DE19723967C2

DE19723967C2 - Luftzirkulationssystem für eine redundante Anordnung von billigen Speicherplatten (RAID-System) und Verfahren zur Steuerung der Luftzirkulation

Info

Publication number: DE19723967C2
Application number: DE19723967A
Authority: DE
Inventors: Hae-Seung Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2017-06-07
Also published as: DE19723967A1; US5875965A; JP3531662B2; KR100268493B1; JPH10103725A; KR19980022535A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine redun dante Anordnung von billigen Speicherplatten (RAID/Redundant Array of Inexpensive Disks). Insbesondere bezieht sie sich auf ein Luftzirkulationssystem, das gemäß den Umge bungsbedingungen des Inneren des RAID arbeitet, und sie be zieht sich ferner auf ein Verfahren zur Steuerung des Luft zirkulationszykluses innerhalb des RAIDs.

Die Effizienz von Computersystemen hängt von der Leistung einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) und ihrer Eingabe- /Ausgabe-(I/O) Untersysteme ab. Mit der Entwicklung der VLSI- Technologie wurde die Datenverarbeitungszeit der CPU wesent lich vermindert, wohingegen die Betriebsgeschwindigkeiten des I/O-Untersystems sich nur relativ gering verbessert haben. Somit nimmt das Verhältnis der Daten-I/O-Zeit zur gesamten Systembetriebszeit zu. Auch haben die Kosten beim Auftreten eines Fehlers im I/O-Untersystem für das Wiederermitteln der im fehlerhaften System gespeicherten Daten zugenommen. In den letzten Jahren hat die Forderung nach I/O-Untersystemen hoher Leistung und hoher Zuverlässigkeit zugenommen, und um diese Forderung zu erfüllen, wurde einige bemerkenswerte Forschung und Entwicklung bei RAID-Systemen vorgenommen. Die auf RAID bezogene Technik ist allgemein bekannt.

Die akademischen Institutionen führen eine Forschung über RAID-Algorithmen durch und Unternehmen bemühen sich um RAID- Systeme mit höheren Kapazitäten und verbesserte Zuverlässig keit durch verschiedene Leistungstests. Plattenanordnungen wurden für Supercomputer verwendet, wie beispielsweise solche die von der Cray Computerfirma gebaut werden, um den I/O- Durchsatz von Festplatten zu verbessern. Computerwissen schaftler an der Berkeley-Universität, USA, schufen die erste RAID-Theorie 1988. Obwohl die RAID-Theorie auf Vorrichtungen mit sequentiellem Zugriff angewandt werden kann, wie bei spielsweise Einschubbänder, wurde die größte Aufmerksamkeit auf Festplattenvorrichtungen gerichtet.

Traditionelle Plattenvorrichtungen sind typischerweise ein zelne große teuere Platten (SLED), die Formungsfaktoren von 12 oder 14 Inches aufweisen. Die breite Verwendung von Perso nalcomputern hat einen Markt für billige kleine Laufwerke geschaffen. Somit wurde eine Plattenspeichervorrichtung, die eine redundante Anordnung billiger Platten aufweist, eine praktische Alternative für das Speichern großer Datenmengen. Die primäre Aufgabe von RAID-Systemen besteht darin, höhere Speicherkapazitäten und schnelleren I/O-Durchsatz unter Ver wendung von "Strippen" zu liefern. Das Strippen bedingt den gleichzeitigen Transfer von Daten zu einer Anordnung von Laufwerken in "Streifen". Die RAID-Architekturen sind in die folgenden sechs Ebenen durch die Anwendungsumgebungen und die Kennzeichen der Computersysteme, auf denen RAID eingesetzt wird, aufgeteilt:

RAID-Ebene 0

Die RAID-Ebene 0 verteilt die Daten über alle Laufwerke in der Anordnung. Sie richtet sich auf die Plattenleistung statt auf die Plattenzuverlässigkeit.

RAID-Ebene 1

Spiegelung ist eine der traditionellen Techniken, die mit RAID-Systemen verwendet werden, um die Plattenleistung zu verbessern. Mit dieser Technik sollten alle Daten auf den Platten gleichzeitig auf Kopierplatten gespeichert werden, was nicht kosteneffektiv ist. Die RAID-Ebene 1 ist begrenzt, da die tatsächlich verwendbare Plattenkapazität 50% beträgt, und sie ist nicht vorteilhaft bei einem System, das Platten hoher Kapazität benötigt, wie beispielsweise einem Datenba sissystem. Da jedoch die gleichen Daten auf Kopierplatten ge speichert werden, stellt die RAID-Ebene 1 den besten Weg für das sichere Speichern der Daten dar.

RAID-Ebene 2

Die RAID-Ebene 2 wurde entwickelt, um die Kosten für das sichere Speichern von Daten zu vermindern, und sie verteilt die Daten über alle Laufwerke der Anordnung byteweise. Die RAID-Ebene 2 hat mehrere Testplatten für eine Fehlererkennung und Fehlerkorrektur zusätzlich zu den Datenspeicherplatten.

RAID-Ebene 3

Die RAID-Ebene 3 liest und schreibt gleichzeitig Daten von und in N Daten plus P Paritatässpeichervorrichtungen mit direktem Zugriff. Paritätsdaten werden in zusätzlichen Pa ritätslaufwerken gespeichert und die Plattenspindeln werden synchronisiert, so daß die Daten auf alle Laufwerke in einer Anordnung gleichzeitig eingegeben oder von ihnen gelesen wer den. Wenn ein Laufwerk in der Anordnung ausfällt, so ist es möglich, die Daten des ausgefallenen Laufwerks und Verwendung der verbleibenden Laufwerke und der Paritätslaufwerke wieder herzustellen, obwohl die gesamte Datenrate vermindert wird. Die RAID-Ebene 3 wird in Anwendungssystemen, Supercomputern, Bildmanipulationsprozessoren, etc. verwendet.

Die RAID-Ebene 3 ist am wirksamsten bei der Übertragung von großen Datenblöcken, aber ist nachteilig bei der Übertragung kleiner Datenblöcke und in der Erwiderung auf schnelle I/O- Anforderungen. Zusätzlich wird bei der RAID-Ebene 3 ein ein ziges großes teures Laufwerk für die Redundanz zusammen mit den Datenspeicherlaufwerken erforderlich. Während die RAID- Ebene 3 weniger Laufwerke als die RAID-Ebene 1 hat, so braucht sie eine komplizierte und somit teuere Steuerung.

RAID-Ebene 4

Die RAID-Ebene 4 speichert Paritätsdaten auf demselben Laufwerk mit Daten, die über eine Anordnung von Laufwerken in Streifen aufgeteilt wurden, wobei ein Block eines Streifens für die Paritätsdaten reserviert ist. Es ist bei der RAID- Ebene 4 möglich, Daten, die auf einem fehlerhaften Laufwerk gespeichert sind, wieder zu gewinnen. Die Datenleseleistung ist ähnlich der der RAID-Ebene 1, aber die Datenschreiblei stung ist schlechter, da die RAID-Ebene 4 Paritätsdaten auf demselben Laufwerk speichert. Um die Nachteile der RAID-Ebene 4 zu lindern, wurde die RAID-Ebene 5 entwickelt.

RAID-Ebene 5

In der RAID-Ebene 5 werden Daten in Streifen über einer Anordnung von Laufwerken verteilt. Die RAID-Ebene 5 verteilt die Paritätsblöcke über alle Laufwerke in der Anordnung, um einen Engpaß bei Schreiboperationen auszuschließen. Es ist notwendig, die Daten, die in alle Laufwerke der Anordnung geschrieben wurden, zu lesen, um eine Parität während der Da tenschreiboperationen wieder zu berechnen, was die Datenver arbeitungszeit erhöht. Bei der RAID-Ebene 5 ist eine Daten eingabe-/Ausgabe-Verarbeitung möglich, und Daten von einem fehlerhaften Laufwerk können wieder geschaffen werden. Somit ist die RAID-Ebene 5 für größe Datenblöcke geeignet, und wenn sich ein Anwendungsprogramm für die RAID-Ebene 5 auf das Da tenlesen richtet, oder wenn die Schreibleistung verbessert werden kann, so kann die RAID-Ebene 5 auch bei kleinen Daten blöcken Vorteile aufweisen.

Mit abnehmender Datenblockgröße kann die RAID-Ebene 5 einen Grad von Effizienz und Datenverfügbarkeit zusichern. Die RAID-Ebene 5 liefert eine kosteneffektive Lösung im Vergleich zu einer Vorrichtung ohne eine Anordnung.

Die oben beschriebenen Laufwerksanordnungen sind mit Kühlsy stemen ausgerüstet, aber ihre Festplattenlaufwerke sind ins besondere gegenüber der Umgebungstemperatur und der Feuchtig keit empfindlich und können einen Spurverlust ihrer Servosy steme durch eine Deformation der Platte erleiden, was zu Le se-/Schreibfehlern führt. Zusätzlich kann sich die Platten oberfläche mit Schmutz oder Staub zusetzen oder durch Gas korrodieren, was fatale Plattenfehler verursacht. Jedes der RAID-Systeme verwendet ein Kühlungssystem, wobei frische Luft kontinuierlich in das RAID eintritt und in ihm zirkuliert, um somit schlechte Luft nach außen zu führen. Dieses Kühlsystem kann verhindern, daß das Innere des RAID-Systems verunreinigt oder überhitzt wird. Wie oben beschrieben wurde, wird das Kühlsystem für ein RAID-System vrwendet, um zu verhindern, daß das System aufgrund von Umfeldeinflüssen (Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, etc.) wie beispielsweise Wärme, die von seinem Festplattenlaufwerk und der Leistungs versorgung ausgestrahlt wird, Oberflächentemperaturen des Systemkörpers, verunreinigter Innenluft des Systems etc., ausfällt.

Unter Bezug auf die Fig. 1 bis 3 wird das Luftzirkula tionssystem für ein konventionelles RAID beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer RAID-Ebene 5 mit einem Luftzirkulationssystem, und die Fig. 2A, 2B und 2C zeigen drei Arten eines Luftzirkulationssystems für die RAID-Ebene 5, die eine Luftzirkulation in verschiedenen Arten liefern, in Abhängigkeit vom Betrieb eines Lüftermotors 10. Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines RAID-Körpers 20 für die Beschrei bung eines konventionellen Einwegeluftzirkulationssystems.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, überträgt eine zentrale Verarbei tungseinheit (CPU) 2 Daten, die von einem (nicht gezeigten) Host-Computer gesendet werden, über einen I/O-Bus 4 zu einer Steuerung 6. Die Steuerung 6 ist mit dem I/O-Bus 4 verbunden und wird durch die CPU 2 überwacht, die die I/O-DAten zwi schen den Laufwerken DR1 bis DR3, von denen jedes mit dem Bus 8 verbunden ist, und der CPU 2 steuert. Die Daten vom Host- Computer werden auf jedes Laufwerk DR1 bis DR2, das mit dem Bus 8 verbunden ist, unter der Steuerung der Steuerung 6 ge schrieben oder von diesen gelesen. Ein Lüftermotor 10, der mit der CPU 2 verbunden ist, dient als Kühlvorrichtung im System. Der Lüfter dreht sich in direkter Erwiderung auf das Lüftersteuersignal, das durch die CPU 2 erzeugt wird. Der Lüftermotor 10 dient als ein Gebläse oder als Luftabsaugvor richtung in Abhängigkeit von seiner Position im RAID-Körper 20.

Fig. 2A zeigt den ersten Typ eines Luftzirkulationssystems, in welchem Lüfter (Lüftermotoren 10) an den Einlässen und Auslässen des RAID-Körpers 20 plaziert sind, die als Gebläse oder Luftabsaugvorrichtungen funktionieren. Fig. 2B zeigt einen zweiten Typ, wobei der Lüftermotor auf einem Einlaß des RAID-Systemkörpers 20 angeordnet ist, um als Gebläse zu die nen. Fig. 2C zeigt einen dritten Typ, wobei der Lüfteran triebsmotor 10 auf dem Auslaß eines RAID-Systems angeordnet ist und als Luftabsaugvorrichtung dient.

Obiges ist in Tabelle 1 und in Fig. 3 dargestellt. Die Be zugszeichen A und C der Fig. 3 bezeichnen Einlässe, und die Bezugszeichen B und D bezeichnen Auslässe.

TABELLE 1

Unter Bezug auf Tabelle 1 liefert ein konventionelles RAID- System eine Ventilation in einer Richtung (das heißt C → D, C → B, A → D und A → B), gerade unter Verwendung des Lüf termotors 10 und kann somit nicht dynamisch auf unerwartete Umgebungsänderungen innerhalb des Inneren des RAIDs reagie ren.

In der JP 60-209988 A wird ein Temperaturregler beschrieben, in dem die Temperatur gemessen wird und zwei Lüfter betrieben werden, um die Temperatur, die von Schaltungen generiert wird, zu regeln. Im Normalbetrieb wird frische Luft durch die Ventilationsschlitze 2 über die Schaltungen 5 durch die Lüfter 11 und 10 gesaugt. Steigt die Temperatur, so werden die Motoren der Lüfter mit einer höheren Geschwindigkeit betrieben, um die Temperatur zu senken. Fällt die Temperatur, so wird der eine Lüftermotor gestoppt und der andere in die entgegengesetzte Richtung betätigt, um dadurch die Temperatur zu erhöhen.

Die EP 0 320 851 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Verhindern der Kondensierung in einer Speichervorrichtung. Hierzu wird die Temperatur gemessen und eine Vorrichtung zum Detektieren von Kondensat ist in der Nähe des Schreib/Lesekopfes angebracht. Abhängig von der Temperatur und der Kondensation wird der Lese/Schreibkopf erhitzt.

Die DE 38 28 000 C2 beschreibt eine Einschaltschutzeinrichtung für elektronische Geräte. Dabei werden die Außentemperatur und die Temperatur im Innenraum des Gerätes gemessen. Eine Differenzwertschaltung erzeugt ein Signal, welches das Einschalten des Gerätes verhindern kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Luftzirkulationssystem für ein RAID zu schaffen, das die Luftzirkulation innerhalb des RAID gemäß den Umgebungsbedin gungen des Inneren des RAID steuern kann, wobei es mit uner warteten Variationen der Umgebungstemperatur und Feuchtigkeit fertig wird.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand der folgenden Figuren erläutert:

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer RAID-Ebene 5 mit einem Luftzirkulationssystem;

Fig. 2A, 2B und 2C zeigen drei Typen von Luftzirkula tionssystemen für eine RAID-Ebene 5;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines traditionellen RAID-Kör pers für das Beschreiben eines konventionellen Einwegeluft zirkulationssystems;

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines RAID mit einem Luftzirku lationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist ein detailliertes Schaltungsdiagramm des Lüftermo tors und der Schaltschaltung der Fig. 4;

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm der Steuersequenz für den Lüfter motor gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung;

Fig. 7A bis 7C zeigen graphisch Variationen der Umge bungstemperatur und der Feuchtigkeit innerhalb des Inneren des RAID, um die Steuerung der Lüftermotoren in Erwiderung auf die Umgebungsbedingung des RAID zu beschreiben; und

Fig. 8 ist eine Schnittansicht eines RAID für das Beschreiben seines Luftzirkulationszykluses gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorligenden Erfindung.

Es wird nun im Detail Bezug genommen auf eine bevorzugte Aus führungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Beispiele da von in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind. Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung ist das Fol gende eine Beschreibung: des Betriebs des Lüftermotors 10 in Abhängigkeit von seinem Ort, den Betriebspunkten (T1 und T2) und der Steuersequenz der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines RAID mit einem Luftzirku lationssystem gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beim erfindungsgemäßen RAID wird eine Meßschaltung 14 (Temperatur- und Feuchtigkeitssensor) zu einem konventionel len RAID hinzugefügt. Eine Schaltschaltung 12 ist zwischen der CPU 2 und dem Lüftermotor 10 angeordnet, um die Polarität der von einer (nicht gezeigten) Leistungsversorgung kommenden und zum Lüftermotor 10 gehenden Elektrizität in Erwiderung auf ein Lüfterantriebssteuersignal (FDCS), das durch die CPU 2 erzeugt wird, zu ändern. Die Meßschaltung 14 besteht aus einem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor und versorgt die CPU 2 mit einem elektrischen Signal, das der Umgebungstempe ratur und der Feuchtigkeit entspricht. Die CPU 2 hat ein Steuerprogramm in der ersten bevorzugten Ausführungsform. Wenn das elektrische Signal, das vom Meßteil 14 erzeugt wird, einen voreingestellten Referenzwert (Umgebungstemperatur und Feuchtigkeit des RAID-Systems) übersteigt, so erzeut die CPU 2 ein Lüftersteuersignal FDCS, um die Richtung des Lüftermo tors 10 zu steuern.

Eine Steuerung 6, die mit einem I/O-Bus 4 verbunden ist, wird durch die CPU 2 überwacht und steuert die I/O-Daten zwischen den Laufwerken DR1 bis DR3, die mit dem Bus 8 verbunden sind, und der CPU 2. Daten, die von einem Host-Computer gesendet werden, werden auf jedes Laufwerkt DR1 bis DR3, das mit dem Bus 8 verbunden ist, unter der Steuerung der Steuerung 6 ge schrieben, oder von diesen gelesen. Fig. 5 ist ein detail liertes Schaltungsdiagramm des Lüftermotors 10 und der Schaltschaltung 12 der Fig. 4.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind zwei Drähte des Lüftermotors 10 mit einer Seite jeder der Schalter über die Widerstände R1 und R2 verbunden, wobei die anderen Seiten der Schalter mit einem 5 V Anschluß und Erde verbunden sind. Die Schalter än dern die Polarität gemäß dem Lüftersteuersignal FDCS, das durch die CPU 2 erzeugt wird, so daß der Lüfterantriebsmotor 10 in jeder Richtung arbeitet, um Luft innerhalb des RAID zu bewegen.

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm einer Steuersequenz des Lüftermo tors 10 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung, und die Fig. 7A bis 7C zeigen gra phisch Variationen der Umgebungstemperatur und der Feuchtig keit im Inneren des RAID, um somit die Steuerung eines Lüf terantriebsmotors 10 gemäß den Umgebungsbedingungen zu be schreiben. Fig. 8 ist eine Schnittansicht des RAID für die Beschreibung seines Luftzirkulationszykluses gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der vier Lüfterantriebsmotoren 10A bis 10D an Einlässen oder Auslässen angeordnet sind, um als Gebläse oder Luftabsaugvor richtungen zu funktionieren.

Das erfindungsgemäß Luftzirkulationssystem wird nun unter Bezug auf die Fig. 6 bis 8 beschrieben.

Bezieht man sich zunächst auf Fig. 6, so überwacht die CPU 2 die Umgebunsbedingung des Inneren des RAID unter Verwendung der Meßschaltung 14 und bestimmt (S32), ob das Signal vom Meßteil 14 eine voreingestellte Grenze erfüllt. Dieser Refe renzwert wird auf der Basis der Umgebungsspezifikationen des RAID, wie sie durch verschiedene Tests bestimmt wurden, ein gestellt.

Wenn das Ausgabesignal der Meßschaltung 14 die voreingestell te Grenze überschreitet, so erzeugt (S34) die CPU 2 ein Lüf tersteuersignal FDSC für das Betreiben des Lüfterantriebsmo tors 10, und kehrt dann in ihren anfänglichen Zustand zurück. Wenn das Ausgabesignal des Meßteils 14 die voreingestllte Grenze nicht überschreitet, gestattet die CPU 2 (S36) der Luft innerhalb des RAID, daß sie in einer horizontalen Rich tung zirkuliert, und kehrt dann zu ihrem anfänglichen Zustand zurück.

Die folgende Beschreibung betrifft Fälle, bei denen das Aus gabesignal der Meßschaltung 14 die voreingestellte Grenze des RAID überschreitet, und sie bezieht sich auch auf den hori zontalen Luftzirkulationszyklus.

Jeder horizontale Achse der Fig. 7A bis 7C entspricht der Zeit, und jede vertikale Achse entspricht der Temperatur (°C) und der Feuchtigkeit (%). Wenn die Umgebungstemperatur und die Feuchtigkeit innerhalb des RAIDs sich ändern, wie das in Fig. 7A (Fall 1) gezeigt ist, erkennt die CPU 2 die Umge bungstemperatur und die Feuchtigkeit innerhalb des RAIDs durch Verwendung der Meßschaltung 14. Wenn die Umgebungstem peratur A überschreitet, so erzeugt die CPU 2 ein Lüftersteu ersignal FDCS bei T1, um den Lüftermotor 10 zu manipulieren. An diesem Punkt ist A ein Maximalwert der Umgebungstemperatur für das Versorgen des Lüftermotors 10 mit Energie und B ist ein Minimalwert der Umgebungstemperatur für das Stromlos schalten des Lüfterantriebsmotors 10.

Die Schaltschaltung 12 ist gestaltet, um es zu gestatten, daß das Lüftersteuersignals FDCS, das bei T1 erzeugt wurde, an alle vier Lüftermotoren 10A bis 10D, die in Fig. 8 gezeigt sind, gelegt werden kann, und bewirkt, daß die Lüftermotoren 10C, 10D und 10A, 10B als Gebläse beziehungsweise als Luftab saugvorrichtungen arbeiten. Die Umgebungstemperatur des RAID fällt, und wenn sie unterhalb des Maximalwertes der Umgebun stemperatur B fällt, so stoppt die CPU 2 das Lüfterantriebs steuersignal FDCS zum Zeitpunkt T2, um somit den Lüfteran triebsmotor 10 stromlos zu schalten.

Mittlerweile erzeugt die CPU 2, wenn die Umgebungsfeuchtig keit des RAID C übersteigt (Fall 2), ein Lüfterantriebssteu ersignal FDCS zur Zeit T1. An diesem Punkt ist C der Maximal wert der Umgebungsfeuchtigkeit, der für die Betätigung des Lüftermotors 10 festgesetzt ist, und D ist ein Minimalwert der Umgebungsfeuchtigkeit für das Stromlosschalten des Lüf terantriebsmotors 10.

Die Schaltschaltung 12 ist so gestaltet, daß das Lüftersteu ersignal FDCS, das bei T1 erzeugt wurde, an alle vier Lüfter antriebsmotoren 10A bis 10D gelegt wird, wie das in Fig. 8 gezeigt ist, und bewirkt, daß die Lüftermotoren 10A, 10B und 10C, 10D als Gebläse beziehungsweise Luftabsaugvorrichtungen funktionieren. Wenn die Umgebungsfeuchtigkeit des RAID klei ner als der Minimalwert der Umgebungsfeuchtigkeit D ist, wenn der Lüfterantriebsmotor 10 sich dreht, so stoppt die CPU 2 das Lüftersteuersignal FDCS bei T2, um somit den Lüfteran triebsmotor 10 stromlos zu schalten.

Wenn die Umgebungstemperatur und die Feuchtigkeit innerhalb des RAID A beziehungsweise C überschreitet (Fall 3), wie das in Fig. 7C gezeigt ist, so erzeugt die CPU 2 das Lüftersteu ersignal FDCS bei T1, um den Lüfterantriebsmotor 10 mit Ener gie zu versorgen. Die Bezugszeichen A, B, C und D bezeichnen dieselben Referenzwerte.

Das Lüftersteuersignal FDCS, das bei T1 erzeugt wird, wird an alle vier Lüftermotoren 10A bis 10D gelegt. Die Lüftermotoren 10A und 10B sind so gestaltet, daß sie bevorzugt als Gebläse arbeiten in Erwiderung auf die Erzeugung des Lüftersteuersig nals FDCS, und 10C und 10D können dann als Luftabsaugevor richtungen arbeiten. Wenn die Umgebungstemperatur und Feuch tigkeit innerhalb des RAID die voreingestellten Referenzwerte überschreitet, wird die Feuchtigkeit innerhalb des RAID durch die Wärme in einem dampfförmigen Zustand gehalten. Wenn die Feuchtigkeit die inneren Oberflächen des RAID-Körpers 20 oder der RAID-Komponenten berührt. Somit arbeiten die Lüftermoto ren 10A und 10B als Gebläse, um heiße Luft nach unten zu bla sen, so daß jegliche Feuchtigkeit verdampft. Wenn die Luft mit dem Dampf nach außen getrieben wird, so arbeiten die Lüf terantriebsmotoren 10A und 10B als Luftabsaugvorrichtungen, um Umgebungsluft hinauf und herunter zu zirkulieren, um somit im Inneren des RAID eine Ventilation zu liefern.

Wenn die Umgebungstemperatur und die Feuchtigkeit innerhalb des RAID normal sind (Fall 4), so erzeugen die Lüfter ein horizontales Luftzirkulationssystem, das die Differenz zwi schen der Innentemperatur des RAID und der Außentemperatur vermindert. Das heißt, die Lüftermotoren 10B und 10D arbeiten als Gebläse und die Lüftermotoren 10A und 10C dienen als Luftabsaugvorrichtungen.

Die obigen vier Fälle des Luftzirkulationssystems sind in Tabelle 2 dargestellt.

TABELLE 2

Bezieht man sich auf Tabelle 2 und Fig. 8, werden die erfin dungsgemäßen Lüftermotoren betätigt, um heiße Luft auf und nieder zu zirkulieren (Fall 1), und feuchte Luft auf und nie der zu bewegen (Fall 2), unter Verwendung des Kennzeichens feuchter Luft, die schwerer als trockene Luft ist. Wenn ins besondere die Umgebungstemperatur und die Feuchtigkeit beide höher als die voreingestellten Referenzwerte sind (Fall 3), so arbeiten die Lüftermotoren 10A, 10B und 10C, 10D als Ge bläse beziehungsweise Luftabsaugvorrichtungen, um somit die Luftzirkulation innerhalb des RAID passend zu steuern.

Die vorliegende Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, steuert die Lüfter, die als Luftzirkulationsvorrichtungen verwendet werden, um in zwei Richtungen gemäß der Umgebungs bedingung im Inneren des RAID zu arbeiten, was eine passende Ventilation für den RAID liefert, um ihn somit von einer Überhitzung oder Korrosion zu beschützen und somit die Zuver lässigkeit zu erhöhen.

Claims

1. Luftzirkulationssystem für eine redundante Anordnung von billigen Speicher platten (RAID-System (20)), mit einem Lüftermotor (10) zur Betätigung eines Lüfters in entgegengesetzte Richtungen, um die Luft innerhalb des RAID- Systems (20) zirkulieren zu lassen, und eine Leistungsversorgung, welche Spannungen entgegengesetzter Polaritäten zur Verfügung stellt, um den Lüf ter anzutreiben, wobei das System folgendes umfaßt:
eine Meßschaltung (14) zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals ge mäß der Umgebungstemperatur im Inneren des RAID-Systems (20);
eine Steuerung (6) zum Erzeugen eines Steuersignals für das Steuern der Richtung des Lüftermotors (10); und
eine Schaltvorrichtung (12) zum Ändern der Polarität der Spannung der Lei stungsversorgung des Lüftermotors in Ansprache auf das Steuersignal der Steuerung (6),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßschaltung (14) ein zweites elektrisches Signal gemäß der Feuchtigkeit im Inneren des RAID-Systems (20) erzeugt; und
die Steuerung (6) das erste und das zweite elektrische Signal verarbeitet zur Erzeugung des Steuersignals für die Richtung des Lüftermotors.

2. Luftzirkulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung (14) einen Temperatursensor für das Erkennen der Umge bungstemperatur des RAID-Systems (20) und ein Feuchtigkeitssensor für das Erkennen der Feuchtigkeit des RAID-Systems (20) aufweist.

3. Luftzirkulationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (14) mindestens einen Schalter, der zwischen Lüf termotor (10) und der Leistungsversorgung angebracht ist, aufweist, wobei der Schalter eine erste Stellung zur Verbindung der Leistungsversorgung mit dem Lüftermotor in einem positiven Polaritätsmodus hat, und eine zweite Stellung zur Verbindung der Leistungsversorgung mit dem Lüftermotor in einem nega tiven Polaritätsmodus.

4. Luftzirkulationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung zusätzlich einen Widerstand (R1, R2) aufweist, der mit dem Schalter und dem Lüftermotor (10) verbunden ist.

5. Luftzirkulationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (14) einen ersten Schalter aufweist, mit einer ersten Stellung, um die Leistungsversorgung mit einer ersten Seite des Lüftermotors (10) zu verbinden und mit einer zweiten Stellung, um die erste Seite des Lüf termotors mit einer Masse zu verbinden, und einen zweiten Schalter aufweist mit einer ersten Stellung, um eine zweite Seite des Lüftermotors (10) mit der Masse zu verbinden und eine zweite Stellung, um die Leistungsversorgung mit der zweiten Seite des Lüftermotors zu verbinden.

6. Luftzirkulationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß eine zentrale Verarbeitungseinheit (2) ein Kontrollsignal er zeugt zum Ansteuern des Lüfters, wenn das erste elektrische Signal, welches von der Meßschaltung (14) ausgegeben wird, einen voreingestellten Refe renzwert überschreitet.

7. Luftzirkulationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Verarbeitungseinheit (2) das Zirkulieren der Luft im Inneren des RAID-Systems (20) in eine horizontale Richtung erlaubt, wenn das erste elek elektrische Signal der Meßschaltung den voreingestellten Referenzwert nicht überschreitet.

8. Verfahren zur Steuerung der Luftzirkulation innerhalb einer redundanten An ordnung von billigen Speicherplatten (RAID-System (20)), welches folgende Schritte umfaßt:
Messen der Umgebungstemperatur innerhalb des RAID-Systems (20);
Vergleichen der Umgebungstemperatur innerhalb des RAID-Systems (20) mit einem voreingestellten Referenzwert, der der Umgebungsspezifikation des RAID-Systems entspricht; und
Betreiben des Lüftermotors in einer Vorwärts- und einer Rückwärtsrichtung im Anspruch auf das Ergebnis des vergleichenden Schrittes, um eine passende Luftzirkulation innerhalb des RAID-Systems zu erzeugen, so daß eine Diffe renz zwischen der Umgebungstemperatur und dem Referenzwert verringert wird;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Feuchtigkeit innerhalb des RAID-Systems (20) gemessen wird;
die Feuchtigkeit innerhalb des RAID-Systems (20) mit einem voreingestellten Referenzwert verglichen wird; und
der Lüfter in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betrieben wird, um eine passende Luftzirkulation innerhalb des RAID-Systems zu erzeugen, so daß eine Differenz zwischen der Feuchtigkeit und dem voreingestellten Referenz wert verringert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Betreiben des Lüftermotors (10), um den Lüfter so zu treiben, daß eine pas sende Luftzirkulation innerhalb des RAID-Systems erzeugt wird, wenn minde stens die Umgebungstemperatur oder die Feuchtigkeit innerhalb des RAID- Systems einen voreingestellten Referenzwert überschreitet; und
Zulassen der Luftzirkulation innerhalb des RAID-Systems in einer horizontalen Richtung, wenn die Umgebungstemperatur oder die Luftfeuchtigkeit innerhalb des RAID-Systems einen voreingestellten Referenzwert nicht überschreiten.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Betätigung des Lüftermotors, das Betätigen des Lüftermotors entweder in die Vorwärts- oder in die Rückwärtsrichtung umfaßt, so daß der Lüfter sich entweder vorwärts oder rückwärts dreht, um eine passende Luftzirkulation in nerhalb des RAID-Systems zu erzeugen und um Regelung der Umgebungs bedingungen innerhalb des RAID-Systems zu erreichen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein oberer Lüfter und ein unterer Lüfter innerhalb des RAID- Systems vorgesehen sind, und daß bei Überschreiten eines voreingestellten Referenzwertes der Umgebungstemperatur innerhalb des RAID-Systems, wo bei die Feuchtigkeit innerhalb des RAID-Systems einen voreingestellten Refe renzwert nicht überschreitet, der untere Lüfter als ein Gebläse und der obere Lüfter als eine Luftabsaugvorrichtung betrieben werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein oberer Lüfter und mindestens ein unterer Lüfter innerhalb des RAID-Systems vorgesehen sind, und daß bei Überschreiten eines vorein gestellten Referenzwertes der Feuchtigkeit innerhalb des RAID-Systems, wo bei die Umgebungstemperatur innerhalb des RAID-Systems einen voreinge stellten Referenzwert nicht überschreitet, der obere Lüfter als ein Gebläse und der untere Lüfter als eine Luftabsaugvorrichtung betrieben werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein oberer Lüfter und ein unterer Lüfter innerhalb des RAID- Systems vorgesehen sind, und bei Überschreiten der voreingestellten Refe renzwerte der Umgebungstemperatur und der Feuchtigkeit innerhalb des RAID-Systems der obere Lüfter als ein Gebläse und der untere Lüfter als eine Luftabsaugvorrichtung betrieben werden, um warme Luft abwärts zu bewe gen, so daß irgendwelche Feuchtigkeit innerhalb des RAID-Systems vapori siert wird, und wobei der obere Lüfter als eine Luftabsaugvorrichtung und der untere Lüfter als ein Gebläse betrieben werden, sobald die Luft, welche Feuchtigkeit enthält, aus dem RAID-System entfernt wurde.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei obere Lüfter und zwei untere Lüfter innerhalb des RAID- Systems vorgesehen sind, wobei, wenn die Umgebungstemperatur und die Feuchtigkeit innerhalb des RAID-Systems die voreingestellten Referenzwerte nicht überschreiten, einer der oberen Lüfter und einer der unteren Lüfter als Gebläse betrieben werden und der andere obere Lüfter und der andere untere Lüfter als Luftabsaugvorrichtung betrieben werden, um dadurch eine horizon tale Luftzirkulation innerhalb des RAID-Systems zu erreichen.