[发明专利]用于存储系统中功率分配的方法和设备

说明书

背景技术

在各种电子系统中，在公共控制单元的控制下使用共用电源为该系统中的多个装置供电。例如，在存储系统中，存储控制器可以可控制地调整从电源向多个存储装置中的每一个的功率施加。具体来说，每个存储装置可以例如是旋转盘驱动器。这种装置在最初被应用时可以使用最小的功率，但是随后当该盘驱动器的电机开始旋转该盘驱动器内的转动存储介质时该装置可能消耗相当大的功率。尽管当该电机达到期望的转速时(即，处于稳定态操作中)，该盘驱动器消耗较少的功率，但是对于短促的时间，该盘驱动器可能要求相当大的功率来起动并完成其初始化。

在包括例如SCSI架构(包括串行连接SCSI-SAS)系统的所许多当前的存储系统中，与存储装置耦合的控制装置可以使用命令结构和/或协议原语/序列以在其控制下对每个存储装置的“起转(spin-up)”进行控制和排序。这种控制装置可以例如包括存储控制器(例如，SCSI、SAS或SATA控制器)、SAS扩展器、SATA端口倍增器等。该控制装置可以例如限制在任意给定的时间点被起转的SCSI盘驱动器的数量，直到最后所有盘驱动器都被启动并旋转。因此SCSI/SAS存储控制器可以在其控制下限制多个盘驱动器的起转功率需要。然而，该存储控制器不知道SCSI盘驱动器可能需要附加的功率多久来完成初始化。因此，目前的SCSI/SAS存储控制器假定允许最长可能持续时间用于与其耦合的每个SCSI盘驱动器初始化的最坏情形。该方案可能在存储系统的初始化时引起显著的不必要的延迟，并且因此延迟了所附加的主系统对该存储系统的访问。

在一些存储系统环境中，存储装置可以耦合到多个控制装置，或者可以自动改变它们的功率消耗状态。此外，控制装置甚至可以不以相同的功率域(power domain)耦合以使得它能够知道存储装置的可用功率状态。在这种情况下，简单的命令结构可能不足以容许控制装置对存储装置的功率消耗进行调整和排序。在串行高级技术附件(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)盘驱动器的情况下这些问题被进一步加剧。尽管SCSI/SAS和SATA标准提供了容许耦合到适应的(compliant)控制装置的盘驱动器的受控启动的命令结构，但是SATA协议没有提供非面向命令技术(non-command orientedtechnique)以容许控制装置调整装置的功率消耗。因此作为控制装置的SATA控制器和端口倍增器可能缺乏有效地调整向与其耦合的SATA存储装置施加功率的能力。因此当前使用SATA盘驱动器的存储系统典型地提供显著过大(过剩容量)的功率供应以容许所有SATA时的最坏情况的功率消耗。这种过大功率供应增加了存储系统的成本/复杂性。

因此，在多个包括在初始化期间需要功率突发(burst)的装置的系统中管理功率分配是一个现实挑战。

发明内容

本发明通过提供用于在控制器的控制下管理从共用电源到多个装置的功率分配的方法和系统解决了上述及其它问题，从而使该实用技术的状态得以前进。该控制器和装置交换消息以控制对多个装置的功率分配。装置将功率请求消息发送给控制器。控制器保持来自电源的当前可利用的功率容量的指示器。如果当前可利用的功率容量足以准许装置的请求，则从控制器向请求装置发送功率准许消息(powergrant message)，并且更新当前可利用的功率容量以反映该分配。在一些实施例中，可以从装置向控制器发送表示该装置功率消耗变化的功率状态消息。例如，当装置完成其附加功率的使用时，可以向控制器发送功率状态消息以指示不再需要先前分配的附加功率。

在一个示例性实施例中，该控制器可以是SAS/SATA控制器并且该装置可以是SAS/SATA存储装置，如转动盘驱动器。当存储装置需要附加功率时(例如，用于转动存储介质的电机的起转)，它向控制器请求附加功率。当控制器准许该附加功率时，存储装置可以随后使该电机起转。在一些示例性实施例中，当不再需要该附加功率时(例如，转动存储介质已经达到稳态转速)，该装置可以将功率状态消息发送给控制器以允许控制器重新分配被释放的附加功率容量。在一些示例性实施例中，交换的消息可以是SAS/SATA帧和/或原语(primitive)。