特表2019-531525(P2019-531525A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特表2019-531525大容量記憶デバイス・パッケージおよびかかるパッケージのソフトウェア定義済みアレイ
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2019-531525(P2019-531525A)
(43)【公表日】2019年10月31日
(54)【発明の名称】大容量記憶デバイス・パッケージおよびかかるパッケージのソフトウェア定義済みアレイ
(51)【国際特許分類】
   G06F 1/18 20060101AFI20191004BHJP
   G06F 3/06 20060101ALI20191004BHJP
【FI】
   G06F1/18 A
   G06F3/06 540
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2019-503535(P2019-503535)
(86)(22)【出願日】2017年8月4日
(85)【翻訳文提出日】2019年1月23日
(86)【国際出願番号】IB2017054791
(87)【国際公開番号】WO2018029584
(87)【国際公開日】20180215
(31)【優先権主張番号】15/232,805
(32)【優先日】2016年8月10日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】390009531
【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION
(74)【代理人】
【識別番号】100108501
【弁理士】
【氏名又は名称】上野 剛史
(74)【代理人】
【識別番号】100112690
【弁理士】
【氏名又は名称】太佐 種一
(72)【発明者】
【氏名】クネジェヴィッチ、ニコラ
(72)【発明者】
【氏名】ナジ、ゾルターン
(72)【発明者】
【氏名】ブライケルツ、ゾーレン
(57)【要約】
【課題】大容量記憶デバイス・パッケージおよびかかるパッケージのソフトウェア定義済みアレイを提供する。
【解決手段】大容量記憶デバイス・パッケージは、同じ寸法の2つ以上の大容量記憶デバイスのスタックを備える構造を含み、各々が2つの対向する主表面を有するフォーム・ファクタを有する。大容量記憶デバイスは、それらの主表面に対して垂直なスタッキング方向に積載される。大容量記憶デバイス・パッケージは、スタックの頂部に装着され、それらと位置合わせされた、コントローラ・ボードをさらに含み、コントローラ・ボードは、大容量記憶デバイスを制御するように、スタックの大容量記憶デバイスに接続される、コネクタを含む。コントローラ・ボードは、2つの対向する主表面を有するフォーム・ファクタを有し、この主表面はスタックのより多くの大容量記憶デバイスの主表面と向かい合い、コントローラ・ボードの主表面のうちのいずれかの最大寸法は、スタッキング方向に対して垂直な任意の方向で、構造の最大寸法以下である。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
大容量記憶デバイス・パッケージであって、
各々が2つの対向する主表面を含むフォーム・ファクタを有する、同じ寸法の2つ以上の大容量記憶デバイスのスタックを備える構造であって、前記大容量記憶デバイスはそれらの主表面に対して垂直なスタッキング方向に積載される、前記構造と、
前記スタックの頂部に装着され、それらと位置合わせされた、コントローラ・ボードであって、前記コントローラ・ボードは、前記大容量記憶デバイスを制御するように、前記スタックの前記大容量記憶デバイスに接続するコネクタを備え、前記コントローラ・ボードは、2つの対向する主表面を有するようにフォーム・ファクタを有し、前記主表面は前記スタックのより多くの大容量記憶デバイスの主表面に対向し、前記コントローラ・ボードの前記主表面のうちのいずれかの最大寸法は、前記スタッキング方向に対して垂直な任意の方向で、前記構造の最大寸法以下である、前記コントローラ・ボードと、
を備える、大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項2】
前記構造はキャリア・ボードをさらに備え、前記スタックの前記大容量記憶デバイスの各々は、前記スタッキング方向に沿って積載されるように、前記キャリア・ボード上に横向きに装着される、
請求項1に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項3】
前記コントローラ・ボードの前記コネクタは第1のコネクタであり、
前記キャリア・ボードは、前記スタックの前記大容量記憶デバイスを前記第1のコネクタに接続する、第2のコネクタを備え、前記第1および第2のコネクタは、少なくとも1つの共通のコンピュータ・バス・インターフェースを有する、
請求項1または2に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項4】
前記第2のコネクタは、共通のコンピュータ・バス・インターフェースを実装することによって、別の大容量記憶デバイス・パッケージのキャリア・ボードへのそれらの接続を可能にするように構成され、前記別の大容量記憶デバイス・パッケージも請求項3に記載の、
請求項3に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項5】
前記第2のコネクタは、他の複数の大容量記憶デバイス・パッケージのキャリア・ボードへのそれらの接続を可能にするように構成され、前記他の複数の大容量記憶デバイス・パッケージの各々も請求項3に記載の、
請求項3または4に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項6】
前記第2のコネクタは、1つまたは複数のPCIeコンピュータ・バス・インターフェースを備える、
請求項3ないし5の一項に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項7】
前記コントローラ・ボードの前記コネクタは、SATAホスト・バス・アダプタを備え、
前記スタックの前記大容量記憶デバイスのうちの少なくとも1つは、前記コントローラ・ボードによって、または前記コントローラ・ボードを介して、フラッシュ・メモリとして動作されるように、前記SATAホスト・バス・アダプタに接続される、
請求項1ないし6の一項に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項8】
前記スタックは、同じ寸法の少なくとも3つの大容量記憶デバイスを備え、各々が前記コントローラ・ボードの前記コネクタのホスト・バス・アダプタに接続され、
前記コントローラ・ボードの前記コネクタは2つのSATAホスト・バス・アダプタを備え、前記スタックの前記大容量記憶デバイスのうちの2つは、それぞれ、前記コントローラ・ボードによって、または前記コントローラ・ボードを介して、フラッシュ・メモリとして動作されるように、前記2つのSATAホスト・バス・アダプタに接続される、
請求項7に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項9】
前記スタックは、同じ寸法の10個以上の前記大容量記憶デバイスを備え、各々が前記コントローラ・ボードの前記コネクタのホスト・バス・アダプタに接続される、
請求項6または7に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項10】
前記第1のコネクタは第1のPCIeアダプタを備え、前記第2のコネクタは第2のPCIeアダプタを備え、前記第2のPCIeアダプタは前記第1のPCIeアダプタに接続され、
前記キャリア・ボードは、
前記第2のPCIeアダプタに接続されたPCIeスイッチと、
1つまたは複数のPCIe/SATAコンバータであって、各々が前記PCIeスイッチに接続され、前記スタックの大容量記憶デバイスの1つまたは複数のサブグループは、各々、前記PCI−e/SATAコンバータのそれぞれの1つを介して前記PCIeスイッチに接続される、前記1つまたは複数のPCIe/SATAコンバータと、
をさらに備える、
請求項3に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項11】
前記パッケージは、2つのPCI−e/SATAコンバータと、大容量記憶デバイスの2つのサブグループとを備え、前記サブグループの各々は同じ寸法の4つの大容量記憶デバイスを備える、
請求項10に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項12】
前記パッケージは、3つのPCI−e/SATAコンバータと、大容量記憶デバイスの3つのサブグループとを備え、前記サブグループの各々は同じ寸法の4つの大容量記憶デバイスを備える、
請求項10に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項13】
前記コントローラ・ボードは処理ユニットを備え、前記コネクタは前記処理ユニットを前記スタックの前記大容量記憶デバイスに接続する、
請求項1ないし12の一項に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項14】
前記コントローラ・ボードはスイッチを備え、前記コネクタは前記スイッチを前記スタックの前記大容量記憶デバイスに接続し、前記スイッチは、請求項13に記載の大容量記憶デバイス・パッケージのコントローラ・ボードの前記処理ユニットに接続可能である、
請求項1ないし13の一項に記載の大容量記憶デバイス・パッケージ。
【請求項15】
大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイであって、
複数の大容量記憶デバイス・パッケージを備え、前記大容量記憶デバイス・パッケージのうちの少なくとも2つの各々は、
各々が2つの対向する主表面を含むフォーム・ファクタを有する、同じ寸法の2つ以上の大容量記憶デバイスのスタックを備える構造であって、前記大容量記憶デバイスはそれらの主表面に対して垂直なスタッキング方向に積載される、前記構造と、
前記スタックの頂部に装着され、それらと位置合わせされた、コントローラ・ボードであって、前記コントローラ・ボードは、前記大容量記憶デバイスを制御するように、前記スタックの前記大容量記憶デバイスに接続するコネクタを備え、前記コントローラ・ボードは、2つの対向する主表面を有するようにフォーム・ファクタを有し、前記主表面は前記スタックのより多くの大容量記憶デバイスの主表面に対向し、前記コントローラ・ボードの前記主表面のうちのいずれかの最大寸法は、前記スタッキング方向に対して垂直な任意の方向で、前記構造の最大寸法以下である、前記コントローラ・ボードと、
を備え、
前記大容量記憶デバイス・パッケージは前記アレイのパーティションとして構成され、前記パーティションの各々は前記パッケージのうちの少なくとも1つを含む、
大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイ。
【請求項16】
前記少なくとも2つの大容量記憶デバイス・パッケージの各々における前記構造は、キャリア・ボードをさらに備え、前記スタックの前記大容量記憶デバイスの各々は、前記スタッキング方向に沿って積載されるように、前記キャリア・ボード上に横向きに装着される、
請求項15に記載の大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイ。
【請求項17】
前記少なくとも2つの大容量記憶デバイス・パッケージの各々において、
前記コントローラ・ボードの前記コネクタは第1のコネクタであり、
前記キャリア・ボードは、前記スタックの前記大容量記憶デバイスを前記第1のコネクタに接続する、第2のコネクタを備え、前記第1および第2のコネクタは、少なくとも1つの共通のコンピュータ・バス・インターフェースを有する、
請求項15または16に記載の大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイ。
【請求項18】
前記少なくとも2つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの2つにおいて、前記第2のコネクタは、共通のコンピュータ・バス・インターフェースを実装することによって、別の大容量記憶デバイス・パッケージのキャリア・ボードへのそれらの接続を可能にするように構成され、前記少なくとも2つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの1つは、前記共通のコンピュータ・バス・インターフェースを実装することによって、前記少なくとも2つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの他方に接続される、
請求項17に記載の大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイ。
【請求項19】
前記アレイは3つの大容量記憶デバイス・パッケージを備え、前記3つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの1つは、前記第2のコネクタが他の複数の大容量記憶デバイス・パッケージのキャリア・ボードへのそれらの接続を可能にするように構成され、前記3つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの前記1つは、それらの前記第2のコネクタを介して前記3つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの他の2つの各々に接続される、
請求項17または18に記載の大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイ。
【請求項20】
前記アレイは2つの大容量記憶デバイス・パッケージを備え、前記2つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの第1の大容量記憶デバイス・パッケージにおいて、前記コントローラ・ボードは処理ユニットを備え、前記コネクタは前記処理ユニットを前記スタックの前記大容量記憶デバイスに接続し、前記2つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの第2の大容量記憶デバイス・パッケージにおいて、前記コントローラ・ボードはスイッチを備え、前記コネクタは前記スイッチを前記スタックの前記大容量記憶デバイスに接続し、前記スイッチは別の大容量記憶デバイス・パッケージのコントローラ・ボードの前記処理ユニットに接続可能であり、
前記2つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの前記第2の大容量記憶デバイス・パッケージは、それらの前記第2のコネクタを介して、前記2つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの前記第1の大容量記憶デバイス・パッケージに接続され、前記2つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの前記第2の大容量記憶デバイス・パッケージは、前記2つの大容量記憶デバイス・パッケージのうちの前記第1の大容量記憶デバイス・パッケージの前記処理ユニットによって、またはこれを介して、制御される、
請求項15に記載の大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイ。
【請求項21】
前記2つ以上の大容量記憶デバイス・パッケージの各々が内部に並んでコンパクトに収められる、シャーシ、
をさらに備える、請求項15ないし20の一項に記載の大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイ。
【請求項22】
大容量記憶デバイス・パッケージの第1のサブセットであって、大容量記憶デバイス・パッケージの前記第1のサブセットの各々は、前記コントローラ・ボードが処理ユニットを備えるように構成され、前記コネクタは前記処理ユニットを前記スタックの前記大容量記憶デバイスに接続する、前記大容量記憶デバイス・パッケージの第1のサブセットと、
大容量記憶デバイス・パッケージの第2のサブセットであって、大容量記憶デバイス・パッケージの前記第2のサブセットの各々は、前記コントローラ・ボードがスイッチを備えるように構成され、前記コネクタは前記スイッチを前記スタックの前記大容量記憶デバイスに接続し、前記スイッチは、前記第1のサブセットの大容量記憶デバイス・パッケージのコントローラ・ボードの前記処理ユニットに接続可能である、前記大容量記憶デバイス・パッケージの第2のサブセットと、
を備え、
前記第2のサブセットの前記大容量記憶デバイス・パッケージのリソースは、前記第1のサブセットの1つまたは複数の大容量記憶デバイス・パッケージのそれぞれの1つまたは複数のコントローラ・ボードによって、またはこれらを介して、制御される、
請求項21に記載のソフトウェア定義済みアレイ。
【請求項23】
前記シャーシは、電源ユニットを前記シャーシ内に収容するために、前記アレイの他のパッケージに比べて各々が限定数の大容量記憶デバイスを備える1つまたは複数の大容量記憶デバイス・パッケージに対向する電源ユニットを備える、
請求項21または22に記載のソフトウェア定義済みアレイ。
【請求項24】
前記アレイは、14個の大容量記憶デバイスの6個のパッケージと、10個の大容量記憶デバイスの2個のパッケージとを含む、高さ大容量記憶デバイス・パッケージを備え、前記2個のパッケージは前記シャーシ内に前記電源ユニットを収容するためのものである、
請求項21ないし23の一項に記載のソフトウェア定義済みアレイ。
【請求項25】
大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイであって、
2つ以上の大容量記憶デバイス・パッケージを備え、前記大容量記憶デバイス・パッケージは前記アレイのパーティションとして構成され、前記パーティションの各々は前記パッケージのうちの少なくとも1つを含み、前記パッケージの各々は、
構造およびコントローラ・ボードを備え、
前記構造は、
各々が2つの対向する主表面を含むフォーム・ファクタを有する、同じ寸法の2つ以上の大容量記憶デバイスのスタックであって、前記大容量記憶デバイスはそれらの主表面に対して垂直なスタッキング方向に積載される、前記2つ以上の大容量記憶デバイスのスタックと、
キャリア・ボードであって、前記スタックの前記大容量記憶デバイスの各々は、前記スタッキング方向に沿って積載されるように、前記キャリア・ボード上にそれらに対して垂直に装着される、前記キャリア・ボードと、
を備え、
前記コントローラ・ボードは前記スタックの頂部に装着され、それらと位置合わせされ、前記コントローラ・ボードは第1のコネクタを備え、前記コントローラ・ボードは2つの対向する主表面を含むフォーム・ファクタを有し、前記主表面は前記スタックのより多くの大容量記憶デバイスの主表面と向かい合い、前記コントローラ・ボードの前記主表面のうちのいずれかの最大寸法は、前記スタッキング方向に対して垂直な任意の方向で、前記構造の最大寸法以下であり、
前記パッケージの各々について、
前記パッケージの前記各々のキャリア・ボードは、前記パッケージの前記各々の前記コントローラ・ボードによる前記大容量記憶デバイスの制御を可能にするように、前記パッケージの前記各々の前記コントローラ・ボードの前記第1のコネクタに、前記スタックの前記大容量記憶デバイスを接続する、第2のコネクタを備え、
前記キャリア・ボードの前記第2のコネクタは、前記パッケージのうちの別の1つのキャリア・ボードの第2のコネクタに接続される、
大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に大容量記憶デバイス・パッケージおよびかかるパッケージのソフトウェア定義済みアレイの分野に関する。
【背景技術】
【0002】
ソフトウェア定義済みストレージ(SDS)システムは、通常、大型シャーシ、CPU、メモリ、ネットワーク・コントローラ、およびコモディティ・ディスクといった、コモディティ部分を使用する。総合的に考えると、構成要素の価格、ディスク当たりのオーバヘッドは著しく、すなわち、システムの価格は、そのシステムがホスト可能な最大数のサポート・ディスクによってディスクを分割しなければ、高くなる。
【0003】
たとえば、いくつかのデータセンタについて、ラック当たりの電力容量が低いと、従来のプラットフォーム上での可能な密度が制限される。その結果、ディスク当たりのシステムについての設備投資額が高くなり、さらに、構成要素のディスク当たりの電力使用量により運転費用も高くなる。
【0004】
SDSシステムに伴う別の問題は、これらのシステムが典型的に高いCPU使用率を有することである。たとえば72のディスクを管理するシステムは、ハイエンドCPUを常に100%の使用率まで非常に良好に駆動させ、CPUをボトルネックにする場合がある。
【0005】
加えて、SDSシステムは、ネットワーク相互接続の同様の高い使用率も有する。十分なポートを有さないことで、ネットワーク・インターフェース・コントローラの価格設定が通常高いというような否定的な結果となる可能性がある。
【0006】
ディスクおよびディスク・コネクタのみを含む、いわゆるJBOD(Just-a-Bunch-Of-Disks(単純ディスク束))システムが知られている。しかしながら、ヘッド・ノード(すなわち、JBODシステムに接続され、そのディスクを利用するシステム)は依然としてディスクを取り扱うのに十分強力である必要があるが、依然として潜在的に高い電力、ならびにCPUおよびネットワークの高い使用率に悩まされているため、こうしたシステムは、原則として上記の問題を解決しない。さらに、システムを完全に機能させるためには、ヘッド・ノードに別のシャーシが必要であるため、JBOD手法は概してシステムの密度の減少を示唆している。
【0007】
デイジー・チェーン式JBODシステムは、Serial Attached Small Computer System Interface(SAS)エクスパンダ・レベルで、入力/出力(IO)ボトルネックを導入する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従って発明が解決しようとする課題は大容量記憶デバイス・パッケージおよびかかるパッケージのソフトウェア定義済みアレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
第1の態様によれば、本発明は大容量記憶デバイス・パッケージとして具体化される。パッケージは、同じ寸法の2つ以上の大容量記憶デバイスのスタックを備える構造を備える。各記憶デバイスは、2つの対向する主表面を有するようなフォーム・ファクタを有する。大容量記憶デバイスは、それらの主表面に対して垂直なスタッキング方向に積載される。パッケージは、スタックの頂部に装着され、それらと位置合わせされた、コントローラ・ボードをさらに備える。コントローラ・ボードは、コントローラ・ボードを介して、またはコントローラ・ボードによって、大容量記憶デバイスの制御を可能にするように、スタックの大容量記憶デバイスに接続しているコネクタを備える。コントローラ・ボードもまた、2つの対向する主表面を有するようなフォーム・ファクタを有し、この主表面はスタックのより大容量の記憶デバイスの主表面に対向する(すなわち、向かい合う)。コントローラ・ボードの主表面のうちのいずれかの最大寸法は、当該スタッキング方向に対して垂直な任意の方向で、構造の最大寸法以下である。
【0010】
上記のパッケージにおいて、コントローラ・ボードは本来、スタッキング方向に対して垂直な平面、すなわち、記憶デバイスの拡張平面に対して平行な平面内に延在する。その他の点でコントローラ・ボードに課せられる制約の結果として、スタックされた記憶デバイスの構造に関する位置合わせおよび寸法に関して、パッケージの(当該スタッキング方向に対して垂直な平面内の)横方向の占有面積(lateral footprint)が、本来、コントローラ・ボードではなく構造によって決定されることになる。すなわち、コントローラ・ボードは、構造の輪郭を超えて横方向に突出せず、すなわちコントローラ・ボードは、そうでなければパッケージの横方向の占有面積に影響を与えることになるいかなる実質的な張り出しも当該構造の上に形成しない。それによって、緻密な配置を形成するために、ペアにすることが可能な、横方向にコンパクトなパッケージが取得される。
【0011】
特に、こうしたパッケージは、たとえばソフトウェア定義済みアレイにおいてモジュール・パッケージとして使用可能である。以下に記載されるような1つまたは複数の実施形態において、各パッケージは、たとえばそれらのキャリア・ボードを介して、ソフトウェア定義済みアレイにおける1つまたは複数の近隣パッケージに横方向に接続され得る。これにより、有利な拡張機能が得られる。さらに、こうしたパッケージのソフトウェア定義済みアレイのパーティションを、柔軟に構成することができる。
【0012】
1つまたは複数の実施形態において、構造はキャリア・ボードをさらに備え、スタックの大容量記憶デバイスの各々は、当該スタッキング方向に沿って積載されるようにキャリア・ボード上に横向きに装着される。キャリア・ボードは、スタックされた記憶デバイスの組み立てを容易にする。ここでも横方向の占有面積は、本来、今やキャリア・ボードを含んでいる構造によって決定される。
【0013】
1つまたは複数の実施形態において、キャリア・ボードは、コントローラ・ボードへの記憶デバイスの接続を容易にするために、スタックの大容量記憶デバイスをコントローラ・ボードの第1のコネクタに接続する、第2のコネクタをさらに備える。
【0014】
任意選択として、1つまたは複数の実施形態において、当該第2のコネクタは、前述のような別の大容量記憶デバイス・パッケージのキャリア・ボードへのその接続を可能にするように、さらに構成される。これによって、本明細書において下記にさらに詳細に説明されるように、こうしたパッケージのアレイは容易に拡張可能および構成可能になる。
【0015】
好ましいことに、第2のコネクタは、他の複数の大容量記憶デバイス・パッケージの2つ以上のキャリア・ボードへのその接続を可能にするように構成される。たとえば、第2のコネクタは、2つ以上のPCIeコンピュータ・バス・インターフェースを備え得る。了解されるように、近隣のキャリア・ボードへの直接接続を可能にするようにキャリア・ボードのコネクタを構成することによって、コントローラ・ボードからI/O処理をオフロードすることができる。加えて、これにより、ソフトウェア定義済みアレイ内でパッケージを容易に拡張できるようになる。
【0016】
好ましいことに、コントローラ・ボードの(第1の)コネクタは、SATAホスト・バス・アダプタ(すなわち、SATAコントローラ)を備え、スタックの大容量記憶デバイスのうちの少なくとも1つは、コントローラ・ボードによって、またはコントローラ・ボードを介して、フラッシュ・メモリとして動作されるように、当該SATAホスト・バス・アダプタに接続される。
【0017】
1つまたは複数の実施形態において、スタックは同じ寸法の少なくとも3つの大容量記憶デバイスを備え、その各々が、コントローラ・ボードの(第1の)コネクタのホスト・バス・アダプタに接続される。(第1の)コネクタは2つのSATAホスト・バス・アダプタを備え、スタックの大容量記憶デバイスのうちの2つは、コントローラ・ボードによって、またはコントローラ・ボードを介して、フラッシュ・メモリとして動作されるように、それぞれ、当該2つのSATAホスト・バス・アダプタに接続される。
【0018】
好ましいことに、スタックは同じ寸法の10個以上の当該大容量記憶デバイスを備え、その各々が、コントローラ・ボードの当該コネクタのホスト・バス・アダプタに接続される。
【0019】
1つまたは複数の実施形態において、第1のコネクタ(すなわち、コントローラ・ボードのコネクタ)は第1のPCIeアダプタを備え、(キャリア・ボードの)第2のコネクタは第2のPCIeアダプタを備え、第2のPCIeアダプタは第1のPCIeアダプタに接続される。キャリア・ボードは、第2のPCIeアダプタに接続されたPCIeスイッチと、各々がPCIeスイッチに接続された1つまたは複数のPCIe/SATAコンバータとを、さらに備える。加えて、スタックの大容量記憶デバイスの1つまたは複数のサブグループは、各々、PCIe/SATAコンバータのうちのそれぞれの1つを介して、当該PCIeスイッチに接続される。
【0020】
好ましいことに、パッケージは、2つのPCIe/SATAコンバータ、および大容量記憶デバイスの2つのサブグループを備え、サブグループの各々は同じ寸法の4つの大容量記憶デバイスを備える。
【0021】
より好ましいことに、パッケージは、3つのPCIe/SATAコンバータ、および大容量記憶デバイスの3つのサブグループを備え、サブグループの各々は同じ寸法の4つの大容量記憶デバイスを備える。
【0022】
1つまたは複数の実施形態において、コントローラ・ボードは処理ユニットを備える。したがって、コントローラ・ボードの(第1の)コネクタは、処理ユニットをスタックの大容量記憶デバイスに接続する。
【0023】
1つまたは複数の他の実施形態において、コントローラ・ボードは、スイッチを備えるが必ずしも処理ユニットを備えるとは限らない、エクスパンダ・ボードとして具体化される。さらに、エクスパンダ・ボードの(第1の)コネクタは、当該スイッチをスタックの大容量記憶デバイスに接続する。スイッチは、直前で喚起されたような大容量記憶デバイス・パッケージのコントローラ・ボードの処理ユニットに接続可能である。したがって、エクスパンダ・ボードのリソースは、処理ユニットが装備された別のコントローラ・ボードを介して、またはこの別のコントローラ・ボードによって、制御可能である。
【0024】
別の態様によれば、本発明は、大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイとして具体化される。アレイは、上記実施形態のうちのいずれかに従った、2つ以上の大容量記憶デバイス・パッケージを備える。これらのパッケージは、アレイのパーティションとして構成され、パーティションの各々はパッケージのうちの少なくとも1つを含む。
【0025】
1つまたは複数の実施形態において、大容量記憶デバイス・パッケージのうちの1つは、アレイのパッケージのうちの別の1つに接続される。各大容量記憶デバイス・パッケージは、前述のように、第2のコネクタを伴うキャリア・ボードを有する。
【0026】
好ましいことに、アレイは、3つ(またはそれ以上の)大容量記憶デバイス・パッケージを備える。パッケージの各々はキャリア・ボードを有し、その第2のコネクタは、アレイの他の複数の大容量記憶デバイス・パッケージの1つまたは複数のキャリア・ボードへのその接続を可能にするように構成される。したがって、パッケージのうちの1つは、関連するキャリア・ボードの第2のコネクタのおかげで、他の2つのパッケージの各々に接続可能である。
【0027】
この手法により、既存のパーティション上に容易に継ぎ足す(graft)ことができるパッケージを、追加または除去することが容易になる。次に、ソフトウェア定義済みアレイによって提供される柔軟性のおかげで、パーティションをソフトウェア内で容易に再構成することが可能である。
【0028】
1つまたは複数の実施形態において、パッケージのうちの第1のパッケージが、こうしたパッケージのキャリア・ボードの第2のコネクタを介してアレイのパッケージのうちの第2のパッケージに接続され、パッケージのうちの第2のパッケージは、パッケージのうちの第1のパッケージの処理ユニットによって、またはこの処理ユニットを介して、制御される。
【0029】
好ましいことに、ソフトウェア定義済みアレイはシャーシをさらに備え、その内部には大容量記憶デバイス・パッケージの各々が並んでコンパクトに収められる。
【0030】
1つまたは複数の実施形態において、アレイは大容量記憶デバイス・パッケージの2つのサブセットを備え、サブセットのうちの第2のサブセットのパッケージのリソースは、サブセットのうちの第1のサブセットの1つまたは複数のパッケージの1つまたは複数のコントローラ・ボードによって、またはそのコントローラ・ボードを介して、制御される。
【0031】
好ましいことに、シャーシは、シャーシ内に電源ユニットを収容するために、アレイの他のパッケージに比べて各々が限定数の大容量記憶デバイスを備える1つまたは複数の大容量記憶デバイス・パッケージに対向する電源ユニットを備える。
【0032】
1つまたは複数の実施形態において、アレイは、14個の大容量記憶デバイスの6個のパッケージと、10個の大容量記憶デバイスの2個のパッケージとを含む、高さ大容量記憶デバイス(height mass storage devices)・パッケージを備え、この2個のパッケージは、シャーシ内に電源ユニットを収容するために、限定数の大容量記憶デバイスを備える。
【0033】
さらに別の態様によれば、本発明は、2つ以上の大容量記憶デバイス・パッケージを備える、大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイとして具体化され、大容量記憶デバイス・パッケージは、パーティションの各々が少なくとも1つのパッケージを含む、アレイのパーティションとして構成される。パッケージの各々は、2つ以上の大容量記憶デバイスのスタックおよびキャリア・ボードを備える構造を備える。記憶デバイスは同じ寸法であり、各々が2つの対向する主表面を有するようなフォーム・ファクタを有し、それによって大容量記憶デバイスは、それらの主表面に対して垂直なスタッキング方向に積載される。スタックの大容量記憶デバイスの各々は、当該スタッキング方向に沿って積載されるように、キャリア・ボード上にそれに対して垂直に装着される。各パッケージは、スタックの頂部に装着され、それらと位置合わせされた、コントローラ・ボードをさらに備え、コントローラ・ボードは第1のコネクタを備え、コントローラ・ボードは、2つの対向する主表面を有するようなフォーム・ファクタを有し、この主表面はスタックのより多くの大容量記憶デバイスの主表面と向かい合い、コントローラ・ボードの主表面のうちのいずれかの最大寸法は、当該スタッキング方向に対して垂直な任意の方向で、構造の最大寸法以下である。加えて、また当該パッケージの各々について、キャリア・ボードは、当該コントローラ・ボードによる大容量記憶デバイスの制御を可能にするように、スタックの大容量記憶デバイスをコントローラ・ボードの第1のコネクタに接続する、第2のコネクタを備える。キャリア・ボードの第2のコネクタは、アレイのパッケージの別の1つのキャリア・ボードの第2のコネクタに接続される。
【0034】
次に、本発明を具体化する大容量記憶デバイス・パッケージおよびこうしたパッケージのソフトウェア定義済みアレイを、非限定的な例として、添付の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【0035】
図1】本発明の実施形態に従った、シャーシ内に並んで配置された大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイを示す上面図である。
図2図1に示されたようなアレイの論理的概観を表す図であり、アレイは5つのパーティションを示す。最後の3つのパッケージは、本発明の実施形態に含まれる拡張パーティションとして構成される。
図3】本発明の実施形態に従った、キャリア・ボード設計を示す図である。
図4】本発明の実施形態に従った、処理ユニットを含むコントローラ・ボードを示す図である。
図5】本発明の実施形態に従った、エクスパンダ・ボード(いかなる処理ユニットもない)として構成される、コントローラ・ボードを示す図である。
図6】本発明の実施形態に従った、近隣パッケージの接続を示す図であり、パッケージのうちの1つは図4のコントローラ・ボードを含み、接続されたパッケージは図5のエクスパンダ・ボードを備える。
【発明を実施するための形態】
【0036】
添付の図面は、本発明の1つまたは複数の実施形態に従った、デバイスまたはその部分の簡略表現を示す。図面に示される技術的特徴は、必ずしも一定の縮尺とは限らない。図面内の同様の要素または機能的に同様の要素には、特に指示のない限り、同じ参照番号が割り振られている。
【0037】
下記の説明は、以下のように構造化されている。第1に、一般的な例示の実施形態および高水準な変形形態が示される(セクション1)。次のセクションは、より具体的な例示の実施形態および技術的な実装の詳細を対象としている(セクション2)。
【0038】
1.一般的な例示の実施形態および高水準な変形形態
【0039】
図1図6を参照して、第1に、大容量記憶デバイス・パッケージ10、10a、10bに関する本発明の態様を説明する。こうしたパッケージは、図1に示されるようなソフトウェア定義済みアレイ内で使用可能である。ソフトウェア定義済みアレイは、後に詳細に考察する本発明の別の態様に関する。
【0040】
本大容量記憶デバイス・パッケージは、特に、2つ以上の大容量記憶デバイス14のスタックを含む構造を備える。大容量記憶デバイスは、たとえば、ハード・ディスク・ドライブ、光ドライブ、またはソリッドステート・ドライブである。各パッケージに含まれる様々なデバイス14は、好ましくは同じタイプである。
【0041】
図1に概略的に示されるように、所与のスタックの記憶デバイス14はすべて同じ(またはほぼ同じ)寸法を有する。それらは特に、同様のフォーム・ファクタを有する。各記憶デバイス14は、2つの対向する主表面を表す。こうした表面は、たとえば各々が(x,z)面に対して平行である。記憶デバイス14は、スタックを形成するために、(x,z)面に対して平行な、スタッキング方向y、たとえば、それらの主表面に対して、またはそれらの平均面に対して垂直な方向に沿って、積載される。
【0042】
図2または図6でより良くわかるように、各パッケージはコントローラ・ボード12、12aをさらに備える。コントローラ・ボードは、スタックの頂部に装着され、それらと位置合わせされる。コントローラ・ボード12、12aは、1つまたは複数のコンピュータ・バス・インターフェースを実装し得る第1のコネクタ125を備える。これらのコネクタ125は、特に、コントローラ・ボードによって(またはコントローラ・ボードを介して)大容量記憶デバイス14を制御できるように、スタックの大容量記憶デバイス14に接続する。
【0043】
コントローラ・ボード12、12aもフォーム・ファクタを有し、すなわち、スタックのより多くの大容量記憶デバイス14の主表面に対向する(すなわち、向かい合った)、2つの対向する主表面を表す。コントローラ・ボード12、12aの主表面の(うちのいずれかの)最大寸法は、当該スタッキング方向yに対して垂直ないずれかの方向(x,z)にスタック(および、場合によっては他の構成要素、下記を参照)を備える構造の、最大寸法以下である。
【0044】
本手法において、コントローラ・ボード12、12aは、本来、スタッキング方向yに対して垂直な平面(x,z)、すなわち、記憶デバイス14の拡張平面に対して平行な平面内に延在する。その他の点でコントローラ・ボード12、12aに課せられる制約の結果として、スタックされた記憶デバイス14の構造に関する位置合わせおよび寸法に関して、パッケージの(当該スタッキング方向に対して垂直な平面内の)横方向の占有面積が、本来、コントローラ・ボード12、12aではなく構造によって決定されることになる。すなわち、コントローラ・ボードは、構造の輪郭を超えて横方向に突出しない。言い換えれば、コントローラ・ボードは、その他の方法でパッケージの横方向占有面積に影響を与えることになるいかなる実質的な張り出しも当該構造の上に形成しない。それによって、緻密な配置を形成するために、ペアにすることが可能な、横方向にコンパクトなパッケージが取得される。
【0045】
特に、こうしたパッケージは、たとえば後で説明するソフトウェア定義済みアレイ1において、モジュール・パッケージとして使用可能である。以下に記載されるような1つまたは複数の実施形態において、各パッケージ10、10a、10bは、たとえばそれらのキャリア・ボードを介して、1つまたは複数の近隣パッケージに横方向に接続され得る。これにより、有利な拡張機能が得られる。であるからこそ、こうしたパッケージのソフトウェア定義済みアレイ1のパーティションを柔軟に構成することができる。
【0046】
コントローラ・ボード12、12aは、独立した、すなわち、1つまたは複数の処理ユニット、またはエクスパンダ・ボードを有する(たとえば、入力/出力(I/O)処理を超える処理機能を有さないかまたはほとんど有さない)コントローラ・ボードであり得る。さらに、エクスパンダ・ボード12aのリソース14は、少なくとも1つの他の大容量記憶デバイス・パッケージ10、すなわち、処理機能を伴うボード12を有するパッケージを含む、別のパーティションによって管理され得る。各々の場合において、コントローラ・ボード12、12aは、大容量記憶デバイス14のスタックとインターフェースするハードウェア・デバイスである。
【0047】
コネクタ125は、典型的には1つまたは複数のコンピュータ・バス・インターフェースを実装するホスト・バス・アダプタを備え、インターフェースは、たとえば、キャリア・ボード16上の相手方アダプタを介して、スタックの大容量記憶デバイス14をホスト・バス・アダプタに接続するように構成される。
【0048】
ホスト・バス・アダプタ(HBA)は、入力/出力(I/O)処理、および、ホスト・デバイス(たとえば、コントローラ・ボード)と接続されたデバイス(たとえば、大容量記憶デバイス14)との間の物理的接続を提供する、回路ボードまたは集積回路アダプタあるいはその両方である。HBAは、通常、別々のカードとして企図される。しかしながら、本コンテキストにおいて、HBAは典型的には、本質的にコントローラの一部を形成するものとみなされる。たとえば、本明細書で説明する1つまたは複数の実施形態において、コントローラ・ボードには、本質的にすでに内蔵されているHBAを有する、PCIエクスプレス・コントローラが装備され得る。言い換えれば、本明細書で使用される「HBA」という用語は、コントローラの回路内に統合された回路自体よりも、HBA回路の技術的機能を指している。さらに、バス・インターフェースは、一般に、ホスト・バス・アダプタを介して、接続されたデバイス、たとえば大容量記憶デバイス14を、たとえばコントローラ・ボード12、12aのプロセッサとインターフェースさせることが全体で可能な、コンピュータ・バス・プロトコル、方法、およびハードウェア構成要素を指す。しかしながらこうした用語は、しばしば、文書内で同義に使用される。本明細書で考察する1つまたは複数の実施形態において、「コネクタ」は、1つまたは複数のコンピュータ・バス・インターフェースを実装するホスト・バス・アダプタを備え得るとみなされる。
【0049】
次に図1図3をより具体的に参照すると、本大容量記憶デバイス・パッケージ10、10a、10bの構造は、1つまたは複数の実施形態において、キャリア・ボード16を備え得、その上にスタックの大容量記憶デバイス14の各々が横向きに装着され、すなわち、各デバイス14(典型的には、本来平坦なオブジェクトである)の平均面はキャリア・ボード(これも典型的には、本来平坦である)の平均面に対して横向きである。結果として、デバイス14は、方向y、すなわち図1に見られるように、それらの主表面に対して垂直な方向に積載される。記憶デバイス14は、好ましいことに、キャリア・ボード16に対して垂直に装着される。
【0050】
図1(上面図である)に対する変形形態において、キャリア・ボードはデバイス14の後方に装着され得る(したがって、図1ではもはや見えなくなる)。
【0051】
キャリア・ボード16は、スタックされたデバイス14の組み立てを容易にし、場合によってはスタックされたデバイス14を備える構造の一部を形成する。ここでも、コントローラ・ボード12、12aの主表面のうちのいずれかの最大寸法は、デバイスのスタッキング方向yに対して垂直ないずれかの方向x、zにおいて、(デバイス14のスタックおよびキャリア・ボード16を含む)構造の、最大寸法以下であるため、図1に示されるように、パッケージ10〜10bは横方向にコンパクトにペアにすることが可能である。言い換えれば、これは、本来、パッケージの横方向の占有面積を決定する(デバイス14のスタックおよびキャリア・ボード16を備える)構造であり、こうした構造は、さらに他の構成要素(特に、熱除去構成要素、たとえば冷却プレート、ホイル、コームなど)を備え得ることに留意されたい。
【0052】
加えて、キャリア・ボードは、図3または図6に示されるように、デバイス14のコントローラ・ボードへの接続を容易にするために活用され得る。この点において、またたとえば図6に示されるように、キャリア・ボード16は、1つまたは複数の実施形態において、スタックの大容量記憶デバイス14をコントローラ・ボード12、12aの(第1の)コネクタ125に接続する、(第2の)コネクタ165を備え得る。そのために、コネクタ125および165は、とりわけSATA、PCIeなどを含み得る、互換性インターフェースを有する。たとえば、(コントローラ・ボード上の)第1のコネクタ125は、第1のPCIeアダプタおよび第1のSATAアダプタを備え得る一方で、(キャリア・ボード側の)第2のコネクタ165は、第2のPCIeアダプタおよび第2のSATAアダプタを備え得、第2のアダプタは第1のアダプタに接続される。
【0053】
加えて、キャリア・ボードは、近隣パッケージへの接続を容易にするために活用され得る。すなわち、キャリア・ボード16のコネクタ165は、好ましいことに、別の同様のパッケージ10、10a、10bのキャリア・ボードのコネクタへのそれらの接続を可能にするように構成される。さらに好ましいことに、キャリア・ボード16のコネクタ165は、それぞれのパッケージ10、10a、10bの2つ以上のキャリア・ボード16へのそれらの接続を可能にするように構成され得る。近隣の(たとえば、隣接する)キャリア・ボードへの接続は、典型的には、図6で想定されるように、PCIeコンピュータ・バス・インターフェースのおかげで達成される。
【0054】
さらに図6に見られるように、コネクタ125、165は、実際にいくつかのPCIeインターフェースを含み得る。より一般的には、コントローラ・ボード12、12aまたはキャリア・ボード16上のコネクタ125、165は、典型的には、他の構成要素12、12a、16上の相手方コネクタに、1対1マッピングで接続する、いくつかのコネクタ(すなわち、アダプタおよびインターフェース)を含む。
【0055】
したがって、パッケージ10〜10bの各々、またはそれらのサブセットは、図6に示されるように、それらそれぞれのキャリア・ボード16のコネクタ165を介して、ソフトウェア定義済みアレイ内の1つまたは複数の近隣パッケージに接続され得る。了解され得るように、近隣のキャリア・ボードへの直接接続を可能にするようにキャリア・ボード16のコネクタを構成することによって、コントローラ・ボードからI/O処理をオフロードすることができる。さらにこれによって、ソフトウェア定義済みアレイ内のパッケージ10〜10bを容易に拡張することが可能になる。
【0056】
図3および図6内にさらに示されるように、コントローラ・ボード12、12aのコネクタ125は、1つまたは複数の実施形態において、ハード・ディスク、光、およびソリッドステートのドライブなどの、大容量記憶デバイスへの接続に特に好適な、SATAホスト・バス・アダプタをさらに備え得る。したがって、スタックの大容量記憶デバイス14(たとえば、ボード12、12aに最も近いデバイス)のうちの1つまたは複数、たとえばサブセット161は、コントローラ・ボード12、12aによって(またはこれらを介して)、フラッシュ・メモリとして効率的に動作するように、コネクタ165のSATAホスト・バス・アダプタに直接接続され得る。たとえば図3に示されるように、コントローラ・ボード12、12aのコネクタ125は、2つのSATAホスト・バス・アダプタを備え得る。これによって、スタックの2つの大容量記憶デバイス14のサブセット161を、それぞれ、2つのSATAホスト・バス・アダプタに直接接続することができる。前述の理由により、「SATAホスト・バス・コントローラ」という用語は「SATAコントローラ」と等価であることに留意されたい。
【0057】
各パッケージ10、10a、10bは、典型的にはいくつかの記憶デバイス14を備えるものとする。たとえば、全長パーティション内に、10個の(同じ寸法の)記憶デバイス14、または図3に示されるように14個のデバイス14を含み得る。こうした好ましい数は、好ましくはPCIe×4コネクタが使用される一方で、サブセット161は、典型的にはフラッシュ・メモリとして使用される2つのデバイス14を含む、という事実によって生じる。より一般的には、各パッケージは4n+m個のデバイス14を含み得、nは大容量記憶として使用されるデバイスのサブセット162〜164の数を示し、mはフラッシュ・メモリとして使用されるデバイスの数を示す。各デバイス14は、コントローラ・ボード12、12aのコネクタ125のホスト・バス・アダプタに、直接または間接的に接続される。
【0058】
特に、キャリア・ボード16は、(キャリア・ボード16のPCIeアダプタに接続された)PCIeスイッチ166と、各々がPCIeスイッチ166に接続された1つまたは複数のPCIe/SATAコンバータ167とを、さらに備え得る。このように、記憶デバイス14の1つまたは複数のサブグループ162〜164は、図3に示されるように、PCIe/SATAコンバータ167のそれぞれ1つを介して、PCIeスイッチ166に接続可能である。
【0059】
さらに図3に示されるように、2つのPCIe/SATAコンバータ167を使用して、長さが限定された構成において、大容量記憶デバイス14の2つのサブグループ162、163(サブグループ162、163の各々は同じ寸法の4つの大容量記憶デバイス14を備える)をそれぞれ接続することができる。全長パーティションにおいて、記憶デバイス14の3つのサブグループ162〜164を接続するために、3つのPCIe/SATAコンバータ167が使用される。
【0060】
前述のように、コントローラ・ボードは、コントローラ・ボードが装着されるスタックの大容量記憶リソース14の独立した制御を提供し得る。たとえば、図4および図6に見られるように、コントローラ・ボード12は処理ユニット121を備え得る。こうした場合、コネクタ125は、処理ユニット121をスタックの大容量記憶デバイス14に接続する働きをする。他方で、コントローラ・ボードがエクスパンダ・ボード12a(図5図6)として具体化される場合、コントローラ・ボード12aは、たとえば、スイッチ128と、スイッチ128をスタックの大容量記憶デバイス14に接続するコネクタ125とを備え得る。さらにまた、スイッチ128は、近隣のパッケージ10のコントローラ・ボード12の処理ユニット121に接続可能であるため、パッケージ10a、10bのリソースはこのパッケージ10のコントローラ・ボード12によって制御され得る。
【0061】
図1に戻って参照すると、別の態様に従い、本発明は大容量記憶デバイス・パッケージ10、10a、10bのソフトウェア定義済みアレイ1として具体化することが可能である。基本的に、こうしたアレイ1は、前述のような2つ以上の大容量記憶デバイス・パッケージ10、10a、10bを備える。パッケージ10、10a、10bは、アレイ1のパーティションとして構成され得る。各パーティションは、少なくとも1つのパッケージ10(独立のコントローラ・ボード12を有する)、および、場合によっては他のパッケージ10a、10b(実質的な処理機能を持たない拡張パーティションとも呼ばれる)を含む。加えて、パーティションは、エクスパンダ・ボード12aが独立ボード12によって制御される、拡張パーティション10a、10bを含み得る。たとえば図2では、5つの(独立)パーティションが提供されている。最後のパーティションは、独立ボード12を伴うパッケージ10と、単一の独立コントローラ・ボード12に接続されたエクスパンダ・ボード12aに依拠した、3つの拡張パーティション10a、10bとを含む、4つのパッケージ10〜10bを含む。エクスパンダ・ボード12aは、図3を参照しながら上記で考察したような1つまたは複数の実施形態において、少なくとも一部分においてキャリア・ボードによって提供される接続により、各々がそのボード12に直接接続されるのではなく、好ましくはキャリア・ボードからキャリア・ボードへと接続される。
【0062】
図1図3を参照しながら上記で説明したように、アレイ1の各パッケージ10、10a、10bは、デバイスの組み立てを容易にするために、好ましくは、記憶デバイス14の各々がその上に横向きに装着され、方向yに沿ってスタックされた、キャリア・ボード16を備える。より好ましいことに、1つまたは複数のキャリア・ボード16のコネクタ165は、各々、このコントローラ・ボード12(または12a)による(またはこれを介した)制御を可能にするように、それぞれのスタックのデバイス14を、それぞれのコントローラ・ボードのコネクタ125に接続することができる。
【0063】
加えて、パッケージ10のうちの1つまたは複数は、好ましくは、たとえば、それらのコネクタ165によって提供されるPCIeインターフェースのおかげで、キャリア・ボード16の接続を活用することによって、各々、1つまたは複数の近隣パッケージに接続するものとする。
【0064】
前述のように、パッケージ10〜10bの設計によってモジュール方式が可能である。たとえば、新規パッケージを既存のパーティション上に容易に継ぎ足すことができ、次に、ソフトウェア定義済みアレイによって提供される柔軟性のおかげで、この既存のパーティションをソフトウェア内で容易に再構成することが可能である。たとえば、図6に戻って参照すると、1つまたは複数の実施形態において、大容量記憶デバイス・パッケージのソフトウェア定義済みアレイ1は、キャリア・ボード16上のPCIe×4コネクタのおかげで、2つの隣接パッケージ10、10aの各々に接続可能な、少なくとも1つのパッケージ10を含み得る。次に、パッケージは、前のパッケージから先のパッケージへ、などの接続が可能であり得る。アレイ1において、いくつかのパッケージ10は処理機能(I/O処理の場合を除く)を伴うコントローラ・ボード12を含み、その他の10a、10bは拡張パーティションの一部であるため、拡張ボード12aのみが必要である。さらにまた、拡張パッケージ10a、10bのリソースは、パッケージ10のコントローラ・ボード12によって、またはこれらを介して、制御可能である。
【0065】
パーティションは、アレイ1内のパッケージの実際の位置とは無関係に構成可能であることに留意されたい。さらにエクスパンダ・ボードは、図1において想定されるように、好ましくは並んで連続的に装着される。
【0066】
さらに図1に示されるように、アレイ1は、典型的には、内部に大容量記憶デバイス・パッケージ10、10a、10bが並んでコンパクトに収められる、シャーシ40を備え得る。1つまたは複数の実施形態において、シャーシ40内に電源ユニット50が収められる。コンパクトであることにより、電源ユニット50はパッケージ10bのうちの1つまたは複数に対向して配置され得る。こうした場合において、対向するパッケージ10bは、シャーシ40内に電源ユニット50を収容するために、アレイ1の他のパッケージ10a、10bに比べて限定数の大容量記憶デバイス14を備え得る。たとえば、デバイス14の(図3のような全長構成における3つではなく)2つのサブセット162、163を提供することによって、2つの隣接パッケージ10bに対向する電源ユニット50を格納するのに十分な空間を確保することが可能である。
【0067】
標準のディスク14およびシャーシに依拠する1つまたは複数の実施形態において、14個のディスク14の6個のパッケージ10、10aと、10個のディスク14の2個のパッケージ10bとを含む、高さ隣接パッケージ10、10a、10bを使用して、特にコンパクトな配置が達成され得、この2個のパッケージ10bは、シャーシ内に電源ユニットを収容するように縮小されている。
【0068】
上記実施形態は、添付の図面を参照しながら簡潔に説明したものであり、多くの変形形態に適応可能である。上記特徴のいくつかの組み合わせが企図され得る。たとえば、図6を参照すると、ソフトウェア定義済みアレイ1の好ましい実施形態は、アレイ1のパーティションとして構成される2つ以上の大容量記憶デバイス・パッケージ10、10a、10bを含み、パーティションの各々は少なくとも1つのパッケージ10〜10bを含む。各パッケージはキャリア・ボードおよび(同じ寸法の)大容量記憶デバイス14のスタックを伴う構造を備える。デバイス14は、それらの主表面に対して垂直な方向yに積載されるように、キャリア・ボード16上に垂直に装着される。コントローラ(またはエクスパンダ)・ボード12、12aが各スタックの頂部に装着され、それらと位置合わせされる。各コントローラ・ボード12、12aはフォーム・ファクタを有し、その主表面は、記憶デバイス14の主表面と対向する(すなわち、向かい合う)。コントローラ・ボード12、12aの最大寸法は、スタッキング方向yに対して垂直な平面内の構造の最大寸法以下である。各パッケージのキャリア・ボード16は、当該コントローラ・ボードによる(またはこれを介した)デバイス14の制御を可能にするように、このパッケージの大容量記憶デバイス14をその同じパッケージのコントローラ・ボードの第1のコネクタ125に接続する、第2のコネクタ165を備える。加えて、1つまたは複数のキャリア・ボードのコネクタ165は、1つまたは複数の他の(すなわち、他のパッケージの)キャリア・ボード16のコネクタ165に接続される。このように、パッケージの緻密なアレイが取得可能であり、これによって、アレイの区分における柔軟性を可能にしながら、ボード12からI/O処理をオフロードすることが可能である。
【0069】
他の具体的な実施形態が企図され、その例を次のセクションで説明する。
【0070】
2.具体的な例示の実施形態
【0071】
本セクションで説明する実施形態は、8個の独立したシステムに区分された合計104個のディスクを利用することが可能なソフトウェア定義済み記憶プラットフォームを収容する、4Uエンクロージャ(enclosure)に依拠する。また、了解されるように、プラットフォームは任意のn個のシステムに区分可能であり、n∈[2;8]である。さらに、こうした実施形態は、SATA終端を伴う拡張可能PCI−eツリーを利用することによって、システム内でのアクセス可能なディスクの数を拡張することを可能にしている。
【0072】
たとえば、図1のように、6つの全長パッケージ10および2つの限定長パッケージ10a、10bを含む、合計8個のパーティション(または列)に区分された、4Uシステムを想定してみる。各パーティションは、独立パーティション10(他の列から完全に独立している)とするか、または、この場合、そのリソースが別のパーティションによって管理される、拡張パーティション10a、10bとすることが可能である。図2を参照されたい。
【0073】
図3に示されるように、全長パーティションは14個のドライブ14をサポートし、半長パーティションは10個のドライブをサポートする。ドライブの数は、選択するラックの寸法によって限定される。また、本設計は拡張可能であり、異なる寸法のラックを用いて、より多くのパーティション当たりのドライブ数が達成され得る。
【0074】
組み立てを容易にするために、ドライブ16はキャリア・ボード16に接続される。ドライブに加えて、各パーティションは、単一のコントローラ・ボード12またはエクスパンダ・ボード12aのいずれかを含むことができる。エクスパンダ・ボードを含むパーティションは、拡張パーティションと呼ばれる。そのリソースは、図2に示されるように、(独立)コントローラ・ボードを含む接続されたパーティションから制御される。各キャリア・ボード16は、コントローラまたはエクスパンダ・ボードを取り付けるためのコネクタを含む。加えて、キャリア・ボード16は、たとえば、隣接する周囲のキャリア・ボード16を介して、それらを隣接パッケージに接続するためのコネクタ165を含む(図3)。
【0075】
低電力システムを構築するために、コントローラ12は、PowerPCプロセッサ121、メモリ122、ネットワーク接続124、たとえば2つのPCI−eコネクタおよび2つのSATAコネクタを含むコネクタ165などの、ユニットを備え得る。2つのPCI−eコネクタおよび2つのSATAコネクタは、キャリア・ボード16(図4)に接続するために使用される。ここで「PCI−e」とは、PCI−e×4接続を示す。エクスパンダ・ボード12a(図5)は、キャリア・ボード16、ならびに別のエクスパンダ・ボード12aまたはコントローラ・ボード12に接続するための論理を含む、専用ボードである。
【0076】
組み立てをより簡略化するために、別のエクスパンダ・ボードまたはコントローラ・ボードへの接続は、キャリア・ボード16(図3に示される)を介してルーティングされる。エクスパンダ・ボードは、着信するPCI−e信号を1つの部分と2つの他のPCIe部分とに分割する、PCI−eスイッチ128を含み、信号の1つの部分はPCI−e/SATAコンバータ126に進み、このコンバータ126はキャリア・ボード16上の2つのディスク(サブセット161)をさらに制御する。第1の部分は、パッケージ内の残りのディスク14を制御するためにキャリア・ボード16にルーティングされ、他の部分は、PCIeコネクタを介して次のキャリア・ボード16にルーティングされる。システムの拡張機能は、図6に示されるように、キャリア・ボード16の間の接続を介して達成される。興味深いことに、コントローラ・ボード12上のCPU121から着信するPCI−e信号は、コントローラ・ボード12とキャリア・ボード16との間のコネクタ125、165を介して、そこから次のキャリア・ボードへとルーティングされる。ここで、この信号はキャリア・ボード16とエクスパンダ・ボード12aとの間のPCIeコネクタを通過して、PCI−eスイッチ128に入り、さらに同様に伝搬される。
【0077】
以上、本発明について、限定数の例示的実施形態、変形形態、および添付の図面を参照しながら説明してきたが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更および均等物への置き換えが可能であることを理解されよう。特に、所与の実施形態、変形形態において説明された、または図示された(デバイスまたは方法などの)特徴は、本発明の範囲を逸脱することなく、別の実施形態、変形形態、または図面内の別の特徴と組み合わせるかまたはこれらに置き換えることが可能である。したがって、上記の実施形態または変形形態のいずれかに関して説明した特徴の、依然として添付の特許請求の範囲内にある様々な組み合わせが、企図され得る。加えて、本発明の範囲を逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの若干の改変が可能である。したがって、本発明は開示される特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は添付の特許請求の範囲内に入るすべての実施形態を含むものであることが意図される。加えて、上記で明示的に触れた以外の多くの他の変形形態が企図可能である。たとえば、実施形態におけるパッケージは、デバイス14によって発生する熱を、たとえば(明示的に示されていないが示唆された)ヒート・シンクを介して除去するために、熱除去ホイルなどの付加的構成要素を備え得る。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
【国際調査報告】