JP2010146463A - ディスクアレイ装置、ディスクアレイ制御方法、及び、プログラム - Google Patents

ディスクアレイ装置、ディスクアレイ制御方法、及び、プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】冷却ファンの起動・停止を制御することにより消費電力を低減するのに好適なディスクアレイ装置等を提供する。
【解決手段】本発明に係るディスクアレイ装置は、上位装置に接続され、該上位装置との間で情報の授受を行い、前記情報を複数の磁気ディスクに記憶する磁気ディスク記憶部と、前記ディスクアレイ装置及び前記磁気ディスク記憶部内の温度上昇を抑制する少なくとも２つの排出ファンを有するファン部と、前記磁気ディスク記憶部及び前記ファン部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記上位装置と前記ディスクアレイ装置との間で情報の授受がない間、前記複数の磁気ディスクが稼働しているか否かを判定して、前記複数の磁気ディスクのうち、（ａ）一部の磁気ディスクが稼働している場合、少なくとも１つの前記排出ファンを停止し、（ｂ）すべての磁気ディスクが稼働していない場合、すべての前記排出ファンを停止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷却ファンの起動・停止を制御することにより消費電力を低減するのに好適なディスクアレイ装置、ディスクアレイ制御方法、及び、これらをコンピュータにて実現するためのプログラムに関する。
ディスクアレイ装置は、コンピュータ装置の周辺機器であり、コンピュータのデータを格納する外部記憶装置として用いられている。ディスクアレイ装置には、複数の磁気ディスク装置が搭載され、ディスクアレイ装置及びこの上位装置であるコンピュータシステムによって、複数の磁気ディスク装置が制御されている。
ディスクアレイ装置には、筐体内における温度上昇を制御するための冷却ファンが設けられている。例えば、特許文献１では、音声又はキー操作により、冷却ファンを起動・停止する方法が開示されている。
特開２００１−２５７４９８号公報
しかしながら、特許文献１に開示されている構成では、冷却ファンを高速で起動・停止することができず、冷却ファンを状況に応じて制御することができない。従って、冷却ファンの起動・停止を制御することにより、消費電力を低減するために好適な新たな方法が求められている。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、冷却ファンの起動・停止を制御することにより消費電力を低減するのに好適なディスクアレイ装置、ディスクアレイ制御方法、及び、これらをコンピュータにて実現するためのプログラムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るディスクアレイ装置は、
上位装置に接続され、該上位装置との間で情報の授受を行うディスクアレイ装置であって、
前記情報を複数の磁気ディスクに記憶する磁気ディスク記憶部と、
前記ディスクアレイ装置及び前記磁気ディスク記憶部内の温度上昇を抑制する少なくとも２つの排出ファンを有するファン部と、
前記磁気ディスク記憶部及び前記ファン部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記上位装置と前記ディスクアレイ装置との間で情報の授受がない間、前記複数の磁気ディスクが稼働しているか否かを判定して、前記複数の磁気ディスクのうち、
（ａ）一部の磁気ディスクが稼働している場合、少なくとも１つの前記排出ファンを停止し、
（ｂ）すべての磁気ディスクが稼働していない場合、すべての前記排出ファンを停止する、
ことを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るディスクアレイ制御方法は、
磁気ディスク記憶部と、ファン部と、制御部と、を有し、上位装置に接続され、該上位装置との間で情報の授受を行うディスクアレイ装置にて実行されるディスクアレイ制御方法であって、
前記磁気ディスク記憶部が、前記情報を複数の磁気ディスクに記憶する磁気ディスク記憶工程と、
前記ファン部が、前記ディスクアレイ装置及び前記磁気ディスク記憶部内の温度上昇を抑制する少なくとも２つの排出ファンを有するファン工程と、
前記制御部が、前記磁気ディスク記憶部及び前記ファン部を制御する制御工程と、を備え、
前記制御工程では、前記制御部は、前記上位装置と前記ディスクアレイ装置との間で情報の授受がない間、前記複数の磁気ディスクが稼働しているか否かを判定して、前記複数の磁気ディスクのうち、
（ａ）一部の磁気ディスクが稼働している場合、少なくとも１つの前記排出ファンを停止し、
（ｂ）すべての磁気ディスクが稼働していない場合、すべての前記排出ファンを停止する、
ことを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータに、上位装置に接続され、該上位装置との間で情報の授受を行うディスクアレイ装置を実現させるプログラムであって、当該プログラムは、当該コンピュータを、
前記情報を複数の磁気ディスクに記憶する磁気ディスク記憶部と、
前記ディスクアレイ装置及び前記磁気ディスク記憶部内の温度上昇を抑制する少なくとも２つの排出ファンを有するファン部と、
前記磁気ディスク記憶部及び前記ファン部を制御する制御部と、して機能させ、
前記制御部は、前記上位装置と前記ディスクアレイ装置との間で情報の授受がない間、前記複数の磁気ディスクが稼働しているか否かを判定して、前記複数の磁気ディスクのうち、
（ａ）一部の磁気ディスクが稼働している場合、少なくとも１つの前記排出ファンを停止し、
（ｂ）すべての磁気ディスクが稼働していない場合、すべての前記排出ファンを停止する、
ように機能させることを特徴とする。
本発明によれば、冷却ファンの起動・停止を制御することにより消費電力を低減することができる。
以下では、本発明のディスクアレイ装置の実施形態の一つについて説明するが、当該実施形態は本発明の原理の理解を容易にするためのものであり、本発明の範囲は、下記の実施形態に限られるものではなく、当業者が以下の実施形態の構成を適宜置換した他の実施形態も、本発明の範囲に含まれる。
本発明の実施の形態に係るディスクアレイ装置１について、図１を参照して説明する。ディスクアレイ装置１は、熱を排出するためのファンの起動・停止を制御することにより消費電力を低減する。
図１は、ディスクアレイ装置１の構成例を示すブロック図である。ディスクアレイ装置１は、上位装置２であるホストコンピュータとの接続制御を行うホストＩ／Ｆ１１、データを記憶する複数の磁気ディスク装置（以下、ＨＤＤという）３０（３０ａ〜３０ｈ）との接続制御を行うディスクＩ／Ｆ１２、ディスクアレイ装置１全体を制御する主制御部１３、装置を冷却するためのファン４０（４０ａ〜４０ｃ）等から構成される。
主制御部１３は、図１に示されるように、各種命令の処理及び演算を行うＣＰＵ１９、一般的な一時記憶に使用されるメモリ１４、ディスクアレイ装置１の基本的な情報である構成情報１８を記憶しておく不揮発性メモリ１５等を備える。また、主制御部１３は、ＨＤＤ３０の節電モードや電源オフを確認する磁気ディスク監視部１６、ファンの停止及び再起動を制御するファン節電制御部１７を備える。
また、ディスクアレイ装置１は、メモリ１４、不揮発性メモリ１５及び構成情報１８を備えるため、配下のＨＤＤ３０の容量、種類、どの論理ボリューム配下であるか、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）の種類、開始／終了ＬＢＡ（Logical Block Address）等の基本的な情報を確保することができる。
一般的なディスクアレイ装置では、構成情報１８はＨＤＤ、または、ＨＤＤが備える不揮発性メモリに記憶されている。ＨＤＤが節電モードに推移したとき、また、情報の処理速度や容量によっては不揮発性メモリがオーバフローしたときには、構成情報１８を参照できないために十分な機能を発揮できずに障害になる場合がある。
しかし、本発明のディスクアレイ装置１では、主制御部１３が備える不揮発性メモリ１５に構成情報１８が記憶されている。このため、ディスクアレイ装置１、大容量の一般的なメモリ１４と、電源が切れた場合でも消えない不揮発性メモリ１５を備えるため、処理速度と情報参照との両面で問題が起こらない。
上位装置２は、情報の読み書きを制御し、ディスクアレイ装置１に対して命令を発行することにより、情報の読み書きを実現する。
ＨＤＤ３０（３０ａ〜３０ｈ）は、汎用的なハードディスクドライブであり、図１に示されるように、各ＨＤＤはアレイ状に配置される。ＨＤＤ３０は、単独で使用されるよりも、複数の磁気ディスク装置を論理ボリューム３１（３１ａ及び３１ｂ）として、あたかも統合された大容量の磁気ディスク装置のように扱われることが一般的である。これによりＲＡＩＤ構成を構築することができ、多重化やデータ保持の点で更に、高速大容量かつ高信頼性で扱うことができる。
また、ＨＤＤ３０は、ＨＤＤ３０内部あるヘッドがモータ等により機械的に動作するため、主制御部１３が搭載されている電子基盤と同様に発熱する。このため、後述するファン４０（４０ａ〜４０ｃ）により、熱を外部に排出する処理が行われる。
ファン４０（４０ａ〜４０ｃ）は、一般的な空冷式の冷却装置であり、装置内部にある熱を外部に排出することにより、当該装置を冷却する。ディスクアレイ装置１の各部は、それぞれファン４０ａ〜４０ｃを備えており、各ファンが独立して動作し、各部の冷却が行われる。ファン４０は、故障に対応するため、少なくとも２個の排出ファン４１（４１ａ〜４１ｃ）及び４２（４２ａ〜４２ｃ）を備える。
なお、ディスクアレイ装置１は、一般的な操作部やＬＡＮ制御部等を備え、汎用のディスクアレイ装置が備える構成を有する。
次に、ディスクアレイ装置１、上位装置２、及び、ＨＤＤ３０の動作について説明する。
上位装置２は、情報の読み書きを制御し、ディスクアレイ装置１に対して命令を発行する。上位装置２からのアクセスがあると、ホストＩ／Ｆ１１を通じて上位装置２からの命令を受けた主制御部１３（ＣＰＵ１９）は、ディスクＩ／Ｆ１２を通じて、ＨＤＤ３０の後述する節電モードを解除して、ＨＤＤ３０（３０ａ〜３０ｈ）にデータの読み込み／書き込み（Read/Write）命令を実行する。当該命令を受けたＨＤＤ３０では、データを記憶するディスクにデータの読み込み／書き込みが行われる。
次に、ＨＤＤ３０から得られたデータもしくは完了した命令については、主制御部１３を通じて上位装置２に返される。
以上の処理が繰り返されることにより、ディスクアレイ装置１は、コンピュータのデータを格納する外部記憶装置として機能する。
一般的なディスクアレイ装置では、構成情報はＨＤＤ、または、ＨＤＤが備える不揮発性メモリに記憶されている。このため、ＨＤＤが節電モードに推移した場合、ＨＤＤは、上位装置からの要求に対して応答することができず、状態を報告するのみになる。つまり、上位装置が計画的あるいは、障害等により急に再起動する場合、上位装置とディスクアレイ装置との上下間で、通信が不十分、または、情報の更新が不十分等の理由により、上位装置が起動後に、ＨＤＤにある構成情報を掌握することができずに、上位装置から見て構成情報が見えないという重大な障害が生じることがあった。
しかし、本発明のディスクアレイ装置１では、主制御部１３が備える不揮発性メモリ１５に構成情報１８が記憶されているため、上位装置２からディスクアレイ装置１の基本的な構成情報１８を参照できる。従って、上位装置２が再起動する際の障害を回避することができる。
次に、ＨＤＤ３０が消費する電力を低減させるための一般的な節電モードについて説明する。
まず、ＨＤＤ３０内部にあるヘッドを退避させ、初期状態で待機する。次に、ディスクの回転数を下げる。そして、ＨＤＤ３０には通電しながら、ディスクを停止する。これらの制御処理が一般的な節電モードである。
これにより、ＨＤＤ３０の消費電力を低減できる。しかし、一般的な節電モードではＨＤＤ３０の本来の機能が抑制されているため、上位からの急な応答に対応することはできない。このため、上位装置２からの命令に対してＨＤＤ３０は、ビジー状態で読み込み／書き込み命令は受けられないと反応するしかなく、節電モードから通常モードに復旧するまで、読み込み／書き込み命令は受けられない。
なお、ＨＤＤ３０は通電しており、ディスクアレイ装置１から各ＨＤＤ３０ａ〜３０ｈの情報や状態を確認できる。よって、節電モードでは、本来の読み込み／書き込み機能が損なわれることがあるため、データを二重化したメイン側（通常使用する側）３１ａとリストア側（データを蓄積する側）３１ｂがある場合、リストア側３１ｂにのみ節電モードが適用されることが多く、上位装置２からの命令が多いメイン側３１ａでは適用されることが少ない。よって、リストア側３１ｂでの実施になるが、このリストア機能は必ずしも標準的に使用及び設置される機能ではない。一般に構成情報はＨＤＤに保持されるため、節電モードにおいてＨＤＤにアクセスできない状況では、上位装置の再起動がかかると構成情報は参照できずに、障害になる場合がある。
次に、本発明の実施形態に係るディスクアレイ装置１の節電動作について図２のフローチャートを参照して説明する。
まず、主制御部１３は、各ＨＤＤ３０が節電モードであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。節電モードにある各ＨＤＤ３０ａ〜３０ｈは磁気ディスク監視部１６に登録されるため、主制御部１３は、どのＨＤＤが節電モードにあるか否かを判定することができる。節電モードでは、先に説明したように、各ＨＤＤ３０ｅ〜３０ｈは単独で動作することは少ない。これは、論理ボリュームもしくはリストア側３１ｂとしてＨＤＤ３０ｅ〜３０ｈが節電モードに移行しているためである。
ＨＤＤ３０が節電モードではない場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、主制御部１３は、ファン４０（４０ａ〜４０ｃ）を起動制御して、当該装置の冷却を続ける。
一方、ＨＤＤ３０が節電モードである場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、主制御部１３は、上位装置２からのアクセスがあるか否かを判定する（ステップＳ１２）。当該装置の冷却を続けるか否かを判定するためである。
上位装置２からのアクセスがない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、主制御部１３は、ＨＤＤ３０ｅ〜３０ｈの稼働状況を判定する（ステップＳ１３）。ＨＤＤの稼働状況により、ファン４０ｂ（排出ファン４１ｂ及び４２ｂ）の起動・停止を制御するためである。
上位装置２とディスクアレイ装置１とＨＤＤ３０とは互いに接続され、双方向の通信が行われているため、上位装置２は、ＨＤＤ３０の状況を高速で把握することができる。つまり、主制御部１３が、ファン４０を制御して起動・停止にかかる時間は、数十秒以内である。
一方、上位装置２からのアクセスがある場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、主制御部１３は、リストア側３１ｂのファン４０ｂを起動制御して、当該装置の冷却を続ける（ステップＳ１６）。さらに、主制御部１３は、節電モードから通常モードへとＨＤＤ３０ｅ〜３０ｈのモードを移行して（ステップＳ１７）、当該節電動作処理を終了する。
ＨＤＤの稼働状況を判定する工程おいて、ＨＤＤ３０ｅ〜３０ｈの一部のみが稼働している場合（ステップＳ１３；一部）、主制御部１３は、片側の排出ファン４１ｂ（又は４２ｂ）を停止する。節電モードであっても、片側の排出ファン４１ｂ（又は４２ｂ）を停止させることにより、ディスクアレイ装置１が消費する電力を低減させることができる。
また、ＨＤＤ３０ｅ〜３０ｈの全てが稼働していない場合（ステップＳ１３；なし）、主制御部１３は、ファン４０ｂ（排出ファン４１ｂ及び４２ｂ）を停止する。これにより、片側の排出ファン４１ｂ（又は４２ｂ）を停止させた場合よりさらに、消費電力の低減を行うことができる。
一般的なディスクアレイ装置では、画一的にファンを起動・停止することしかできない。しかし、本ディスクアレイ装置１では、例えば、ファン４０ａを起動、ファン４０ｂを停止、ファン４０ｃを起動することもでき、また、片側の排出ファン４１（又は４２）を停止することもできる。
なお、ディスクアレイ装置１のファン４０ｃについては、装置全体の信頼性を向上させるため、常に運転状態とする。また、上位装置２から命令があった場合は、主制御部１３が、ＨＤＤ３０ｅ〜３０ｈを通常モードに復旧させると同時に、ファン節電制御部１７がファン４０ｂを再起動させ、ＨＤＤ３０ｅ〜３０ｈの冷却を開始する。
以上説明したように、本発明によれば、ファンを全面停止もしくは一部停止させることにより、ディスクアレイ装置の消費電力を低減することができる。
また、ＨＤＤの節電モード時であっても、上位装置側での再起動に関する障害を、回避することができる。
本発明は、上述した実施形態に限らず、様々な変形、応用が可能である。
ＨＤＤ３０の数は、８個に限定されず任意である。また、ＨＤＤ３０の配置方法は、アレイ状に限定されず任意である。
構成情報１８を不揮発性メモリ１５に記憶させるだけでなく、ＨＤＤ３０に記憶させることもできる。
ファン４０及び排出ファン４１及び４２の数は任意である。また、ファン４０は、空冷式に限定されず、水冷式であってもよい。さらに、排出ファン４１及び４２の回転速度を変化させて、ディスクアレイ装置１及びＨＤＤ３０を冷却する速度を変えることもできる。
本実施形態に係るディスクアレイ装置の構成を示すブロック図である。 ディスクアレイ装置の節電動作を説明するフローチャートである。
符号の説明
１ ディスクアレイ装置
２ 上位装置
１１ ホストＩ／Ｆ
１２ ディスクＩ／Ｆ
１３ 主制御部
１４ メモリ
１５ 不揮発性メモリ
１６ 磁気ディスク監視部
１７ ファン節電制御部
１８ 構成情報
１９ ＣＰＵ
３０ａ〜３０ｈ 磁気ディスク装置（ＨＤＤ）
３１ａ、３１ｂ 論理ボリューム
４０ａ〜４０ｃ ファン
４１ａ〜４１ｃ、４２ａ〜４２ｃ 排出ファン

Claims (5)

  1. 上位装置に接続され、該上位装置との間で情報の授受を行うディスクアレイ装置であって、
    前記情報を複数の磁気ディスクに記憶する磁気ディスク記憶部と、
    前記ディスクアレイ装置及び前記磁気ディスク記憶部内の温度上昇を抑制する少なくとも２つの排出ファンを有するファン部と、
    前記磁気ディスク記憶部及び前記ファン部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記上位装置と前記ディスクアレイ装置との間で情報の授受がない間、前記複数の磁気ディスクが稼働しているか否かを判定して、前記複数の磁気ディスクのうち、
    （ａ）一部の磁気ディスクが稼働している場合、少なくとも１つの前記排出ファンを停止し、
    （ｂ）すべての磁気ディスクが稼働していない場合、すべての前記排出ファンを停止する、
    ことを特徴とするディスクアレイ装置。
  2. 前記磁気ディスク記憶部の容量、数量、種類、論理ボリューム、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）の種類、及び／又は、開始・終了ＬＢＡ（Logical Block Address）を特定する基本情報を不揮発性の記憶容量に記憶する不揮発性記憶部と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記上位装置からの要求に応じて、前記基本情報を前記上位装置に渡す、
    ことを特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
  3. 磁気ディスク記憶部は、前記情報を二重化したメイン側とリストア側を有し、
    前記制御部は、前記リストア側が備える前記ファン部を制御する、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のディスクアレイ装置。
  4. 磁気ディスク記憶部と、ファン部と、制御部と、を有し、上位装置に接続され、該上位装置との間で情報の授受を行うディスクアレイ装置にて実行されるディスクアレイ制御方法であって、
    前記磁気ディスク記憶部が、前記情報を複数の磁気ディスクに記憶する磁気ディスク記憶工程と、
    前記ファン部が、前記ディスクアレイ装置及び前記磁気ディスク記憶部内の温度上昇を抑制する少なくとも２つの排出ファンを有するファン工程と、
    前記制御部が、前記磁気ディスク記憶部及び前記ファン部を制御する制御工程と、を備え、
    前記制御工程では、前記制御部は、前記上位装置と前記ディスクアレイ装置との間で情報の授受がない間、前記複数の磁気ディスクが稼働しているか否かを判定して、前記複数の磁気ディスクのうち、
    （ａ）一部の磁気ディスクが稼働している場合、少なくとも１つの前記排出ファンを停止し、
    （ｂ）すべての磁気ディスクが稼働していない場合、すべての前記排出ファンを停止する、
    ことを特徴とするディスクアレイ制御方法。
  5. コンピュータに、上位装置に接続され、該上位装置との間で情報の授受を行うディスクアレイ装置を実現させるプログラムであって、当該プログラムは、当該コンピュータを、
    前記情報を複数の磁気ディスクに記憶する磁気ディスク記憶部と、
    前記ディスクアレイ装置及び前記磁気ディスク記憶部内の温度上昇を抑制する少なくとも２つの排出ファンを有するファン部と、
    前記磁気ディスク記憶部及び前記ファン部を制御する制御部と、して機能させ、
    前記制御部は、前記上位装置と前記ディスクアレイ装置との間で情報の授受がない間、前記複数の磁気ディスクが稼働しているか否かを判定して、前記複数の磁気ディスクのうち、
    （ａ）一部の磁気ディスクが稼働している場合、少なくとも１つの前記排出ファンを停止し、
    （ｂ）すべての磁気ディスクが稼働していない場合、すべての前記排出ファンを停止する、
    ように機能させることを特徴とするプログラム。
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