JPH07261946A - アレイ型記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アレイ型記憶装置において、インタフェースの
データ転送量とディスク装置の回転待ちとを低減するこ
とにより、ライトペナルティを防止することを目的とす
る。 【構成】ディスク制御装置１と、パリティグループ内の
ディスク装置を接続するインタフェース２と、そのイン
ターフェースに接続した複数台のディスク装置３により
アレイ型記憶装置を構成する。ディスク装置は、排他的
論理和を計算する機能とデータ転送先アドレス用バッフ
ァメモリ５４とを備える。データを格納するディスク装
置では、旧データを新データに更新するとともに、旧デ
ータと新データの排他的論理和を計算して更新位置デー
タを生成し、該更新位置データを、パリティを格納する
ディスク装置に直接転送する。パリティを格納するディ
スク装置では、旧パリティと更新位置データとの排他的
論理和を計算して新パリティを生成し、旧パリティを新
パリティに更新する。さらに、ディスク装置３内に、複
数のアクチュエータ３２を設け、データリード後、一回
転待つことなくライトを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アレイ型記憶装置に関
し、特に、ディスク制御装置とディスク装置との間のイ
ンターフェースのデータ転送量およびディスクの回転待
ちを低減することにより、ライトペナルティを軽減した
アレイ型記憶装置に関する。

【０００２】

【従来技術】記憶装置の信頼性の向上を目的として、デ
ィスク装置の障害時のデータ回復を実現するために、デ
ータ格納時に、複数のデータを用いて、エラー訂正を行
うパリティ（データ回復用の冗長データ）を生成し、格
納しておくディスクアレイ装置がある。このようなディ
スクアレイ装置については、ア ケース フォー リタ゛ンタ゛ント アレイス゛
オフ゛ インエクスヘ゜ンシフ゛ テ゛ィスク(レイト゛),フ゜ロシーテ゛ィンク゛ス オフ゛ サ゛ 1
988 エーシーエム シク゛モト゛ コンフ オン サ゛ マネーシ゛メント オフ゛ テ゛ータ,1988
A Case for Redundant Arrey of InexpensiveDisk(RAI
D),Proceedings of the 1988 ACM SIGMOD Conf. on the
Management of Data,1988 に記載されている。この論
文では、RAID1からRAID5の５種のデータ格納方法が規定
されている。

【０００３】この論文の中で規定されているRAID4,RAID
5 では、データをブロック単位に分割し、異なるディス
ク装置に格納する。このようなディスクアレイ装置で
は、データを格納する複数のディスク装置により形成さ
れるパリティグループ毎にパリティを生成、記憶する。
従って、データの更新時には、該データの更新と同時に
パリティも更新する必要がある。

【０００４】このパリティ更新時における新パリティの
生成は、通常、旧データ、新データ、および旧パリティ
の排他的論理和を計算することにより行われる。また、
この新パリティの生成は、ディスク制御装置で行われ
る。従って、ディスク制御装置には、旧データと旧パリ
ティを転送する必要がある。

【０００５】図１１は、従来のアレイ型記憶装置の概略
構成図である。このアレイ型記憶装置は、ディスク制御
装置１と、データおよびパリティを格納する５台のディ
スク装置３−１〜３−５と、該ディスク制御装置１と該
ディスク装置３−１〜３−５とを接続するインタフェー
スとしてのSCSIバス２−１〜２−５とから構成されてい
る。

【０００６】ディスク制御装置１は、SCSIバス２−１〜
２−５の制御を行うSCSIバス制御回路４ー１〜４ー５、
上位装置とのインタフェースの制御を行うインタフェー
ス制御回路１５、マイコン１２、内部バス１１、キャッ
シュメモリ１３、およびデータ分割合成制御部１４を備
えている。

【０００７】図１２は、このような従来のアレイ型記憶
装置における新データのライトおよびパリティ更新時の
シーケンスを示す。はじめに、旧データおよび旧パリテ
ィをディスク装置からリードし、ディスク制御装置に転
送する（ステップ１５１）。次に、ディスク制御装置内
で、旧データ、旧パリティ、および新データの排他論理
和計算を行い、新パリティを生成する（ステップ１５
２）。さらに、新データおよび新パリティを、ディスク
制御装置からディスク装置に転送してライトする（ステ
ップ１５３）。

【０００８】以上の様に、ディスクアレイ装置では、パ
リティグループ毎にパリティを生成、記憶することによ
り、例えば、１台のディスク装置に障害が発生した場合
にも、パリティを用いて、障害が発生したディスク装置
に格納したデータを復元することが可能であり、高信頼
な記憶装置を実現できる。

【０００９】しかし、データ更新時には、データの更新
に加え、それに対応するパリティも更新する必要があ
る。このため、旧データおよび旧パリティをディスク装
置からリードしてディスク制御装置に転送し、ディスク
制御装置で新パリティを生成した後、ディスク制御装置
からディスク装置へと新データおよび新パリティを転送
してライトを行う必要がある。従って、１回のデータ更
新に対して、ディスク制御装置とディスク装置との間で
４回のリード／ライトが発生することとなる。また、旧
データまたは旧パリティのリード後、新データまたは新
パリティのライトが可能になるまでには、少なくとも、
ディスクが一回転するまで回転待ちをすることになる。

【００１０】このように、RAID4,RAID5のディスクアレ
イ装置では、データリード時に比べ、ライト時の処理性
能が低下する、所謂ライトペナルティが発生する。ま
た、新パリティ生成のために、インタフェースのデータ
転送量が増大するので、インタフェースの空き待ち時間
が増大し、データ更新処理時間が増大し、これが、ライ
トペナルティの発生する要因の一つとなる。

【００１１】特に、ディスク装置とディスク制御装置と
を接続するインタフェースに関しては、同一パリティグ
ループ内の複数台のディスク装置を同一のインタフェー
スで接続した場合には、該インタフェースが、システム
全体のボトルネックとなり、性能を制限する要因とな
る。また、該インタフェースの障害時には、システムダ
ウンにつながるため、高信頼なシステムを実現できな
い。以上の理由から、同一パリティグループ内の複数台
のディスク装置は、それそれ個別のインタフェースを用
いてディスク制御装置と接続することが多い。

【００１２】上記に示した、ライトペナルティを軽減す
る従来方法の一つとして、例えば、特開平４−２３０５
１２号公報に開示された方法がある。これは、ディスク
装置に新データをライトする際、新データのライト位置
を変えることで、回転待ちを低減する方法である。

【００１３】また、ライトペナルティを軽減する従来方
法の他の一つとして、例えば、特開平５−１５８６２１
号公報に開示された方法がある。これは、パリティを格
納するディスク装置内でパリティを生成する方法であ
り、旧パリティのディスク制御装置への転送を不要とす
ることで、ディスクインタフェースの転送量とライト処
理時間を低減するものである。

【００１４】具体的には、まず、データを格納するディ
スク装置からディスク制御装置へと旧データを転送し、
ディスク制御装置からデータを格納するディスク装置へ
新データを転送し、ディスク制御装置では新データと旧
データとの排他論理和を求めて更新位置データとし、そ
の更新位置データをディスク制御装置からパリティを格
納するディスク装置へと転送する。そして、パリティを
格納するディスク装置内で、旧パリティと更新位置デー
タとの排他論理和を求めて新パリティを生成し、その新
パリティをディスクにライトする。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、新データのラ
イト位置を変える方法（特開平５−１５８６２１号公
報）では、旧データのリード後、新データのライトまで
の回転待ち時間を低減することは可能であるが、ディス
ク制御装置で新パリティの生成を行うので、旧データお
よび旧パリティのディスク制御装置への転送は、依然と
して必要である。従って、インタフェースにおけるデー
タ転送量の増大は、改善されない。

【００１６】また、特開平５−１５８６２１号公報の方
法では、更新位置データのディスク制御装置からディス
ク装置への転送は、依然として必要である。従って、デ
ィスク制御装置からデータを格納するディスク装置への
新データの転送と、データを格納するディスク装置から
ディスク制御装置への旧データの転送と、ディスク制御
装置からパリティを格納するディスク装置への更新位置
データの転送との、合計３回の転送が必要となる。

【００１７】また、同一パリティグループ内の複数台の
ディスク装置は、上述したように、通常それぞれ個別の
インタフェースを用いてディスク制御装置と接続するた
め、該インタフェースが多数系統必要となり、コストが
増大する。

【００１８】本発明の目的は、アレイ型記憶装置の改良
にある。特に、本発明の目的は、アレイ型記憶装置にお
いて、インタフェースの転送量をさらに低減することに
より、ライトペナルティを軽減することにある。

【００１９】また、本発明の他の目的は、アレイ型記憶
装置において、旧データリード後、新データライトまで
に発生する、１回転の回転待ちを低減することにより、
ライトペナルティを軽減することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】ディスク制御装置でデー
タを分割し、該分割したデータからデータ回復用の冗長
データを生成し、該分割したデータと該冗長データとを
前記複数台のディスク装置に格納するようなアレイ型記
憶装置において、ディスク装置に、自ディスク装置内の
ディスクに格納したデータに対応する冗長データの格納
位置情報を記憶しておき、ディスク制御装置からデータ
の更新が指示されたときは、更新すべき旧データをディ
スクから読み出して、読み出した旧データと前記ディス
ク制御装置から与えられた新データとを用いて変更され
たデータをあらわす更新位置データを生成する。また、
旧データを新データに更新するとともに、更新位置デー
タを当該データに対応する冗長データを格納するディス
ク装置へと直接転送する。そして、更新位置データの転
送先である冗長データを格納したディスク装置では、更
新すべき旧冗長データをディスクから読み出し、読み出
した旧冗長データと前記転送された更新位置データとを
用いて新冗長データを生成し、ディスクに書き込むこと
により旧冗長データを更新する。

【００２１】データ回復用の冗長データとしては、例え
ば、分割したデータの排他的論理和（パリティデータ）
を用い、更新位置データとしては、旧データと新データ
との排他的論理和（中間パリティ）を用いる。ただし、
別のデータ回復用冗長データを用いてもよい。

【００２２】本発明においては、更新すべきデータを格
納したディスク装置から冗長データを格納したディスク
装置へと、新冗長データの生成に用いる更新位置データ
を直接転送する。そのインターフェースとしては、例え
ば、複数台のディスク装置とディスク制御装置とを接続
し、かつそれらの複数台のディスク装置同士を互いに接
続する同一のインターフェースを用いる。そのインター
フェースは、複数系統設けてもよい。

【００２３】また、複数台のディスク装置とディスク制
御装置とは、複数台のディスク装置ごとに個別に設けら
れたインターフェースで接続し、それとは別に、更新位
置データの転送を行うために複数台のディスク装置同士
を互いに接続するインターフェースを設けてもよい。そ
の複数台のディスク装置同士を互いに接続するインター
フェースは、複数系統設けてもよい。

【００２４】さらに、本発明の望ましい形態では、複数
台のディスク装置とディスク制御装置との間に複数系統
のインターフェースを設け、それぞれの系統に複数台の
ディスク装置を接続したものにおいて、該インターフェ
ースとは別に、更新位置データの転送を行うために複数
台のディスク装置同士を互いに接続する複数系統のイン
ターフェースを設ける。その場合、ディスク装置の装置
アドレスとしては、該ディスク装置が接続されている複
数系統の何れのインタフェースにおいても、そのインタ
フェースに接続した他のすべてのディスク装置の装置ア
ドレスと重複しない１つの装置アドレスを設定するよう
にする。

【００２５】ディスク装置自体が、複数台のディスク装
置およびそれらを制御するディスク制御装置により構成
された第二のアレイ型記憶装置であるようにしてもよ
い。すなわち、同一のインタフェースで接続した冗長デ
ータの生成単位となる複数台のディスク装置自体が、複
数台のディスク装置により構成した第二のアレイ型記憶
装置であり、該第二のアレイ型記憶装置のディスク制御
装置を該インタフェースに直接接続した場合には、該イ
ンタフェースには、データを格納するディスク制御装置
内で、更新位置データを生成し、該生成した更新位置デ
ータを冗長データを格納するディスク装置に直接転送
し、該冗長データを格納するディスク装置では、更新位
置データと旧冗長データとから新冗長データを生成して
格納する機能を設ける。

【００２６】また、ディスク装置に、自ディスク装置内
のディスクに対し、少なくとも読み出し可能な第一のデ
ータアクセス手段と、少なくとも書き込み可能な第二の
データアクセス手段を備えるようにし、該第一のデータ
アクセス手段により、前記旧冗長データの読み出しを行
い、同一アドレスに対して該第二のデータアクセス手段
による書き込みが可能となるまでの間に前記旧冗長デー
タと前記更新位置データとを用いて新冗長データを生成
する計算を行い、該第二のデータアクセス手段で新冗長
データの書き込みを行うようにするとよい。

【００２７】ディスク装置は、ディスク制御装置から与
えられた新データを一時記憶するライトデータ一時記憶
手段と、自ディスク装置内のディスクから読み出した旧
データを一時記憶するリードデータ一時記憶手段と、生
成した前記更新位置データを一時記憶する更新位置デー
タ一時記憶手段とを備えるようにし、新データのライト
データ一時記憶手段への格納、旧データのリードデータ
一時記憶手段への格納、および旧データと新データとを
用いて生成した更新位置データの更新位置データ一時記
憶手段への格納を、並行して同時に行うようにするとよ
い。

【００２８】

【作用】データを格納するディスク装置内で更新位置デ
ータを生成し、生成した更新位置データを、冗長データ
を格納するディスク装置に直接転送するようにし、該冗
長データを格納するディスク装置では、更新位置データ
と旧冗長データとから新冗長データを生成して格納する
ようにしたので、ディスク制御装置を介さずデータ回復
用の冗長データの更新が可能となる。従って、従来のよ
うにディスク制御装置に旧データおよび旧パリティ（旧
冗長データ）を転送する必要が無くなり、データ更新時
のデータ転送量は、低減される。

【００２９】また、ディスク装置内に、独立にリード、
ライト可能な複数のデータアクセス手段を設け、第１の
データアクセス手段による旧データリード後、ディスク
装置内で新データを生成し、第２のデータアクセス手段
を用いて新データのライトを行うようにしたので、旧デ
ータリード後、ディスクが１回転するのを待つ必要がな
くなる。

【００３０】

【実施例】以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明
する。

【００３１】図１および図２は、本発明に係わるアレイ
型記憶装置の一実施例を示す。本実施例のアレイ型記憶
装置では、記憶装置として磁気ディスク装置（以下、デ
ィスク装置と呼ぶ）を用い、また、ディスク装置とディ
スク制御装置とを接続するインタフェースとしてSCSIバ
スを用いた場合について示すが、記憶装置として磁気デ
ィスク装置以外の装置を接続し、あるいは、インタフェ
ースとしてSCSIバス以外のインタフェースを用いて接続
することも可能である。

【００３２】図１に示すように、本実施例のアレイ型記
憶装置は、大きくは、ディスク制御装置１と、データお
よびパリティを格納する５台のディスク装置３−１〜３
−５と、該ディスク制御装置１と該ディスク装置３−１
〜３−５とを接続するインタフェースとしてのSCSIバス
２とから、構成されている。

【００３３】ディスク制御装置１とディスク装置３−１
〜３−５は、同一のSCSIバス２により接続されている。
ディスク制御装置１は、SCSIバス２の制御を行うSCSIバ
ス制御回路４、上位装置とのインタフェースの制御を行
うインタフェース制御回路１５、マイコン１２、内部バ
ス１１、キャッシュメモリ１３、およびデータ分割合成
制御部１４を備えている。

【００３４】上位装置からデータを書き込むライト命令
が発行されると、データ分割合成制御部１４は、該ライ
トデータを、ディスク装置の格納単位に分割する。マイ
コン１２は、SCSIバス制御回路４に対して、該分割され
たデータのライト命令を発行する。また、このとき、マ
イコン１２は、ライト先のディスク装置に対して、該分
割されたデータに対応するパリティを格納する際に必要
となるディスク装置のID番号およびアドレスを同時に転
送する。

【００３５】次に、ディスク制御装置１が発行したライ
ト命令を受けたディスク装置（例えば、ディスク装置３
−１とする）は、そのディスク装置の内部で、新データ
のディスクへのライトを行うとともに、ディスクからリ
ードした旧データとライトする新データとの排他的論理
和計算結果である更新位置データを生成し、該更新位置
データを、パリティを格納するディスク装置（例えば、
ディスク装置３−５）に転送する。この更新位置データ
の転送は、ディスク装置３−１からディスク装置３−５
へと直接行われる。

【００３６】パリティを格納するディスク装置３−５で
は、転送された更新位置データと旧パリティ（旧パリテ
ィは自機内のディスクからリードする）との排他的論理
和を計算して新パリティを生成し、その新パリティをデ
ィスクにライトする。

【００３７】以下、このようなパリティの更新につい
て、図２〜図５を参照して、詳しく説明する。以下は，
データの更新時について説明を行うが，最初にデータの
書き込みを行う場合には，通常，フォーマット後のデー
タは「０」であることから，旧データ，旧パリティとし
て「０」が格納されているとすることで，以下と同じ制
御による書き込みが可能である。

【００３８】図２は、図１におけるディスク装置３の構
成の一例を示したものである。図１のディスク装置３−
１〜３−５のそれぞれは、図２の構成を備えているもの
とする。

【００３９】ディスク装置３は、ディスク制御部４０、
データを格納するディスク３３、およびディスク３３の
リード／ライトを行うアクチュエータ３２を備えてい
る。

【００４０】ディスク制御部４０は、ディスク制御装置
１とのインタフェースであるSCSIバス２の制御を行うSC
SIバス制御回路４、ディスク装置全体の制御を行うマイ
コン４１、アクチュエータ３２やディスク３３の制御を
行うハードディスクコントローラ４３、ディスク３３へ
のリード／ライトの制御を行うリード／ライト制御回路
４４、データを一時的に記憶するバッファメモリ５、お
よび内部バス４５を有している。

【００４１】本実施例では、バッファメモリ５として、
ライトデータ用バッファメモリ５２とリードデータ用バ
ッファメモリ５１と排他的論理和データ用バッファメモ
リ５３と、さらに排他的論理和データ転送先アドレス５
４とを備えており、またディスク装置３−１〜３−５
が、図１に示したように同一インタフェース２で接続さ
れているところに特徴がある。

【００４２】これにより、ライトデータのライトデータ
用バッファメモリ５２への格納と、リードデータのリー
ドデータ用バッファメモリ５１への格納と、さらに、該
ライトデータと該リードデータとから生成する排他的論
理和データの排他的論理和データ用バッファメモリ５３
への格納とを、同時に行うことが可能となる。また、デ
ータを格納するディスク装置で生成した更新位置データ
を、ディスク制御装置１を介さずに、パリティを格納す
るディスク装置へ直接転送することが可能となる。

【００４３】図３は、本実施例のSCSIバス２における、
新設コマンドの構造を示す。該新設コマンドは、ディス
ク制御装置１からディスク装置３に対して、旧データの
リードと新データのライトを指示するとともに、さら
に、そのディスク装置からパリティを格納するディスク
装置に対してパリティの更新を指示するコマンドを発行
することを指示するコマンドである。

【００４４】以下、この図３のコマンドを、DPW コマン
ドと呼ぶ。本実施例では、DPW コマンドを新設するため
に、SCSI規格に規定されているグループ６コマンドの、
ベンダに開放されているオペレーションコードC1H を使
用している。

【００４５】該DPW コマンドは、BYTE０のオペレーショ
ンコード、BYTE２からBYTE５のライトを行うディスク装
置の論理ブロックアドレス、BYTE６からBYTE７のライト
データ長に加え、さらに、排他論理和計算結果（更新位
置データ）の転送先アドレス情報として、BYTE８の転送
先ディスク装置のID番号、BYTE１０からBYTE１３のアク
セスを行う転送先論理ブロックアドレスを備えていると
ころに特徴がある。

【００４６】これにより、このDPW コマンドを受けたデ
ィスク装置３では、更新位置データの転送先アドレスを
認識することが可能となり、該ディスク装置３内でリー
ドした旧データとディスク制御装置１から転送された新
データとの排他論理和を計算し、該ディスク装置３から
その計算結果（更新位置データ）を転送先アドレスの装
置（すなわち、パリティを格納したディスク装置）に転
送してパリティの更新を指示することができる。

【００４７】図４は、ＤＰＷコマンドを受けたディスク
装置３の動作を示す流れ図である。この流れ図は、図２
のディスク装置３内のマイコン４１のＤＰＷルーチン
が、装置内の各部を制御して行わせる動作の流れを示し
ている。ここでは、図１のディスク装置３−１がＤＰＷ
コマンドを受けたものとして説明する。

【００４８】ディスク装置３−１にてＤＰＷコマンドを
受領すると（ステップ８０１）、該ディスク装置３−１
内のマイコン４１は、ハードディスクコントローラ４３
に対して、ライトを行うアドレスにすでに格納されてい
る旧データのリードを指示する。マイコン４１の制御の
元で、ハードディスクコントローラ４３は、リード処理
を行うために、指定アドレスへのシークを開始する（ス
テップ８０２）。

【００４９】一方、SCSIバス制御回路４は、新データを
ディスク装置３−１内のライトデータ用バッファメモリ
５２に転送する（ステップ８０３）。転送終了後、一端
SCSIバス２を解放し、再度SCSIバス２を獲得した後、転
送先ID番号のディスク装置（ここでは、ディスク装置３
−５が転送先として指定されているものとする）に対し
て、転送先論理ブロックアドレスから転送データ長の旧
パリティのリードを指示する（ステップ８０４）。そし
て、SCSIバス２を解放して、旧データのリードを待つ。

【００５０】なお、ステップ８０４で、ディスク装置３
−１からディスク装置３−５に対して発行される新パリ
ティの生成とライトを指示するコマンドをPWコマンドと
呼ぶ。実際には、ステップ８０４で旧パリティのリード
を指示し、後述のステップ８１１で新パリティを生成す
るために必要な更新位置データを転送するようにしてい
る。PWコマンドを受けたディスク装置３−５の処理につ
いては、図５を用いて後述する。

【００５１】ハードディスクコントローラ４３は、シー
ク、回転待ちを行った後（ステップ８０６）、旧データ
のリードを行う（ステップ８０７）。リードされた旧デ
ータは、リードデータ用バッファメモリ５１に格納され
る。リード終了後は、同一アドレスがライト可能になる
まで回転待ちとなり（ステップ８０８）、その後、新デ
ータのライトを行う（ステップ８０９）。

【００５２】マイコン４１は、 ライトデータ用バッフ
ァメモリ５２内の新データとリードデータ用バッファメ
モリ５１内の旧データとの排他的論理和を計算すること
により、更新位置データを生成する（ステップ８１
０）。該更新位置データは、排他的論理和データ用バッ
ファメモリ５３に格納される。

【００５３】さらに、マイコン４１の制御の元で、SCSI
バス制御回路４は、転送先ID番号のディスク装置３−５
に対して該更新位置データを転送し、該更新位置データ
と旧パリティとの排他的論理和を計算して新パリティを
ライトすることを該ディスク装置３−５に指示する（ス
テップ８１１）。

【００５４】さらに、このディスク装置３−１のマイコ
ン４１は、ディスク装置３−５からの新パリティのライ
トの終了報告を受けた後、ディスク制御装置１への終了
報告を行う。

【００５５】次に、ディスク装置３−１から発行された
PWコマンドを受けたディスク装置３−５において、新パ
リティを生成する場合のシーケンスの一例を説明する。

【００５６】図５は、PWコマンドを受けたディスク装置
３−５における処理の流れ図である。この流れ図は、デ
ィスク装置３−５内のマイコン４１のＰＷルーチンが、
装置内の各部を制御して行わせる動作の流れを示してい
る。

【００５７】図４のステップ８０４で発行されたPWコマ
ンドを受領すると（ステップ９０１）、ディスク装置３
−５のマイコン４１は、ハードディスクコントローラ４
３に対して、旧パリティのリードを指示する。マイコン
４１の制御の元で、ハードディスクコントローラ４３
は、リード処理を行うために、指定アドレスへのシーク
を開始する（ステップ９０２）。

【００５８】一方、SCSIバス制御回路４は、図４のステ
ップ８１１でディスク装置３−１から転送されてくる更
新位置データを受領し、受領した更新位置データをライ
トデータ用バッファメモリ５２に格納する（ステップ９
０３）。そして、旧パリティのリードを待つ（ステップ
９０５）。

【００５９】また、ハードディスクコントローラ４３
は、シーク、回転待ちを行った後（ステップ９０４）、
旧パリティのリードを行う（ステップ９０６）。リード
された旧パリティは、リードデータ用バッファメモリ５
１に格納される。

【００６０】次に、マイコン４１は、ライトデータ用バ
ッファ５２内の更新位置データとリードデータ用バッフ
ァメモリ５１内の旧パリティとの排他的論理和を計算す
ることにより、新パリティを生成する（ステップ９０
７）。該新パリティは、排他的論理和データ用バッファ
メモリ５３に格納される。次に、同一アドレスにライト
が可能となるまでの回転待ち（ステップ９０８）の後、
該新パリティのライトを行う（ステップ９０９）。

【００６１】最後に、このディスク装置３−５のマイコ
ン４１は、ディスク装置３−１に終了報告を行う。な
お、該終了報告は、ディスク制御装置１に直接報告して
もよい。

【００６２】以上により、データを格納するディスク装
置３−１内で、更新位置データを生成し、該更新位置デ
ータをパリティを格納するディスク装置３−５に転送
し、該ディスク装置３−５内で新パリティを生成してデ
ィスクにライトすることが可能となるため、旧データ、
旧パリティ、および更新位置データをディスク制御装置
１に転送する必要がなくなる。

【００６３】従って、データ更新およびパリティ更新時
において、旧データおよび旧パリティをディスク制御装
置に転送し、新パリティを生成後、新データおよび新パ
リティをディスク制御装置からディスク装置に転送して
書き込んでいた従来方式に比べ、SCSIバス２の転送量
は、半分（新データの転送と更新位置データの転送の２
回）に低減できる。また、ディスク制御装置１で更新位
置データを生成する必要がなくなるので、該ディスク制
御装置１の処理能力低下を防止することができる。

【００６４】図６は、本発明に係わるアレイ型記憶装置
のインタフェース構成に対する他の一例を示す構成図で
ある。

【００６５】本実施例のアレイ型記憶装置は、SCSIバス
制御回路４−１，４−２を備えているディスク制御装置
１と、それぞれ２系統のSCSIバスによりアクセス可能な
ディスク装置３−１〜３−５と、ディスク制御装置１と
ディスク装置３−１〜３−５を接続するインタフェース
であるSCSIバス２−１，２−２とにより、構成されてい
る。

【００６６】本実施例は、図１に示したアレイ型記憶装
置に対して、SCSIバスを２系統備えているところに特徴
がある。それ以外については、上記の図１〜図５の第１
の実施例と同様である。本実施例では、SCSIバスを２系
統備えているので、インタフェースの信頼性を向上で
き、さらにインタフェース当りの転送量を低減すること
ができる。

【００６７】図７は、本発明に係わるアレイ型記憶装置
の他の一例である階層型ディスクアレイ装置の構成図で
ある。

【００６８】本実施例のアレイ型記憶装置は、グローバ
ルディスク制御装置６１と、ローカルディスク制御装置
６３−１〜６３−５と、共通バス６２とから構成され
る。共通バス６２は、グローバルディスク制御装置６１
とローカルディスク制御装置６３−１〜６３−５とを接
続するためのものである。

【００６９】上位装置からライト命令が発行されたと
き、グローバルディスク制御装置６１は、上位装置から
与えられたライトデータをローカルディスク制御装置の
格納単位に分割し、分割されたデータのライト命令をロ
ーカルディスク制御装置に対して発行する。特に、分割
されたデータからパリティを生成し、パリティ格納用の
ローカルディスク制御装置（ここではローカルディスク
制御装置６３−５）に格納する。

【００７０】また、上位装置からリード命令が発行され
たとき、グローバルディスク制御装置６１は、各ローカ
ルディスク制御装置から読み出したデータを合成して上
位装置に渡す。ローカルディスク制御装置６３−５にパ
リティを格納しているので、何れかのローカルディスク
制御装置に障害が発生しても、データは回復できる。

【００７１】このようにグローバルディスク制御装置６
１は、ローカルディスク制御装置６３−１〜６３−５へ
のRAID制御によるデータの管理を行う。

【００７２】ローカルディスク制御装置６３−１〜６３
−５の各々は、その内部に複数のディスク装置３を備
え、各ディスク装置３へのデータの分割合成処理などの
制御を行っている。ローカルディスク制御装置内で複数
のディスク装置３を制御する方式はどのようなものであ
ってもよいが、例えばRAID制御を行うようにしてもよ
い。その場合は、グローバルディスク制御装置６１とロ
ーカルディスク制御装置６３−１〜６３−５とでRAID制
御を行うとともに、各ローカルディスク制御装置６３−
１〜６３−５の各々の内部でもRAID制御を行い、階層化
したRAID制御を行うことになる。

【００７３】本実施例では、ローカルディスク制御装置
６３−１〜６３−５が、リードデータ、ライトデータ、
排他的論理和データ、および排他的論理和データ転送先
アドレスを格納するためのバッファメモリ６５−１〜６
５−５をそれぞれ備えていることが特徴である。また、
ローカルディスク制御装置６３−１〜６３−５は，マイ
コン４１において更新位置データおよびパリティの生成
を行う。

【００７４】本実施例に示した階層型ディスクアレイ装
置の場合にも、各ローカルディスク制御装置は、共通バ
スによる同一インタフェースに接続される構成となるの
で、図４および図５に示したシーケンスにより、旧デー
タおよび旧パリティをグローバルディスク制御装置６１
に転送することなく、データおよびパリティを更新する
ことができる。

【００７５】図８は、本発明に係わるアレイ型記憶装置
のインタフェース構成に対する他の一例を示す。これ
は、従来の列方向のディスク装置を接続するインタフェ
ース構成に加え、行方向にインタフェースを設けたもの
である。

【００７６】本実施例のインタフェース構成では、列方
向のSCSIバス２−１〜２−５に加え、同一パリティグル
ープ内のディスク装置を接続する行方向のSCSIバス２−
６が設けられている。SCSIバス２−６は、上述の第１の
実施例におけるＰＷコマンドと更新位置データを転送す
るためのものである。これにより、旧データおよび旧パ
リティをディスク制御装置１に転送することなく、デー
タおよびパリティの更新ができる。

【００７７】さらに、SCSIバス２−１に障害が発生した
場合には、例えば、SCSIバス２−２およびディスク装置
３−２を介して、ディスク装置３−１をアクセスするこ
とが可能となる。従って、列方向のSCSIバスを２系統備
える場合に比べ、安価に高信頼性を確保することができ
る。

【００７８】図９は、本発明のさらに別の実施例であ
り、ディスク装置を３行５列のマトリックス状に配置し
た場合の、ディスク装置のID番号の設定方法の一例を示
す。ディスク装置３ａ−１内の＃１は、ID番号が「１」
であることを示している。

【００７９】本実施例では、各ディスク装置のID番号
は、該ディスク装置が接続される２系統のSCSIバスに接
続されている他のディスク装置のID番号と重複しないよ
うに設定するところに特徴がある。

【００８０】例えば、ディスク装置３ａ−１のID番号を
「１」に設定し、SCSIバス２−６ａに接続する他のディ
スク装置３ａ−２〜３ａ−５は「１」以外のID番号を設
定し、SCSIバス２−１に接続する他のディスク装置３ｂ
−１〜３ｃ−１は「１」以外のID番号を設定する。これ
により、ディスク装置３ａ−１は、SCSIバス２−１の系
統でも、SCSIバス２−６ａの系統でも、ID番号が「１」
になる。すなわち、複数のSCSIバスに接続されるディス
ク装置に対して、SCSIバス毎の複数のID番号を設定する
必要がなくなる。

【００８１】図１０は、本発明のさらに別の実施例であ
り、複数のデータアクセス手段を備えたディスク装置に
よりディスクアレイ装置を構成する場合の一例を示す。

【００８２】ディスク装置３は、各々独立にリード／ラ
イト可能なアクチュエータ３２−１，３２−２と、それ
ぞれに対応するハードディスクコントローラ４３−１，
４３−２おとびリード／ライト制御回路４４−１，４４
−２とを備えている。その他については、図２の実施例
と同様である。また、全体の構成は図１と同様とする。

【００８３】ここでは、例として、パリティを更新する
場合について説明する。データを格納するディスク装置
３−１で生成された更新位置データを、パリティを格納
するディスク装置３−５に転送して、該ディスク装置３
−５内のライトデータ用バッファメモリ５２に格納す
る。一方、第一のアクチュエータ３２−１を用いて、旧
パリティのリードを行い、該旧パリティをリードデータ
用バッファメモリ５１に格納する。

【００８４】また、該更新位置データと該旧パリティの
排他的論理和の計算を行うことにより、新パリティを生
成し、該新パリティを排他的論理和データ用バッファメ
モリ５３に格納する。新パリティ作成に要する時間は、
マイクロ秒オーダであり、ディスク３３が１回転する時
間が十数ミリ秒であるのに比べ、十分短いので、第一の
アクチュエータ３２−１により旧データをリード後、次
に、第二のアクチュエータ３２−２を用いて、新パリテ
ィのライトを行う。

【００８５】以上により、旧パリティをリード後、新パ
リティをライトするまでに、ディスク３３が、一回転す
るのを待っている回転待ち時間を低減することが可能と
なる。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データを格納するディスク装置に新データを転送し、そ
のディスク装置内で、新データと旧データとから更新位
置データを生成し、該更新位置データを、そのディスク
装置から該データに対応するデータ回復用冗長データ
（パリティ）を格納するディスク装置へと直接転送し、
冗長データを格納するディスク装置内で、新パリティを
生成後、更新するようにしているので、旧データおよび
旧パリティをディスク制御装置に転送して新パリティを
生成する場合に比べ、インタフェースのデータ転送量を
１／２に半減することができ、ライトペナルティが低減
されるという効果がある。さらに、他の効果として、少
ないインタフェースで、ライトペナルティを低減できる
ため、安価なアレイ型ディスク装置を実現することがで
きるという効果がある。

【００８７】更新位置データの転送は、データを格納す
るディスク装置と該データに対応するデータ回復用冗長
データを格納するディスク装置とが同一インタフェース
に接続されている場合には、そのインターフェースを用
いて転送できる。また、従来のアレイ型ディスク装置の
列方向のインタフェース構成に、行方向のインタフェー
スを設けたインタフェース構成のアレイ型ディスク装置
に適用した場合にも、旧データおよび旧パリティをディ
スク制御装置に転送する必要がなくなるので、ライトペ
ナルティが低減されるという効果がある。

【００８８】また、本発明を階層型ディスクアレイに適
用した場合にも、旧データおよび旧パリティを、最上位
のディスク制御装置に転送する必要がなくなるので、ラ
イトペナルティが低減されるという効果がある。

【００８９】また、本発明の望ましい形態では、データ
を格納するディスク装置と該データに対応する冗長デー
タを格納するディスク装置を複数系統のインタフェース
で接続するようにしたので、該インタフェースの１系統
に障害が発生しても、システム全体がダウンすることな
く、高信頼なシステムが実現できるという効果がある。

【００９０】また、各ディスク装置のID番号は、該ディ
スク装置が接続される複数系統の例えばSCSIバスに接続
されている他のディスク装置のID番号と重複しないよう
にしたので、各ディスク装置は、SCSIバス毎の複数のID
番号を設定する必要がなくなり、コストを低減できると
いう効果がある。

【００９１】また、ディスク装置内に、独立にリード、
ライト可能な複数のデータアクセス手段を設け、第１の
データアクセス手段による旧データリード後、ディスク
装置内で新データを作成し、第２のデータアクセス手段
を用いて新データのライトを行うようにしているので、
旧データリード後、ディスクが１回転するのを待つ必要
がなくなり、ライトペナルティが低減されるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるアレイ型記憶装置の一構成例を
示す構成図である。

【図２】本発明に係わるアレイ型記憶装置の一構成例を
示す構成図である。

【図３】本発明に係わるSCSIコマンドの一構成例を示す
構成図である。

【図４】本発明に係わるアレイディスク装置の一動作例
を示す流れ図である。

【図５】本発明に係わるアレイディスク装置の一動作例
を示す流れ図である。

【図６】本発明に係わるアレイ型記憶装置の一構成例を
示す構成図である。

【図７】本発明に係わるアレイ型記憶装置の一構成例を
示す構成図である。

【図８】本発明に係わるアレイ型記憶装置の一構成例を
示す構成図である。

【図９】本発明に係わるアレイ型記憶装置の一構成例を
示す構成図である。

【図１０】本発明に係わるアレイ型記憶装置の一構成例
を示す構成図である。

【図１１】従来のアレイ型記憶装置の構成を示す構成図
である。

【図１２】従来のアレイディスク装置の動作を示す流れ
図である。

【符号の説明】

１・・・ディスク制御装置 ２、２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−
６、２ａ−６、２ｂ−６、２ｃ−６、・・・SCSIバス ３、３−１、３−２、３−３、３−４、３−５、３ａ−
１、３ａ−２、３ａ−３、３ａ−４、３ａ−５、３ｂ−
１、３ｂ−２、３ｂ−３、３ｂ−４、３ｂ−５、３ｃ−
１、３ｃ−２、３ｃ−３、３ｃ−４、３ｃ−５、・・・
ディスク装置 ４、４−１、４−２、４−３、４−４、４−５・・・SC
SIバス制御回路 ５・・・バッファメモリ １１、４５・・・内部バス １２、４１・・・マイコン １４・・・データ分割合成制御部 ３２、３２−１、３２−２・・・アクチュエータ ３３・・・ディスク ４０・・・ディスク制御部 ４３、４３−１、４３−２・・・ハードディスクコント
ローラ ４４、４４−１、４４−２・・・リード／ライト制御回
路 ５１・・・リードデータ用バッファメモリ ５２・・・ライトデータ用バッファメモリ ５３・・・排他論理和用データメモリ ５４・・・データ転送先アドレス用バッファメモリ ６１・・・グローバルディスク制御装置 ６２・・・共通バス ６３−１、６３−５・・・ローカルディスク制御装置 ３０１・・・SCSIコマンド

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データを記憶するためのディスクを内部に
   有する複数台のディスク装置と、 上位装置から送られたデータを分割し、該分割したデー
   タからデータ回復用の冗長データを生成し、該分割した
   データと該冗長データとを前記複数台のディスク装置に
   格納するディスク制御装置とを備えたアレイ型記憶装置
   において、 前記ディスク装置は、 自ディスク装置内のディスクに格納したデータに対応す
   る冗長データの格納位置情報を記憶した記憶手段と、 前記ディスク制御装置からデータの更新が指示されたと
   き、更新すべき旧データをディスクから読み出して、読
   み出した旧データと前記ディスク制御装置から与えられ
   た新データとを用いて旧データ内の変更された部分をあ
   らわす更新位置データを生成する更新位置データ生成手
   段と、 新データをディスクに書き込むことにより前記旧データ
   を更新する新データ書き込み手段と、 前記更新位置データを、当該データに対応する冗長デー
   タを格納するディスク装置へと直接転送する転送手段と
   を備え、 前記更新位置データの転送先の冗長データを格納したデ
   ィスク装置は、 更新すべき旧冗長データをディスクから読み出し、読み
   出した旧冗長データと前記転送された更新位置データと
   を用いて新冗長データを生成する手段と、 生成した新冗長データをディスクに書き込むことにより
   前記旧冗長データを更新する新冗長データ書き込み手段
   とを備えたことを特徴とするアレイ型記憶装置。
2. 【請求項２】データを記憶するためのディスクを内部に
   有する複数台のディスク装置と、該ディスク装置をＲＡ
   ＩＤに従って制御するディスク制御装置とを備えたアレ
   イ型記憶装置において、 前記ディスク装置は、 自ディスク装置内のディスクに格納したデータに対応す
   るデータ回復用の冗長データの格納位置情報を記憶した
   記憶手段と、 前記ディスク制御装置からデータの更新が指示されたと
   き、更新すべき旧データをディスクから読み出して、読
   み出した旧データと前記ディスク制御装置から与えられ
   た新データとを用いて更新位置データを生成する更新位
   置データ生成手段と、 新データをディスクに書き込むことにより前記旧データ
   を更新する新データ書き込み手段と、 前記更新位置データを、当該データに対応する冗長デー
   タを格納するディスク装置へと直接転送する転送手段と
   を備え、 前記更新位置データの転送先の冗長データを格納したデ
   ィスク装置は、 更新すべき旧冗長データをディスクから読み出し、読み
   出した旧冗長データと前記転送された更新位置データと
   を用いて新冗長データを生成する手段と、 生成した新冗長データをディスクに書き込むことにより
   前記旧冗長データを更新する新冗長データ書き込み手段
   とを備えたことを特徴とするアレイ型記憶装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載のアレイ型記憶装
   置において、 前記データ回復用の冗長データは、前記分割したデータ
   の排他的論理和であるパリティデータであり、 前記更新位置データは、前記旧データと前記新データと
   の排他的論理和である更新位置データであることを特徴
   とするアレイ型記憶装置。
4. 【請求項４】請求項１または２に記載のアレイ型記憶装
   置において、 前記複数台のディスク装置と前記ディスク制御装置とを
   接続し、かつ前記複数台のディスク装置同士を互いに接
   続する同一のインターフェースを有し、 前記更新位置データは、該インターフェースを介して直
   接転送されることを特徴とするアレイ型記憶装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載のアレイ型記憶装置におい
   て、 前記インターフェースは、複数系統設けてあることを特
   徴とするアレイ型記憶装置。
6. 【請求項６】請求項１または２に記載のアレイ型記憶装
   置において、 前記複数台のディスク装置と前記ディスク制御装置と
   は、前記複数台のディスク装置ごとに個別に設けられた
   インターフェースで接続されており、 該インターフェースとは別に、前記更新位置データの転
   送を行うために前記複数台のディスク装置同士を互いに
   接続するインターフェースを有することを特徴とするア
   レイ型記憶装置。
7. 【請求項７】請求項６に記載のアレイ型記憶装置におい
   て、 前記複数台のディスク装置同士を互いに接続するインタ
   ーフェースは、複数系統設けてあることを特徴とするア
   レイ型記憶装置。
8. 【請求項８】請求項１または２に記載のアレイ型記憶装
   置において、 前記複数台のディスク装置と前記ディスク制御装置との
   間には複数系統のインターフェースが設けられており、
   それぞれの系統に複数台のディスク装置が接続されてお
   り、 該インターフェースとは別に、前記更新位置データの転
   送を行うために前記複数台のディスク装置同士を互いに
   接続する複数系統のインターフェースを有することを特
   徴とするアレイ型記憶装置。
9. 【請求項９】請求項８に記載のアレイ型記憶装置におい
   て、 前記ディスク装置の装置アドレスとして、該ディスク装
   置が接続されている複数系統の何れのインタフェースに
   おいても、そのインタフェースに接続した他のすべての
   ディスク装置の装置アドレスと重複しない１つの装置ア
   ドレスを設定することを特徴とするアレイ型記憶装置。
10. 【請求項１０】請求項１または２に記載のアレイ型記憶
    装置において、 前記ディスク装置自体が、複数台のディスク装置および
    それらを制御するディスク制御装置により構成された第
    二のアレイ型記憶装置であることを特徴とするアレイ型
    記憶装置。
11. 【請求項１１】請求項１または２に記載のアレイ型記憶
    装置において、 前記ディスク装置は、自ディスク装置内のディスクに対
    し、少なくとも読み出し可能な第一のデータアクセス手
    段と、少なくとも書き込み可能な第二のデータアクセス
    手段を備えており、 該第一のデータアクセス手段により、前記旧冗長データ
    の読み出しを行い、同一アドレスに対して該第二のデー
    タアクセス手段による書き込みが可能となるまでの間に
    前記旧冗長データと前記更新位置データとを用いて新冗
    長データを生成する計算を行い、該第二のデータアクセ
    ス手段で新冗長データの書き込みを行うことを特徴とす
    るアレイ型記憶装置。
12. 【請求項１２】請求項１または２に記載のアレイ型記憶
    装置において、 前記ディスク装置は、 前記ディスク制御装置から与えられた新データを一時記
    憶するライトデータ一時記憶手段と、 自ディスク装置内のディスクから読み出した前記旧デー
    タを一時記憶するリードデータ一時記憶手段と、 生成した前記更新位置データを一時記憶する更新位置デ
    ータ一時記憶手段とを備えており、 新データのライトデータ一時記憶手段への格納、旧デー
    タのリードデータ一時記憶手段への格納、および旧デー
    タと新データとを用いて生成した更新位置データの更新
    位置データ一時記憶手段への格納を、並行して同時に行
    うことを特徴とするアレイ型記憶装置。