JPH0736633A - 磁気ディスクアレイ - Google Patents

磁気ディスクアレイ

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JPH0736633A
JPH0736633A JP5179569A JP17956993A JPH0736633A JP H0736633 A JPH0736633 A JP H0736633A JP 5179569 A JP5179569 A JP 5179569A JP 17956993 A JP17956993 A JP 17956993A JP H0736633 A JPH0736633 A JP H0736633A
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JP
Japan
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data
drive
disk array
magnetic disk
access
Prior art date
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Pending
Application number
JP5179569A
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English (en)
Inventor
Riichi Takai
利一 高井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0736633A publication Critical patent/JPH0736633A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冗長性を持ち複数のドライブへの並列アクセ
スが可能な磁気ディスクアレイへのデータ書き込み時に
発生するオーバーヘッドを低減すること。 【構成】 ホストシステム2からのデータアクセスが発
生した場合、アクセスされたデータ及びその近辺のデー
タをパリティデータと共にデータバッファメモリ103
に保持することにより、データバッファメモリ103に
保持されている領域への書き込み時にドライブ30Nか
らのデータ読み出しを無くすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は情報処理装置において用
いる磁気ディスクを用いた冗長性を持つディスクアレイ
に関し、特にデータアクセス性能の向上する冗長性を持
つディスクアレイに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、情報処理装置において用いられる
外部記憶装置は、システム側の必要によりより大容量の
記憶装置を用いる方向に進んでいたが、この大容量の外
部記憶装置を使用するシステム構成では、1つの記憶装
置の故障により大量のデータが一度に喪失してしまう。
【0003】また、同一外部記憶装置の別領域に記憶さ
れているデータへの並列アクセスが出来ないため、シス
テム全体としてのスループットが低下してしまう。
【0004】上記のような単一の大容量外部記憶装置を
用いた場合の弊害をなくすために考え出された方式がカ
リフォルニア大学バークレー校コンピュータ科学学科に
より提唱された「低価格ディスクによる冗長アレイ(R
edundant Arrays of inexpe
nsive Disk;略称RAID)」である。
【0005】このRAIDに対し、カリフォルニア大学
バークレー校コンピュータ科学学科(EESC)レポー
ト番号UCV/CSD/87/391では、RAID1
よりRAID5までの5種類の実現方法が提唱されてい
る。このうちRAID4及びRAID5として規定され
ている方式では、RAIDアレイに対するデータをブロ
ック単位で分割し、その分割したデータをアレイを構成
する各ドライブに分散させて記憶し、そのパリティデー
タを別ドライブに記憶している。
【0006】このRAID4,5に対し書き込みを行な
う場合、該当データとそれに対応するパリティデータを
一度読みだしてから再書き込みを行なう必要がある。こ
の為通常の単体ドライブに対するデータ書き込みに比べ
余分なディスクアクセスが必要となる。なお、この読み
出しから再書き込みのために必要となるオーバーヘッド
をライトペナルティと呼ぶ。(例えば、特開昭61−1
90644号公報、特開昭63−132354号公報、
特開昭64−76346号公報、及び特開平3ー289
44号公報を参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにRAI
Dアレイでは、並列アクセスにより外部記憶装置のスル
ープットの向上を図っているが、RAID4,RAID
5ではライトペナルティの存在により書き込み時のオー
バーヘッドが大きくなってしまうという問題がある。
【0008】それ故に、本発明の課題は、RAID4,
RAID5アレイにおけるライトペナルティを低減する
ことにより、RAIDアレイの目的の1つであるスルー
プットの向上を図る磁気ディスクアレイを提供すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、自己の
配下にあるドライブに対するデータアクセスが発生した
場合、該データアクセスが記憶されている近辺に存在す
るデータ及び該データのパリティデータを先読みし、そ
のデータを保持することが可能な冗長性を持つことを特
徴とする磁気ディスクアレイが得られる。
【0010】また、本発明によれば、先読みバッファに
データが保持されている領域を示すアドレスを記憶し、
該アドレスがアクセスされた場合に、アクセスされたこ
とを検出することを特徴とする検出装置が得られる。
【0011】また、本発明によれば、前記検出装置が、
前記先読みバッファにデータが保持されているデータア
ドレスへのアクセスを検出した場合に、ディスクよりデ
ータを読み出さずに前記先読みバッファに記憶されてい
るデータを使用することが可能な冗長性を持つことを特
徴とする磁気ディスクアレイが得られる。
【0012】また、本発明によれば、前記先読みバッフ
ァに記憶されているデータ領域に対するデータ書換が行
なわれた場合に、ドライブへのアクセスを行なわずに前
記先読みバッファ上に記憶されているデータを用いて冗
長データの再構築を行なうことが可能な冗長性を持つこ
とを特徴とする磁気ディスクアレイが得られる。
【0013】
【作用】本発明における磁気ディスクアレイでは、今後
アクセスされる可能性の高いデータ記憶領域及び該デー
タ記憶領域に対応するパリティデータを、ドライブ上で
はなくアレイのコントロール機構上のメモリに保持して
おくことにより、メモリ上に記憶されているデータ領域
へのアクセスがあった場合に、ドライブからのデータ読
み出しをメモリから行ないドライブへのアクセスを減ら
すことによりRAID4,RAID5アレイにおけるラ
イトペナルティを低減させる。
【0014】
【実施例】以下に、本発明の磁気ディスクアレイの一実
施例について図面を参照して説明する。図1は、ホスト
となる情報処理装置に接続されデータアクセスを行なう
RAID4ディスクアレイの構成を示す。
【0015】図1を参照して、RAID4を実現するデ
ィスクアレイ1は、ホストインタフェース101及びホ
ストインタフェース101に接続されるホストバス20
1を介してホストシステム2に接続される。
【0016】このディスクアレイ1は、アレイ制御回路
102をもち、このアレイ制御回路102がホストシス
テム2からのデータアクセス命令の各ドライブへの振り
分け、パリティデータの生成及びそのチェックを行う。
【0017】また、ディスクアレイ1は、ドライブ30
1,302,…30Nにより構成され,各々のドライブ
はドライブバス311,312,…30Nを介してドラ
イブインタフェース111,112,…11Nに接続さ
れている。なお、RAID4においてはパリティデータ
を保持するドライブは特定されるが,本実施例ではドラ
イブ30P(図2を参照)がパリティディスクであるも
のとする。
【0018】また、ディスクアレイ1は、読み出しアク
セスが実施されたデータエリアとその近辺のデータ及び
各々のデータに対応するパリティデータを記憶するデー
タバッファメモリ103及びそのコントロールを行なう
メモリコントローラ104と、データバッファメモリ1
03に記憶されているデータ及びそのパリティデータが
どのデータアドレスに対応するデータなのかを記憶する
データアドレステーブル105及びディスクアレイ1全
体の動作を統括する中央処理ユニット106より構成さ
れている。
【0019】次に本発明におけるRAID4の実現方法
について説明する。
【0020】RAID4とは、アレイに対するデータを
ブロック単位に分割し、その分割したデータを複数のド
ライブに分散して割り付ける事により、並列にデータア
クセスすることを可能とする磁気アレイディスクの一種
である。なお、複数のドライブを使用するためアレイと
して見た場合の故障率は各々のドライブ1台分と比較し
低下してしまう。これを防ぐためにRAID4では分割
したデータを保持するドライブ以外にデータのパリティ
を保持するパリティドライブを用意している。
【0021】図1に示した実施例におけるデータ分散状
態を図2に示す。アレイを構成するドライブ30Nには
ブロック単位に分割されたデータ4N1,4N2…が収
納されるとする。パリティデータ用のドライブ30Pに
収納されるデータを4P1,4P2,4P3…とすると
き、RAID4を構成するためには数式1に示すデータ
の関係式が成り立つ必要がある。
【0022】
【数1】
【0023】この関係式が成り立っているRAID4ア
レイのデータを書き換えるには以下の手順が必要とな
る。任意のデータアドレスにより指定されるドライブ3
0N上に存在するドライブデータ4NXを書き換えると
すると、このドライブデータ4NXにより生成されてい
るパリティデータ4PXの書換も必要となる。この時ド
ライブデータ4NXの書換前のデータを4NXOLD 、書
き換えるデータを4NXNEW 、パリティデータ4PXの
書換前のデータを4PXOLD 、書換後のデータを4PX
NEW とすると、数式2の関係が成り立つ。
【0024】
【数2】
【0025】よって、ドライブデータ4NXOLD ,4P
OLD ,4NXNEW が分かれば書換後のパリティデータ
4PXNEW が生成可能であるのでパリティの書換にディ
スクアレイ1に接続されるドライブ全部のデータを読み
出す必要はないが、少なくともデータの存在するドライ
ブ30Nとパリティドライブ30Pについては読みだし
から再書き込みの各々2回ずつのディスクアクセスが必
要となる。
【0026】本実施例では以下の方法にて上記に示した
パリティ書換によるオーバーヘッドを低減する。図1の
回路において中央制御ユニット106は、ドライブ30
N及び30Pより任意のドライブデータ4NXとそのパ
リティデータ4PXを読み出すとき、必要とするブロッ
クであるドライブデータ4NX,4PXのみを読み出す
のではなく30N,30Pを含む特定レングスL分の領
域を読み出すよう指示し、読みだした特定レングスL分
のデータ及びそのデータに対応するパリティデータをデ
ータバッファメモリ103に書き込む。又、この時同時
にデータバッファメモリ103に保持されたレングスL
分のデータがどこのデータアドレスに対応するデータで
ありそのデータ及びパリティがデータバッファメモリ1
03のどの領域に記録されたかはデータアドレステーブ
ル105に記録される。
【0027】データバッファメモリ103にデータが保
持されている状態にて、ホストシステム2よりライトア
クセス要求が発生した場合、中央制御ユニット106
は、ライトアクセスを指定されたドライブデータ4NY
をデータアドレステーブル105を元にデータバッファ
メモリ103に保持されている領域かどうかをチェック
する。
【0028】データバッファメモリ103にデータが書
き込まれている領域への書き込みであった場合は、ドラ
イブ30P,30Nへのアクセスは行なわず、データバ
ッファメモリ103からドライブデータ4NYOLD と対
応するパリティデータ4PYOLD を読み出す。ここで中
央制御ユニット106は、数式2に示した関係式を用い
て読みだしたデータとホストシステム2より転送された
新たに4NYに書き込むべきドライブデータ4NYNEW
とから今後のパリティデータ4PYNEW が生成し再度デ
ータバッファメモリ103に蓄積される。
【0029】このため、通常ならば前述の通りドライブ
よりリードしてから再度ドライブにデータを書き戻さな
ければならないRAID4においてもドライブのアクセ
ス無しで書き込み作業を終了することが可能となる。な
お、データバッファメモリ103に一時的に書き込まれ
た演算結果は即時もしくはディスクアレイ1に対するア
クセスが無い場合に中央処理ユニット106の命令によ
りドライブ30N及び30Pに対し書き出される。
【0030】本実施例ではRAID4を示したが、パリ
ティデータが固定ドライブではなく、全ドライブに分散
しているRAID5ディスクアレイにおいても同様に先
読みデータとその対応パリティをバッファメモリに記憶
しておく事によりライト時のオーバーヘッドを低減させ
ることが可能となる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、冗長性を
持ち複数のドライブへの並列アクセスが可能な磁気ディ
スクアレイにおいて、データアクセスが行なわれた場合
にそのデータ及びその近辺のデータをバッファメモリに
蓄積することにより、データ書き込み時に発生する冗長
データの読みだし、再書き込みによるオーバーヘッドの
減少を図る効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気ディスクアレイの一実施例を示す
ブロック図である。
【図2】図1の実施例のRAID4ディスクアレイにお
けるデータ分散状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 ディスクアレイ 2 ホストシステム 101 ホストインタフェース 102 アレイ制御回路 103 データバッファメモリ 104 メモリコントローラ 105 データアドレステーブル 106 中央処理ユニット 111 ドライブインタフェース 301 ドライブ 311 ドライブバス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自己の配下にあるドライブに対するデー
    タアクセスが発生した場合、該データアクセスが記憶さ
    れている近辺に存在するデータ及び該データのパリティ
    データを先読みし、そのデータを保持することが可能な
    冗長性を持つことを特徴とする磁気ディスクアレイ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の磁気ディスクアレイにお
    いて、先読みバッファにデータが保持されている領域を
    示すアドレスを記憶し、該アドレスがアクセスされた場
    合に、アクセスされたことを検出することを特徴とする
    検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の磁気ディスクアレイにお
    いて、前記検出装置が、前記先読みバッファにデータが
    保持されているデータアドレスへのアクセスを検出した
    場合に、ディスクよりデータを読み出さずに前記先読み
    バッファに記憶されているデータを使用することが可能
    な冗長性を持つことを特徴とする磁気ディスクアレイ。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の冗長性を持つ磁気ディス
    クアレイにおいて、前記先読みバッファに記憶されてい
    るデータ領域に対するデータ書換が行なわれた場合に、
    ドライブへのアクセスを行なわずに前記先読みバッファ
    上に記憶されているデータを用いて冗長データの再構築
    を行なうことが可能な冗長性を持つことを特徴とする磁
    気ディスクアレイ。
JP5179569A 1993-07-21 1993-07-21 磁気ディスクアレイ Pending JPH0736633A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6675176B1 (en) 1998-09-18 2004-01-06 Fujitsu Limited File management system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04233025A (ja) * 1990-06-21 1992-08-21 Internatl Business Mach Corp <Ibm> パリティ保護データを回復するための方法および装置
JPH04280315A (ja) * 1991-03-08 1992-10-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 記憶サブシステム

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960903