[发明专利]一种机械硬盘

说明书

本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种机械硬盘，其中，包括一混合缓存模块和一磁盘存储阵列；混合缓存模块包括一硅衬底以及位于硅衬底之上的缓存存储阵列，硅衬底中集成有相互连接的一缓存逻辑电路和一磁盘控制器；缓存逻辑电路用于控制缓存存储阵列；磁盘控制器与磁盘存储阵列连接，用于控制磁盘存储阵列；能够充分利用缓存存储阵列下方的硅衬底中的空间，集成度高，性能好。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种机械硬盘。

背景技术

随着计算机系统及软硬件的不断发展，用户对系统非易失存储设备的性能和容量的要求也越来越高。目前最广泛应用的是传统的HDD(Hard Disk Drive机械硬盘，简称HDD)，这种硬盘生产成本低、容量大，但性能和读写的速度不高。传统的机械硬盘一般包含一颗磁盘控制器芯片和磁盘存储阵列(又称作磁盘驱动器)。磁盘控制器芯片即磁盘驱动适配器，是计算机与机械硬盘的接口设备，它接收并解释计算机来的命令，向磁盘驱动器发出各种控制信号，检测磁盘驱动器状态，按照规定的磁盘数据格式，把数据写入磁盘和从磁盘读出数据。另一种以NAND闪存作为存储介质的固态存储器以其读写速度快、性能高而逐渐成为主流的非易失存储技术。虽然NAND读写速度快，但是它局限于容量低，成本高的硬性条件，因此仍无法取代HDD在市场中地位，因此利用NAND闪存作为HDD的高速读写缓存是目前一种常见的技术手段。

现有的机械硬盘的系统存储架构如图1所示，高速缓存的系统接口为PCI-e 3.0x2 NVMe，读写性能远超目前的HDD以及NAND闪存，搭配HDD使用可以提高极大改善HDD的性能，但其价格也高达44～77美金。此除了成本高之外，由于两种存储介质分别采用了独立的接口，集成度低，用户使用也较为麻烦。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种机械硬盘，其中，包括一混合缓存模块和一磁盘存储阵列；

所述混合缓存模块包括一硅衬底以及位于所述硅衬底之上的缓存存储阵列，所述硅衬底中集成有相互连接的一缓存逻辑电路和一磁盘控制器；

所述缓存逻辑电路用于控制所述缓存存储阵列；

所述磁盘控制器与所述磁盘存储阵列连接，用于控制所述磁盘存储阵列。

上述的机械硬盘，其中，还包括一单一接口，所述单一接口用于与外部一动态随机存取存储器连接；

所述缓存逻辑电路和所述磁盘控制器共用所述单一接口。

上述的机械硬盘，其中，所述单一接口采用SATA总线标准。

上述的机械硬盘，其中，所述单一接口采用PCI-E总线标准。

上述的机械硬盘，其中，所述单一接口支持NVMe协议。

上述的机械硬盘，其中，所述缓存逻辑电路为CMOS逻辑电路。

上述的机械硬盘，其中，所述缓存存储阵列为纵向堆叠的三维存储阵列。

上述的机械硬盘，其中，所述三维存储阵列的纵向堆叠的层数为8～96。

上述的机械硬盘，其中，所述三维存储阵列为三维相变存储阵列。

上述的机械硬盘，其中，所述三维存储阵列为三维阻变存储阵列。

有益效果：本发明提出的一种机械硬盘，能够充分利用缓存存储阵列下方的硅衬底中的空间，集成度高，性能好。

附图说明

图1为现有的机械硬盘的存储架构原理图；

图2为本发明一实施例中机械硬盘的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。