JPH08137633A - 情報記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、高性能・高信頼・大容量のデー
タストレージシステムを実現できる。 【構成】 この発明は、ＲＡＩＤが構成される格納メデ
ィアのメディア構成枚数・パリティーデータの格納形態
を、データの格納状況により適応的に変更するようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の可搬型メディ
アとしての光ディスクからなる大容量の情報が記憶され
る情報記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大容量の情報記憶装置へのニーズはマル
チメディア技術の進行とともに急速に立ち上がりつつあ
る。これに対し、超大容量用途に関しては、従来より大
容量で可搬型の特徴を活かし、光ディスクとオートチェ
ンジャーを用いた大容量ストレージシステムが商品化さ
れている。

【０００３】このようなシステムは、種々業務上に必要
とされる情報を一括管理し、それぞれの業務にたずさわ
る人々に対し共通のアクセス環境を提供するものであ
る。したがって、システム信頼性についてはきわめて高
いものが要求される。

【０００４】従来よりこのような用途に関しては、信頼
性を上げる手段として、情報を格納するメディアを冗長
度をもって用いる方法がとられている。その代表がＲＡ
ＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ Ｉｎ
ｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋｓ）（参考文献：ＮＩＫ
ＫＥＩ ＣＯＭＰＵＴＥＲ １９９２．３．９ Ｐ８７
〜９９）と呼ばれる固定記憶装置としてハードディスク
装置を用いたものである。

【０００５】このようなＲＡＩＤ方式を光ディスクのよ
うな可搬型メディアに適応する場合、パリティーデータ
の管理が重要となる。上記パリティーデータの更新には
高いコストがかかるため、システム性能、及びメディア
寿命の双方の点で問題となるが、分散させることにより
逆に可搬型のメリットが活かしきれなくなるという問題
が生ずる。

【０００６】たとえば、オートチェンジャーの棚に収納
されている光ディスクに対するアクセスを行うため、既
に装填されている光ディスクを取り外した場合、そこに
入っているパリティーデータの更新ができなくなってし
まう。このため、結果として他の光ディスクへの書き込
み等のアクセスができなくなってしまうということが起
きる。

【０００７】したがって、ＲＡＩＤが構成される格納メ
ディアのメディア構成枚数・パリティーデータの格納形
態を、データの格納状況により適応的に変更できないと
いう欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、ＲＡ
ＩＤが構成される格納メディアのメディア構成枚数・パ
リティーデータの格納形態を、データの格納状況により
適応的に変更できないという欠点を除去するもので、Ｒ
ＡＩＤが構成される格納メディアのメディア構成枚数・
パリティーデータの格納形態を、データの格納状況によ
り適応的に変更でき、高性能・高信頼・大容量が図れる
情報記憶装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の情報記憶装置
は、複数枚の可搬型メディアの中の１つが装填され、そ
の装填されているメディアに対するデータの読み書きが
なされる複数の駆動手段、これら複数の駆動手段の個々
に対して、上記複数枚のメディアの中の１つを装填した
り、装填されているメディアを取出す装填、取出手段、
上記駆動手段にてデータを１メディアグループとしての
複数のメディアに対して冗長度を有して分散記憶させる
記憶手段、上記１メディアグループ内のデータの記憶総
量に応じたメディアの構成数の変更を判定する判定手
段、およびこの判定手段によりメディアの構成数の変更
が判定された際に、上記１メディアグループ内のメディ
ア数を変更して、メディア間のデータを移動する処理手
段から構成されている。

【００１０】この発明の情報記憶装置は、複数枚の可搬
型メディアの中の１つが装填され、その装填されている
メディアに対するデータの読み書きがなされる複数の駆
動手段、これら複数の駆動手段の個々に対して、上記複
数枚のメディアの中の１つを装填したり、装填されてい
るメディアを取出す装填、取出手段、上記駆動手段にて
データとそのパリティーデータとを１メディアグループ
としての複数のメディアに対して冗長度を有して分散記
憶させる記憶手段、上記１メディアグループ内のデータ
の記憶総量に応じたメディアの構成数の変更を判定する
判定手段、およびこの判定手段によりメディアの構成数
の変更が判定された際に、上記１メディアグループ内の
メディア数を変更して、メディア間のパリティーデータ
を移動し、メディアの構成数分の１ずつのパリティーデ
ータが各メディアに割り当てられる処理手段から構成さ
れている。

【００１１】この発明の情報記憶装置は、複数枚の可搬
型メディアの中の１つが装填され、その装填されている
メディアに対するデータの読み書きがなされる複数の駆
動手段、これら複数の駆動手段の個々に対して、上記複
数枚のメディアの中の１つを装填したり、装填されてい
るメディアを取出す装填、取出手段、上記駆動手段にて
データとそのパリティーデータとを１メディアグループ
としての複数のメディアに対して冗長度を有して分散記
憶させる記憶手段、上記１メディアグループ内の各デー
タのアクセス頻度を管理する管理手段、この管理手段に
より管理されている上記１メディアグループ内の各デー
タのアクセス頻度が所定値以下のデータ量を判定する判
定手段、およびこの判定手段により判定されたアクセス
頻度が所定値以下のデータ量に応じて、上記アクセス頻
度が所定値以下のデータを上記１メディアグループ内の
メディアに集中化して記憶し、上記１メディアグループ
内の各メディアのパリティーデータを分散化あるいは集
中化して記憶する処理手段から構成されている。

【００１２】この発明の情報記憶装置は、複数枚の可搬
型メディアの中の１つが装填され、その装填されている
メディアに対するデータの読み書きがなされる複数の駆
動手段、これら複数の駆動手段の個々に対して、上記複
数枚のメディアの中の１つを装填したり、装填されてい
るメディアを取出す装填、取出手段、上記駆動手段にて
データとそのパリティーデータとを１メディアグループ
としての複数のメディアに対して冗長度を有して分散記
憶させる記憶手段、上記１メディアグループ内のデータ
の記憶総量に応じたメディアの構成数の変更を判定する
第１の判定手段、上記１メディアグループ内の各データ
のアクセス頻度を管理する管理手段、この管理手段によ
り管理されている上記１メディアグループ内の各データ
のアクセス頻度が所定値以下のデータ量を判定する第２
の判定手段、および上記第１の判定手段によりメディア
の構成数の変更が判定された際に、上記第２の判定手段
により判定されたアクセス頻度が所定値以下のデータ量
に応じて、上記アクセス頻度が所定値以下のデータを上
記１メディアグループ内のメディアに集中化して記憶
し、パリティーデータを上記１メディアグループ内の他
のメディアに分散化あるいは集中化して記憶する処理手
段から構成されている。

【００１３】

【作用】この発明は、複数枚の可搬型メディアの中の１
つが装填され、その装填されているメディアに対するデ
ータの読み書きがなされる複数の駆動手段、これら複数
の駆動手段の個々に対して、上記複数枚のメディアの中
の１つを装填したり、装填されているメディアを取出す
装填、取出手段、上記駆動手段にてデータを１メディア
グループとしての複数のメディアに対して冗長度を有し
て分散記憶させる記憶手段からなり、上記１メディアグ
ループ内のデータの記憶総量に応じたメディアの構成数
の変更を判定し、このメディアの構成数の変更が判定さ
れた際に、上記１メディアグループ内のメディア数を変
更して、メディア間のデータを移動するようにしたもの
である。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１、図２は、この発明の情報記憶装
置のシステム構成図を示すものである。この情報記憶装
置は、全体を制御する制御装置１、可搬型の複数の光デ
ィスク等のメディアＭ１、…のうちの装填されている１
枚のメディアに対するリード、ライトを行う複数台のメ
ディアドライバ２ａ、…、および棚に収納されている上
記メディアＭ１、…を取り出して上記メディアドライバ
２ａ、…に装填したり、上記メディアドライバ２ａ、…
に装填されている上記メディアＭ１、…を取り外して上
記棚に収納したりするオートチェンジャー装置３によっ
て構成されている。

【００１５】制御装置１は、この制御装置１の全体の制
御およびデータの管理を行う中央制御部（ＣＰＵ）１
１、制御プログラムが記憶されているプログラムメモリ
としての実行プログラム格納部１２、データを一時格納
するデータ一時格納部１３、データ一時格納部１３と上
記メディアドライバ２ａ、…との間でデータ転送処理が
行われるＤＭＡＣ（ダイレクト メモリ アクセス コ
ントローラ）などのデータ転送部１４、上記ＣＰＵ１１
からの上記メディアＭ１、…の交換の指示をオートチェ
ンジャー装置３に通信するオートチェンジャー通信部１
５、図示しない外部のコンピュータシステムとネットワ
ーク１８等を通してデータのやりとり外部装置とのデー
タの送受信を行うデータ通信部１６、および上記各部の
データの授受を行うためのデータバス１７によって構成
されている。

【００１６】上記データ転送処理は、上記メディアドラ
イバ２ａ、…を用いて同時並行実行が可能であり、複数
のメディアＭ１、…に対する同時アクセスが可能であ
る。次に、上記情報記憶装置のソフトウエア構成につい
て、図３を用いて説明する。

【００１７】すなわち、３０１、３０２、３０３、３０
４は、図１に示す各構成部位を直接制御する制御手段で
あり、３０１は、図１のオートチェンジャー通信部１５
を制御しオートチャンジャー３をコントロールするオー
トチャンジャー制御手段である。

【００１８】３０２は、上記メディアドライバ２ａ、…
を制御し、メディアＭ１、…に対するアクセスコントロ
ールするディスク制御手段、３０３は、データ転送部１
４を制御し、上記メディアドライバ２ａ、…とデータ一
時格納部１３、上記メディアドライバ２ａ、…の間、上
記メディアドライバ２ａ、…とデータ通信部１６、デー
タ通信部１６とデーター時格納部１３との各間を、デー
タバス１７を経由してデータの授受を実行するデータ転
送制御手段、３０４は、外部のコンピュータシステムと
ネットワーク１８等を通してデータのやりとりをデータ
転送部１４をコントロールして行う通信処理制御手段で
ある。

【００１９】３０５は、本情報記憶装置に格納されるデ
ータの属性情報を管理する格納データ管理手段（詳細後
述）、３０６は各メディアグループのＲＡＩＤを構成す
るメディア数の判定を行うメディア構成数判定手段（詳
細後述）、３０７は各メディアグループ内のデータの固
定化率を判定するデータ固定化率判定手段（詳細後
述）、３０８はオートチェンジャー制御手段３０１、デ
ィスク制御手段３０２、データ転送制御手段３０３を用
いてメディアとのデータの入出力を制御するデータ入出
力手段、３０９は転送制御手段３０３と通信処理制御手
段３０４を用いて外部コンピュータシステムとのデータ
の送受信を行うデータ通信手段である。

【００２０】また、３１３は本実施例の１アプリケーシ
ョンであるファイル管理アプリケーション、３１２は本
装置の運用上の種々コンフィグレーションをコントロー
ルする運用管理アプリケーションである。

【００２１】次に、本発明で用いているところのメディ
アに対する高信頼化方式について述べる。図４を参照し
複数枚（図では５枚）のメディアを一組とし、それぞれ
のメディア上の同一部位に対し格納データでパリティー
の整合をとるようにする。

【００２２】（１）式、（２）式のようにすることによ
り、もし何らかの原因で図中Ｄ１の部位が読み取れなく
なっても、（２）式に表されるように、Ｄ１を生成させ
ることができる。これにより、メディアとしての信頼性
を飛躍的に向上させることができる。一般には、グルー
プの中のメディアのどれか１枚にパリティーデータを格
納する。

【００２３】図５はこのような方式を用いる場合のメデ
ィアへのデータ書き込み手順を示してある。Ｍｉはデー
タを格納するメディア、Ｍｊはパリティーを格納するメ
ディアである。新データＤ_NEW をメディアＭｉに書き込
む際にもその部位の旧データＤ_OLD 及びそこに該当する
パリティーメディアの旧パリティーＰ_OLD の読み出し、
新データＤ_NEW との演算により新パリティーデータを生
成して処理される。

【００２４】データの書き込みや更新には必ずパリティ
ーの更新が必要とされることからパリティーデータの格
納を集中させると、そこへのアクセスが集中することに
なり、性能を著しく低下させることになる。したがっ
て、パリティーは性能上、複数のメディアに分散させる
ことが必要である。

【００２５】このように信頼性を向上させる方法として
メディアグループを構成した場合には、１つのメディア
グループの格納残容量がなくなり、新しいメディアグル
ープに交換するとき、パリティーの整合を常時保つに
は、図６に示すように、グループごとに交換する必要が
生ずる。

【００２６】しかしながら、これは交換に多くの時間を
要し、かつそれまでアクセスしていたメディアが一辺に
アクセスできなくなってしまう。これをまた前のグルー
プに交換するとなると絶大な時間が費やされることとな
る。

【００２７】そこで本発明の第１の特徴は、メディアグ
ループのメディア構成数をダイナミックに変えられるよ
うにするというものである。すなわち、新しく装填され
るメディアのメディアグループ構成数を、初めは図７の
ように２枚、そして図８のように格納データ量に応じて
順次増やしていくことができれば上記問題を解決するこ
とができる。

【００２８】一方、あまり使われなくなったデータなど
の消去されたデータが多くなると、メディアを有効利用
するため、コンパクション処理を行い、空メディアを生
成しておくことが望ましいが、これをメディアグループ
の１つ全体を空けるようなコンパクション処理をオート
チェンジャー装置３を用いて実行すると、メディア交換
に絶大な時間を生じ、現実的でない。

【００２９】したがって、図９に示すように、この場合
にもメディアグループの構成枚数がダイナミックに変化
される必要が生ずる。一例とし、まず外部コンピュータ
より本情報記憶装置にデータがその格納要求と共に送ら
れてくるとする。この格納要求がデータ通信手段３０９
で認識されるとファイル管理アプリケーション３１３は
それを受信し、データの格納を指示する。データ通信手
段３０９により受信されたデータは一時的にデータ一時
格納部１３に保持され、しかるのちにデータがデータ入
出力手段３０８によりメディアＭ１（Ｍ２、…）に格納
される。

【００３０】この時、その格納データには、装置内でユ
ニークなデータＩＤが付与され、図１０のデータ管理テ
ーブル１３ａに登録されるとともに、図１１のグループ
管理テーブル１３ｂ、および図１２のメディア管理テー
ブル１３ｃも更新される。上記各テーブル１３ａ、…
は、例えばデータ一時格納部１３に設けられている。

【００３１】ここで、搭載されているメディアおよびメ
ディアグループにもメディアＩＤ、メディアグループＩ
Ｄを付与している。アクセス頻度は、過去一定期間内
に、アクセスされた回数、あるいは最新にアクセスされ
たデータを高く、最古にアクセスされたデータを低く見
積もり正規化した値など種々考えられるが、ここでは後
者の例とし０〜９９９まで正規化された値とする。

【００３２】図１１のグループ管理テーブル１３ｂによ
り、メディアグループごとのメディアの構成枚数、格納
データ量が管理されている。図１２のメディア管理テー
ブル１３ｃにより、メディアごとの格納データ量とメデ
ィアアクセス頻度が管理されている。メディアアクセス
頻度は、メディアに対する過去一定期間内に、アクセス
された回数である。

【００３３】データの格納がこの一連のテーブル１３
ａ、…の更新とともに終了した時点、乃至はあらかじめ
規定された時間間隔ごとに、メディア構成数判定手段３
０６が起動され、メディア構成数の増減がチェックされ
る。この処理を説明するためのフローチャートを図１３
に示す。

【００３４】すなわち、格納容量に応じ複数のウォータ
マークをもっており、各ウォータマークを越えるごとに
構成数を変更していく。すなわち、格納容量がウォータ
マーク１を超えた場合、３メディア構成と判定し、構成
数変更処理を実行し、格納容量がウォータマーク２を超
えた場合、４メディア構成と判定し、構成数変更処理を
実行し、…、格納容量がウォータマークｎ−１を超えた
場合、ｎ＋１メディア構成と判定し、構成数変更処理を
実行し、格納容量がウォータマークｎを超えた場合、新
メディアグループを構成する。

【００３５】逆に、外部コンピュータより格納データを
削除する要求が受けつけられた場合には、同様の手順で
図１４のような判定処理でなされる。すなわち、格納容
量がウォータマークｎ−１を下回った場合、ｎメディア
構成と判定し、構成数変更処理を実行し、格納容量がウ
ォータマークｎ−２を下回った場合、ｎ−１メディア構
成と判定し、構成数変更処理を実行し、…、格納容量が
ウォータマーク１を下回った場合、２メディア構成と判
定し、構成数変更処理を実行し、格納容量が「０」とな
った場合、メディアグループを削除する。

【００３６】ここで、各ウォータマークは構成数により
格納できる最大量に応じて決定される。本装置の場合、
パリティーデータの格納にメディアが１枚多く必要とさ
れるため、メディア１枚の格納容量をＭとするときメデ
ィア構成数ｎのメディアグループの格納最大量はＭ（ｎ
−１）、各ウォータマークは残容量がメディア一枚分の
３０％〜７０％に減少した時、メディアを増加し、１３
０％〜１７０％に増加した時、メディアを削減するよう
にする。

【００３７】すなわち、 ウォータマークｉ＝Ｍ（ｉ−１）＋（０．３〜０．７）Ｍ と設定される。

【００３８】構成変更処理はメディアを増加させる場合
には、空メディアを追加し、図１１、図１２のグループ
管理テーブル１３ｂ、メディア管理テーブル１３ｃを更
新すればよいが、メディアを減少させる場合には時に削
減対象のメディアに格納データが残余している場合があ
る。その場合には残りのメディアの空領域とそのデータ
を移し変える必要がある。

【００３９】その場合にはメディア構成数判定手段３０
６はデータ再配置手段３１０に対し、データのマイグレ
ーション処理（移動処理）が指示される。図１５を参照
し、まずデータの再配置手段３１０は、メディア管理テ
ーブル１３ｃから最も格納量の少ないメディアを選択
し、それを削除対象メディアとする。

【００４０】しかる後に、そのメディアにデータが残っ
ている場合にはデータ入出力手段３０８を用い、メディ
アからメディアへのデータ移動処理を指示し、実行し、
削除対象メディアを空メディアにしてメディアグループ
から除き、関連する各テーブル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ
を更新してその処理を完了する。

【００４１】ここで、Ｇ_NOW は当該メディアグループの
現格納量、Ｄ_NOW は新規書き込みデータのデータ量、Ｄ
_OLD は削除データのデータ量、Ｎ_NOW は現構成メディア
数でＮ_MAX は最大値、Ｎ_MIN は最小値である。

【００４２】先に述べたようにパリティーを格納するメ
ディアは分散させておくことで、性能の低下はある程度
防ぐことができる。上記の通りグループを構成するメデ
ィア数がダイミックに変化する場合、パリティー格納先
も都度ダイナミックに変化させることが必要となる。

【００４３】本発明の第２の特徴は、上記思想のもとに
構築されたものであり、基本概念を図１６の（ａ）〜
（ｄ）に示す。同図において、各箱は各メディアの格納
領域を示す、同図に示すとおりメディアの構成枚数に応
じてパリティーの格納様態を変化させる。

【００４４】すなわち、メディア構成数が２枚の時は、
図１６の（ａ）に示すように、各メディアの１／２をパ
リティーデータに割り当て、３枚の時は、図１６の
（ｂ）に示すように、各メディアの１／３をパリティー
データに割り当て、４枚の時は、図１６の（ｃ）に示す
ように、各メディアの１／４をパリティーデータに割り
当て、５枚の時は、図１６の（ｄ）に示すように、各メ
ディアの１／５をパリティーデータに割り当てる。

【００４５】この処理はパリティー再配置手段３１１が
行う。まず、図１７を参照し、メディアが新たに追加さ
れる場合には、これまでのメディアに分散されていたパ
リティー情報を新しいメディアに移動する処理がなされ
る。この時、データの移動量は最小であったほうが好ま
しい、この一例として図１８（ａ）〜（ｄ）に示す。

【００４６】たとえば、２枚から３枚になる場合、図１
８（ａ）の状態から、メディア１のパリティーの一部
と、メディア２のパリティーの一部とが、新規なメディ
ア３に移動されることにより、図１８（ｂ）の状態とな
る。また、３枚から４枚になる場合、図１８（ｂ）の状
態から、メディア１のパリティーの一部がメディア３に
移動され、メディア３の一部とメディア２のパリティー
の一部とが、新規なメディア４に移動されることによ
り、図１８（ｃ）の状態となる。また、４枚から５枚に
なる場合、図１８（ｃ）の状態から、メディア１のパリ
ティーの一部がメディア３に移動され、メディア２のパ
リティーの一部がメディア４に移動され、メディア３の
一部とメディア４のパリティーの一部とが、新規なメデ
ィア５に移動されることにより、図１８（ｄ）の状態と
なる。

【００４７】一方、メディア構成数は削減する場合には
逆の手順をとれば良いのであるが、前述のとおりどのメ
ディアを削減対象とするかはデータ移動を最小限に押さ
えられるメディアとなるため一定でない。また、移動先
にデータが格納されている場合もあり、場合によれば、
それを移動させることを必要となる。

【００４８】以上により、パリティー再配置手段３１１
はメディア削減時、図１９に示す処理を行うこととな
る。削減対象メディアが選択された場合、そのメディア
のパリティーデータの他のメディアへの移動先の検索を
行う。これはメディアのブロックセクタ単位ごとに探索
される必要がある。他のどのメディアの当該領域にも空
がない場合には、いずれかのメディアを選択し、空領域
を当該領域のデータを他の部位に移動させる。しかる後
に削除対象メディアのパリティーデータをそこに移動
し、削除対象メディアをメディアグループから除き、関
連する各テーブル１３ａ、１３ｂ、１３ｃを更新すると
いう手順となる。

【００４９】このようにすることにより、メディアへの
アクセスの高性能と信頼性を高く保ちつつメディア構成
数をフレキシブルに変更していくことが可能となる。さ
て、図７、図８に戻り、Ａグループのメディアを取り外
す時に、そのメディアに対するアクセスが高いメディア
であると、後に交換処理が数多く発生してしまう。一般
には、情報にはライフサイクルがあり、古い情報へのア
クセスは徐々に減少していく。したがって、グループ内
の情報はたとえば図２０に示すようなアクセス頻度分布
を持っているのが通常である。

【００５０】ここではアクセス頻度がある閾値Ｆｒｇ以
下となったデータを更新等の変更が少なくなり、内容が
固定化されたデータという意味で固定化データと呼ぶ。
図７、図８に示される取り外しメディアは、このような
固定化データが格納されていれば交換回数を減らすこと
ができる。同様にパリティーについても取り外しメディ
アにあると、そのメディアへのアクセス要求は減少しな
い。

【００５１】本発明の第３の特徴は、データ固定化率判
定手段３０７を設け、グループ内データの固定化率に応
じパリティーを順次集中化していくというものである。
これを図２１の（ａ）〜（ｅ）に示す。

【００５２】すべての格納データがアクセス頻度高くア
クセスされる場合にはパリティーを分散し、性能低下を
防ぐ。すなわち、たとえば２５％固定化された場合に
は、図２１の（ｂ）に示すように、データとともにパリ
ティーのマイグレーションを行い、固定化データを１枚
のメディアに集中させるとともに、パリティーは他の４
枚に分散させる。これにより、固定化データのメディア
を随時取り外せる準備をさせておくことができる。

【００５３】固定化率の判定はグループに格納可能最大
量に対するアクセス頻度閾値以下のデータ量の総和の割
合で表わされる。図２２にはこの処理フローを示す。

【００５４】すなわち、図１０のデータ管理テーブル１
３ａの情報から、当該メディアグループに格納されてい
るデータでアクセス頻度がＦｒｇ以下で固定化率データ
とみなされるデータのデータ総容量（Ｇ_LOW ）を算定す
る。このデータ総容量がその現メディアグループの最大
格納容量「（ｎ−１）・Ｍ」の何％（固定化率；ｆｉ
ｘ）に相当するかによって、各メディアのパリティー分
散の割合を変更していく。

【００５５】例えば、固定化率が２５％になるまでは、
図２１の（ａ）に示すように、各メディアに１／５ずつ
パリティーを分散させ、固定化率が２５％を越えたら、
同図（ｂ）に示すように、１枚のメディアに固定化デー
タを集中させ、他のメディアに１／４ずつパリティーを
分散させ、５０％を越えたら、同図（ｃ）に示すよう
に、２枚のメディアに固定化データを集中させ、他のメ
ディアには１／３ずつパリティーを分散させ、７５％を
越えたら、同図（ｄ）に示すように、３枚のメディアに
固定化データを集中させ、他のメディアには１／４ずつ
パリティーを分散させ、１００％となったら、同図
（ｅ）に示すように、４枚のメディアに固定化データを
集中させ、他の１枚のメディアにパリティーを集中させ
る方式となる。

【００５６】その指示のもとにデータ再配置手段３１
０、及びパリティー再配置手段３１１が、各メディアご
とに、データとパリティーの再配置処理を行うことにな
る。なお、どのメディアに固定化データを集中させるか
は、その時点で最も固定化データを多く含んでいるメデ
ィアということになる。

【００５７】上記固定化データを格納するメディアの選
定処理を説明するためのフローチャートを図２３に示
す。この処理は、構成数判定の場合と同様、データの格
納や削除が行われるごと、ないしはあらかじめ規定され
た時間間隔ごとに起動される。

【００５８】以上、本発明によるところに基づくメディ
アグループのライフサイクルを図示すると、図２４に示
すようになる。すなわち、まず、格納量の増加にともな
ってメディアの構成数が増えるとともに、パリティーが
分散化し、その後、データの固定化にともなってパリテ
ィーが集中化するか、あるいは格納量の減少にともなっ
てメディアの構成数が減少するとともに、パリティーが
集中化する。

【００５９】このように、メディア構成数及びパリティ
ーデータをダイナミックに前記アルゴリズムに基づき、
変更させることにより、極めてフレキシブルなメディア
のハンドリングが可能となり、図７、図８に示す高度な
操作を可能とし、高速性と高信頼性を確保した超大容量
の情報記憶装置を実現することができる。

【００６０】以上により、パリティーデータについて
は、データの全格納量とデータの固定化率の双方より分
散化／集中化処理が決定されることになる。上記の例で
はデータの格納後、あるいは削除の度にその処理の後、
ないしはあらかじめ規定された時間間隔ごとに起動さ
れ、一時に一括処理される場合であるが、データの格納
ないし削除の前ないしはそれと同時に処理されることも
可である。特にパリティーのマイグレーションに関して
は、図５に示すように、必ず複数のメディアにかかる処
理手続きとなるため、同時にパリティーのマイグレーシ
ョンが実行されれば、極めて効率の良い上記の処理が可
能となる。

【００６１】ところで、以上の処理は規定されたウオー
ターマークに達しないときに、パリティーデータのマイ
グレーションを行うとすると、これは大量のマイグレー
ション処理が一時期に集中し、システムの他の処理、す
なわち外部からのデータの読み出し処理、書き込み処理
に支障を来す場合が生ずる。

【００６２】そこで、本発明の第４の特徴は、上記パリ
ティーの分散／集中化にかかるマイグレーションを、デ
ータの書き込み時、ないしはデータのマイグレーション
時に同時に行うようにしたところにある。

【００６３】したがって、パリティー分散／集中処理を
都度行うように、パリティーデータが各メディアに格納
される割合をデータの全格納量と固定化データ量の割合
に応じて連続的な値をとるようにする。

【００６４】図２５を参照し、例えばメディアが２枚構
成の場合には、図中Ｆｉｘと表記される固定データ量を
除くメディア１の容量とメディア２の容量とに応じてパ
リティーデータの格納を案分するように設定してもよ
い。今、固定化データ量をＦ、メディア容量をＭとする
とき、メディア１のパリティーデータ量Ｐ１とメディア
２のパリティーデータ量をＰ２は Ｐ１＝Ｍ・（Ｍ−Ｆ）／（２Ｍ−Ｆ） … （１） Ｐ２＝Ｍ・Ｍ／（２Ｍ−Ｆ） とすれば、案分できる。

【００６５】また、例えば格納データ量が３枚構成とな
った場合には、図２６を参照し、メディア３の新規格納
分を含め案分し、データの総格納量をＤとすれば、 Ｐ１＝Ｍ・（Ｍ−Ｆ）／（Ｄ＋Ｍ−Ｆ） Ｐ２＝Ｍ・Ｍ／（Ｄ＋Ｍ−Ｆ） … （２） Ｐ３＝Ｍ・（Ｄ−Ｍ）／（Ｄ＋Ｍ−Ｆ） とする。ただし０≦Ｆ＜Ｍである。

【００６６】一般に、メディア構成数Ｍ（ｎ＞２）で固
定化データ量Ｆが （ｍ−１）Ｍ＜Ｆ＜ｍ・Ｍ： ０＜ｍ＜ｎ、 ｎ＞２ のとき Ｐｉ＝０ ０＜ｉ＜ｍ Ｐｍ＝Ｍ・（ｍ・Ｍ−Ｆ）／（Ｄ＋Ｍ−Ｆ） Ｐｊ＝Ｍ・Ｍ／（Ｄ＋Ｍ−Ｆ） … （３） ｍ＜ｊ＜ｎ Ｐｎ＝Ｍ・（Ｄ−（ｎ−２）Ｍ）／（Ｄ＋Ｍ−Ｆ） とすれば、各メディアのパリティーデータ格納量を本発
明の主旨にそった、パリティーデータの分散化／集中化
処理をデータの格納量Ｄとそのうちの固定化データ量Ｆ
の値に応じて連続的に行うことができるようにする。

【００６７】本発明では、図３の各手段に加えてデータ
／パリティー格納判定手段３１４を設け、データの書き
込み時、およびデータのマイグレーション時に上記案分
判定を行い、パリティーデータのマイグレーションも同
時に行うというものである。図２７、図２８にその処理
フローを示す。

【００６８】まず、図２７はデータ書き込み時の処理フ
ローを示す。すなわち、データの書き込み要求がくる
と、データ／パリティー格納判定手段３１４により格納
データのサイズから新パリティー案分比を算定した後、
データの書き込み部位を決定するとともに、パリティー
のマイグレーション部位を決定する。その後、その決定
されたデータの書き込み部位に対するデータの書き込み
処理と、その決定されたパリティーのマイグレーション
部位に対するパリティーのマイグレーション処理とを行
う。

【００６９】案分比は例えば（３）式であり、部位の決
定については例えば図２９に示すような各メディアのブ
ロック管理情報に基づき行われる。すなわち、まずＳ
（空ブロック）と表記されている空領域を見付け、格納
場所を確保する。上記ブロック管理情報は、たとえばデ
ータ一時格納部３のブロック管理情報記憶エリア（図示
しない）に記憶される。

【００７０】たとえば、メディア１の空領域にデータを
書き込もうとするとき、前述案分比変更のため、パリテ
ィデータをメディア２からメディアｎにマイグレーショ
ンする必要がある場合、次のような処理フローとなる。

【００７１】図３０を参照して、まずメディア１（Ｍ
１）からスペースとして集められているデータＳ_OLD 、
メディア（Ｍ２）から現パリティーデータＰ_OLD を読み
出すとともに、メディアｎ（Ｍｎ）からパリティーマイ
グレーション先のデータＤ_DLDを読み出す。Ｓ_OLD 、Ｐ
_OLD と新たに格納するデータＤ_NEW から新パリティーＰ
_NEW を生成し、これをメディアｎ（Ｍｎ）に格納し、Ｄ
_NEW をメディア１（Ｍ１）にＤ_OLD をメディア２（Ｍ
２）に格納すれば、データの書き込みとマイグレーショ
ンを一括して処理することができる。これを図５と比較
すると２ステップ増えただけであり、これらを別々の処
理とすると図５の処理に加え、図３１の処理を加えるこ
とになる。

【００７２】メディアのアクセスについても８回から６
回に減らせ、２５％の改善が可能となり、性能改善を著
しく寄与するといえる。データのマイグレーションにつ
いては同一ブロック間のメディア間のパリティーデータ
の入れ換えですむが、他のブロックにマイグレーション
する場合には上記と同様のことが言える。

【００７３】すなわち、図２８はデータのマイグレーシ
ョン時の処理フローを示す。すなわち、固定化データの
発生により、データ／パリティー格納判定手段３１４に
より固定化データのサイズから新パリティー案分比を算
定した後、データのマイグレーション部位を決定すると
ともに、パリティーのマイグレーション部位を決定す
る。その後、その決定されたデータのマイグレーション
部位に対するデータのマイグレーション処理と、その決
定されたパリティーのマイグレーション部位に対するパ
リティーのマイグレーション処理とを行う。

【００７４】上記したように、ＲＡＩＤが構成される格
納メディアのメディア構成枚数・パリティーデータの格
納形態を、データの格納状況により適応的に変更するよ
うにしたものである。

【００７５】すなわち、ＲＡＩＤの構成メディア数を、
そこに格納するデータ量に応じて可変とするようにした
ものである。これにより、高性能・高信頼・大容量のデ
ータストレージシステムを実現できる。

【００７６】すなわち、可搬型メディアを用い、超大容
量な情報記憶装置を構成する際に、メディアにＲＡＩＤ
を適応して、信頼性を高める場合に生ずるＲＡＩＤ構成
メディア数のマネジメントおよびパリティーデータのハ
ンドリングにつき要求される性能と信頼性を共に満足さ
せうる制御手段を操作することにある。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、ＲＡＩＤが構成さ
れる格納メディアのメディア構成枚数・パリティーデー
タの格納形態を、データの格納状況により適応的に変更
でき、高性能・高信頼・大容量が図れる情報記憶装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を説明するための情報記憶
装置の概略構成を示す図。

【図２】情報記憶装置の概略構成を示す図。

【図３】情報記憶装置のソフトウエア構成を示す図。

【図４】メディアに対する高信頼化方式を説明するため
の図。

【図５】メディアへのデータ書き込み手順を説明するた
めのフローチャート。

【図６】メディアグループとメディアドライバとの関係
を説明するための図。

【図７】メディアグループとメディアドライバとの関係
を説明するための図。

【図８】メディアグループとメディアドライバとの関係
を説明するための図。

【図９】メディアグループの構成枚数がダイナミックに
変化される状態を説明するための図。

【図１０】データ管理テーブルの構成例と記憶例を示す
図。

【図１１】グループ管理テーブルの構成例と記憶例を示
す図。

【図１２】メディア管理テーブルの構成例と記憶例を示
す図。

【図１３】データ格納時のメディア構成数の増減チェッ
クを説明するためのフローチャート。

【図１４】データ削除時のメディア構成数の増減チェッ
クを説明するためのフローチャート。

【図１５】最も格納量の少ないメディアから同じメディ
アグループの他のメディアへのデータのマイグレーショ
ン処理を説明するためのフローチャート。

【図１６】メディアの構成枚数に応じたパリティーの格
納様態を説明するための図。

【図１７】新規メディアの追加時のパリティー再配置処
理を説明するためのフローチャート。

【図１８】新規メディアの追加時のパリティー再配置処
理を説明するための図。

【図１９】メディアの削除時のパリティー再配置処理を
説明するためのフローチャート。

【図２０】データに対するアクセス頻度からなるアクセ
ス頻度分布を示す図。

【図２１】データ固定化率に応じたパリティーの分散状
態と固定化データの集中状態を説明するための図。

【図２２】データとパリティーの再配置処理を説明する
ためのフローチャート。

【図２３】固定化データを格納するメディアの選定処理
を説明するためのフローチャート。

【図２４】メディアグループのライフサイクルを説明す
るための図。

【図２５】メディアが２枚構成の場合の固定データ量と
データの総格納量とを説明するための図。

【図２６】格納データ量が３枚構成となった場合の固定
データ量と新規格納分を含めたデータの総格納量とを説
明するための図。

【図２７】データの書き込み時の処理を説明するための
フローチャート。

【図２８】データのマイグレーション時の処理を説明す
るためのフローチャート。

【図２９】各メディアごとのブロック管理情報を説明す
るための図。

【図３０】データの書き込みとマイグレーション処理の
一括処理を説明するためのフローチャート。

【図３１】データの書き込みとマイグレーション処理と
が別々に処理される際の、図５の処理に対する追加処理
を説明するためのフローチャート。

【符号の説明】

１…制御装置 ２ａ、〜…メディアドライバ Ｍ１、Ｍ２、〜…メディア ３…オートチェンジャー装置 １１…ＣＰＵ １２…実行プログラム格納部 １３…データ一時格納部 １４…データ転送部 １５…オートチェンジャー通信部 １６…データ通信部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の可搬型メディアの中の１つが装
   填され、その装填されているメディアに対するデータの
   読み書きがなされる複数の駆動手段と、 これら複数の駆動手段の個々に対して、上記複数枚のメ
   ディアの中の１つを装填したり、装填されているメディ
   アを取出す装填、取出手段と、 上記駆動手段にてデータを１メディアグループとしての
   複数のメディアに対して冗長度を有して分散記憶させる
   記憶手段と、 上記１メディアグループ内のデータの記憶総量に応じた
   メディアの構成数の変更を判定する判定手段と、 この判定手段によりメディアの構成数の変更が判定され
   た際に、上記１メディアグループ内のメディア数を変更
   して、メディア間のデータを移動する処理手段と、 を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
2. 【請求項２】 複数枚の可搬型メディアの中の１つが装
   填され、その装填されているメディアに対するデータの
   読み書きがなされる複数の駆動手段と、 これら複数の駆動手段の個々に対して、上記複数枚のメ
   ディアの中の１つを装填したり、装填されているメディ
   アを取出す装填、取出手段と、 上記駆動手段にてデータとそのパリティーデータとを１
   メディアグループとしての複数のメディアに対して冗長
   度を有して分散記憶させる記憶手段と、 上記１メディアグループ内のデータの記憶総量に応じた
   メディアの構成数の変更を判定する判定手段と、 この判定手段によりメディアの構成数の変更が判定され
   た際に、上記１メディアグループ内のメディア数を変更
   して、メディア間のパリティーデータを移動し、メディ
   アの構成数分の１ずつのパリティーデータが各メディア
   に割り当てられる処理手段と、 を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
3. 【請求項３】 複数枚の可搬型メディアの中の１つが装
   填され、その装填されているメディアに対するデータの
   読み書きがなされる複数の駆動手段と、 これら複数の駆動手段の個々に対して、上記複数枚のメ
   ディアの中の１つを装填したり、装填されているメディ
   アを取出す装填、取出手段と、 上記駆動手段にてデータとそのパリティーデータとを１
   メディアグループとしての複数のメディアに対して冗長
   度を有して分散記憶させる記憶手段と、 上記１メディアグループ内の各データのアクセス頻度を
   管理する管理手段と、 この管理手段により管理されている上記１メディアグル
   ープ内の各データのアクセス頻度が所定値以下のデータ
   量を判定する判定手段と、 この判定手段により判定されたアクセス頻度が所定値以
   下のデータ量に応じて、上記アクセス頻度が所定値以下
   のデータを上記１メディアグループ内のメディアに集中
   化して記憶し、上記１メディアグループ内の各メディア
   のパリティーデータを分散化あるいは集中化して記憶す
   る処理手段と、 を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
4. 【請求項４】 複数枚の可搬型メディアの中の１つが装
   填され、その装填されているメディアに対するデータの
   読み書きがなされる複数の駆動手段と、 これら複数の駆動手段の個々に対して、上記複数枚のメ
   ディアの中の１つを装填したり、装填されているメディ
   アを取出す装填、取出手段と、 上記駆動手段にてデータとそのパリティーデータとを１
   メディアグループとしての複数のメディアに対して冗長
   度を有して分散記憶させる記憶手段と、 上記１メディアグループ内のデータの記憶総量に応じた
   メディアの構成数の変更を判定する第１の判定手段と、 上記１メディアグループ内の各データのアクセス頻度を
   管理する管理手段と、 この管理手段により管理されている上記１メディアグル
   ープ内の各データのアクセス頻度が所定値以下のデータ
   量を判定する第２の判定手段と、 上記第１の判定手段によりメディアの構成数の変更が判
   定された際に、上記第２の判定手段により判定されたア
   クセス頻度が所定値以下のデータ量に応じて、上記アク
   セス頻度が所定値以下のデータを上記１メディアグルー
   プ内のメディアに集中化して記憶し、パリティーデータ
   を上記１メディアグループ内の他のメディアに分散化あ
   るいは集中化して記憶する処理手段と、 を具備したことを特徴とする情報記憶装置。