(57)【要約】本発明は、モジュール電子ストレージユニットに関する。このユニットは、電子回路基板ライザーを備える。ストレージデバイスを有する電子ストレージカードは、電子回路基板ライザーに取り外し可能に連結され、電子回路基板ライザーと通信する。コントローラは、電子ストレージカードと、外部コンピューティングデバイスとの通信をサポートする電子回路基板ライザーに連結される。ある実施形態では、２つ以上の電子ストレージカードが電子回路基板ライザーに取り外し可能に連結され、ＲＡＩＤ内にある。さらに、コントローラは、ＲＡＩＤコントローラである。別の実施形態では、ストレージデバイスは、固体ストレージデバイスである。
2015507233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路基板ライザーと、
ストレージデバイスを有する電子ストレージカードであって、前記電子回路基板ライザーに取り外し可能に連結され、前記電子回路基板ライザーと通信する電子ストレージカードと、
前記電子回路基板ライザーと連結したコントローラと、を備えたモジュール電子ストレージユニットであって、前記コントローラは、前記電子ストレージカードと、外部コンピューティングデバイスとの通信をサポートする、モジュール電子ストレージユニット。
【請求項２】
前記電子ストレージカードは、少なくとも２つの電子ストレージカードを含み、前記少なくとも２つの電子ストレージカードは、レイド（ＲＡＩＤ）内にあり、前記コントローラは、ＲＡＩＤコントローラである、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項３】
前記ＲＡＩＤは、レベル５のＲＡＩＤである、請求項２に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項４】
前記電子ストレージカードは、固体ストレージデバイスを備える、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項５】
前記電子ストレージカードは、フラッシュストレージデバイスを備える、請求項４に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項６】
前記電子ストレージカードは、固体ストレージデバイスのみを備える、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項７】
前記コントローラは、コントローラカードを含む、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項８】
前記コントローラは、前記外部デバイスと接続するためのポートを備える、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項９】
前記コントローラは、以下：
（ｉ）ストレージエリアネットワーク上のストレージデバイス、
（ｉｉ）ネットワークアタッチトストレージ、および
（ｉｉｉ）外部ストレージドライブ、
の内の少なくとも１つとして前記モジュール電子ストレージユニットをサポートする、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項１０】
電子ストレージカードを受けるための手段を有する電子回路基板ライザーであって、バスシステムを有する電子回路基板ライザーと、
ストレージデバイスを有し、電子ストレージカードライザーを受けるための前記手段に受けられ、前記バスシステムと通信する、電子ストレージカードと、
前記バスシステムに連結されたコントローラと、を備えたモジュール電子ストレージデバイスであって、前記コントローラは、前記電子ストレージカードと、外部デバイスとの通信をサポートする、モジュール電子ストレージデバイス。
【請求項１１】
前記電子ストレージカードは、少なくとも２つの電子ストレージカードを含み、前記コントローラは、レイド（ＲＡＩＤ）コントローラであり、前記少なくとも２つの電子ストレージカードは、ＲＡＩＤ内にある、請求項１０に記載のモジュール電子ストレージデバイス。
【請求項１２】
前記ストレージデバイスは、固体ストレージデバイスである、請求項１０に記載のモジュール電子ストレージデバイス。
【請求項１３】
前記ストレージデバイスは、フラッシュストレージデバイスである、請求項１０に記載のモジュール電子ストレージデバイス。
【請求項１４】
第１の電子回路基板ライザーを有し、前記第１の電子回路基板ライザーは第１のバスシステムを有し、前記第１の電子回路基板ライザーに動作可能に連結された第１の電子ストレージカードを有し、かつ前記第１のバスシステムと別のモジュール電子ストレージユニットとの接続を確立するための手段を有する、第１のモジュール電子ストレージユニットと、
第２の電子回路基板ライザーを有し、前記第２の電子回路基板ライザーは第２のバスシステムを有し、前記第２の電子回路基板ライザーに動作可能に連結された第２の電子ストレージカードを有し、かつ前記第２のバスシステムと前記第１のモジュール電子ストレージユニットとの接続を確立するための手段を有する、第２のモジュール電子ストレージユニットと、
を備えた、モジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項１５】
前記第１および第２のモジュール電子ストレージユニットは、以下の電子ストレージ方式：
（ｉ）ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）、および
（ｉｉ）ストレージアクセスネットワーク（ＳＡＮ）
の少なくとも一方の一部を含む、請求項１４に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項１６】
前記第１および第２の電子ストレージカードは、固体ストレージデバイスを備える、請求項１４に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項１７】
前記第１および第２の電子ストレージカードは、フラッシュストレージデバイスを備える、請求項１４に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項１８】
前記第１のモジュール電子回路基板ライザーは、前記第１の電子回路基板ライザーに動作可能に連結された第３の電子ストレージカードをさらに備え、前記第１および第３の電子ストレージカードは、レイド（ＲＡＩＤ）内にある、請求項１４に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項１９】
接続を確立するための前記第１の手段は、ＲＡＩＤコントローラを備える、請求項１８に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項２０】
前記第１および第２のモジュール電子ストレージユニットは、ＲＡＩＤ内にある、請求項１４に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ストレージユニットに関する。より詳細には、本発明は、デジタルデータを動的に記憶するためのモジュール式の構成部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストレージデバイスは、コンピュータシステムが電源を切った後に電子データを保持し、従って、コンピュータシステムファイル、プログラムファイル、プログラムのアップデート、ユーザ文書、メディアファイル、およびシステムまたはユーザが保持することを選択した他の全ての電子データを保存するために使用される。ストレージユニットは、二次ストレージ、オフラインストレージ、およびネットワークストレージの形をとる。二次ストレージは、コンピュータのＣＰＵではアクセスできないが、コンピュータの入出力チャネルを介してアクセスされる。二次ストレージの一般的な例は、ハードディスクである。他の例には、フラッシュドライブやフロッピーディスクが含まれる。オフラインストレージは、コンピュータシステムから切り離されており、従って、コンピュータシステムのＣＰＵによって制御されない。オフラインストレージの例には、外付けハードドライブや光ディスクが含まれる。
【０００３】
現在のストレージデバイスの一般的な課題の１つは、より大きな記憶領域に対する要求が高まっていることである。１ギガバイトのハードドライブでは、多くの現代のユーザにとっては、もはや十分な記憶領域を提供することができない。新しいストレージユニットがより大きな記憶領域に対するニーズに応えるのとほぼ同じ速さで、新しく、より多くの記憶領域が必要なプログラム、メディアファイル、およびメディア規格が開発され、新しい記憶領域を埋めてしまう。コンピュータシステムの記憶容量のアップデートは、難しく、費用がかかることが多い。システムのハードドライブの交換または追加は、時間と専門知識を必要とする。
【０００４】
ストレージデバイスに関する別の課題は、信頼性である。コンピュータのユーザが自身の主要な音楽、ビデオ、および写真のライブラリをストレージデバイスに電子的に保存する傾向が高まっている。これらのデバイスが故障すれば、ユーザは、高価なメディアや貴重な家族のビデオや写真のライブラリ全てを失くす可能性がある。この問題を克服するために、一部のコンピュータユーザは、別のストレージデバイスに情報をバックアップする。このようなデバイスは、光ディスク、ネットワーク上の位置、ウェブサイト、または別のストレージデバイスを含み得る。これらの方法は、時間がかかり、高価で、多くの場合、ユーザが必要とされる記憶領域の２倍量を購入することを必要とする。
【０００５】
従って、現在のデジタルストレージ技術には、課題も未だ存在している。よって、現在の技術を高めること、または現在の技術に取って代わることは当該分野における向上となるであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電子ストレージユニットに関する。より詳細には、本発明は、デジタルデータを動的に記憶するためのモジュール式の構成部品に関する。
【０００７】
本発明の実施は、交換可能なストレージカードを有するモジュール式の電子ストレージユニットまたはデバイスに関連して行われる。ストレージカードは、電子回路基板ライザーに連結される。ある実施では、電子回路基板ライザーは、１つまたは複数のストレージカードを受けて保持する多数のスロットを有する。そのため、任意の数の電子ストレージカードを取り外して、アップデートしたストレージカードと交換することにより、ユニットの記憶容量が簡単にアップグレードされる。ある実施形態では、ストレージユニットは、電子ストレージカードと外部コンピューティングデバイスとの通信をサポートするコントローラをさらに備える。
【０００８】
ある実施においては、ストレージカードは、フラッシュストレージ等の固体ストレージデバイスである。固体ストレージデバイスは、安価に製造販売でき、低レベルの電力を利用する。別の実施では、ストレージデバイスは、レイド（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ  Ａｒｒａｙ  ｏｆ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｄｉｓｋｓ）（「ＲＡＩＤ」）を形成する複数のストレージデバイスを含む。このＲＡＩＤ構成は、複数のストレージデバイス間にデータの冗長性を与えることにより、ディスクアレイの信頼性および性能を向上させる。
【０００９】
本発明の方法およびプロセスは、パーソナルおよびネットワークコンピューティングの分野で特に有用であることが証明されているが、当業者は、本明細書に記載の方法およびプロセスを様々な応用や製造分野で使用することにより、産業のオートメーション化および効率化を生み出すことが可能であることを理解するであろう。
【００１０】
これらおよび他の本発明の特徴は、以下の発明の詳細な説明および添付の特許請求の範囲に記載され、より明白となるであろう。特徴および利点は、添付の特許請求の範囲に具体的に挙げた手段および組み合わせによって実現し、得ることができる。さらに、本発明の特徴および利点は、本発明の実施によって習得できる、または以下に記載する発明の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【００１１】
本発明の上記および他の特徴や利点が得られるように、本発明のより具体的な説明を添付の図面に示される本発明の具体的な実施形態を参照して提供する。図面が本発明の典型的な実施形態のみを描写しており、従って、本発明の範囲を限定するものとは見なされないことを理解の上、添付の図面を使用して、本発明をさらなる具体性を持って詳細に記載および説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のある実施形態による、モジュールストレージユニットおよび１つのストレージカードの斜視図である。
【図２】本発明のある実施形態による、複数のストレージカードと、１つのコントローラカードとを備えたモジュールストレージユニットの断面側面図を示す。
【図３】モジュールストレージユニットの斜視図を示す。
【図４】本発明のある実施形態による、モジュールストレージユニットに対するケースおよび取り付けられたエンドプレートの斜視図を示す。
【図５】本発明のある実施形態による、複数のモジュールストレージユニットを組み込んだラックシステムの斜視図を示す。
【図６】本発明の少なくとも一部の実施形態と関連して使用する典型的カードを示す。
【図７】本発明の少なくとも一部の実施形態と関連して使用する典型的カードを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、電子ストレージユニットに関する。特に、本発明は、簡単にアップグレード、規模拡張（ｓｃａｌｅ）、および交換を行えるモジュールストレージユニットに関する。アップグレード可能なモジュール電子ストレージを提供することに加え、本発明は、同等の非モジュール式のストレージユニットと比較して、比較的小容量に比較的大量の電子ストレージユニットを収納可能なモジュールストレージユニットを提供する。さらに、本モジュールストレージユニットの一部の実施は、高速の読み書き能力を含み、好適には、レイド（「ＲＡＩＤ」）技術を利用するように構成される。そのため、本モジュールストレージユニットは、互換性のあるシステムのストレージユニットに対して性能および信頼性の向上をもたらす。
【００１４】
本発明のモジュールストレージユニットは、あらゆるコンピュータ、コンピューティングシステム、またはコンピュータ企業が使用するのに理想的である。ある実施形態では、モジュールストレージユニットは、パーソナルコンピュータにオフラインストレージを提供するために使用される。別の実施形態では、モジュールストレージユニットは、二次ストレージを提供するためにコンピュータシステムに動作可能に連結される。さらに別の実施形態では、ネットワークシステムのストレージドライブとして、１つまたは複数のモジュールストレージユニットを使用する。さらに別の実施形態では、１つまたは複数のモジュールストレージユニットは、外部ユニットに対してスマート機能や自動化能力を提供するコンピューティングシステムにストレージを提供する。当業者は、モジュールストレージユニットが、コンピューティングシステムおよびデジタルデータストレージが利用されるほぼ全ての状況、システム、およびユニットにおいて有用であることを理解するであろう。
【００１５】
次に図１を参照して、モジュールストレージシステム１０は、電子回路基板ライザー１４および電子ストレージカード１６を収納するケース１２を備える。ある実施形態では、ケース１２は、ライザー１４およびストレージカード１６を受ける１つまたは複数の受け溝２４ａ、２４ｂ、および２４ｃを備える。他の実施形態では、ケース１２は、ライザー１４およびストレージカード１６を適所に保持する他の手段を備える。例えば、ある実施形態では、ケース１２は、ネジ、接着剤、クリップ、または当業者には公知の別の適切な締結具を用いてこれらのデバイス１４および１６に固定される。ケース１２は、図４に示すように、エンドプレートまたはフェースプレート５１をさらに含む。ある実施形態では、フェースプレート５１は、取り外し可能で、これにより、ユーザがケース１２内に収納された様々な構成部品に簡単にアクセスすることが可能となる。
【００１６】
本発明の一部の実施においては、ストレージカード１６は、ライザー１４に取り外し可能に連結される。ライザー１４は、互換性のあるストレージカード１６を受ける大きさに形成され、それを受けるように構成されたスロット１５を備える。スロット１５は、ケース１２の受け溝２４ａとは反対側のライザー１４の天面に直接連結される。そのため、ストレージカード１６の両端は、溝２４ａおよびスロット１５内に挿入され、これにより、ストレージカード１６がケース１２内に固定される。スロット１５は、ストレージカード１６に対して機械的支持を提供し、これにより、ストレージカード１６のケース１２からの意図しない取り外しが防止される。例えば、ある実施形態では、スロットは、ストレージカード１６の一部と係合し、そこからのストレージカード１６の取り外しを防止するロック機構を含む。別の実施形態では、コネクタを用いてストレージカードをライザーに接続し、これにより、ストレージカード１６に対して機械的支持および電気的接続を提供する。一部の実施形態では、ライザーは、複数のスロットを備え、従って、複数のストレージカードに対して支持を提供する。本発明の一部の実施では、ライザー１４は、コントローラ２０とストレージカード１６との通信を提供するバスシステムをさらに備える。
【００１７】
この構成により、ストレージカード１６は、ライザー１４およびケース１２の溝２４ａに取り外し可能に連結される。そのため、ストレージカード１６は、交換やアップグレードのためにケース１２から簡単に取り外される。例えば、ユーザがモジュールストレージシステム１０をアップグレードしたい場合、ユーザは、ストレージカード１６をケース１２から取り外し、このストレージカード１６を所望のストレージカード１６と交換する。あるいは、図２および３に示すように、ユーザは、ストレージカード１６を保持し、追加の第２のストレージカードをケース１２に挿入することによってモジュールストレージシステム１０をアップグレードしてもよい。従って、モジュールストレージシステム１０は、ユーザの要求通りに、モジュールのアップグレードを行うことができる。この構成により、ユーザがシステム１０全体またはその高価な構成部品を捨てることなく、システム１０の性能および記憶容量をアップグレードすることが可能となる。
【００１８】
一部の実施形態では、ストレージカード１６は、電子回路基板等の基板、１つまたは複数のストレージデバイス１８、および内部バスシステムを含む。電子回路基板および内部バスシステムは、１つまたは複数のストレージデバイスに対する読み書きを行うために必要な構造を備える。ストレージカード１６は、以下に詳細に説明するような、ライザー１４と連結するための手段をさらに備える。ストレージカード内部バスシステムは、接続手段によるストレージデバイス１８とライザー１４との接続を確立する。
【００１９】
ストレージカード１６は、様々なタイプのストレージデバイスを備え得る。例えば、一部の実施形態では、ストレージデバイスは、フラッシュストレージデバイス等の固体メモリデバイスである。ストレージカードの寸法は、ケース１２の制限寸法に互換的に収まるように構成される。例えば、ある実施形態では、ストレージカード１６の寸法は、約６３．５ｍｍ×７６ｍｍ×２．５ｍｍである。別の実施形態では、ストレージカードの寸法は、ケース１２の寸法と関連して構成される。
【００２０】
固体メモリデバイスは、モジュールストレージデバイス１０に多くの利点を提供する。例えば、固体メモリデバイスは、低レベルの熱放散を生じさせる。一般的に、ケース内に入れられるストレージデバイスは、高レベルの熱を生じさせ、これにより、動的冷却システムが必要となる。しかしながら、固体ストレージデバイスは、低レベルの熱を生じさせ、これにより、ケース１２内に動的冷却システムを備える必要性がなくなる。正確に言えば、ストレージデバイス１８から最小限に生じた熱は、自然対流およびシステム１０の周辺環境への放散によってシステム１０から効果的に除去され得る。ある実施形態では、システム１０の自然対流は、図４に示すように、複数のベントまたは穴５２を設けることによって達成される。最小限の熱生成に加えて、固体メモリデバイスは、小型で、高記憶容量にも対応できる。固体メモリは、可動部品がなく、これにより、エネルギー消費と雑音の発生がさらに低減される。
【００２１】
モジュールストレージユニット１０のある特定の利点は、ユーザが現在のストレージカードを簡単に取り外し、別のストレージカードと交換できる点である。従来のストレージユニットは、ユーザがストレージユニットの１つまたは複数のストレージカードを交換するのではなく、ストレージユニット全体をアップグレードすることを必要とする。図１を引き続き参照して、図示された実施により、ユーザがライザー１４およびストレージカード１６を受け溝２４ａ、２４ｂ、および２４ｃから摺動自在に取り外すことが可能となる。そのため、ユーザが、ライザー１４からストレージカード１６を外し、ストレージカード１６を新しいストレージカードと交換することが可能となる。次に、ユーザは新しいストレージおよびライザー１４をケースに再挿入し、これにより、モジュールメモリシステム１０がアップグレードされる。このように、ユーザは、ユニット全体を購入する必要なしに、モジュールストレージユニット１０を素早くアップグレードする。このアップグレード方法は、図２および３に示されるようなモジュールストレージユニット３０によっても達成される。
【００２２】
一部の実施形態では、ライザー１４は、内部構造２３を有するポート２２と接続するコントローラ２０を備える。ポート２２により、ストレージシステム１０が外部コンピューティングデバイスまたはシステムに接続され、それと通信することが可能となる。コントローラ２０は、ストレージカード１６に読み書きしたデータを制御する。ある実施形態では、コントローラ２０は、単一の処理チップである。別の実施形態では、コントローラ２０は、複数のコンピューティングコンポーネントを含む。別の実施形態では、コントローラ２０は、ライザー１４に全体的に連結される。さらに別の実施形態では、図２に示すように、コントローラ２０は、スロット４４によってライザー３４に取り外し可能に連結されるコントローラカード３６である。
【００２３】
コントローラ２０は、論理ユニットとして、ストレージカード１６を外部デバイスまたは外部コンピュータシステムに提示する。一部の実施形態では、モジュールストレージシステム１０中に２つ以上のストレージカードが含まれる。コントローラは、ストレージカード１６を管理し、それらを複数の論理ユニットとして、または単一の論理ユニットとして外部コンピューティングシステムに提示する。一部の実施形態では、コントローラ２０は、ディスクアレイコントローラとして機能し、２つ以上のストレージカード１６をディスクアレイ中の別個のディスクとして扱う。
【００２４】
次に図２および３を参照して、モジュールストレージユニット３０の実施形態を示す。モジュールストレージユニット３０は、ケース３２、取り外し可能バックプレーン４８、受け溝４６ａおよび４６ｂ、ライザー３４、コントローラカード３６、および複数のストレージカード３８を備える。ある実施形態では、バックプレーンは、ケース３２の一部に固定的に取り付けられる。ケース３２は、ライザー３４を収納し、このライザー３４は、複数のストレージカード３８と相互接続される。ケース３２およびバックプレーン４８は、ライザー３４および複数のストレージカード３８のアセンブリを取り外し可能に固定するための幾つかの受け溝４６ａ、４６ｂ、および５０を備える。ある実施形態では、ライザー３４は、複数のストレージカード３８を受けるように構成された複数のスロット４４を備える。ある実施形態では、ライザー３４は、２〜１０のスロットを備える。他の実施形態では、ライザー３４は、１０を超えるスロットを備える。図２に示すように、ライザー３４は、８つのストレージカード３８を受ける８つのスロットと、コントローラカード３６を受ける１つのスロットとを備える。
【００２５】
ストレージカード３８は、少なくとも１つの電子ストレージデバイス４０を備える。一部の実施形態では、ストレージカード３８は、複数のストレージデバイス４０を備える。例えば、ある実施形態では、１つのストレージカードが２から１６のストレージデバイス４０を備える。他の実施形態では、ストレージデバイス４０は、１６を超えるストレージデバイス４０を備える。ストレージユニット３０において、様々なタイプのストレージデバイス４０を使用することができる。一部の実施形態では、ストレージデバイス４０は、フラッシュストレージデバイス等の固体デバイスである。他の実施形態では、磁気または光ストレージデバイスが使用される。システム３０内でのエアフローおよび熱放散を促進するために、ストレージカード３８間にギャップ３９が含まれる。
【００２６】
ある実施形態では、ストレージカード３８は、スロット４４に受けられる端子を備える。端子は、ストレージカード３８のエッジ上またはその付近に位置する多数の金属コンタクトパッドを備える。金属コンタクトパッドは、カード３８がスロット４４内に挿入された際に、カード３８とスロット４４との電気的接続（連通）を確立するための接触面を提供する。ある実施形態では、端子は、銅またはアルミニウムのコンタクトパッドを備える。別の実施形態では、端子は、単一の端子である。さらに別の実施形態では、端子は、マルチ端子である。
【００２７】
ある実施形態では、ストレージユニット３０は、複数のスロット４４を有するライザー３４を備える。各スロットは、複数の固体フラッシュストレージデバイス４０を有するストレージカード３８を互換的に受けるように構成される。ある実施形態では、各ストレージデバイス４０は、約８ギガバイト（Ｇｂ）である。従って、各カード３８の記憶容量は、約１２８Ｇｂであり、ストレージシステム３０の合計の記憶容量は、約１テラバイト（Ｔｂ）である。ある実施形態では、ストレージカード３８の寸法は、約３インチ×２．５インチ×１／８インチであり、ケースの寸法は、約３．５インチ×３．５インチ×３．５インチである。各ストレージカードは、８つのストレージカードが約３２ワットの電力を使用するといった通常の条件下で動作するために約４ワットの電力を利用する。そのため、上述したように、コントローラによって放散する熱は最小限のものである。ストレージデバイス４０が低レベルの電力を引き出すので、システム３０は、低レベルの熱を生じさせる。従って、ストレージデバイス４０によって生じた熱は、上述したように、追加の動的冷却システムを必要とすることなく、自然に放散され得る。
【００２８】
一部の実施形態では、コントローラは、コントローラカード３６である。コントローラカード３６は、取り付けられたストレージカード３８を制御し、論理ユニットとしてそれらを外部コンピューティングシステムに提示するのに必要とされる必須のコンポーネントを備える。一部の実施形態では、コントローラ２０は、図１に示すように、ライザー１４上に備えられる。あるいは、コントローラカード３６は、スロット４４および端子接続によって間接的にライザー３４と連結される。当業者は、多数の他の連結方法を効果的に使用して、コントローラカードを電子回路基板に連結させることが可能であることを理解するであろう。
【００２９】
一部の実施形態では、コントローラカード３６は、ＲＡＩＤコントローラである。ＲＡＩＤコントローラは、取り付けられた各ストレージカード３８をアレイ中の別個のストレージカードとして扱うが、ストレージカードのグループを単一の記憶場所として外部コンピューティングシステムに提示する。ＲＡＩＤ技術は、同時に２つ以上のストレージディスクまたはカードを使用することにより、単一のドライブまたはカードを使用して実現できるよりも高い性能および信頼性を実現する。ＲＡＩＤは、これらの利点を得るために、ストリッピング、ミラーリング、およびデータのパリティ生成を行う。これらのプロセスおよび計算は、当該分野において理解されるように、ＲＡＩＤコントローラを用いて実施される。
【００３０】
ＲＡＩＤコントローラは、幾つかのドライブ、ディスク、またはカード間でデータの分割および複製を行うことにより、ストレージアレイの入出力性能および信頼性を向上させる。一例として、ＲＡＩＤ技術は、２つ以上のドライブからのデータに対してビット単位の排他的論理和関数を実行することによりパリティ情報を生成し、その情報をパリティ情報として保存する。いずれかのドライブが故障すると、そのドライブからの情報は、残りのドライブからのデータおよびパリティ情報に対して別のビット単位の排他的論理和関数を実行することにより構築することができる。この関数の結果は、故障したドライブ上の失われた情報を再現する。従って、この再現情報は、代わりのドライブ上に再構築および復元することができる。
【００３１】
ＲＡＩＤは、ＲＡＩＤレベル０、ＲＡＩＤレベル１、ＲＡＩＤレベル６等のレベルによって呼ばれる複数の異なるコンピュータデータストレージ方式を含む。各ＲＡＩＤレベルは、独自のデータストレージ方式を実施し、各々異なる実施形態でコントローラ３６によって使用することができる。標準ＲＡＩＤレベル（０〜６）に加えて、コントローラ３６を用いて、非標準ＲＡＩＤレベルおよびネスト化したＲＡＩＤを異なる実施形態において取り入れてもよい。
【００３２】
ある実施形態では、コントローラ３６は、レベル５のＲＡＩＤコントローラである。ＲＡＩＤ５は、ブロックレベルのストライピングを使用して、包含される全てのストレージカードにパリティデータを分散させる。ストライピングは、各ドライブ、ディスク、またはカード上の一連の集合的データブロックを「ストライプ」として指定することを伴う。従って、例えば、４つのストレージカードがＲＡＩＤ内にある場合、各カードは、４つのデータブロックに分割され、各カードの第１のデータブロックが集合的に１つのストライプとなる。同様に、各カードの第２のブロックがそれぞれ第２のストライプを形成し、各カードの第４のブロックまで以下同様である。ＲＡＩＤ５では、各カードは、そのデータブロックの１つにパリティ情報を保存する。例えば、４つのストライピングされたカードの場合、第１のカードの第１のブロックがパリティブロックでもよく、これは、このストライプの他のブロックのパリティ情報を保存する。同様に、第２のカードの第２のブロック、第３のカードの第３のブロック、および第４のカードの第４のブロックは、それぞれのストライプのパリティ情報の保存を専門に行ってもよい。データが何れかのブロックまたは何れかのブロックの一部に書き込まれると、そのストライプに対応するパリティブロックが再計算される。この例を継続して、データが第２のカード上の第１のブロックに書き込まれると、パリティブロック（第１のカードの第１のブロックに保存）が再計算される。従って、ストレージシステム全体が各ドライブのコンテンツ全体の最新のパリティ情報を維持する。データがあるブロックから読み取られると、効率性のために、このブロックに対応するパリティデータは読み取られない。これらの例を単なる例示として提供したが、当業者は、レベル５のＲＡＩＤの実施形態は、任意のストライピング構造およびパリティブロックの任意の数または位置付けを取り入れてもよいことを理解するであろう。
【００３３】
一部の実施形態では、コントローラカード３６は、モジュールストレージユニット３０の機能を変更するために、簡単に取り外され、交換される。コントローラカード３６は、取り外し可能にライザー３４に連結され、これにより、カード３６の簡単な取り外しおよび交換が促進される。一部の実施形態では、コントローラカード３６は、ある特定のネットワークシステムで機能するように具体的に構成される。例えば、ある実施形態では、コントローラカードは、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）コントローラカードとして具体的に構成される。この例では、コントローラカード３６は、シリアルＡＴＡ（ＳＡＴＡ）ポートを備える。ある実施形態では、当該ＳＡＴＡポートは、高速の読み書き能力を実現する４つ以上の通信回線を備える。別の実施形態では、コントローラカード３６は、ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）ユニットとして構成され、ファイバーチャネルポート等の光ファイバーポートを備える。別の実施形態では、コントローラカード３６は、イーサネットポートまたはＵＳＢポートを有するオフライン外部ストレージユニットとして構成される。さらに別の実施形態では、コントローラカード３６は、２つ以上の異なる種類のポートを備える。当業者は、モジュールストレージユニットが様々なネットワークおよびポートタイプに対応できるようにコントローラカード３６を構成可能であることを理解するであろう。
【００３４】
一部の実施形態では、バックプレーン４８は、ケース３２に取り外し可能に連結される。ある実施形態では、ケース３２は、両方向でバックプレーン４８を受けられる溝４５ａおよび４５ｂを備える。ユーザは、様々な理由でバックプレーン４８の交換を望む場合がある。例えば、ある実施形態では、バックプレーンがポート４２を保持するための開口部または場所を備えるので、ユーザは、異なるタイプのポート４２に対応するためにバックプレーン４８を交換する。別の実施形態では、バックプレーン４８は、電力ケーブルまたは電源に接続するためのポートを備える。別の実施形態では、バックプレーン４８は、電源コンセントに差し込む電力ケーブルを備える。さらに別の実施形態では、バックプレーン４８は、システム３０が別のコンピューティングシステムまたは同様のデバイスからの無線信号を送受信することを可能にする無線機能を備える。
【００３５】
図６〜７は、本発明の少なくとも一部の実施形態と関連して使用される典型的なカードを示す。少なくとも一部の実施形態は、カードの１つ以上の面に表面実装技術を利用する。少なくとも一部の実施形態は、複数のドライブを含む。少なくとも一部の実施形態において、各ドライブは、コントローラおよびメモリアレイを備える。従って、以下に説明するように、あるカード上で複数のドライブを利用することにより、処理能力が向上する。複数のカードを利用することにより、処理能力はさらに向上する。
【００３６】
図４は、モジュールストレージユニット３０のケース３２の斜視図を示す。ケース３２は、２つのエンドプレート５１および５４を備える。ある実施形態では、エンドプレート５１は、複数のベント５２を備える。別の実施形態では、両方のエンドプレート５１および５４が複数のベント５２を備える。ベント５２は、周囲の空気がケース３２の内外へと移動することを可能にして、上述したような自然対流冷却システムを促進する。エンドプレート５１および５４は、締結具を用いてエンドプレートをケース３２に固定するための複数のネジ穴５６を備える。モジュールストレージユニット３０の何れかの構成部品の交換または変更は、エンドプレート５１および５４の少なくとも一方を取り外してユニット３０の内部の構成部品を取出すことによって達成される。
【００３７】
一部の実施形態では、システム３０は、モジュールユニット３０およびその内部に含まれるコンポーネントに対して非常に強い支持構造を提供するように構成および設計された全体が金属のケース３２を含む。ある実施形態では、ケース３２はアルミニウムから成る。通常の状況下や、極端な状況下でさえ、ケース３２は、様々な外因から生じる過度に加えられる力や衝撃力に耐えることができる。具体的には、ケース３２は、好ましくは、全て丸みを帯びた形状（アール）で構築され、ケース３２のほとんど全ての構造的特徴および要素が丸みを帯びた形状から成る。この丸みを帯びた形状（アール）の原理は、モジュールストレージユニット３０にかかる負荷をユニット３０の外縁に伝達するように機能する。従って、負荷または圧力がケース３２の上部にかけられると、負荷は、側面に沿って上部および底部へと伝達され、最終的に、ケース３２の角に伝達される。
【００３８】
一部の実施形態では、２つ以上のモジュールストレージユニットを共に連結して、図５に示すようなラック６０のストレージエンタープライズまたはシステムを形成する。ラック６０のシステムは、「規模拡張ストレージ」構成と呼ばれ得るものの利点を得る。具体的には、図５は、一群または複数（６２）の個々のモジュールストレージユニット３０から成る多重ストレージセンター６０（タワーとして図示）を示し、各ストレージユニット３０は、共に連結され、多重ストレージセンター６０内に取り付けられる。個々のストレージユニット３０はそれぞれ、適切な手段を用いてストレージセンター６０内に取り付けられる。例えば、ある実施形態では、個々のストレージユニット３０は、ストレージセンター６０の集積ラックシステム６４に取り付けられる。ラックシステム６４は、各ストレージユニット３０をラックシステム６４に物理的かつ取り外し可能に連結するための係合手段をその上に含む。係合手段は、好ましくは、ケースモジュール３２の壁に取り付けられ、壁の内側に収まるように設計された取り付けブラケットを含む。さらに、係合手段および連結されたストレージユニット３０をケースモジュール３２から外側に取り外すことができるように、係合手段は、ベアリングまたはローラーのシステムを含む。図示されるように、任意の数のストレージユニット３０を共に連結させることにより、非常に限られた空間において規模拡張ストレージ能力を実現し得ることが考えられる。一部の実施形態では、複数（６２）のストレージユニット３０の各々は、ＲＡＩＤ構成にある。ある実施形態では、複数（６２）のユニット３０は、各ユニット３０を別個のドライブとして扱う、ストレージユニットを制御するための別個のＲＡＩＤコントローラを備える。
【００３９】
規模拡張ストレージの能力は、一群のモジュールストレージユニット３０の総合的なストレージ能力として規定され得る。さらに、規模拡張ストレージ能力は、共に電気的にプロセス連結したユニット数に正比例する。
【００４０】
多重センター６０が常に望ましいわけではないが、２つ以上のストレージユニット３０を共に連結し、ストレージエンタープライズ６０を形成することができる。このような組み合わせは、ユーザが既存のストレージユニット３０を交換することを必要とせずに、追加のストレージをストレージユニット３０に素早く提供できる。ある実施形態では、専用の汎用ポートを設けて、物理的かつ電気的に複数のモジュールストレージユニット３０を共に連結する。当業者は、本発明の処理制御ユニットと共に利用され得る様々なポートを認識するであろう。２つのストレージユニット３０は、共に接続されると、総合したストレージ能力を持ち、本明細書に特定および規定した規模拡張ストレージを提供する。ある実施形態では、汎用ポートは、ポート４２と同様に、コントローラ３６に接続する。別の実施形態では、汎用ポートは、ライザー３４のバスシステムに直接接続する。
【００４１】
別の実施形態では、２つ以上のストレージユニット３０を互いに物理的に連結させる必要なしに、共に連結してもよい。そのため、２つ以上のストレージユニットは、有線または無線接続によってプロセス連結されてもよい。このような有線接続は、各ストレージユニット３０のポート４２または汎用ポートに接続する接続ワイヤまたはケーブルを含み得る。ある実施形態では、２つのストレージユニット３０を接続する場合、この組み合わせユニットは、この組み合わせにおける１つのコントローラ３６によってのみ制御される。別の実施形態では、組み合わせたストレージユニット３０のストレージカードの各々がＲＡＩＤであり、１つのコントローラ３６によって制御される。別の実施形態では、組み合わせたストレージユニット３０の各々がＲＡＩＤ内にあり、各ストレージユニット３０がＲＡＩＤ構成におけるストレージドライブの様に機能する。
【００４２】
本発明の少なくとも一部の実施形態では、本発明のシステムおよび方法の利用によって、スループット（処理能力）が向上する。一例として、複数のドライブを有するプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）を設ける。一部の実施形態では、複数のドライブは、ＰＣＢＡ上に位置する。一部の実施形態では、ＰＣＢＡがカードごとに複数のドライブを備えるように、１つまたは複数のドライブがＰＣＢＡの一面上に位置する、および／または、１つまたは複数のドライブが同ＰＣＢＡの別の面上に位置する。
【００４３】
従って、本発明の少なくとも一部の実施形態によれば、２つ以上のドライブをカードごとに設ける。ある実施形態では、カードは、カードの天面上のドライブによる６ギガバイトの処理能力と、カードの底面上のドライブによる６ギガバイトの処理能力とを有する。従って、カードは、１２ギガバイトの処理能力を提供する。さらに、このようなカードを１０個使用した場合、デバイスは、１２０ギガバイトの処理能力を提供する。
【００４４】
従って、本発明の少なくとも一部の実施形態では、本発明のシステムおよび方法の利用によって、処理能力が向上する。あるカード上の複数のドライブを利用することにより、処理能力が向上する。（従って、本発明の少なくとも一部の実施形態は、カードごとに２つ以上のドライブを利用することを包含する。）デバイスごとに複数のカードを利用することにより、処理能力がさらに向上する。また、複数のデバイスを利用することにより、処理能力がさらに向上する。
【００４５】
当業者は、各ドライブが６ギガバイトを上回る、または下回るバイト数を有し得ることを理解するであろう。従って、各カードは、１２ギガバイトを上回る、または下回るバイト数を提供し得る。さらに、本発明の実施形態は、１０を上回る、または下回るカード備え、従って、デバイスごとにバックプレーンにおいて１２０ギガバイトを上回る、または下回る処理能力を有するシステムを包含する。さらに、本発明の実施形態は、処理能力をさらに向上させるための複数のデバイスの利用を包含する。
【００４６】
本発明の実施形態の利用は、様々な効率をもたらす。例えば、空間、レイアウト、熱分布等に関する効率が得られる。同等のドライブの組み合わせを配置することによって、さらなる効率が得られる。カード上で複数のドライブを使用する、カードの天面上に複数のドライブを有する、カードの底面上に複数のドライブを有する、カードを積み重ねる、および／またはデバイスを積み重ねることにより、効率が得られる。カードごとに複数のドライブを利用し、ＲＡＩＤまたは別のシグナリング技術等のシグナリング技術を利用することにより、複数のドライブを１つのドライブであるかのように見せることができる。従って、複数のドライブを単一のドライブとして使用することができる。
【００４７】
本発明の実施形態は、小型化、複製、およびドライブレベルでの速さの生成をもたらす。
【００４８】
本発明は、その技術思想または本質的特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で実施することができる。記載した実施形態は、あらゆる点で限定的なものではなく、単なる例示として見なされるものである。従って、本発明の範囲は、上記の記載によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の均等物の意味および範囲に入る全ての変更は、特許請求の範囲の記載範囲内に包含されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月14日(2014.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路基板ライザーと、
ストレージデバイスを有する電子ストレージカードであって、前記電子回路基板ライザーに取り外し可能に連結され、前記電子回路基板ライザーと通信する電子ストレージカードと、
前記電子回路基板ライザーと連結したコントローラと、を備えたモジュール電子ストレージユニットであって、前記コントローラは、前記電子ストレージカードと、外部コンピューティングデバイスとの通信をサポートする、モジュール電子ストレージユニット。
【請求項２】
前記電子ストレージカードは、少なくとも２つの電子ストレージカードを含み、前記少なくとも２つの電子ストレージカードは、レイド（ＲＡＩＤ）内にあり、前記コントローラは、ＲＡＩＤコントローラである、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項３】
前記ＲＡＩＤは、レベル５のＲＡＩＤである、請求項２に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項４】
前記電子ストレージカードは、固体ストレージデバイスを備える、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項５】
前記電子ストレージカードは、フラッシュストレージデバイスを備える、請求項４に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項６】
前記電子ストレージカードは、固体ストレージデバイスのみを備える、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項７】
前記コントローラは、コントローラカードを含む、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項８】
前記コントローラは、前記外部コンピューティングデバイスと接続するためのポートを備える、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項９】
前記コントローラは、以下：
（ｉ）ストレージエリアネットワーク上のストレージデバイス、
（ｉｉ）ネットワークアタッチトストレージ、および
（ｉｉｉ）外部ストレージドライブ、
の内の少なくとも１つとして前記モジュール電子ストレージユニットをサポートする、請求項１に記載のモジュール電子ストレージユニット。
【請求項１０】
電子ストレージカードを受けるための手段を有する電子回路基板ライザーであって、バスシステムを有する電子回路基板ライザーと、
ストレージデバイスを有し、電子ストレージカードを受けるための前記手段に受けられ、前記バスシステムと通信する、電子ストレージカードと、
前記バスシステムに連結されたコントローラと、を備えたモジュール電子ストレージデバイスであって、前記コントローラは、前記電子ストレージカードと、外部デバイスとの通信をサポートする、モジュール電子ストレージデバイス。
【請求項１１】
前記電子ストレージカードは、少なくとも２つの電子ストレージカードを含み、前記コントローラは、レイド（ＲＡＩＤ）コントローラであり、前記少なくとも２つの電子ストレージカードは、ＲＡＩＤ内にある、請求項１０に記載のモジュール電子ストレージデバイス。
【請求項１２】
前記ストレージデバイスは、固体ストレージデバイスである、請求項１０に記載のモジュール電子ストレージデバイス。
【請求項１３】
前記ストレージデバイスは、フラッシュストレージデバイスである、請求項１０に記載のモジュール電子ストレージデバイス。
【請求項１４】
第１の電子回路基板ライザーを有し、前記第１の電子回路基板ライザーは第１のバスシステムを有し、前記第１の電子回路基板ライザーに動作可能に連結された第１の電子ストレージカードを有し、かつ前記第１のバスシステムと別のモジュール電子ストレージユニットとの接続を確立するための第１の手段を有する、第１のモジュール電子ストレージユニットと、
第２の電子回路基板ライザーを有し、前記第２の電子回路基板ライザーは第２のバスシステムを有し、前記第２の電子回路基板ライザーに動作可能に連結された第２の電子ストレージカードを有し、かつ前記第２のバスシステムと前記第１のモジュール電子ストレージユニットとの接続を確立するための第２の手段を有する、第２のモジュール電子ストレージユニットと、
を備えた、モジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項１５】
前記第１および第２のモジュール電子ストレージユニットは、以下の電子ストレージ方式：
（ｉ）ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）、および
（ｉｉ）ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）
の少なくとも一方の一部を含む、請求項１４に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項１６】
前記第１および第２の電子ストレージカードは、固体ストレージデバイスを備える、請求項１４に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項１７】
前記第１および第２の電子ストレージカードは、フラッシュストレージデバイスを備える、請求項１４に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項１８】
前記第１のモジュール電子回路基板ライザーは、前記第１の電子回路基板ライザーに動作可能に連結された第３の電子ストレージカードをさらに備え、前記第１および第３の電子ストレージカードは、レイド（ＲＡＩＤ）内にある、請求項１４に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項１９】
接続を確立するための前記第１の手段は、ＲＡＩＤコントローラを備える、請求項１８に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【請求項２０】
前記第１および第２のモジュール電子ストレージユニットは、ＲＡＩＤ内にある、請求項１４に記載のモジュール電子ストレージエンタープライズ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ストレージカード３８は、少なくとも１つの電子ストレージデバイス４０を備える。一部の実施形態では、ストレージカード３８は、複数のストレージデバイス４０を備える。例えば、ある実施形態では、１つのストレージカードが２から１６のストレージデバイス４０を備える。他の実施形態では、ストレージカード３８は、１６を超えるストレージデバイス４０を備える。ストレージユニット３０において、様々なタイプのストレージデバイス４０を使用することができる。一部の実施形態では、ストレージデバイス４０は、フラッシュストレージデバイス等の固体デバイスである。他の実施形態では、磁気または光ストレージデバイスが使用される。システム３０内でのエアフローおよび熱放散を促進するために、ストレージカード３８間にギャップ３９が含まれる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2015507233.tif 000010
【図２】
2015507233.tif 000011
【図３】
2015507233.tif 000012
【図４】
2015507233.tif 000013
【図５】
2015507233.tif 000014
【図６】
2015507233.tif 000015
【図７】
2015507233.tif 000016
【国際調査報告】
2015507233.tif 000017
2015507233.tif 000018