[发明专利]安全且可扩充的固态磁盘系统

说明书

技术领域

本发明是关于一种存储系统；更详细地说，本发明是关于一种安全且可扩充(scalable)的固态磁盘系统。 

背景技术

快闪式(flash based)的固态磁盘(solid state disk；SSD)已慢慢地堀起，并自工业、国防以及企业应用端逐渐地被一般使用者消费端所广为接受。这股趋势背后最主要的驱动力即来自于先进的快闪技术发展以及快闪组件本身的优势。快闪式的固态磁盘与现有硬盘机(hard disk drive；HDD)相较之下，其具有以下的优点： 

1.功率耗损较低。 

2.重量较轻。 

3.逸散热量较低。 

4.无噪音。 

5.无机械组件。 

然而，在逐渐取代硬盘机的同时，固态磁盘也有一些待解决的问题，如： 

1.成本较高。 

2.密度较低。 

3.系统效能较差。 

此外，一般固态磁盘通常只能管理4阶、8阶、16阶、32阶或更多组件的一闪存群组，因此在以下方面更具有高难度的设计挑战： 

1.管理众多快闪装置接口的输出接脚(pin-outs)。 

2.遍及于众多快闪组件间的均匀抹除(wear-leveling)。 

3.固态磁盘系统的可制作性与可测试性。 

4.支持新快闪技术及可从中获益的时间差距。 

5.上市时间。 

6.自新快闪技术中所可节省的成本。 

现有硬盘机并无内建的安全防护。若一具有一硬盘机的主机系统被偷走后，则其硬盘机的内容将可轻易地被存取以及盗用。即使可通过一软件将整个磁盘进行加密，现有硬盘机在实际应用上仍存在着以下问题： 

1.因软件的加密与解密所造成的系统效能牺牲。 

2.必须另外安装驱动程序以进行加密动作。 

3.若密码认证功能仅属于前述硬盘机，则仍具有被攻击的危险。 

倘若固态磁盘由利基型产品(niche product)转变成较为普遍的使用者产品而成为主流，则固态磁盘必须针对上述缺点进行改善，且须另外增加诸如安全性、可扩充性等其它优点。 

图1是一现有安全数字(secure digital；SD)快闪卡的方块图，其包含一实体接口11、一安全数字卡控制器12以及闪存13。实体接口11通过接口总线(interface bus)14连接至一主机系统。利用一安全数字卡、微型快闪(compact flash；CF)卡以及通用串行总线(universal serial bus；USB)驱动器即可组成一简易型式的固态磁盘。 

于一现有存储系统中，例如美国专利申请案第10/707,871号(其公开号为20050005044)、第10/709,718号(其公开号为20050005063)、美国公告专利第6,098,119号、第6,883,083号、第6,877,044号、第6,421,760号、第6,138,176号、第6,134,630号、第6,549,981号以及美国公开专利第20030120865号所揭露的存储系统，于系统启动或运作期间(runtime)，一存储控制器将自动安装及配置磁盘驱动器。前述的存储控制器可执行基本的存储识别以及汇总功能(aggregation functionality)。现有技术的主要优点即在于运作期间，能够检测磁盘驱动器的插入以及移除。然而现有技术却无法在系统启动期间识别主机系统与存储系统之间存在的异步特性。由于存储控制器的功能相当于一虚拟控制器，因此在主机系统启动期间，存储控制器需要花费时间识别、测试及配置前述实体驱动器。假如没有使主机系统与存储系统再次同步(re-synchronize)的机制存在，则主机系统仅会停止并且没有办法识别及安装虚拟逻辑存储器。据此，现有系统顶多只能当作次要存储系统，而非主要存储系统。美国公告专利第6,098,119号的另一个缺点则是系统要求各实体驱动器于安装期间需有一或多个预先加载(preload)的「参数设定(parametersettings)」。此一缺点将对自动安装造成限制。