JPH08123627A

JPH08123627A - ディスクアレイ装置

Info

Publication number: JPH08123627A
Application number: JP6255813A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nakajima; 正中島
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】データを冗長構成したときの冗長度を必要な
スループットが得られる範囲で小さくすることのできる
ディスクアレイ装置を提供することにある。【構成】データを複数のディスク装置１２〜１５に分
散して格納した場合の読出時間と、圧縮後のデータを所
定の１台を除くディスク装置１２〜１４に分散して格納
した場合の読出時間をそれぞれ求める。同時に並行して
読み出すディスク装置の台数が１台分少なくても、読出
時間が圧縮により未圧縮のデータを全てのディスク装置
に分散格納するよりも短くなるとき、圧縮後のデータを
ＲＡＩＤ構成にして格納する。短くならないときは、未
圧縮のデータを二重化構成にして格納する。これにより
読み出しのスループットは、二重化構成にした場合より
も低下することはない。また、必要なスループットが得
られればＲＡＩＤ構成にしてデータを格納しているので
冗長度を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディスクアレイ装置に係
わり、特にデータを冗長構成にして格納するディスクア
レイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク装置は、ホストコンピュータな
どの情報処理装置における補助記憶装置として多用され
ている。ディスク装置の抱える問題点として、情報処理
装置の処理速度に比べてデータの読み書きにかかる時間
が長いことと、記憶しているデータの損壊が起こる場合
があることが挙げられる。これらのうち読み書きにかか
る時間の短縮が図られたディスク装置として、ディスク
アレイ装置がある。この装置は、記憶すべきデータを複
数のディスク装置にデータを分散して格納し、読出時に
はこれらのディスク装置から同時に並行してデータを読
み出すようになっている。１台のディスク装置から読み
出すデータ量を減らすことによってスループットの向上
が図られている。

【０００３】また、ディスク装置に実際に読み書きされ
るデータ量を減らすことによってスループットの向上を
図ったディスク装置がある。この装置では格納するデー
タを圧縮してそのデータ量を減らし、これにより見掛け
上のスループットを向上させている。このようなデータ
の圧縮および伸長を行う機能をディスク装置自身に備え
たディスク装置は特開平４−３６４５４７号公報に開示
されている。また、特開平１−２３７９６６号公報に
は、所定のデータ量ごとにデータの圧縮を行い、圧縮に
よって生じた空き領域に余白データを書き込むようにし
たディスク装置が開示されている。この装置では、圧縮
前のデータ量に従ってディスク上の記憶領域を確保して
おき、圧縮によってデータ量が減少したときは、確保し
た領域に生じた空き領域に所定の余白データを書き込む
ものである。圧縮されたデータを読み出すときに、余白
データを検出した時点でデータの読み出しを終了させた
り、他のトラックへのヘッドの移動を許可することによ
って読出所要時間の短縮が図られている。

【０００４】特開平１−５８５４７号公報には、記憶領
域を圧縮後のデータを格納する第１の領域と非圧縮のデ
ータを格納する第２の領域に分けたディスク装置が開示
されている。データは第２の領域に優先的に書き込まれ
この領域が一杯になったとき、古いデータから順に圧縮
して第１の領域に移すようになっている。第２の領域に
目的とするデータがあれば読出処理においてデータを伸
長する必要がないので、その分だけ読出時間の短縮が図
られている。また、圧縮して格納する領域を備えている
ことからディスク装置の記憶容量を見掛け上増加させて
いる。

【０００５】さらにデータを複数の圧縮方式によってそ
れぞれ圧縮し、圧縮率の最も高い圧縮方式を選択するよ
うにしたディスク装置が特開平２−１０８１１９号公報
に開示されている。このディスク装置では、圧縮した結
果、圧縮前よりもデータ量が増加した場合には、非圧縮
の状態でデータをディスク装置に格納するようになって
いる。

【０００６】一方、データの損壊を防止しディスク装置
の信頼性を向上させるためにデータを冗長構成にして格
納するディスク装置がある。このうち、ミラード・ディ
スク装置は２台のディスク装置を用意し、これらに同一
のデータを記憶するようになっている。そして、一方の
ディスク装置が故障したときは、他方のディスク装置か
らデータを読み出すようになっている。このように同一
のデータを２台のディスク装置に格納する冗長構成の取
り方は二重化構成と呼ばれている。このほか３台以上の
ディスク装置を用意し、そのうちの１台に誤り訂正用の
パリティデータを記憶させることによって、損壊したデ
ィスク装置のデータを再構成するようにしたものがあ
る。パリティデータを用いてデータを再構成する技術
は、一般にＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensiv
e Disks)技術の第３レベルと呼ばれており、特に大量の
データを冗長構成にして記憶するのに適している。

【０００７】図２３は、パリティデータによって損壊し
たデータを再構成するディスク装置におけるデータの流
れを表わしたものである。第１のディスク装置および第
２のディスク装置は、書き込むべきデータを記憶するよ
うになっている。第３のディスク装置はパリティデータ
を記憶するようになっている。これらのディスク装置の
記憶領域は４キロバイトごとのブロック単位に区分され
ており、ディスク装置相互間で１対１にブロック同士が
対応付けられている。たとえば２つのブロック分のデー
タを格納するときには、第１のディスク装置と第２のデ
ィスク装置の対応付けられたブロック２０１、２０３に
データを分散して格納する。そして、第１のディスク装
置のブロック２０１と第２のディスク装置のブロック２
０２のデータ間でビットごとに排他的論理和が取られ、
その結果が第３のディスク装置のブロック２０３に格納
されるようになっている。まず、ブロック２０１とブロ
ック２０２の先頭の１バイトのデータ２０４、２０５が
それぞれ読み出され、ビット毎に排他的論理和がとら
れ、その演算結果であるパリティデータ２０６が第３の
ディスク装置のブロック２０３の先頭に格納される。こ
れをブロックの先頭から１バイトずつ順次行うようにな
っている。このようなデータの冗長構成の取り方を以
後、ＲＡＩＤ構成と呼ぶことにする。

【０００８】ここで、データの読出時に第１のディスク
装置が故障したものとする。この場合ブロック２０１の
データは、第３のディスク装置と第２のディスク装置の
ブロック２０３とブロック２０２を読み出しこれらのデ
ータの排他的論理和をとることによって再構成される。
たとえば、ブロック２０３の先頭のパリティデータ２０
６とブロック２０２の先頭のデータ２０５をビットごと
に排他的論理和をとることによって、ブロック２０１の
先頭のデータ２０４が再構成されるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ミラード・ディスク装
置のようにデータを二重化構成にして格納する場合に
は、格納されるデータ量が２倍になりその冗長度が大き
く、ディスク装置に記憶できるデータ量が大幅に少なく
なってしまうという問題がある。ＲＡＩＤ構成の場合の
冗長度は二重化構成の場合に比べて少なくなる。たとえ
ば、４台のディスク装置を用いる場合には、３台のディ
スク装置にデータは分散して格納され、残りの１台にパ
リティデータが格納される。したがって、書き込むデー
タ量の３分の４倍の記憶領域によってデータを冗長構成
して格納することができる。しかしながら、同じ４台の
ディスク装置を用いた場合で比べると、データの読出時
間は二重化構成の場合よりも長くなってしまう。これ
は、同時に並行してデータを読み出すディスク装置の数
が、４台から３台に減少してしまうからである。このた
め、ＲＡＩＤ構成でデータを格納する場合にスループッ
トを二重化構成の場合と同一のレベルで確保するには、
ディスク装置の台数を１台増やさなければならないとい
う問題がある。逆にディスク装置の台数が限られている
場合には、二重化構成の場合に比べてスループットが低
下してしてまうという問題がある。

【００１０】ＲＡＩＤ構成にした場合の読み出しのスル
ープットを向上させる方法として、圧縮後のデータをＲ
ＡＩＤ構成にすることが考えられる。圧縮によりデータ
量が減少すれば、１台当たりのディスク装置から読み出
すデータ量が減りそれだけ読出所要時間の短縮を図るこ
とができる。しかしながら、圧縮率は圧縮するアルゴリ
ズムや圧縮されるデータによって様々であり、圧縮して
も二重化構成にした場合と同一レベルのスループットを
確保できない場合がある。したがって、画像処理装置な
ど所定の制限時間内にデータを読み出す必要のある情報
処理装置の補助記憶装置として用いる場合には、圧縮率
の悪いケースを考慮して、結局ディスク装置の台数を増
やさなければならないという問題がある。このように二
重化構成ではデータの冗長度が大きく、ディスク装置に
格納できるデータ量が減少するという問題があり、ＲＡ
ＩＤ構成では二重化構成に比べてスループットが低下し
てしまうという問題がある。

【００１１】また、二重化構成やＲＡＩＤ構成にしてデ
ータをディスク装置に格納するときは、冗長構成をとら
ずに格納する場合に比べて、書込所要時間が長くなって
しまう。たとえばＲＡＩＤ構成にする場合には、格納す
るデータのそれぞれのビットの排他的論理和をとり、こ
れをパリティデータ用に用意されたディスク装置に格納
しなければならない。このためデータの書込命令を発し
た情報処理装置を書込処理から開放するまでの時間が長
くなってしまうという問題がある。

【００１２】そこで本発明の第１の目的は、データを冗
長構成にして格納するとともに書込命令を発する情報処
理装置を短時間で書込処理から開放することのできるデ
ィスクアレイ装置を提供することにある。

【００１３】本発明の第２の目的は、データの冗長度を
必要なスループットが得られる範囲で小さくすることの
できるディスクアレイ装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、複数のディスク装置と、これらディスク装置に格納
すべきデータを入力する書込データ入力手段と、この書
込データ入力手段から入力されたデータを複数のディス
ク装置に振り分けて格納する分散格納手段と、この分散
格納手段によるデータの格納が終了した時点で書き込み
の終了を表わした所定の書込完了通知を送出する書込完
了通知送出手段と、この書込完了通知送出手段によって
書込完了通知が送出された後分散格納手段によって格納
されたデータを冗長構成にして複数のディスク装置に再
格納する冗長構成格納手段とをディスクアレイ装置に具
備させている。

【００１５】すなわち請求項１記載の発明では、書き込
むべきデータを複数のディスク装置に分散して格納した
時点で書込完了通知を送出し、その後、データを冗長構
成にして再格納するようにしている。これにより、書込
命令を発した上位装置を短時間で書込処理から開放する
ことができる。

【００１６】請求項２記載の発明では、複数のディスク
装置と、これらディスク装置に格納すべきデータを入力
する書込データ入力手段と、この書込データ入力手段か
ら入力されたデータを複数のディスク装置に振り分けて
格納する分散格納手段と、この分散格納手段によるデー
タの格納が終了した時点で書き込みの終了を表わした所
定の書込完了通知を送出する書込完了通知送出手段と、
この書込完了通知送出手段によって書込完了通知が送出
された後分散格納手段によって格納されたデータを冗長
構成にして複数のディスク装置に再格納する冗長構成格
納手段と、データの読出命令を受信する読出命令受信手
段と、この読出命令受信手段によって読出命令が受信さ
れた時点で読み出すべきデータが冗長構成格納手段によ
り冗長構成されて再格納されていないときは分散格納手
段により格納されたデータを読み出す読出手段とをディ
スクアレイ装置に具備させている。

【００１７】すなわち請求項２記載の発明では、書き込
むべきデータを複数のディスク装置に分散して格納した
時点で書込完了通知を送出し、その後、データを冗長構
成にして再格納するようにしている。そして、再格納す
る処理が終了する前に、読出命令を受けたときは、当
初、分散して格納した領域からデータを読み出すように
している。これにより、冗長構成にしてデータを再格納
する処理の途中であっても、データの読み出しを行うこ
とができる。

【００１８】請求項３記載の発明では、複数のディスク
装置と、これらディスク装置に格納すべきデータを入力
する書込データ入力手段と、この書込データ入力手段か
ら入力されたデータをディスク装置に分散して格納した
ときこれらのディスク装置から同時に並行してこのデー
タを読み出すのに必要な読出時間を求める第１の読出時
間割出手段と、書込データ入力手段から入力されたデー
タを圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段によって圧縮さ
れた後のデータを複数のディスク装置のうち所定の１台
を除くディスク装置に分散して格納したときこれらのデ
ィスク装置から同時に並行してこの圧縮後のデータを読
み出すのに必要な読出時間を求める第２の読出時間割出
手段と、第１の読出時間割出手段によって求めた読出時
間がこの第２の読出時間割出手段によって求めた読出時
間よりも短いかあるいは等しいとき書込データ入力手段
から入力されたデータをディスク装置に分散させて格納
する第１の分散格納手段と、書込データ入力手段から入
力されたデータをこの第１の分散格納手段とその格納先
のディスク装置を変えて分散させて格納する第２の分散
格納手段と、第２の読出時間割出手段によって求めた読
出時間が第１の読出時間割出手段によって求めた読出時
間よりも短いとき圧縮手段によって圧縮された後のデー
タを所定の１台を除くディスク装置に分散させて格納す
る第３の分散格納手段と、この第３の分散格納手段によ
ってデータの格納されたディスク装置のうちいずれか１
台が読出不能になったときこれに格納されたデータを再
構成するための誤り訂正符号を生成する誤り訂正符号生
成手段と、この誤り訂正符号生成手段によって生成され
た誤り訂正符号を所定の１台のディスク装置に格納する
誤り訂正符号格納手段とをディスクアレイ装置に具備さ
せている。

【００１９】すなわち請求項３記載の発明では、データ
を複数のディスク装置に分散して格納した場合の読出時
間と、圧縮後のデータを所定の１台を除くディスク装置
に分散して格納した場合の読出時間をそれぞれ求めてい
る。そして、同時に並行して読み出すディスク装置の台
数が１台分少なくなっても、圧縮により読出時間が未圧
縮のデータを全てのディスク装置に分散格納した場合よ
りも短くなるとき、圧縮後のデータをＲＡＩＤ構成にし
て格納している。圧縮しても読出時間が未圧縮のデータ
を全てのディスク装置に分散格納したときよりも低減し
ないときは、データを二重化構成にして格納している。
したがって、読み出しのスループットは、二重化構成に
した場合よりも低下することはない。また、二重化構成
にする場合よりも高いスループットが得られるときはＲ
ＡＩＤ構成にしてデータを格納しているので、冗長度を
小さくしてデータを格納することができる。

【００２０】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２１】図１は本願発明の一実施例におけるディス
クアレイ装置を用いたデータ記憶システムの構成の概要
を表わしたものである。このデータ記憶システムは、デ
ータの読み書きを指示するホストコンピュータ１１と、
データを分散して格納するための第１〜第４のディスク
装置１２〜１５と、これらのディスク装置にデータの読
み書きを行うディスクアレイ制御装置１６とから構成さ
れている。ディスクアレイ制御装置１６は、ホストコン
ピュータ１１との間でデータおよび各種コマンドの入出
力を行う上位入出力制御部１７を備えている。圧縮処理
部１８は、書き込むべきデータを圧縮する回路装置であ
る。圧縮データカウント部１９は、圧縮処理部１８によ
って圧縮された後のデータ量の計数を行うものである。
伸長処理部２１は、各ディスク装置から読み出した圧縮
されたデータの伸長を行う回路である。パリティ生成部
２２は、ディスク装置が破壊したときにデータの再構成
を行うためのパリティデータを生成する回路部分であ
る。下位入出力制御部２３は、ディスクアレイ制御装置
１６と各ディスク装置１２〜１５との間のインターフェ
イスを行うための回路である。管理部２４は、ホストコ
ンピュータ１１からのコマンドに応じてこれらの回路装
置の統括的な制御を行う部分である。

【００２２】図２は図１に示したディスクアレイ制御装
置の回路構成の概要を表わしたものである。ディスクア
レイ制御装置１６はその制御の中枢的な役割を果たすＣ
ＰＵ（中央制御装置）３１を備えている。ＣＰＵ３１に
はデータバス等の各種バス３２を通じて各種回路装置が
接続されている。このうち、ＲＯＭ（リード・オンリ・
メモリ）３３はプログラムや固定的データを格納するた
めのメモリである。ＲＡＭ３４は、プログラムを実行す
る上で必要な各種データを一時的に記憶するためのラン
ダム・アクセス・メモリである。第１〜第４のＳＣＳＩ
（Small Computer Sysytem Interface) コントローラ３
５〜３８はディスク装置との間で、第５のＳＣＳＩコン
トローラ３９はホストコンピュータ１１との間でそれぞ
れインターフェイスを行う回路装置である。圧縮処理回
路４１は、ディスク装置１２〜１４に格納すべきデータ
を圧縮する回路である。圧縮データカウンタ回路４２
は、圧縮処理回路４１によって圧縮された後のデータの
データ量を計数する回路である。この回路で圧縮された
後のデータ量が減少したかどうかを調べるようになって
いる。伸長処理回路４３は、圧縮されたデータの伸長を
行う回路部分である。パリティ生成回路４４は、圧縮さ
れたデータについての誤り検出用の符号を生成する回路
である。

【００２３】第１〜第５のＳＣＳＩコントローラ３５〜
３９と、圧縮処理回路４１と、伸長処理回路４３および
パリティ発生回路４４はローカル・バス４５によって接
続されている。ローカル・バス４５によってデータを転
送することで、ディスクアレイ制御装置１６内部での転
送時間の短縮を図っている。また、第１〜第４のＳＣＳ
Ｉコントローラ３５〜３８とパリティ生成回路４４は、
パリティ符号を生成する対象になるデータおよび生成さ
れたパリティ符号を伝送するための専用のバス４６によ
って接続されている。

【００２４】図３は、ディスクアレイ制御装置の内部で
のデータの流れを模式的に表わしたものである。第１〜
第４のディスク装置１２〜１５の記憶領域には、それぞ
れ上位入出力制御部１７から入力されたデータを分散し
て格納するための初期格納エリア５１₁〜５１₄が用意
されている。また、第１〜第３のディスク装置１２〜１
４には、圧縮されたデータを格納するための圧縮格納エ
リア５２₁〜５２₃が、第４のディスク装置１５には、
パリティデータを格納するためのパリティ格納エリア５
３がそれぞれ用意されている。上位入出力制御部１７か
ら入力されたデータは第１〜第４のディスク装置１２〜
１５の初期格納エリア５１₁〜５１₄に格納されるよう
になっている。各エリアはそれぞれ４キロバイト単位の
ブロック単位に管理されている。初期格納エリア５１₁
〜５１₄にはブロック単位に分割された後のデータＤ₀
〜Ｄ_Nが分散されて格納されている。

【００２５】初期格納エリア５１₁〜５１₄にデータが
格納された時点で、ホストコンピュータ１１には書込完
了通知が送出されるようになっている。これによりホス
トコンピュータ１１は書込処理から開放されることにな
る。その後、圧縮処理部１８によってブロック単位にデ
ータが圧縮され、圧縮された後のデータは第１〜第３の
ディスク装置１２〜１４の圧縮格納エリア５２₁〜５２
₃に格納されているようになっている。ディスク装置１
２〜１５の各ブロックに格納された圧縮後のデータＦ₀
〜Ｆ₈に対応するパリティ符号がパリティ生成部２２に
よって作成され、第４のディスク装置１５のパリティ格
納エリア５３に格納されるようになっている。このよう
に圧縮後のデータに対応するパリティデータを作成し、
ＲＡＩＤ構成によってデータの冗長構成がとられるよう
になっている。このように圧縮後のデータをＲＡＩＤ構
成にする冗長構成の取り方を圧縮ＲＡＩＤ構成と呼ぶこ
とにする。データの読み出し時には第１〜第３のディス
ク装置の圧縮格納エリア５２₁〜５２₃から圧縮データ
が読み出されこれが伸長処理部２１によって伸長された
後、上位入出力制御部１７を通じてホストコンピュータ
１１に出力されるようになっている。

【００２６】図４は、ディスクアレイ装置におけるデー
タの格納先を管理するためのデータ管理テーブルの登録
内容を表わしたものである。データ管理テーブル６１
は、データの格納先の領域のアドレスを表わした格納先
アドレス６２と、格納されたデータの長さを表わすデー
タ長６３と、データが圧縮されて格納されているかどう
かを表わす属性６４とから構成されている。格納先アド
レス６２は、ホストコンピュータ１１から見たときのア
ドレスを表わした論理アドレス６５に対応付けて、ディ
スクアレイ制御装置１６内部での格納先アドレスを記憶
している。格納先アドレスは、図３に示した初期格納エ
リア５１₁〜５１₄にデータの書き込みが終了した時点
では、このエリアでの格納アドレスである初期格納アド
レス６６が登録されるようになっている。また、初期格
納エリア５１₁〜５１₄のデータが圧縮されて圧縮格納
エリア５２₁〜５２₃に記憶されたときはこのエリアの
アドレスである圧縮格納アドレス６７にその値が変更さ
れるようになっている。データ長６３は、初期格納エリ
ア５１₁〜５１₄におけるデータ長、すなわち圧縮され
る前の状態におけるデータ量が登録されるようになって
いる。属性６４は、データが圧縮されているかどうかを
表わすもので、初期格納エリア５１₁〜５１₄に格納さ
れた段階では“未加工”が、圧縮されて圧縮格納エリア
に格納された段階では“圧縮ＲＡＩＤ”が登録されるよ
うになっている。

【００２７】図５は、データの書込命令を受信したとき
にディスクアレイ制御装置の行うフォアグランド処理の
流れを表わしたものである。ＣＰＵ３１は第５のＳＣＳ
Ｉコントローラ３９を介してホストコンピュータ１１か
ら書込命令が送られてくるのを待機している（ステップ
Ｓ１０１）。書込命令が受信されると（ステップＳ１０
１；Ｙ）、それに続いて送られてくるデータをブロック
単位に分割し（ステップＳ１０２）、これらを第１〜第
４のディスク装置１２〜１５の初期格納エリア５１₁〜
５１₄に分散して格納する（ステップＳ１０３）。ＣＰ
Ｕ３１はデータを格納した先頭の領域に該当する初期格
納エリアのアドレスをデータ管理テーブルに登録する
（ステップＳ１０４）。そしてその属性を“未加工”に
設定する（ステップＳ１０５）。その後、ホストコンピ
ュータ１１に書込完了通知を送出する（ステップＳ１０
６）。ここまでの処理はフォアグランド処理として行わ
れる。以後、初期格納エリアのデータを圧縮して圧縮格
納エリアに格納する処理はバックグランド処理として行
われる。このためＣＰＵ３１はバックグランド処理を起
動し（ステップＳ１０７）、フォアグランド処理を終了
する（エンド）。

【００２８】このように、初期格納エリアにデータを格
納した時点で書込完了通知を送出しているので、ホスト
コンピュータ１１を早期に書込処理から開放することが
できる。また、大量のデータの書き込みを行う場合で
も、ディスク装置の初期格納エリアに記憶した時点で書
込完了通知を送出するため、大容量のキャッシュメモリ
を用意する必要がない。

【００２９】図６は、データの書込命令を受信したとき
にディスクアレイ制御装置の行うバックグランド処理の
流れを表わしたものである。ＣＰＵ３１は初期格納エリ
ア５１₁〜５１₄からデータを読み出し、圧縮処理回路
４１によってこれを圧縮する（ステップＳ２０１）。
圧縮後のデータを第１〜第３のディスク装置１２〜１４
の圧縮格納エリア５２₁〜５２₃に分散して格納する
（ステップＳ２０２）。図３で示した場合を例にとる
と、第１のディスク装置１２の初期格納エリア５１ ₁に
格納されているデータ“Ｄ₀”は圧縮されて、第１のデ
ィスク装置１２の圧縮格納エリア５２₁の“Ｆ₀”とし
て格納される。同様にして“Ｄ₁”は“Ｆ₁”、
“Ｄ₂”は“Ｆ₂”として格納される。次にＣＰＵ３１
は、第１〜第３のディスク装置１２〜１４に格納された
圧縮後のデータについてのパリティデータを作成し（ス
テップＳ２０３）、これを第４のディスク装置１５のパ
リティ格納エリア５３に格納する（ステップＳ２０
４）。

【００３０】パリティデータの作成は、次の様にして行
われる。たとえば、図３で、“Ｆ₀”、“Ｆ₁”、“Ｆ
₂”および“Ｐ₀”の各ブロックを対応するブロックと
して予め定めておく。同様に、“Ｆ₃”、“Ｆ₄”、
“Ｆ₅”および“Ｐ₃”を対応付ける。このようにして
各ディスク装置のブロックを予めそれぞれ対応付けてお
く。第１から第３のディスク装置１２〜１４から対応付
けられたブロックの先頭のデータをそれぞれ１バイトず
つ読み出し、これらのデータの互いに対応するビット相
互間の排他的論理和をとる。その結果を、１バイトのパ
リティデータとして、第４のディスク装置の対応するブ
ロックの先頭に格納する。これと同様にして、第２バイ
ト同士、第３バイト同士の排他的論理和をとり、これを
第４のディスク装置の第２バイト目、第３バイト目に格
納する。これを１ブロック内のすべてのデータについて
行い、さらに、圧縮データを格納したすべてのブロック
について行う。図３に示した例では、“Ｆ₀”〜
“Ｆ₂”についてのパリティデータが第４のディスク装
置１５の“Ｐ₀”に格納されている。“Ｆ₃”〜
“Ｆ₅”については“Ｐ₃”に、“Ｆ₆”〜“Ｆ₈”に
ついては“Ｐ₆”にそれぞれ格納されている。こうして
圧縮後のデータをＲＡＩＤ構成で格納している。

【００３１】図６に戻って説明を続ける。圧縮格納エリ
アにデータを格納した後、ＣＰＵ３１は図４に示した格
納先アドレスを初期格納アドレスから圧縮格納アドレス
に書き換える（ステップＳ２０５）。さらに属性を“未
加工”から“圧縮ＲＡＩＤ”に変更する（ステップＳ２
０６）。最後に初期格納エリアに格納されているデータ
を消去して（ステップＳ２０７）、処理を終了する（エ
ンド）。このようにデータを圧縮し、さらにパリティデ
ータを生成して圧縮ＲＡＩＤ構成で格納するには、かな
りの処理時間が必要である。しかしながらこれをバック
グランド処理で行うことによって、ホストコンピュータ
１１から見た書込所要時間の短縮が図られている。

【００３２】図７は、読出命令を受信したときにディス
クアレイ制御装置の行う処理の流れを表わしたものであ
る。ＣＰＵ３１はホストコンピュータ１１から読出命令
が送られてくるのを待機している（ステップＳ３０
１）。読出命令を受信すると（ステップＳ３０１；
Ｙ）、読み出すべきデータに対応するデータ管理テーブ
ルを参照し、そのデータの属性が“未加工”であるか、
“圧縮ＲＡＩＤ”であるかが調べられる（ステップＳ３
０２）。“未加工”の場合には（ステップＳ３０３）、
初期格納エリアからデータを読み出す（ステップＳ３０
４）。“圧縮ＲＡＩＤ”の場合には（ステップＳ３０
２；Ｎ）、圧縮格納エリアからデータを読み出し（ステ
ップＳ３０４）、これを伸長処理回路４３で伸長する
（ステップＳ３０５）。これらのデータをホストコンピ
ュータ１１に送出した後、読出完了通知の送出を行う
（ステップＳ３０６）。バックグランド処理で、未だ圧
縮ＲＡＩＤ構成にしてデータを再格納する処理が終了し
ていないときには、初期格納エリアからデータが読み出
される。こうして、バックグランド処理中であっても、
データの読み出しができるようになっている。

【００３３】第１の変形例

【００３４】第１の変形例では、初期格納エリアに格納
されたデータを圧縮ＲＡＩＤ構成にすべきか、二重化構
成にしてデータを格納すべきかを、読出所要時間を基準
に選択するようになっている。すなわち、二重化構成で
格納したときの読出所要時間よりも、圧縮ＲＡＩＤ構成
にしたときの読出所要時間が長くならないときだけ、デ
ータを圧縮ＲＡＩＤ構成で格納するようにしている。こ
れにより、ディスク装置の数を増やすことなく必要なス
ループットを確保できるとともに、圧縮することによっ
て蓄積できるデータ量を増加させることができるように
なっている。第１の変形例におけるディスクアレイ制御
装置の回路構成は、図２に示したものと同一であり、そ
の説明は省略する。

【００３５】図８は、第１の変形例のディスクアレイ装
置におけるデータの流れを模式的に表わしたものであ
る。図３と同一の部分には同一の符号を付してその説明
を適宜省略する。圧縮処理部１８によって圧縮された後
のデータ量は圧縮データカウント部１９によって計数さ
れるようになっている。圧縮後のデータ量を基に、圧縮
ＲＡＩＤ構成にして格納すべきか、二重化構成にして格
納すべきかが判断されるようになっている。圧縮ＲＡＩ
Ｄ構成にする場合には、図３に示したときと同様にして
圧縮格納エリア５２₁〜５２₃にデータが格納され、そ
のパリティデータが第４のディスク装置１５のパリティ
格納エリア５３に格納される。一方、二重化構成にして
格納する場合には、第１の二重化格納エリア７１₁〜７
１₄と、第２の二重化格納エリア７２₁〜７２₄に、初
期格納エリア５１₁〜５１₄のデータが圧縮されないま
ま複写されて格納されるようになっている。複写する
際、複写元のデータを格納しているディスク装置と異な
るディスク装置が格納先として選ばれるようになってい
る。また、第１の二重化格納エリアに格納された各ブロ
ック単位のデータはそれぞれ異なるディスク装置の第２
の二重化格納エリアに格納されるようになっている。

【００３６】たとえば、第１のディスク装置１２の初期
格納エリア５１₁のブロックデータ“Ｄ₀”は、第２の
ディスク装置１３の第１の二重化格納エリア７１₂と第
３のディスク装置１４の第２の二重化格納エリア７２₃
に格納されている。同様に第２のディスク装置１２の初
期格納エリア５２₂のブロックデータ“Ｄ₁”は、第３
のディスク装置１４の第１の二重化格納エリア７１₃と
第４のディスク装置１５の第２の二重化格納エリア７２
₄にそれぞれ格納されている。このように巡回的にディ
スク装置をシフトさせてデータを格納することにより、
複写元のディスク装置から読み出したデータを一時的に
格納するバッファメモリを用意しなくてもよいようにな
っている。

【００３７】図９は、二重化構成と圧縮ＲＡＩＤ構成を
選択してデータを格納する際に用いるデータ管理テーブ
ルの登録内容を表わしたものである。データ管理テーブ
ル８１は、格納先アドレス８２と、データ長８３と、属
性８４と、読出所要時間８５を登録する欄を備えてい
る。格納先アドレス８２には、初期格納アドレス８６お
よび圧縮格納アドレス８７に加えて、第１および第２の
二重化格納エリアでのデータの格納アドレスを登録する
二重化格納アドレス８８のいずれかが登録される。ま
た、属性８４の欄は“未加工”、“圧縮ＲＡＩＤ”に加
えて、データが二重化構成にされて格納されていること
を表わした“二重化構成”が登録されるようになってい
る。読出所要時間８５の欄には、二重化構成されたデー
タを読み出す際の読出時間を表わした未圧縮読出時間９
１と、圧縮ＲＡＩＤ構成されたデータを読み出す際の読
出時間を表わした圧縮ＲＡＩＤ読出時間９２とが登録さ
れるようになっている。さらに、これらの時間を比較し
た結果である比較結果９３も登録されるようになってい
る。

【００３８】二重化構成されたデータは第１〜第４のデ
ィスク装置１２〜１５に分散されている。従って、４台
のディスク装置から並行して読み出すことができるの
で、未圧縮読出時間９１は、圧縮前のデータ量と、１ブ
ロック当たりのディスク装置の平均読出時間および分散
して格納するディスク装置の台数を基に求められる。こ
れに対して圧縮ＲＡＩＤ構成にする場合には、パリティ
データを格納するディスク装置が１台必要になる。この
ため、残りの３台のディスク装置に圧縮後のデータが分
散されて格納される。したがって、圧縮ＲＡＩＤ読出時
間９２は圧縮後のデータを３台のディスク装置に分散
し、これらから同時に並行して読み出す場合の読出時間
になる。これは圧縮後のデータ量と平均読出時間と、パ
リティデータ格納用を除く残りのディスク装置の台数か
ら求められる。圧縮によってデータ量がある程度以上減
少しないときは、二重化構成による方が読出所要時間が
短くなることになる。

【００３９】図１０は、二重化構成と圧縮ＲＡＩＤ構成
とを選択してデータの冗長構成をとるディスクアレイ制
御装置が書込命令を受信したときに行うフォアグランド
処理の流れを表わしたものである。ＣＰＵ３１はホスト
コンピュータ１１から書込命令が送られてくるのを待機
している（ステップＳ４０１）。書込命令を受信すると
（ステップＳ４０１；Ｙ）、それに続けて送られてくる
データを順次ブロック単位に分割する（ステップＳ４０
２）。分割したデータをそれぞれ第１〜第４のディスク
装置１２〜１５に分散して格納する（ステップＳ４０
３）。次にＣＰＵ３１は未圧縮読出時間を求めて、これ
をデータ管理テーブル８２に登録する（ステップＳ４０
４）。圧縮処理回路４１によって初期格納エリア５１₁
〜５１₄に格納されたデータを圧縮し、そのデータ量を
圧縮データカウンタ回路４２によって計数する（ステッ
プＳ４０５）。このとき圧縮後のデータは格納せずに廃
棄する。これはディスク装置に実際に格納するとそれだ
けホストコンピュータ１１を書込処理から開放するまで
の時間が長くなってしまうからである。

【００４０】圧縮後のデータ量を基にして、圧縮ＲＡＩ
Ｄ構成でデータを再配置したときの読出時間である圧縮
ＲＡＩＤ読出時間を求め、これをデータ管理テーブル８
２に登録する（ステップＳ４０６）。ＣＰＵ３１は求め
た未圧縮読出時間と圧縮ＲＡＩＤ読出時間とを比較し、
その比較結果をデータ管理テーブル８２に登録する（ス
テップＳ４０７）。その後、初期格納エリアにおけるデ
ータの格納先アドレスを登録し（ステップＳ４０８）、
属性を“未加工”に設定する（ステップＳ４０９）。こ
れでフォアグランド処理は終了したので書込完了通知を
ホストコンピュータ１１に送出する（ステップＳ４１
０）。ＣＰＵ３１はバックグランド処理を起動し（ステ
ップＳ４１１）、フォアグランド処理を終了する（エン
ド）。

【００４１】図１１は、二重化構成と圧縮ＲＡＩＤ構成
とを選択してデータの冗長構成をとるディスクアレイ制
御装置が書込命令を受信したときに行うバックグランド
処理の流れを表わしたものである。バックグランド処理
では、フォアグランド処理で求めた比較結果に従って、
データを冗長構成にして格納することが行われる。ま
ず、ＣＰＵ３１はデータ管理テーブルの比較結果を基
に、二重化構成と圧縮ＲＡＩＤ構成のいずれでデータを
冗長構成にして格納すべきかを判断する（ステップＳ５
０１）。比較結果が圧縮ＲＡＩＤ読出時間が短いことを
表わしているときは（ステップＳ５０１；Ｎ）、初期格
納エリア５１₁〜５１₄からデータを読み出しこれを圧
縮する（ステップＳ５０２）。そして、圧縮後のデータ
を第１〜第３のディスク装置１２〜１４の圧縮格納エリ
ア５２₁〜５２₃に分散して格納する（ステップＳ５０
３）。これら第１〜第３のディスク装置に格納された圧
縮データに対応するパリティデータをパリティ生成回路
４４によって生成し（ステップＳ５０４）、これを第４
のディスク装置１５のパリティ格納エリア５３に格納す
る（ステップＳ５０５）。データ管理テーブル８２の格
納先アドレスを圧縮格納エリアでの格納アドレスに変更
し（ステップＳ５０６）、属性を“圧縮ＲＡＩＤ”に設
定する（ステップＳ５０７）。

【００４２】データ管理テーブル８２の比較結果が圧縮
ＲＡＩＤ読出時間が短くないことを表わしているときは
（ステップＳ５０１；Ｙ）、初期格納エリア５１₁〜５
１₄に格納されているデータを第１の二重化格納エリア
７１₁〜７１₄に複写して格納する（ステップＳ５０
８）。複写元と複写先のディスク装置の関係は、図８に
示したようにディスク装置を１台分ずつ巡回的にシフト
させている。さらに、初期格納エリア５１₁〜５１ ₄
のデータをディスク装置を２台分だけ巡回的にシフトさ
せて第２の二重化格納エリア７２₁〜７２₄に複写して
格納する（ステップＳ５０９）。次に、データ管理テー
ブル８２の格納先アドレスを第１および第２の二重化格
納エリアでの格納アドレスに変更し（ステップＳ５１
０）、属性を“二重化構成”に変更する（ステップＳ５
１１）。データを二重化構成あるいは圧縮ＲＡＩＤ構成
の何れかによって冗長構成にして格納した後、初期格納
エリア５１₁〜５１₄に格納されているデータを消去す
る（ステップＳ５１２）。ここでは、実際にデータを消
去せずに、管理テーブル上でその存在を消去している。

【００４３】図１２は、二重化構成と圧縮ＲＡＩＤ構成
とを選択してデータの冗長構成をとるディスクアレイ制
御装置が読出命令を受信したときに行う処理の流れを表
わしたものである。ＣＰＵ３１はホストコンピュータ１
１から読出命令が送られてくるのを待機している（ステ
ップＳ６０１）。読出命令を受信すると（ステップＳ６
０１；Ｙ）、読み出すべきデータに対応するデータ管理
テーブルが検索され、その属性が“未加工”であるかど
うかが判断される（ステップＳ６０２）。属性が“未加
工”、すなわち未だバックグランド処理で冗長構成にし
てデータの再格納が終了していないときは（ステップＳ
６０２；Ｙ）、初期格納エリア５１₁〜５１₄からデー
タを読み出しホストコンピュータ１１に送出する（ステ
ップＳ６０３）。

【００４４】属性が“未加工”でない場合には（ステッ
プＳ６０２；Ｎ）、“圧縮ＲＡＩＤ”であるかどうかが
判断される（ステップＳ６０４）。“圧縮ＲＡＩＤ”の
場合には、データ管理テーブルの格納先アドレスである
圧縮格納アドレスを基にして、第１〜第３のディスク装
置１２〜１４の圧縮格納エリア５２₁〜５２₃からデー
タを読み出す（ステップＳ６０５）。そして読み出した
データを伸長した後、ホストコンピュータ１１に送出す
る（ステップＳ６０６）。属性が“圧縮ＲＡＩＤ”でな
いときは（ステップＳ６０４；Ｎ）、二重化構成によっ
てデータが格納されていることになる。このときは、デ
ータ管理テーブルの二重化格納アドレスを基にして第１
〜第４のディスク装置１２〜１５の第１の二重化格納エ
リア７１ ₁〜７１₄からデータを読み出す（ステップＳ
６０７）。ここでは第１の二重化格納エリア７１₁〜７
１₄からデータを読み出しているが、第２の二重化格納
エリア７２₁〜７２₄から読み出してもよい。いずれか
のエリアからデータを読み出してホストコンピュータ１
１に送出したのち、読出完了通知を送出して（ステップ
Ｓ６０８）、処理を終了する（エンド）。

【００４５】図１３は、ディスク装置が故障しデータが
損失してる場合の読出処理におけるデータの流れを模式
的に表わしたものである。図８と同一の部分には同一の
符号を付してその説明を適宜省略する。この図では第２
のディスク装置１３が故障し、データが読み出し不可能
になった場合におけるデータの読み出しルートを示して
ある。たとえば、“Ｄ₀”〜“Ｄ₇”のデータを読み出
すものとし、これが二重化構成されて格納されているも
のとする。このとき、第１、第３および第４のディスク
装置１２、１３、１４の第１の二重化格納エリアから
“Ｄ₀”および“Ｄ₄”以外のデータ部分を読み出すこ
とができる。“Ｄ₀”および“Ｄ₄”のデータ部分は、
第３のディスク装置１４の第２の二重化格納エリア７２
₃の部分から読み出される。

【００４６】データが圧縮ＲＡＩＤ構成によって格納さ
れている場合には、第２のディスク装置１３の圧縮格納
エリア５２₂に格納されていたデータを再構成する必要
がある。たとえば、圧縮格納エリア５２₂の圧縮データ
“Ｆ₁”を再構成する場合には、他のディスク装置のこ
れと対応付けられたブロックのデータ相互間の排他的論
理和をとることによってデータを再構成する。すなわ
ち、第１のディスク装置１２のブロックのデータ
“Ｆ₀”と、第３のディスク装置のデータ“Ｆ₂”と、
第４のディスク装置１５のパリティデータ“Ｐ₀”のそ
れぞれ対応するビット相互間の排他的論理和をパリティ
生成部２２によって演算し、その演算結果が再構成され
たデータになる。そして、第１および第３のディスク装
置１２、１４から読み出される圧縮データと、パリティ
生成部２２によって再生されてた圧縮データとをそれぞ
れ伸長処理部２１で伸長してホストコンピュータ１１に
送出するようになっている。

【００４７】図１４は、ディスク装置が故障している場
合におけるディスクアレイ制御装置の行う読み出し処理
の流れを表わしたものである。ＣＰＵ３１はホストコン
ピュータ１１から読出命令が送られてくるのを待機して
いる（ステップＳ７０１）。読出命令を受信すると（ス
テップＳ７０１；Ｙ）、読み出すべきデータを格納して
いるディスク装置が正常であるかどうかを調べる（ステ
ップＳ７０２）。読み出し不良のディスク装置が無い場
合には（ステップＳ７０２；Ｎ）、通常の読み出し処理
が行われる（ステップＳ７０３）。読み出し不良のディ
スク装置が存在する場合には（ステップＳ７０２；
Ｙ）、不良になっているディスク装置が２台以上存在す
るかどうかが調べられる（ステップＳ７０４）。不良の
ディスク装置が２台以上存在する場合には（ステップＳ
７０４；Ｙ）、二重化構成かつ複製データ保持ディスク
装置がいずれも正常であるときを除き、もはやデータを
正常に読み出すことができないので、所定のエラーコー
ドを送出する（ステップＳ７０５）。不良のディスク装
置が１台である場合には（ステップＳ７０４；Ｎ）、読
み出すべきデータの属性が“未加工”であるかどうかが
調べられる（ステップＳ７０６）。属性が“未加工”の
場合には（ステップＳ７０６；Ｙ）、データが冗長構成
によって格納されていないので、正常なデータの読み出
しはできない。そこで所定のエラーコードを送出し（ス
テップＳ７０５）、処理を終了する。

【００４８】属性が“未加工”でない場合には（ステッ
プＳ７０６；Ｎ）、“圧縮ＲＡＩＤ”であるかどうかが
調べられる（ステップＳ７０７）。圧縮ＲＡＩＤ構成の
場合には（ステップＳ７０７；Ｙ）、不良ディスク装置
以外の他の正常なディスク装置からデータを再構成する
（ステップＳ７０８）。そして、正常なディスク装置か
ら読み出された圧縮データとパリティ生成回路によって
再構成された圧縮データを伸長処理回路４３によって伸
長し（ステップＳ７０９）ホストコンピュータ１１に送
出する。属性が“圧縮ＲＡＩＤ”でない場合には（ステ
ップＳ７０７；Ｎ）、二重化構成でデータが格納されて
いるので、不良となったディスク装置と同一のデータを
格納している他のディスク装置からそのデータ部分を読
み出す（ステップＳ７１０）。さらに、正常なディスク
装置の二重化格納エリアからデータを読み出し（ステッ
プＳ７１１）ホストコンピュータ１１に送出する。正常
なデータをホストコンピュータ１１に送出した場合には
読出完了通知を送出し（ステップＳ７１２）、処理を終
了する。

【００４９】第２の変形例

【００５０】初期格納エリアにおける１ブロック分のデ
ータを圧縮して圧縮格納エリアの１つのブロックに格納
すると、各ブロックには空き領域が生じることになる。
そこで、第２の変形例ではこの空き領域が生じないよう
にデータを詰めて配置するようにし、圧縮ＲＡＩＤ構成
での記憶可能なデータ量を増加させている。回路構成は
図２に示したものと同一であるのでその説明は省略す
る。

【００５１】図１５は、第２の変形例のディスクアレイ
制御装置において空き領域の詰められる様子を表わした
ものである。初期格納エリア１０１₁〜１０１₅の各ブ
ロックにはそれぞれ圧縮される前のデータとして
“Ｄ₀”〜“Ｄ₄”が格納されている。それぞれのブロ
ックごとのデータを圧縮すると、そのデータ量が減少
し、図中“Ｃ₀”〜“Ｃ₄”で表された圧縮データ１０
２₁〜１０２₅になる。各圧縮データ１０２₁〜１０２
₄の最後尾には所定のエンドコードが付され、それ以降
が空き状態になっていることが表されている。図中の斜
線部分は圧縮によって各ブロックに生じた空き領域であ
る。圧縮データＣ₀〜Ｃ₄（１０２₁〜１０２₅）は、
それぞれエンドコードが削除され、Ｃ₀から順に別の領
域に連続的に配置される。そしてその最後にエンドコー
ドが付加された連続圧縮データ１０３になる。連続圧縮
データ１０３の先頭から１ブロックのサイズごとのデー
タ１０４₁、１０４₂が第１〜第３のディスク装置の圧
縮格納エリアに格納されるようになっている。

【００５２】図１６は、第２の変形例のディスクアレイ
制御装置がデータを書き込むときに行うバックグランド
処理の流れを表わしたものである。この処理は、図５に
示したフォアグランド処理の後に行われる。ＣＰＵ３１
は第１〜第４のディスク装置１２〜１５の初期格納エリ
アに格納されているデータをブロック単位に読み出し圧
縮処理回路４１によって圧縮する（ステップＳ８０
１）。圧縮後のデータは第１〜第３のディスク装置の所
定のワークエリアに分散して格納される（ステップＳ８
０２）。ＣＰＵ３１はワークエリアの各ブロックに生じ
た空き領域部分を詰めて、第４のディスク装置１５のワ
ークエリアに連続したデータとして再配置する（ステッ
プＳ８０３）。第４のディスク装置のワークエリアのデ
ータをブロック単位に読み出し、これを第１から第３の
ディスク装置１２〜１４の圧縮格納エリア５２₁〜５２
₃に分散して格納する（ステップＳ８０４）。これら第
１〜第３のディスク装置の圧縮格納エリア５２₁〜５２
₃のデータに対応するパリティデータをパリティ生成回
路４４によって作成する（ステップＳ８０５）。第４の
ディスク装置のパリティ格納領域５３にこれを格納し
（ステップＳ８０６）、処理を終了する（エンド）。図
１６ではデータ管理テーブルの格納先アドレスおよび属
性の変更は省略してあるが、図６の流れ図に示したと同
様に行われる。

【００５３】図１７は、第２の変形例のディスクアレイ
制御装置の内部におけるデータの流れを模式的に表わし
たものである。図３と同一の部分には同一の符号を付し
てその説明を省略する。初期格納エリア５１₁〜５１₄
の各ブロックのデータは圧縮処理部１８によってブロッ
ク単位に圧縮される。圧縮後のデータはパリティデータ
を格納する第４のディスク装置１５を除く残り３台のデ
ィスク装置に格納される。このとき圧縮後のデータがそ
の圧縮前のデータの格納されたディスク装置と異なるデ
ィスク装置に格納されるようになっている。たとえば、
第１のディスク装置１２の初期格納エリア５１₁にある
データ“Ｄ₀”の圧縮後のデータ“Ｃ₀”は、第２のデ
ィスク装置１３のワークエリア１１１₂に格納されてい
る。それぞれのディスク装置のワークエリアの各ブロッ
クは、図１５に示したように空き領域が生じている。こ
れらの圧縮データは第４のディスク装置のワークエリア
１１２に連続して格納される。第１〜第３のディスク装
置から第４のディスク装置にデータは複写されるので、
読み出したデータを一時的に格納するバッファメモリは
不要になっている。

【００５４】第４のディスク装置１５のワークエリア１
１２に、連続的に格納されたデータは、１ブロックごと
に、第１〜第３のディスク装置１２〜１４の圧縮格納エ
リア５２₁〜５２₄に分散して格納される。パリティ生
成部２２によってこれらのデータに対応するパリティデ
ータが作成されて第４のディスク装置１５のパリティ格
納エリア５３に格納される。この時点で初期格納エリア
５１₁〜５１₄のデータおよびワークエリア１１１₁〜
１１１₃、１１２に格納されているデータが消去される
ようになっている。このようにデータを詰めて圧縮ＲＡ
ＩＤで格納するここによって、ディスクアレイ装置の記
憶容量を増加させることができる。

【００５５】第３の変形例

【００５６】第３の変形例のディスクアレイ制御装置で
は、圧縮方式の異なる圧縮処理回路および伸長処理回路
を複数用意し、最も圧縮率の高い圧縮方式によってデー
タを圧縮して格納するようになっている。

【００５７】図１８は、第３の変形例のディスクアレイ
制御装置における圧縮処理回路部分の回路構成の概要を
表わしたものである。圧縮処理回路および伸長処理回路
以外の部分の回路構成は図２に示したものと同一であり
その説明を省略する。図２において第５のＳＣＳＩコン
トローラ３９から出力されるデータはローカル・バス４
５通じて圧縮処理回路に送られるようになっている。ラ
ンレングス圧縮回路１２１には、第１のＦＩＦＯ（Firs
t In First Oｕt)メモリ１２２を介して圧縮前のデータ
が入力されるようになっている。ランレングス圧縮回路
１２１は、入力される２値データが変化するごとに、同
一の値が継続していたビット数を、２進符号によって表
現した符号を出力する回路である。ＭＭＲ（拡張モディ
ファイドリード）圧縮回路１２３には、第２のＦＩＦＯ
メモリ１２４を通じて圧縮前のデータが、ディザ用圧縮
回路１２５には第３のＦＩＦＯメモリ１２６を介して圧
縮前のデータがそれぞれ入力されている。

【００５８】ＭＭＲ圧縮回路１２３は、データの縦横の
関連例を利用して圧縮する圧縮回路で、特に文字などが
描かれた画像データの圧縮に好適である。ディザ用圧縮
回路１２５は、ディザマトリクスによって擬似的に多階
調表現された画像データの圧縮に好適な圧縮回路であ
る。これらの圧縮回路１２１、１２３、１２５の出力
は、ローカル・バス４５に接続されている。また、それ
ぞれに圧縮後のデータ量を計数するビットカウンタ１２
７が設けられている。ビットカウンタ１２７によって圧
縮後のデータ量を計数し、圧縮率の最も高い圧縮回路が
選択されるようになっている。リード・ライト制御回路
１２８は、圧縮処理回路の各回路部分の動作を制御する
制御回路である。

【００５９】図１９は、第３の変形例のディスクアレイ
制御装置における伸長処理回路部分の回路構成の概要を
表わしたものである。伸長処理回路は、ランレングス伸
長回路１３１と、ＭＭＲ伸長回路１３２と、ディザ用伸
長回路１３３およびこれらの動作の制御を行うリード・
ライト制御回路１３４とから構成されている。それぞ
れ、図１８に示した３つの圧縮回路１２１、１２３、１
２５に対応した伸長回路になっている。

【００６０】図２０は、第３の変形例のディスクアレイ
制御装置のバックグランド処理におけるデータの流れを
模式的に表わしたものである。図８と同一の部分には同
一の符号を付してその説明を適宜省略する。フォアグラ
ンド処理によって初期格納エリア５１₁〜５１₄に格納
されたデータは、第１〜第３の圧縮回路１４１〜１４３
によって同時に並行して圧縮される。圧縮された後の
データ量はそれぞれビットカウンタ１４４によって計数
される。計数結果は比較回路１４５によって比較され
て、圧縮率の最も高い圧縮回路が選択されるようになっ
ている。選択された圧縮回路によって圧縮されたデータ
は第１〜第３のディスク装置１２〜１４の圧縮格納エリ
ア５２₁〜５２₃にそれぞれ格納され、これに対応する
パリティデータがパリティ生成部２２によって作成され
るようになっている。作成されたパリティデータは第４
のディスク装置１５のパリティ格納エリア５３に格納さ
れるようになっている。

【００６１】図２１は、第３の変形例のディスクアレイ
制御装置でのデータ管理テーブルの登録内容を表わした
ものである。ただし、格納先アドレス、データ長、属性
部分については図９に示したデータ管理テーブルと同様
であるのでその記載を省略してある。３つの圧縮回路を
備えていることから、データ管理テーブル１５１には、
圧縮方式を登録するための欄１５２が設けられている。
最小圧縮ＲＡＩＤ読出時間の欄１５３は、最も圧縮率の
高い圧縮方式でデータを圧縮して格納した場合における
読出所要時間を登録するようになっている。

【００６２】図２２は、第３の変形例のディスクアレイ
制御装置が圧縮方式を選択するときに行う処理の流れを
表わしたものである。ＣＰＵ３１は初期格納エリア５１
₁〜５１₄に格納されているデータの圧縮するための指
示を３つの圧縮回路１２１、１２３、１２５に同時に出
力し、データの圧縮を行わせる（ステップＳ９０１）。
圧縮処理が終了した時点で、それぞれの圧縮回路に接続
されているビットカウンタ１２７の計数値を比較し、最
も圧縮率の高い圧縮回路を選択する（ステップＳ９０
２）。選択された圧縮回路の圧縮方式をデータ管理テー
ブル１５１に登録する（ステップＳ９０３）。その後、
圧縮ＲＡＩＤ構成に再配置してデータを格納した場合に
おける読出所要時間を求め、これをデータ管理テーブル
１５１に最小圧縮ＲＡＩＤ読出時間１５３として登録す
る（ステップＳ９０４）。

【００６３】このように、圧縮率の高い圧縮方式を複数
の圧縮方式の中から選択することによって、データ量が
効率良く減りディスクアレイ装置に記憶できる記憶容量
を見掛け上増やすことができる。また、データ量が減少
すればそれだけ読出所要時間の短縮を図ることができ、
スループットの高いディスクアレイ装置を得ることがで
きる。

【００６４】以上説明した実施例および第１〜第３の変
形例では、４台のディスク装置を接続しているが、ディ
スク装置の台数はこれに限られるものではない。圧縮Ｒ
ＡＩＤ構成にする場合には最低３台のディスク装置があ
ればよい。また、二重化構成にしてデータを格納すると
きは、初期格納エリアからデータを第１および第２の二
重化格納エリアに複写し、初期格納エリアのデータを消
去するようにしている。これを第１あるいは第２の二重
化格納エリアのいずれか一方だけに複写し、初期格納エ
リアを消去せず、二重化格納エリアと初期格納エリアに
よってデータを二重化構成にして格納しても良い。

【００６５】また、第１〜第３の変形例では、読出所要
時間の算出を、初期格納エリアに格納するときに同時に
行うようにしている。ディスク装置に格納するよりも圧
縮処理に時間がかかる場合には、圧縮処理や読出所要時
間を算出する処理をすべてバックグランド処理で行うよ
うにしてもよい。また、二重化構成によってデータを格
納するとき、ディスク装置を巡回的にシフトさせるよう
にしたが、複写元のディスク装置と複写先のディスク装
置が異なれば良く必ずしも巡回的にシフトさせる必要は
ない。また、圧縮ＲＡＩＤ構成でデータを格納するとき
も、圧縮前のデータを格納しているディスク装置とこれ
を圧縮した後のデータを格納するディスク装置を異なら
せるこによって中間のバッファメモリを小さくあるいは
省略することができる。

【００６６】このほか、第３の変形例では、圧縮回路を
３つ用意しているが、圧縮回路の数はこれにかぎるもの
ではない。また圧縮方式は、どのようなものであっても
よい。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、書き込むべきデータを複数のディスク装置に
分散して格納した時点で書込完了通知を送出し、その
後、データを冗長構成にして再格納している。これによ
り、書込命令を発した上位装置を短時間で書込処理から
開放することができる。

【００６８】また請求項２記載の発明によれば、書き込
むべきデータを複数のディスク装置に分散して格納した
時点で書込完了通知を送出し、その後、データを冗長構
成にして再格納している。そして、再格納する処理が終
了する前に、読出命令を受けたときは、当初、分散して
格納した領域からデータを読み出すようにしている。こ
れにより、冗長構成にしてデータを再格納する処理の途
中であっても、データの読み出しを行うことができる。

【００６９】さらに請求項３記載の発明によれば、同時
に並行して読み出すディスク装置の台数が１台分少なく
なっても、圧縮により読出時間が未圧縮のデータを全て
のディスク装置に分散格納した場合よりも短くなると
き、圧縮後のデータをＲＡＩＤ構成にして格納してい
る。また、圧縮しても読出時間が未圧縮のデータを全て
のディスク装置に分散格納したときよりも低減しないと
きは、データを二重化構成にして格納している。これに
より、ディスク装置の読出時におけるスループットは、
二重化構成にした場合よりも低下することがない。すな
わち、二重化構成にした場合に要求されるスループット
を満たすことができるだけの台数のディスク装置を用意
すればよい。また、二重化構成にする場合よりも高いス
ループットが得られるときはＲＡＩＤ構成にしてデータ
を格納している。このため、冗長度を小さくしてデータ
を格納することができ、全て二重化構成で格納する場合
に比べディスクアレイ装置に記憶できる実効のデータ量
を増やすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例におけるディスクアレイ
装置を用いたデータ記憶システムの構成の概要を表わし
たブロック図である。

【図２】図１に示したディスクアレイ制御装置の回路
構成の概要を表わしたブロック図である。

【図３】ディスクアレイ制御装置の内部でのデータの
流れを模式的に表わした説明図である。

【図４】ディスクアレイ装置におけるデータの格納先
を管理するためのデータ管理テーブルの登録内容を表わ
した説明図である。

【図５】データの書込命令を受信したときにディスク
アレイ制御装置の行うフォアグランド処理の流れを表わ
した流れ図である。

【図６】データの書込命令を受信したときにディスク
アレイ制御装置の行うバックグランド処理の流れを表わ
した流れ図である。

【図７】読出命令を受信したときにディスクアレイ制
御装置の行う処理の流れを表わした流れ図である。

【図８】第１の変形例のディスクアレイ装置における
データの流れを模式的に表わした説明図である。

【図９】二重化構成と圧縮ＲＡＩＤ構成を選択してデ
ータを格納する際に用いるデータ管理テーブルの登録内
容を表わした説明図である。

【図１０】二重化構成と圧縮ＲＡＩＤ構成とを選択し
てデータの冗長構成をとるディスクアレイ制御装置が書
込命令を受信したときに行うフォアグランド処理の流れ
を表わした流れ図である。

【図１１】二重化構成と圧縮ＲＡＩＤ構成とを選択し
てデータの冗長構成をとるディスクアレイ制御装置が書
込命令を受信したときに行うバックグランド処理の流れ
を表わした流れ図である。

【図１２】二重化構成と圧縮ＲＡＩＤ構成とを選択し
てデータの冗長構成をとるディスクアレイ制御装置が読
出命令を受信したときに行う処理の流れを表わした流れ
図である。

【図１３】ディスク装置が故障しデータが損失してる
場合の読出処理におけるデータの流れを模式的に表わし
た説明図である。

【図１４】ディスク装置が故障している場合における
ディスクアレイ制御装置の行う読み出し処理の流れを表
わした流れ図である。

【図１５】第２の変形例のディスクアレイ制御装置に
おいて空き領域の詰められる様子を表わした説明図であ
る。

【図１６】第２の変形例のディスクアレイ制御装置が
データを書き込むときに行うバックグランド処理の流れ
を表わした流れ図である。

【図１７】第２の変形例のディスクアレイ制御装置の
内部におけるデータの流れを模式的に表わした説明図で
ある。

【図１８】第３の変形例のディスクアレイ制御装置に
おける圧縮処理回路の回路構成の概要を表わしたブロッ
ク図である。

【図１９】第３の変形例のディスクアレイ制御装置に
おけるバックグランド処理におけるデータの流れを模式
的に表わした説明図である。

【図２０】第３の変形例のディスクアレイ制御装置に
おけるバックグランド処理におけるデータの流れを模式
的に表わした説明図である。

【図２１】第３の変形例のディスクアレイ制御装置に
おいて作成されるデータ管理テーブルの登録内容を表わ
した説明図である。

【図２２】第３の変形例のディスクアレイ制御装置が
圧縮方式を選択するときに行う処理の流れを表わした流
れ図である。

【図２３】パリティデータによって損壊したデータを
再構成するディスク装置におけるデータの流れを表わし
た説明図である。

【符号の説明】

１１…ホストコンピュータ、１２〜１５…ディスク装
置、１７、２３…入出力制御部、１８…圧縮処理部、１
９…圧縮データカウント部、２１…伸長処理部、２２…
パリティ生成部、３１…ＣＰＵ、３２…バス、３３…Ｒ
ＯＭ、３４…ＲＡＭ、３５〜３９…ＳＩＳＣコントロー
ラ、４１…圧縮処理回路、４２…圧縮データカウント回
路、４３…伸長処理回路、４４…パリティ生成回路、４
５…ローカル・バス、５１…初期格納エリア、５２…圧
縮格納エリア、５３…パリティ格納エリア、７１、７２
…二重化格納エリア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のディスク装置と、これらディスク装置に格納すべきデータを入力する書込
データ入力手段と、この書込データ入力手段から入力されたデータを前記複
数のディスク装置に振り分けて格納する分散格納手段
と、この分散格納手段によるデータの格納が終了した時点で
書き込みの終了を表わした所定の書込完了通知を送出す
る書込完了通知送出手段と、この書込完了通知送出手段によって書込完了通知が送出
された後前記分散格納手段によって格納されたデータを
冗長構成にして前記複数のディスク装置に再格納する冗
長構成格納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。
【請求項２】複数のディスク装置と、これらディスク装置に格納すべきデータを入力する書込
データ入力手段と、この書込データ入力手段から入力されたデータを前記複
数のディスク装置に振り分けて格納する分散格納手段
と、この分散格納手段によるデータの格納が終了した時点で
書き込みの終了を表わした所定の書込完了通知を送出す
る書込完了通知送出手段と、この書込完了通知送出手段によって書込完了通知が送出
された後前記分散格納手段によって格納されたデータを
冗長構成にして前記複数のディスク装置に再格納する冗
長構成格納手段と、データの読出命令を受信する読出命令受信手段と、この読出命令受信手段によって読出命令が受信された時
点で読み出すべきデータが前記冗長構成格納手段により
冗長構成されて再格納されていないときは前記分散格納
手段により格納されたデータを読み出す読出手段とを具
備することを特徴とするディスクアレイ装置。
【請求項３】複数のディスク装置と、これらディスク装置に格納すべきデータを入力する書込
データ入力手段と、この書込データ入力手段から入力されたデータを前記デ
ィスク装置に分散して格納したときこれらのディスク装
置から同時に並行してこのデータを読み出すのに必要な
読出時間を求める第１の読出時間割出手段と、前記書込データ入力手段から入力されたデータを圧縮す
る圧縮手段と、この圧縮手段によって圧縮された後のデータを前記複数
のディスク装置のうち所定の１台を除くディスク装置に
分散して格納したときこれらのディスク装置から同時に
並行してこの圧縮後のデータを読み出すのに必要な読出
時間を求める第２の読出時間割出手段と、前記第１の読出時間割出手段によって求めた読出時間が
この第２の読出時間割出手段によって求めた読出時間よ
りも短いかあるいは等しいとき前記書込データ入力手段
から入力されたデータを前記ディスク装置に分散させて
格納する第１の分散格納手段と、前記書込データ入力手段から入力されたデータをこの第
１の分散格納手段とその格納先のディスク装置を変えて
分散させて格納する第２の分散格納手段と、前記第２の読出時間割出手段によって求めた読出時間が
前記第１の読出時間割出手段によって求めた読出時間よ
りも短いとき前記圧縮手段によって圧縮された後のデー
タを前記所定の１台を除くディスク装置に分散させて格
納する第３の分散格納手段と、この第３の分散格納手段によってデータの格納されたデ
ィスク装置のうちいずれか１台が読出不能になったとき
これに格納されたデータを再構成するための誤り訂正符
号を生成する誤り訂正符号生成手段と、この誤り訂正符号生成手段によって生成された誤り訂正
符号を前記所定の１台のディスク装置に格納する誤り訂
正符号格納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。