JPH08194587A - データ記憶ライブラリ・システム及び関連する装置・方法 - Google Patents

データ記憶ライブラリ・システム及び関連する装置・方法

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JPH08194587A
JPH08194587A JP7265972A JP26597295A JPH08194587A JP H08194587 A JPH08194587 A JP H08194587A JP 7265972 A JP7265972 A JP 7265972A JP 26597295 A JP26597295 A JP 26597295A JP H08194587 A JPH08194587 A JP H08194587A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 媒体装着回数を低減することによりシステム
・パフォーマンスを改善する。 【解決の手段】 媒体ユニットは、データを複数組また
はパリティ・グループのデータ・ブロックと１つの対応
するパリティ・ブロックとして格納する、冗長グループ
単位に配置される。新しいデータを書き込む場合は、パ
リティ更新を計算し、これを磁気固定ディスク・ドライ
ブなどの不揮発性記憶装置のパリティ・ログに格納す
る。次に、新しいデータ・ブロックを媒体ユニットに書
き込むが、パリティ更新を計算するときに古いパリティ
・ブロックを収容する媒体ユニットが装着されていない
場合は、対応する新しいパリティ・ブロックを書き込ま
ない。すでに装着されている場合は、パリティ更新をロ
ギングせずに、パリティ更新に基づいて新しいパリティ
・ブロックを計算し、この新しいパリティ・ブロックを
媒体ユニットに書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクやテー
プ・カートリッジなどの取外し可能媒体のデータ記憶ラ
イブラリ・アレイに関し、より具体的には、冗長パリテ
ィ情報の処理が改善されたこのようなアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスクまたは磁気テープ・ライブラ
リ（「ジュークボックス」ともいう）は、ホスト・コン
ピュータ・システムからのアクセス要求に応答してドラ
イブに複数ユニットの記憶媒体（たとえば、ディスクま
たはテープ・カートリッジ）を装着可能な機械式装置で
ある。通常、１つのライブラリは、１つまたは複数のド
ライブの組と、未装着媒体用の保管エリアと、記録媒体
と、記憶装置とドライブとの間で記録媒体を移動させる
ロボット・ピッカー機構（１つまたは複数）とを含む。
ライブラリの物理サイズは、１０００個以上の媒体ユニ
ットを収容する小部屋のサイズから、８個程度の媒体ユ
ニットしか収容しないデスク・トップ・ユニットまでの
範囲である。最大ライブラリ・システムの記憶容量はテ
ラバイト規模であるのに対し、最小ライブラリは１ギガ
バイト程度の容量しかないようである。
【０００３】ライブラリ・システムは、多くの応用分野
で使用され、一般に十分その機能を果たしている。しか
し、従来のシステムの信頼性、パフォーマンス、フレキ
シビリティの点では、改善の余地がかなりある。たとえ
ば、ほとんどのライブラリは、そのドライブとの間で媒
体を移送するためのピッカー機構を１つしか備えていな
い。この特徴が、１つの機械的障害点であり、ライブラ
リの信頼性の重大な弱点を表している。ピッカーが故障
した場合、ピッカーを修理するまでこのようなライブラ
リに格納されているすべてのデータ（おそらく、テラバ
イト規模）がアクセス不能になる。
【０００４】１９９３年１０月２５日出願の米国特許出
願第１４２５３４号には、個別の記憶ユニット上に冗長
パリティ情報を格納することによって取外し可能媒体に
格納されたデータを保護する、独立ライブラリの冗長ア
レイ（ＲＡＩＬ）が記載されている。磁気固定ディスク
のアレイ内の冗長パリティ情報の配置に関する様々な構
成は、Patterson他による"A Case for Redundant Array
s of Inexpensive Disks (RAID)"（Proceedings of ACM
SIGMOD, Chicago, Illinois, １９８８年６月１〜３
日、１０９〜１１６ページ）に記載されている。ＲＡＩ
Ｌパリティ記憶ユニットは、データの格納に使用される
ような別のユニットの取外し可能媒体である場合が多
い。データ媒体ユニットからデータを読み取る場合、パ
リティを格納ユニットではなく、そのユニットだけをア
レイに装着する必要がある。しかし、データを書き込む
場合は、データ媒体ユニットとパリティ媒体ユニットの
両方をドライブに装着し、それぞれの値を両方とも更新
させる必要がある。このように１回の書込みを行うため
に２つの個別の媒体ユニットの装着が必要であるため
に、取外し可能媒体から構築した大容量記憶システムに
はパフォーマンス上の厳しい不利な条件が課せられるこ
とがある。これは、媒体ユニットの装着および取外しに
必要な時間が、取外し可能媒体のすべてのライブラリの
重要なパフォーマンス制限になっているからである。ラ
イブラリ内の個別の媒体ユニットへのアクセス速度は、
ピッカーがドライブとの間でそのユニットを移動できる
速度に限定される。光ディスク・ライブラリはディスク
交換を完了するのに数１０秒を要する場合があり、テー
プ・ライブラリが要する時間はそれよりかなり長い。
【０００５】磁気固定ディスクのＲＡＩＤシステムで
は、新しいパリティの書込み効率を改善するためにパリ
ティ・ロギング技法が提案されている。ロギングとは、
数多くの小規模操作を１つのより大きくより効率的な操
作に変換することにより、コンピュータ・データ記憶シ
ステムのパフォーマンスを改善する周知の技法である。
ＲＡＩＤシステム用に提案されたパリティ・ロギング技
法は、小規模の単一ブロック転送をより大きくより効率
的なトラックおよびシリンダ転送に変換することによ
り、小規模書込みのパフォーマンスを改善することがシ
ミュレーションによって判明している。この技法は、St
odolsky他による"Parity logging - Overcoming the Sm
all Write Problem in Redundant Disk Arrays"（20th
Ann. Int. Symposium on Computer Architecture, １９
９３年５月１６〜１９日、San Diego,CA.）に記載され
ている。しかし、このような技法はＲＡＩＬ記憶システ
ムではあまり価値がない。というのは、磁気固定ディス
クのＲＡＩＤシステムとは異なり、パフォーマンス上の
重大なボトルネックは、媒体データ転送操作の時間によ
る不利な条件ではなく、むしろ、媒体装着の時間による
不利な条件であるからである。たとえば、典型的な光デ
ィスク・ドライブでは、１枚の光ディスクの交換に要す
る時間に４００〜５００回のランダム単一ブロック・ア
クセスを実行することができる。また、このような技法
では、一定の組のパリティ・ログ・ブロック（パリティ
・ログ領域という）がパリティ・ブロックとパリティ更
新ブロックとの厳密な１対１のマッピングによって保存
され、これにより、格納が必要な冗長データの量が効果
的に２倍になっている。格納されるパリティ情報の量が
非常に大きくなる（システムによってはおそらくテラバ
イト規模）と予想されるライブラリ・アレイでは、これ
は実現不能である。パリティ・ログを格納するためにこ
れに匹敵する量の磁気固定ディスクまたはその他の不揮
発性記憶装置を用意することは、経済的およびアーキテ
クチャ上の抑制になると思われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】効率よくしかも確実に
冗長パリティ情報を処理するためのシステムを含む、取
外し可能媒体のライブラリのデータ記憶アレイが要求さ
れている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、媒体装着回数
を低減することによりシステム・パフォーマンスを改善
するために、パリティ・ロギングおよび固有のパリティ
更新再統合技法を含む、取外し可能媒体ユニットのライ
ブラリのデータ記憶アレイである。このアレイは複数の
データ記憶ドライブを含み、それぞれのドライブが少な
くとも２つの取外し可能媒体ユニットからなる関連の組
を有する。媒体ユニットは、データを複数組のデータ・
ブロックと１つの対応するパリティ・ブロックとして格
納する、冗長グループ単位に配置される。新しいデータ
を書き込む場合は、パリティ更新を計算し、これを磁気
固定ディスク・ドライブなどの不揮発性記憶装置のパリ
ティ・ログに格納する。次に、更新すべき対応するパリ
ティ・ブロックを収容する媒体ユニットが装着されてい
ない場合は、対応する新しいパリティ・ブロックを書き
込まずに、新しいデータ・ブロックを媒体ユニットに書
き込む。これにより、パリティを収容する媒体を装着す
る必要性が、その後のより効率的な時期まで遅延され
る。パリティ更新を計算するときに更新すべきパリティ
・ブロックを収容する媒体ユニットがすでに装着されて
いる場合は、パリティ更新をロギングせずに、新しいパ
リティ・ブロックを計算し、これを媒体ユニットに書き
込む。読取りまたは書込み操作を行うために更新すべき
パリティ・ブロックを収容する媒体ユニットをドライブ
に装着すると、パリティ・ログからパリティ更新を取り
出し、新しいパリティ・ブロックを計算し、これをその
媒体ユニットに書き込む。論理的に先行するストライプ
化増分に対応するパリティを収容する同一媒体ユニット
上に論理的に連続する次のストライプ化増分が置かれる
ように、複数の媒体ユニット間にデータ・ブロックのス
トライプ化増分をマッピングするパリティ追跡ストライ
プ化によって、パリティ更新の再統合が強化される。
【０００８】本発明の特徴および利点をさらに十分理解
するため、添付図面とともに以下の詳細な説明を参照さ
れたい。
【０００９】
【発明の実施の形態】ライブラリ・アレイは、コンピュ
ータまたはコントローラに接続され、データの論理ユニ
ットが全ライブラリ中の複数のライブラリに格納される
ように編成された、２つ以上のライブラリを含む。図１
は、このシステムを示している。ライブラリ・アレイの
コンピュータ１００は、メイン・メモリまたは不揮発性
２次記憶装置（たとえば、固定ディスク４００）のいず
れかに格納されたバッファ１０１と、典型的なインタフ
ェース・バス２００に接続された典型的なコントローラ
１０２などの１つまたは複数のインタフェース・コント
ローラ（アレイ内で使用するそれぞれのインタフェース
・バスごとに１つずつ）とを含む。バッファ１０１は、
ライブラリにアクセスせずに今後の要求の一部を解決で
きるように、最近のライブラリ・アクセス要求の結果を
格納する。一部のバッファ１０１は、データがライブラ
リ・アレイとコンピュータ１００との間を移動するとき
にデータを再編成するためにも使用する。コンピュータ
１００は、ネットワーク２０１などの通信チャネルに接
続することができ、それにより、コンピュータは要求と
データの送受信を行う。
【００１０】典型的なバス２００など、アレイ内の各イ
ンタフェース・バスには、典型的なライブラリ・ストリ
ング３００などの取外し可能記憶媒体（光ディスクまた
はテープ・カートリッジ）からなる１つまたは複数のラ
イブラリが接続されている。このアレイは、１つのイン
タフェース・コントローラに接続された個々のライブラ
リ（コントローラ１０２に接続されたバス２００上のラ
イブラリ３００など）だけでなく、システム内の他のバ
ス上の他のすべてのライブラリも含んでいる。また、コ
ンピュータ１００には、インタフェース・バス１１０に
よってコントローラ１１２に接続された典型的な光ディ
スクまたは磁気固定ディスク４００など、いくつかの他
の２次記憶装置も接続されている。コンピュータ１００
上ではソフトウェア・ルーチン１０３が動作し、記憶装
置に関するアクセス要求を受け入れ、その要求をアレイ
内の全ライブラリ中の１つまたは複数のライブラリへの
１つまたは複数のアクセス要求に変換する。
【００１１】アレイによって表されるライブラリ記憶装
置へのアクセス要求を、アレイを構成する個々のライブ
ラリへの要求に変換する方法は、アレイ自体の構成によ
って異なる。様々なタイプのアレイ・アーキテクチャを
区別する特徴は、データをライブラリ間に分散する方法
と、冗長データの配置である。
【００１２】好ましい実施例 本発明の好ましい実施例は、図２に示されており、１６
メガバイトの半導体メイン・メモリ５０２を備えたＩＢ
Ｍ ＰＳ／２モデル８０の形態のホスト・コンピュータ
５００と、コンピュータ５００に接続された１００メガ
バイトの磁気ディスク・ドライブ５１９と、４つのＩＢ
Ｍモデル３９９５光ディスク・ライブラリ５２０、５４
０、５６０、５８０という主要構成要素を含んでいる。
ホスト・コンピュータ５００は、特定のソフトウェア・
アプリケーションを実行することが役割である他のコン
ピュータからなるネットワーク内のように、ライブラリ
でのデータ記憶および検索を管理することが主な役割で
ある専用コンピュータであってもよい。あるいは、コン
ピュータ５００は、他のソフトウェア・アプリケーショ
ンを実行するとともに、ライブラリでのデータ記憶を管
理することもできる。
【００１３】ライブラリ５２０、５４０、５６０、５８
０は、個々の業界標準の小型コンピュータ・システム・
インタフェース（ＳＣＳＩ）バスによってコンピュータ
５００に接続され、これらのバスはそれぞれのＳＣＳＩ
コントローラ／アダプタ５１０、５１２、５１４、５１
６に接続されている。それ以外のシステムのハードウェ
アおよびソフトウェア副構成要素は、コンピュータ５０
０およびライブラリ５２０、５４０、５６０、５８０の
内部に常駐している。媒体装着およびドライブ・アクセ
スなど、データおよびパリティの書込みを管理するため
のルーチンを含むデータ記憶管理ソフトウェア・プログ
ラムは、磁気固定ディスク・ドライブ５１９に格納され
ている。動作時には、必要なときにプログラムのコピー
またはプログラムの各部がコンピュータ５００のメイン
・メモリ５０２にロードされる。ＳＣＳＩバス・コント
ローラ／アダプタ５１０、５１２、５１４、５１６に加
え、コンピュータ内のハードウェアとしては、固定ディ
スク・ドライブ５１９に接続されたＳＣＳＩバス・コン
トローラ／アダプタ５１７と、ランダム・アクセス・メ
モリ・バッファ５０８などがある。
【００１４】それぞれのライブラリ５２０、５４０、５
６０、５８０の内部には４つの光ディスク・ドライブが
あり、第１のライブラリ５２０内にはドライブ５２１〜
５２４、第２のライブラリ５４０内にはドライブ５４１
〜５４４、第３のライブラリ５６０内にはドライブ５６
１〜５６４、第４のライブラリ５８０内にはドライブ５
８１〜５８４がある。それぞれのライブラリ５２０、５
４０、５６０、５８０は、光ディスク用の格納空間と、
ディスクを装着し、ドライブからディスクを取り外すた
めのピッカーも含んでいる。
【００１５】本発明で使用するために説明するデータ・
アーキテクチャはＲＡＩＤ５アーキテクチャである。Ｒ
ＡＩＤ５アーキテクチャでは、使用可能なすべての記憶
ユニット（たとえば、光ディスク・ライブラリの場合は
個々のドライブ上の取外し可能光ディスク）間にデータ
とパリティが分散または「ストライプ化」される。通
常、１組（または冗長グループ）に含まれる「Ｎ＋１」
個の記憶ユニット内のアドレス可能ブロックは、複数の
同一サイズのストライプ化増分に分割される。１つのス
トライプ化増分は単一ブロックにすることもできるが、
通常は複数のブロックで構成される。冗長グループ内の
各記憶ユニットは同じ数のストライプ化増分を収容して
いる。同じ記憶ユニット物理ブロック・アドレス範囲を
有する冗長グループ内の各記憶ユニットからのストライ
プ化増分が１つのデータ・セット（パリティ・グループ
ともいう）を形成する。それぞれのパリティ・グループ
は、Ｎ個のデータ・ストライプ化増分と、そのパリティ
・グループの残りに関するパリティを収容する記憶ユニ
ット上の１つのパリティ・ストライプとを有する。たと
えば、Ｎ＝３の場合、ドライブ５２１、５４１、５６
１、５８１に関連する媒体ユニット間にデータとパリテ
ィをストライプ化することができる。第１のパリティ・
グループは、ドライブ５２１、５４１、５６１内の媒体
ユニット上に複数のデータ・ブロックを置き、ドライブ
５８１内の媒体ユニット上にパリティを置くはずであ
る。追加のパリティ・グループはそれぞれ１つのパリテ
ィ・ストライプを有するが、そのパリティ・ストライプ
は様々な媒体ユニット上に分散される。したがって、た
とえば、第２のパリティ・グループは、ドライブ５２１
内の媒体ユニット上に置かれた１つのパリティ・ストラ
イプを有するはずである。ＲＡＩＤ５アーキテクチャの
限界は、データ・ブロックに変更を加える場合、古いデ
ータ・ブロックを読み取り、古いパリティを読み取り、
新しいパリティを再構築し、新しいデータ・ブロックと
新しいパリティを書き込む必要がある点である。したが
って、取外し可能媒体を使用したライブラリの場合、新
しいデータと新しいパリティを書き込むには、データを
格納した媒体ユニットとパリティを格納した媒体ユニッ
トの両方を装着する必要がある。本発明の主題は、この
問題の解決策である。
【００１６】ＲＡＩＬパリティ・ロギング 本発明では、ＲＡＩＬシステムにデータ・ブロックを書
き込む場合、新しいデータ・ブロックを受け入れ、不揮
発性バッファに格納する。古いデータ・ブロックを収容
した媒体ユニットが現在装着されていない場合は装着要
求を出し、完了すると、媒体ユニットに格納されている
ブロックの内容を取り出して、別のバッファに格納す
る。次に、そのブロックの新旧両バージョンの排他論理
和（ＸＯＲ）を取ってパリティ更新を形成し、それをバ
ッファ（古いデータ・ブロックと同じバッファである可
能性がある）に格納する。新しいデータは媒体ユニット
に書き込まれ、パリティ更新は不揮発性記憶装置に維持
されているパリティ・ログに格納される。キャッシュが
存在する場合は、そのキャッシュにデータを格納し、そ
のキャッシュからデータを取り出すことができる。
【００１７】パリティ・ログは、アレイ内の各媒体ユニ
ットごとに１つずつ、パリティ更新ブロックの連係リス
トとして編成される。パリティ・ログ内のパリティ更新
ブロックと媒体ユニット上のパリティ・ブロックとの間
には固定マッピングがなく、更新ブロックはパリティ・
ログ内で連続する必要もない。この手法は、前述のStod
olskyの論文に記載されているような、パリティ・ブロ
ックとパリティ更新ブロックとの間の厳密な１対１のマ
ッピングで一定の組のパリティ・ログ・ブロック（パリ
ティ・ログ領域という）を保存する、磁気ディスク・パ
リティ・ロギングとは異なるものである。
【００１８】パリティ・ロギング・シナリオの一例につ
いては、図３に示し、図２のライブラリ・アレイを参照
して説明する。４つのドライブ５２１、５４１、５６
１、５８１（それぞれ４つのライブラリ５２０、５４
０、５６０、５８０の１つからのドライブである）のそ
れぞれは２つの光ディスクとともに示されているが、各
ディスクは個別の媒体ユニットである。一度に関連のド
ライブに装着できるのは２つのディスクのうちの１つだ
けである。媒体０と４は第１のライブラリ５２０に含ま
れ、媒体１と５は第２のライブラリ５４０に含まれ、媒
体２と６は第３のライブラリ５６０に含まれ、媒体３と
７は第４のライブラリ５８０に含まれている。このアレ
イは、それぞれがＲＡＩＤ５アーキテクチャを使用する
２つの冗長グループまたは論理ユニットＡおよびＢ（そ
れぞれ、媒体０〜３と媒体４〜７）として編成されてい
る。１つの論理ユニットは、複数の固定長ブロックから
なる線形アドレス可能な個別のシーケンスである。ＲＡ
ＩＬアーキテクチャは、その記憶容量を単一論理ユニッ
トまたは複数（容量が小さい）論理ユニットとして提示
することができる。各論理ユニットは、アレイ内の取外
し可能媒体のいずれかの組にまたがるデータ・ブロック
としてそのデータをストライプ化する。
【００１９】図３の例の論理ユニットのストライプ化増
分はいずれもブロック４つずつである（たとえば、媒体
０上のブロック００〜０３が１つのストライプ化増分に
なる）。１つのデータ・セットまたはパリティ・グルー
プは、冗長グループの同一物理アドレス・ブロック内の
３つのストライプ化増分（たとえば、論理ユニットＡの
媒体ユニット０〜２のそれぞれのブロック００〜０３）
と、これに対応するパリティ・ストライプ（たとえば、
媒体３のブロック００〜０３）になる。論理ユニットＡ
またはＢのいずれかの媒体を装着し、アクセスすること
ができる。図３の例では、論理ユニットＡの媒体０はラ
イブラリ５２０のドライブ５２１に装着され、論理ユニ
ットＢの媒体５、６、７はそれぞれのライブラリのドラ
イブに装着されている（図３の媒体の周囲の実線は、そ
の媒体が装着されていることを意味する）。論理ユニッ
トＡの媒体１、２、３と論理ユニットＢの媒体４は未装
着であるか、またはそれぞれのライブラリ内に格納され
ており、ピッカーによって取り出された場合のみアクセ
ス可能になる。このアレイ用のパリティ・ログは、容量
が８ブロックの個別のブロック・シーケンスとして示さ
れており、不揮発性メモリ（すなわち、磁気固定ディス
ク・ドライブ５１９）に格納される。
【００２０】図３の例は、論理ユニットＡおよびＢの両
方のブロックに対して変更データの一連の書込みを行っ
た後のアレイの状態を示している。これらの書込みは、
媒体０のブロック００、媒体５のブロック１４〜１５、
媒体６のブロック１０、媒体７のブロック１２〜１３に
マッピングされている。媒体０のブロック００への書込
みによって、未装着媒体３のブロック００にあるパリテ
ィ・ブロックが古くなってしまった。媒体３は未装着な
ので、パリティ更新値（新しいデータと媒体０のブロッ
ク００の古いデータとのＸＯＲを取ることによって計算
したもの）はブロック００のパリティ・ログに格納され
る。同様に、媒体５のブロック１４〜１５と媒体７のブ
ロック１２〜１３への書込みによって、媒体４のブロッ
ク１２〜１５に格納されている対応するパリティが古く
なってしまった。これらのパリティ更新値は、ブロック
０３から始まるブロックの連係リストとしてパリティ・
ログに格納される。
【００２１】図３に示すように、パリティ・ログ内のパ
リティ更新値のブロックは連続していない。後述するパ
リティ再統合プロセスの態様の一部は、パリティ・ログ
内のブロックが連続していれば改善される可能性がある
が、連続性を備えるには、固定記憶割振り（アレイ内の
各パリティ・ブロックごとに１つずつ）か、または相当
な再編成オーバヘッドを必要とするはずであり、それに
より、パリティ再統合のパフォーマンスの増加分が打ち
消される可能性がある。
【００２２】媒体６のブロック１０への書込みによっ
て、パリティ更新を計算する（古いデータと新しいデー
タとのＸＯＲを取ることによる）ことができ、新しいパ
リティ・ブロックを計算する（パリティ更新と古いパリ
ティ・ブロックとのＸＯＲを取ることによる）ことがで
き、媒体５がすでに装着されているので媒体５のブロッ
ク１０に書き込むことができた。したがって、このパリ
ティ更新を行っても、パリティ・ログへの入力は行われ
ない。パリティ・ブロックを収容する媒体がすでに装着
されている場合はパリティ更新をロギングしないという
この手法は、磁気ディスクのＲＡＩＤシステム用に提案
されたパリティ・ロギングの動作とはまったく異なるも
のである。前述のStodolskyの論文に記載されたその技
法では、パリティ更新値がロギングされ、１つのトラッ
ク（またはその他の大きい単位）全体がデータ転送に使
用可能になるまで、新しいパリティの計算と書込みが遅
延される。このため、パリティの更新は単一ブロック更
新より効率的なものになる。原則として、この技法はＲ
ＡＩＬ記憶システムに装着された媒体へのパリティ更新
も改善するはずであるが、実際には取外し可能媒体に固
有の他の問題の方が優勢である。取外し可能媒体のアレ
イの各媒体ユニットは、即時取外しの対称であり、ホス
ト・コンピュータからの特定の作業負荷の要求によって
いつでも選択される可能性がある。媒体取外し時までパ
リティ再統合を遅延すると、その取外しが遅延され、パ
フォーマンスが低下する。また、パリティ更新値をパリ
ティ・ログ内に残し、新しいパリティを書き込まない
と、パリティ・ログが混乱し、パリティ・ログをフラッ
シュして今後の書込み用の空間を作るために、後で不要
な装着を行わざるを得なくなる可能性もある。要約する
と、媒体の装着と取外しは時間的な不利な条件の点で非
常に高価なものなので、媒体がすでに装着されていると
きに新しいパリティを書き込む機会を逸すると、ライブ
ラリ・アレイのパフォーマンスが著しく低下する恐れが
ある。
【００２３】パリティ更新の便宜的再統合 ＲＡＩＬシステムにパリティ・ロギングを使用する本発
明の重要な態様の１つは、パリティの便宜的再統合であ
る。これは、新しいパリティの書込み以外の理由（すな
わち、データの読取りまたは書込み）で未装着媒体ユニ
ットが装着されるまで、その媒体ユニットに関するパリ
ティ・ログから新しいパリティへのパリティ更新値の再
統合が遅延されることを意味する。データ・アクセスの
ために媒体ユニットが装着されるまで新しいパリティの
書込みを遅延することにより、パリティ書込みはデータ
・アクセスに関連する装着時オーバヘッドに付加され
る。データ・ストライプ化がもたらす特徴的なアクセス
・スキューの「平坦化」は、冗長グループ内の媒体ユニ
ット間にデータの小片（ストライプ化増分）を規則正し
く分散するので、その結果、アレイ内のすべての媒体ユ
ニットが定期的に装着され、その装着と同時に、パリテ
ィ・ログからの格納済みパリティ更新値を使用して後で
新しいパリティの書込みが行われることになる。
【００２４】媒体４のブロック０２の書込み後の図３の
アレイの状態を図４に示す。ブロック０２に書き込むた
めに媒体４を装着した結果、パリティ・ログに格納され
ているパリティ更新に基づいて、新しいパリティを媒体
４のブロック１２〜１５に再統合する機会が得られた。
（実際のプロセスは、媒体４のパリティ・ブロック１２
〜１５に対応するパリティ更新をパリティ・ログから取
り出し、媒体４の古いパリティ・ブロック１２〜１５を
読み取り、取り出したパリティ更新と古いパリティとの
ＸＯＲを取って新しいパリティを計算し、新しいパリテ
ィを媒体４のブロック１２〜１５に書き込むというもの
である。）
【００２５】媒体４のブロック０２用のパリティは媒体
７のブロック０２に置かれる。媒体７は現在装着されて
いるので、新しいパリティ・ブロック０２が計算され、
新しいデータの書込みと同時に媒体４のブロック０２に
書き込まれる。（実際のプロセスは、媒体４のブロック
０２に入っている古いデータを読み取り、新しいデータ
とのＸＯＲを取ってパリティ更新を計算し、媒体７のブ
ロック０２に入っている古いパリティを読み取り、計算
したばかりのパリティ更新とのＸＯＲを取って新しいパ
リティを計算し、新しいパリティを媒体７のブロック０
２に書き込むというものである。）媒体３用のパリティ
更新はそのままパリティ・ログに残り、今後行われる媒
体３へのデータ・アクセスを待つ。
【００２６】パリティ追跡ストライプ化 パリティ再統合の機会の頻度と適時性を従来のストライ
プ化で得られるもの以上に高めることができれば、アレ
イのパフォーマンスが改善され、パリティ・ログのサイ
ズが低減される。媒体ユニットへのストライプ化増分の
割当てを操作すると、便宜的パリティ再統合の頻度を高
めることができる。ストライプ化増分を媒体ユニットに
マッピングする従来の方式では、ある連続媒体ユニット
から次の媒体ユニットへ論理的に連続するストライプ化
増分がラウンドロビン方式で分散される。ストライプ化
増分を媒体ユニットにマッピングする従来のラウンドロ
ビン方式の一例を図５に示す。論理ストライプ化増分０
は媒体０のブロック００〜０３にマッピングされ、論理
ストライプ化増分１は媒体１のブロック００〜０３にマ
ッピングされ、論理ストライプ化増分２は媒体２のブロ
ック００〜０３にマッピングされ、ストライプ化増分０
〜２用のパリティ・ストライプは媒体３のブロック００
〜０３にマッピングされ、論理ストライプ化増分３は媒
体０のブロック０４〜０７にマッピングされる。この連
続マッピングは、最後のストライプ化増分１１が媒体３
のブロック１２〜１５にマッピングされるまで、媒体上
で順に続行される。
【００２７】このマッピングは単純で計算しやすいが、
取外し可能媒体上に格納されたパリティ保護データにと
って必ずしも最も効率的なものではない。本発明の好ま
しい実施例では、前の論理ストライプ化増分用のパリテ
ィ・ストライプを収容する同一媒体ユニットにそれぞれ
のストライプ化増分をマッピングする。このようなマッ
ピング技法では、１回の書込み操作によって１つのスト
ライプ化増分が変更され、パリティ・ログに格納可能な
パリティ更新値が作成され、論理的に連続する次のスト
ライプ化増分が変更され、その結果、新しいパリティを
書き込む機会の適時性が大幅に改善される。これは、書
き込むべき新しいパリティがすでに装着されている媒体
ユニット上にいつも置かれるからである。ストライプ化
増分によってある媒体ユニットから別のユニットへパリ
ティ・ストライプの位置を追跡するというこの技法は、
パリティ・ログの予想サイズと、再統合機会を待ってい
る間にパリティ更新を格納するのに必要な時間の両方を
低減するものである。
【００２８】図６は、パリティ追跡ストライプ化を示し
ている。論理ストライプ化増分０は図５の従来のストラ
イプ化と同一の媒体０のブロック００〜０３にマッピン
グされるが、論理ストライプ化増分１は媒体３のブロッ
ク０８〜１１にマッピングされる。この増分が媒体３に
マッピングされるのは、前の論理ストライプ化増分０を
保護するパリティ・ストライプが媒体３上（ブロック０
０〜０３）にあるからである。同様に、論理ストライプ
化増分１を保護するパリティ・ストライプは媒体１上
（ブロック０８〜１２）にあるので、論理ストライプ化
増分２は媒体１のブロック０４〜０７にマッピングされ
る。パリティ追跡ストライプ化はこのようにして続行さ
れる。媒体３（ブロック００〜０３）は媒体２（ブロッ
ク００〜０３）上の前のストライプ化増分１０を保護す
るパリティ・ストライプを収容しているので、最後のス
トライプ化増分である増分１１は媒体３のブロック１２
〜１５にマッピングされる。
【００２９】２〜６個の媒体ユニットを有するアレイ用
の１組のパリティ追跡ストライプ化マッピングを図７〜
１１に示す。それぞれのアレイ幅ごとに様々なマッピン
グが多数存在する。ホスト・コンピュータのアプリケー
ション応じて、一部のマッピングが他のマッピングより
優れている場合もある。たとえば、（すべてのユニット
に均等にではなく）連続する論理ストライプ化増分をい
くつかの媒体ユニット上に置く傾向のあるパリティ追跡
ストライプ化マッピングでは、すでに装着されている媒
体ユニットにアクセスする傾向があるので、パフォーマ
ンスが優れている可能性がある。
【００３０】図１２は、図７〜１１に示すマッピングの
ようなパリティ追跡ストライプ化マッピングを構築する
ためのアルゴリズムを示す流れ図である。
【００３１】このアルゴリズムでは２つのデータ構造を
使用するが、第１のデータ構造である「ＭＡ」（媒体割
当て）は、冗長グループ内の１組の媒体ユニット上で使
用可能な様々な位置にどの論理ストライプ化増分が割り
当てられているかを追跡する。ＭＡはＮ行×Ｎ列の２次
元アレイであり、Ｎは冗長グループ内の媒体の数である
（この説明では、Ｎはパリティ用の追加媒体を含むの
で、ＲＡＩＤ５アーキテクチャの説明に使用したＮ＋１
と同じである）。様々なサイズの計算済みＭＡアレイの
例を図７〜１１に示す。ＭＡの第１のインデックス（ゼ
ロ起点）は０〜Ｎ−１の媒体番号であり、第２のインデ
ックス（ゼロ起点）は媒体ユニット上のストライプ化増
分位置であり、０〜Ｎ−１の範囲である。第２のデータ
構造である「ＳＩＡ」（ストライプ化増分割当て）は、
各論理ストライプ化増分の媒体位置を追跡する。これ
は、Ｎ2−Ｎ行×２列の２次元アレイとして表される。
それぞれの論理ストライプ化増分ごとに１行（ゼロ起
点）ずつ存在する。各行の第１の列（インデックス０）
はそのストライプ化増分が割り当てられている媒体ユニ
ットのインデックスであり、第２の列（インデックス
１）はその媒体ユニット上の特定の位置である。アルゴ
リズムが完了すると、両方のデータ構造はパリティ追跡
マッピングの表現を備えることになり、ＭＡは論理スト
ライプ化増分インデックスを示すために媒体ユニットと
位置によるインデックスが付けられ、ＳＩＡは媒体イン
デックスと位置を示すために論理ストライプ化増分イン
デックスによるインデックスが付けられる。ＳＩＡは、
アクセス要求の処理に関する説明で後で使用する。
【００３２】図１２の流れ図では、媒体の数であるＮ
と、媒体インデックス値であるＭと、媒体ユニット上の
ストライプ化インデックス位置であるＰと、論理ストラ
イプ化増分インデックスであるＳ（０〜Ｎ2−Ｎ−１の
範囲）と、異なる媒体ユニット上の特定のストライプ化
増分位置に対応するパリティ・ストライプを格納する媒
体ユニットのインデックスであるＰＭの５つの変数を使
用する。
【００３３】最初の操作（７００）では、媒体インデッ
クスＭを冗長グループ内の第１（左端）の媒体ユニット
である０に初期設定する。次に、テスト（７１０）を行
って、それぞれの媒体ユニットが処理されたかどうかを
確認する。これは、アレイ内のすべての位置に−２とい
う値を格納し、その他のすべての位置に−１を格納す
る、ＭＡ用の初期設定プロセスの一部であり、Ｐ＝（Ｎ
−１−Ｍ）（すなわち、左下隅から右上隅までの対角線
に沿ったもの）である。−２という値はパリティが占有
する位置を表し（ＲＡＩＬ／ＲＡＩＤ５に準拠）、−１
という値はストライプ化増分が割り当てられていないス
トライプ化増分位置を表す。このプロセスは、Ｐを媒体
ユニット上の最初の位置である０に初期設定することか
ら始まる（７２０）。次に、テスト（７２１）を行っ
て、媒体上のすべての位置が処理されたかどうかを確認
する。ＹＥＳの場合は、媒体インデックスを増分し（７
２６）、ＭＡ（各媒体ユニットごとに１つずつ）のすべ
ての列が初期設定されたかどうかを確認するためのテス
トを行う（７１０）。その媒体ユニット用のＭＡ内のす
べての位置が初期設定されたわけではない場合は、テス
トを行って、現行位置であるＰがパリティの位置である
かどうかを確認する（７２２）。パリティの位置である
場合は値−２をＭＡ［Ｍ，Ｐ］に割り当て（７２３）、
パリティの位置ではない場合は値−１をＭＡ［Ｍ，Ｐ］
に割り当てる（７２５）。いずれの場合も、位置インデ
ックスを増分し（７２４）、次にテストを行って、現行
媒体上のすべての位置が処理されたかどうかを確認す
る。
【００３４】媒体割当てアレイＭＡの初期設定後、第１
の論理ストライプ化増分（インデックス０）の媒体と位
置の両方を媒体ユニット０および位置０になるように設
定する（７１１）ことにより、ストライプ化増分割当て
アレイＳＩＡの最初の項目のための初期設定を開始す
る。次に、ストライプ化増分インデックスＳを０に初期
設定する（７１２）。前の論理ストライプ化増分に対応
する（すなわち、それを保護する）パリティ・ストライ
プも収容する媒体ユニット上にそれぞれのストライプ化
増分が置かれるように、媒体ユニットに各論理ストライ
プ化増分を連続して割り当てようと試みることにより、
アルゴリズムが続行する。すべてのストライプ化増分が
割り当てられていると、アルゴリズムは停止する（７３
０）。割当てを判定している間に行う最初のテストは、
現行論理ストライプ化増分を割り当てるための位置が存
在するかどうかを判定するものである（７３１）。存在
する場合は、それが現在未割当てである（すなわち、値
が−１）かどうかを判定するために位置をテストする
（７３２）。占有されている（他の何らかの値）場合
は、アルゴリズムが媒体上の次の位置に移り（７３
３）、プロセスを繰り返す。位置が未割当ての場合は、
現行論理ストライプ化インデックス値をＭＡに格納し、
ＰＭを計算する。ＰＭは、論理ストライプ化増分の位置
に対応するパリティ・ストライプを格納している媒体の
媒体インデックスである（７３４）。次に、アルゴリズ
ムは次の論理ストライプ化増分に移り（７３５）、まだ
完了していない場合は（７３６）、パリティ媒体上の最
初の位置の検査を開始するために次の論理ストライプ化
増分を初期設定する（７３７）。
【００３５】論理ストライプ増分用の媒体ユニット上の
位置を見つけることができないとアルゴリズムがいずれ
かの時点で判定した場合（７３１）は、前の論理ストラ
イプ化増分の割当てに後戻りし（７４０）、そのストラ
イプ化増分用の割当てのマークを解除し（７４１）、そ
の媒体上の次の位置割当てに移り（７４２）、必要に応
じてこのプロセスを繰り返す。
【００３６】便宜的パリティ再統合とパリティ追跡スト
ライプ化を備えたシステムの動作 図１３は、便宜的パリティ再統合とパリティ追跡ストラ
イプ化とによるデータ・アクセス要求の処理を示す流れ
図である。
【００３７】アクセス要求の処理の中心は、パリティ追
跡マッピング・テーブルＳＩＡである。これは、ストラ
イプ化増分と、冗長グループを構成する媒体ユニットと
の論理マッピングを記録するものである。マッピング
は、媒体ユニット０の位置０上の第１のストライプ化増
分から始まり、必要に応じて繰り返し、媒体ユニットへ
のすべてのストライプ化増分のマッピングを完全に指定
する。
【００３８】アクセス要求の処理への入力は、論理ブロ
ック・アドレス（ＬＢＡ）と、論理ブロック・サイズ
（Ｌｓｓ）と、ストライプ化増分のサイズ（Ｓｉｎｃ）
と、パリティを含む媒体ユニットの数（Ｎ）と、マッピ
ング・テーブルＳＩＡと、媒体ユニット上の物理ブロッ
ク・サイズ（Ｐｓｓ）である。
【００３９】アクセス要求の処理は、論理ブロック・ア
ドレスから論理ストライプ化インデックスＬＳＩを計算
することから始まる（８１０）。次に、マッピング・テ
ーブルＳＩＡに対するストライプ化増分のインデックス
Ｘを計算し（８１１）、テーブルから媒体ユニット番号
を取り出す（８１２）。次に、論理ストライプ化増分の
位置に到達するためにマッピング・テーブルを繰り返す
回数を求め、それにアプリケーション当たりのストライ
プ化増分の数（Ｎ−１）を掛け、テーブルから読み取っ
た現行アプリケーション内の位置を付け足すことによ
り、媒体ユニット上のストライプ化増分の位置を計算す
る（８１３）。次に、この位置を与えて物理ブロック・
アドレスを計算する（８１４）。８１０〜８１４に示す
物理ブロック・アドレスの計算では、Ｓｉｎｃ＞＝Ｌｓ
ｓかつＬｓｓ＞＝Ｐｓｓであると想定する。ただし、こ
れらの値の様々な相対サイズに適合させるには、上記の
計算を適当に調節する方が簡単である。
【００４０】次に、プロセスは、書き込むべき媒体ユニ
ットが現在装着されているかどうかを判定する（８２
０）。装着されていない場合は、ＬＲＵ法などの何らか
の選択基準を使用して媒体ユニットを装着するためのド
ライブを選択する（８３０）。現在、媒体ユニットを備
えている場合はそのドライブを取り外し、所望の媒体ユ
ニットを装着する（８３１）。この媒体ユニットに格納
されているパリティに適用すべきパリティ更新がパリテ
ィ・ログに記載されている場合（８３２）は、そのパリ
ティ更新を選択し（８３３）、処理し（８３４）、媒体
ユニットに新しいパリティを書き込む（８３５）。保留
中のパリティ更新がそれ以上存在しない場合、アクセス
要求の処理は、要求が読取りか書込みかを判定する（８
４０）。その要求が読取りである場合は、媒体ユニット
からデータを読み取り、処理が完了する。
【００４１】要求が書込みの場合は、８１４で計算した
物理ブロックから古いデータを読み取り、この古いデー
タと書き込まれる新しいデータとのＸＯＲを実行して
（８４２）パリティ更新を計算し、媒体ユニットに新し
いデータを書き込む（８４３）。新たに書き込んだ物理
ブロック用のパリティを格納している媒体ユニットが現
在装着されていない場合（８４４）は、８４２で計算し
たパリティ更新をパリティ・ログに格納し、その媒体ユ
ニット用のパリティ更新のリストに追加する。媒体ユニ
ットが現在装着されている場合は、古いパリティを読み
取り（８４５）、８４２で計算したパリティ更新と古い
パリティとのＸＯＲを取ることによって新しいパリティ
を計算する（８４６）。次に、その媒体ユニットに新し
いパリティを書き込む（８４７）。これで書込みの処理
が完了する。
【００４２】図１３に示されていない代替方法では、書
込みアクセスの完了後まで新しいパリティの書込みを遅
延する。
【００４３】パリティ・ログ・データ圧縮と不揮発性Ｒ
ＡＭ パリティ・ログでデータ圧縮を使用すると、パリティ・
ロギングを改善することができる。圧縮は、アレイ内の
所与の記憶容量のためのパリティ・ログの必要サイズを
低減するため、またはパリティ・ログ内の空間を解放す
るために必要な強制媒体装着の頻度を低減するために使
用することができる。新しいデータと古いデータとのＸ
ＯＲを取ることによって生成したパリティ更新値は、新
しいデータが古いデータとは異なる位置に設定されたビ
ットだけ有し、他のビット値はゼロになるので、特にブ
ロックの一部だけを変更する小規模書込みの場合、効率
的なデータ圧縮に向いている。パリティ・ログは、圧縮
技法として単純なランレングス符号化を使用することに
よって圧縮することができる。
【００４４】パリティ・ログ用の不揮発性記憶媒体とし
て磁気固定ディスク・ドライブを使用して、本発明の好
ましい実施例を説明してきた。しかし、パリティ・ログ
の格納には、他のタイプのメモリも使用することができ
る。たとえば、パリティ・ロギングＲＡＩＬシステムと
ともに不揮発性ランダム・アクセス・メモリ（ＮＶＲＡ
Ｍ）を使用することは拡張機能の１つであり、全ブロッ
ク転送に十分なものが累計されるまでパリティ更新値の
収集を可能にし、その結果、累計値を追加するためにパ
リティ・ログについて行う数回の入出力操作を回避す
る。これは、パリティ・ログ圧縮を使用する場合に特に
有利である。というのは、圧縮したパリティ更新値は２
次記憶装置の単一ブロックよりかなり小さくなる可能性
があり、そのため、２次記憶装置のアクセスを削減する
からである。また、ＮＶＲＡＭは、各媒体ユニット用の
パリティ更新ログを指すポインタの格納にも有用であ
る。この代替態様では、パリティ・ログを格納する同一
磁気固定ディスクにポインタを格納する。
【００４５】本発明の好ましい実施例について詳細に説
明してきたが、特許請求の範囲に記載する本発明の精神
および範囲を逸脱せずに本発明に対して変更および改良
を加えることが可能であることは明らかであるはずであ
る。
【００４６】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００４７】（１）媒体ユニットにデータを格納し、媒
体ユニットからデータを取り出すためのデータ記憶ライ
ブラリ・システムにおいて、複数のデータ記憶ドライブ
と、ドライブに装着可能でドライブから取外し可能な複
数の媒体ユニットであって、冗長グループ単位に配置さ
れている媒体ユニットと、格納すべきデータをデータ・
セット単位に編成する手段であって、各データ・セット
が複数のデータ・ブロックと１つの関連のパリティ・ブ
ロックとを含み、１つのセットに含まれるデータ・ブロ
ックとパリティ・ブロックの数が１つの冗長グループ内
の媒体ユニットの数に等しい手段と、１つのセットに含
まれるデータ・ブロックとパリティ・ブロックとを冗長
グループ内のすべての媒体ユニット間にストライプ化
し、様々なセット用のパリティ・ブロックを冗長グルー
プ内の様々な媒体ユニット間に分散することによってデ
ータを書き込む手段と、冗長グループ内の媒体ユニット
にすでに書き込まれているデータ・ブロックを変更する
ときに計算されたパリティ更新をロギングする不揮発性
メモリと、対応する更新すべきパリティ・ブロックを収
容する媒体ユニットがドライブに装着されていない場合
に、対応する新しいパリティ・ブロックを書き込まずに
媒体ユニットに変更データ・ブロックを書き込む手段
と、ログからパリティ更新を取り出し、更新すべきパリ
ティ・ブロックを収容する媒体ユニットが後でドライブ
に装着されたときに、更新すべきパリティ・ブロックを
収容する媒体ユニットに対して取り出したパリティ更新
に基づく新しいパリティ・ブロックを書き込む手段とを
含むことを特徴とする、データ記憶ライブラリ・システ
ム。 （２）取り出したパリティ更新に基づく新しいパリティ
・ブロックを書き込む手段が、取り出したパリティ更新
と更新すべきパリティ・ブロックとの排他論理和を取っ
て新しいパリティ・ブロックを計算する手段を含むこと
を特徴とする、上記（１）に記載のデータ記憶ライブラ
リ・システム。 （３）パリティ更新を計算するときに更新すべきパリテ
ィ・ブロックを収容する媒体ユニットがすでに装着され
ている場合に、パリティ更新をロギングせずに更新すべ
きパリティ・ブロックを収容する媒体ユニットに新しい
パリティ・ブロックを書き込む手段をさらに含むことを
特徴とする、上記（１）に記載のデータ記憶ライブラリ
・システム。 （４）先行するストライプ化増分に対応するパリティ・
ブロックを収容する同一媒体ユニット上にストライプ化
増分が置かれるように、１つの冗長グループ内の媒体ユ
ニット用のデータ・セット内のすべてのデータ・ブロッ
クとパリティ・ブロックを連続するストライプ化増分と
して全媒体ユニット間にマッピングすることを特徴とす
る、上記（１）に記載のデータ記憶ライブラリ・システ
ム。 （５）１つの冗長グループ内のすべてのデータ・ブロッ
クが１組のストライプ化増分に編成され、各ストライプ
化増分が同数の固定データ・ブロックを収容することを
特徴とする、上記（１）に記載のデータ記憶ライブラリ
・システム。 （６）不揮発性メモリのパリティ・ログに格納されたパ
リティ更新が複数のパリティ更新ブロックの連係リスト
として編成され、冗長グループ内の各媒体ユニットごと
にパリティ更新ブロックが１つずつであることを特徴と
する、上記（１）に記載のデータ記憶ライブラリ・シス
テム。 （７）更新されたパリティ・ブロックをロギングするた
めの不揮発性メモリが磁気固定ディスク・ドライブであ
ることを特徴とする、上記（１）に記載のデータ記憶ラ
イブラリ・システム。 （８）ロギングされたパリティ更新を圧縮するデータ圧
縮手段をさらに含むことを特徴とする、上記（１）に記
載のデータ記憶ライブラリ・システム。 （９）システムが複数の独立データ記憶ライブラリを含
み、それぞれのライブラリが前記複数のデータ記憶ドラ
イブのうちの少なくとも１つと、前記媒体ユニットのう
ちの少なくとも２つと、前記少なくとも１つのドライブ
に媒体ユニットを装着し、前記少なくとも１つのドライ
ブから媒体ユニットを取り外すピッカーとを含むことを
特徴とする、上記（１）に記載のデータ記憶ライブラリ
・システム。 （１０）複数の取外し可能光ディスクにデータを格納
し、複数の取外し可能光ディスクからデータを取り出す
ための独立光ディスク・ライブラリのアレイにおいて、
複数の光ディスク・ライブラリであって、それぞれのラ
イブラリが少なくとも１つの光ディスク・ドライブと、
各ドライブに関連する少なくとも２つのディスクと、ド
ライブにディスクを装着し、ドライブからディスクを取
り外すピッカーとを含み、複数のライブラリ内のディス
クが冗長グループ単位に配置され、１つの冗長グループ
内の各ディスクが１つの固有のドライブに関連づけられ
ている複数の光ディスク・ライブラリと、格納すべきデ
ータを冗長グループに割り当てられたパリティ・グルー
プ単位に編成する手段であって、各パリティ・グループ
が複数のデータ・ストライプ化増分と１つの関連のパリ
ティ・ストライプとを含み、１つのパリティ・グループ
に含まれるデータ・ストライプ化増分とパリティ・スト
ライプの数が１つの冗長グループ内のディスクの数に等
しい手段と、１つのパリティ・グループに含まれるデー
タ・ストライプ化増分とパリティ・ストライプとを割り
当てられた冗長グループ内のすべてのディスク間にスト
ライプ化し、様々なパリティ・グループ用のパリティ・
ストライプを割り当てられた冗長グループ内の様々なデ
ィスク間に分散することによってデータを書き込む手段
と、いずれかの冗長グループ内のディスクにすでに書き
込まれているデータ・ストライプ化増分を変更するとき
に計算されたパリティ更新をロギングする不揮発性メモ
リと、対応する更新すべきパリティ・ストライプを収容
するディスクがドライブに装着されていない場合に、対
応する新しいパリティ・ストライプを書き込まずにいず
れかの冗長グループ内のディスクに変更データ・ストラ
イプ化増分を書き込む手段と、ログからパリティ更新を
取り出し、更新すべきパリティ・ストライプを収容する
ディスクがドライブに装着されたときに、更新すべきパ
リティ・ストライプを収容するディスクに対して取り出
したパリティ更新に基づく新しいパリティ・ストライプ
を書き込む手段と、パリティ更新を計算するときに更新
すべきパリティ・ストライプを収容するディスクがすで
に装着されている場合に、パリティ更新をロギングせず
に更新すべきパリティ・ストライプを収容するディスク
に新しいパリティ・ストライプを書き込む手段とを含む
ことを特徴とする、独立光ディスク・ライブラリのアレ
イ。 （１１）先行するストライプ化増分を保護するパリティ
・ストライプを収容する同一ディスク上にストライプ化
増分が置かれるように、１つの冗長グループ内のディス
ク用のパリティ・グループ内のすべてのデータ・ストラ
イプ化増分を連続するストライプ化増分として全ディス
ク間にマッピングすることを特徴とする、上記（１０）
に記載のアレイ。 （１２）不揮発性メモリのパリティ・ログに格納された
パリティ更新が複数のパリティ更新ブロックの連係リス
トとして編成され、それぞれの冗長グループ内の各ディ
スクごとにパリティ更新ブロックが１つずつであること
を特徴とする、上記（１０）に記載のアレイ。 （１３）パリティ更新をロギングするための不揮発性メ
モリが磁気固定ディスク・ドライブであることを特徴と
する、上記（１０）に記載のアレイ。 （１４）ロギングされたパリティ更新を圧縮するデータ
圧縮手段をさらに含むことを特徴とする、上記（１０）
に記載のアレイ。 （１５）不揮発性記憶装置と、複数のデータ記憶ドライ
ブと、ドライブに装着可能でドライブから取外し可能な
複数の媒体ユニットとを有し、媒体ユニットが冗長グル
ープ単位に配置されているタイプのデータ記憶ライブラ
リ・システムにおいて、冗長グループ内の媒体ユニット
へのデータおよび冗長パリティ情報の書込みを管理する
方法であって、書き込むべきデータをデータ・セット単
位に編成するステップであって、それぞれのデータ・セ
ットが複数のデータ・ブロックと１つの対応するパリテ
ィ・ブロックとを含み、１つのセット内のデータ・ブロ
ックとパリティ・ブロックとの数が１つの冗長グループ
内の媒体ユニットの数に等しいステップと、１つのセッ
ト内のデータ・ブロックとパリティ・ブロックとを冗長
グループ内のすべての媒体ユニット間にストライプ化す
ることによってデータ・ブロックを書き込むステップで
あって、様々なセット用のパリティ・ブロックを冗長グ
ループ内の様々な媒体ユニット間に分散することを含む
ステップと、すでに書き込まれているデータ・ブロック
の上に新しいデータ・ブロックを書き込む前に、すでに
書き込まれたデータ・ブロックとまだ書き込まれていな
い新しいデータ・ブロックとの排他論理和を取ることに
よってパリティ更新を計算するステップと、パリティ更
新を計算するときに対応するすでに書き込まれたパリテ
ィ・ブロックを収容する媒体ユニットがドライブに装着
されている場合に、すでに書き込まれたパリティ・ブロ
ックを読み取り、計算したパリティ更新とすでに書き込
まれたパリティ・ブロックとの排他論理和を取って新し
いパリティ・ブロックを計算し、すでに書き込まれたデ
ータ・ブロックの上に新しいデータ・ブロックを書き込
み、すでに書き込まれたパリティ・ブロックの上に新し
いパリティ・ブロックを書き込むステップと、パリティ
更新を計算するときに対応するすでに書き込まれたパリ
ティ・ブロックを収容する媒体ユニットがドライブに装
着されていない場合に、対応する新しいパリティ・ブロ
ックを書き込まずにすでに書き込まれたデータ・ブロッ
クの上に新しいデータ・ブロックを書き込み、不揮発性
記憶装置内のパリティ・ログに計算したパリティ更新を
ロギングするステップと、対応するすでに書き込まれた
パリティ・ブロックを収容する媒体ユニットが後でドラ
イブに装着されたときに、パリティ・ログからパリティ
更新を取り出し、すでに書き込まれたパリティ・ブロッ
クを読み取り、取り出したパリティ更新とすでに書き込
まれたパリティ・ブロックとの排他論理和を取って新し
いパリティ・ブロックを計算し、すでに書き込まれたパ
リティ・ブロックの上に計算した新しいパリティ・ブロ
ックを書き込むステップとを含む方法。 （１６）先行するストライプ化増分に対応するパリティ
・ブロックを収容する同一媒体ユニット上にストライプ
化増分を置くことによって、１つの冗長グループ内の媒
体ユニット用のデータ・セット内のすべてのデータ・ブ
ロックとパリティ・ブロックを連続するストライプ化増
分として１つの冗長グループ内の全媒体ユニット間にマ
ッピングするステップをさらに含むことを特徴とする、
上記（１５）に記載の方法。 （１７）パリティ更新をロギングするステップが、パリ
ティ・ログ内のパリティ更新を複数のパリティ更新ブロ
ックの連係リストとして編成することを含み、冗長グル
ープ内の各媒体ユニットごとにパリティ更新ブロックが
１つずつであることを特徴とする、上記（１５）に記載
の方法。 （１８）ロギングしたパリティ更新を圧縮することをさ
らに含むことを特徴とする、上記（１５）に記載の方
法。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なＲＡＩＬシステムに接続されたホスト
・コンピュータ・システムのブロック図である。
【図２】４つの独立光ディスク・ライブラリとパリティ
・ロギング用の１つの磁気固定ディスク・ドライブがホ
スト・コンピュータに接続されているＲＡＩＬシステム
の好ましい実施例を示すブロック図である。
【図３】それぞれのアレイが２つの媒体ユニットのみを
備えるものとして示されている、図２のシステム内の４
つのアレイで構成された２つの論理装置用のパリティ・
ロギングを示すブロック図である。
【図４】パリティ・ログ内のパリティ更新が媒体ユニッ
ト上のデータと再統合された後の図３の例を示すブロッ
ク図である。
【図５】従来のラウンドロビン・パリティ・ストライプ
化を示すブロック図である。
【図６】本発明によるパリティ追跡ストライプ化を示す
ブロック図である。
【図７】２つの媒体ユニットを有するアレイ用のパリテ
ィ追跡ストライプ化マッピングを示す図である。
【図８】３つの媒体ユニットを有するアレイ用のパリテ
ィ追跡ストライプ化マッピングを示す図である。
【図９】４つの媒体ユニットを有するアレイ用のパリテ
ィ追跡ストライプ化マッピングを示す図である。
【図１０】５つの媒体ユニットを有するアレイ用のパリ
ティ追跡ストライプ化マッピングを示す図である。
【図１１】６つの媒体ユニットを有するアレイ用のパリ
ティ追跡ストライプ化マッピングを示す図である。
【図１２】図７〜１１に示すタイプのパリティ追跡スト
ライプ化マッピングを選択する諸ステップを示す流れ図
である。
【図１３】パリティ・ロギング、便宜的パリティ再統
合、パリティ追跡ストライプ化を使用してデータ・アク
セス要求を処理するためのシステムの動作を示す流れ図
である。
【符号の説明】
５００ ホスト・コンピュータ ５０２ メイン・メモリ ５０８ ランダム・アクセス・メモリ・バッファ ５１０ ＳＣＳＩバス・コントローラ ５１２ ＳＣＳＩバス・コントローラ ５１４ ＳＣＳＩバス・コントローラ ５１６ ＳＣＳＩバス・コントローラ ５１７ ＳＣＳＩバス・コントローラ ５１９ 磁気ディスク・ドライブ ５２０ 第１のライブラリ ５２１ 光ディスク・ドライブ ５２２ 光ディスク・ドライブ ５２３ 光ディスク・ドライブ ５２４ 光ディスク・ドライブ ５４０ 第２のライブラリ ５４１ 光ディスク・ドライブ ５４２ 光ディスク・ドライブ ５４３ 光ディスク・ドライブ ５４４ 光ディスク・ドライブ ５６０ 第３のライブラリ ５６１ 光ディスク・ドライブ ５６２ 光ディスク・ドライブ ５６３ 光ディスク・ドライブ ５６４ 光ディスク・ドライブ ５８０ 第４のライブラリ ５８１ 光ディスク・ドライブ ５８２ 光ディスク・ドライブ ５８３ 光ディスク・ドライブ ５８４ 光ディスク・ドライブ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】媒体ユニットにデータを格納し、媒体ユニ
    ットからデータを取り出すためのデータ記憶ライブラリ
    ・システムにおいて、 複数のデータ記憶ドライブと、 前記ドライブに装着可能で前記ドライブから取外し可能
    な複数の媒体ユニットであって、冗長グループ単位に配
    置されている媒体ユニットと、 格納すべきデータをデータ・セット単位に編成する手段
    であって、各データ・セットが複数のデータ・ブロック
    と１つの関連のパリティ・ブロックとを含み、１つのセ
    ットに含まれるデータ・ブロックとパリティ・ブロック
    の数が１つの冗長グループ内の前記媒体ユニットの数に
    等しい手段と、 １つのセットに含まれる前記データ・ブロックと前記パ
    リティ・ブロックとを前記冗長グループ内のすべての前
    記媒体ユニット間にストライプ化し、異なるセット用の
    前記パリティ・ブロックを前記冗長グループ内の異なる
    媒体ユニット間に分散することによって前記データを書
    き込む手段と、 前記冗長グループ内の前記媒体ユニットにすでに書き込
    まれている前記データ・ブロックを変更するときに計算
    されたパリティ更新をログに記録する不揮発性メモリ
    と、 対応する更新すべきパリティ・ブロックを収容する前記
    媒体ユニットがドライブに装着されていない場合に、前
    記対応する更新すべきパリティ・ブロックを書き込まず
    に前記媒体ユニットに変更データ・ブロックを書き込む
    手段と、 前記ログから前記パリティ更新を取り出し、更新すべき
    パリティ・ブロックを収容する前記媒体ユニットが後で
    ドライブに装着されたときに、更新すべきパリティ・ブ
    ロックを収容する前記媒体ユニットに対して、取り出し
    たパリティ更新に基づく新しいパリティ・ブロックを書
    き込む手段とを含むことを特徴とする、データ記憶ライ
    ブラリ・システム。
  2. 【請求項２】前記取り出したパリティ更新に基づく新し
    いパリティ・ブロックを書き込む手段が、前記取り出し
    たパリティ更新と前記更新すべきパリティ・ブロックと
    の排他的論理和を取って新しいパリティ・ブロックを計
    算する手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の
    データ記憶ライブラリ・システム。
  3. 【請求項３】前記パリティ更新を計算するときに前記更
    新すべきパリティ・ブロックを収容する前記媒体ユニッ
    トがすでに装着されている場合に、前記パリティ更新を
    ロギングせずに前記更新すべきパリティ・ブロックを収
    容する前記媒体ユニットに新しいパリティ・ブロックを
    書き込む手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１
    に記載のデータ記憶ライブラリ・システム。
  4. 【請求項４】先行するストライプ化増分に対応する前記
    パリティ・ブロックを収容する同一媒体ユニット上に前
    記ストライプ化増分が置かれるように、１つの冗長グル
    ープ内の前記媒体ユニット用の前記データ・セット内の
    すべての前記データ・ブロック及び前記パリティ・ブロ
    ックを連続するストライプ化増分として全媒体ユニット
    間にマッピングすることを特徴とする、請求項１に記載
    のデータ記憶ライブラリ・システム。
  5. 【請求項５】１つの冗長グループ内のすべての前記デー
    タ・ブロックが１組のストライプ化増分に編成され、各
    ストライプ化増分が同数の固定データ・ブロックを収容
    することを特徴とする、請求項１に記載のデータ記憶ラ
    イブラリ・システム。
  6. 【請求項６】前記不揮発性メモリの前記ログに格納され
    た前記パリティ更新が複数のパリティ更新ブロックの連
    係リストとして編成され、前記冗長グループ内の各媒体
    ユニットごとにパリティ更新ブロックが１つずつである
    ことを特徴とする、請求項１に記載のデータ記憶ライブ
    ラリ・システム。
  7. 【請求項７】更新されたパリティ・ブロックをログに記
    録するための前記不揮発性メモリが磁気固定ディスク・
    ドライブであることを特徴とする、請求項１に記載のデ
    ータ記憶ライブラリ・システム。
  8. 【請求項８】前記ログに記録されたパリティ更新を圧縮
    するデータ圧縮手段をさらに含むことを特徴とする、請
    求項１に記載のデータ記憶ライブラリ・システム。
  9. 【請求項９】前記システムが複数の独立データ記憶ライ
    ブラリを含み、それぞれのライブラリが前記複数のデー
    タ記憶ドライブのうちの少なくとも１つと、前記媒体ユ
    ニットのうちの少なくとも２つと、前記少なくとも１つ
    のドライブに媒体ユニットを装着し、前記少なくとも１
    つのドライブから媒体ユニットを取り外すピッカーとを
    含むことを特徴とする、請求項１に記載のデータ記憶ラ
    イブラリ・システム。
  10. 【請求項１０】複数の取外し可能光ディスクにデータを
    格納し、前記複数の取外し可能光ディスクからデータを
    取り出すための独立光ディスク・ライブラリのアレイに
    おいて、 複数の光ディスク・ライブラリであって、各ライブラリ
    が少なくとも１つの光ディスク・ドライブと、各ドライ
    ブに関連する少なくとも２つのディスクと、前記ドライ
    ブに前記ディスクを装着し、前記ドライブから前記ディ
    スクを取り外すピッカーとを含み、前記複数のライブラ
    リ内の前記ディスクが冗長グループ単位に配置され、１
    つの冗長グループ内の各ディスクが１つの固有のドライ
    ブに関連づけられている、前記複数の光ディスク・ライ
    ブラリと、 格納すべき前記データを冗長グループに割り当てられた
    パリティ・グループ単位に編成する手段であって、各パ
    リティ・グループが複数のデータ・ストライプ化増分と
    １つの関連のパリティ・ストライプとを含み、１つのパ
    リティ・グループに含まれるデータ・ストライプ化増分
    及びパリティ・ストライプの数が１つの冗長グループ内
    の前記ディスクの数に等しい、前記手段と、 １つのパリティ・グループに含まれる前記データ・スト
    ライプ化増分及び前記パリティ・ストライプを割り当て
    られた冗長グループ内のすべてのディスク間にストライ
    プ化し、異なるパリティ・グループ用のパリティ・スト
    ライプを割り当てられた冗長グループ内の異なるディス
    ク間に分散することによって前記データを書き込む手段
    と、 いずれかの冗長グループ内の前記ディスクにすでに書き
    込まれている前記データ・ストライプ化増分を変更する
    ときに計算されたパリティ更新をログに記録する不揮発
    性メモリと、 対応する更新すべきパリティ・ストライプを収容する前
    記ディスクがドライブに装着されていない場合に、前記
    対応する更新すべきパリティ・ストライプを書き込まず
    にいずれかの冗長グループ内のディスクに変更データ・
    ストライプ化増分を書き込む手段と、 前記ログから前記パリティ更新を取り出し、更新すべき
    パリティ・ストライプを収容する前記ディスクがドライ
    ブに装着されたときに、更新すべきパリティ・ストライ
    プを収容する前記ディスクに対して、取り出したパリテ
    ィ更新に基づく新しいパリティ・ストライプを書き込む
    手段と、 前記パリティ更新を計算するときに前記更新すべきパリ
    ティ・ストライプを収容する前記ディスクがすでに装着
    されている場合に、前記パリティ更新をロギングせずに
    前記更新すべきパリティ・ストライプを収容する前記デ
    ィスクに新しいパリティ・ストライプを書き込む手段と
    を含むことを特徴とする、独立光ディスク・ライブラリ
    のアレイ。
  11. 【請求項１１】先行するストライプ化増分を保護する前
    記パリティ・ストライプを収容する同一ディスク上に前
    記ストライプ化増分が置かれるように、１つの冗長グル
    ープ内の前記ディスク用の前記パリティ・グループ内の
    すべての前記データ・ストライプ化増分を連続するスト
    ライプ化増分として全ディスク間にマッピングすること
    を特徴とする、請求項１０に記載のアレイ。
  12. 【請求項１２】前記不揮発性メモリの前記ログに格納さ
    れた前記パリティ更新が複数のパリティ更新ブロックの
    連係リストとして編成され、それぞれの冗長グループ内
    の各ディスクごとにパリティ更新ブロックが１つずつで
    あることを特徴とする、請求項１０に記載のアレイ。
  13. 【請求項１３】パリティ更新をログに記録するための前
    記不揮発性メモリが磁気固定ディスク・ドライブである
    ことを特徴とする、請求項１０に記載のアレイ。
  14. 【請求項１４】前記ログに記録されたパリティ更新を圧
    縮するデータ圧縮手段をさらに含むことを特徴とする、
    請求項１０に記載のアレイ。
  15. 【請求項１５】不揮発性記憶装置と、複数のデータ記憶
    ドライブと、ドライブに装着可能でドライブから取外し
    可能な複数の媒体ユニットとを有し、前記媒体ユニット
    が冗長グループ単位に配置されているタイプのデータ記
    憶ライブラリ・システムにおいて、前記冗長グループ内
    の前記媒体ユニットへのデータおよび冗長パリティ情報
    の書込みを管理する方法であって、 書き込むべき前記データをデータ・セット単位に編成す
    るステップであって、各データ・セットが複数のデータ
    ・ブロックと１つの対応するパリティ・ブロックとを含
    み、１つのセット内のデータ・ブロックとパリティ・ブ
    ロックとの数が１つの冗長グループ内の前記媒体ユニッ
    トの数に等しい、前記ステップと、 １つのセット内の前記データ・ブロックと前記パリティ
    ・ブロックとを前記冗長グループ内のすべての前記媒体
    ユニット間にストライプ化することによって前記データ
    ・ブロックを書き込むステップであって、異なるセット
    用のパリティ・ブロックを前記冗長グループ内の異なる
    媒体ユニット間に分散することを含むステップと、 すでに書き込まれているデータ・ブロック上に新しいデ
    ータ・ブロックを書き込む前に、すでに書き込まれたデ
    ータ・ブロックとまだ書き込まれていない新しいデータ
    ・ブロックとの排他的論理和を取ることによってパリテ
    ィ更新を計算するステップと、 前記パリティ更新を計算するときに対応するすでに書き
    込まれたパリティ・ブロックを収容する前記媒体ユニッ
    トがドライブに装着されている場合に、前記すでに書き
    込まれたパリティ・ブロックを読み取り、前記計算した
    パリティ更新と前記すでに書き込まれたパリティ・ブロ
    ックとの排他的論理和を取って新しいパリティ・ブロッ
    クを計算し、前記すでに書き込まれたデータ・ブロック
    上に前記新しいデータ・ブロックを書き込み、前記すで
    に書き込まれたパリティ・ブロック上に前記計算した新
    しいパリティ・ブロックを書き込むステップと、 前記パリティ更新を計算するときに前記対応するすでに
    書き込まれたパリティ・ブロックを収容する前記媒体ユ
    ニットがドライブに装着されていない場合に、対応する
    新しいパリティ・ブロックを書き込まずに前記すでに書
    き込まれたデータ・ブロック上に前記新しいデータ・ブ
    ロックを書き込み、前記不揮発性記憶装置内のパリティ
    ・ログに前記計算したパリティ更新を記録するステップ
    と、 前記対応するすでに書き込まれたパリティ・ブロックを
    収容する前記媒体ユニットが後でドライブに装着された
    ときに、前記パリティ・ログから前記パリティ更新を取
    り出し、前記すでに書き込まれたパリティ・ブロックを
    読み取り、前記取り出したパリティ更新とすでに書き込
    まれたパリティ・ブロックとの排他的論理和を取って新
    しいパリティ・ブロックを計算し、前記すでに書き込ま
    れたパリティ・ブロック上に前記計算した新しいパリテ
    ィ・ブロックを書き込むステップとを含む、前記方法。
  16. 【請求項１６】先行するストライプ化増分に対応する前
    記パリティ・ブロックを収容する同一媒体ユニット上に
    前記ストライプ化増分を置くことによって、１つの冗長
    グループ内の前記媒体ユニット用の前記データ・セット
    内のすべての前記データ・ブロック及び前記パリティ・
    ブロックを連続するストライプ化増分として１つの冗長
    グループ内の全媒体ユニット間にマッピングするステッ
    プをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の
    方法。
  17. 【請求項１７】前記パリティ更新を記録するステップ
    が、前記パリティ・ログ内の前記パリティ更新を複数の
    パリティ更新ブロックの連係リストとして編成すること
    を含み、前記冗長グループ内の各媒体ユニットごとにパ
    リティ更新ブロックが１つずつであることを特徴とす
    る、請求項１５に記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記記録したパリティ更新を圧縮するこ
    とをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の
    方法。
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