CN102646024B - 多硬盘的读写管理方法与系统、电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多硬盘的读写管理方法与系统、电子装置，该多硬盘的读写管理方法适用于一包括多颗硬盘的电子装置，该方法包含下列步骤：(A)接收相关于该多个硬盘的一读写状态信息；及(B)根据该读写状态信息，及预先建立的多个硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘；其中，该多个硬盘读写优先顺序数据组分别对应多个测试读写状态信息，步骤(B)是根据该多个测试读写状态信息中与该读写状态信息相符者所对应的硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

Description

多硬盘的读写管理方法与系统、电子装置

技术领域

本发明涉及一种硬盘的管理技术，特别是涉及一种多硬盘的读写(R/W)管理方法及系统。

背景技术

现有的电脑通常以硬盘作为大容量及永久性数据的存储装置，然，硬盘的效能(例如，读写速率)会受到电脑内系统风扇转动时造成的振动的影响；对于具有多硬盘的伺服器(例如，现有的网络存储伺服器(NetworkAttached Storage，简称NAS))而言，伺服器内多颗硬盘一起运转时造成的整体振动，或者相邻硬盘同时运转时造成彼此间的振动干扰，也会对伺服器内硬盘的整体效能有所影响。

针对上述问题，目前的解决手段，如中国台湾专利I321274、I323883、I332200所揭露，皆是在机构(mechanism)上采取防振机制，以降低振动对硬盘的效能的影响。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种不需在机构上额外采取防振机制，即可提升硬盘的整体效能的多硬盘的读写管理方法。

于是，本发明多硬盘的读写管理方法，适用于一包括多颗硬盘的电子装置，该方法包含下列步骤：

(A)接收相关于该多个硬盘的一读写状态信息；及

(B)根据该读写状态信息，及预先建立的多个硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘；其中，该多个硬盘读写优先顺序数据组分别对应多个测试读写状态信息，每一测试读写状态信息相对应的硬盘读写优先顺序数据组包括该测试读写状态信息对应的多个读写硬盘组合，及该多个读写硬盘组合分别对应的多个硬盘读写速率数据；步骤(B)是根据该多个测试读写状态信息中与该读写状态信息相符者所对应的硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

本发明的另一目的在于提供一种不需在机构上额外采取防振机制，即可提升硬盘的整体效能的多硬盘的读写管理系统。

于是，本发明多硬盘的读写管理系统，适用于一包括多颗硬盘的电子装置。该系统包含一存储单元及一读写硬盘组合决定单元。该存储单元存储有预先建立的多个硬盘读写优先顺序数据组；其中，该多个硬盘读写优先顺序数据组分别对应多个测试读写状态信息，每一测试读写状态信息相对应的硬盘读写优先顺序数据组包括该测试读写状态信息对应的多个读写硬盘组合，及该多个读写硬盘组合分别对应的多个硬盘读写速率数据。该读写硬盘组合决定单元与该存储单元操作上相关联，该读写硬盘组合决定单元接收相关于该多个硬盘的一读写状态信息；并根据该多个测试读写状态信息中与该读写状态信息相符者所对应的硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

本发明的另一目的在于提供一种不需在机构上额外采取防振机制，即可提升硬盘的整体效能的电子装置。该电子装置包含上述的硬盘，及上述的多硬盘的读写管理系统。

附图说明

图1是一方块图，说明本发明多硬盘的读写管理系统的较佳实施例；

图2是一示意图，说明应用本发明多硬盘的读写管理系统的一电子装置；

图3是一流程图，说明本发明多硬盘的读写管理方法中的一建立阶段所包括的步骤；

图4是一示意图，说明应用本发明多硬盘的读写管理系统的另一电子装置；及

图5是一流程图，说明本发明多硬盘的读写管理方法中的一硬盘读写运作阶段所包括的步骤。

主要元件符号说明

1    多硬盘的读写管理系统

11    硬盘读写优先顺序数据组建立单元

12    读写硬盘组合决定单元

13    存储单元

2     电子装置

21～28硬盘

S31～S34步骤

4       电子装置

41～46  群组

411～418硬盘

S51～S54步骤

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一个实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参阅图1与图2，本发明多硬盘的读写管理系统1的实施例，适用于一包括多颗硬盘21～28及至少一系统风扇(system fan，图未示)的电子装置2。在本实施例中，该电子装置2为一存储伺服器(例如，网络存储伺服器(Network Attached Storage，NAS))，其所包括的硬盘21～28的数目为8。

该多硬盘的读写管理系统1包括一硬盘读写优先顺序(R/W priority)数据组建立单元11、一存储单元12，及一读写硬盘组合(combination)决定单元13；该多硬盘的读写管理系统1可以软体、韧体、硬件，或其等的组合来实施，且被整合于该电子装置2中。

其中，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11与该存储单元12操作上相关联，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11用以建立多个硬盘读写优先顺序数据组，并将其等存储于该存储单元12。该读写硬盘组合决定单元13与该存储单元12操作上相关联，该读写硬盘组合决定单元13用以接收相关于该多个硬盘21～28的一读写状态数据，并根据该读写状态数据及存储于该存储单元12的硬盘读写优先顺序数据组，决定该多个硬盘21～28中欲被读出的硬盘21、22，...，或28，及欲被写入的硬盘21、22，...，或28。

对应上述多硬盘的读写管理系统1的实施例，以下配合一多硬盘的读写管理方法，来进一步说明该多硬盘的读写管理系统1的运作方式。其中，该多硬盘的读写管理方法分为一建立阶段，及一硬盘读写运作(rum-time)阶段。

建立阶段

参阅图1、图2与图3，该建立阶段包含下列步骤。

在步骤S31中，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11设定该电子装置2的系统风扇的一转速(revolutions per minute，rpm)。

在步骤S32中，当该电子装置2的系统风扇于步骤S31所设定的转速的条件下，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11根据每一测试读写状态信息对应的多个读写硬盘组合进行测试，以得到该多个读写硬盘组合分别对应的多个硬盘读写速率数据；其中，每一测试读写状态信息包括一测试读出硬盘数目，及一测试写入硬盘数目。在本实施例中，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11是对该电子装置2的该多个硬盘21～28能组成的所有读写硬盘组合进行测试，当该电子装置2的系统风扇于步骤S31所设定的转速的条件下，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11所需测试的读写硬盘组合的一总数如式(1)所示。

$N_{\mathrm{combination}}=\underset{i=0}{\overset{N_{\mathrm{hd}}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{(N_{\mathrm{hd}}-i)}{\mathrm{\Σ}}}\left(C_i^{N_{\mathrm{hd}}}{C}_j^{(N_{\mathrm{hd}}-i)}\right)---\left(1\right)$

其中，N_combination代表所需测试的读写硬盘组合的该总数，N_hd代表该电子装置2的该多个硬盘21～28的一数目(在本较佳实施例中，N_hd＝8)，i代表该测试读出硬盘数目，j代表该测试写入硬盘数目。

值得一提的是，虽然在本实施例中，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11是对该电子装置2的该多个硬盘21～28能组成的所有读写硬盘组合进行测试；然，为了节省该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11所需的测试时间，也可通过使用者自行设定的一最大同时(concurrently)读出硬盘数目，及一最大同时写入硬盘数目，来限定该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11所需测试的读写硬盘组合的该总数，其进一步整理如式(2)所示，并不限于本实施例所揭露。

$N_{\mathrm{combination}}=\underset{i=0}{\overset{N_{\max \_r}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{N_{\max \_w}}{\mathrm{\Σ}}}\left(C_i^{N_{\mathrm{hd}}}{C}_j^{(N_{\mathrm{hd}}-i)}\right)---\left(2\right)$

其中，N_{max_r}代表该最大同时读出硬盘数目，N_{max_w}代表该最大同时写入硬盘数目，且N_{max_r}+N_{max_w}≤N_hd。

在步骤S33中，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11根据步骤S32的测试结果，产生该电子装置2的系统风扇于步骤S31所设定的转速的条件下，每一测试读写状态信息对应的硬盘读写优先顺序数据组；其中，每一测试读写状态信息相对应的硬盘读写优先顺序数据组包括该测试读写状态信息对应的该多个读写硬盘组合，及该多个读写硬盘组合分别对应的硬盘读写速率数据；在本实施例中，每一读写硬盘组合对应的硬盘读写速率数据为其对应测试到的硬盘读出速率及硬盘写入速率所求得的一平均硬盘读写速率，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11是根据步骤S32的测试结果，对每一测试读写状态信息对应的该多个硬盘读写速率数据(平均硬盘读写速率)进行排列，以得到每一测试读写状态信息对应的硬盘读写优先顺序数据组，并将该多个硬盘读写优先顺序数据组存储于该存储单元12。

在步骤S34中，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11判断是否终止，若是，则结束建立阶段，否则，回到步骤S31。在本实施例中，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11判断是否终止的条件为：若该电子装置2的系统风扇所有欲测试的转速的条件都已被设定并完成对应的测试即结束此建立阶段，否则，回到步骤S31继续设定该电子装置2的系统风扇的转速为下一个欲测试的转速。

在建立阶段完成后，可得到该电子装置2的系统风扇在每一转速的条件下，该多个测试读写状态信息分别对应的该多个硬盘读取优先顺序数据组，其中，该电子装置2的系统风扇在某一转速(假设为转速K)的条件下，该多个测试读写状态信息分别对应的该多个硬盘读取优先顺序数据组整理如下表一。

表一

在表一中，该电子装置2的系统风扇在转速K的条件下，每一测试读写状态信息对应的硬盘读写优先顺序数据组中的硬盘读写速率数据，是依其平均硬盘读写速率由高至低排列。由于硬盘读写速率数据除了受该系统风扇所造成震动所影响之外，也会受到多颗硬盘21、22，...，或28一起运转时造成的整体震动所影响，或者相邻硬盘21、22，...，或28同时转时造成彼此间的振动干扰，因此，在读写硬盘组合中，硬盘21、22，...，或28的位置较不接近者，其同时被读取时所对应测试到的硬盘读写速率数据往往较高；以其测试读出硬盘数目及测试写入硬盘数目皆为1的测试读写状态信息为例，硬盘21及硬盘28所形成的读写硬盘组合，其对应的硬盘读写速率数据一般而言会高(优)于硬盘21及硬盘22所形成的读写硬盘组合。

值得一提的是，该电子装置2可在其出厂前，由该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11根据其内建的该多个硬盘21～28预先执行此建立阶段，以建立相关的该多个硬盘读写优先顺序数据组；而在该电子装置2出厂后，仅在该电子装置2感知到该多个硬盘21～28的状态有所改变时(例如，感知到该多个硬盘21～28有被拆装的动作发生)，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11才根据状态改变后的该多个硬盘21～28执行此建立阶段，以更新相关的该多个硬盘读写优先顺序数据组。

参阅图1、图3与图4，在目前的存储伺服器的应用中，其硬盘的数量有增加的趋势，举例来说，图4即为一包括48颗硬盘的电子装置4。随着硬盘的数量的增加，若该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11要对所有硬盘能组成的各种读写硬盘组合进行测试，其所需的测试时间相对的会比较冗长，而其相关的硬盘读写优先顺序数据组的所需的存储空间也会大幅增加。因此，基于时间及空间上的考量，当硬盘的数量大于使用者所设定的一临界数量时，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11可先将该多个硬盘中位置相近的数颗硬盘划分为一群组41～46，并对每一群组41～46执行此建立阶段，举例来说，对于其中一群组41而言，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元11根据该群组41的硬盘411～418进行类似于步骤S31～S34的动作，以得到相关的硬盘读写优先顺序数据组；由此，以降低所需耗费的时间及空间。

硬盘读写运作阶段

参阅图1、图2与图5，当该电子装置2的作业系统有读写该多个硬盘21～28的需求时，会发出相关于该多个硬盘21～28的一读写状态信息，并进入硬盘读写运作阶段；其中，该读写状态信息包括该多个硬盘21～28中欲被读出的一读出硬盘数目，及欲被写入的一写入硬盘数目；该硬盘读写运作阶段包含下列步骤。

在步骤S51中，该读写硬盘组合决定单元13接收该读写状态信息。

在步骤S52中，该读写硬盘组合决定单元13取得该电子装置2的系统风扇的一目前转速相关信息。在本实施例中，该读写硬盘组合决定单元13是利用基本输入/输出系统(Basic Input/Output System，BIOS)所提供的硬件监测功能(hardware monitor)，即可取得该目前转速相关信息，其中，该目前转速相关信息对应该电子装置2的系统风扇目前的转速。

在步骤S53中，该读写硬盘组合决定单元13根据步骤S51所接收的读写状态信息、步骤S52所取得的目前转速相关信息，及存储于该存储单元12的该多个硬盘读写优先顺序数据组，以决定该电子装置2的该多个硬盘21～28中欲被读出的硬盘21、22，...，或28，及欲被写入的硬盘21、22，...，或28。

其中，该读写硬盘组合决定单元13是根据该目前转速相关信息所对应的该电子装置2的系统风扇目前的转速，配合其对应的该多个测试读写状态信息中与该读写状态信息相符者所对应的硬盘读写优先顺序数据组，自其中取出其硬盘读写速率数据符合一预设条件者(例如，硬盘读写速率数据最高(优)者)所对应的读写硬盘组合，以决定该电子装置2的该多个硬盘21～28中欲被读出的硬盘21、22，...，或28，及欲被写入的硬盘21、22，...，或28；其中，其硬盘读写速率数据符合该预设条件者所对应的读写硬盘组合包括前述欲被读出的硬盘21、22，...，或28，及欲被写入的硬盘21、22，...，或28。

在步骤S54中，该读写硬盘组合决定单元13将步骤S53的决定结果传送给该电子装置2的作业系统，以供其据以进行对应的读写动作。

综上所述，本发明多硬盘的读写管理系统1通过其硬盘读写优先顺序数据组建立单元11预先建立的该多个硬盘读写优先顺序数据组，针对每一读写状态信息，其读写硬盘组合决定单元13皆可自该多个硬盘读写优先顺序数据组得到硬盘读写速率数据最高(优)者所对应的读写硬盘组合，以供该电子装置2的作业系统据以进行对应的读写动作，不需在机构上额外采取防振机制，即可提升整体的硬盘读写速率，故确实能达成本发明的目的。

以上所述的仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (16)

1.一种多硬盘的读写管理方法，适用于一包括多个硬盘的电子装置，该方法包含下列步骤：

(A)接收相关于该多个硬盘的一读写状态信息；及

(B)根据该读写状态信息，及为了避免该多个硬盘运行时的震动对硬盘性能的影响而预先建立的多个硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘﹔

其中，该多个硬盘读写优先顺序数据组分别对应多个测试读写状态信息，每一测试读写状态信息相对应的硬盘读写优先顺序数据组包括该测试读写状态信息对应的多个读写硬盘组合，及该多个读写硬盘组合分别对应的多个硬盘读写速率数据﹔

其中，步骤(B)是根据该多个测试读写状态信息中与该读写状态信息相符者所对应的硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

2.依据权利要求1所述的多硬盘的读写管理方法，其中，步骤(B)是根据该多个测试读写状态信息中与该读写状态信息相符者所对应的硬盘读写优先顺序数据组中，其硬盘读写速率数据符合一预设条件者所对应的读写硬盘组合，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

3.依据权利要求1所述的多硬盘的读写管理方法，步骤(B)之前还包含下列步骤：

(C)根据每一测试读写状态信息对应的该多个读写硬盘组合进行测试，以得到该多个读写硬盘组合分别对应的硬盘读写速率数据﹔及

(D)根据步骤(C)的测试结果，对每一测试读写状态信息对应的该多个硬盘读写速率数据进行排列，以得到每一测试读写状态信息对应的硬盘读写优先顺序数据组。

4.依据权利要求3所述的多硬盘的读写管理方法，该电子装置还包括至少一系统风扇，其中，步骤(C)包括下列子步骤：

(c-1)设定该系统风扇的一转速﹔及

(c-2)当该系统风扇在该转速的条件下，根据每一测试读写状态信息对应的该多个读写硬盘组合进行测试，以得到该多个读写硬盘组合分别对应的硬盘读写速率数据﹔

其中，步骤(D)是根据步骤(C)的测试结果，产生该系统风扇在该转速的条件下，该多个测试读写状态信息分别对应的该多个硬盘读写优先顺序数据组。

5.依据权利要求4所述的多硬盘的读写管理方法，其中，步骤(C)还包括下列子步骤：

(c-3)重复步骤(c-1)～(c-2)，以得到该系统风扇在多个相异的转速的条件下相关的硬盘读写速率数据﹔

其中，步骤(D)是根据步骤(C)的测试结果，产生该系统风扇于每一转速的条件下，该多个测试读写状态信息分别对应的该多个硬盘读写优先顺序数据组。

6.依据权利要求5所述的多硬盘的读写管理方法，步骤(D)之后还包含下列步骤：

(E)取得该系统风扇的一目前转速相关信息﹔

其中，步骤(B)是根据该目前转速相关信息、该读写状态信息，及该多个硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

7.一种多硬盘的读写管理系统，适用于一包括多个硬盘的电子装置，该系统包含：

存储单元，存储有为了避免该多个硬盘运行时的震动对硬盘性能的影响而预先建立的多个硬盘读写优先顺序数据组，其中，该多个硬盘读写优先顺序数据组分别对应多个测试读写状态信息，每一测试读写状态信息相对应的硬盘读写优先顺序数据组包括该测试读写状态信息对应的多个读写硬盘组合，及该多个读写硬盘组合分别对应的多个硬盘读写速率数据﹔及

读写硬盘组合决定单元，与该存储单元操作上相关联，该读写硬盘组合决定单元接收相关于该多个硬盘的一读写状态信息，并根据该多个测试读写状态信息中与该读写状态信息相符者所对应的硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

8.依据权利要求7所述的多硬盘的读写管理系统，其中，该读写硬盘组合决定单元是根据该多个测试读写状态信息中与该读写状态信息相符者所对应的硬盘读写优先顺序数据组中，其硬盘读写速率数据符合一预设条件者所对应的读写硬盘组合，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

9.依据权利要求7所述的多硬盘的读写管理系统，还包含一硬盘读写优先顺序数据组建立单元，与该存储单元操作上相关联，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元根据每一测试读写状态信息对应的该多个读写硬盘组合进行测试，以得到该多个读写硬盘组合分别对应的硬盘读写速率数据，并对每一测试读写状态信息对应的该多个硬盘读写速率数据进行排列，以得到每一测试读写状态信息对应的硬盘读写优先顺序数据组，且将该多个硬盘读写优先顺序数据组存储于该存储单元。

10.依据权利要求9所述的多硬盘的读写管理系统，该电子装置还包括至少一系统风扇，其中，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元还设定该系统风扇的至少一转速，且当该系统风扇在该转速的条件下根据每一测试读写状态信息对应的该多个读写硬盘组合进行测试，以得到该多个读写硬盘组合分别对应的硬盘读写速率数据。

11.依据权利要求10所述的多硬盘的读写管理系统，其中，该读写硬盘组合决定单元还取得该系统风扇的一目前转速相关信息，且根据该目前转速相关信息、该读写状态信息，及存储于该存储单元的该多个硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

12.一种电子装置，包含：

多个硬盘﹔

存储单元，存储有为了避免该多个硬盘运行时的震动对硬盘性能的影响而预先建立的多个硬盘读写优先顺序数据组，其中，该多个硬盘读写优先顺序数据组分别对应多个测试读写状态信息，每一测试读写状态信息相对应的硬盘读写优先顺序数据组包括该测试读写状态信息对应的多个读写硬盘组合，及该多个读写硬盘组合分别对应的多个硬盘读写速率数据﹔及

读写硬盘组合决定单元，与该存储单元操作上相关联，该读写硬盘组合决定单元接收相关于该多个硬盘的一读写状态信息，并根据该多个测试读写状态信息中与该读写状态信息相符者所对应的硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

13.依据权利要求12所述的电子装置，其中，该读写硬盘组合决定单元是根据该多个测试读写状态信息中与该读写状态信息相符者所对应的硬盘读写优先顺序数据组中，其硬盘读写速率数据符合一预设条件者所对应的读写硬盘组合，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。

14.依据权利要求12所述的电子装置，还包含一硬盘读写优先顺序数据组建立单元，与该存储单元操作上相关联，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元根据每一测试读写状态信息对应的该多个读写硬盘组合进行测试，以得到该多个读写硬盘组合分别对应的硬盘读写速率数据，并对每一测试读写状态信息对应的该多个硬盘读写速率数据进行排列，以得到每一测试读写状态信息对应的硬盘读写优先顺序数据组，且将该多个硬盘读写优先顺序数据组存储于该存储单元。

15.依据权利要求14所述的电子装置，还包含至少一系统风扇，其中，该硬盘读写优先顺序数据组建立单元还设定该系统风扇的至少一转速，且当该系统风扇在该转速的条件下根据每一测试读写状态信息对应的该多个读写硬盘组合进行测试，以得到该多个读写硬盘组合分别对应的硬盘读写速率数据。

16.依据权利要求15所述的电子装置，其中，该读写硬盘组合决定单元还取得该系统风扇的一目前转速相关信息，且根据该目前转速相关信息、该读写状态信息，及存储于该存储单元的该多个硬盘读写优先顺序数据组，以决定该多个硬盘中欲被读出的硬盘及欲被写入的硬盘。