專利名稱：硬盤寫入裝置及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及硬盤存儲領(lǐng)域，具體而言，涉及一種硬盤寫入裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，由于機(jī)械硬盤本身寫入速度的限制以及文件系統(tǒng)的限制，小文件(1MB-100MB)持續(xù)寫入硬盤的速度始終不高，大概在20-30MB/S，而且CPU占用率比較高，突發(fā)占用率會高達(dá)80-90%。同時單塊硬盤容量有限，用硬盤組成RAID或者網(wǎng)絡(luò)存儲成本比較聞。但是當(dāng)前數(shù)字化變電站對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)記錄儀的存儲要求已經(jīng)達(dá)到60MB/S，且要求存儲數(shù)據(jù)可以保留72小時。72小時的存儲數(shù)據(jù)量是16TB，目前單個硬盤最大為3TB，這樣最 少需要6塊3TB硬盤，成本非常高，對CPU要求也比較高。針對上述問題通常的解決方法是用多塊硬盤組成RAID，提高寫入速度；用多個硬盤RAID，提高存儲容量。這樣會存在以下缺點要達(dá)到規(guī)范所要求的存儲速度和容量，需要的硬盤數(shù)量非常多，成本非常高，且CPU占用率也高。針對相關(guān)技術(shù)中的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

實用新型內(nèi)容針對相關(guān)技術(shù)中，由于使用多塊硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲導(dǎo)致的成本高和CPU占用率等問題，本實用新型主要目的在于提供一種硬盤寫入裝置及系統(tǒng)，以至少解決上述問題。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種硬盤寫入裝置，包括數(shù)據(jù)總線；處理模塊，通過數(shù)據(jù)總線與硬件壓縮卡連接，用于通過數(shù)據(jù)總線向硬件壓縮卡發(fā)送通知消息，以及存儲待寫入硬盤的數(shù)據(jù)；硬件壓縮卡，與數(shù)據(jù)總線連接，用于接收通知消息，并在通知消息的觸發(fā)下，讀取處理模塊存儲的待寫入硬盤的數(shù)據(jù)并壓縮，以及將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)送至處理模塊。上述數(shù)據(jù)總線為PCI Express總線。上述硬件壓縮卡為通過自身內(nèi)存直接存取DMA方式讀取待寫入硬盤的數(shù)據(jù)并將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)送至處理模塊的硬件壓縮卡。上述處理模塊為CPU。根據(jù)本實用新型的另一個方面，還提供了一種硬盤寫入系統(tǒng)，包括硬盤，以上所述的裝置。。通過本實用新型，采用利用硬件壓縮卡先對待寫入硬盤數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮再存至硬盤的技術(shù)方案，解決了相關(guān)技術(shù)中，由于使用多塊硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲導(dǎo)致的成本高和CPU占用率等問題，從而降低了 CPU資源的占用率，以及降低了存儲成本。

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖I為根據(jù)本實用新型實施例I的硬盤寫入裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為根據(jù)本實用新型實施例2的硬盤寫入系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。實施例I圖I為根據(jù)本實用新型實施例I的硬盤寫入裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖I所示，該裝置包括數(shù)據(jù)總線10 ;處理模塊12，通過數(shù)據(jù)總線10與硬件壓縮卡14連接，用于通過數(shù)據(jù)總線10向硬件壓縮卡發(fā)送通知消息，以及存儲待寫入硬盤的數(shù)據(jù)；硬件壓縮卡，與數(shù)據(jù)總線連接，用于接收通知消息，并在通知消息的觸發(fā)下，讀取處理模塊存儲的待寫入硬盤的數(shù)據(jù)并壓縮，以及將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)送至處理模塊。在具體應(yīng)用時,上述數(shù)據(jù)總線10為PCI Express總線。上述硬件壓縮卡14為通過自身內(nèi)存直接存取DMA方式讀取待寫入硬盤的數(shù)據(jù)并將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)送至處理模塊的硬件壓縮卡。上述處理模塊12為CPU。在具體實施時，上述方案可以表現(xiàn)為以下形式上述硬盤寫入裝置包含PCI Express總線(即數(shù)據(jù)總線)以及硬件壓縮卡。CPU與硬件壓縮卡通過PCIE總線交互數(shù)據(jù)。CPU將準(zhǔn)備寫入硬盤的數(shù)據(jù)放入內(nèi)存中，通知壓縮硬件。硬件壓縮卡通過自身DMA方式將數(shù)據(jù)從CPU內(nèi)存中讀出，同時進(jìn)行壓縮；壓縮完的數(shù)據(jù)在通過自身DMA方式寫入CPU內(nèi)存。CPU隨后將壓縮后的數(shù)據(jù)寫入硬盤。整個壓縮過程由硬件壓縮卡完成，不占用CPU資源；壓縮比例為3 : I至10 : I ；壓縮文件格式為GZIP。利用此種方式，不用硬盤RAID方式可以實現(xiàn)100MB/S的數(shù)據(jù)實時壓縮寫入硬盤，同時相當(dāng)于將硬盤存儲空間提高3-10倍。例如，60MB/S的原始數(shù)據(jù)，最少可以壓縮到20MB/S。以20MB/S的速度存儲，72小時存儲數(shù)據(jù)量為5. 2T，只需要2塊3TB的硬盤，成本縮減3/5以上。且整個壓縮過程不需要CPU參與，不占用CPU資源。相對于原始數(shù)據(jù)流量，CPU占用率也明顯下降。實施例2如圖2所示，本實用新型實施例還提供了一種硬盤寫入系統(tǒng)，包括硬盤16，以及實施例中的硬盤寫入裝置。本實施例主要是提供了一種提高硬盤存儲空間和存儲速度的解決方案。如圖2所示，本實施例中的硬件寫入裝置包含PCI Express(PCIE)總線10(即數(shù)據(jù)總線10)，硬件壓縮卡14。本實施例利用硬件方式對要寫入硬盤16的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，再將壓縮后的數(shù)據(jù)寫入硬盤16，實現(xiàn)提高硬盤存儲空間和存儲速度的方法。CPU與硬件壓縮卡14通過PCIE總線交互數(shù)據(jù)。CPU 12(即處理模塊12)將準(zhǔn)備寫入硬盤16的數(shù)據(jù)放入內(nèi)存中，通知壓縮硬件卡14進(jìn)行壓縮。硬件壓縮卡14通過自身DMA方式將數(shù)據(jù)從CPU 12內(nèi)存中讀出，同時進(jìn)行壓縮；壓縮完的數(shù)據(jù)在通過自身DMA方式寫入CPU內(nèi)存。CPU 12隨后將壓縮后的數(shù)據(jù)寫入硬盤16。整個壓縮過程由硬件壓縮卡14完成，不占用CPU資源；壓縮比例為3 I至10 I ;壓縮文件格式為GZIP。利用此種方式，可以實現(xiàn)100MB/S的數(shù)據(jù)實時壓縮寫入硬盤，同時相當(dāng)于將硬盤存儲空間提高3-10倍。通過上述實施例可看出，本實用新型實施例實現(xiàn)了以下有益的效果硬件實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時壓縮，不占用CPU資源；數(shù)據(jù)壓縮后存儲，相對于原始數(shù)據(jù)流量，提高了硬盤存儲速度，同時也擴(kuò)大了硬盤存儲空間；數(shù)據(jù)壓縮后存儲，相對于原始數(shù)據(jù)流量，降低CPU占用率；方案成本低，對CPU要求低；提高了硬盤的工作壽命。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種硬盤寫入裝置，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)總線； 處理模塊，通過所述數(shù)據(jù)總線與硬件壓縮卡連接，用于通過所述數(shù)據(jù)總線向所述硬件壓縮卡發(fā)送通知消息，以及存儲待寫入硬盤的數(shù)據(jù)； 所述硬件壓縮卡，與所述數(shù)據(jù)總線連接，用于接收所述通知消息，并在所述通知消息的觸發(fā)下，讀取所述處理模塊存儲的所述待寫入硬盤的數(shù)據(jù)并壓縮，以及將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)總線為PCIExpress總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述硬件壓縮卡為通過自身內(nèi)存直接存取DMA方式讀取所述所述待寫入硬盤的數(shù)據(jù)并將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述處理模塊的硬件壓縮卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊為CPU。
5.一種硬盤寫入系統(tǒng)，包括硬盤，其特征在于，還包括權(quán)利要求I至4任一項所述的裝直。
專利摘要本實用新型提供了一種硬盤寫入裝置及系統(tǒng)，其中，上述裝置包括數(shù)據(jù)總線；處理模塊，通過數(shù)據(jù)總線與硬件壓縮卡連接，用于通過數(shù)據(jù)總線向硬件壓縮卡發(fā)送通知消息，以及存儲待寫入硬盤的數(shù)據(jù)；硬件壓縮卡，與數(shù)據(jù)總線連接，用于接收通知消息，并在通知消息的觸發(fā)下，讀取處理模塊存儲的待寫入硬盤的數(shù)據(jù)并壓縮，以及將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)送至處理模塊。采用本實用新型提供的上述技術(shù)方案，解決了相關(guān)技術(shù)中，由于使用多塊硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲導(dǎo)致的成本高和CPU占用率等問題，從而降低了CPU資源的占用率，以及降低了存儲成本。
文檔編號G06F13/16GK202615385SQ201220263548
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者胡賓 申請人:北京北變智達(dá)科技有限公司