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技術 全高さディスクドライブアレー用支持構造体

出願人 コナーペリフェラルズインコーポレイテッド
発明者 キブラーラリーウーバーニーフィッシュポウチャールズカーボンニューガイ
出願日 1994年9月14日 (26年10ヶ月経過) 出願番号 1995-509830
公開日 1997年5月27日 (24年1ヶ月経過) 公開番号 1997-505418
状態 未査定
技術分野 計算機・構造 動的記録再生装置のキャビネット
主要キーワード 底部区分 頂部区分 後方区分 前方区分 スクリュー穴 ソリッドステートスイッチ 性能能力 張出部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1997年5月27日)のものです。
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図面 (19)

課題・解決手段

3つの電気的に接続されたディスクドライブ(22a,22b)のアレーパーソナルコンピュータ全高ドライブベイ(23)に支持するための構造体が提供される。ドライブは、3.5インチフォームファクタを有し、約1.0インチの高さを含む。上記アレーは、実質的に立方体かご(20)内に支持され、1.05インチの中心間隔で支持されるよう互いに若干離間される。支持構造体は、更に、各ディスクドライブの少なくとも2つの側部の周りに取り付けられた複数のディスクキャリア(44)を備え、これらは、ドライブをかご内に支持し且つ適切に位置設定する。これらディスクキャリアは、いかなるドライブ設計にも特注適合することができる。従って、適切なサイズ要求に従い、本発明のかご内には広範な種々様々なドライブを使用することができる。

概要

背景

概要

3つの電気的に接続されたディスクドライブ(22a,22b)のアレーパーソナルコンピュータ全高ドライブベイ(23)に支持するための構造体が提供される。ドライブは、3.5インチフォームファクタを有し、約1.0インチの高さを含む。上記アレーは、実質的に立方体かご(20)内に支持され、1.05インチの中心間隔で支持されるよう互いに若干離間される。支持構造体は、更に、各ディスクドライブの少なくとも2つの側部の周りに取り付けられた複数のディスクキャリア(44)を備え、これらは、ドライブをかご内に支持し且つ適切に位置設定する。これらディスクキャリアは、いかなるドライブ設計にも特注適合することができる。従って、適切なサイズ要求に従い、本発明のかご内には広範な種々様々なドライブを使用することができる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
5件
牽制数
2件

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請求項1

ホストコンピュータ全高ドライブベイ内にデータ記憶装置アレーを支持するための支持構造体であって、アレー内のデータ記憶装置に伴う入力及び出力が並列に生じるような支持構造体において、ほぼ7.0インチx5.75インチx3.30インチのかごであって、データ記憶装置を支持する手段を含むかごと、上記データ記憶装置に取り付けるための複数のディスクドライブキャリアであって、上記データ記憶装置を上記かご内に位置設定するために上記支持手段係合するような複数のディスクドライブキャリアと、上記アレー内のデータ記憶装置に電気的信号を供給するための手段を含む上記かご内の制御回路とを備え、上記支持手段は上記複数のディスクキャリア共働して、上記データ記憶装置を上記電気信号供給手段に接続するよう整列させることを特徴とする支持構造体。

請求項2

上記データ記憶装置のアレーは、3つのディスクドライブを備えている請求項1に記載の支持構造体。

請求項3

上記ディスクドライブは、3−1/2インチのフォームファクタを有する請求項2に記載の支持構造体。

請求項4

上記かごは、上記支持構造体内に使用するのに専用でない標準在庫のデータ記憶装置を受け入れることができる請求項1に記載の支持構造体。

請求項5

上記制御回路は、上記支持構造体内に使用するのに専用でない標準在庫のデータ記憶装置と共に動作できる請求項1に記載の支持構造体。

請求項6

上記かごの壁は、上記アレー内及びその周りに空気を流すことのできる複数の開放スペースを含む請求項1に記載の支持構造体。

請求項7

上記アレーのデータ記憶装置は、ホストコンピュータの電源を落とす必要なく取り外しそして別のデータ記憶装置と交換することができる請求項1に記載の支持構造体。

請求項8

考えられる接点反発周期より若干長い時間周期中、上記データ記憶装置が上記電気信号供給手段に接触した後にのみ、上記アレーのデータ記憶装置へ電力を供給するための電源オン遅延回路を更に備えた請求項7に記載の支持構造体。

請求項9

上記支持手段は、上記かごの少なくとも幾つかの側壁から上記かごの内部へと突出するトラックの複数の平行な水平行を備え、上記トラックは、上記複数のディスクキャリアを受け入れそして支持するために設けられる請求項1に記載の支持構造体。

請求項10

上記支持手段は、上記かごの少なくとも幾つかの側壁から上記かごの内部へと突出する張出部材の複数の平行な水平行を備え、上記張出部材の複数の平行な水平行は、上記複数のディスクキャリアが支持される張出部を形成する請求項1に記載の支持構造体。

請求項11

上記アレーの第1データ記憶装置の高さに対する中心は、上記アレーの第2データ記憶装置の高さに対する中心から約1.05インチ離れており、上記第2データ記憶装置は上記第1データ記憶装置に隣接する請求項1に記載の支持構造体。

請求項12

上記アレー内のデータ記憶装置に電気信号を供給する上記手段は、複数の小型コンピュータシステムインターフェイスSCSI)コネクタを備え、上記アレー内の各データ記憶装置ごとに1つのSCSIコネクタがある請求項1に記載の支持構造体。

請求項13

上記かごは、スチールからボルト固定される請求項1に記載の支持構造体。

請求項14

上記かごは、スチールから溶接される請求項1に記載の支持構造体。

請求項15

上記複数のディスクキャリアは、スチールから形成される請求項1に記載の支持構造体。

請求項16

上記複数のディスクキャリアは、いかなるデータ記憶装置にも特注適合できる請求項1に記載の支持構造体。

請求項17

上記複数のディスクキャリアは、スクリュー手段によりデータ記憶装置に固定される請求項1に記載の支持構造体。

請求項18

上記アレーのデータ記憶装置を上記かご内に取り外し可能に固定するためのラッチ手段を更に備えた請求項1に記載の支持構造体。

請求項19

上記アレー内の各データ記憶装置の状態を指示するための状態指示手段を更に備えた請求項1に記載の支持構造体。

請求項20

上記状態指示手段は、上記アレーのデータ記憶装置が機能しているか又は機能していないか、或いは最近アレーに追加されてアレー内の他のデータ記憶装置からのデータをまだ同化していないかを指示する請求項19に記載の支持構造体。

請求項21

上記状態指示手段は、上記アレー内の各データ記憶装置ごとに少なくとも1つの発光ダイオードを備えている請求項19に記載の支持構造体。

請求項22

ホストコンピュータの全高さドライブベイ内にディスクドライブの冗長アレーを支持するための支持構造体であって、アレー内のディスクドライブに伴う入力及び出力が並列に生じるような支持構造体において、ほぼ7.0インチx5.75インチx3.30インチのかごであって、1.05インチの中心間隔となるように上記かご内に互いに離間された3つのディスクドライブを支持する手段を含むかごと、上記アレー内のディスクドライブに取り付けるための複数のディスクドライブキャリアであって、上記ディスクドライブを上記かご内に位置設定するために上記支持手段に係合するような複数のディスクドライブキャリアと、上記アレー内の各ディスクドライブに電気的信号を供給するための電気コネクタを含む上記かご内のバックプレーンとを備え、上記支持手段は上記複数のディスクキャリアと共働して、上記ディスクドライブを上記かごに挿入する際に上記ディスクドライブを上記電気コネクタに接続するよう整列させることを特徴とする支持構造体。

請求項23

上記アレーのディスクドライブは、ホストコンピュータの電源を落とす必要なく取り外しそして別のディスクドライブと交換することができる請求項22に記載の支持構造体。

請求項24

上記支持手段は、上記かごの少なくとも幾つかの側壁から上記かごの内部へと突出するトラックの複数の平行な水平行を備え、上記トラックは、上記複数のディスクキャリアを受け入れそして支持するために設けられる請求項22に記載の支持構造体。

請求項25

上記ディスクドライブは、支持構造体内に使用するための専用のものではない請求項22に記載の支持構造体。

請求項26

上記電気コネクタは、複数の小型コンピュータシステムインターフェイス(SCSI)コネクタを備え、上記アレー内の各ドライブごとに1つのSCSIコネクタがある請求項22に記載の支持構造体。

請求項27

上記アレー内の各ディスクドライブの状態を指示するための状態指示手段を更に備えた請求項22に記載の支持構造体。

請求項28

上記状態指示手段は、上記アレーのディスクドライブが機能しているか又は機能していないか、或いは最近アレーに追加されてアレー内の他のディスクドライブからのデータをまだ同化していないかを指示する請求項27に記載の支持構造体。

請求項29

上記状態指示手段は、上記アレー内の各ディスクドライブごとに少なくとも1つの発光ダイオードを備えている請求項27に記載の支持構造体。

請求項30

パーソナルコンピュータのためのデータ記憶システムにおいて、データ記憶装置のアレーを備え、各データ記憶装置はコンピュータからのデータを記憶するために設けられ、データ転送はアレー内の各データ記憶装置で並列に行われ、ほぼ7.0インチx5.75インチx3.30インチのかごであって、上記アレーが収容されるかごと、1.05インチの中心間隔となるように上記かご内に上記データ記憶装置を支持する手段と、上記データ記憶装置に取り付けられた複数のディスクドライブキャリアであって、上記データ記憶装置を上記かご内に位置設定するために上記支持手段に係合するような複数のディスクドライブキャリアと、上記アレー内の各ディスクドライブに電気的信号を供給するための電気コネクタを含む上記かご内のバックプレーンとを備え、上記支持手段は上記複数のディスクキャリアと共働して、上記ディスクドライブを上記電気コネクタに接続するよう整列させ、上記アレー及び上記かごは、データ記憶システムと共に動作するようにコンピュータをカスタマイズする必要なくコンピュータの全高さドライブベイ内に設けられる単一のユニットを形成することを特徴とするデータ記憶システム。

請求項31

上記データ記憶装置のアレーは、3つのディスクドライブを備えた請求項30に記載のパーソナルコンピュータのためのデータ記憶システム。

請求項32

パーソナルコンピュータ内にディスクドライブの冗長アレーを収容するためのかごにおいて、頂部区分と、上記頂部区分に対向する底部区分と、上記頂部区分及び底部区分に隣接しそしてそれに直交する少なくとも2つの側壁と、上記頂部区分、底部区分及び少なくとも2つの側壁に隣接しそしてそれに直交する後部区分と、上記少なくとも2つの側壁の対向する側壁に固定された複数のトラックとを備え、ディスクドライブの冗長アレーにおける各ディスクドライブごとに少なくとも一対のトラックが設けられ、この一対のトラックは、ディスクドライブの冗長アレーのディスクドライブを上記かご内に支持し、そして上記かごは、パーソナルコンピュータの従来の全高さドライブベイ内に嵌合するサイズとされることを特徴とするかご。

請求項33

上記かごに取り付けられ、そして上記ディスクドライブの冗長アレーに接続されて、上記ディスクドライブの冗長アレーをパーソナルコンピュータに電気的に接続するための制御回路を更に備えた請求項32に記載のパーソナルコンピュータ内にディスクドライブの冗長アレーを収容するためのかご。

請求項34

ディスクドライブの冗長アレーを上記かご内に包囲するための前面カバーを更に備え、この前面カバーは、ディスクドライブの冗長アレーにアクセスできるように開放できる請求項32に記載のパーソナルコンピュータ内にディスクドライブの冗長アレーを収容するためのかご。

請求項35

上記前面カバーは、ディスクドライブの冗長アレーへの無断アクセスを防止するためのロック手段を備えた請求項34に記載のパーソナルコンピュータ内にディスクドライブの冗長アレーを収容するためのかご。

請求項36

パーソナルコンピュータ内にディスクドライブのホットプラグ型アレーを収容するためのかごにおいて、複数の隣接する壁と、上記複数の隣接する壁の少なくとも1つに取り付けられ、ディスクドライブのアレーのディスクドライブに電気信号を供給するための手段とを備え、この電気信号供給手段は、考えられる接点反発周期より若干長い時間周期中上記ディスクドライブがこの電気信号供給手段に接触した後にのみ上記ディスクドライブに電力を供給するための手段を備えたことを特徴とするかご。

請求項37

上記かごは、全寸法が約7.0インチx5.75インチx3.30インチである請求項36に記載のパーソナルコンピュータ内にディスクドライブのホットプラグ型アレーを収容するためのかご。

請求項38

考えられる接点反発周期より若干長い時間周期中上記ディスクドライブが上記電気信号供給手段に接触した後にのみ上記ディスクドライブに電力を供給する上記手段は、時間遅延回路より成る請求項36に記載のパーソナルコンピュータ内にディスクドライブのホットプラグ型アレーを収容するためのかご。

請求項39

パーソナルコンピュータ内にディスクドライブの冗長アレーを設けるためのデータ記憶システムにおいて、パーソナルコンピュータの全高さドライブベイ内に嵌合するサイズにされたかごと、上記かごの内部の壁に取り付けられ、上記ディスクドライブの冗長アレーのディスクドライブを上記かご内に支持するための支持手段と、上記かごに取り付けられた制御回路とを備え、上記支持手段は、上記制御回路に接続するために上記かご内に上記ディスクドライブを支持し、そして上記制御回路は、上記ディスクドライブの冗長アレーをパーソナルコンピュータに電気的に接続し、上記データ記憶システムは、システム内に使用するための専用のものではない冗長アレーの標準在庫ディスクドライブと共に動作することができることを特徴とするデータ記憶システム。

請求項40

上記ディスクドライブの冗長アレーはホットプラグ型である請求項39に記載のパーソナルコンピュータ内にディスクドライブの冗長アレーを設けるためのデータ記憶システム。

請求項41

考えられる接点反発周期より若干長い時間周期中上記ディスクドライブが上記制御回路に接触した後にのみ上記アレーのディスクドライブに電力を供給するための手段を更に備えた請求項40に記載のパーソナルコンピュータ内にディスクドライブの冗長アレーを設けるためのデータ記憶システム。

請求項42

パーソナルコンピュータ内にディスクドライブの冗長アレーを設けるためのデータ記憶システムにおいて、かごと、上記かごの内部の壁に取り付けられ、上記ディスクドライブの冗長アレーのディスクドライブを上記かご内に支持するための支持手段と、上記かごに取り付けられた制御回路とを備え、上記支持手段は、上記制御回路に接続するために上記かご内に上記ディスクドライブを支持し、そして上記制御回路は、上記ディスクドライブの冗長アレーをパーソナルコンピュータに電気的に接続し、上記データ記憶システムは、システム内に使用するための専用のものではない冗長アレーの標準在庫ディスクドライブと共に動作することができ、そして上記ディスクドライブの冗長アレー及び上記かごは、データ記憶システムと共に動作するようにパーソナルコンピュータをカスタマイズする必要なくコンピュータの全高さドライブベイ内に嵌合するサイズとされた単一のユニットを形成することを特徴とするデータ記憶システム。

請求項43

型パーソナルコンピュータ形式包囲体と、上記包囲体内にあってデータ及び命令を処理するための中央処理ユニットと、上記包囲体の従来の全高さドライブベイ内に取り付けられたかごと、上記かご内に取り外し可能に設けられたデータ記憶装置のアレーとを備え、上記中央処理ユニットと上記データ記憶装置のアレーの各データ記憶装置との間でデータの入力及び出力が並列に生じ、上記かごは、コンピュータから上記データ記憶装置のアレーへ信号及び電力を転送するための手段を含み、そしてコンピュータへの電力を落とす必要なく上記データ記憶装置のアレーのデータ記憶装置を交換できるようにする手段を更に備えたことを特徴とするパーソナルコンピュータ。

請求項44

上記かごは、上記従来の全高さドライブベイを変更せずに上記従来の全高さドライブベイ内に取り付けられる請求項43に記載のパーソナルコンピュータ。

請求項45

上記データ記憶装置のアレーは、該アレー内に使用するための専用のものではない上記アレーの標準在庫データ記憶装置と共に動作することができる請求項43に記載のパーソナルコンピュータ。

請求項46

考えられる接点反発周期より若干長い時間周期中、上記データ記憶装置が上記信号及び電力転送手段に接触した後にのみ、上記アレーのデータ記憶装置へ電力を供給するための電源オン遅延回路を上記信号及び電力転送手段の一部分として更に備えた請求項43に記載のパーソナルコンピュータ。

--

0001

発明の分野
本発明は、データ記憶システム支持構造体係り、より詳細には、コンピュ
ータの全高ディスクドライブベイディスクドライブアレーを支持するため
かご及び複数のディスクドライブキャリアに係る。
先行技術の説明

0002

過去数十年にわたり、高い記憶容量と優れた性能を有するデータ処理システム
要望の著しい増加が見られる。磁気ディスクドライブ記憶媒体及び記録ヘッ
ドの革新により、工業用需要を満たすに充分な記憶容量の増加が与えられた。
同様に、データプロセッサ中央処理ユニット(CPU)の性能も著しく改良さ
れた。今日のCPUは、ほんの数年前のCPUよりも数倍も速く命令やデータを
処理することができる。しかしながら、記憶容量及び処理時間の革新とは対照
に、CPUとハードドライブとの間の命令及びデータの転送速度は、それほどの
改良がなされていない。バークレイカリフォルニア大学からのパターソン氏等
による「安価なディスク冗長アレー(RAID)用のケース(A Case for Redu
ndant Arrayes of Inexpensive Disks(RAID))」と題する1987年の論文に説
明されたように、CPUとハードドライブとの間の入力/出力性能を向上しない
限り、CPUがデータを迅速に処理するだけで、比較的低速のI/Oプロセス中
アイドル状態が残ることになる。

0003

バークレイの論文は、データプロセッサの単一のハードドライブを、各々CP
Uとの独立したI/Oを有する相互接続されたハードドライブのアレーと交換
べきであることを示唆している。従って、I/Oは、多数のドライブ並列にな
った状態で得られ、CPUに対する命令及びデータの転送率を著しく増加するこ
とができる。ハードドライブのアレーを使用することに伴う問題は、アレー内に
多数のディスクドライブがあるために(各ディスクドライブが潜在的な故障源と
なる)システム全体の故障率が甚だしく増加することである。従って、上記論文
は、信頼性の問題を克服するために、ディスクが故障したときに元の情報を回復
するための冗長な情報を含む余分なディスクをアレーに含ませねばならない
ことを示唆している。上記論文は、このようなアレーを安価なディスクの冗長ア
レー即ち「RAID」として説明している。

0004

アレー型のディスク及びインターフェイスシステムの一例が「アレー型ディ
ドライブシステム及び方法(Arrayed Disk Drive System and Method)」と題す
るゴードン氏等の米国特許第5,148,432号に開示されている。多数のチ
ャンネルを有し、各チャンネルが複数のディスクドライブで構成されたディスク
ドライブアレーが開示されている。好ましい実施形態において、アレーは、66
個のディスクドライブで構成される。これらチャンネルへの及びチャンネルから
のデータ及び命令は、複数の小型コンピュータシステムインターフェイス(SC
SI)コントローラによって制御され、チャンネル当たり1つのSCSコン
ローラがある。公知の「グレーコードジェネレータを使用することにより、I
/Oは、SCSIコントローラを経てアレー内の各チャンネルと同時に導通する
ことができる。

0005

現在まで、ゴードン氏等の特許に開示されたようなディスクアレーは、非常に
多数のディスクを伴う大型コンピュータ用途に主として使用されている。このよ
うなシステムは、高いトランザクション率で大量のデータ転送を行うか、又は高
いトランザクション率で非常に多数の小さなトランザクションを行うように装備
される。更に、現在まで、コンピュータにRAIDシステムを使用した場合に、
ディスクドライブアレーに対して充分なスペースを与えるためにホストコンピュ
ータを構造的カスタマイズすると共に、アレーとのデータ転送を許すためにホ
ストコンピュータ電気的にカスタマイズする必要があった。ホストコンピュー
タをカスタマイズするのは、経費がかかると共に、RAIDシステムが大規模
商業的利用性を獲得する上で妨げとなっている。

0006

ホストコンピュータのカスタマイズに加えて、従来のRAIDシステムに対す
る更に別の欠点は、それらが専用のシステムであり、即ちシステムがブラック
クスとして構成され、内部部品を変更したり交換したりすることができないこ
とである。従来のシステムは、故障したドライブの交換を行えるが、現在まで、
交換ドライブは、そのRAIDシステムに使用するようにカスタマイズされたも
のでなければならない。現在のところ、従来のRAIDシステムは、標準在庫
ディスクドライブで動作することができない。標準在庫のディスクドライブは、
特定のコンピュータアーキテクチャに関わりなくエンドユーザ入手できる標準
的な非専用のディスクドライブである。

0007

従来のRAIDシステムに対する更に別の欠点は、「ホットプラグ型」ディス
クアレーを得る方法に関連したものである。RAIDシステムの重要な要件は、
アレー内のハードドライブを、アレーの電源を切る必要なく取り外し及び交換で
きねばならないことである。しかしながら、ディスクドライブをホットプラグ型
アレーに導入したり又はそこから取り外したりすると、接点の反発の問題を引き
起こす。電源と交換ディスクドライブとの間で機械的な接触がなされるときは、
きれいな接続が得られるまでに、数百ミリ秒間のみ持続する接触が何回もメーク
されブレークされる。このような短い繰り返しのインターバルにわたってディス
クドライブに電力を付与したり除去したりすることにより、接点の反発と称する
電気的ノイズが発生し、このノイズは、他の信号に悪影響を及ぼす。

0008

この問題を克服するために、従来のRAIDシステムは、特殊な「メーク・ビ
フォア・ブレーク(ブレークの前にメークする)」エッジコネクタを含むカス
マイズされたそり型構造を使用している。この特殊なエッジコネクタは、一般的
に、信号ピンよりも長い電源及び/又は接地ピンを備えている。従って、ドライ
ブをアレーに導入する際には、きれいな電源接続がなされた後にのみ信号がドラ
イブに送られる。特殊なエッジコネクタは、ハードドライブにおいて標準とはな
らず、それ故、標準的なハードドライブコネクタと特殊なエッジコネクタとの間
特注ハードウェア部片を取り付けねばならない。特殊なエッジコネクタを含
ませることができるようにこのようにカスタマイズすると、標準在庫のディスク
ドライブを従来のRAIDシステムに使用する上で更に妨げとなる。

0009

高い記憶容量及び高速プロセッサに向けて前進するのに合わせて、コンピュ
ータ及びその構成要素のダウンサイジングに向かう傾向となっている。ポータ
ル及びラップトップコンピュータは、小型ハードドライブの相当の市場を生み出
し、過去10年間に、ディスクドライブのための工業用フォームファクタ標準が
5−1/4インチから3−1/2インチないし2−1/2インチへ減少するのが見られた
。ディスクドライブのサイズの減少は、従来1つのディスクドライブしか適合
しなかったパーソナルコンピュータドライブベイに複数のディスクドライブを
含ませることができるようにした。

0010

よりコンパクトなパーソナルコンピュータに向けて前進するのに関わりなく、
いかなる商業的システムにおいても速度及び性能が主たる設計基準であり続けて
いる。大規模なコンピュータアプリケーションのように、パーソナルコンピュ
タにおけるI/O性能の改善は、プロセッサ性能及びディスク記憶容量の進歩に
比して控え目である。従って、パーソナルコンピュータにおいては、高いI/O
性能能力を有する改良された、しかも安価なシステムが現在要望されている。

発明の要旨

0011

それ故、本発明の目的は、コンピュータの従来の全高さドライブベイ内に適合
するアレー型ディスクドライブシステムを提供することである。

0012

本発明の更に別の目的は、アレー型ディスクドライブシステムための支持構造
体を提供することである。

0013

本発明の更に別の目的は、従来のドライブベイ又はホストコンピュータを変更
せずにドライブベイ内に入るアレー型ディスクドライブシステム及び支持構造体
を提供することである。

0014

本発明の更に別の目的は、エンドユーザにより選択された非専用の標準在庫の
ディスクドライブより成るディスクドライブアレーと共に動作できるRAIDシ
ステムを提供することである。

0015

これら及び他の目的は、パーソナルコンピュータの全高さドライブベイに3つ
電気的接続されたディスクドライブのアレーを支持するための本発明の構造体
により達成される。全高さドライブベイは、従来そうであるように、が約5.75
インチ、高さが約3.25インチ、そして深さが約8.0インチで形成される。
本発明の1つの実施形態では、ドライブは、約1.0インチの高さを含む3−1/2イ
ンチのフォームファクタを有する。ドライブは、実質的に立方体のかごの中に支
持され、該かごの中で互いに若干離間され、中心間隔1.05インチで支持される。
この支持構造体は、更に、かご内にドライブを支持しそして適切に配置するため
に各ドライブの少なくとも2つの側部のまわりに取り付けられた複数のディスク
キャリアを備えている。これらのディスクキャリアは、いかなるドライブ設
計にも特注適合(カスタムフィット)させることができる。従って、適切なサイ
ズ要求に基づいて、本発明のかご内に種々様々なドライブを使用することができ
る。

0016

かご内に適切に配置されると、ドライブは、かごの後壁に配置されたSCSI
バックプレーンに接続する。このバックプレーンは、アレーの各ドライブごとに
1つづつ設けられた複数のSCSIコネクタを備え、これらコネクタは、アレー
内のディスクドライブとホストコンピュータのCPUとの間に電力及び電気信号
を転送する。更に、バックプレーンは、ドライブがアレーに追加された後に所定
の時間中ディスクドライブへの電力を遅延させるための「電源オン遅延」回路
備えている。この電源オン遅延回路は、接点反発を回避するようにドライブをカ
スタマイズする必要なく、アレー内のドライブをホットプラグ型とすることがで
きるようにする。

0017

かごは、標準的な全高さドライブと同じ位置に同じサイズで設けられたねじ切
りされたスクリューによりホストコンピュータの包囲体に取り付けられる。それ
に加えて、かごは、ディスクドライブ内及びその周りに最大の空気流を許すため
の多数の開放領域を含み、動作中のドライブ内の熱の蓄積を防止する。

図面の簡単な説明

0018

以下、添付図面を参照し、本発明を詳細に説明する。

0019

図1は、本発明によるディスクドライブアレー及びかごの分解斜視図である。

0020

図2は、本発明によるかごの斜視図である。

0021

図3は、図2の3−3線に沿ったかごの断面図である。

0022

図3aは、本発明によるカードガイド前方区分を示す拡大斜視図である。

0023

図4は、図3に示すかごの別の実施形態を示す図である。

0024

図5a及び5bは、かごの壁に円形の開放領域を含む本発明の実施形態を示す
図である。

0025

図6a及び6bは、かごの壁にスロット状の開放領域を含む本発明の別の形態
を示す図である。

0026

図7は、本発明によるバックレーンを示す図である。

0027

図8ないし9は、図7に示すバックプレーンに含まれる電子装置の回路図であ
る。

0028

図10は、図7に示すバックプレーンに含まれる電子装置の回路図である。

0029

図11は、本発明によるディスクキャリアを示す図である。

0030

図11aは、本発明によるディスクキャリアの後方区分を示す拡大斜視図であ
る。

0031

図12は、本発明によるラッチ機構の斜視図である。

0032

図12aは、本発明のラッチ機構をロック位置において示す上面図である。

0033

図12bは、図12aに示すラッチ機構をロック解除位置において示す断面図
である。

0034

図13は、本発明によるかごを全高さドライブベイ内に取り付けるためのガイ
レールを示す図である。

0035

図14は、ディスクドライブの状態ボードを含む本発明の別の実施形態を示す
図である。

0036

図14aは、図14の14a−14a線に沿った断面図である。

0037

図15aは、パーソナルコンピュータに一緒に使用される本発明による2つの
かごを示す図である。

0038

図15bは、パーソナルコンピュータに一緒に使用される本発明による6つの
かごを示す図である。
好ましい実施形態の詳細な説明

0039

図1ないし15bを参照すれば、本発明は、一般に、「」状パーソナルコン
ピュータ型包囲体の全高さドライブベイに3個の3−1/2インチフォームファ
タのディスクドライブを支持するためのRAIDシステム及び支持構造体に関す
る。しかしながら、本発明は、いかなる全高さドライブベイ内でも動作するよう
意図されていると共に、2個の3−1/2インチフォームファクタのディスクドラ
イブのみを有するか又は複数の更に小さいフォームファクタのディスクドライブ
を有する用途も含むことが理解されよう。更に、本発明は、磁気記憶のディスク
ドライブに限定されるものではなく、光学走査記録装置等の他の形式記憶装置
と共に動作することもできる。

0040

図1には、全高さドライブベイ23に3個の3−1/2インチフォームファクタ
のディスクドライブ22a−cのアレー22を支持するためのかご20が示され
ている。好ましい実施形態において、アレー22は、例えば、コナー・ペリフェ
ラルズ社、3081、ザンカーロード、サンホセ、CA 95134により製造
された3個のモデルCP−30540の3−1/2インチフォームファクタのディ
スクドライブで構成される。しかしながら、以下に述べるように、本発明の重要
な特徴は、現在入手できる種々様々な標準在庫品データ記憶装置で動作できる
ことである。ドライブ22a−cは、1.05インチの中心間隔で互いに若干離間さ
れてかご内に支持される(即ち、かご内に取り付けたときに、1つのドライブの
中心からその隣接ドライブの中心までの距離が1.05インチである)。従って、デ
ィスクアレーの全高さは、ほぼ3.10インチとなる。かご20の頂部及び底部の厚
みは、ほぼ0.048インチであり、従って、かご組立体の全高さは3.30インチより
若干小さくなる。従来の全高さドライブベイの高さは3.35インチであるから、デ
ィスクドライブアレー22は、ドライブベイ内にぴったりと嵌合する。ドライブ
の高さ及びアレー22内のドライブの間隔は、アレー内の隣接ドライブの中心対
中心距離が1.05インチ未満となるように減少できることを理解されたい。

0041

図2及び3に示すように、かご20は、一緒にボルト止め又は溶接され、18
GAスチールで形成されるのが好ましい。しかしながら、かごは、強度の高いア
ルミニウム、又は耐衝撃及び振動性の高い他の実質的に堅牢な材料で形成するこ
ともできる。かご20は、頂部24と、底部26と、側部28及び30と、後部
32とを含み、全体的なかご寸法は、約7.0インチx5.75インチx3.30インチと
なる。頂部及び底部24及び26は、平坦であるのが好ましい。

0042

図3に示す好ましい実施形態では、側部28及び30の各々が、カードガイド
35の3つの平行な行をかご20の内部に備えている。これらカードガイドは、
強度の高いポリカーボネート又は同様の材料で形成され、そして側部28及び3
0に形成されたスロットを経て側部28及び30に固定される。更に、かごは、
カードガイドに隣接して側部28及び30にタブ28を備え、これらのタブは、
かごが実質的な衝撃を受けた場合にカードガイドが側部28及び30からずれる
のを防止する。一方の側部28又は30にあるカードガイド35の各々は、その
反対の側部30又は28にある対応するカードガイドと整列される。以下に詳細
に説明するように、カードガイド35は、個々のディスクドライブが取り付けら
れるディスクキャリアを受け入れて支持するために設けられる。このように、ド
ライブは、かご20内に配置され支持される。更に、カードガイド35は、以下
に詳細に説明するように、ドライブ22a−cをバックプレーンに接続するよう
に整列させる。かごの後部には側部28及び/又は30にストッパ36が設けら
れて、ドライブがかご20に完全に挿入されたときにディスクキャリア44及び
それに取り付けられたドライブを停止させるのが好ましい。ストッパ36は、キ
リア44がバックプレーンに接触するのを防止し、このようにしないと、電気
的ノイズが生じたり又は長期間の使用にわたりバックプレーン44にダメージ
及んだりする。

0043

図4に示す別の実施形態では、水平の張出部材37が側部28及び30の一部
分としてカードガイド35に置き代わっている。水平の張出部材37は、側部2
8及び30の平面からかご20の内部へと突出するようにそれらの長さに沿って
アングル状にされるのが好ましい。水平の張出部材37は張出部を形成し、その
上にディスクキャリアがのせられて、ドライブ22a−cをかご20内に支持し
そして適切に位置設定するようにする。側部28及び30は、かご20の堅牢性
及び耐衝撃性を高めるために前縁及び/又は後縁アングル部材34を含んでも
よい。ディスクキャリアを支持する別の既知の手段を上記開示に置き換えても、
依然として本発明の範囲内であることが更に理解されよう。

0044

頂部24、底部26及び/又は側部28、30は、動作中にディスクドライブ
22a−c内及びその周囲に最大の空気流を許すための欠切部分を含み、アレー
内の熱の蓄積を防止する。図5−6に示すように、欠切部の形状は異なるもので
よい。本発明の好ましい実施形態では、図5に示すような複数の穴が含まれ、各
穴は、5/8インチ以下の直径を有し、そして約1/4インチの直径を有するの
が最適である。ディスクドライブは、動作中にシステムに悪影響を及ぼす高周波
を放出する。これより大きな穴は、ドライブによって放出された高周波を増幅
る傾向がある。従って、穴の形状は、かご20へ空気が流れ込む度合を高くしな
がら、かごに必要とされる構造上の堅牢性を維持し且つ高周波の増幅作用を最小
にするように選択される。ドライブのベイエリア及び電源を冷却するために1つ
以上のファン(図示せず)が設けられてもよい。これらのファンは、ノイズ定格
が28dB以下であるのが好ましい。

0045

かご20は、更に、ホストコンピュータのオペレータ見えるかご用の審美的
フェースプレートを形成するための前面カバー39(図4)を備えている。デ
ィスクドライブを交換する必要があるときには、前面カバー39を開くか又は取
り外して、ディスクドライブ22a−cにアクセスすることができる。前面カバ
ー39は、許可を受けた者だけが前面カバー39を開いてディスクドライブアレ
ー22へアクセスできるようにするためのロックを備えている。このロックは、
電子的又は機械的なロックでよい。

0046

後部32は、ドライブ22a−cに電力を供給すると共に、ドライブ22a−
cとホストコンピュータのCPU(図示せず)との間で電気的信号を転送するた
めのバックプレーン38を備えている。図7ないし10に示すように、バックプ
レーン38は、ディスクドライブ22a−cとバックプレーン38との間に電力
及び電気信号を転送するために、3つの小型コンピュータシステムインターフェ
イス即ちSCSIコネクタ40a−cを備えているのが好ましい。SCSIコネ
クタ40a−cの各々は、80位置のチャンプ(Champ)エッジカードコネクタ
あるのが好ましい。しかしながら、従来のピンコネクタのような他の形式の信号
コネクタも、良く知られたように使用できることを理解されたい。信号は、好ま
しくは、3つのコネクタ40a−cと単一の50位置ヘッダ41との間に転送さ
れ、該ヘッダ41は、次いで、リボンケーブルを経てSCSIバス(図示せず)
に接続される。電力は、好ましくは、コネクタ40a−cを経、4位置ヘッダ4
3を経てドライバ22a−cへ転送される。

0047

ドライバ22a−cは、「ホットプラグ型」であり、即ちシステムが付勢され
て機能している間にアレーのドライブを挿入したり取り外したりできるようにし
てドライバへの電力が供給されるのが好ましい。従って、故障したドライブは、
最小の損失処理時間で交換することができる。ディスクドライブをバックプレー
ンに挿入したりそこから取り外したりする際に接触をメークしたりブレークした
りすることにより発生する電気的ノイズの問題を回避するために、本発明は、バ
クプレーン38に「電源オン遅延」回路を備えている。この電源オン遅延回路
は、特定の時間中にドライブがアレーに挿入されたときだけドライブに電力を供
給する。この回路は、従来のそり型ディスクドライブアーキテクチャの場合のよ
うに、特殊なエッジコネクタやディスクドライブをカスタマイズすることを必要
とせずに、ディスクドライブをホットプラグ型とすることができる。それ故、本
発明のシステムは、標準在庫のディスクドライブでホットプラグ型とすることが
できる。

0048

電源オン遅延回路は、ハードドライブとアレーのバックプレーンコネクタ40
a−cとの間に接続がなされるのを感知する。接続が最初に感知されたときに、
電源オン遅延回路がイネーブルされ、そして時間切れスタートする。時間切れ
は、ドライブを挿入したり取り外したりする間に生じることのある考えられる接
点反発又は電源スパイクより長い周期中持続する。接点がブレークするたびに、
時間切れが再スタートする。ドライブへの電力は、遅延回路の時間切れ周期が経
過したときだけソリッドステートスイッチを経て印加される。この点において、
接点反発のおそれなく、ドライブへ電力が供給される。ソリッドステートスイッ
チは、非常に低いゲート電流及び非常に僅かな電圧降下ターンオンすることの
できる電力用MOSFETである。これらの半導体は、スイッチ反発のない非常
にきれいな電力スイッチである。

0049

図11に示すように、かご内にドライブを案内しそして整列するために、各ド
ライブは、ディスクキャリア44に取り付けられる。このディスクキャリア44
は、0.062インチ厚みのスチールで形成されるのが好ましい。しかし、強度の高
いポリカーボネートのような他の材料も使用できる。ディスクキャリア44は、
ディスクドライブの少なくとも2つの対向側面の周りにスクリュー又は接着剤
より取り付けられ、ドライブの側部から外方に延びるフランジ46を備えている
。アレーのディスクドライブがかご20に挿入されると、ドライブの両側のフラ
ンジ46が、かご20の両側のカードガイド35内に受け入れられ、ドライブを
かご内に適切に整列させる。水平の張出部材37(図4)を含む実施形態では、
ドライブをかご20に挿入する際に、フランジ46が両側部28及び30におい
て水平の張出部材37の頂部にのせられる。

0050

ディスクドライブがかご20内に適切に挿入されそして整列された場合には、
各ドライブのヘッダがSCSIコネクタ40a−cの1つに圧入接続され、これ
により、かご20内にディスクドライブを電気的に接続する。ディスクキャリア
44の後部は、ドライブがかご20に完全に挿入されたときにディスクキャリア
44及びこれに取り付けられたドライブを案内するためのガイドピン45を備え
ている。このガイドピン45は、電気的ノイズや長時間使用時のバックプレーン
44へのダメージを生じることのあるキャリアの不整列を防止する。ディスクキ
ャリア44は、いかなる形式のディスクドライブ設計にも特注適合させることが
でき、これにより、広範な種々のドライブをアレー内に使用することができる。

0051

図12a及び12bに示すように、各ディスクキャリア44の前端(即ち、か
ごの後部32から最も離れた端)は、ドライブをかご20内に取り外し可能に固
定するためのラッチ機構46を備えている。このラッチ機構46は、各ディスク
キャリアの前部の各側に1つづつ、2つのラッチ部片48a及び48bを備えて
いる。各ラッチ部片48は、対向するカードガイド35の各々に形成された大き
くぼみ部51へとフック係合するフック50を備えている。図12aに示すロ
ック位置では、ラッチ部片48a及び48bのフック50は、ディスクドライブ
をかご20内にロックするように区分51内に係合される。図12bに示すよう
に、ドライブを除去すべきときは、そのドライブに固定された両方のラッチ部片
48a及び48bが外方に手で揺動され、これにより、フック50をくぼみ区分
51から解離し、この際に、取り付けられたキャリア及びドライブを取り外すこ
とができる。ディスクキャリア44及びこれに取り付けられたディスクドライブ
をかご20内に取り外し可能に固定するのに、多数の公知ラッチ機構のいずれを
使用しても、本発明の範囲内に包含されることが理解される。

0052

かご20は、更に、パーソナルコンピュータの全高さドライブベイ内にかご2
0を位置設定しそして固定するために左右のガイドレール60及び62を各々備
えている。図2及び13に示すように、各ガイドレールは、かご20をドライブ
ベイ内に固定するスクリューを受け入れるためのスクリュータブ48を備えてい
る。これらのスクリュータブ48は、かごにおいて同じ位置に設けられ、標準的
な全高さドライブの場合と同じサイズである。従って、かご20は、そのスク
リュータブ48と整列するスクリュー穴が従来通りに形成された標準的な全高さ
ドライブベイ内に固定することができる。このように、本発明を受け入れるため
に従来のドライブベイを変更する必要はない。ドライブベイ内にかごを整列する
ために若干の調整が必要であるときは、ガイドレール60及び62上のスロット
66を経て取り付けられるスクリュー64により左右の両方のガイドレールがか
ごに調整可能に固定される。スロット66は、ガイドレールをかごに対して若干
前方、後方、上方又は下方に移動できるようにするために設けられる。従って、
ドライブベイ内のかご20の適切な整列が確保される。

0053

図14に示す本発明の別の実施形態では、本発明は、側部28又は30に固定
された状態ボード68を含む。この状態ボードは、電源、前面カバーのロック、
ファンの動作、システムの温度及びアレー内の各ドライブの動作を含むディスク
ドライブアレーの多数の機能を監視するための電子回路を備えている。好ましい
実施形態では、状態ボード68は、種々のシステム機能の状態を指示する可聴
可視信号を送信するために設けられている。しかしながら、更に、状態ボード
68は、システム機能を制御するためのリモート位置からの信号を受け取る電子
回路を含むことも意図される。従って、例えば、リモート位置から所与の信号を
受け取る際に、システムへの電力がオン又はオフ切り換えられるか、前面カバ
ーのロック装置を解離するためのアクセスコードが変更される。

0054

各ディスクドライブの動作に対し、状態ボード68は、ディスクドライブ22
a−cの各々の状態を指示する発光ダイオードLED)50a−cを含むこと
ができる。LEDにより指示される3つの状態は、作動、不作動及び劣化モード
である。従って、例えば、特定のドライブが適切に機能するときは、既知の仕方
でドライブの状態を監視する役目を果たすマイクロプロセッサ(図示せず)は、
そのドライブのLEDに信号を送ってLEDが緑色を示すようにし、そのドライ
ブが故障したときには、マイクロプロセッサは、LEDをオフに切り換える第2
の信号をそのLEDに送り、そしてドライブが劣化モードにあるときには、マイ
クロプロセッサは、黄色を示す第3の信号をLEDに送る。劣化モードは、アレ
ーのドライブが故障した後に生じる。交換ドライブは最初は劣化モードにある。
というのは、他のディスクにエンコードされているデータを同化する機会を有し
ていないからである。交換されたディスクドライブからのデータが新たなディス
クドライブに再コピーされると、そのドライブのLEDは作動モードに切り換
る。状態インジケータは、システムを監視しているオペレータが、いつドライブ
が交換を必要とするかそしていつシステムが適切に機能しなくなるかを知ること
ができるようにする。LED50a−cは、図14に示すように状態ボード68
に配置される。或いは又、各ドライブにインジケータパネル(図示せず)が含ま
れてもよく、このパネルは、そのドライブの状態を指示するLEDを含む。

0055

本発明の特徴は、従来のRAIDシステムでは得られなかった融通性の向上に
ある。先行技術の説明で述べたように、従来のRAIDシステムは、専用の構成
要素をもつブラックボックスとして設計され、そこに使用されたディスクドライ
ブの形式を変更したり交換したりすることが許されていない。しかしながら、こ
れに対して、本発明は、広範な種々様々な非専用の標準在庫ドライブをアレーの
一部分として使用することを許す。従って、特定のコンピュータシステムに関わ
りなくエンドユーザに入手でき且つ特定のシステム内に使用するように特に製造
されていないハードドライブをアレーに使用することができる。

0056

本発明の融通性に関連した別の特徴は、塔型パーソナルコンピュータのいかな
る全高さドライブベイにおいてもシステムが提供されることである。ディスクド
ライブアレー22と、かご20、ディスクドライブキャリア44及びバックプレ
ーン38を含む本発明の支持構造体とは、その組立体が使用されるべきホストコ
ンピュータに関わりなく組み立てることのできるシステムを提供する。このシス
テムは、従来のハードドライブと同様に、特定のホストコンピュータに関わりな
く市販することのできる単一のユニットを構成する。従って、本発明は、広範な
種々の入手可能なコンピュータに使用することができ、ホストコンピュータを個
々別々にカスタマイズする必要はない。

0057

本発明による2つ以上のかご及びディスクドライブアレーを単一のパーソナル
コンピュータ内に含ませることができる。図15aに示す好ましい実施形態にお
いては、ディスクドライブアレー22を伴う2つのこのようなかご20が横に並
んだ全高さドライブベイ23において塔型パーソナルコンピュータの包囲体内
設けられる。2つのシステムは、SCSIバスの単一チャンネルを占有する。図
15bに示す別の実施形態では、ディスクドライブアレー22を伴う6個のこの
ようなかご20が、3倍の全高さ、2倍の巾のスタンドアローン型ドライブベイ
キャビネット70に設けられる。6つのシステムは、SCSIバスの3つのチャ
ンネルを占有する。他の種々の数の本発明のシステムを塔型パーソナルコンピュ
ータドライブベイ23及び/又はスタンンドアローンドライブベイキャビネット
70内に使用してもよいことが理解されよう。

0058

以上、本発明を詳細に説明したが、本発明は、ここに開示した実施形態に限定
されるものでないことを理解されたい。上記したそして請求の範囲に規定された
本発明の精神又は範囲から逸脱せずに、種々の変更、置き換え及び修正が当業者
によってなされ得るであろう。

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