[发明专利]一种NVME硬盘存储结构及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及服务器存储技术领域，具体地说是一种实用性强的NVME硬盘存储结构及其实现方法。

背景技术

随着存储技术的发展，存储硬盘从SAS/SATA到现在的SAS/SATA/NVME，其中NVME直接使用X4 PCIE信号，理论上能够提供32Gbps的速率，会大幅提高存储设备的读写速率。而现在随着NVME硬盘的推出，存储市场上对多NVME配置也有相关的需求。

现有技术中，在不改变主板的结构前提下，始终无法实现支持24个NVME硬盘的配置，仅能实现低于24个的配置，比如在最新的双路服务器NF5280M5中，配置有两个CPU，两个CPU理论上能够提供X96 PCIE Gen3 Lane，但是由于其他的设备通过PCIE SLOT连接到CPU上，需要使用部分的PCIE Lane。因此，要支持24个NVME硬盘总共X96 PCIE Lane的配置，在现有的设计中是无法实现的。

而CPU直连24个NVME硬盘时，NVME硬盘会使用两个CPU所有的PCIE接口，导致主板无法连接其他PCIE设备，并且还需要重新设计主板来支持这种配置，会带来较大的成本。

基于此，亟需一种不改变主板结构基础上，实现支持24个NVME硬盘甚至更多NVME硬盘的技术。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强的NVME硬盘存储结构及其实现方法。

一种NVME硬盘存储结构，包括,

PCIE Switch卡，该PCIE Switch卡提供上行通道、下行通道，上行通道提供16通道的 PCIE 连接通道，下行通道提供48通道的 PCIE连接通道，即下行通道接1-12个NVME硬盘；

NVME背板，通过下行通道与PCIE Switch卡相连接，且该NVME背板上连接两个PCIE Switch卡，即NVME背板上连接2-24个NVME硬盘；

主板，通过上行通道与PCIE Switch卡相连接。

所述PCIE Switch卡上配置有PCIE金手指、Oculink接口、背板接口，其中PCIE金手指为PCIE X16金手指并通过上行通道来连接主板，Oculink接口采用六个X8 Oculink接口并通过下行通道来连接NVME背板。

所述PCIE Switch卡中还配置有Switch芯片，该Switch芯片与PCIE金手指、Oculink接口、背板接口均连接，在Switch芯片上配置有三种时钟拓扑：H-Clock、D-Clock、S-Clock，其中在上行通道中Switch芯片通过时钟H-Clock连接PCIE金手指，该H-Clock支持展频时钟SSC；在下行通道中Switch芯片通过时钟D-Clock与Oculink接口相连接。

所述PCIE Switch卡内部配置有SPI Flash、JTAG接口、温度传感器、UART接口以及连接背板接口的供电接口，该SPI Flash、JTAG接口、温度传感器、UART接口、供电接口均连接到Switch芯片。

所述NVME背板上配置十二个Oculink接口来连接两张PCIE Switch卡的Oculink接口，该NVME背板上配置有24个SSF8369接口连接Oculink接口，所述SSF8369接口用于连接NVME硬盘，即该NVME背板上可连接24个NVME硬盘；在NVME背板上还配置有背板接口来连接PCIE Switch卡上的背板接口。

所述主板上配置两个X24 PCIE插槽，两张X24连接卡插接在该X24 PCIE插槽上，每张X24连接卡各接出一个X16 PCIE插槽和一个X8 PCIE插槽，其中每个X16 PCIE插槽用于连接一张PCIE Switch卡的PCIE金手指。

一种NVME硬盘存储结构的实现方法，其实现过程为：

一、设计PCIE Switch卡，该PCIE Switch卡提供上行通道、下行通道，上行通道提供16通道的 PCIE 连接通道，下行通道提供48通道的 PCIE连接通道，即下行通道接1-12个NVME硬盘；

二、使用两张相同的PCIE Switch卡，上行通道接入主板，下行通道接入NVME背板；

三、NVME背板连接2-24个NVME硬盘，从而实现主板与NVME硬盘的连接。