儲存裝置及其相關系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于一種儲存裝置與相關的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，且特別是有關于一種儲存裝置以及將儲存裝置運用于巨量數(shù)據(jù)分析(big data analysis)的計算機系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]眾所周知，巨量數(shù)據(jù)(big data)是指數(shù)據(jù)量的規(guī)模巨大，無法利用單一電腦在合理的時間之內(nèi)完成分析與處理。而利用分布式運算(distributed computing)的概念是電腦科學中用來實現(xiàn)巨量數(shù)據(jù)分析與處理非常重要的方式。
[0003]一般來說，所謂分布式運算的概念就是利用大量電腦的運算資源來處理巨量數(shù)據(jù)。在實際的運用上，利用連接于網(wǎng)絡上的多個服務器來進行分配數(shù)據(jù)的存取以及運算，而個別服務器計算完成的結果再通過網(wǎng)絡傳回數(shù)據(jù)中心的電腦。因此，數(shù)據(jù)中心的電腦可以分析所有服務器回傳的結果，并完成巨量數(shù)據(jù)的分析與處理。
[0004]很明顯地，要達成巨量數(shù)據(jù)的分析與處理需要先由財力雄厚的大型網(wǎng)絡公司采購數(shù)以萬計的服務器以組成一個龐大的運算資源，如此才可以讓使用者通過網(wǎng)絡來進行巨量數(shù)據(jù)的分析與處理。
[0005]因此，如何利用單一電腦搭配周邊裝置在本地(local)完成巨量數(shù)據(jù)的分析與處理，即為本發(fā)明所欲達成的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為一種儲存裝置，利用一總線連接至一主機，該儲存裝置包括:一儲存媒體；以及一控制單元，連接至該主機與該儲存媒體，其中該控制單元接收一分析數(shù)據(jù)或者該控制單元根據(jù)該主機的指令將一寫入數(shù)據(jù)儲存于該儲存媒體或者由該儲存媒體中將一讀取數(shù)據(jù)輸出至該主機；其中，該控制單元包括一算術邏輯單元，用以根據(jù)內(nèi)建的一運算法則進行該分析數(shù)據(jù)、該寫入數(shù)據(jù)或者該讀取數(shù)據(jù)的分析與處理并產(chǎn)生一分析結果至該主機或將此結果存于該儲存媒體。再者，主機還可以更新或者擴充該運算法則，當此一內(nèi)建的運算法則不存在或不適用時，主機必須更新此運算法則。
[0007]本發(fā)明系為一種具備儲存裝置的計算機系統(tǒng)，包括:多個儲存裝置，其中每一該儲存裝置中包括一算術邏輯單元；與一主機，利用多條總線對應連接至該些儲存裝置，其中該主機系將一巨量數(shù)據(jù)分成多個子數(shù)據(jù)分別寫入于每一該儲存裝置，并且每一該儲存裝置中的該算術邏輯單元根據(jù)內(nèi)建的一運算法則分析主機輸入的該些子數(shù)據(jù)其中之一，并產(chǎn)生一分析結果至該主機，使得該主機根據(jù)該些儲存裝置輸出的多個分析結果產(chǎn)生一最終分析結果O
[0008]為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下:
【附圖說明】
[0009]圖1A所繪示為計算機系統(tǒng)中主機與固態(tài)硬盤之間的連接示意圖。
[0010]圖1B所繪示為固態(tài)硬盤中控制單元內(nèi)部示意圖。
[0011]圖2所繪示為本發(fā)明固態(tài)硬盤以及控制單元內(nèi)部示意圖。
[0012]圖3所繪示為本發(fā)明結合多個固態(tài)硬盤的計算機系統(tǒng)。
[0013]其中，附圖標記說明如下:
[0014]100、200:計算機系統(tǒng)
[0015]105、255:閃存
[0016]110、210、250:固態(tài)硬盤
[0017]112:主機
[0018]120:外部總線
[0019]122:內(nèi)部總線
[0020]130,230,260:控制單元
[0021]131,231:指令分析單元
[0022]133、233:錯誤校正碼解編器
[0023]135、235:邏輯至物理地址轉換單元
[0024]137、237:高速緩存
[0025]239:算術邏輯單元
【具體實施方式】
[0026]請參照圖1A，其所繪示為計算機系統(tǒng)中主機與固態(tài)硬盤之間的連接示意圖。在計算機系統(tǒng)100中，主機112利用一外部總線120連接至固態(tài)硬盤110。其中，主機112至少包括中央處理器與芯片集(chipset)，且外部總線120可為SATA總線、USB總線、PC1-e總妹坐坐
O
[0027]再者，固態(tài)硬盤110中的控制單元130連接于外部總線120，并利用一內(nèi)部總線122連接至一閃存105。另外，控制單元130中更包括一高速緩存138。基本上，高速緩存138用以暫時儲存主機120輸入的寫入數(shù)據(jù)、或者暫時儲存主機120要求的讀取數(shù)據(jù)。且高速緩存138由動態(tài)或靜態(tài)隨機存取存儲器所組成。
[0028]再者，雖然圖1A將高速緩存138包含于控制單元130中，但是高速緩存138與控制單元130也可以是二個分開的硬件電路。
[0029]請參照圖1B，其所繪示為固態(tài)硬盤中控制單元內(nèi)部示意圖。控制單元130包括一指令分析單元131、錯誤校正碼解編器(ECC codec) 133、邏輯至物理地址轉換單元135、高速緩存137。基本上，在計算機系統(tǒng)100中主機112可以對固態(tài)硬盤110進行數(shù)據(jù)存取。
[0030]當主機112欲將寫入數(shù)據(jù)寫入特定邏輯區(qū)塊地址(logical block address,簡稱LBA)時,主機112會發(fā)出寫入指令(write co_and)、特定邏輯區(qū)塊地址、以及寫入數(shù)據(jù)至固態(tài)硬盤110。此時，控制單元130中的指令分析單元131確定主機120發(fā)出寫入指令，而寫入數(shù)據(jù)會被暫存于高速緩存137。接著，邏輯至物理地址轉換單元135會將特定邏輯區(qū)塊地址轉換為特定物理區(qū)塊地址(physical block address,簡稱PBA);而錯誤校正碼解編器133會針對寫入數(shù)據(jù)進行錯誤校正編碼。最后，被編碼的寫入數(shù)據(jù)會被寫入閃存105的特定物理地址中。
[0031]當主機112欲讀取固態(tài)硬盤110中的數(shù)據(jù)時，主機112會發(fā)出讀取指令(readcommand)與特定邏輯區(qū)塊地址。此時,控制單元130中的指令分析單元131確定主機112發(fā)出讀取指令，而邏輯至物理地址轉換單元135會將特定邏輯區(qū)塊地址轉換為特定物理區(qū)塊地址。接著，根據(jù)特定物理區(qū)塊地址，由閃存105中取出被編碼的讀取數(shù)據(jù)。接著，被編碼的讀取數(shù)據(jù)經(jīng)由錯誤校正碼解編器133的解碼之后，產(chǎn)生讀取數(shù)據(jù)暫存于高速緩存137。最后，讀取數(shù)據(jù)即被輸出至主機112。
[0032]由以上的說明可知，現(xiàn)今計算機系統(tǒng)100中固態(tài)硬盤100僅能根據(jù)主機112寫入命令或者讀取命令來將寫入數(shù)據(jù)儲存于閃存105或者輸出讀取數(shù)據(jù)至主機112。而控制單元130本身僅能對于數(shù)據(jù)進行錯誤校正碼的編碼或者解碼而已。很明顯地，現(xiàn)今計算機系統(tǒng)100中的固態(tài)硬盤110并不具備任何數(shù)據(jù)分析與處理的能力。
[0033]為了讓本發(fā)明的計算機系統(tǒng)有足夠的能力自行進行巨量數(shù)據(jù)的分析與處理，本發(fā)明于固態(tài)硬盤中增加一算術邏輯單元(Arithmetic Logic Unit,簡稱ALU),使得固態(tài)硬盤中具備數(shù)據(jù)的計算與分析能力。
[0034]請參照圖2，其所繪示為本發(fā)明固態(tài)硬盤以及控制單元內(nèi)部示意圖。固態(tài)硬盤210中，控制單元230利用外部總線120連接至主機112，并且利用內(nèi)部總線122連接至閃存105。
[0035]再者，本發(fā)明的控制單元230包括一指令分析單元231、錯誤校正碼解編器233、邏輯至物理地址轉換單元235、高速緩存237、與算術邏輯單元239。
[0036]其中，當計算機系統(tǒng)中主機112對固態(tài)硬盤110進行數(shù)據(jù)存取時，指令分析單元231、錯誤校正碼解編器233、邏輯至物理地址轉換單元235、與高速緩存237的動作相同于圖1B，此處不再贅述。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實施例，算術邏輯單元239中內(nèi)建有一運算法則(algorithm)，可針對閃存105中的數(shù)據(jù)進行運算與分析。當然，使用者也可以根據(jù)需求，經(jīng)由主機112將更新的運算法則載入算術邏輯單元239中，使得算術邏輯單元239根據(jù)更新的運算法則來分析或者運算閃存105中的數(shù)據(jù)。當然，主機112也可以根據(jù)實際需求來進一步擴充算術邏輯單元239中的運算法則。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的實施例，當主機112傳送寫入數(shù)據(jù)至固態(tài)硬盤210且寫入數(shù)據(jù)儲存至閃存105之前，算術邏輯單元239可以根據(jù)內(nèi)建的運算法則對寫入數(shù)據(jù)進行分析與處理，并且產(chǎn)生一分析結果，并在適當?shù)臅r機將分析結果傳送回主機112，或者算術邏輯單元239也可將此分析結果儲存于閃存105。
[0039]或者，當固態(tài)硬盤210傳送讀取數(shù)據(jù)至主機112之前，算術邏輯單元239可以根據(jù)內(nèi)建的運算法則對讀取數(shù)據(jù)進行分析與處理，并且產(chǎn)生分析結果，并在適當?shù)臅r機將分析結果傳送回主機112，或者算術邏輯單元239也可將此分析結果儲存于閃存105。再者，當讀取數(shù)據(jù)是被壓縮過的數(shù)據(jù)，則此算術邏輯單元239，先對數(shù)據(jù)解壓縮后，再進行分析與處理。舉例來說，假設讀取數(shù)據(jù)是經(jīng)H.264壓縮后的影音文件，則此算術邏輯單元239，先做H.264解壓縮后，再進行數(shù)據(jù)分析與處理。
[0040]或者，主機112也可以先將所有的寫入數(shù)據(jù)直接儲存于固態(tài)硬盤210。之后，于主機112未對固態(tài)硬盤210進行數(shù)據(jù)存取時，算術邏輯單元239根據(jù)內(nèi)建的運算法則對儲存于閃存105中的寫入數(shù)據(jù)進行分析與處理，并且產(chǎn)生一分析結果，并在適當?shù)臅r機將分析結果傳送回主機112，或者算術邏輯單元239也可將此分析結果儲存于閃存105。
[0041]或者，如果主機112僅需要分析結果而不需要寫入數(shù)據(jù)時。主機112可將分析數(shù)據(jù)傳遞至固態(tài)硬盤210，于算術邏輯單元239產(chǎn)生分析結果之后，控制單元320可直接舍棄分析數(shù)據(jù)，不再進一步處理分析數(shù)據(jù)。亦即，