一种节能存储设备及存储设备的节能方法

摘要

本发明提供了一种节能存储设备，该设备包括中央处理器CPU、存储控制卡、硬盘、电源、风扇和节能调度模块，节能调度模块与CPU、存储控制卡及电源分别相连，在接收到外部输入的工作指令后，输出工作控制指令至CPU、存储控制卡和电源；在接收到外部输入的与所述工作指令对应的完成指令后，输出节能控制指令至CPU、存储控制卡和电源；CPU、与存储控制卡相连的硬盘和与电源相连的风扇能够根据工作控制指令或节能控制指令在工作状态与节能状态之间切换。本发明还提供了一种存储设备的节能方法。采用本发明提供的节能存储设备及存储设备的节能方法，能够使CPU、硬盘和风扇根据指令进入工作状态或节能状态，降低了电力消耗。

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术，特别涉及一种节能存储设备及存储设备的节能方法。

背景技术

采用存储设备进行数据备份和恢复已成为企事业单位普遍采用的一种数据保护措施。现有的企事业单位通常在网络内部署一台存储设备和一个中央管理器，网络内的计算机由中央管理器控制；中央管理器负责触发数据备份指令和数据恢复指令，对网络内的受保护的计算机上的数据进行备份或恢复；为了保证能够随时接收到中央管理器触发的数据备份指令和数据恢复指令，存储设备全天候运转于工作状态，等待接收中央管理器输出的数据备份指令或数据恢复指令。

图1为现有的存储设备的结构示意图。图1中的实线箭头表示控制信号，虚线箭头表示数据流。现结合图1，对现有的存储设备的结构进行说明，具体如下：现有的存储设备包括：中央处理器(Central Processing Unit，CPU)11、存储控制卡12、硬盘13、电源14和风扇15。其中，CPU11接收外部输入的数据备份指令或数据恢复指令，并根据接收到的数据备份指令通过存储控制卡12控制数据写入硬盘13或根据接收到的数据恢复指令通过存储控制卡12控制从硬盘13中读出存储的数据；电源14根据CPU11的控制指令控制风扇15运转或停转，当存储设备启动时，电源14根据CPU11输出的控制指令控制风扇15运转，当存储设备停止工作时，电源14根据CPU11输出的控制指令控制风扇15停转。

现有的存储设备具有容量大、性能好、吞吐能力大等特点，但具有上述特点的存储设备的电力能耗较大，且存储设备中电力能耗的关键部分为CPU11、硬盘13和风扇15。因此，采用现有的存储设备对数据进行备份或恢复时，为了能够随时根据外部输入的数据备份指令或数据恢复指令完成数据备份或数据恢复，现有的存储设备通常24小时运转于工作状态，也就是该设备中的CPU11、硬盘13和风扇15全天运转于工作状态，上述设备的电力能耗将是用户一笔巨大的开支。

综上所述，采用现有的存储设备进行数据备份或恢复有较大的电力消耗。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种节能存储设备，该设备能够降低电力消耗。

本发明的另一目的在于提供一种存储设备的节能方法，该方法能够降低存储设备的电力消耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种节能存储设备，该设备包括：中央处理器CPU、存储控制卡、硬盘、电源、风扇和节能调度模块；

所述节能调度模块，与所述CPU、存储控制卡及电源分别相连，在接收到外部输入的工作指令后，输出工作控制指令至CPU、存储控制卡和电源；所述节能调度模块接收到外部输入的与所述工作指令对应的完成指令后，输出节能控制指令至CPU、存储控制卡和电源；

所述CPU根据工作控制指令运行于工作频率，根据节能控制指令降低工作频率；

所述存储控制卡根据工作控制指令输出电压至硬盘，以控制硬盘处于工作状态；所述存储控制卡根据节能控制指令切断输出至硬盘的电压，以控制硬盘处于节能状态；

所述电源根据工作控制指令提高输出至风扇的电压，以控制风扇处于工作状态；所述电源根据节能控制指令降低输出至风扇的电压，以控制风扇处于节能状态。

上述设备中，所述节能调度模块包括指令调度单元和节能控制单元；

所述指令调度单元与节能控制单元相连，在接收到所述工作指令后，输出第一启动工作状态指令至节能控制单元；在接收到所述完成指令后，输出第一启动节能状态指令至节能控制单元；

所述节能控制单元与CPU、存储控制卡和电源分别相连，所述节能控制单元接收到所述第一启动工作状态指令后，输出所述的工作控制指令；接收到所述第一启动节能状态指令后，输出所述节能控制指令。

较佳地，所述节能调度模块进一步包括：时间调度单元；

所述时间调度单元与所述节能控制单元相连，按照预设的节能运行周期生成第二启动工作状态指令或第二启动节能状态指令并向所述节能控制单元发送；

所述节能控制单元进一步在未接收到第一启动工作状态指令前，接收到第二启动工作状态指令则输出所述的工作控制指令；在接收到第二启动节能状态指令时判断自身是否已接收到第一启动工作状态指令，若未接收到第一启动工作状态指令，则输出所述的节能控制指令；若接收到第一启动工作状态指令但未接收到第一启动节能状态指令，输出所述的工作控制指令，直至接收到第一启动节能状态指令后，输出所述的节能控制指令。

上述设备中，所述节能控制单元在所述存储设备启动时首先发送所述的节能控制指令。

一种存储设备的节能方法，该方法包括：

存储设备在接收到外部输入的工作指令后，输出工作控制指令至内部的CPU、存储控制卡和电源；接收到外部输入的与所述工作指令对应的完成指令后，输出节能控制指令至内部的CPU、存储控制卡和电源；

所述CPU接收到所述的工作控制指令时运行于工作频率，接收到所述的节能控制指令时降低工作频率；

所述存储控制卡接收到所述的工作控制指令时，输出电压至硬盘，以控制硬盘处于工作状态；接收到所述的节能控制指令时，切断输出至硬盘的电压，以控制硬盘处于节能状态；

所述电源接收到所述的工作控制指令时，提高输出至风扇的电压，以控制风扇处于工作状态；接收到所述的节能控制指令时，降低输出至风扇的电压，以控制风扇处于节能状态。

较佳地，该方法进一步包括：

所述存储设备进一步根据预先设置的节能运行周期周期性地生成第二启动工作状态指令或第二启动节能状态指令；

所述存储设备接收到所述的工作指令后，生成第一启动工作状态指令；所述存储设备接收到所述的完成指令后，生成第一启动节能状态指令；

所述存储设备在生成第一启动工作状态指令前，若判断已生成第二启动工作状态指令，则输出所述的工作控制指令；在生成第二启动节能状态指令时判断自身是否已生成第一启动工作状态指令，若判断未生成第一启动工作状态指令，则输出所述的节能控制指令，若判断已生成第一启动工作状态指令但未生成第一启动节能状态指令，则输出所述的工作控制指令，直至生成第一启动节能状态指令后，输出所述的节能控制指令。

较佳地，该方法进一步包括：

在所述存储设备启动时，首先生成并发送节能控制指令至所述CPU、所述存储控制卡和所述电源。

由上述的技术方案可见，本发明提供的节能存储设备以及存储设备的节能方法，可以根据外部输入的用于备份或恢复的指令对存储设备内部的主要耗电部件的运行情况进行调节，在不需要进行备份或恢复时，即接收到完成指令时控制内部主要耗电部件如CPU、硬盘、风扇等进入节能状态，并在需要进行备份或恢复时，即接收到工作指令时控制内部主要耗电部件如CPU、硬盘、风扇等进入正常工作状态，存储设备无需全天处于工作状态，使得存储设备的总体耗电大幅减少，节约了资源，且在实现节能的同时，不会影响存储设备的性能。

附图说明

图1为现有的存储设备的结构示意图。

图2为本发明的节能存储设备实施例一的结构示意图。

图3为本发明的节能存储设备实施例二的结构示意图。

图4为本发明存储设备的节能方法实施例一的方法流程图。

图5为本发明存储设备的节能方法实施例二的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明主要是使存储设备可以根据外部输入的用于备份或恢复的指令对存储设备内部的主要耗电部件的运行情况进行调节，在不需要进行备份或恢复时，即接收到完成指令时控制内部主要耗电部件如CPU、硬盘、风扇等进入节能状态，并在需要进行备份或恢复时，即接收到工作指令时控制内部主要耗电部件如CPU、硬盘、风扇等进入正常工作状态。

图2为本发明存储设备实施例一的结构示意图。现结合图2，对本发明实施例一的存储设备进行说明，具体如下：

本发明存储设备包括节能调度模块21、CPU22、存储控制卡23、硬盘24、电源25和风扇26。

节能调度模块21与CPU22、存储控制卡23和电源25分别连接；节能调度模块21在接收到外部输入的工作指令后，输出工作控制指令至CPU22、存储控制卡23和电源25；节能调度模块21在接收到外部输入的与工作指令对应的完成指令后，输出节能控制指令至CPU22、存储控制卡23及电源25。

CPU22根据工作控制指令运行于正常工作频率，根据节能控制指令降低工作频率。CPU22根据不同的控制指令在两种运行频率间切换，可有效降低CPU22的功耗，同时不会影响CPU22的工作效率和性能。

存储控制卡23根据工作控制指令输出电压至与存储控制卡23连接的硬盘24，以控制硬盘24处于工作状态；存储控制卡23根据节能控制指令切断输出至硬盘24的电压，以控制硬盘24处于节能状态。存储控制卡23一端连接硬盘24，另一端为数据传输接口。硬盘24的工作状态为全速运转，硬盘24的节能状态为停止运转。硬盘24根据存储控制卡23输出的电压是否加载到硬盘24上在工作状态与节能状态间切换，可有效降低硬盘24的电力消耗，同时不会影响硬盘24的工作效率和性能。

电源25根据工作控制指令提高输出至风扇26的电压，以控制风扇26处于工作状态；电源25根据节能控制指令降低输出至风扇26的电压，以控制风扇26处于节能状态。风扇26的工作状态为全速运转，风扇26的节能状态为低速运转。

其中，节能调度模块21包括指令调度单元211和节能控制单元212。指令调度单元211与节能控制单元212相连；节能控制单元212分别与指令调度单元211、CPU22、存储控制卡23和电源25连接。

指令调度单元211在接收到外部输入的工作指令后，输出启动工作状态指令至节能控制单元212；在接收到外部输入的与工作指令对应的完成指令后，输出启动节能状态指令至节能控制单元212。指令调度单元211在输出启动工作状态指令时，将接收到的外部输入的工作指令的内容输出至节能控制单元212。

节能控制单元212在接收到启动工作状态指令后，输出工作控制指令至CPU22、存储控制卡23和电源25；节能控制单元212在接收到与启动工作状态指令对应的启动节能状态指令后，输出节能控制指令至CPU22、存储控制卡23和电源25。节能控制单元212在输出工作控制指令的同时，将接收到的工作指令的内容输出至CPU22。

节能调度模块21在输出工作控制指令的同时，将接收到的外部工作指令的内容输出至CPU22，即将接收到的外部输入的用于备份或恢复的指令输出至CPU22，以使CPU22控制存储控制卡23实现数据备份或恢复。CPU22控制存储控制卡23实现数据备份或恢复的内容为现有技术，在此不再赘述。

图4为本发明存储方法实施例一的方法流程图。现结合图4，对本发明实施例一的存储方法进行说明，具体如下：

步骤401：运行于节能状态；

存储设备的CPU22、存储控制卡23和电源25接收到节能控制指令后，CPU22根据接收到的节能控制指令降低运转频率；存储控制卡23根据接收到的节能控制指令切断为硬盘24提供的电压，以控制硬盘24停止运转；电源25根据接收到的节能控制指令降低为风扇26提供的电压，以控制风扇26降低转速。

可对存储设备进行设置，以使存储设备启动时首先生成节能控制指令，并将节能控制指令输出至CPU22、存储控制卡23和电源25，以使CPU22、与存储控制卡23连接的硬盘24及与电源25连接的风扇运行于节能状态。

步骤402：判断是否接收到外部输入的工作指令，是则执行步骤403，否则执行步骤401；

存储设备判断是否接收到外部输入的工作指令；存储设备在接收到外部输入的工作指令后，执行步骤403；存储设备在未接收到外部输入的工作指令时，执行步骤401。

步骤403：输出工作控制指令；

存储设备输出工作控制指令至其内部的CPU22、存储控制卡23和电源25。

步骤404：运行于工作状态；

存储设备内部的CPU22接收到工作控制指令时运行于正常的工作频率；存储设备内部的存储控制卡23接收到工作控制指令时，输出电压至与其连接的硬盘24，硬盘24处于工作状态；存储设备内部的电源25接收到工作控制指令时，提高输出风扇26的电压，风扇26处于工作状态。

步骤405：判断是否接收到外部输入的完成指令，是则执行步骤406，否则执行步骤405；

存储设备判断是否接收到外部输入的完成指令；存储设备在接收到外部输入的完成指令后，执行步骤406；否则执行步骤405，存储设备等待外部输入的完成指令。

步骤406：输出节能控制指令，之后执行步骤401；

存储设备输出节能控制指令至CPU22、存储控制卡23和电源25；之后执行步骤401。

本实施例的存储方法中，存储设备根据上述方法循环执行步骤401至步骤406。

本实施例是存储设备仅根据外部指令进行节能调节的实施例。而在实际应用中，还有如在白天工作高峰期处于工作状态、而到夜晚工作很少时自动进入节能状态的应用，为此，本发明还提供实施例二，可以预先为存储设备设置节能周期以实现存储设备在工作状态和节能状态之间的周期性自动转换，同时又能根据外部指令随时进行工作状态和节能状态的转换。

图3为本发明存储设备实施例二的结构示意图。现结合图3，对本发明实施例二的存储设备进行说明，具体如下：

本发明存储设备包括节能调度模块31、CPU32、存储控制卡33、硬盘34、电源35和风扇36。

本实施例中CPU32、存储控制卡33、硬盘34、电源35和风扇36间的连接关系和功能与实施例一的相同，在此不再赘述。

本实施例中的节能运行周期包括节能时间段和工作时间段；节能时间段为一个周期内启动节能状态的时刻至启动工作状态的时刻之间的时间长度；工作时间窗为一个周期内除节能时间段外的时间长度。

节能调度模块31与CPU32、存储控制卡33和电源35分别相连。节能调度模块31根据预先设置的节能运行周期周期性地产生工作控制指令或节能控制指令。节能调度模块31在接收到外部输入的工作指令前，输出其根据节能运行周期产生的工作控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35；节能调度模块31在输出其根据节能运行周期产生的节能控制指令前，若判断自身未接收到外部输入的工作指令，则输出节能控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35；若判断自身已接收到外部输入的工作指令且未接收到外部输入的完成指令，则输出工作控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35，直至接收到外部输入的完成指令后才输出节能控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源。节能调度模块31在接收到外部输入的工作指令后，忽略其根据节能运行周期产生的工作控制指令或节能控制指令，输出工作控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35；在接收到外部输入的完成指令后，输出节能控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35；之后，节能调度模块31根据节能运行周期产生工作控制指令或节能控制指令，并输出至CPU32、存储控制卡33和电源。

CPU32根据工作控制指令运行于工作频率，根据节能控制指令降低工作频率。CPU32根据不同的控制指令在两种运行频率间切换，可有效降低CPU32的功耗，同时不会影响CPU32的工作效率和性能。

存储控制卡33根据工作控制指令输出电压至硬盘34，以控制硬盘34处于工作状态；存储控制卡33根据节能控制指令切断输出至硬盘34的电压，以控制硬盘34处于节能状态。存储控制卡33一端连接硬盘34，另一端为数据传输接口。硬盘34的工作状态为全速运转，硬盘34的节能状态为停止运转。硬盘34根据存储控制卡33输出的电压是否加载到硬盘34上在工作状态与节能状态间切换，可有效降低硬盘34的功耗，同时不会影响硬盘34的工作效率和性能。

电源35根据工作控制指令提高输出至风扇36的电压，以控制风扇36处于工作状态；电源35根据节能控制指令降低输出至风扇36的电压，以控制风扇36处于节能状态。风扇36的工作状态为全速运转，风扇36的节能状态为低速运转。

其中，节能调度模块31包括时间调度单元311、指令调度单元312和节能控制单元313。时间调度单元311与节能控制单元313相连；指令调度单元312与节能控制单元313相连；节能控制单元313与时间调度单元311、指令调度单元312、CPU32、存储控制卡33和电源35分别相连。

时间调度单元311按照预先设置的节能运行周期生成第二启动工作状态指令或第二启动节能状态指令，并将第二启动工作状态指令或第二启动节能状态指令输出至节能控制单元313。具体地，时间调度单元311在确定到达工作时间窗口段时，产生并输出第二启动工作状态指令至节能控制单元313；时间调度单元311在确定到达节能时间段时，产生并输出第二启动节能状态指令至节能控制单元313。本发明的实施例中，时间调度单元311产生并输出第二启动工作状态指令时，可根据预先设置输出工作指令至节能控制单元313，也就是时间调度单元311可根据预先设置输出备份指令或恢复指令至节能控制单元313。

指令调度单元312在接收到外部输入的工作指令后，输出启动第一工作状态指令至节能控制单元313；指令调度单元312在接收到与外部输入的工作指令对应的完成指令后，输出第一启动节能状态指令至节能控制单元313。指令调度单元312在输出第一启动工作状态指令时，将接收到的外部输入的工作指令的内容输出至节能控制单元313。外部输入的工作指令的内容为备份或恢复。

节能控制单元313在接收到第一启动工作状态指令后，输出工作控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35；节能控制单元313在接收到第一启动节能状态指令后，输出节能控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35。节能控制单元313在输出工作控制指令的同时，将接收到的工作指令的内容输出至CPU32。

节能控制单元313在接收到第一启动工作状态指令前，接收到第二启动工作状态指令则输出工作控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35；节能控制单元313在接收到第二启动节能状态指令后，若判断其自身未接收到第一启动工作状态指令，则输出节能控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35，若判断其自身已接收到第一启动工作状态指令且未接收到第一启动节能状态指令，则输出工作控制指令，直至接收到第一启动节能状态指令后才输出节能控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35。

节能调度模块31在输出工作控制指令时，将接收到的外部工作指令的内容或其自身产生的工作指令的内容输出至CPU32，即将接收到的外部输入的用于备份或恢复的指令或其自身产生的备份或恢复指令输出至CPU32，以使CPU32控制存储控制卡33实现数据备份或恢复。CPU32控制存储控制卡33实现数据备份或恢复的内容为现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，节能控制单元313在判断自身已接收到第一启动工作状态指令，但未接收到第一启动节能状态指令时，忽略接收到的第二启动节能状态指令，该忽略接收到的第二启动节能状态指令的操作是为了保证存储设备始终能够在有工作需要时保持最高性能，而不会因为根据第二启动节能状态指令产生的节能控制指令使得存储设备在有工作正在执行的情况下性能下降，实际上，如果对于性能不敏感的应用，节能控制单元313也可以不做此判断，只要根据接收到的启动工作状态指令或启动节能状态指令执行后续操作即可。

图5为本发明存储方法实施例二的方法流程图。现结合图5，对本发明实施例二的存储方法进行说明，具体如下：

步骤501：预先设置节能运行周期；

根据需要预先在存储设备中设置节能运行周期；节能运行周期包括节能时间段和工作时间段；节能时间段为一个周期内发送启动节能状态指令和发送启动工作状态指令间的时间长度；工作时间段为一个周期内除节能时间段之外的时间长度。

步骤502：运行于节能状态；

存储设备内部的CPU32根据接收到的节能控制指令，降低工作频率；存储控制卡33根据接收到的节能控制指令，切断提供给硬盘34的电压，以控制硬盘34运行于节能状态；电源35根据接收到的节能控制指令，降低输出至风扇36的电压，以控制风扇36处于节能状态。

可对存储设备进行设置，以使存储设备启动时首先生成节能控制指令，并将节能控制指令输出至CPU32、存储控制卡33和电源35，以使CPU32、与存储控制卡33连接的硬盘34及与电源35连接的风扇运行于节能状态。

步骤503：判断是否接收到外部输入的工作指令，如果是则执行步骤508，否则执行步骤504；

存储设备判断是否接收到外部输入的工作指令，如果是则执行步骤508，否则执行步骤504。

步骤504：根据节能运行周期产生工作控制指令并输出；

存储设备根据其设置的节能运行周期中的工作时间段，周期性地产生第二启动工作状态指令，根据第二启动工作状态指令生成工作控制指令，并将周期性产生的工作控制指令输出至CPU32、存储控制卡33和电源35。

步骤505：运行于工作状态；

存储设备内部的CPU32接收到工作控制指令时运行于工作频率；存储设备内部的存储控制卡33接收到工作控制指令时，输出电压至硬盘34，硬盘34处于工作状态；存储设备内部的电源35接收到工作控制指令时，提高输出至风扇36的电压，风扇36处于工作状态。

步骤506：根据节能运行周期产生节能控制指令；

存储设备根据其设置的节能运行周期中的节能时间段，周期性地产生第二启动节能状态指令，根据第二启动节能状态指令生成节能控制指令。

步骤507：判断是否接收到外部输入的工作指令，是则执行步骤510，否则执行步骤511；

存储设备判断其是否接收到外部输入的工作指令，在确定已接收到外部输入的工作指令后，执行步骤510；存储设备在未接收到外部输入的工作控制指令，则执行步骤511。

步骤508：输出工作控制指令；

存储设备根据接收到的外部工作指令生成第一启动工作状态指令，根据第一启动工作状态指令生成工作控制指令，输出工作控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35。

步骤509：运行于工作状态：

存储设备内部的CPU32接收到工作控制指令时运行于工作频率；存储设备内部的存储控制卡33接收到工作控制指令时，输出电压至硬盘34，硬盘34处于工作状态；存储设备内部的电源35接收到工作控制指令时，提高输出至风扇36的电压，风扇36处于工作状态。

步骤510：判断是否接收到外部输入的完成指令，是则执行步骤511，否则执行步骤510；

存储设备判断是否接收到外部输入的完成指令，是则执行步骤511；否则执行步骤510，存储设备等待外部输入的与工作指令对应的完成指令。

存储设备在等待外部输入的完成指令时，存储设备内的CPU32、硬盘34及风扇36处于工作状态，此时，存储设备可输出工作控制指令至CPU32、存储控制卡33及电源35，或者存储设备不输出控制指令至CPU32、存储控制卡33和电源35，CPU32、硬盘34和风扇35仍就运行于工作状态。

步骤511：输出节能控制指令，之后执行步骤502；

存储设备可将根据第二启动节能状态指令生成的节能控制指令输出至CUP32、存储控制卡33和电源35，也可根据接收到的外部输入的完成指令，生成第一启动节能状态指令，将根据第一启动节能状态指令生成的节能控制指令输出至CUP32、存储控制卡33和电源35，之后执行步骤502。

本实施例的存储方法中，存储设备根据上述方法循环执行步骤502至步骤511。

本发明的上述较佳实施例中，CPU为支持变频技术的中央处理器，可在运行过程中动态改变运行的工作频率，CPU如何根据控制指令改变工作频率的内容为现有技术，在此不再赘述；存储控制卡可通过是否将电压加载于硬盘来控制硬盘的转速，存储控制卡如何控制硬盘转速的内容为现有技术，在此不再赘述；电源通过改变输出至风扇的电压来改变风扇转速的内容为现有技术，在此不再赘述。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。