一种数据存算一体固态硬盘模组及系统技术方案

本申请涉及电子存储设备技术领域，尤其是涉及一种数据存算一体固态硬盘模组及系统，旨在解决现有技术当主机CPU需要对存储的数据进行处理时，需要先读取并将数据输送至内存中才能进行操作，面对大量数据时容易导致数据获取和处理的效率低下的问题，其技术方案是一种数据存算一体固态硬盘模组，包括运算模块，运算模块与主机CPU、存储模块连接，运算模块用于接收数据请求，并基于所述数据请求进行数据获取、运算以及处理，本申请具有使得数据运算和处理时无需将数据搬运到内存中进行处理，通过兼具存储和运算功能的存储设备，降低数据读取和传输带来的运算负担，提高对硬盘中数据的获取和处理效率的效果。取和处理效率的效果。取和处理效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种数据存算一体固态硬盘模组及系统


[0001]本申请涉及电子存储设备
，尤其是涉及一种数据存算一体固态硬盘模组及系统。

技术介绍

[0002]固态硬盘，又称固态驱动器，是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘，是一种广泛应用于军事、车载、电力及医疗等领域的存储设备。随着信息技术不断发展，大量的数据传输占用了各类总线、网络带宽，与此同时，固态硬盘逐渐替代机械硬盘成为了主流的存储设备。
[0003]目前，常见的固态硬盘用于实现数据存储的功能，在应用中，固态硬盘与主机CPU连接，主机CPU同时与主机内存连接，当主机应用需要对硬盘中存储的数据进行处理时，主机CPU将硬盘中的数据读取并调出至内存，在内存中进行数据处理。
[0004]在实现本申请的过程中，专利技术人发现上述技术至少存在以下问题：当主机CPU需要对存储的数据进行处理时，需要先读取并将数据输送至内存中才能进行操作，面对大量数据时容易导致数据获取和处理的效率低下。

技术实现思路

[0005]为了降低数据读取和传输带来的运算负担，提高对于硬盘中数据的获取和处理效率，本申请提供一种数据存算一体固态硬盘模组、数据存储系统及数据存储运算方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种数据存算一体固态硬盘模组，采用如下的技术方案：一种数据存算一体固态硬盘模组，包括运算模块，所述运算模块与主机CPU连接，所述运算模块还同时与存储模块连接，所述运算模块用于接收主机CPU发送的数据请求，并基于所述数据请求在存储模块中检索对应的响应数据。
>[0007]通过采用上述技术方案，设置与主机CPU分离的运算模块，由于主机CPU在运算时需要将数据输送到内存中才可以开始运算，因此设置在主机CPU与存储模块之间的运算模块可以与存储模块两者组合形成一个同时具有存储和运算功能的模组，进而取代将数据传输到内存中再进行处理的流程，有助于提高主机对存储设备中的数据获取和处理的效率，降低主机设备的数据处理负担。
[0008]在一个具体的可实施方式中，所述运算模块与存储模块集成设置为存储设备和/或所述运算模块与存储模块分离设计。
[0009]通过采用上述技术方案，运算模块可以集成在存储模块中形成存储
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运算一体式的硬盘，也可以分离设置，单独设置在主机与存储模块之间，作为独立的器件使用，有助于提高运算模块和存储模块在组合应用时的灵活性，降低了当用户只需要其中一种功能时，剩余的功能模块空闲的情况，有助于分别提高运算模块和存储模块的使用效率。
[0010]在一个具体的可实施方式中，所述运算模块至少包括运算CPU子模块、IO接口子模块、缓存控制子模块、存算控制子模块以及缓存子模块；
所述运算CPU子模块与IO接口子模块、缓存控制子模块以及存算控制子模块均信号连接，用于实现所述IO接口子模块、缓存控制子模块以及存算控制子模块的资源调度、指令执行以及数据处理；所述运算CPU子模块，还用于在接收主机CPU发送的数据无效信息后，控制缓存控制子模块将与数据请求相关但未处理的缓存数据发送至主机内存；所述IO接口子模块与主机CPU信号连接，用于控制数据的输入、输出及分配；所述缓存控制子模块与所述缓存子模块信号连接，用于控制数据是否存入缓存；所述存算控制子模块与存储模块信号连接，用于对存储模块的访问进行调度和控制。
[0011]通过采用上述技术方案，运算模块中存在不同功能的子模块，有助于实现运算模块对存储模块中的数据的处理效率，进而使得运算模块得以实现对存储模块中数据的读取、处理以及传输等功能，进而便于取代常规处理中的数据搬运步骤，提高数据的存储运算效率，运算CPU子模块可以在主机CPU判定数据存算一体固态硬盘模组处理的数据无效的情况下，将与数据请求相关的缓存数据转移至主机内存，由主机内存提供高算力的数据处理，降低了当数据存算一体固态硬盘模组无法完成数据处理时，主机无法得到数据的可能性，有助于提高存储
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运算应用上的灵活性。
[0012]在一个具体的可实施方式中，所述运算模块还包括计算子模块，所述计算子模块与存算控制子模块信号连接，用于存储以及提供预设的数据处理算法，所述数据处理引擎包括FPGA算法引擎、GPU算法引擎、TPU算法引擎、DPU算法引擎、NPU算法引擎以及BPU算法引擎中的一种或多种。
[0013]通过采用上述技术方案，在计算子模块中集成若干种预设的数据处理算法，有助于使得用户通过预设的算法对数据进行处理，进而有助于提高数据处理的效率。
[0014]第二方面，本申请提供一种数据存储系统，采用如下的技术方案：一种数据存储系统，所述数据存储系统包括用于存储数据的存储模块以及用于实现数据运算的数据存算一体存储运算模块，所述数据存算一体存储运算模块与存储模块信号连接，所述数据存算一体存储运算模块还同时与主机CPU信号连接。
[0015]通过采用上述技术方案，设置与主机CPU分离的运算模块，由于主机CPU在运算时需要将数据输送到内存中才可以开始运算，因此设置在主机CPU与存储模块之间的运算模块可以与存储模块两者组合形成一个同时具有存储和运算功能的数据存算一体存储运算模块，进而取代将数据传输到内存中再进行处理的流程，有助于提高主机对存储设备中的数据获取和处理的效率，降低主机设备的数据处理负担。
[0016]在一个具体的可实施方式中，所述数据存储系统包括至少两个数据存算一体存储运算模块，每个所述数据存算一体存储运算模块均与一个一一对应的存储模块信号连接，至少两个所述数据存算一体存储运算模块自主机CPU起自上而下逐级设置，所述数据存算一体存储运算模块用于当接收到主机CPU或上级数据存算一体存储运算模块发送的数据请求时，基于所述数据请求在对应的存储模块中检索对应的响应数据，若存在或接收到所述响应数据，则传输至所述主机CPU或上级数据存算一体存储运算模块；若无所述响应数据，则将所述数据请求传递至下级数据存算一体存储运算模块。
[0017]通过采用上述技术方案，将数据存算一体存储运算模块进行级联设置，有助于在
一个主机的基础下，同时连接并管理多个存储模块，进而有助于在扩大主机的数据存储能力的同时，保证对每个存储模块的控制，有助于提高主机的数据存储运算效率。
[0018]第三方面，本申请提供一种数据存储运算方法，采用如下的技术方案：一种数据存储运算方法，所述方法是基于如第二方面中任一所述的一种数据存储系统实现的，包括以下步骤：所述数据存算一体固态硬盘模组获取数据请求；所述数据存算一体固态硬盘模组基于所述数据请求，在对应的存储模块中获取对应的响应数据；所述数据存算一体固态硬盘模组获取所述响应数据后，将所述响应数据发送至数据请求端。
[0019]通过采用上述技术方案，设置与主机CPU分离的运算模块，由于主机CPU在运算时需要将数据输送到内存中才可以开始运算，因此设置在主机CPU与存储模块之间的运算模块可以与存储模块两者组合形成一个同时具有存储和运算功能的数据存算一体固态硬盘模组，进而取代将数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据存算一体固态硬盘模组，其特征在于：包括运算模块，所述运算模块与主机CPU连接，所述运算模块还同时与存储模块连接，所述运算模块用于接收主机CPU发送的数据请求，并基于所述数据请求进行数据获取、运算以及处理，所述数据请求至少用于描述数据获取、运算以及存储的指令。2.根据权利要求1所述的一种数据存算一体固态硬盘模组，其特征在于：所述运算模块与存储模块集成设置为存储
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运算一体式存储设备和/或所述运算模块与存储模块分离且独立配置。3.根据权利要求1所述的一种数据存算一体固态硬盘模组，其特征在于：所述运算模块至少包括运算CPU子模块、IO接口子模块、缓存控制子模块、存算控制子模块、缓存子模块；所述运算CPU子模块与IO接口子模块、缓存控制子模块以及存算控制子模块均信号连接，用于实现所述IO接口子模块、缓存控制子模块以及存算控制子模块的资源调度、指令执行以及数据处理；所述运算CPU子模块，还用于在接收主机CPU发送的数据无效信息后，控制缓存控制子模块将与数据请求相关但未处理的缓存数据发送至主机内存；所述IO接口子模块与主机CPU信号连接，用于控制数据的输入、输出及分配；所述缓存控制子模块与所述缓存子模块信号连接，用于控制数据是否存入缓存；所述存算控制子模块与存储模块信号连接，用于对存储模块的访问进行调度和控制；所述缓存子模块与缓存控制子模块连接，用于临时存储待处理的数据。4.根据权利要求3所述的一种数据存算一体固态硬盘模组，其特征在于：所述运算模块还包括计算子模块，所述计算子模块与存算控制子模块信号连接，用于存储以及提供预设的数据处理引擎，所述数据处理引擎包括FPGA算法引擎、GPU算法引擎、TPU算法引擎、DPU算法引擎、NPU算法引擎以及BPU算法引擎中的一种或多种；所述存算控制子模块还用于控制计算子模块中数据处理引擎的应用方式，所述计算子模块还用于在所述存算控制子模块的控制下，按照独立、并行、串行以及组合的形式控制所述数据处理引擎的工作，所述数据处理引擎还包括算法输入模块，所述算法输入模块用于输入并存储用户客制算法引擎。5.一种基于通用处理器的数据存算一体固态硬盘系统，其特征在于：所述系统包括用于存储数据的存储模块以及用于实现数据运算的数据存算一体存储运算模块，所述数据存算一体存储运算模块与存储模块信...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光第，黄蓉，周永锋，
申请(专利权)人：苏州科美信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：