JPH07210332A - ディスクアレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 格納されたデータの格納領域を高速に移動で
きるディスクアレイ装置を提供する。 【構成】 ディスクアレイコントローラ１２は、移動が
指示されたデータを、論理アドレスで指定された移動先
に移動したときに、同一ディスク装置１４内でのデータ
転送が必要な場合に、ディスク装置間のデータ転送だけ
でデータの移動が行なえるように実際の移動先を変更す
るとともに、実際の格納位置と、論理アドレスとの対応
関係を変更して、移動後のデータが、移動先の指定に用
いられた論理アドレスで識別されるようにする。これに
より、データ移動が、すべてディスク装置間のデータ転
送で行なえるようになるので、データを読み出しなが
ら、（他のディスク装置に）書き込むといった動作が可
能になり、データ移動を高速に完了させることができる
ようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクアレイ装置に
係わり、たとえば、コンピュータの外部記憶装置として
使用されるディスクアレイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータなどの外部記憶装置として
用いられるディスク装置は、半導体メモリなどの記憶素
子に比べて、大容量のデータを記憶することができとい
う利点を有する。しかし、データの読み出しに機械的な
動作を必要とするため、応答速度が遅い、または、ヘッ
ドとディスク媒体の衝突などにより、ディスク媒体上に
記憶しておいた情報が失われてしまうことがあるといっ
た欠点も有している。このため、応答速度や信頼性の向
上を図って、データを所定のサイズのブロックに分割
し、複数台のディスク装置に分散して格納することが行
なわれている。

【０００３】このような形のデータ格納は、コンピュー
タ側より、複数台のディスク装置のそれぞれに対してコ
マンドを発行することによっても実現することはできる
が、コンピュータ側の負担が大きくなってしまう。この
問題を解消するために、記憶装置側で、格納手順を決定
するようにした装置がディスクアレイ装置である。

【０００４】図９および図１０を用いて、従来のディス
クアレイ装置の構成および動作の説明を簡単に行う。図
９に示したように、ディスクアレイ装置１１は、単独で
も動作可能な複数台のディスク装置１４₁ ないし１４₃
と、それらを１台のディスク装置として統合的に制御す
るためのディスクアレイコントローラ１２で構成され
る。このようなディスクアレイ装置で用いられる格納形
態には、さまざまなものがあり、ディスクアレイ装置
は、通常、その格納形態を選択できるように構成され
る。

【０００５】たとえば、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays o
f Inexpensive Disks ）レベル０といわれる格納形態が
選択されている場合には、図１０に模式的に示したよう
に、書き込み要求がなされたデータは、所定サイズのブ
ロック単位のデータＤ₁ 、Ｄ ₂ 、Ｄ₃ に分割され、それ
ぞれ、ディスク装置１４₁ ないし１４₃ に分散されて書
き込まれる。前述したようにディスクアレイ装置は、ホ
スト側からは、１台のディスク装置として取り扱えるよ
うに構成される。すなわち、外部装置からのコマンド中
には、そのデータを格納すべき論理アドレスの指定がな
されているだけであり、それぞれのデータＤ₁ ないしＤ
₃ を書き込むディスク装置の指定はなされていない。個
々のデータブロックを書き込む記憶領域は、ディスクア
レイコントローラが、コマンド中に含まれるアドレス情
報と選択された格納形態とを基に決定する。また、ＲＡ
ＩＤレベル３ないし５と呼ばれる格納形態では、所定数
のブロックごとに、それらのブロック中のデータの排他
的論理和であるパリティが算出され、算出されたパリテ
ィも格納される。

【０００６】さて、ディスクアレイ装置は、このような
形でデータの格納を行う記憶装置であるが、ディスク装
置を用いたものであるので、当然、データのアクセス速
度は、そのデータが格納されている記憶領域（トラック
位置）に応じて変化する。このため、ディスクアレイ装
置においても、通常のディスク装置と同様に、頻繁にア
クセスを行うデータをアクセス速度が早い記憶領域に移
動したい場合などが生ずる。従来のディスクアレイ装置
では、このような場合に、ディスクアレイ装置内に格納
されたデータを一旦ホストコンピュータに読み出して、
読み出したデータを違うアドレスに書き直すことが行な
われていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

【０００８】以上説明したように、従来のディスクアレ
イ装置では、データの移動を、ホストコンピュータを介
して行なっていたので、その処理に時間がかかるといっ
た問題と、ホストコンピュータに大きな負担が加わると
いった問題があった。

【０００９】そこで本発明の目的は、格納されたデータ
の格納領域を高速に移動できるディスクアレイ装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
データを所定サイズごとに記憶するための記憶単位を有
する複数台のディスク装置と、これら複数台のディスク
装置内の全ての記憶単位に、一次元の情報である論理ア
ドレスを割り当てる割当手段と、移動を行なうデータと
そのデータの移動先の論理アドレスを指定する指定手段
と、この指定手段により指定されたデータの移動が、デ
ィスク装置間のデータ転送だけで可能か否かを判断する
判断手段と、この判断手段がディスク装置間のデータ転
送だけでは不可能であると判断したときに、ディスク装
置間のデータ転送だけで移動が可能な移動先を設定する
設定手段と、この設定手段で設定された移動先に、移動
を指示されたデータを転送する転送手段と、この転送手
段によりデータが転送された記憶単位が、指定手段によ
り移動先として指定された論理アドレスで識別されるよ
うに、割当手段の割り当て内容を更新する更新手段とを
具備する。

【００１１】すなわち、請求項１記載の発明では、論理
アドレスで指示された移動先にデータを移動するため
に、同一ディスク装置内でのデータ転送が必要な場合に
は、実際の移動先を変更し、ディスク装置間のデータ転
送だけでデータの移動が行なえるようにする。そして、
実際の格納位置と、論理アドレスとの対応関係を変更す
ることにより、その移動したデータが、移動先の指定に
用いられた論理アドレスで識別されるようにする。これ
により、データ移動が、すべてディスク装置間のデータ
転送で行なえるようになるので、データを読み出しなが
ら、（他のディスク装置に）書き込むといった動作が可
能になり、データ移動を高速に完了させることができる
ようになる。

【００１２】請求項２記載の発明は、データを所定サイ
ズごとに記憶するための記憶単位を有する複数台のディ
スク装置と、これら複数台のディスク装置内の全ての記
憶単位に、一次元の情報である論理アドレスを割り当て
る割当手段と、移動を行なうデータの論理アドレスとそ
のデータの移動先となる記憶領域範囲を指定する指定手
段と、この指定手段により指定された記憶領域範囲内
に、ディスク装置間のデータ転送だけで移動が可能な移
動先を設定する設定手段と、この設定手段で設定された
移動先に、移動を指示されたデータを転送する転送手段
と、この転送手段によりデータが転送された記憶単位
が、指定手段において移動を行なうデータの指定のため
に用いられた論理アドレスで識別されるように、割当手
段の割り当て内容を更新する更新手段とを具備する。

【００１３】すなわち、請求項２記載の発明では、記憶
領域範囲（たとえば、転送レートが早い記憶領域範囲）
を指定することにより、指示された移動先にデータを移
動する際に、同一ディスク装置内でのデータ転送が不必
要なように、移動先を設定し、ディスク装置間のデータ
転送だけでデータの移動が行なえるようにする。そし
て、実際の格納位置と、論理アドレスとの対応関係を変
更することにより、その移動したデータが、移動するデ
ータの指定に用いられた論理アドレスで識別されるよう
にする。なお、記憶領域範囲の指定方法としては、たと
えば、各ディスク装置の記憶領域をその転送レートに応
じて複数個に区分けし、それらのうちの１つの領域を指
定するといった方法を用いることができる。これによ
り、たとえば、アクセス頻度が高いデータファイルを、
転送レートが高い記憶領域に移すといった作業が高速に
行なえるようになる。

【００１４】

【実施例】以下、実施例につき本発明を詳細に説明す
る。

【００１５】図１に、本発明の一実施例におけるディス
クアレイ装置の構成を示す。ディスクアレイ装置１１
は、ディスクアレイコントローラ１２と３台のディスク
装置１４_A ないし１４_C で構成され、それらは、バス１
５により相互に接続されている。ディスクアレイコント
ローラ１２は、ホストコンピュータ２１などの外部装置
から受信したアクセス要求に応じて、ディスク装置１４
を統合的に制御する制御回路であり、プロセッサとその
周辺回路で構成されている。各ディスク装置内に示した
記憶領域１６は、アドレス変換テーブルを記憶するため
に設けた記憶領域である。アドレス変換テーブルの詳細
については、後述することにする。

【００１６】以下に、実施例のディスクアレイ装置の動
作を説明する。まず、通常の書き込み時の動作の説明を
行なう。ディスクアレイコントローラ１２は、たとえ
ば、ホストからのデータの書込要求を受信すると、その
要求中で指定されているアドレス情報Ａ_INITとサイズ情
報Ｓを基に、書き込み要求がなされたデータが、何ブロ
ック分のデータであるかを判断し、それぞれのデータブ
ロックを書き込むディスク装置とそのディスク装置内で
のアドレスを決定する。この決定には、外部装置がデー
タの指示に用いる論理アドレスとそれぞれのディスク装
置内での物理アドレスとの関係が記憶されたアドレス変
換テーブルが用いられる。

【００１７】アドレス変換テーブルは、アドレス変換テ
ーブル記憶領域１６に記憶されており、装置の立ち上げ
時に、ディスクアレイコントローラ１２により読み出さ
れ、ディスクアレイコントローラ内部のメモリに記憶さ
れる。通常の動作時は、ディスクアレイコントローラ１
２は、メモリ上のアドレス変換テーブルが参照すること
により、その動作内容を決定する。

【００１８】それぞれのデータブロックを書き込むディ
スク装置とそのディスク装置内でのアドレスを決定し
た、ディスクアレイコントローラ１２は、受信したデー
タをブロックに分割し、それぞれのデータブロックを、
決定した記憶領域に書き込んでいく。

【００１９】次に、データの移動を指示されたときの動
作を説明する。ディスクアレイコントローラ１２は、移
動指示コマンドとして、移動を行なうデータを指定する
情報と、移動先を指定する情報が与えられることによ
り、データ移動処理を開始する。実施例のディスクアレ
イ装置は、この移動先を指定する情報として、明確にア
ドレスを指定した情報、または、格納領域範囲だけを指
定した情報のいずれかを用いることができるように構成
されている。まず、移動先の論理アドレスが指定された
場合の動作を説明する。

【００２０】図２に、データ移動が指示されたときのデ
ィスクアレイコントローラの動作の流れを示す。移動先
のアドレスが指定されていることを認識したディスクア
レイコントローラ１２は、移動を指示されたデータの論
理アドレスＡ_INITと、移動先として指定された論理アド
レスＡ_REQ を比較することにより、ディスク装置間のデ
ータ転送だけで、その移動が可能か否かの判断を行なう
（ステップＳ１０１）。そして、移動が可能である場合
（ステップＳ１０２；Ｙ）には、論理アドレスＡ_INITか
ら格納されているデータを、論理アドレスＡ_REQ から始
まる記憶領域に転送（ステップＳ１０３）して、処理を
終了する。

【００２１】また、ディスク装置間のデータ転送による
移動が不可能な場合（ステップＳ１０２；Ｎ）には、そ
のデータを構成する各ブロックに対して、ディスク装置
間のデータ転送による移動が可能な配置を決定（ステッ
プＳ１０４）する。この配置先の設定処理の詳細は後述
する。そして、移動することが指定されたデータを構成
する各ブロックを、ステップＳ１０４で決定した配置先
に転送（ステップＳ１０５）し、論理アドレスＡ_REQ が
指定されたときに、このステップで転送したデータが指
定されるように、メモリ上のアドレス変換テーブルの内
容を変更（ステップＳ１０６）する。なお、このアドレ
ス変換テーブルの内容は、アドレス変換テーブル記憶領
域１６にも書き込まれる。

【００２２】なお、ステップＳ１０３およびステップＳ
１０５においては、ディスクアレイコントローラ１２
は、データ転送開始の指示を出すだけであり、実際のデ
ータ転送のタイミング制御は、ディスク装置間で行なわ
れる。

【００２３】図３および図４を用いて、ステップＳ１０
１における判断の内容を説明する。これらの図は、移動
することが指定されたデータＤ₁ ないしＤ₃ の格納位置
と、移動後のデータＤ₁ ′ないしＤ₃ ′の格納位置の関
係を模式的に示したものである。図３に示したように、
論理アドレスＡ_REQ に、移動が指定されたデータを転送
したときに、移動の前後において、格納されるディスク
装置が変わらないデータが存在する場合に、ディスクア
レイコントローラ１２は、ディスク装置間のデータ転送
による移動が不可能と判断する。また、図４に示したよ
うな状態であるときに、ディスクアレイコントローラ１
２は、ディスク装置間のデータ転送による移動が可能と
判断する。

【００２４】図５を用いて、図２に示したディスクアレ
イコントローラの動作内容に、更に説明を加えておく。
この図は、ステップＳ１０６の処理の実行前後におけ
る、アドレス変換テーブルの概要を模式的に示したもの
であり、（ａ）に実行前の内容を、（ｂ）に実行後の内
容を示してある。

【００２５】ステップＳ１０１においては、（ａ）の状
態のアドレス変換テーブルが参照され、論理アドレスＡ
_REQ で指定される記憶単位と論理アドレスＡ_INITで指定
される記憶単位が、共に１番のディスク装置内にあるの
で、ディスク装置間のデータ転送によるデータの移動は
不可能であると判断される。このため、ステップＳ１０
４において、各データブロックの配置先が決定される。
この配置先の決定においては、各ブロックの配置先が、
論理アドレスＡ_REQ と移動するデータのサイズＳ（図５
では、Ｓは“３”）で指定される記憶領域内であり、か
つ、配置先が、そのブロックが記憶されたディスク装置
を除くディスク装置の記憶領域上にあるように決定され
る。そして、ステップＳ１０５では、その決定内容に従
って、各データブロックがディスク装置間のデータ転送
により移動され、ステップＳ１０６において、アドレス
変換テーブルが（ｂ）に示したようなものに書き換えら
れる。

【００２６】このように、実施例のディスクアレイ装置
では、データの移動をディスク装置間のデータ転送だけ
で行なうので、一方のディスク装置からデータを読み出
しながら、他方のディスク装置に、データを書き込んで
いくといったことが可能となり、データ移動を高速に完
了させることができる。

【００２７】以上説明した動作では、移動先の論理アド
レスを指定したが、実施例のディスクアレイ装置では、
移動先となる記憶領域範囲を指定することもできるよう
に構成してある。この場合、移動先の指定は、転送レー
トに応じて分類された記憶領域名を指定することにより
行なわれる。なお、実施例のディスクアレイ装置では、
高転送レート領域、中転送レート領域、低転送レート領
域の３つを選択的に指定できるように構成した。

【００２８】図６に、この場合のディスクアレイコント
ローラの動作の流れを示す。ディスクアレイコントロー
ラは、まず、指定された転送レート領域から、そのデー
タの格納に必要な空き領域を探索（ステップＳ２０１）
し、空き領域がない場合（ステップＳ２０２；Ｎ）に
は、ホストコンピュータに対して、エラメッセージを出
力（ステップＳ２０３）して、処理を終了する。

【００２９】また、空き領域があった場合（ステップＳ
２０１；Ｙ）には、データを構成する各ブロックの移動
先を、そのブロックが記憶されたディスク装置を除くデ
ィスク装置の記憶領域上になるように決定（ステップＳ
２０４）する。そして、データを構成する各ブロック
を、ステップＳ２０４で決定した配置先に転送（ステッ
プＳ２０５）し、外部装置が、そのデータの指定に用い
られていたアドレスで、このステップで転送したデータ
が指定されるように、アドレス変換テーブルの内容を変
更（ステップＳ２０６）する。

【００３０】図７に、ステップＳ２０６における処理内
容の概要を示す。図７（ａ）に示したようなアドレスＡ
_INIT〜Ａ_INIT＋２に書き込まれていたデータが移動され
る場合には、図７（ｂ）に示すように、アドレスＡ_INIT
〜Ａ_INIT＋２に対応する装置番号および物理アドレスが
書き換えられることになる。なお、その書き換えに用い
られた、装置番号および物理アドレス（“１”およびＰ
₂ 等）に対応していた論理アドレスＡ_DUM ないしＡ_DUM
＋２には、当然、アドレスＡ_INIT〜Ａ_INIT＋２が指定し
ていた装置番号および物理アドレスが与えられる。

【００３１】なお、実施例のディスクアレイ装置では、
十分な空き領域がない場合には、エラーメッセージを出
力するように構成したが、他の転送レート領域から、空
き領域を探索して、そこへデータを移動するように構成
してもよい。

【００３２】また、実施例のディスクアレイ装置では、
高機能のインターフェースを備えたディスク装置を用い
ているため、ディスクアレイコントローラは、たとえ
ば、図２のステップＳ１０５において、単に、データ転
送開始指示を各ディスク装置に対して出力するだけで、
データ転送を実行させることが可能となっている。しか
し、ディスク装置間で直接にデータのやり取りが行なえ
ないディスク装置を用いる場合には、ディスクアレイコ
ントローラ１２内のメモリに、一旦データを読み出し
て、そのメモリ上のデータを他のディスク装置に対して
書き込むといった動作が必要になり、転送先を他ディス
ク装置に設定した効果が十分に得られない。

【００３３】このような場合には、ディスクアレイ装置
を、図８に示すような構成にすることが必要である。

【００３４】変形例

【００３５】図８に、変形例のディスクアレイ装置の構
成を示す。変形例のディスクアレイ装置１１は、ディス
クアレイコントローラ１２とダイレクト転送制御回路１
３と３台のディスク装置１４とバス切替回路１７とで構
成される。ダイレクト転送制御回路１３は、実施例のデ
ィスクアレイ装置において、ディスクアレイコントロー
ラ１２の指示により実行されていたデータ転送を、実際
に行なう回路であり、その動作時には、バス切替回路１
７を制御して、３台のディスク装置１４_A ないし１４_C
のそれぞれに独立にアクセス可能な経路を形成する。す
なわち、ディスク装置間のデータ転送を実行するときに
は、ダイレクト転送回路１３は、たとえば、ディスク装
置１４_A とのパスと、ディスク装置１４_B とのパスを形
成し、これら２つのパスを用いて、ディスク装置１４_A
からデータを読み出しながら、ディスク装置１４_B に、
そのデータを書き込んでいく。

【００３６】変形例のディスクアレイ装置の動作は、デ
ィスク装置間のデータ転送が、ダイレクト転送制御回路
により行なわれるものの、その本質的な動作は、実施例
のディスクアレイ装置の動作と同じであるので、その詳
細の説明は省略する。

【００３７】実施例および変形例のディスクアレイ装置
では、データの移動指示がなされたときに、データの移
動を開始するように構成したが、たとえば、各データの
アクセス頻度を監視して、低転送レート領域に、アクセ
ス頻度が高いデータが格納されていた場合には、その格
納領域を自動的に変更するように構成してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、データ移動を、ディスク装置間のデータ転送だ
けで行なうので、データを読み出しながら、（他のディ
スク装置に）書き込むといった動作が可能になり、デー
タ移動を高速に完了させることができるようになる。

【００３９】また、請求項２記載の発明によれば、アク
セス頻度が高いデータファイルを、転送レートが高い記
憶領域に移すといった作業が高速に行なえるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例によるディスクアレイ装置の
構成を示す概要図である。

【図２】 実施例のディスクアレイ装置によるデータ移
動処理の動作の流れを示す流れ図である。

【図３】 実施例のディスクアレイ装置が、ディスク装
置間のデータ転送によるデータ移動が不可能であると判
断するデータ移動を説明するための説明図である。

【図４】 実施例のディスクアレイ装置が、ディスク装
置間のデータ転送によるデータ移動が可能であると判断
するデータ移動を説明するための説明図である。

【図５】 図４の処理により、アドレス変換テーブルが
更新される様子を示した説明図である。

【図６】 実施例のディスクアレイ装置の、移動先を範
囲指定した場合におけるデータ移動処理の動作の流れを
示す流れ図である。

【図７】 図６の処理により、アドレス変換テーブルが
更新される様子を示した説明図である。

【図８】 本発明の変形例によるディスクアレイ装置の
構成を示す概要図である。

【図９】 従来のディスクアレイ装置の構成を示す概要
図である。

【図１０】 従来のディスクアレイ装置における格納動
作を概要を示す説明図である。

【符号の説明】

１１…ディスクアレイ装置、１２…ディスクアレイコン
トローラ、１３…ダイレクト転送制御回路、１４…ディ
スク装置、１５…バス、１６…アドレス変換テーブル記
憶領域、１７…バス切替回路、２１…ホストコンピュー
タ（外部装置）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを所定サイズごとに記憶するため
   の記憶単位を有する複数台のディスク装置と、 これら複数台のディスク装置内の全ての記憶単位に、一
   次元の情報である論理アドレスを割り当てる割当手段
   と、 移動を行なうデータとそのデータの移動先の論理アドレ
   スを指定する指定手段と、 この指定手段により指定されたデータの移動が、ディス
   ク装置間のデータ転送だけで可能か否かを判断する判断
   手段と、 この判断手段がディスク装置間のデータ転送だけでは不
   可能であると判断したときに、ディスク装置間のデータ
   転送だけで移動が可能な移動先を設定する設定手段と、 設定手段で設定された移動先に、移動を指示されたデー
   タを転送する転送手段と、 この転送手段によりデータが転送された記憶単位が、前
   記指定手段により移動先として指定された論理アドレス
   で識別されるように、前記割当手段の割り当て内容を更
   新する更新手段とを具備することを特徴とするディスク
   アレイ装置。
2. 【請求項２】 データを所定サイズごとに記憶するため
   の記憶単位を有する複数台のディスク装置と、 これら複数台のディスク装置内の全ての記憶単位に、一
   次元の情報である論理アドレスを割り当てる割当手段
   と、 移動を行なうデータの論理アドレスとそのデータの移動
   先となる記憶領域範囲を指定する指定手段と、 この指定手段により指定された記憶領域範囲内に、ディ
   スク装置間のデータ転送だけで移動が可能な移動先を設
   定する設定手段と、 この設定手段で設定された移動先に、移動を指示された
   データを転送する転送手段と、 この転送手段によりデータが転送された記憶単位が、前
   記指定手段において移動を行なうデータの指定のために
   用いられた論理アドレスで識別されるように、前記割当
   手段の割り当て内容を更新する更新手段とを具備するこ
   とを特徴とするディスクアレイ装置。