实现图1～5中的系统及流程的运算平台的系统架构图。附图符号说明100～伺服器；102～主控运算系统；103～处理器；104～储存控制器；105～基本输入输出系统；106～PCIe交换器；108～固态硬盘；110～固态硬盘控制器；112～易失性快取；114～非易失性储存装置；116～数据保护控制器；117～数据保护单元；118～备用电源单元；200～伺服器；202～主控运算系统；203～处理器；204～储存控制器；205～基本输入输出系统；206、220～PCIe交换器；208、222～固态硬盘；210、224～固态硬盘控制器；212、226～易失性快取；214、228～非易失性储存装置；216～数据保护控制器；217～数据保护单元；218～备用电源单元；302～PCIe交换器；304～存储器；306～中央处理器；308～专用集成电路；316～PCIe总线；310、312、314～端口；318～专用集成电路模块数据库；322～专用集成电路模块；324～专用集成电路设定；400、500～方法；402－412、502－512～步骤；600～运算平台；602～数据保护控制器；604～处理器；606～系统存储器；608～输入装置；610～网络接口；612～显示器；614～储存装置；618～总线。具体实施方式本专利技术技术的多个实施例在下述章节进行详细介绍。当介绍特定的实施方式时，需了解的是这仅为说明之用。本专利技术相关领域中技术人员应了解可在不偏离本专利技术技术的精神及范围下使用其他的元件及组态设定。具有大量储存装置(例如固态硬盘)的数据中心常被暴露于由极端气候、电力网失效、或是系统故障而造成的未预期断电。未预期的断电会导致严重且不能挽回的数据损失，某些数据装置具有嵌入式的断电保护技术以减少数据损失的可能性。断电保护技术利用板上的电容器，可在突然的电力移除时让系统得以充分地关机。系统充分关机包括了传送指令(例如立即待机指令)至储存装置，表示电源可能被紧急移除。储存装置则会将易失性的快取内容或是在传输中的数据传送至永久储存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运算装置的断电保护方法，包括：利用与一运算装置中的一储存装置有关的一数据保护控制器检测表示该运算装置的断电的一信号；依据该信号，利用该运算装置的一备用电源单元所提供的电源产生一输入/输出中断信号给与该储存装置有关的一交换器装置；产生一刷新快取指令给该运算装置的一储存控制器；传送该输入/输出中断指令至该交换器装置，其中该交换器装置用以禁能至少一个输入/输出指令的传输；传送该刷新快取指令至该交换器装置，其中该交换器装置用以传送该刷新快取指令至该运算装置的该储存控制器；以及执行该运算装置的一正常断电程序。

【技术特征摘要】
2015.09.25 US 14/865,9381.一种用于运算装置的断电保护方法，包括：利用与一运算装置中的一储存装置有关的一数据保护控制器检测表示该运算装置的断电的一信号；依据该信号，利用该运算装置的一备用电源单元所提供的电源产生一输入/输出中断信号给与该储存装置有关的一交换器装置；产生一刷新快取指令给该运算装置的一储存控制器；传送该输入/输出中断指令至该交换器装置，其中该交换器装置用以禁能至少一个输入/输出指令的传输；传送该刷新快取指令至该交换器装置，其中该交换器装置用以传送该刷新快取指令至该运算装置的该储存控制器；以及执行该运算装置的一正常断电程序。2.如权利要求1所述的断电保护方法，还包括：等待介于检测该信号及产生该输入/输出中断信号之间的一预定时间以等待该运算装置的电力恢复，其中该预定时间依据该备用电源单元提供充分电力至该运算装置以避免数据丢失的一部分时间所决定。3.如权利要求1所述的断电保护方法，还包括：回应接收该刷新快取指令，将储存于该储存装置中的一易失性储存装置的数据刷新至该储存装置中的一非易失性储存装置。4.如权利要求3所述的断电保护方法，还包括：在该数据保护控制器收一确认信号，其中该确认信号表示储存于该储存装置中的该易失性储存装置已被储存至该储存装置中的该非易失性储存装置。5.如权利要求1所述的断电保护方法，其中该数据保护控制器为一基板管理控制器。6.一种断电保护系...

【专利技术属性】
技术研发人员：周乐生，施思勤，
申请(专利权)人：广达电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71