一種計算機內置式網絡存儲裝置的製作方法

2023-05-07 16:27:46

專利名稱：一種計算機內置式網絡存儲裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於網絡存儲技術領域，具體涉及一種可與現有計算機主機兼容的、 內置式網絡存儲裝置，尤其涉及一種使計算機在「待機」、「休眠」或「關機」狀態下均可實現 網絡下載的網絡存儲裝置。
背景技術：
近年來，隨機計算機技術和網絡技術的發展，計算機的網絡應用無處不在。其中， 從網絡上下載數據(網絡下載，其為網絡存儲中的一種任務形式)成為計算機的一種基本 功能，通常，現有普通硬體架構的計算機裝置均能實現這一基本功能。實現網絡下載的計算 機的主機一般包括有主板、主板上的中央處理單元(CPU)、主板上的晶片組(例如南北橋 晶片組)、硬碟、內存、網卡、電源模塊、光碟機等。通常，計算機的網絡下載是多任務模式的，例 如，用戶在進行網絡瀏覽時同時進行軟體更新下載、同時通過BT等軟體網絡下載數據。而 這種網絡下載數據通常會大大延緩網絡瀏覽的速度，因此，用戶通常讓計算機處理閒置時 開機進行網絡數據下載。一般情況下，計算機的工作狀態大致可以分為以下S0-S5六種狀態SO是指計算機的普通工作狀態，所有計算機主板及其連接設備全開，功耗一般會 超過80W ；S1也稱為POS (Power On Suspend,電源掛起)，是指計算機除了通過CPU時鐘控制 器將CPU停止工作之外，其他主板連接設備(例如硬碟、內存、晶片組等)仍然正常工作，功 耗一般在30W以下(例如，有些CPU降溫軟體就是利用這種工作原理)；S2是指CPU處於關閉狀態，總線時鐘也被關閉，但其餘主板連接的設備仍然運轉；S3是指STR (Suspend to RAM,內存掛起)，也是使用者最長用到的狀態，STR就是 把系統進入STR前的工作狀態數據都存放到內存中去。在STR狀態下，主電路電源仍然繼 續為內存等最必要的設備供電，以確保數據不丟失，而其他設備均處於關閉狀態，系統的耗 電量極低。一旦我們按下Power按鈕(主機電源開關)，系統就被喚醒，馬上從內存中讀取 數據並恢復到STR之前的工作狀態。內存的讀寫速度極快，因此我們感到進入和離開STR 狀態所花費的時間不過是幾秒鐘而已，功耗不超過10W ；S4也稱為STD (Suspend to Disk，硬碟掛起)，是指系統主電源關閉，但是硬碟仍然 帶電並可以被喚醒，此時內存中信息被寫入硬碟中，所有部件停止工作；S5是指連電源在內的所有設備全部關閉，計算機本身無功耗。以上狀態中，通常，S0為正常工作狀態；S1、S2狀態稱之為「省電」狀態，移動滑鼠、 按任一鍵盤即可喚醒電腦；S3狀態稱之為「待機(Standby)」狀態；S4狀態通常稱之為「休 眠(Hibernate)」或者「睡眠(Sle印)」狀態；S5狀態稱之為「關機」狀態。以網絡下載為例， 計算機在日常執行網絡下載時，通常工作在S0狀態下，至少在S3、S4和S5狀態下，現有技 術的計算機是根本不可能實現網絡下載任務的。因此，計算機用戶在執行較大數據的網絡 下載時，通常是需要運行在S0的工作狀態。一般情況下，計算機用戶為了在使網絡下載不影響在其使用時的網絡速度，通常是用戶離開狀態下讓計算機運行在SO狀態、讓其自動執 行網絡下載。這樣，現有計算機雖然能夠較好實現網絡下載等網絡存儲任務，但是，具有運 行成本高、功耗大、縮短計算機壽命的缺點。針對以上所述需求，現有技術中提出了一種專用於網絡下載的網絡附加存儲 (Network Attached Storage，NAS)。這種裝置利用執行網絡下載等網絡存儲任務時需要執 行的任務簡單、要求運行的相關硬體較少的特點，用相對簡單硬體結構(相對於計算機主 機)形成一個類似於專用於網絡下載的文件伺服器。NAS通常包括微處理器、網絡控制模 塊、用於數據存儲的硬碟及其控制器、輸入模塊、固定存儲模塊、顯示模塊等，通過以上模塊 協調工作，用戶可以通過網絡接口與網絡 直接連接，實現網絡數據服務。因此，具有相對成 本低(相對於計算機)、可用性高、方便安裝使用等優點。同時，現有技術中還提出了一種DAS (Direct Attached Storage，直接附屬存 儲)，也可稱為SAS (Server-Attached Storage,伺服器附加存儲)。DAS被定義為直接連 接在各種伺服器或客戶端擴展接口下的數據存儲設備，它依賴於伺服器，其本身是硬體的 堆疊，不帶有任何存儲作業系統。在這種方式中，存儲設備是通過電纜(通常是SCSI接口 (SmallComputer System Interface，小型計算機系統接口)電纜)直接到伺服器的，1/ 0(輸入/輸入)請求直接發送到存儲設備。不管是NAS還是DAS，相對於計算機主機都是一個獨立的設備裝置，隨著網絡存儲 的個人應用需求越來越廣，個人用戶為更好的實現網絡存儲功能，一般不大願意再花高價 錢購買NAS或者DAS，取而代之的是，通常是使計算機主機長時間運行於S0狀態實現自身的 網絡存儲需求。因此，有必要提出一種計算機內置式的、通過計算機主機來主要替代NAS的功能 的網絡存儲裝置。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，利用現有的計算機裝置提供一種計算機內置式 的、計算機在「待機」、「休眠(包括睡眠狀態)」或「關機」狀態下均能工作的網絡存儲裝置。為解決以上技術問題，本實用新型提供一種計算機內置式網絡存儲裝置，包括第二處理單元，其運行功耗低於計算機主板上的中央處理單元；硬碟；第二內存單元，其不同於計算機主板上的第一內存單元；以及網絡接口單元，其中，所述第二處理單元、硬碟、第二內存單元、網絡接口單元均置於計算機主板 上，並且在計算機「待機」、「休眠」或「關機」狀態下均處於帶電狀態，所述第二處理單元分 別與所述硬碟、第二內存單元、網絡接口單元通信連接。根據本實用新型所提供的網絡存儲裝置，其中，所述網絡存儲裝置通過計算機的 電源模塊供電。所述網絡存儲裝置分別與計算機主板上的中央處理單元、計算機主板上的第一內 存單元通信連接。所述中央處理單元運行的情況下，第二處理單元不運行，所述中央處理單元不運
4行的情況下，第二處理單元可以運行。所述第二處理單元為8位、16位或者32位的微處理 器；所述第二處理單元可以為8086系列的單片機、微控制單元或者數位訊號處理器。所述第二處理單元可以為計算機主板上的顯卡上的圖形處理單元；或者可以為遠 程開機單元中的處理單元。所述硬碟專用於網絡存儲裝置。所述第二內存單元通過隨時都帶電工作的內存插槽置於計算機主板上。所述第二 內存單元可以是計算機主板上的顯卡上的顯存。根據本實用新型所提供的網絡存儲裝置，其中，還包括與所述第二處理單元通信 連接的輔助接口。本實用新型的技術效果是，該網絡存儲裝置所包括的第二處理單元、硬碟、第二內 存單元和網絡接口單元均置於計算機主板上，並可以與現有技術計算機主板的硬碟等組件 共享利用，因此具有成本低的特點；同時，通過計算機的電源模塊使第二處理單元、硬碟、 第二內存單元和網絡接口單元均處於帶電狀態，從而在計算機主板上的中央處理器不工作 時，網絡存儲裝置也能夠根據命令運行，同時進一步結合該網絡存儲裝置的第二處理單元 的低功耗的特點，因此該網絡存儲裝置在計算機處於「待機」、「休眠」或「關機」狀態下均能 夠實現網絡存儲，具有功耗低的特點。

圖1是本實用新型提供的網絡存儲裝置結構實施例示意圖；圖2是帶本實用新型提供的網絡存儲裝置的計算機主板結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，
以下結合附圖對本實用新型 作進一步的詳細描述。在該發明中，「待機」狀態是指背景技術中所描述的S3狀態；「休眠」狀態是指背景 技術中所描述的S4狀態，「休眠」狀態也包括通常所說的「睡眠」狀態；「關機」狀態即背景 技術中所描述的S5狀態。圖1所示為本實用新型提供的網絡存儲裝置結構實施例示意圖。該網絡存儲裝置 內置於計算機主板上，並可以與計算機主機共享應用一些裝置。如圖1所示，網絡存儲裝置 200包括計算機主板上的第二處理單元210、計算機主板上的硬碟220、計算機主板上的第 二內存單元230以及計算機主板上的網絡接口單元240。該實施例的網絡存儲裝置200置 於計算機主板之上，通過計算機的電源模塊120供電，從使不管計算機是工作在「待機」、「關 機」或者「休眠」等狀態，網絡存儲裝置200中的計算機主板上的第二處理單元210、計算機 主板上的硬碟220、計算機主板上的第二內存單元230以及計算機主板上的網絡接口單元 240都能夠處於帶電狀態。因此，計算機的電源模塊120隨時與外部的交流電源電連接。網 絡存儲裝置200與計算機主板上的中央處理單元110、計算機主板上的第一內存單元130通 信連接，從而可以與中央處理單元110、第一內存單元130交換數據、命令等。請參閱圖1，計算機主板上的中央處理單元110是傳統計算機上中央處理器，現在通常的個人電腦中，應用的一般是Intel公司或者AMD公司的中央處理器。計算機主板上 的中央處理單元110用於集中處理各種視頻處理、系統操作等命令任務，具有強大的數據 處理功能，也同時具有頻率高、功耗高的特點。現有技術中，個人用戶在使電腦運行在SO狀 態執行網絡存儲功能時，其數據命令的處理功能是通過中央處理單元110完成的。由於計 算機在S2、S3、S4、S5狀態時中央處理單元110是不帶電的，因此，在現有技術中，S2、S3、 S4、S5狀態時是不能夠完成網絡存儲(例如網絡下載)任務的。計算機主板上的第一內存 單元130通常置於計算機主板上的內存插槽上，其可以為DDR(Double DataRate RAM，雙倍 速率同步動態隨機存儲器)UDDR2或者DDR3的內存。現有技術中，由於計算機在S4、S5狀 態時第一內存單元130是不帶電的，而在網絡存儲的任務過程中，是依賴與內存實現交換 數據等過程，因此，在現有技術中，S4、S5狀態時更是不能夠完成網絡存儲(例如網絡下載) 任務的。繼續參閱圖1，網絡存儲裝置200所包括的計算機主板上的第二處理單元210是一 種區別於中央處理單元110的微處理器。由於執行網絡存儲任務時需要執行的任務簡單， 數據命令處理相對不是那麼複雜，因此，第二處理單元210可以選擇能耗較低的CPU(中央 處理單元)，這也減小對計算機的電源模塊120的供電要求，功耗較低的CPU的頻率通常也 比較低，一般情況下其處理頻率是能夠滿足網絡存儲任務處理需求，當然，其處理頻率的大 小至少要滿足其所通信連接的網絡接口單元的要求。較佳地，在中央處理單元230運行的 情況下，第二處理單元210不運行；在中央處理單元停止運行的情況下，可以選擇第二處理 單元210運行。在該實施例中，計算機主板上的第二處理單元210可以為8086系列的單 片機、MCU(Micro Control Unit，微控制單元)、DSP(DigitalSignal Processing，數字信 號處理器)等，其可以為8位、16位或者32位的微處理器，其也可以為ARM後者Marvell 公司的比較節能的微處理機架構的處理單元。隨著微處理器技術的發展變化，第二處理單 元210的選擇也可以進一步作擴展。需要說明的是，第二處理單元210在計算機主板上可 以理解為至少兩種情況第一種，第二處理單元210是相對現有技術中的計算機主板額外 增加的一個專門用於網絡存儲的處理單元；第二種，第二處理單元210是現有技術中的計 算機主板上已經存在的、除中央處理單元110之外的另一個處理單元，例如可以是主板上 的顯卡上的GPU (Graphic Processing Unit，圖形處理單元)，也可以是如中國專利申請號 200910163355. 1、中國專利申請號200910163356. 6 (發明專利名稱計算機主板)中所描 述的遠程開機單元中的處理單元。該遠程開機單元與發送開機指令的網絡伺服器通信，其 可拆裝地連接於一接有電源且響應所述開機指令觸發主電路的被控終端，並由所述被控終 端提供電力，其中，所述遠程開機單元包括一處理單元、一連接所述處理單元並與所述網絡 伺服器和所述被控終端通信的通信單元，以及至少一個存儲所述網絡伺服器地址的存儲單 元，所述遠程開機單元通過所述通訊單元主動與所述地址上的網絡伺服器保持通信。計算機主板上的第二處理單元210分別與網絡存儲裝置200中的硬碟220、第二內 存單元230、網絡接口單元240通信連接，從而可以實現第二處理單元210分別與硬碟220、 第二內存單元230、網絡接口單元240之間實現數據或命令的交換。繼續參閱圖1，該實施例網絡存儲裝置200中的計算機主板上的硬碟220是利用現 有技術中的與計算機主板連接的硬碟來實現相關數據的網絡存儲。在該實施例中，計算機 主板上可以包括兩個硬碟，一個硬碟用於計算機執行除網絡存儲之外的普通任務所使用，另一個即是專用於網絡存儲的計算機主板上的硬碟220。計算機主板上的硬碟220在計算 機處於「待機」、「關機」或者「休眠」狀態下，均可以通過計算機的電源模塊120帶電。硬碟 220的個數或者容量不受本實用新型限制。硬碟220的接口類型可以是SATA(Serial ATA, 串口)形式、IDE(IntegratedDrive Electronic，電子集成驅動器)形式、SCSI形式或者光 纖通道形式，其具體接口類型也不受本實用新型限制。需要說明的是，隨著計算機存儲技術 的發展，硬碟也可以被其它形式的存儲裝置代替(例如，Flash存儲器形式的固態硬碟)，硬 盤220的選擇也可以隨技術的發展而擴展。繼續參閱圖1，計算機主板上的第二內存單元230為區別於現有技術計算機主板 上的第一內存單元130，該第二內存單元230在計算機處於「待機」、「關機」或者「休眠」狀 態下也可以通過計算機的電源模塊120使之帶電，因此，在第二處理單元210的指令控制 下，不管計算機在何種狀態，都可以進行數據處理工作。可以通過在計算機主板上設置一個 隨時都帶電工作的內存插槽專用於第二內存單元230，因此，第二內存單元230也可以為相 同於第一內存單元130的硬體，只是其內存容量可以相對較小。在網絡存儲時，通常把最需 要頻繁使用的數據存放在第二處理單元210的寄存器(Register)中，把比較頻繁使用的數 據存放在第二內存單元230中，把偶爾使用的數據存放在硬碟220中。第二內存單元230 的容量和個數不受本實用新型限制，其也可以為DDR1、DDR2或者DDR3的內存。需要說明的 是，隨著計算機存儲技術的發展，內存也可以被其它形式的存儲裝置代替(例如，正在研究 的相變存儲器)，第二內存單元230的選擇也可以隨技術的發展而擴展。需要進一步說明 的是，第二內存單元230在計算機主板上可以理解為至少兩種情況第一種，第二內存單元 230是相對現有技術中的計算機主板額外增加的一個專門用於網絡存儲的存儲單元；第二 種，第二內存單元230是現有技術中的計算機主板上已經存在的存儲單元，其只要能隨時 保持帶電狀態並能與第二處理單元210通信連接即可，例如，可以是主板上的顯卡上的顯 存。在某一實施例中，第二內存單元230可以與硬碟220通信連接、以交換數據。繼續參閱圖1，計算機主板上的網絡接口單元240也是在計算機處於「待機」、「關 機」或者「休眠」狀態下也可以通過計算機的電源模塊120使之帶電，其用於網絡存儲過程 中的網絡通信連接。網絡接口單元240可以應用現有技術的計算機主板上的網卡，也可以 獨立另外配置網卡模塊專用於網絡存儲的網絡通信。網絡數據的交換都是通過網絡接口單 元240實現，網絡接口單元240外部可以與網際網路連接。繼續參閱圖1，該實施例的網絡存儲裝置200進一步還可以包括輔助接口 250，從而可以實現網絡存儲裝置200的一些基本功能擴展，例如，輔助接口 250可以是 USB (Universal Serial Bus，通用串行總線)接口、SD (Secure Digital，安全數碼)卡接口 等等。輔助接口 250也可以利用現有技術計算機主板上的接口。另外，該實施例的網絡存 儲裝置200還可以通過計算機主板與外部的顯示器340、輸入模塊350連接。圖2所示為帶本實用新型提供的網絡存儲裝置的計算機主板100結構示意圖。該 實用新型提供的網絡存儲裝置內置於計算機主板上並共同利用計算機主板上的硬碟等，從 而可以實現低成本。如圖2所示，該計算機主板100包括計算機的電源模塊120、計算機主 板上的中央處理單元110、計算機主板上的第一內存單元130、主板晶片組(Chipset) 140、 PCI插槽150、硬碟插槽160，該計算機主板上還包括基本由計算機主板上的第二處理單元 210、計算機主板上的硬碟220、計算機主板中的第二內存單元230、計算機主板上的網絡接口單元240所組成的網絡存儲裝置。在該實施例中，第二內存單元230是置於150上的一 個PCI (Peripheral Component Interconnect，外設組件互連)插槽上，網絡接口單元240 置於150上的另一個PCI插槽上，這兩個PIC插槽在計算機在「待機」、「關機」或者「休眠」 狀態下均能帶電；硬碟220和網絡接口單元240為主板和網絡存儲裝置所共用。計算機的 電源模塊120可以向主板上的其它各個單元供電，需要說明的是，不管計算機在S0、S1、S2、 S3、S4還是S5狀態，計算機的電源模塊120都可以使第二處理單元210、硬碟220、第二存 儲單元230、網絡接口單元240處於帶電狀態，以備網絡存儲裝置在計算機處於「待機」、「關 機」或者「休眠」狀態都可以隨時根據指令而工作運行。因此，該計算機主板不但可以處理 平時的各種任務工作，還可以在「待機」、「關機」或者「休眠」狀態下執行比較耗時但任務簡 單的網絡存儲工作，因此相當於在計算機主板上增加了一個能代理NAS的主要功能的網絡 存儲裝置。需要說明的是，計算機主板所連接的電源不拔掉的情況下，電源模塊120是有電 的。其實主板即便在S5狀態下也是帶電的，例如現有技術的W0L(區域網喚醒)技術中，均 利用了這種特性，現有技術的計算機中95%都支持W0L。進一步參閱圖2所示，該計算機主板100還可以包括電池170，在該實施例中，電池 170可以用於對網絡存儲裝置所包括的第二處理單元210、硬碟220、第二存儲單元230、網 絡接口單元240供電，使之處於帶電狀態。需要說明的是，圖2所示的計算機主板結構只是其中的一種，隨著網絡存儲裝置 與計算機主板共用的部分變化，本領域技術人員還可以做出其它多種等同變換形式。進一步，我們對該實施例的網絡存儲裝置的運行作簡要說明。該網絡存儲裝置內置於計算機後，該計算機在開機正常運行狀態，肯定是可以實 現網絡存儲功能的，該計算機在「待機」、「關機」或者「休眠」狀態後，通過該計算機上的網絡 存儲裝置運行，可以繼續或者重新開始網絡下載等網絡存儲功能。如本領域技術人員所悉 知，該計算機需要適用於網絡存儲裝置的驅動程序；網絡存儲裝置200中的第二處理單元 210、硬碟220、第二存儲單元230、網絡接口單元240之間的相互協同工作原理也與NAS的 工作原理類似，例如，硬碟220上有一個資料庫，裡面存放用戶所設定的下載任務列表，計 算機正常工作時，硬碟220的控制交給中央處理單元110控制；計算機處於「待機」、「關機」 或者「休眠」狀態時，硬碟220的控制交給第二處理單元210控制，下載任務列表以第二處 理單元210可以識別的格式交給第二處理單元210處理，通過協同控制硬碟220、第二存儲 單元230、網絡接口單元240，開始或者繼續未完成的下載任務。網絡存儲裝置200所運行 的系統可以基於Linux作業系統開發。由上可知，該實用新型提供的網絡存儲裝置相當於是計算機主機功能的擴展，其 能夠在計算機處於「待機」、「休眠」或「關機」狀態執行網絡存儲任務，因此，該網絡存儲裝置 相比於NAS或者DAS具有成本低的特點；同時選擇區別於中央處理單元的、能耗低的第二處 理單元，並在主板中選擇第二處理單元、第二內存單元、網絡接口單元、硬碟搭建了一個「小 計算機」的形式專用於任務相對簡單但耗時的網絡存儲任務，因此可以實現低功耗的特點。需要說明的是，本發明中所提到的「計算機主板上的部件」是指固定於主板的電路 印刷電路版上的部件、或者是指通過拔插裝置連接於主板上的部件、亦或者是指通過數據 線的方式連接於主板上的部件；本發明中所提到的「置於計算機主板上」是指固定於主板的 電路印刷電路版上、或者是指通過拔插裝置連接於主板上、亦或者是指通過數據線的方式連接於主板上。 在不偏離本實用新型的精神和範圍的情況下還可以構成許多有很大差別的實施 例。應當理解，除了如所附的權利要求所限定的，本實用新型不限於在說明書中所述的具體 實施例。
權利要求一種計算機內置式網絡存儲裝置，其特徵在於，包括第二處理單元，其運行功耗低於計算機主板上的中央處理單元；硬碟；第二內存單元，其不同於計算機主板上的第一內存單元；以及網絡接口單元，其中，所述第二處理單元、硬碟、第二內存單元、網絡接口單元均置於計算機主板上，並且在計算機「待機」、「休眠」或「關機」狀態下均處於帶電狀態，所述第二處理單元分別與所述硬碟、第二內存單元、網絡接口單元通信連接。
2.如權利要求1所述的網絡存儲裝置，其特徵在於，所述網絡存儲裝置分別與計算機 主板上的中央處理單元、計算機主板上的第一內存單元通信連接。
3.如權利要求2所述的網絡存儲裝置，其特徵在於，所述第二處理單元為8位、16位或 者32位的微處理器。
4.如權利要求1所述的網絡存儲裝置，其特徵在於，所述第二處理單元為8086系列的 單片機、微控制單元或者數位訊號處理器。
5.如權利要求1所述的網絡存儲裝置，其特徵在於，所述第二處理單元為計算機主板 上的顯卡上的圖形處理單元；或者為遠程開機單元中的處理單元。
6.如權利要求1所述的網絡存儲裝置，其特徵在於，所述硬碟專用於網絡存儲裝置。
7.如權利要求1所述的網絡存儲裝置，其特徵在於，所述第二內存單元通過隨時都帶 電工作的內存插槽置於計算機主板上。
8.如權利要求7所述的網絡存儲裝置，其特徵在於，所述第二內存單元是計算機主板 上的顯卡上的顯存。
9.如權利要求1所述的網絡存儲裝置，其特徵在於，還包括與所述第二處理單元通信 連接的輔助接口。
專利摘要本實用新型提供一種計算機內置式網絡存儲裝置，屬於網絡存儲技術領域。該實用新型提供的網絡存儲裝置通過計算機主板上的第二處理單元、硬碟、第二內存單元和網絡接口單元所構建，因此內置於計算機中並能與計算機兼容。該裝置能在在計算機處理「待機」、「休眠」或「關機」狀態執行網絡存儲任務，具有成本低、功耗小的特點。
文檔編號G06F1/32GK201654758SQ20092021530
公開日2010年11月24日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者伍芃華, 王彬 申請人:蘇州彭華信息技術有限公司