(57)【要約】ストレージデバイスのためのプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）は、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、マルチコアプロセッサと、を備え、マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、１以上のストレージデバイスのうちの対応する１つの内部データ管理に充てられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストレージデバイスのためのプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）であって、
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、
マルチコアプロセッサと、を備え、
前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、
前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、内部データ管理に充てられる、
ＰＣＢＡ。
【請求項２】
前記マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、サーボ管理及び／又はキャッシング及びティアリングのうちの１以上に充てられる、請求項１に記載のＰＣＢＡ。
【請求項３】
前記マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、内部データ管理及びファイルシステム管理のために前記第２のコアと連携する、請求項１に記載のＰＣＢＡ。
【請求項４】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であって、
ディスクメディアと、
外部インターフェース管理及び内部データ管理のために前記ディスクメディアに結合されたプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）と、
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、
マルチコアプロセッサと、を備え、
前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、
前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、内部データ管理に充てられ、
前記ＮＶＭは、ハイブリッドデータストレージのために前記ＨＤＤの前記ディスクメディアと共に用いられる、
ＨＤＤ。
【請求項５】
前記ディスクメディアは、複数のディスクプラッタを備え、前記ＨＤＤは、前記複数のディスクプラッタからデータを読み出し、前記複数のディスクプラッタへデータを書き込むための複数のアクチュエータを更に備え、前記ＰＣＢＡは、外部インターフェース管理及び内部データ管理の両方のために前記複数のディスクプラッタ及び前記複数のアクチュエータと結合される、請求項４に記載のＨＤＤ。
【請求項６】
プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）を備えるソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）であって、前記ＰＣＢＡは、
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、
マルチコアプロセッサであって、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、内部データ管理に充てられる、マルチコアプロセッサと、
を備えるＳＳＤ。
【請求項７】
データストレージのためのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であって、
１以上のディスクプラッタであって、前記１以上のディスクプラッタの各々は、片側又は両側に磁気ディスクメディアを有する、１以上のディスクプラッタと、
前記１以上のディスクプラッタを回転するためのアキシャルモータと、
前記１以上のディスクプラッタからデータを読み出し、前記１以上のディスクプラッタへデータを書き込むための１以上のアクチュエータと、
前記１以上のアクチュエータに結合された１以上のインターフェースと、
前記アキシャルモータ、前記１以上のアクチュエータ及び前記１以上のインターフェースに結合されたプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）と、を備え、前記ＰＣＢＡは、
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、
マルチコアプロセッサであって、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、内部データ管理に充てられる、マルチコアプロセッサと、を備える
ＨＤＤ。
【請求項８】
前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、サーボ管理及び／又はキャッシング及びティアリングのうちの１以上に充てられる、請求項７に記載のＨＤＤ。
【請求項９】
前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、内部データ管理及びファイルシステム管理のために前記第２のコアと連携する、請求項７に記載のＨＤＤ。
【請求項１０】
前記ＮＶＭは、ハイブリッドデータストレージのために前記磁気ディスクメディアと共に用いられる、請求項７に記載のＨＤＤ。
【請求項１１】
分散型データストレージのためのシステムであって、
１以上のストレージデバイスを備え、前記１以上のストレージデバイスは、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）を有し、前記ＰＣＢＡは、
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、
マルチコアプロセッサであって、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、１以上のストレージデバイスのうちの対応する１つの内部データ管理に充てられる、マルチコアプロセッサと、を備え、
前記システムは、１以上のクライアント端末を更に備え、
前記１以上のストレージデバイス及び前記１以上のクライアント端末は、ネットワークに接続され、かつ、前記１以上のクライアント端末のいずれか１つによる要求に応じて前記１以上のストレージデバイス内の分散型データストレージ処理を行うように構成され、前記分散型データストレージ処理は、前記第１のコアの外部インターフェース管理と連携して行われる、
分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１２】
前記ネットワークは、前記ネットワークに接続された１以上のメタデータサーバを更に備える請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１３】
前記１以上のストレージデバイスの各々の前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサは、前記１以上のクライアント端末のいずれか１つによる要求に応じて自律データクラスタリングを行うように構成される、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１４】
前記１以上のストレージデバイスの各々の前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサは、前記１以上のクライアント端末のいずれか１つによる要求に応じて前記１以上のストレージデバイスのいずれかでプログラムを実行するように構成される、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１５】
前記１以上のストレージデバイスの各々の前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサは、前記１以上のクライアント端末へのデータインターフェース接続を行うように構成される、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１６】
前記マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、サーボ管理及び／又はキャッシング及びティアリングのうちの１以上に充てられる、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１７】
前記マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、内部データ管理及びファイルシステム管理のために前記第２のコアと連携する、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１８】
前記１以上のストレージデバイスは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を備え、前記ＨＤＤは、単一のアクチュエータ、単一のディスクＨＤＤ、マルチアクチュエータ、単一のディスクＨＤＤ並びにマルチアクチュエータ、マルチディスクＨＤＤからなる群から選択される、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１９】
前記ＮＶＭは、ハイブリッドデータストレージのために前記ＨＤＤのディスクメディアと共に用いられる、請求項１８に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項２０】
前記１以上のストレージデバイスは、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を備える、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）及びソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等のようなストレージデバイスの分野に関する。特に、本発明は、アクティブストレージデバイスのためのインテリジェントプリント回路基板アセンブリ（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ  ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ（ＰＣＢＡｓ））に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストレージデバイスは、一般的に、データ情報を保持することが可能なハードウェアをいう。ストレージデバイスの一例は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であり、従来、ディスクメディア、ディスクメディアからデータを読み出す又はデータを書き込むためのアクチュエータ、及びアクチュエータの読み出し／書き込み動作を制御するプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）を備える。ストレージデバイスの別の例は、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）であり、ＳＳＤにおいてＰＣＢＡと電気的に通信する不揮発性メモリ（ＮＶＭ）を備える。ストレージデバイスの分野での最近の動向は、ＨＤＤに不揮発性メモリ（ＮＶＭ）を集積し、ＨＤＤのＰＣＢＡと電気的に通信するディスクメディア及びＮＶＭの両方を有するハイブリッドドライブを生じる。
【０００３】
ディスクアレイコントローラは、複数のＨＤＤ、ＳＳＤ及び／又はハイブリッドドライブを接続する必要がある。コントローラは、典型的には、Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ  Ａｒｒａｙ  ｏｆ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｄｉｓｋｓ（ＲＡＩＤ）コントローラであり、所定のＲＡＩＤ構成に従うドライブに亘るデータを分散する。しかし、多数のストレージデバイスがネットワーク化されるとき、複数のＲＡＩＤコントローラが要求される。これは、ストレージデバイスのネットワークを維持及び拡張するために必要な追加コストに転換される。また、ＲＡＩＤコントローラへの依存は、ネットワークにおいて個々のドライブへのパラレルなデータアクセスを厳しく制限し、したがって、ネットワークにおけるデータスループットを制限する。
【０００４】
従って、必要とされるのは、ストレージネットワークにおいてデータストレージ及びデータ管理を容易にするためにディスクアレイコントローラから独立して実行することができるストレージデバイスである。そのうえ、他の望ましい特徴および特性は、添付図面および本開示のこの背景技術と併せて考えたときに、次の詳細な記載および添付される特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、ストレージデバイスのためのプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）が開示され、前記ＰＣＢＡは、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、マルチコアプロセッサと、を備え、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、内部データ管理に充てられる。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）が開示され、前記ＨＤＤは、ディスクメディアと、外部インターフェース管理及び内部データ管理のために前記ディスクメディアに結合されたプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）と、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、マルチコアプロセッサと、を備え、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、内部データ管理に充てられ、前記ＮＶＭは、ハイブリッドデータストレージのために前記ＨＤＤの前記ディスクメディアと共に用いられる。
【０００７】
本発明の第３の態様によれば、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）が開示され、前記ＳＳＤは、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）を備え、前記ＰＣＢＡは、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、マルチコアプロセッサであって、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、内部データ管理に充てられる、マルチコアプロセッサと、を備える。
【０００８】
本発明の第４の態様によれば、データストレージのためのＨＤＤが開示され、１以上のディスクプラッタであって、前記１以上のディスクプラッタの各々は、片側又は両側に磁気ディスクメディアを有する、１以上のディスクプラッタと、前記１以上のディスクプラッタを回転するためのアキシャルモータと、前記１以上のディスクプラッタからデータを読み出し、前記１以上のディスクプラッタへデータを書き込むための１以上のアクチュエータと、前記１以上のアクチュエータに結合された１以上のインターフェースと、前記アキシャルモータ、前記１以上のアクチュエータ及び前記１以上のインターフェースに結合されたプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）と、を備え、前記ＰＣＢＡは、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、マルチコアプロセッサであって、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、内部データ管理に充てられる、マルチコアプロセッサと、を備える。
【０００９】
本発明の第５の態様によれば、分散型データストレージのためのシステムが開示され、前記システムは、１以上のストレージデバイスを備え、前記１以上のストレージデバイスは、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）を有し、前記ＰＣＢＡは、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、マルチコアプロセッサであって、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、１以上のストレージデバイスのうちの対応する１つの内部データ管理に充てられる、マルチコアプロセッサと、を備え、前記システムは、１以上のクライアント端末を更に備え、前記１以上のストレージデバイス及び前記１以上のクライアント端末は、ネットワークに接続され、かつ、前記１以上のクライアント端末のいずれか１つによる要求に応じて前記１以上のストレージデバイス内の分散型データストレージ処理を行うように構成され、前記分散型データストレージ処理は、前記第１のコアの外部インターフェース管理と連携して行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
添付図は、同様の参照数字が別々の図にわたって同一かまたは機能的に類似した要素を参照し、以下の詳細な記載とともに本明細書に組み込まれてその部分をなしており、様々な実施形態を示して様々な原理および利点を本発明の実施形態に従って説明するのに役立つ。
【００１１】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂを含む図１は、本実施形態に係る、ストレージデバイスの平面透視図を示し、図１Ａは、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ（ＨＤＤ））を示し、図１Ｂは、ソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ（ＳＳＤ））を示し、ＨＤＤ及びＳＳＤのいずれもインテリジェントプリント回路基板アセンブリ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ（ＰＣＢＡ））を有する。
【図２】図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを含む図２は、本実施形態に係る、インテリジェントＰＣＢＡを有するＨＤＤの構成要素を示し、図２Ａは、デュアルアクチュエータＨＤＤの上部切断透視図を示し、図２Ｂは、デュアルアクチュエータＨＤＤ内のディスクメディア及びデュアルアクチュエータの側面断面透視図を示し、図２Ｃは、ＨＤＤの底部切断透視図を示す。
【図３】図３は、本実施形態に係るインテリジェントＰＣＢＡを有するアクティブドライブ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｄｒｉｖｅ（ＡＤ））のブロック図を示す。
【図４】図４は、本実施形態に係るＡＤの機能を示す図を示す。
【図５】図５は、本実施形態に係るＡＤのインテリジェントＰＣＢＡの１以上のコアにより行われる機能を示す図を示す。
【図６】図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃを含む図６は、本実施形態に係る、ネットワークにおいて１以上のストレージデバイスの例示的なシステムの図を示し、図６Ａは、ネットワークを通じてクライアント及びメタデータサーバと通信する１以上の従来のストレージデバイスのシステムを示し、図６Ｂは、ネットワークを通じてクライアント及びメタデータサーバと通信する１以上のストレージデバイス（つまり、アクティブドライブ）を示し、図６Ｃは、システムにおいて行われる例示的な処理を示す。
【００１２】
図中の要素は、簡潔さおよび明解さのために示され、必ずしも縮尺通りに描かれなかったことを当業者は理解するであろう。例えば、本発明の実施形態の理解を高めるのを助けるために、説明図、ブロック図またはフローチャート中のいくつかの要素の寸法が他の要素に比べて誇張されることもある。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な記載は、本質的に例示的であるに過ぎず、本発明又は本発明の用途及び使用を限定することは意図されない。そのうえ、前述の本発明の背景又は以下の詳細な記載において提示されるいかなる理論によっても制限されるものではない。本実施形態の目的は、ストレージネットワークにおいてデータストレージ及びデータ管理を容易にするためにディスクアレイコントローラから独立して実行することができる改善されたストレージデバイスを示すことである。
【００１４】
図１Ａ（上部平面図１００）及び図１Ｂ（上部平面図１５０）を含む図１は、ストレージデバイス１０１，１５１を示し、図１Ａは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１０１を示し、図１Ｂは、インテリジェントプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）を有するソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を示す。図１ＡのＨＤＤ１０１は、ＨＤＤ１０１のアクチュエータアセンブリ１０４及びアキシャルモータ１０６と電気的に通信するプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）１０２を備える。同様に、図１ＢのＳＳＤ１５１は、ＳＳＤ１５１の不揮発性メモリ（Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＮＶＭ））１５４と電気的に通信するインテリジェントＰＣＢＡ１５２を備える。インテリジェントＰＣＢＡ１０２，１５２は、ＨＤＤ１０１及びＳＳＤ１５１内の構成要素１０４，１０６，１０８，１５４の動作を制御する。この態様の更なる詳細は、以下の説明で提供されるであろう。
【００１５】
本実施形態に係る、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを含む図２は、デュアルアクチュエータ２０１の構成要素を示し、図２Ａは、デュアルアクチュエータＨＤＤ２０１の上部切断透視図２００を示し、図２Ｂは、デュアルアクチュエータＨＤＤ２０１内のディスクメディア２０２及びデュアルアクチュエータ２０６，２０８の側面断面透視図２３０を示し、図２Ｃは、デュアルアクチュエータＨＤＤ２０１の底部切断透視図２５０を示す。
【００１６】
図２Ａでは、データストレージ用のＨＤＤ２０１は、１以上のディスクプラッタ２０２を備える。１以上のディスクプラッタ２０２の各々は、片側又は両側に磁気ディスクメディアを有し、アクチュエータ２０６，２０８の読み出し／書き込みヘッドは、磁気ディスクメディアに読み出し／書き込みをするように位置決めされる。実施形態では、デュアルアクチュエータ２６０，２８０の位置決めは、図２Ｂで見られるように、互いに１８０度である。デュアルアクチュエータ２６０，２８０の位置のバリエーションもまた可能である。アキシャルモータ２０４は、動作中に１以上のディスクアレイプラッタ２０２に対して回転を提供する。
【００１７】
図２Ｃは、アクチュエータアセンブリ２０６に接続された外部通信インターフェース２５６を示す。別の実施形態では、１より多い外部通信インターフェース２５６は、ＨＤＤ２０１に存在し、外部通信インターフェース２５６の各々は、対応するアクチュエータ２０６，２０８に接続される。マルチインターフェース、マルチアクチュエータハードディスクドライブは、ストレージデバイス２０１へ及びストレージデバイス２０１からのデータスループットを増加させる有利な手段を提供する。インテリジェントＰＣＢＡ２５２は、アキシャルモータ２０４、１以上のアクチュエータ２０６，２０８及び１以上のインターフェース２５６に接続される。本実施形態における配置は、アクチュエータ２０６，２０８を有するインテリジェントＰＣＢＡ２５２、アキシャルモータ２０４及び外部インターフェース２５６の間の有利な接続を提供し、インテリジェントＰＣＢＡ２５２がＨＤＤ２０１内の構成要素２０２，２０４，２０６，２０８，２５６に亘って制御することを可能にする。各種実施形態において、ハイブリッドドライブ又はＳＳＤ内の構成要素は、本実施形態と同様の態様で接続されることをストレージデバイスの当業者は理解するであろう。
【００１８】
図３は、本実施形態に係る、１以上のディスクプラッタ３１０、ＮＶＭ３２０及びインテリジェントＰＣＢＡ３３０を備えるストレージデバイス３００、以下アクティブドライブ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｄｒｉｖｅ（ＡＤ））３０２を示す。インテリジェントＰＣＢＡ３３０は、１以上のコア３３２，３３４，３３６，３３８を有するマルチコアプロセッサを備える。１以上のコア３３２，３３４，３３６，３３８は、ＡＤ３０２の各種動作を管理及び実行するように構成される。実施形態では、第１のコア３３２及び第２のコア３３４は、外部インターフェース管理３４０を行うように構成され、一方で、第３のコア３３６及び第４のコア３３８は、内部データ管理３５０を実行するように構成される。更なる実施形態では、ＰＣＢＡ３３０のマルチコアプロセッサの第３のコア３３６は、内部データ管理及びファイルシステム管理のための第４のコア３３８と連携する。様々な他の構成も可能であることをストレージデバイスの当業者は理解するであろう。例えば、プロセッサのコア３３２，３３４，３３６，３３８は、それぞれの内の外部インターフェース管理３４０及び内部データ管理３５０を分散すること、又はコア３３２，３３４，３３６，３３８のいずれか１つ又は組み合わせに処理をリダイレクトすることを可能にする。
【００１９】
別の実施形態では、ＡＤ３０２は、インテリジェントＰＣＢＡ３３０を有するＨＤＤ、ＳＳＤ又はハイブリッドドライブであることを当業者は更に理解するであろう。実施形態では、インテリジェントＰＣＢＡ３３０を有するハイブリッドドライブを含むＡＤ３０２は、ハイブリッドデータストレージのためのディスクプラッタ３１０での磁気ディスクメディア及びＮＶＭ３２０の両方を用いる。ＰＣＢＡ３０２のコア３３２，３３４，３３６，３３８のいずれか１つ又は組み合わせは、ＨＤＤ内のアクチュエータ又はアキシャルモータの移動を制御するためにサーボ管理に充てられる。外部インターフェース管理３４０、内部データ管理３５０及び／又はサーボ管理に１以上のコアを充てることは、動作を実行するためにディスクアレイコントローラへの依存を排除することにより、リソースアロケーションの有効な手段を有利に提供する。また、ＡＤ３０２の各々が、インターフェース管理３４０、内部データ管理３５０及びサーボ管理を独立に行うことが可能なとき、これは、有利に、共に接続されたＡＤ３０２の拡張性のあるネットワークを可能にする。
【００２０】
図４は、本実施形態に係る、ＡＤ４０２の機能を示す図４００を示す。本実施形態では、ＡＤ４０２は、アクセスリストに従うＡＤ４０２のローカルファイルシステム４３０へのアクセスの制限、又はＡＤ４０２内のディレクトリのリスト化等のような分散型ファイルシステム４１０に関連するデータ管理動作を行う。本実施形態では、分散型ファイルシステム４１０の命令又は所定のプロトコルに従って、又は自動的に、ＡＤ４０２は、データ４２２のキャッシング及びデータ４２４の圧縮等のようなデータ管理動作を行う。ＡＤ４０２は、インストール及び実行されるべきクライアントにインストール可能なプログラム４１１も有しうる。更に、ＡＤ４０２は、ファイルスペースアロケーション及びファイルネームの管理等のようなローカルファイルシステム４３０の動作を行う。各種動作４１０，４２０，４２２，４２４及び４３０の処理は、ＡＤ４０２内のＰＣＢＡのマルチコアプロセッサのコアのうちの１以上によって行われる。これは、有利に、ＡＤ４０２が、ディスクアレイコントローラ又はストレージサーバ（つまり、サーバコンピュータ）に頼らずに独立したドライブとして動作することを可能にする。
【００２１】
図５は、本実施形態に係るＡＤ内のインテリジェントＰＣＢＡの１以上のコア５１０，５２０，５３０，５４０によって行われる機能５１２，５１４，５１６，５２２，５３２，５３４，５３６，５３８，５４２を示す図５００を示す。各種動作は、インテリジェントＰＣＢＡのコア５１０，５２０，５３０，５４０に割り当てられる。例えば、第１のコア５１０は、クラスタ管理５１４及びデータ５０２を提供しているクライアントへのデータインターフェース接続５１６を含む、分散型ファイルシステム５１２に関連する動作の管理に充てられる。第２のコアは、ローカルファイルシステム５２２を含む動作の管理に充てられる。第３のコアは、データのキャッシング及びティアリング５３２、データの圧縮５３４、エラー率、帯域、スループット、伝送、遅延、利用率、及びジッター等のサービス品質（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＱｏＳ））動作の管理、及びＡＤのディスクメディア又はＮＶＭ内のデータの配置等のような内部データ管理動作に充てられる。第４のコアは、ＡＤのディスクメディア又はＮＶＭにインストールされるアプリケーションのプログラム実行５４２に充てられる。当該プログラムは、クライアント端末によりＡＤ４０２へランライムアップロード及びインストールされうる。機能５１２，５１４，５１６，５２２，５３２，５３４，５３６，５３８，５４２を実行するＡＤのインテリジェントＰＣＢＡにより、ディスクアレイコントローラは、データが、ＡＤに直接転送されうるため、有利に排除される。例えば、ストレージ管理等のタスクは、ＡＤのインテリジェントＰＣＢＡのマルチコアプロセッサの１以上のコアにより行われている。これは、ＡＤ分散型ファイルシステムを構築するための拡張性の高くかつ費用効率の良い手段を有利に提供し、ここで、複数のＡＤは、ネットワークを介してクライアントと独立に通信する。このドライブのネットワークは、有利に、コスト、消費電力及び必要な物理スペースの低減を可能にする。更に、重要な動作（例えば、サービス品質動作）に充てられるマルチコアプロセッサの専用のコアは、有利に、従来のドライブと比較してＡＤの信頼性を増大させることが可能である。
【００２２】
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃを含む図６は、本実施形態に係る、ネットワーク６０２において１以上のストレージデバイス６３４，６５４のシステム６００，６５０の図を示し、図６Ａは、ネットワークを通じてクライアント及びメタデータサーバと通信する１以上の従来のストレージデバイス６３４のシステム６００を示し、図６Ｂは、本実施形態に係る、ネットワーク６０２を通じてクライアント６１０及びメタデータサーバ６２０と通信する１以上のストレージデバイス（つまり、アクティブドライブ）６５４を有するシステム６５０を示し、図６Ｃは、本実施形態に係る、システム６５０において行われる例示的な動作６７０を示す。
【００２３】
システム６００では、複数の従来のストレージデバイス６３４は、ディスクアレイコントローラ（例えば、ＲＡＩＤコントローラ）６３６を介してネットワーク６０２に接続される。複数のストレージデバイス６３４は、ストレージユニット６３８としてクライアント６１０に提示される。ストレージユニット６３８の各々は、ストレージユニット６３８の各々においてデータインターフェース及び管理のためのストレージサーバを必要とする。これは、拡張にとって非効率的なアーキテクチャをもたらす。
【００２４】
システム６５０は、従来の分散型ストレージシステムへの有利な代替を提供する。システム６５０では、ネットワーク６０２内のストレージデバイス６５４は、ＡＤであり、各々は、前述の実施形態に係るインテリジェントＰＣＢＡを備える。インテリジェントＰＣＢＡは、ＮＶＭ及びマルチコアプロセッサを備え、ここで、マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理に充てられ、マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、１以上のストレージデバイス６５４のうちの対応する１つの内部データ管理に充てられる。１以上のストレージデバイス６５４及び１以上のクライアント端末６１０は、ネットワーク６０２に接続され、かつ、１以上のクライアント端末６１０のいずれか１つによる要求に応じて１以上のストレージデバイス６５４内のデータストレージ動作を実行するように構成される。本実施形態では、分散型データストレージ動作は、第１のコアの外部インターフェース管理と連携して行われる。分散型データストレージ動作及び／又はストレージデバイス６５４自体の内部の外部インターフェース管理は、ディスクコントローラ６３６又はこれらの動作を管理するためのストレージサーバへの依存を排除する。これらの動作の各々への１以上のコアを専用化することは、分散された作業負荷を可能にし、したがって、ネットワーク６０２内のストレージデバイス６５４の効率性及びスループットの有利な改善を可能にする。
【００２５】
実施形態では、１以上のストレージデバイス６５４の各々のＰＣＢＡのうちの第１のコアは、クライアント端末６１０へのデータインターフェース接続を行うように構成される。従来のサーバでは、ディスクアレイコントローラは、クライアント端末６１０とのデータインターフェース接続のタスクを行う。ストレージデバイス６０４がデータインターフェース接続動作を行うことを可能にすることは、有利に、個々のストレージデバイス６５４とクライアント端末６１０との間のパラレルなデータアクセスを可能にする。
【００２６】
本実施形態では、１以上のストレージデバイス６５４の各々のＰＣＢＡのマルチコアプロセッサは、１以上のクライアント端末６１０のいずれか１つによる要求に応じて自律データクラスタリングを行うように構成される。データクラスタリング動作において、インテリジェントＰＣＢＡは、ストレージデバイス６５４のディスクメディア内の、セクタの切れ目のないグループ、つまり、クラスタを割り当てる。クラスタリングは、オン−ディスクデータ構造の管理のオーバーヘッドを低減し、インテリジェントＰＣＢＡによって独立に行われるとき、有利に、クラスタリング動作の効率を増大させることを可能にする。
【００２７】
１以上のストレージデバイス６５４の各々のＰＣＢＡのマルチコアプロセッサは、１以上のクライアント端末６１０のいずれか１つによる要求に応じて１以上のストレージデバイス６５４に記憶されたプログラムを実行するようにも構成される。ユーザは、クライアント端末６１０を通じたストレージデバイス６５４のいずれか１つにインストールされたアプリケーションにアクセスすることを可能にする。インテリジェントＰＣＢＡのマルチコアプロセッサのうちの１以上のコアは、要求の期間中にアプリケーションの動作に充てられてもよい。これは、ユーザがネットワーク６０２を介してソフトウェアアプリケーション及びプロセスへのアクセスを得るための手段を有利に提供する。更に、アプリケーションの処理は、ストレージデバイス６５４のインテリジェントＰＣＢＡによって行われ、これは、アプリケーションを動作するためのサーバの中央演算処理装置（ＣＰＵ）の依存性を有利に低減する。
【００２８】
前述の実施形態と同様に、１以上のストレージデバイス６５４の各々のＰＣＢＡのマルチコアプロセッサのうちのコアは、サーボ管理に充てられる。マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、内部データ管理及びファイルシステム管理のための第２のコアと連携する。更に、マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、キャッシング及びティアリングに充てられる。これらの動作の各々への１以上のコアを専用化することは、分散された作業負荷を可能にし、したがって、ネットワーク６０２内のストレージデバイス６５４の効率性及びスループットの有利な改善を可能にする。
【００２９】
実施形態では、システム６５０は、ネットワーク６０２と接続されたメタデータサーバ６２０を更に備える。図６Ｃでは、ストレージデバイス６５４のシステム６５０の例示的な動作が示される。クライアント６１０は、システム６５０内のストレージデバイス６５４からデータを読み出すための要求を行う。この要求は、クライアントの分散型ファイルシステム６７２で受け付けられ、メタデータサーバ６２０に記憶されたメタデータ６７６を読み出すためにルックアップテーブル６７４に対して処理される。データが記憶された情報を含むメタデータ６７６を用いて、分散型ファイルサーバは、クラスタ６７８にアクセスし、そこでのストレージデバイス６５４又は複数のストレージデバイス６５４はデータ６８０を記憶する。データセット６８０は、クライアント端末６１０でのアプリケーションによる更なる処理のために読み出される。別の実施形態では、クライアント６１０は、データセット６８０にアクセスするため、及びデータセット６８０での動作を行うために、クラスタ６７８内のストレージデバイス６５４にインストールされたアプリケーションを指示してもよい。別の実施形態では、クライアントは、メタデータサーバから複数のＡＤ６５４からなるストレージクラスタのマップを得るのみであり、その後、それ自体によるデータロケーションを演算し、その後、ＡＤ６５４から直接的にデータを読み出す。本実施形態では、ストレージデバイス６５４とクライアント端末６１０との通信は、ストレージデバイス６５４内のＰＣＢＡのマルチコアプロセッサのうちの１つのコアに充てられる。別の実施形態では、マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、アプリケーションの実行及びデータセット６８０での動作の実行に専用化される。
【００３０】
別の実施形態では、ストレージデバイス６５４は、マルチアクチュエータマルチディスクＨＤＤ、ＳＳＤ及びハイブリッドデータストレージのためのＨＤＤのディスクメディアと共に用いられるＮＶＭを有するハイブリッドディスクを含む、アクティブドライブの１以上を備えることを当業者は理解するであろう。
【００３１】
よって、本実施形態によれば、ＰＣＢＡ実装のための新規で、有利な効率の良い方法を提示し、従来技術の欠点を解消する。
【００３２】
本発明の前述の詳細な記載では例示的な実施形態が提示されたが、当然のことながら、膨大な数の変形形態が存在する。例えば、当業者は、本技術がＰＣＢＡに適用されてもよいことを本明細書の開示から理解するであろう。
【００３３】
さらに当然のことながら、これらの例示的な実施形態は、例であるに過ぎず、いかなる意味でも本発明の範囲、適用性、動作、または構成を限定することは意図されない。もしろ、前述の詳細な記載は、本発明の例示的な実施形態を実装するための便利なロードマップを当業者に提供するであろう、理解すべきは、添付の特許請求の範囲に提示される本発明の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態に記載される要素の機能および配置ならびに動作の方法における様々な変更がなされてもよいことである。
【図１Ａ】
2017531859.tif 000003
【図１Ｂ】
2017531859.tif 000004
【図２Ａ】
2017531859.tif 000005
【図２Ｂ】
2017531859.tif 000006
【図２Ｃ】
2017531859.tif 000007
【図３】
2017531859.tif 000008
【図４】
2017531859.tif 000009
【図５】
2017531859.tif 000010
【図６Ａ】
2017531859.tif 000011
【図６Ｂ】
2017531859.tif 000012
【図６Ｃ】
2017531859.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月16日(2016.6.16)
【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】
ストレージデバイスのためのプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）であって、
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、
マルチコアプロセッサと、を備え、
前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、前記ＰＣＢＡ及び前記ストレージデバイスの外部の１以上のデバイスに結合され、前記第１のコアは、分散型ファイルシステム管理及びマルチデバイスストレージクラスタの管理の１以上を含む前記ＰＣＢＡ及び前記ストレージデバイスの外部の前記１以上のデバイスの外部インターフェース管理のために構成され、
前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、前記ストレージデバイス及び／又は前記ＮＶＭの内部データ管理のために構成される、
ＰＣＢＡ。
【請求項２】
前記マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、サーボ管理及び／又はキャッシング及びティアリングのうちの１以上のために構成される、請求項１に記載のＰＣＢＡ。
【請求項３】
前記マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、内部データ管理及びファイルシステム管理のために前記第２のコアと連携する、請求項１に記載のＰＣＢＡ。
【請求項４】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であって、
ディスクメディアと、
外部インターフェース管理及び内部データ管理のために前記ディスクメディアに結合されたプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）と、
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、
マルチコアプロセッサと、を備え、
前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、前記ＨＤＤの外部の１以上のストレージデバイスを含む前記ＨＤＤの外部の１以上のデバイスに結合され、前記第１のコアは、前記ＨＤＤの外部の前記１以上のストレージデバイスの少なくとも一部での分散型ファイルシステム管理、及び前記ＨＤＤの外部の前記１以上のストレージデバイスの少なくとも一部でのストレージを含むマルチデバイスクラスタの管理の１以上を含む前記ＨＤＤの外部の前記１以上のデバイスとの通信の外部インターフェース管理のために構成され、
前記ＮＶＭは、ハイブリッドデータストレージのための前記ＨＤＤの前記ディスクメディアと共に用いられ、
前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、前記ＮＶＭ及び前記ＨＤＤの内部データ管理のために構成される、
ＨＤＤ。
【請求項５】
前記ディスクメディアは、複数のディスクプラッタを備え、前記ＨＤＤは、前記複数のディスクプラッタからデータを読み出し、前記複数のディスクプラッタへデータを書き込むための複数のアクチュエータを更に備え、前記ＰＣＢＡのマルチコアプロセッサの前記第２のコアは、内部データ管理のために前記複数のディスクプラッタ及び前記複数のアクチュエータと結合される、請求項４に記載のＨＤＤ。
【請求項６】
プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）を備えるソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）であって、前記ＰＣＢＡは、
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、
マルチコアプロセッサであって、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、前記ＳＳＤの外部の１以上のストレージデバイスを含む前記ＳＳＤの外部の１以上のデバイスに結合され、前記第１のコアは、前記ＳＳＤの外部の前記１以上のストレージデバイスの少なくとも一部での分散型ファイルシステム管理、及び前記ＳＳＤの外部の前記１以上のストレージデバイスの少なくとも一部でのストレージを含むマルチデバイスクラスタの管理の１以上を含む前記ＳＳＤの外部の前記１以上のデバイスの外部インターフェース管理のために構成され、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、前記ＳＳＤの内部データ管理のために構成される、マルチコアプロセッサと、
を備えるＳＳＤ。
【請求項７】
データストレージのためのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であって、
１以上のディスクプラッタであって、前記１以上のディスクプラッタの各々は、片側又は両側に磁気ディスクメディアを有する、１以上のディスクプラッタと、
前記１以上のディスクプラッタを回転するためのアキシャルモータと、
前記１以上のディスクプラッタからデータを読み出し、前記１以上のディスクプラッタへデータを書き込むための１以上のアクチュエータと、
前記１以上のアクチュエータに結合された１以上のインターフェースと、
前記アキシャルモータ、前記１以上のアクチュエータ及び前記１以上のインターフェースに結合されたプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）と、を備え、前記ＰＣＢＡは、
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、
マルチコアプロセッサであって、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、前記ＨＤＤの外部の１以上のストレージデバイスを含む前記ＨＤＤの外部の１以上のデバイスに結合され、前記第１のコアは、前記ＨＤＤの外部の前記１以上のストレージデバイスの少なくとも一部での分散型ファイルシステム管理、及び前記ＨＤＤの外部の前記１以上のストレージデバイスの少なくとも一部でのストレージを含むマルチデバイスクラスタの管理の１以上を含む前記ＨＤＤの外部の前記１以上のデバイスの外部インターフェース管理のために構成され、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、前記ＮＶＭ及び／又は前記１以上のインターフェースに結合され、前記ＮＶＭ及び／又は前記磁気ディスクメディアの内部データ管理のために構成される、マルチコアプロセッサと、を備える
ＨＤＤ。
【請求項８】
前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、サーボ管理及び／又はキャッシング及びティアリングのうちの１以上のために構成される、請求項７に記載のＨＤＤ。
【請求項９】
前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサのうちの別のコアは、前記ＮＶＭ及び／又は前記磁気ディスクメディアの内部データ管理及びファイルシステム管理のために前記第２のコアと連携する、請求項７に記載のＨＤＤ。
【請求項１０】
前記ＮＶＭは、ハイブリッドデータストレージのために前記磁気ディスクメディアと共に用いられ、前記マルチコアプロセッサのうちの前記第２のコアは、前記ＮＶＭ及び前記磁気ディスクメディアの両方の内部データ管理のために構成される、請求項７に記載のＨＤＤ。
【請求項１１】
分散型データストレージのためのシステムであって、
複数のストレージデバイスを備え、前記複数のストレージデバイスの各々は、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）を有し、前記ＰＣＢＡは、
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、
マルチコアプロセッサであって、前記マルチコアプロセッサのうちの第１のコアは、外部インターフェース管理のために構成され、前記マルチコアプロセッサのうちの第２のコアは、前記複数のストレージデバイスのうちの対応する１つの内部データ管理のために構成される、マルチコアプロセッサと、を備え、
前記システムは、ネットワークと、１以上のクライアント端末と、を更に備え、
前記複数のストレージデバイス及び前記１以上のクライアント端末は、前記ネットワークに接続され、前記複数のストレージデバイスの１以上の前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサは、前記１以上のクライアント端末のいずれか１つによる要求に応じて前記１以上のストレージデバイスの１以上内の分散型データストレージ処理を行うように構成され、前記分散型データストレージ処理は、前記第１のコアの外部インターフェース管理と連携して行われる、
分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１２】
前記ネットワークは、前記ネットワークに接続された１以上のメタデータサーバを更に備え、前記複数のストレージデバイスの１以上の前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサは、前記１以上のメタデータサーバの少なくとも１つと連携して前記複数のストレージデバイスの１以上内の分散型データストレージ動作を行う、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１３】
前記１以上のストレージデバイスの各々の前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサは、前記１以上のクライアント端末のいずれか１つによる要求に応じて自律データクラスタリングを行うように更に構成される、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１４】
前記１以上のストレージデバイスの各々の前記ＰＣＢＡの前記マルチコアプロセッサは、前記１以上のクライアント端末のいずれか１つによる要求に応じて前記第１のコアの外部インターフェース管理前記１以上のストレージデバイスのいずれかでプログラムを実行するように更に構成される、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１５】
前記第１のコアの外部インターフェース管理は、前記１以上のクライアント端末へのデータインターフェース接続を行うように更に構成される、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１６】
前記複数のストレージデバイスの少なくとも１つのうちの前記マルチコアプロセッサは、サーボ管理及び／又はキャッシング及びティアリングのうちの１以上のために構成される、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１７】
前記複数のストレージデバイスの少なくとも１つのうちの前記マルチコアプロセッサは、前記複数のストレージデバイスの少なくとも１つのうちの前記マルチコアプロセッサの前記第２のコアと連携する、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１８】
前記複数のストレージデバイスのうちの少なくとも１つは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を更に備え、前記ＨＤＤは、単一のアクチュエータ、単一のディスクＨＤＤ、マルチアクチュエータ、単一のディスクＨＤＤ並びにマルチアクチュエータ、マルチディスクＨＤＤからなる群から選択される、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項１９】
前記複数のストレージデバイスの各々の前記ＮＶＭは、ハイブリッドデータストレージのために前記ＨＤＤのディスクメディアと共に用いられる、請求項１８に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【請求項２０】
前記複数のストレージデバイスのうちの少なくとも１つは、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を備える、請求項１１に記載の分散型データストレージのためのシステム。
【国際調査報告】
2017531859.tif 000014
2017531859.tif 000015