JPH04285773A - 外部記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部記憶装置に関し、
特に、データを分割し、複数の記憶装置に並列転送して
格納することにより、入出力速度の増大を実現する外部
記憶装置に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、コンピュータシステムなどに
おいては、中央処理装置や、当該中央処理装置に代わっ
て外部との入出力を制御するチャネルなどの処理能力が
飛躍的に向上しているにもかかわらず、外部記憶装置の
一つである磁気ディスク装置のデータ転送速度が追いつ
いていない。

【０００３】このため、上位の中央処理装置やチャネル
は、磁気ディスク装置との間におけるデータの入出力に
際して、長時間待たされることとなり、ユーザは、中央
処理装置などの能力を有効に活用できず、無駄なコスト
を負担することになる。情報処理システムを構築するエ
ンジニアは、前述のような問題を回避すべく、たとえば
キャッシュメモリを介在させるなどの工夫をしているが
、いまだ充分な対策とはなっておらず、磁気ディスク装
置側におけるデータ転送速度の向上が望まれていた。

【０００４】このような要請に対応するため、上位装置
から転送されてきたデータを複数のデータブロックに分
割し、複数の磁気ディスク装置に並列に書き込み、並列
に読み出しを行うことで、個々の磁気ディスク装置単位
でのデータの転送速度を超える高速データ転送を実現す
るディスクアレイ装置が出現するに至っている。

【０００５】ところで、ディスクアレイ装置では、デー
タの高速転送を実現できるものの、データをデータブロ
ックに分割して複数の磁気ディスク装置に分散格納する
ため、データの信頼性の確保が重要な課題となる。この
ため、従来では、たとえば、特開昭６２−２４４８１号
公報に開示されるように、複数のデータブロックを格納
する磁気ディスク装置と、並列に転送されるデータブロ
ック単位で生成されるパリティを格納する磁気ディスク
装置とを設け、データブロックのみならず、当該データ
ブロックの信頼性を保証するパリティの転送も並列に行
えるようにして、データの高速転送と信頼性の確保とを
両立させようとしている。すなわち、以前に格納された
データが正常に読み出せなかったとき、前記パリティを
用いてデータの復元を行う。また、障害ディスクの発生
に備え、代替となるスペア用磁気ディスク装置を備えて
おり、データブロック格納用の磁気ディスク装置がダウ
ンしても、パリティからデータを復元し、スペア用磁気
ディスク装置に格納することにより、外部記憶装置のシ
ステム全体がダウンしないように配慮している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
技術では、以下のような問題があることを本発明者は見
出した。

【０００７】ディスクアレイ装置は、高速データ転送の
ため、上位装置からのデータを分割して並列に複数の磁
気ディスク装置に分散して格納し、読み出す場合は、複
数の磁気ディスク装置から並列に読み出し、分散してい
たデータがすべて揃った時点で上位装置に転送する方式
をとっている。しかしながら、分割されたデータブロッ
クの読み出し時にエラーが発生し、磁気ディスク装置に
よる回復動作が行われると、分散したデータブロックの
中のあるデータブロックの読み出しが遅れ、必要として
いるすべてのデータブロックが揃うまでに時間を要する
場合があり、上位装置へのデータ転送を遅らせなければ
ならないことがある。

【０００８】一方、データの信頼性に関しては、分割し
たテータブロックに、当該データブロックの正当性を保
証するチェックコードを付加してディスク上に書き込む
が、このチェックコードは、分割したデータブロック自
身に対するデータ保証であり、上位装置から転送されて
きた元のデータに対する保証ではない。したがって、分
散したデータブロックを読み出し、上位装置への転送デ
ータに復元したとき、転送されるデータが、上位装置の
要求しているデータブロックから構成されているか否か
の判断ができない。また、磁気ディスク装置からのデー
タブロックの読み出しにおいて、データブロックの読み
出しエラーが発生したためにデータ修正を行う際、デー
タ修正回路などにおける誤動作により、誤ったデータ修
正が行われた場合、当該データブロックの受領側、すな
わち磁気ディスク制御装置側では、データの正当性を保
証するためにデータブロックに付加されているチェック
コードだけでは、データブロックが誤修正されているこ
とを検出できない。

【０００９】そこで、本発明の目的は、データ修正回路
の誤動作等によるデータブロック誤修正を検出し、パリ
ティデータによって当該データブロックを正しく修正す
ることを可能にした外部記憶装置を提供することにある
。

【００１０】本発明の他の目的は、分割／復元処理によ
る並列転送によって上位装置との間で授受されるデータ
の信頼性を向上させることが可能な外部記憶装置を提供
することにある。

【００１１】本発明のさらに他の目的は、外部記憶制御
装置におけるデータエラー回復を可能にした外部記憶装
置を提供することにある。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１４】すなわち、本発明の外部記憶装置は、上位
装置との間で授受されるデータを分割してなるデータブ
ロック群が格納される複数の第１の記憶装置と、データ
ブロックのパリティデータが格納される少なくとも一つ
の第２の記憶装置と、第１および第２の記憶装置を制御
する制御装置とを備えた外部記憶装置において、パリテ
ィデータは、データブロック群から生成される第１のパ
リティと、データブロックに付加されているチェックコ
ードから生成される第２のパリティとからなるものであ
る。

【００１５】また、本発明の外部記憶装置は、データブ
ロックに付加されているチェックコードより生成した第
２のパリティを、第１のパリティのチェックコードとし
て使用する手段を備えたものである。

【００１６】また、本発明の外部記憶装置は、データブ
ロックに付加されているチェックコードより生成した第
２のパリティを、データブロック復元後、当該データブ
ロックに関するチェックコードの再生成に使用する手段
を備えたものである。

【００１７】また、本発明の外部記憶装置は、データを
分割してなるデータブロックに、論理的な管理情報を付
加して、データブロックの組み合わせの正当性を検証す
る手段を備えたものである。

【００１８】また、本発明の外部記憶装置は、制御装置
が記憶装置に対し、処理要求単位にエラー回復のレベル
を指示する手段を備えたものである。

【００１９】また、本発明の外部記憶装置は、記憶装置
自身ではエラー回復を行わず、制御装置がエラー回復を
行うようにしたものである。

【００２０】

【作用】上記した本発明の外部記憶装置によれば、パリ
ティデータが、データブロック群から生成される第１の
パリティとデータブロックに付加されているチェックコ
ードから生成される第２のパリティとで構成されるので
、データブロックおよびパリティデータの正当性の検証
が可能となり、データブロックの復元に際して、当該デ
ータブロックのチェックコードの復元を行うことができ
、上位装置に転送されるデータの信頼性が向上する。

【００２１】また、分割されたデータブロック群に、論
理的な管理情報を付加することにより、データブロック
の欠落や、上位装置が要求していないデータブロックの
混在など、データ復元に際してのデータブロック群の組
み合わせの正当性を検証することが可能となり、上位装
置に転送されるデータの信頼性が向上する。

【００２２】さらに、制御装置が記憶装置に対し、処理
要求単位にエラー回復のレベルを指示する手段を備えて
いるとともに、制御装置でデータエラー回復機能を持つ
ことにより、単純、すなわち比較的短時間で回復が可能
なエラーは記憶装置で、複雑、すなわち回復に長時間を
要するエラーは制御装置においてパリティデータを用い
て回復処理を行うことが可能となり、復元に際して、分
割されたデータブロックのうち、特定のデータブロック
がエラー回復のために遅れて到来することを防止でき、
上位装置へのデータ転送を中断することなく行うことが
できる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例である外部記憶装置
について、図面を用いて具体的に説明する。

【００２４】図１は、本発明の一実施例である外部記憶
装置の構成の一例を示すブロック図であり、図２は、本
実施例の外部記憶装置を備えた情報処理システムの構成
の一例を示すブロック図、また、図３は、本実施例の外
部記憶装置におけるデータの格納形式の一例を示す説明
図、図４は、本実施例におけるパリティデータの構成方
法の一例を示す説明図である。

【００２５】まず、図１および図２を参照しながら、本
実施例の外部記憶装置およびそれを用いた情報処理シス
テムの構成の一例について説明する。

【００２６】本実施例の情報処理システムは、たとえば
、汎用の電子計算機システムの中枢をなす中央処理装置
や、当該中央処理装置にかわって外部との間におけるデ
ータの授受を制御するチャネルなどからなる上位装置１
００と、この上位装置１００との間で授受される情報の
記録および再生動作を行う外部記憶装置２００とで構成
されている。

【００２７】外部記憶装置２００の構成の一例を示した
ものが図１である。同図に示されるように、外部記憶装
置２００の内部は、大別して、ディスク制御ユニット２
１３と、その配下で稼働するディスクユニット２１４と
で構成されている。

【００２８】ディスク制御ユニット２１３は、外部記憶
装置２００の全体の制御を行うプロセッサ２０１、上位
装置１００からのデータを受領し、データブロック群に
分割するとともに、チェックコード（ＣＲＣ）や、通し
番号、ボリュームアドレスなどからなる管理情報を生成
し、当該データブロックに付加する動作を行うデータ分
割／管理情報生成回路２０２、分割して得られたデータ
ブロック群に対する第１パリティ、およびチェックコー
ドに対する第２パリティを生成するパリティ生成回路２
０３、管理情報が付加されたデータブロックおよび、第
１パリティと第２パリティからなるパリティデータを一
時的に保持するバッファ２０４を備えている。

【００２９】ディスクユニット２１４は、磁気ディスク
などの記録媒体に対する情報の記録／再生動作を行うデ
ィスク装置２０８（第１の記憶装置），ディスク装置（
第１の記憶装置）２０９、ディスク装置（第２の記憶装
置）２１０、ディスク装置２０８〜２１０を制御するド
ライブコントローラ２０５、ドライブコントローラ２０
６、ドライブコントローラ２０７を備えている。

【００３０】さらに、前述のディスク制御ユニット２１
３には、データブロックの読み出しの際、ドライブコン
トローラ２０５〜２０７から通知されてくる読み出しエ
ラーを認識し、正常に読めたデータブロックと、エラー
のデータブロックをパリティデータを使ってオンザフラ
イ（データ転送の流れを中断しない）で復元するデータ
エラー検知／データ復元回路２１１、バッファ２０４内
に貯えられたデータブロックおよびパリティデータの正
当性を検証するデータチェック回路２１２が設けられて
いる。

【００３１】以下、本実施例の外部記憶装置２００の作
用の一例を説明する。

【００３２】まず、外部記憶装置２００におけるデータ
格納までのデータの流れを説明する。

【００３３】上位装置１００から到来する格納データは
、データ分割／管理情報生成回路２０２を通過すること
により、通し番号、ボリュームアドレス、およびＣＲＣ
からなる管理情報が付加されたデータブロックに分割さ
れ、バッファ２０４に格納される。

【００３４】こうして格納されたデータブロックをパリ
ティ生成回路２０３を経由させることにより、分割され
た二つのデータブロックから生成される第１パリティお
よび個々のデータブロックに付加されたＣＲＣから生成
される第２パリティからなるパリティデータが形成され
、バッファ２０４に格納される。

【００３５】データブロックおよび対応するパリティデ
ータが準備できた時点で、プロセッサ２０１は、ドライ
ブコントローラ２０５〜２０７に対し、書き込み指示を
行い、これにより、複数のデータブロックおよび対応す
るパリティデータは、複数のディスク２０８〜２１０に
、それぞれ並列に転送され格納される。

【００３６】本実施例では、ディスク装置２０８，２０
９がデータ格納用、ディスク装置２１０がパリティ格納
用として使用される。

【００３７】なお、上位装置１００に比較して、ディス
クユニット２１４のディスク装置２０８〜２１０は、回
転待ちなどのためにデータ転送速度が小さく、バッファ
２０４は両者間におけるデータ転送での速度マッチング
を実現する働きをする。

【００３８】これにより、本実施例の場合、上位装置１
００におけるデータ転送速度が１００ＭＢ／Ｓである場
合、１台のディスク装置のデータ転送速度が５０ＭＢ／
Ｓであれば、上位装置１００のデータ転送性能を有効に
活用することができることになる。

【００３９】次に、前述のようにしてディスク装置２０
８〜２１０に格納された複数のデータブロックおよびパ
リティデータを読み出して、上位装置１００に送出する
場合について説明する。

【００４０】上位装置１００からの読み出し要求を外部
記憶装置２００が受領すると、プロセッサ２０１は、ド
ライブコントローラ２０５〜２０７に対して読み出し指
示を行い、ディスク装置２０８〜２０９に格納されてい
る複数のデータブロック、およびディスク装置２１０に
格納されているパリティデータを同時に並列に読み出し
てバッファ２０４に格納する。

【００４１】バッファ２０４に読み出された複数の複数
のデータブロックは、データチェック回路２１２により
、図３に例示される管理情報、さらには、第１パリティ
および第２パリティからなるパリティデータを用いて、
正当性の検証が行われる。

【００４２】データチェック回路２１２において、誤修
正が検出されると、パリティデータと、正常に読み出す
ことのできたデータブロックがデータエラー検知／デー
タ復元回路２１１に送られ、正常なデータブロックを復
元されて、再びバッファ２０４に格納される。

【００４３】また、ディスク装置２０８〜２０９のいず
れかからデータエラーが報告された場合は、パリティデ
ータと正常に読み出すことのできたデータブロックは、
直接、データエラー検知／データ復元回路２１１に入力
され、オンザフライでエラーとなった方のデータブロッ
クの復元が行われ、バッファ２０４に格納される。

【００４４】図３は、本実施例の外部記憶装置２００に
格納されるデータブロックの格納形式の一例を示してい
る。

【００４５】本実施例の場合、個々のデータブロックは
、前述のように、上位装置１００から指示されたボリュ
ームアドレス、分割時の通し番号、さらには、これらの
データの正当性を保証するＣＲＣからなる管理情報が付
加された形式となっている。

【００４６】本実施例の場合には、この管理情報によっ
て論理的正当性が検証される。

【００４７】図３の例では、上位装置１００から転送さ
れてきたデータセットａおよびデータセットｂの２種類
が格納されている。たとえば、上位装置１００からデー
タセットａの読み出し要求があった場合、外部記憶装置
２００は、ディスク装置２０８〜２１０に対して読み出
し指示を行い、４個のデータブロックと２個のパリティ
データをバッファ２０４に格納する。格納されたデータ
ブロック群は、データチェック回路２１２によって管理
情報中のボリュームアドレスおよび通し番号が参照され
、不当なデータブロックの混在やデータブロックの抜け
など、データブロック群の組み合わせの正当性が検証さ
れる。

【００４８】たとえば、上述のように、上位装置１００
からデータセットａに対して読み出し要求が発行された
場合、バッファ２０４に格納されているデータブロック
群のアドレスがａであり、通し番号は０１，０２，０３
，０４であれば正常であるということが確認できる。

【００４９】また、データチェック回路２１２は、ディ
スクユニット２１４でのデータ修正あるいは、ディスク
制御ユニット２１３でのデータ復元が行われた場合、パ
リティデータにより、データブロックの修正あるいは復
元が正しく行われたか否かを検証する動作も行う。

【００５０】図４は、本実施例におけるパリティデータ
の生成例であり、前述のデータ修正あるいはデータ復元
が行われたデータブロックの正当性の検証する方式を示
している。

【００５１】本実施例の場合、上位装置１００から転送
されてきたデータは、２台のディスク装置２０８および
２０９に対応して、２個のデータブロックに分割され、
それぞれのデータブロックには、当該データブロックの
正当性を保証するＣＲＣが付加されることは前述の通り
である。

【００５２】また、パリティデータは、分割された各デ
ータブロックのＣＲＣを除く部分から生成された第１パ
リティに、各データブロックのＣＲＣから生成した第２
パリティを付加した形式となっている。

【００５３】パリティデータを、このような形式にした
とき、第１パリティに付加され、各データブロックのＣ
ＲＣから生成された第２パリティは、当該第１パリティ
のＣＲＣとなり、当該第１パリティ自身を保証するＣＲ
Ｃとして利用することができる。

【００５４】図４において、ディスク装置２０８〜２１
０から読み出したデータブロックがバッファ２０４に格
納された状態であるとすると、まず、第１パリティの正
当性が第２パリティによって検証される。第１パリティ
が正常な場合には、次に、誤ったデータ修正あるいは誤
ったデータ復元処理が行われていないかを検証するため
、第２パリティが、各データブロックに付加されている
ＣＲＣから生成されるパリティ情報と一致するか否かを
確認する。このようにして、バッファ２０４に読み出さ
れたデータブロックの正当性が検証される。

【００５５】以上説明したように、本実施例の外部記憶
装置２００によれば、ディスク装置２０８〜２１０から
読み出したデータブロック群およびパリティデータは、
バッファ２０４に一旦格納され、当該パリティデータを
構成する第１パリティによるデータブロック群の検証、
第２パリティによる第１パリティの検証を、データチェ
ック回路２１２によって行い、誤ったデータブロックを
検出した時には、正常に読めた方のデータブロックとパ
リティデータをデータエラー検知／データ復元回路２１
１に入力することにより、誤った方のデータブロックを
正常なデータブロックに復元してバッファ２０４に格納
することができる。

【００５６】また、ディスク装置２０８〜２０９のいず
れかからのデータエラーの報告をデータエラー検知／デ
ータ復元回路２１１で検出し、正常に読めたデータブロ
ックとパリティデータを、データエラー検知／データ復
元回路２１１を経由させることにより、オンザフライで
、読み出しエラーとなったデータブロックを復元してバ
ッファ２０４に格納することができ、エラーとなったデ
ータブロックの読み出しの遅延が回避され、エラー発生
の有無に関係なく、上位装置１００へのデータ転送を中
断することなく行うことができる。

【００５７】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５８】

【発明の効果】本発明の外部記憶装置によれば、パリテ
ィデータが、データブロックから生成される第１パリテ
ィと、データブロックに付加されるＣＲＣ（チェックコ
ード）から生成される第２パリティとで構成されている
ので、第１パリティの正当性の検証およびデータブロッ
クの誤修正の検出、さらにはデータブロックを保証する
ＣＲＣの復元が可能となり、上位装置との間で授受され
るデータの信頼性が向上する。

【００５９】また、データブロックに、ＣＲＣや通し番
号などの管理情報を付加したことにより、不当なデータ
ブロックの混在、データブロックの欠落などのデータブ
ロック群の組み合わせの可否の検証が可能となり、上位
装置との間で授受されるデータの信頼性が向上する。

【００６０】さらに、記憶装置の上位に位置する制御装
置でデータエラーの回復を行うことにより、分割された
データブロックの一部の転送が、記憶装置におけるエラ
ー回復処理のために遅延することが回避され、上位装置
へのデータ転送を中断することなく円滑に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外部記憶装置の構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明の外部記憶装置を備えた情報処理システ
ムの構成の一例を示すブロック図である。

【図３】本発明の外部記憶装置におけるデータの格納形
式の一例を示す説明図である。

【図４】本発明の外部記憶装置におけるパリティデータ
の構成方法の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１００　　上位装置 ２００　　外部記憶装置 ２０１　　プロセッサ ２０２　　データ分割／管理情報生成回路２０３　　パ
リティ生成回路 ２０４　　バッファ ２０５　　ドライブコントローラ ２０６　　ドライブコントローラ ２０７　　ドライブコントローラ ２０８　　ディスク装置（第１の記憶装置）２０９　　
ディスク装置（第１の記憶装置）２１０　　ディスク装
置（第２の記憶装置）２１１　　データエラー検知／デ
ータ復元回路２１２　　データチェック回路 ２１３　　ディスク制御ユニット ２１４　　ディスクユニット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　上位装置との間で授受されるデータを
   分割してなるデータブロック群が格納される複数の第１
   の記憶装置と、前記データブロック群のパリティデータ
   が格納される少なくとも一つの第２の記憶装置と、前記
   第１および第２の記憶装置を制御する制御装置とを備え
   た外部記憶装置であって、前記パリティデータは、前記
   データブロック群から生成される第１のパリティと、前
   記データブロックに付加されるチェックコードから生成
   される第２のパリティとからなることを特徴とする外部
   記憶装置。
2. 【請求項２】　　前記データブロックに付加されている
   前記チェックコードより生成した前記第２のパリティを
   、前記第１のパリティのチェックコードとして使用する
   手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の外部記憶
   装置。
3. 【請求項３】　　前記データブロックに付加されている
   前記チェックコードより生成した前記第２のパリティを
   、前記データブロック復元後、当該データブロックに関
   するチェックコードの再生成に使用する手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の外部記憶装置。
4. 【請求項４】　　前記データを分割してなる前記データ
   ブロックに、論理的な管理情報を付加して、前記データ
   ブロック群の組み合わせの正当性を検証する手段を備え
   たことを特徴とする請求項１，２または３記載の外部記
   憶装置。
5. 【請求項５】　　前記制御装置が前記記憶装置に対し、
   処理要求単位にエラー回復のレベルを指示する手段を備
   えたことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の
   外部記憶装置。
6. 【請求項６】　　前記記憶装置自身ではエラー回復を行
   わず、前記制御装置がエラー回復を行うことを特徴とす
   る請求項５記載の外部記憶装置。