本发明实施例涉及存储技术， 特别涉及一种存储模块、 存储设备、 存储 系统以及数据处理方法。 背景技术 随着对数据存储需求的不断增长， 存储阵列的容量不断提升， 云存储形 态就是基于海量数据存储应用而生的。 集中了大量客户数据的存储设备， 需 要具备相当的可扩展性、 可靠性、 并易于维护。 一般的存储系统中， 存储设备可以为在每 U高度下配置至少两个 3.5寸盘 位， 目前通用的高密存储在每 U高度下可以容纳多于 6只硬盘。 大多数的存储 设备均釆用 "抽屉式" 结构， 即多个存储单元， 例如硬盘可以放在一个存储 模块， 即抽屉里， 多个抽屉即可组成一个存储设备。 例如， 4U高度下的存储 设备可放 8个抽屉， 每个抽屉放 14只硬盘， 因此， 该存储设备共可放 112只硬 盘。 服务器的主板主要采用 X86架构， 其中央处理单元（Central Processing Unit, 以下简称： CPU )—般在 80W左右， 该 CPU负责对存储设备中各个硬 盘进行计算处理和控制处理。 在现有技术中， 随着存储密度的不断增加， 对 所使用的 CPU的性能的要求越高， 从而导致 CPU的成本大幅度增长， 提高了 存储设备的制造成本。

发明内容

本发明实施例提供一种存储模块、 存储设备、 存储系统以及数据处理方 法。

本发明实施例提供一种存储模块， 包括：

至少两个存储单元， 用于存储数据；

中央处理单元， 用于对所述至少两个存储单元进行管理控制操 作和数据 计算处理。

本发明实施例提供一种存储设备， 包括上述存储模块。

本发明实施例提供一种存储系统， 包括： 至少两个存储模块和主业务管 理模块， 所述存储模块包括至少两个存储单元以及中央 处理单元；

所述存储单元， 用于存储数据；

所述中央处理单元， 用于与对所述至少两个存储单元进行管理控制 操作 和数据计算处理；

所述主业务管理模块， 与所述至少两个存储模块分别连接， 用于对所述 至少两个存储模块的读写处理进行统一的控制 管理。

本发明实施例提供一种数据处理方法， 包括： 存储设备接收主业务管理模块发送的对所述存 储设备中所需读写的存储 模块的数据读写请求， 所述数据读写请求中附带有所述存储设备中所 需读写 的存储模块的标识信息；

应用设置在所述存储模块内部的中央处理单元 ， 对所述存储模块中的存 储单元根据所述数据读写请求读写数据的操作 进行控制。

本发明实施例， 通过在内部设置 CPU对该存储模块内部的存储单元进行 管理控制操作和数据计算处理， 降^^了 CPU资源的浪费， 杜绝了局部热点， 降低了对风扇的散热能力要求， 从而降低了存储系统的制造成本。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例描述中 所需要使用的附图作一简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图是本发 明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的 前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明存储模块一个实施例的结构示意图� �

图 2为本发明存储模块另一个实施例的结构示意� �；

图 3为本发明存储设备一个实施例的结构示意图� �

图 4为本发明存储设备另一个实施例的左视结构� �意图；

图 5为本发明存储设备另一个实施例的右视结构� �意图； 图 6为本发明存储系统一个实施例的结构示意图� �

图 7为本发明数据处理方法一个实施例的流程图� � 具体实施方式

为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前 提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

图 1为本发明存储模块一个实施例的结构示意图� � 如图 1所示， 本实施例 的存储模块可以包括： 至少两个存储单元 101以及 CPU 102, 其中至少两个存 储单元 101用于存储数据； CPU 102用于对所述至少两个存储单元 101进行管 理控制操作和数据计算处理。

图 1中仅以该存储模块包括 4个存储单元 101为例进行说明，也即在本实施 例中， 一个数据抽屉可以放置 4块硬盘。 本领域技术人员可以根据存储密度的 需求， 调整存储模块中放置存储单元 101的数量。

具体来说， 在现有技术中， 存储系统的主要逻辑组成由少至至少两个， 多达数百上千个存储模块以及 1至 2个主 CPU构成； 由于主 CPU会负责全部存 储模块的管理控制操作以及数据计算处理， 因此， 该主 CPU的性能必须十分 优良。 而高性能的 CPU意味着成本较高， 功率也较高， 高性能 CPU的功率一 般需要选择在 80W左右， 而若采用同样性能稍低功耗（如 50W ) 的 CPU , 则 会导致比此更高的成本（较 80W CPU高 30%以上） 。 因此， 对于整个存储系 统来说， 存储模块之外的附加成本很高， 附加能耗也很高， 超过 300W; 尤其 在存储系统中的硬盘未满配情况下， 平均到每块硬盘， 其附加成本和能耗会 显得更高。 而且， 由于有高耗 CPU的存在， 导致存储系统在高耗 CPU处具有 局部热点， 从而导致热点分布不均匀， 为此高耗 CPU的散热也需要付出较大 的额外成本和能耗代价， 如系统需要配置更好的散热通道， 散热性能更好的 散热模块， 以及功率更大的风扇等等。

而对于本实施例的技术方案来说， 存储模块中除了放置 4个存储单元 101 之外， 还可以设置 CPU 102, 该 CPU 102可以对 4个存储单元 101进行管理控 制操作和数据计算处理。 本实施例， 可以根据该存储模块中放置的存储单元 101的数量， 选择合适的 CPU 102的型号和功率， 从而与该存储模块处理数据 的能力相匹配， 而不会造成 CPU 102的资源浪费。

对于每个存储模块来说， 由于放置的存储单元 101 , 即硬盘的能力会受到 空间的制约， 因此每个存储模块中的硬盘数量不会太大，相 应地， 对 CPU 102 的性能和功率要求也不需要太高， 因此， 该 CPU 102的能耗不会太高， 从而 杜绝了系统的局部热点， 进而降低了对 CPU 102的散热要求， 即对风扇功率 的要求。 本实施例的存储模块， 通过在内部设置 CPU对该存储模块内部的存储单 元进行管理控制操作和数据计算处理， 降低了 CPU资源的浪费， 杜绝了局部 热点， 降低了对风扇的散热能力要求， 从而降低了存储系统的制造成本。

图 2为本发明存储模块另一个实施例的结构示意� �， 如图 2所示， 本实施 例的存储模块在图 1所示的存储模块的基础上， 进一步包括电池单元 103, 该 具体来说， 在现有技术中， 当需要对存储模块中的某一存储单元， 即某 一块硬盘进行维护时， 需要将整个存储单元， 即数据抽屉断电拔出， 此时该 存储模块中的其它存储单元都会同时断电， 此时容易造成数据丟失， 对业务 影响过大。

而在本实施例的技术方案中， 由于在存储模块中设置了电池单元 103, 为 CPU 102以及各个存储单元 101提供备份电源， 因此， 某一个存储单元 101即 使断电拔出时， CPU 12上的内存数据还可写到其它存储单元 101上， 从而实 现数据的保全， 避免了数据的丢失。 具体来说， 当系统断电或抽屉拔出维护 时， 1 )可以对中央处理单元的内存上的数据实施备� �保护： 或者可以保持内 存在一定时间内不断电， 以保持内存上的数据； 或者可以使存储模块的运行 保持一定的时间， 以便让内存上的数据转移到存储单元上； 2 ) 电池单元可以 保持一段时间存储模块的正常运转： 某些数据机房配备发电设备， 发电设备 的启动需要数分钟； 当机房断电时， 或者需要拔出维护时， 电池单元可以保 持一段时间存储模块的正常运转， 避免业务的中断。 电池单元 103中， 电池的 使用数量可以根据具体的供电需求进行选择。

本实施例的存储模块， 通过在内部设置 CPU对该存储模块内部的存储单 元进行管理控制操作和数据计算处理， 降低了 CPU资源的浪费， 杜绝了局部 热点， 降低了对风扇的散热能力要求， 从而降低了存储系统的制造成本； 而 且， 在拔下某一存储单元时， 电池单元可以继续为 CPU和其它存储单元供电， 因此 CPU以及存储单元中的数据不会断电丟失。

图 3为本发明存储设备一个实施例的结构示意图� � 如图 3所示， 本实施例 的存储设备可以包括： 至少两个存储模块 10, 每个存储模块包括至少两个存 储单元 101以及中央处理单元（图中未示出）， 在每个存储模块 10中， 至少两 个存储单元 101用于存储数据； CPU用于与对所述至少两个存储单元 101进行 管理控制操作和数据计算处理。

每个存储模块 10的结构均可以采用图 1或 2所示的结构实现， 不再赘述。 图 3中仅以该存储设备包括 8个存储模块 10，每个存储模块 10包括 8个存储 单元 101为例进行说明， 也即在本实施例中， 一个存储设备可以放置 8个数据 抽屉， 每个数据抽屉可以放置 8块硬盘。 本领域技术人员可以根据存储密度的 需求， 调整存储模块 10的数量， 也可以调整存储模块 10中放置存储单元 101 的数量。

具体来说，在现有技术中，存储系统中的多个 存储模块是共用一个主 CPU 的， 由于该主 CPU负责全部存储模块的管理控制操作以及数据 计算处理， 因 此， 该主 CPU的性能必须十分优良， 功率也必须足够大。 该主 CPU的功率一 般需要选择在 80W左右， 若釆用 50W的 CPU , 则会导致更高的成本， 而整板 功耗在 240~440W。 因此， 对于每个存储模块来说， 附加成本过高， 附加能耗 也超过 350W, 尤其在硬盘未满配情况下， 平均到每块硬盘， 其附加成本和能 耗较高。 而且， 由于有高耗 CPU的存在， 导致存储系统在高耗 CPU处具有局 部热点， 从而导致热点分布不均匀， 为高耗 CPU的散热也需要付出较大的成 本和能耗代价。

而对于本实施例的技术方案来说， 存储模块 10中除了放置 8个存储单元 101之外， 还可以设置 CPU , 该 CPU可以对 8个存储单元 101进行管理控制操 作和数据计算处理。 本实施例， 可以根据该存储模块中放置的存储单元 101的 数量， 选择合适的 CPU的型号和功率， 从而与该存储模块处理数据的能力相 匹配， 而不会造成 CPU的资源浪費。

图 3仅以存储模块即数据抽屉为竖插式的方式为� �进行说明， 本领域技术 人员根据需要可以采用横插式的方式插入数据 抽屉。

对于每个存储模块 10来说， 由于放置的存储单元 101， 即硬盘的能力会受 到空间的制约， 因此每个存储模块中的硬盘数量不会太大， 相应地， 对 CPU 的性能和功率要求也不需要太高， 因此， 该 CPU的能耗不会太高， 从而杜绝 了系统的局部热点， 进而降低了对 CPU的散热要求， 即对风扇功率的要求。 本实施例的存储设备， 通过在每个存储模块的内部均设置对应的 CPU对 该存储模块内部的存储单元进行管理控制操作 和数据计算处理， 降低了 CPU 资源的浪费， 杜绝了局部热点， 降低了对风扇的散热能力要求， 从而降低了 存储系统的制造成本。

图 4为本发明存储设备另一个实施例的左视结构� �意图， 图 5为本发明存 储设备另一个实施例的右视结构示意图， 如图 4和图 5所示， 本实施例的存储 设备在图 3所示的存储设备的基础上， 进一步包括电池单元 103, 该电池单元 103用于为每个存储模块 10中的至少两个存储单元 101以及 CPU 102提供备 份电源。

具体来说， 在现有技术中， 当需要对某个存储模块中的某一存储单元， 即某一块硬盘进行维护时， 需要整将整个存储单元， 即数据抽屉断电拔出， 此时该存储模块中的其它存储单元都会同时断 电， 此时容易造成数据丟失， 对业务影响过大。

而在本实施例的技术方案中， 由于在存储模块中设置了电池单元 103， 为 CPU 102以及各个存储单元 101提供备份电源， 因此， 某一个存储单元 101拔 出时， CPU 102上的内存数据还可写到其它存储单元 101上， 从而实现数据的 保全， 避免了数据的丟失。 具体来说， 当系统断电或抽屉拔出维护时， 1 )可 以对中央处理单元的内存上的数据实施备电保 护： 或者可以保持内存在一定 时间内不断电， 以保持内存上的数据； 或者可以使存储模块的运行保持一定 的时间， 以便让内存上的数据转移到存储单元上； 2 ) 电池单元可以保持一段 时间存储模块的正常运转： 某些数据机房配备发电设备， 发电设备的启动需 要数分钟； 当机房断电时， 或者需要拔出维护时， 电池单元可以保持一段时 间存储模块的正常运转， 避免业务的中断。 电池单元 103中， 电池的使用数量 可以根据具体的供电需求进行选择。

本实施例的存储设备， 通过在内部设置 CPU对该存储模块内部的存储单 元进行管理控制操作和数据计算处理， 降低了 CPU资源的浪费， 杜绝了局部 热点， 降低了对风扇的散热能力要求， 从而降低了存储系统的制造成本； 而 且， 在拔下某一存储单元时， 电池单元可以继续为 CPU和其它存储单元供电， 因此 CPU以及存储单元中的数据不会断电丢失。

在本发明存储系统实施例中， 该存储系统可以包括： 存储设备和主业务 管理模块， 所述存储设备可以包括： 至少两个存储模块， 每个存储模块包括 至少两个存储单元以及中央处理单元， 在每个存储模块中， 所述至少两个存 储单元， 用于存储数据； 所述中央处理单元， 用于与对所述至少两个存储单 元进行管理控制操作和数据计算处理， 主业务管理模块， 与所述至少两个存 储模块分别连接， 用于对所述至少两个存储模块的读写处理进行 统一的控制 管理。

本实施例的存储系统， 通过在每个存储模块的内部均设置对应的 CPU对 该存储模块内部的存储单元进行管理控制操作 和数据计算处理， 降低了 CPU 资源的浪费， 杜绝了局部热点， 降低了对风扇的散热能力要求， 从而降低了 存储系统的制造成本。

进一步地， 每个存储模块还可以包括： 电池单元， 用于为所述每个存储 储单元时， 电池单元可以继续为 CPU和其它存储单元供电， 因此 CPU以及存 储单元中的数据不会断电丢失。

再进一步地， 本实施例的存储系统还可以包括：

至少两个电源模块， 用于为所述至少两个存储模块统一提供供电电 源； 至少两个风扇模块， 用于为所述至少两个存储模块中每个存储模块 的中 央处理单元进行散热处理。

本实施例的存储系统， 其基础部分可以包括机框、 背板、 电源以及风扇 等常用的部件。 本实施例可以包括至少两个电源模块和风扇模 块， 这些部件 具备很好的共用性。 存储系统采用存储模块共用电源模块和风扇模 块的方式， 可达到提高使用效率， 节约系统能耗的目的。 而且这些基础部件的价值较低， 还可以达到降低初始成本的目的。

更进一步地， 本实施例的存储系统还可以包括： 备用业务管理模块， 与 所述至少两个存储模块分别连接， 用于为所述主业务管理模块提供冗余备份。 需要说明的是， 本实施例的一个实现方式为： 主业务管理模块和备用业务管 理模块同时工作， 从而使得主、 备用业务管理模块可以互为备份， 其中一个 业务管理模块出现故障， 均可以让另一个业务管理模块接管工作； 本实施例 的另一个实现方式为： 仅使备用业务管理模块仅在主业务管理模块出 现故障 时， 再接管主业务管理模块进行工作。

而且， 至少两个存储模块还用于通过所述至少两个存 储模块与所述主业 务管理模块之间的业务网络进行数据交互处理 ， 并通过所述主业务管理模块 与外部系统进行数据交互处理。

图 6为本发明存储系统一个实施例的结构示意图� � 如图 6所示， 本实施例 的系统可以设置上述图 4或 5所示的存储模块 10, 而且可以设置主业务管理模 块 11和备用业务管理模块 12, 从而提供统一的对外管理接口和业务接口， 各 存储模块 10无对外的业务接口和管理接口， 仅通过存储模块 10与主业务管理 模块 11、 备用业务管理模块 12之间的业务网络进行数据交互处理， 因此， 存 储系统可实现各存储模块 10, 即数据抽屉之间的数据备份处理。 主业务管理 模块 11或者备用业务管理模块 12可以控制各个存储模块 10将其中存储的数据 通过各存储模块 10与主业务管理模块 11之间的业务网络或者备用业务管理模 块 12之间的业务网络传送给其它存储模块 10进行备份处理， 从而可以提高数 据存储的安全性。 在实际应用过程中， 业务网络接口和管理网络接口可以与 存储系统统一的主、 备用业务管理模块相连。 而且， 存储模块 10还可以通过 主业务管理模块 11、 备用业务管理模块 12与外部系统进行数据交互， 通过主 业务管理模块 11或者备用业务管理模块 12统一控制存储模块 10的读写操作。 由于釆用了统一的业务管理模块， 与外部系统进行数据交互处理的业务网络 可采用廉价的以太网络，也可采用 FC/SAS/FCOE/INFINIBAND等总线协议进 行节点间互连； 管理网络可釆用以太网络， 也可采用更廉价的 IIC等总线方式； 各节点间的连接以及各节点与统一业务接口的 连接釆用数据交换的方式。 4个 电源模块 13可以为各个存储模块 10统一提供电源， 电源模块 13的数量可以根 据功率需要选择。

本实施例的存储系统， 通过在每个存储模块的内部均设置对应的 CPU对 该存储模块内部的存储单元进行管理控制操作 和数据计算处理， 降低了 CPU 资源的浪费， 杜绝了局部热点， 降低了对风扇的散热能力要求， 从而降低了 存储系统的制造成本； 电池单元可以继续为 CPU和其它存储单元供电， 因此 CPU以及存储单元中的数据不会断电丟失； 通过采用存储模块共用电源模块 和风扇模块的方式， 可达到提高使用效率， 节约系统能耗的目的； 通过主业 务管理模块或者备用业务管理模块统一控制存 储模块的读写操作， 简化了对 存储模块的业务管理和控制操作。

图 7为本发明数据处理方法一个实施例的流程图� � 如图 7所示， 本实施例 的方法可以包括：

步驟 701、 存储设备接收主业务管理模块发送的数据读写 请求， 所述数据 读写请求中附带有所述存储设备中所需读写的 存储模块的标识信息；

步骤 702、 应用设置在所述存储模块内部的中央处理单元 ， 对所述存储模 块中的存储单元根据所述数据读写请求读写数 据的操作进行控制。

本实施例的方法可以应用在图 6所示的存储系统上。 其实现原理与图 6所 示的系统的实现原理相同， 此处不再赘述。

本实施例的方法， 在对存储模块进行数据读写处理时， 可以采用设置在 每个存储模块的内部的 CPU对该存储模块内部的存储单元进行管理控制 操作 和数据计算处理， 降低了 CPU资源的浪费， 杜绝了局部热点， 降低了对风扇 的散热能力要求， 从而降低了存储系统的制造成本。

在本发明数据处理方法另一个实施例中， 当电源模块断电时， 所述存储 模块应用设置在所述存储模块内部的电池单元 为所迷中央处理单元控制所述 存储单元进行读写处理的操作提供备份电源。

本实施例以图 7所示方法实施例为基础， 在拔下某一存储单元时， 电池单 元可以继续为 CPU和其它存储单元供电， 因此 CPU以及存储单元中的数据不 会断电丟失。

进一步地， 在本发明数据处理方法再一个实施例中， 当所述主业务管理 模块出现故障时， 应用备用业务管理模块接管所述主业务管理模 块继续工作， 从而可以为主业务管理模块提供冗余备份， 保证存储系统的正常工作。

最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其 限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说 明， 本领域的普通技术 人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修改， 或 者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不使相应技 术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的 精神和范围。