本發(fā)明涉及通用服務器領域，具體涉及一種冷存儲服務器硬盤擴展設計方法。

背景技術：

隨著云計算的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心對存儲量的要求越來越高，更高密度、高性價比、更節(jié)能的服務器不斷推陳出新。數(shù)據(jù)存儲量的不斷增加使得數(shù)據(jù)的存儲和訪問策略開始分化，根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問頻次可將數(shù)據(jù)分為熱數(shù)據(jù)、溫數(shù)據(jù)和冷數(shù)據(jù)。隨著大數(shù)據(jù)挖掘技術的發(fā)展，越來越多的冷數(shù)據(jù)被參與到計算和分析中，而不斷擴大的冷存儲需求對冷存儲系統(tǒng)的容量、功耗以及成本的要求也越來越高。

現(xiàn)有技術中，冷存儲服務器通常采用一些低功耗、高集成度的cpu，如intelavoton、broadwell-decpu等作為冷存儲的主控芯片，從而盡可能的簡化設計、降低功耗。但通常冷存儲服務器采用的cpu中pcie資源非常有限，如何有效利用pcie資源最大限度實現(xiàn)低成本的存儲擴展成為當下需要解決的重要問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種冷存儲服務器硬盤擴展設計方法，提高冷存儲服務器的系統(tǒng)存儲容量，并引入管理功能，方便系統(tǒng)維護。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種冷存儲服務器硬盤擴展設計方法，冷存儲服務器系統(tǒng)采用pcie分配架構，引入pcie擴展sata的芯片進行sata硬盤擴展，并通過cpld收集sata狀態(tài)信息實現(xiàn)硬盤狀態(tài)指示和硬盤管理，具體設計步驟如下：

步驟一：設計冷存儲服務器pcie分配架構，實現(xiàn)bmc、pciex8slot、ocp連接器、nvmessdx2及多個sata的支持；

步驟二：設計冷存儲服務器硬盤擴展架構，引入pcie擴展sata的芯片，實現(xiàn)19個sata硬盤和2個nvme硬盤的擴展設計；

步驟三：設計冷存儲服務器硬盤管理架構，通過cpld收集sata狀態(tài)信息實現(xiàn)硬盤狀態(tài)指示，cpld與bmc通信進行硬盤管理。

基于上述方案，本發(fā)明作如下優(yōu)化：

如上所述的冷存儲服務器硬盤擴展設計方法，所述冷存儲服務器基于intelbroadwell-de平臺開發(fā)，冷存儲器采用步驟一中設計的高效pcie架構，實現(xiàn)pcie資源的有效利用。

在步驟二的硬盤擴展設計中，采用pcie擴展sata硬盤控制器方案實現(xiàn)sata硬盤擴展。sata3.0理論信號帶寬為600mb/s，但受限于sata硬盤的技術，sata硬盤實測最大帶寬為200mb/s，并且pcie轉換為sata3.0信號時存在80％的轉換效率。根據(jù)以上帶寬數(shù)據(jù)計算pcie3.0信號帶寬擴展sata硬盤的支持數(shù)量，在冷存儲服務器中使用cpupcie3.0x4的信號處采用pcie2.0x1轉sata3.0x2的硬盤控制芯片，實現(xiàn)12個sata硬盤擴展。同時，冷存儲服務器通過cpu內置pch模塊的sata控制器實現(xiàn)6個sata硬盤支持，pch控制器和pcie2.0通道共用pcie2.0x8的帶寬，根據(jù)sata實測帶寬和效率，pcie2.0可再擴展支持1個sata硬盤。故采用此硬盤擴展架構，在冷存儲服務器中可實現(xiàn)19塊sata硬盤和2塊nvme硬盤的擴展設計。

進一步的，在上述的硬盤擴展架構設計中，采用pcie時鐘擴展芯片擴展pcieclk分別連接到pcieswitch和pcie2.0x1轉sata3.0x2芯片，以保證系統(tǒng)時鐘同源使用，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

在步驟三的冷存儲服務器硬盤管理架構中，cpld通過收集sata硬盤連接器、sata硬盤在位芯片和rey信息實現(xiàn)sata硬盤present和active狀態(tài)采集。cpld通過解析cpu內置pch模塊的sata控制器輸出的sgpio信號采集pchsata控制器控制的硬盤故障信息。cpld通過io采集pcie轉sata控制器中sata硬盤狀態(tài)信息，cpld采集sata硬盤狀態(tài)信息后通過io實現(xiàn)統(tǒng)一硬盤狀態(tài)指示。冷存儲服務器的bmc通過i2c與cpld通信獲取cpld收集的硬盤狀態(tài)現(xiàn)象，從而實現(xiàn)硬盤狀態(tài)監(jiān)控管理和故障上報功能。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明冷存儲服務器硬盤擴展設計方法中，冷存儲服務器是基于intelbroadwell-de平臺開發(fā)，該平臺現(xiàn)有的cpupcie資源有限，僅支持24個pcie3.0通道和8個pcie2.0通道。采用本發(fā)明設計的高效pcie分配架構，可實現(xiàn)bmc、pciex8slot、ocp連接器、nvmessdx2及多個sata的支持，實現(xiàn)pcie資源的有效利用，提高產品競爭力，滿足市場及客戶的需求。

2、在冷存儲服務器硬盤擴展架構設計中，引入低成本、低功耗的pcie2.0x1轉sata3.0x2的硬盤控制芯片，實現(xiàn)控制器無散熱片設計和控制器芯片靈活擺放，降低系統(tǒng)成本。采用本發(fā)明的冷存儲服務器硬盤管理架構，可實現(xiàn)19塊sata硬盤和2塊nvme硬盤的擴展設計，極大限度的提高硬盤支持數(shù)量，增加系統(tǒng)的存儲容量。

3、在冷存儲服務器硬盤管理架構中，cpld收集sata硬盤、cpusata控制器、pcie轉sata控制器中sata狀態(tài)信息并實現(xiàn)硬盤狀態(tài)指示功能，bmc通過i2c與cpld通信實現(xiàn)硬盤管理功能，從而實現(xiàn)硬盤狀態(tài)監(jiān)控管理和故障上報功能，方便系統(tǒng)維護，提高產品競爭力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的冷存儲服務器pcie分配架構示意圖；

圖2是本發(fā)明的冷存儲服務器硬盤擴展架構示意圖；

圖3是本發(fā)明的冷存儲服務器硬盤狀態(tài)指示和管理架構示意圖；

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明一種冷存儲服務器硬盤擴展設計方法，冷存儲服務器系統(tǒng)采用pcie分配架構，引入pcie擴展sata的芯片進行sata硬盤擴展，并通過cpld收集sata狀態(tài)信息實現(xiàn)硬盤狀態(tài)指示和硬盤管理，如圖1至圖3所示，具體設計步驟為：

步驟一：參照圖1所示，設計冷存儲服務器pcie分配架構，實現(xiàn)bmc、pciex8slot、ocp連接器、nvmessdx2及多個sata的支持；

步驟二：參照圖2所示，設計冷存儲服務器硬盤擴展架構，引入pcie擴展sata的芯片，實現(xiàn)19個sata硬盤和2個nvme硬盤的擴展設計；

步驟三：參照圖3所示，設計冷存儲服務器硬盤管理架構，通過cpld收集sata狀態(tài)信息實現(xiàn)硬盤狀態(tài)指示，并通過cpld與bmc通信進行硬盤管理。

具體而言，如上所述的冷存儲服務器硬盤擴展設計方法，冷存儲服務器基于intelbroadwell-de平臺開發(fā)，該平臺現(xiàn)有的cpupcie資源僅支持24個pcie3.0通道和8個pcie2.0通道。采用圖1所示的pcie分配架構，可實現(xiàn)bmc、pciex8slot、ocp連接器、nvmessdx2及多個sata的支持，充分實現(xiàn)pcie資源的有效利用。

如圖2所示的冷服務器硬盤擴展架構，在該架構的硬盤擴展設計中，采用pcie擴展sata硬盤控制器方案實現(xiàn)sata硬盤擴展。根據(jù)sata3.0理論信號帶寬，結合sata硬盤實際測量最大帶寬，兼顧pcie轉換為sata3.0信號時的轉換效率，進行sata硬盤擴展支持數(shù)量的計算。因sata3.0理論信號帶寬為600mb/s，受限于sata硬盤技術，sata硬盤實測最大帶寬為200mb/s，并且根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗pcie轉換為sata3.0信號時的轉換效率為80％，根據(jù)以上帶寬數(shù)據(jù)計算，根據(jù)pcie3.0信號帶寬極大限度的擴展sata硬盤支持數(shù)量，在冷存儲服務器中使用cpupcie3.0x4的信號處采用pcie2.0x1轉sata3.0x2的硬盤控制芯片，實現(xiàn)12個sata硬盤擴展。同時，冷存儲服務器通過cpu內置pch模塊的sata控制器實現(xiàn)6個sata硬盤支持，pch控制器和pcie2.0通道共用pcie2.0x8的帶寬，根據(jù)sata實測帶寬和效率，pcie2.0可再擴展支持1個sata硬盤。綜上，采用圖2所示的冷存儲服務器硬盤管理架構，可實現(xiàn)19塊sata硬盤和2塊nvme硬盤的擴展設計，極大限度的提高硬盤支持數(shù)量，增加系統(tǒng)的存儲容量。并且通過引入低成本、低功耗的pcie2.0x1轉sata3.0x2的硬盤控制芯片，實現(xiàn)了控制器無散熱片設計和控制器芯片靈活擺放，降低系統(tǒng)成本。

進一步的，在圖2所示的硬盤擴展架構中，采用pcie時鐘擴展芯片擴展pcieclk分別連接到pcieswitch和pcie2.0x1轉sata3.0x2芯片，保證系統(tǒng)時鐘同源使用，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

如圖3所示的冷存儲服務器硬盤管理架構中，cpld通過收集sata硬盤連接器、sata硬盤在位芯片和rey信息實現(xiàn)sata硬盤present和active狀態(tài)采集。cpld通過解析cpu內置pch模塊的sata控制器輸出的sgpio信號采集pchsata控制器控制的硬盤故障信息。cpld通過io采集pcie轉sata控制器中sata硬盤狀態(tài)信息，cpld采集sata硬盤狀態(tài)信息后通過io實現(xiàn)統(tǒng)一硬盤狀態(tài)指示。冷存儲服務器的bmc通過i2c與cpld通信獲取cpld收集的硬盤狀態(tài)現(xiàn)象，從而實現(xiàn)硬盤狀態(tài)監(jiān)控管理和故障上報功能，方便系統(tǒng)維護。

本發(fā)明的冷存儲服務器硬盤擴展設計方法，通過上述設計，提高了冷存儲服務器系統(tǒng)存儲容量，降低了系統(tǒng)成本，并引入管理功能方便維護，提高了產品品質和競爭力。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限定本發(fā)明，對于本技術領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下所作的任何修改、改進和等同替換等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內。