一種可擴(kuò)展速度與性能的電路裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子電路領(lǐng)域，可用作內(nèi)存級磁盤，或計(jì)算機(jī)的速度放大器或組件部件擴(kuò)展裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近十年來，CPU和內(nèi)存的性能提高了 100多倍，但硬盤的性能只提高了兩倍。整個數(shù)據(jù)處理的瓶頸，就在硬盤上。只要能打通這個瓶頸，信息傳輸就走上了“高速公路”。正因?yàn)榇耍虘B(tài)硬盤才被用于取代機(jī)械硬盤。固態(tài)硬盤(Solid State Disk)用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元組成。固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。基于閃存的固態(tài)硬盤是固態(tài)硬盤的主要類別，其內(nèi)部構(gòu)造十分簡單，固態(tài)硬盤內(nèi)主體其實(shí)就是一塊PCB板，而這塊PCB板上最基本的配件就是控制芯片，緩存芯片(部分低端硬盤無緩存芯片)和用于存儲數(shù)據(jù)的閃存芯片。除了主控芯片和緩存芯片以外，PCB板上其余的大部分位置都是NAND Flash閃存芯片了。固態(tài)硬盤沒有普通硬盤的電機(jī)和旋轉(zhuǎn)介質(zhì)，因此啟動快、抗震性極佳。固態(tài)硬盤不用磁頭，磁盤讀取和寫入速度快，延遲很小。讀寫速度一般可以達(dá)到100M每秒以上。但是，即使如此，比起目前內(nèi)存DDR4的幾十G每秒的速度，以及CPU更快的處理速度，可以說，固態(tài)硬盤的速度還是極其慢。
[0003]另一方面，移動存儲設(shè)備在近年快速普及，但是遇到速度瓶頸尤其是4K速度瓶頸。移動存儲設(shè)備主流的包括移動硬盤和u盤。對于傳輸文件而言，可能順序速度更重要，但是對于移動計(jì)算來說，以及對于緩存來說，重要的，就不是順序速度而是4K速度。
[0004]U盤的4K性能非常低，一般達(dá)不到5MB每秒，從U盤運(yùn)行程序因此十分緩慢。因?yàn)椋?K速度是程序運(yùn)行速度的主要決定因素之一。
[0005]移動硬盤，尤其是用固態(tài)硬盤加裝的移動硬盤，其4K性能是不錯的，往往能夠有30MB每秒，但體積太大，不便攜帶。而且，其實(shí)區(qū)區(qū)30MB每秒，依然大大低于USB3接口的600MB傳輸上限，沒有利用好帶寬。即使是USB2的老式設(shè)備，其帶寬60MB也被浪費(fèi)了一半。
[0006]因此，目前的移動存儲設(shè)備不適合用于移動計(jì)算，或者緩存應(yīng)用。這一點(diǎn)，也基本上是行業(yè)共識。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決上述問題，創(chuàng)造一種硬件，使得硬盤可以達(dá)到內(nèi)存速度，并基于這樣的硬盤制造的移動存儲設(shè)備也能夠更好更適合地用于移動計(jì)算，或者緩存應(yīng)用。
[0008]一種可擴(kuò)展速度與性能的電路裝置，包含中央板和擴(kuò)展板:中央板通過表面帶電路觸點(diǎn)的連接槽與擴(kuò)展板平行地嵌合，同時通過DMM接口或USB接口與計(jì)算機(jī)連接；中央板上包含一個設(shè)備控制器，及2個以上固態(tài)硬盤主控，以及對應(yīng)數(shù)目的緩存，所述緩存是DRAM緩存顆?；騼?nèi)置于主控的SRAM緩存；相應(yīng)地，擴(kuò)展板上包括擴(kuò)展的非易失存儲部件，擴(kuò)展板與中央板對應(yīng)的卡口連接槽扣合之后應(yīng)當(dāng)能夠?qū)㈦娐酚|點(diǎn)針腳連接上，構(gòu)成完整的電路，之后通過中央板的控制器以并行計(jì)算或RAID的方式疊加擴(kuò)展板上的存儲或計(jì)算性能；中央板只有一塊，是計(jì)算核心層，但擴(kuò)展板的數(shù)目沒有限制，可以是一塊、兩塊，也可以是更多，以中央板為核心，一層層疊加，通過中央板的控制器以并行計(jì)算或RAID的方式疊加擴(kuò)展板上的存儲或計(jì)算性能。
[0009]作為優(yōu)選，運(yùn)行控制器和存儲控制器均采用多通道架構(gòu)，并運(yùn)行在多通道模式，通過多核心處理器作為主控并組成多通道存儲芯片陣列的方式實(shí)現(xiàn)。
[0010]作為優(yōu)選，卡口連接槽設(shè)計(jì)是長方形凹凸設(shè)計(jì)，電路觸點(diǎn)布置在長邊兩側(cè)。
[0011]作為優(yōu)選，所述裝置的擴(kuò)展板上還提供額外的DRAM緩存。
[0012]作為優(yōu)選，所述裝置采用DMM接口，直插內(nèi)存插槽，包含一個帶DMM接口的中央板和一塊擴(kuò)展板，中央板正面包含運(yùn)行控制器，控制A區(qū)，和控制B區(qū):控制A區(qū)正面有一塊SSD主控作存儲器主控，正面還有一個DRAM顆粒作緩存，控制B區(qū)正面含有一塊同樣的SSD主控作存儲器主控，以及一個同樣的DRAM顆粒作緩存，控制A區(qū)的正面和控制B區(qū)的正面的2個存儲控制器和緩存將分別屬于并控制2個不同的磁盤，中央板背面有2-8個電路連接槽，控制A區(qū)與控制B區(qū)各對應(yīng)一半，每個連接槽對應(yīng)并負(fù)責(zé)一個數(shù)據(jù)通道的跨電路板布線連接；擴(kuò)展板，也就是存儲通道板，包含非易失存儲芯片的陣列，這些非易失存儲芯片分布在通道版的正反面，擴(kuò)展板通過2-8個電路連接槽與中央板連接，凹凸的插槽扣合上后針腳就可以實(shí)現(xiàn)連接；當(dāng)中央板與擴(kuò)展板通過電路連接槽扣緊之后，電路觸點(diǎn)彼此連接，實(shí)際上就構(gòu)成了折疊起來的2塊多通道的固態(tài)硬盤，這兩塊固態(tài)硬盤組成RAIDO工作，通過DIMM與CPU直接交換數(shù)據(jù)，理論上速度可以達(dá)到一般固態(tài)硬盤的2倍到8倍。
[0013]作為優(yōu)選，所述裝置將DMM接口更改為USB或Thunderbolt接口來連接到計(jì)算機(jī)，相應(yīng)地，橋接與運(yùn)行控制器兼容USB或Thunderbolt協(xié)議。
[0014]作為優(yōu)選，所述裝置采用DMM接口，直插內(nèi)存插槽，包含一個帶DMM接口的中央板和兩塊擴(kuò)展板，中央板包含運(yùn)行控制器，控制A區(qū)，和控制B區(qū):控制A區(qū)正反面各有一塊SSD主控作存儲器主控，正反面各有一個DRAM顆粒作緩存，控制B區(qū)正反面各由一塊同樣的SSD主控作存儲器主控，正反面各有一個同樣的DRAM顆粒作緩存，控制A區(qū)的正反面和控制B區(qū)的正反面的4個存儲控制器和緩存將分別屬于并控制4個不同的磁盤，中央板正面視乎每個磁盤實(shí)際通道數(shù)有4-8個電路連接槽，控制A區(qū)與控制B區(qū)各對應(yīng)一半，背面也有同樣數(shù)目的電路連接槽，每個連接槽對應(yīng)并負(fù)責(zé)一個數(shù)據(jù)通道的跨電路板布線連接；兩塊擴(kuò)展板，也就是存儲通道板，基本是對稱的，每塊存儲通道版包含非易失存儲芯片的陣列，這些非易失存儲芯片分布在每塊通道版的正反面，每個擴(kuò)展板均通過電路連接槽與中央板連接，凹凸的插槽扣合上后針腳就可以實(shí)現(xiàn)連接；當(dāng)中央板正反兩面分別與擴(kuò)展板通過電路連接槽扣緊之后，電路觸點(diǎn)彼此連接，實(shí)際上就構(gòu)成了折疊起來的4塊固態(tài)硬盤，這兩塊固態(tài)硬盤組成RAID5或RAIDO工作，通過DMM與CPU直接交換數(shù)據(jù)，理論上速度可以達(dá)到一般固態(tài)硬盤的4倍到16倍。
[0015]作為優(yōu)選，所述裝置將DMM接口更改為USB或Thunderbolt接口來連接到計(jì)算機(jī)，相應(yīng)地，橋接與運(yùn)行控制器兼容USB或Thunderbolt協(xié)議。
[0016]作為優(yōu)選，所述裝置采用DMM接口，直插內(nèi)存插槽，包含一個帶DMM接口的中央板和一塊擴(kuò)展板，中央板包含運(yùn)行控制器，控制A區(qū)，控制B區(qū)，控制C區(qū)，控制D區(qū):控制A區(qū)正面有一塊SSD主控作存儲器主控，正面還有一個DRAM顆粒作緩存，控制B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)正面均含有一塊同樣的SSD主控作存儲器主控，以及一個同樣的DRAM顆粒作緩存，正面的4個存儲控制器和緩存將分別屬于并控制4個不同的