JPH10105346A - ディスク記憶システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、パリティ配置を動的に変更す
るパリティディスク方式のディスク記憶システムにおい
て、マッピングテーブルに障害が発生した際に、オンラ
インでパリティを復旧し、通常の動作を継続できるディ
スク記憶システムを提供することにある。 【解決手段】記憶装置２は、データ及び誤り訂正データ
を格納する複数のディスク装置２１によりディスクアレ
イを構成している。記憶制御装置１は、記憶装置１とホ
スト３との間のデータ転送を制御するとともに、パリテ
ィの記憶装置２上における配置情報を記憶するパリティ
マッピングメモリ１８を有している。記憶制御装置１
は、再生成処理において、記憶装置２内のデータからパ
リティを計算し直して記憶装置２に書き込み、記憶装置
２に書き込んだパリティの配置に従ってパリティマッピ
ングメモリ１８内の配置情報を書き直す処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク記憶シス
テムに係り、特に、パリティディスクを用いるディスク
アレイシステムに使用するに好適なディスク記憶システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクアレイシステムにおいては、デ
ィスク装置の性能を向上させるために、ライトデータを
複数のディスクに並列に書き込むようにしている。ディ
スクアレイシステムについては、例えば、デビット・Ａ
・パターソン，「低価格ディスクの冗長アレイ（ＲＡＩ
Ｄ） の一事例（Ａ Ｃａｓｅ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｎｄ
ａｎｔ Ａｒｒａｙｓ ｏｆＩｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ
Ｄｉｓｋｓ（ＲＡＩＤ））」，１９８８．６．１〜３，
ＡＣＭ ＳＩＧＭＯＤ（シカゴ）に記載されている。こ
のディスクアレイ装置は、ＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎ
ｔ Ａｒｒａｙｓｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉ
ｓｋｓ）と略称され、ディスクアレイ装置の信頼性向上
のため、ディスク故障時におけるデータの冗長性を実現
するようにしている。

【０００３】ＲＡＩＤシステムは、データ回復を可能に
する方法として、”パリティディスク”を採用してい
る。パリティディスクシステムは、ライトするデータを
ビット，バイト，若しくはブロック単位にｎ分割し、こ
の分割した複数のデータをそれぞれ別のディスクに書き
込む。そして、分割した複数のデータの排他的論理和を
計算することによってパリティを作成し、データとは別
のディスクに書き込む。ライトデータをｎ個に分割した
場合、それらのデータをｄ１，ｄ２，…，ｄｎとする
と、この分割したデータからパリティｐを生成するに
は、以下の式に従って行い、パリティｐの作成後に、デ
ータｄ１，ｄ２，…，ｄｎとパリティｐは、それぞれ別
のディスクに書き込まれる。 ｐ＝ｄ１（＋）ｄ２（＋）…（＋）ｄｎ データｄ１，ｄ２，…，ｄｎとパリティｐのデータの集
合をパリティグループといい、パリティｐは、常に上式
に従った値になっていなければならない。そのため、例
えば既に書き込みの行われた領域ｄ１のみに、別のデー
タＤが上書きされた場合でも、パリティｐについて新規
パリティＰを算出して、別のデータＤとともに新規パリ
ティＰもディスクに書き込む必要性が出てくる。その場
合は、以下の式によりパリティを算出して、別のデータ
Ｄと新規パリティＰをディスクに書き込む操作をする。 Ｐ＝Ｄ（＋）ｄ１（＋）ｐ この時の、ｄ１上の内容を「旧データ」、ｐ上の内容を
「旧パリティ」、新規に書き込むデータＤを「新デー
タ」、新規に書き込むパリティＰを「新パリティ」と呼
ぶ。

【０００４】パリティディスクシステムでは、１つのブ
ロックのみを上書きする場合では、旧データと旧パリテ
ィを読み出してパリティを計算し、新データと新パリテ
ィを書き込むという合計４回のディスクアクセスが発生
するため、ディスクアクセス時間が増加し、性能が上が
らないという問題があった。

【０００５】そこで、ディスクアクセス時間を短縮する
ための技術として、ディスク上のパリティの配置を、本
来の位置から動的に変更する方式が知られている。この
方式は、例えば、「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐａｒａｌ
ｌｅｌ ａｎｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｍｐｕ
ｔｉｎｇ １７， ｐｐ．１２９−１３９， １９９
３」に、メノンらによって「Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｐａｒ
ｉｔｙ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｄｉｓｋ Ａｒｒａｙｓ」
として記載されている。

【０００６】このメノンによる方式では、パリティを書
き込むトラック上の領域内にいくらかの空き領域を用意
しておく。そして、旧データと旧パリティの読み出しが
終了した直後に、旧データ，旧パリティ，新データとの
排他的論理和を計算し、新パリティは、今まで旧パリテ
ィのおかれていた領域ではなく、現在のディスクのヘッ
ド位置にもっとも近接した空き領域に書き込むようにす
る。この方式では、パリティをライトする毎にそのパリ
ティの配置が変更されるため、各パリティについて、現
在どの位置に配置されているかを記すテーブル（以下、
「マッピングテーブル」と称する）を装置内に保有し
て、新パリティの読み書きのたびにこれを参照、変更す
る。

【０００７】これにより、従来であれば、旧パリティの
読み出しと新パリティの書き込みの２回のディスクアク
セスが必要であったが、パリティの計算を旧パリティの
読み出し直後のディスク回転中に済ませて書き込むこと
でディスクアクセスを１回にすることができ、かつ、空
き領域に書き込むことを許可することによりディスクの
回転待ち時間を削減でき、ほぼ１回のディスクアクセス
と等価な時間で新パリティのライトを完了できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の方式では、データやパリティのディスクドライブ
上における配置が従来の配置とは異なり、常に変化する
ため、各データ、パリティがディスクドライブ上のどこ
に位置しているかを記録するマッピングテーブルが必要
で、そのマッピングテーブルの果たす役割は重要であ
る。例えば、マッピングテーブルが停電障害などの要因
によって内容が揮発して読めなくなった場合、データ・
パリティの配置が変更されたディスクについて、データ
・パリティの内容が読めなくなる問題がある。すなわ
ち、マッピングテーブルが読めなくなることは、ディス
クドライブが壊れることと等価である。

【０００９】本発明の目的は、パリティ配置を動的に変
更するパリティディスク方式のディスク記憶システムに
おいて、マッピングテーブルに障害が発生した際に、オ
ンラインでパリティを復旧し、通常の動作を継続できる
ディスク記憶システムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、データ及び誤り訂正データを格納する複
数のディスク装置によりディスクアレイを構成する記憶
装置と、この記憶装置とホスト処理装置との間のデータ
転送を制御するとともに、誤り訂正データの上記記憶装
置上における配置情報を記憶するパリティマッピングメ
モリを有する記憶制御装置とから構成されるディスク記
憶システムにおいて、上記記憶制御装置は、上記記憶装
置内のデータから誤り訂正データを計算し直して上記記
憶装置に書き込み、上記記憶装置に書き込んだ誤り訂正
データの配置に従って上記パリティマッピングメモリ内
の上記配置情報を書き直す再生成処理を行うようにした
ものであり、かかる構成により、オンラインでパリティ
を復旧し、通常の動作を継続し得るものとなる。

【００１１】上記ディスク記憶システムにおいて、好ま
しくは、上記パリティマッピングメモリは、上記記憶装
置内の誤り訂正データを格納する複数の領域ごとに誤り
訂正データの読み込み可否を示す識別子を有し、上記記
憶制御装置は、誤り訂正データの読み出しの際に上記識
別子を参照し、読出し不可の際には、上記再生成処理を
行うものである。

【００１２】上記ディスク記憶システムにおいて、好ま
しくは、上記記憶装置は、上記パリティマッピングメモ
リの内容を格納する退避領域を有し、上記記憶制御装置
は、システム停止時には、上記記憶装置の上記退避領域
に、上記パリティマッピングメモリの内容を格納する退
避処理を行うようにしたものである。

【００１３】上記ディスク記憶システムにおいて、好ま
しくは、上記記憶制御装置は、システム起動時には、上
記パリティマッピングメモリの上記退避領域に格納され
た上記パリティマッピングメモリの内容を読み出して、
上記パリティマッピングメモリの内容を回復する回復処
理を行うおうにしたものであり、かかる構成により、パ
リティマッピングメモリの内容の回復を短時間で行い得
るものとなる。

【００１４】上記ディスク記憶システムにおいて、好ま
しくは、上記記憶制御装置は、システム停止時には、上
記記憶装置の上記退避領域に、上記パリティマッピング
メモリの内容及びこの内容に対する誤り訂正データを格
納する退避処理を行とともに、上記記憶制御装置は、上
記回復処理において、上記記憶装置の１つに障害があっ
て上記退避領域の内容を読み出せない場合には、障害の
ない上記記憶装置の退避領域に格納された上記パリティ
マッピングメモリの内容及び上記パリティマッピングメ
モリの内容に対する誤り訂正データを用いて、障害のあ
る記憶装置の退避領域に格納されている内容を算出する
回復処理を行うようにしたものであり、パリティマッピ
ングメモリの内容の一部を読み出せない場合にも、容易
にパリティマッピングメモリの内容の回復を行い得るも
のとなる。

【００１５】上記ディスク記憶システムにおいて、好ま
しくは、上記記憶制御装置は、上記再生成処理の実行中
に、システムの停止要求があると、上記再生成処理によ
り回復された内容の退避処理を実行するようにしたもの
である。

【００１６】上記ディスク記憶システムにおいて、好ま
しくは、上記記憶制御装置は、上記再生成処理の実行中
に、システムが停止した場合には、再起動後に、上記パ
リティマッピングメモリの内容の回復が済んでいない領
域について、上記退避処理を実行するようにしたもので
ある。

【００１７】上記ディスク記憶システムにおいて、好ま
しくは、上記記憶制御装置は、上記再生成処理の実行中
に、システムの停止要求により停止した場合には、再起
動時に、上記退避処理により退避された領域について
は、退避された上記パリティマッピングメモリの内容を
読み出し、未退避の領域については、上記再生成処理に
より上記パリティマッピングメモリの内容を読み出すよ
うにしたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１１を用いて、本
発明の一実施形態によるディスク記憶システムについて
説明する。最初に、図１を用いて、本発明の一実施形態
によるディスク記憶システムの全体構成について説明す
る。図１は、本発明の一実施形態によるディスク記憶シ
ステムの全体構成を示すブロック図である。

【００１９】ディスク記憶システムは、記憶制御装置１
と、データを格納する記憶装置２とから構成される。記
憶制御装置１は、チャネル制御部１１と、ドライブ制御
部１２と、制御プログラムを実行するプロセッサ１３
と、制御プログラムを格納するＲＯＭ１４と、キャッシ
ュメモリなどを制御するための制御用情報を記憶するＲ
ＡＭ１５と、誤り訂正データ，即ち、パリティを計算す
る専用のパリティ生成部１６と、キャッシュメモリ１７
と、パリティマッピングメモリ１８を含んでいる。記憶
制御装置１は、チャネル制御部１１を介してホスト３と
接続されている。また、記憶制御装置１は、ドライブ制
御部１２を介して記憶装置２と接続されている。記憶制
御装置１は、ホスト３と記憶装置２との間のデータ転送
を制御する。

【００２０】ここで、キャッシュメモリ１７は、バッテ
リにより不揮発化されており、またパリティマッピング
メモリ１８は、本実施形態では不揮発化されていない
が、不揮発化されたものであっても良い。

【００２１】記憶装置２は、複数のディスク装置２１に
よって、ディスクアレイを構成している。

【００２２】次に、図２及び図３を用いて、記憶装置２
のデータ配置について説明する。最初に、図２を用い
て、ホスト３から見た記憶装置２のデータ配置について
説明する。図２は、本発明の一実施形態によるディスク
記憶システムにおけるホストから見た記憶装置のデータ
配置の説明図である。

【００２３】図２に示すように、ホスト３からは、記憶
装置２内の複数のディスク装置２１やパリティは見え
ず、論理的な１台のディスク装置がつながれており、連
続的にデータｄ１，ｄ２，…だけが配置されているよう
に見える。データｄ１，ｄ２などの個々のデータは、ホ
スト３からの書き込み最小単位であり、ブロック２２と
称する。

【００２４】次に、図３を用いて、実際の記憶装置２の
データ配置について説明する。図３は、本発明の一実施
形態によるディスク記憶システムにおける実際の記憶装
置のデータ配置の説明図である。

【００２５】実際の記憶装置２の中には、複数のディス
ク装置２１から構成されており、例えば、図３に示すよ
うに、ディスク１，ディスク２，ディスク３，及びディ
スク４の４台のディスク装置２１に、データｄ１，ｄ
２，ｄ３，… と、パリティｐ１，ｐ２，ｐ３，…が、
各ディスクに分割されて、配置されている。

【００２６】ホスト３が、記憶制御装置１及び記憶装置
２から構成されるディスク記憶システムに対して要求を
出す際は、論理的なディスク上のデータに対して、リー
ド若しくはライトするブロックの位置，すなわち、アド
レスを指定する。一方、記憶制御装置１は、ホスト３か
ら指定された論理的なディスクのアドレスを、実際のデ
ィスクのアドレスへと変換する。このアドレス変換は、
通常は固定的であり、変換制御プログラムは、ＲＯＭ１
４に書き込まれている。

【００２７】図３において、ｐ１は、データｄ１，ｄ
２，ｄ３の排他的論理和から計算され、作成されるパリ
ティである。また、パリティｐ２は、データｄ４，ｄ
５，ｄ６から作成され、パリティｐ３は、データｄ７，
ｄ８，ｄ９から作成されるものである。即ち、パリティ
は、それぞれ３つのデータのブロックから作成される。
パリティｐ１，ｐ２，ｐ３，… は、それぞれデータの
ブロックと同じ大きさである。

【００２８】以下、データのブロックをデータブロック
と称し、パリティのブロックをパリティブロックと称す
ることとする。また、１つのパリティブロックを作成す
るために必要なデータとパリティの集合のことをパリテ
ィグループ２３と称する。即ち、データｄ１，ｄ２，ｄ
３とパリティｐ１の集合を、パリティグループと称す
る。

【００２９】また、図３において、Ｅは、データとパリ
ティのいずれも入っていない空きブロックを示してい
る。空きブロックＥは、ディスク上のパリティｐに隣接
した連続領域，例えば、ディスク装置２１のトラックに
相当する同一円周上の領域に置かれる。このパリティブ
ロックｐと空きブロックＥの存在する連続領域をパリテ
ィトラック２４と称する。パリティトラックの概念につ
いては、図４を用いて再述する。パリティトラックは、
上から順に通し番号が付けられており、例えば、トラッ
ク１は、パリティブロックｐ１，ｐ２，ｐ３と２つの空
きブロックＥから構成され、トラック２は、パリティブ
ロックｐ４，ｐ５，ｐ６と２つの空きブロックＥから構
成されている。

【００３０】各データブロックｄは、常にディスク上の
固定的な位置に書き込む必要があるが、各パリティブロ
ックｐは、パリティトラック２４内であれば、位置を任
意に移動できる。例えば、図３のディスク４内のパリテ
ィトラック２４には、パリティｐ１，ｐ２，ｐ３と２つ
の空きブロックＥがあるが、パリティｐ１の更新パリテ
ィＰ１を書き込む場合、空きブロックＥか、パリティブ
ロックｐ１のいずれかに書き込むことが許される。

【００３１】なお、以下の説明においては、図３に示す
ように、パリティトラック２４内に、パリティブロック
ｐが、前詰めで昇順に配置されている状態を、初期状態
と称する。

【００３２】さらに、各ディスク装置２１の最後尾に
は、パリティマッピングメモリ１８の内容を書き込むた
めの領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３と、領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に
書き込まれた内容に基づいて作成されるパリティＰｍを
格納する領域が設けられている。

【００３３】次に、図４を用いて、パリティマッピング
メモリ１８の内容と、ディスク装置２１におけるパリテ
ィトラック上のパリティ配置との関係について説明す
る。図４は、本発明の一実施形態によるディスク記憶シ
ステムにおけるパリティマッピングメモリの内容とディ
スク装置におけるパリティトラック上のパリティ配置と
の関係の説明図である。

【００３４】図４（Ａ），（Ｃ）は、パリティマッピン
グメモリ１８に記録されている要素を示しており、図４
（Ｂ），（Ｄ）は、トラック番号１のパリティトラック
内のパリティｐと空きブロックＥの配置を示している。
また、図４（Ａ），（Ｂ）は、初期状態を示しており、
図４（Ｃ），（Ｄ）は、パリティ更新時の状態を示して
いる。

【００３５】図４（Ａ）に示すように、パリティマッピ
ングメモリ１８は、パリティトラック毎にパリティブロ
ックの配置を記録した変換表で、現在のパリティトラッ
ク内のパリティブロックの配置順を記録している。パリ
ティブロックを格納するディスク上の各領域は、１トラ
ック毎に、トラックの先頭から順に１，２，３，４，５
の相対番号を付けて管理している。

【００３６】図４（Ｂ）は、トラックＮｏ．１のパリテ
ィトラックにパリティブロックｐが記録された状態を示
している。即ち、領域１にパリティブロックｐ１が入
り、以下領域２，３にパリティブロックｐ２，ｐ３が入
り、領域４，５は空きブロックＥである。パリティトラ
ックにおけるパリティブロックｐの配置順は、パリティ
マッピングメモリ１８に記録されており、その領域が空
きブロックである場合、パリティマッピングメモリ１８
には、０を入れ、パリティブロックが収まる場合には、
パリティマッピングメモリ１８には、そのトラック内で
のパリティブロックの相対番号を入れる。即ち、トラッ
クＮｏ．１のパリティトラックにおけるパリティブロッ
クｐの配置順は、図４（Ａ）のトラックＮｏ．１の欄に
示すように、パリティブロックｐ１，ｐ２，ｐ３は、そ
れぞれ１，２，３と番号付けされてパリティマッピング
メモリ１８に記録される。領域４，５には、０が記録さ
れ、これらの領域は、空きブロックＥであることが示さ
れている。トラックＮｏ．２及びトラックＮｏ．３のそ
れぞれについても、領域１〜３には、パリティブロック
ｐ１，ｐ２，ｐ３が記録され、領域４，５は、空きブロ
ックＥであることが示されている。

【００３７】そして、パリティブロックｐ１に更新がか
かった場合、更新後パリティは空き領域に書き込むこと
ができる。ここで、更新後のパリティｐ１を、図４
（Ｂ）の空きブロックＥ１の位置（領域４）に書き込ん
だとすると、今までパリティブロックｐ１の置かれてい
た領域（領域１）が空きブロックＥ１に変更され、図４
（Ｄ）に示すようになる。その結果、パリティマッピン
グメモリ１８のトラック番号１の内容は、図４（Ｃ）に
示すのように、領域１〜５に対して、それぞれ、０，
２，３，１，０と変更される。

【００３８】さらに、パリティマッピングメモリ１８の
各トラックには、フラグ２５が用意されており、「リー
ド可」ないし「リード不可」の状態が入る。パリティを
リード・ライトする場合、このフラグ２５を参照する。
フラグ２５が、「リード可」の場合には、そのパリティ
トラックについてパリティマッピングメモリ１８に記さ
れている配置は正しいが、「リード不可」の場合には、
そのパリティトラックのパリティ配置は正しくない恐れ
があり、パリティのリードは禁止されるものである。フ
ラグ２５の使用方法については、図８を用いて後述す
る。

【００３９】次に、図５及び図６を用いて、通常のライ
ト処理の流れについて説明する。ここでは、図３に示し
たディスク１のデータｄ１に対して更新データＤ１を書
き込む場合を例にとり説明する。また、この時、初めの
パリティブロックの配置は、図４（Ｂ）に示すとおりで
あるとする。

【００４０】パリティｐの計算は、各ディスク装置２１
内で行うものである。従って、プロセッサ１３は、ライ
トデータＤ１とその旧データｄ１を、ドライブ制御部１
２を介して、旧データｄ１に対するパリティｐ１の置か
れているディスク装置２１へと送る処理のみを行うもの
となる。

【００４１】プロセッサ１３がパリティライトを要求す
る時は、パリティ書き込みに必要なデータブロックｄ１
とデータブロックＤ１とともに、「パリティ計算＆書き
込み」の要求を送る。この要求には、旧パリティｐ１の
読み出しアドレスと、ディスク装置２１内で計算される
新パリティＰ１の書き込みアドレスが付随する。

【００４２】ここで、図５を用いて、ディスク装置２１
内の構成について説明する。図５は、本発明の一実施形
態によるディスク記憶システムのディスク装置２１内の
構成を説明するブロック図である。

【００４３】各ディスク装置２１は、記憶制御装置１か
ら送られてきたデータやパリティを記録する記録媒体２
００１と、ディスクの読み書きを制御するディスク制御
プロセッサ２００２と、バッファ２００３と、パリティ
生成器２００４とを有している。

【００４４】ディスク制御プロセッサ２００２は、「パ
リティ計算＆書き込み」要求が来ると、まずバッファ２
００３に旧データｄ１とライトデータＤ１を格納し、そ
れからパリティｐ１を読み出してバッファ２００３に格
納する。さらに、ディスク制御プロセッサ２００２は、
パリティ生成器２００４を用いて、パリティｐ１とライ
トデータＤ１と旧データｄ１との排他的論理和を計算し
て、新パリティＰ１を求める。ディスク制御プロセッサ
２００２は、求められた新パリティを、記録媒体２００
１の指定された書き込みアドレスに書き込む処理を行
う。

【００４５】次に、図６を用いて、通常のライト処理に
ついて説明する。図６は、本発明の一実施形態によるデ
ィスク記憶システムにおける通常のライト処理を説明す
るフローチャートである。

【００４６】ステップ１０１において、ホスト３からデ
ータｄ１に対するライトデータＤ１のライト要求がくる
と、記憶制御装置２のチャネル制御部１１は、キャッシ
ュメモリ１７にライトデータＤ１を格納する。

【００４７】次に、ステップ１０２において、プロセッ
サ１３は、ＲＯＭ１４の記憶内容を用いて、論理的なデ
ィスクに対してきた要求アドレスから実際のディスク２
１を特定し、そのディスク２１に対するアドレスへと変
換する。

【００４８】ステップ１０３において、プロセッサ１３
は、ドライブ制御部１２を介して、この変換したアドレ
スを用いて、ライトデータに対するパリティを作成する
ために、ライトデータの旧データｄ１をディスク２１か
ら読み出し、キャッシュメモリ１７に格納する。

【００４９】次に、ステップ１０４において、プロセッ
サ１３は、ライトデータＤ１の属するパリティグループ
のパリティｐ１の置かれているディスクとパリティトラ
ックを特定する。

【００５０】ステップ１０５において、プロセッサ１３
は、当該パリティトラックのパリティマッピングメモリ
１８の内容を参照して、現在のパリティトラック内の配
置を調べ、現在パリティｐ１のある位置から最もディス
クの回転待ちが少なくて済む空きブロックＥを検索し、
該当する空き領域を新パリティＰ１の書き込み位置と決
定する。図４（Ａ）に示す例では、領域４，即ち、空き
領域Ｅ１がそれに相当するものである。

【００５１】ステップ１０６において、プロセッサ１３
は、書き込み位置が決定すると、データブロックｄ１と
Ｄ１に加えて、旧パリティｐ１の読み出しアドレスと新
パリティＰ１の書き込みアドレスを指定してディスク装
置２１に送る。

【００５２】ステップ１０７において、ディスク装置２
１は、その指示通りに空きブロックＥに新パリティＰ１
を書き込む。

【００５３】ステップ１０８において、ディスク装置２
１でのＰ１の書き込みの終了後、記憶制御装置１は、パ
リティマッピングメモリ１８内のパリティｐ１の位置と
空きブロックＥ１の位置情報を入れ換える。

【００５４】最後に、ステップ１０９において、プロッ
セサ１３は、ライトデータＤ１をディスク装置２１のデ
ィスク１の旧データｄ１の一に書き込む。以上により、
通常のライト処理が終了する。

【００５５】次に、図７を用いて、ディスク記憶システ
ムの電源を停止する前に、パリティマッピングメモリ１
８の内容をディスクに退避する処理について説明する。
図７は、本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムにおけるパリティマッピングメモリの内容の退避処理
を説明するフローチャートである。

【００５６】本実施形態においては、ディスク記憶シス
テムの電源停止後の再起動時に、キャッシュメモリ１７
若しくはパリティマッピングメモリ１８の内容が消失し
て読めない場合を考慮し、電源停止前に必ずキャッシュ
メモリ１７とパリティマッピングメモリ１８の内容をデ
ィスク装置２１に書き出す処理を行う。ディスク記憶シ
ステムの電源停止の要求がプロセッサ１３に来ると、プ
ロセッサ１３は、退避処理を開始する。

【００５７】ステップ２０１において、チャンネル制御
部１１及びプロセッサ１３は、図５において説明したラ
イト処理により、キャッシュメモリ１７内のデータで、
ディスク装置２１に未反映のものを全て、ディスク装置
２１に書き込む。

【００５８】次に、ステップ２０２において、プロセッ
サ１３は、パリティマッピングメモリ１８内の内容を、
（ディスクの台数−１）個に等分割して、キャッシュメ
モリ１７に格納する。この分割したテーブルの内容を、
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３とする。このときの退避内容として、
ブロック位置だけでなく、トラック番号とフラグ２５に
ついても格納する。

【００５９】次に、ステップ２０３において、プロセッ
サ１３は、パリティ生成部１６を用いて、パリティマッ
ピングメモリ１８内の内容Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のパリティ
Ｐｍを以下の式に基づいて計算し、結果をキャッシュメ
モリ１７に格納する。 Ｐｍ＝Ｍ１（＋）Ｍ２（＋）Ｍ３ ここで、（＋）は、排他論理和を示している。

【００６０】最後に、ステップ２０４において、プロセ
ッサ１３は、パリティの計算が終了した後、パリティマ
ッピングメモリ１８内の内容Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３及びパリ
ティＰｍを、それぞれ図３に示したディスク装置２１の
最後尾の領域に格納し、退避を終了する。

【００６１】次に、図８を用いて、ディスク記憶システ
ムの電源投入時のパリティマッピングメモリ１８の内容
の回復処理について説明する。図８は、本発明の一実施
形態によるディスク記憶システムにおけるパリティマッ
ピングメモリの内容の回復処理を説明するフローチャー
トである。

【００６２】電源投入時においては、本実施形態のよう
に、パリティマッピングメモリ１８が不揮発化されてい
ないと、電源投入時には、パリティマッピングメモリ１
８の内容は揮発している。そこで、図７に示した退避処
理により、ディスク装置２１内に退避したパリティマッ
ピングメモリの内容を、パリティマッピングメモリ１８
に回復する必要がある。

【００６３】電源投入時に、パリティマッピングメモリ
１８が揮発したことをプロセッサ１３が検知すると、プ
ロセッサ１３はパリティ回復処理に入る。

【００６４】ステップ３０１において、プロセッサ１３
は、退避されているパリティマッピングメモリの内容Ｍ
１，Ｍ２，Ｍ３をディスク装置２１から読み出す際に、
どれか１つのディスク装置２１が障害状態にあって読み
出せないか否かを判断する。

【００６５】読み出しが可能である場合には、ステップ
３０２に進んで通常の回復処理を行う。読み出しが不可
能な場合には、ステップ３１２に進んで、特別な回復処
理を行う。最初は、通常の回復処理について説明する。

【００６６】ステップ３０２において、プロセッサ１３
は、図７において説明した退避処理で退避したパリティ
マッピングメモリ１８の内容Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を、各デ
ィスク装置２１からキャッシュメモリ１７上に読み出
す。

【００６７】ステップ３０３において、プロセッサ１３
は、キャッシュメモリ１７上に置かれた内容をパリティ
マッピングメモリ１８へ移して、回復処理は終了とな
る。

【００６８】また、ステップ３０１において読み出しが
不可能な場合には、ステップ３１２において、プロセッ
サ１３は、読み出せない内容の代わりにパリティＰｍを
ディスク装置２１から読み出す。

【００６９】例えば、パリティマッピングメモリの内容
Ｍ２が読み出せなかった場合には、パリティマッピング
メモリの内容Ｍ１，Ｍ３及びパリティＰｍを読み出すこ
とになる。

【００７０】次に、ステップ３１３において、プロセッ
サ１３は、読み出せなかった内容を、パリティ生成部１
６を用いて以下の式に従って算出する。例えば、Ｍ２が
読み出せなかった場合には、 Ｍ２＝Ｍ１（＋）Ｍ３（＋）Ｐｍ を行うことによって、読み出せなかったパリティマッピ
ングメモリの内容Ｍ２を計算できる。その後は、ステッ
プ３０３を実行して、パリティマッピングメモリ１８に
内容を格納して、回復処理は終了する。

【００７１】なお、この回復処理では電源投入直後に行
い、パリティマッピングメモリ１８の内容を読み出すだ
けの処理であるため、短時間で終了し、その間ホスト３
からのリード・ライト要求を止めても差し支えないもの
である。

【００７２】次に、図９を用いて、ディスク記憶システ
ムのパリティマッピングメモリ１８の内容の退避処理が
行われていない場合におけるパリティマッピングメモリ
１８の内容の再生成処理について説明する。図９は、本
発明の一実施形態によるディスク記憶システムにおける
パリティマッピングメモリの内容の再生成処理を説明す
るフローチャートである。

【００７３】図８に示した例においては、通常の電源停
止を行い、パリティマッピングメモリ１８の内容の退避
処理を行い、その後、電源投入した際にパリティマッピ
ングメモリ１８の内容の回復処理を行っている。しかし
ながら、実際には、障害や停電などの要因でディスク記
憶システムが突然停止し、その後、ディスク記憶システ
ムが再起動する場合もある。この場合には、図７に示し
た退避処理が行われないため、図８に示した回復処理で
ディスク装置２１からパリティマッピングメモリ１８の
内容を読み込むことはできない。このような場合には、
ディスク装置に記憶されたデータからパリティを再生成
し、パリティマッピングメモリ１８の内容を再度作り直
す必要がある。このときの再生成処理について、以下
に、説明する。

【００７４】プロセッサ１３が、パリティマッピングメ
モリ１８が揮発したことを検知すると、プロセッサ１３
は、図４に示したパリティマッピングメモリ１８内のフ
ラグ２５を、全て「リード不可」に変更する。それから
パリティトラック２４ごとに再生成処理に入る。再生成
処理は、トラック１から最終トラックまで順に行うもの
である。

【００７５】ステップ４０１において、プロセッサ１３
は、現在どのパリティトラックについて回復処理を行っ
ているかを示すポインタｎを用意し、ポインタｎを０に
初期化する。

【００７６】ステップ４０２において、プロセッサ１３
は、パリティトラック１の再生成処理に入る前に、ポイ
ンタｎに１を加えて、トラック１を指すようにする。

【００７７】次に、ステップ４０３において、プロセッ
サ１３は、パリティマッピングメモリ１８のパリティト
ラックｎのフラグ２５を参照する。

【００７８】ステップ４０４において、プロセッサ１３
は、読み出したフラグ２５がリード不可であるか否かの
判断を行い、「リード不可」であれば、そのトラックの
再生成を行うため、ステップ４０５へ進む。「リード不
可」でない場合には、ステップ４０２に戻り、次のトラ
ックの再生成へと進む。

【００７９】ステップ４０５において、プロセッサ１３
は、パリティトラックｎのパリティを計算するために必
要になるデータブロックをキャッシュメモリ１７上に読
み出す。例えば、パリティトラック１のパリティｐ１，
ｐ２，ｐ３を計算する場合には、データブロックｄ１，
ｄ２，…，ｄ９を読み出す。

【００８０】ステップ４０６において、プロセッサ１３
は、パリティ生成部１６を用いて、読み出したデータブ
ロックのパリティを計算する。例えば、パリティトラッ
ク１であれば、パリティｐ１，ｐ２，ｐ３を以下の式に
従い計算し、キャッシュメモリ１７に一旦格納する。 ｐ１＝ ｄ１（＋）ｄ２（＋）ｄ３ ｐ２＝ ｄ４（＋）ｄ５（＋）ｄ６ ｐ３＝ ｄ７（＋）ｄ８（＋）ｄ９ ステップ４０７において、プロセッサ１３によるパリテ
ィの計算が終了すると、ドライブ制御部１２は、計算に
より求められたパリティを、ディスク装置２１に書き込
む。パリティの書き込みは、初期状態にして行われる。

【００８１】ステップ４０８において、プロセッサ１３
は、パリティマッピングメモリ１８内のブロック配置を
初期状態に修正する。

【００８２】そして、最後に、ステップ４０９におい
て、プロセッサ１３は、フラグ２５を「リード可」に設
定する。

【００８３】なお、この間の再生成処理は、時間がかか
るため、処理の途中でシステムの停止要求が来る可能性
も考慮しておく必要がある。

【００８４】そこで、ステップ４１０において、プロセ
ッサ１３は、停止要求の有無を判断し、停止要求が来た
場合には、再生成処理はその時点で終了し、退避処理を
開始する。

【００８５】再生成処理は、トラック１から最終トラッ
クまで順に行うものであるため、ステップ４１１におい
て、プロセッサ１３は、再生成処理を行ったトラックｎ
が最終トラックかどうか判定し、最終トラックでない場
合には、ステップ２０２に戻り、次のトラックの再生成
を行う。最終トラックであれば、すなわち全てのトラッ
クについてフラグ２５が「リード可」になった時点で、
再生成処理は終了する。

【００８６】次に、図１０を用いて、ディスク記憶シス
テムのパリティマッピングメモリ１８の内容の再生成処
理中のライト処理について説明する。図１０は、本発明
の一実施形態によるディスク記憶システムにおけるパリ
ティマッピングメモリの内容の再生成処理中のライト処
理を説明するフローチャートである。

【００８７】図９において説明した再生成処理は、トラ
ック内のデータを読み出し、パリティを計算し、再びデ
ィスクにパリティを書き込む処理を全てのパリティにつ
いて行うため、処理は長時間かかる。そのため、これら
の処理と並行して通常のリード・ライト処理ができるよ
う考慮する。再生成処理が動いている間、リード処理で
はパリティを読み出すことはないため競合することはな
いが、ライト処理の場合、図５に示したような処理を行
うと、間違ったパリティを作ることになるため、再生成
処理が動いている間は、ライト処理を変更する。

【００８８】なお、以下の説明では、ディスク装置２１
上のデータ配置は、図３に示した通りとし、データｄ１
２の更新を行うものとする。

【００８９】ステップ１０１において、ホスト３からデ
ータｄ１２に対する更新データＤ１２のライト要求がく
ると、記憶制御装置２のチャネル制御部１１は、キャッ
シュメモリ１７にライトデータＤ１を格納する。

【００９０】次に、ステップ１０２において、プロセッ
サ１３は、ＲＯＭ１４の記憶内容を用いて、論理的なデ
ィスクに対してきた要求アドレスから実際のディスク２
１を特定し、そのディスク２１に対するアドレスへと変
換する。

【００９１】ステップ５０３において、プロセッサ１３
は、そのトラック番号についてパリティマッピングメモ
リ１８のフラグ２５を参照する。

【００９２】ステップ５０４において、プロセッサ１３
は、リード不可か否かを判断し、「リード可」であれ
ば、通常のライト処理が可能になり、図４のステップ１
０３に進む。「リード不可」の場合には、パリティのリ
ードはせず、ステップ４０５以下のパリティの回復へと
進む。

【００９３】ステップ４０５において、プロセッサ１３
は、更新データＤ１２に対するパリティトラックは、パ
リティトラック２であるので、トラック２のパリティを
作成するために必要なデータのうち、ｄ１２以外の全て
のデータを読み出す。即ち、パリティトラック２は、図
３に示したように、ディスク３に格納されており、パリ
ティｐ４，ｐ５，ｐ６から構成されている。まだ、これ
らのパリティｐ４，ｐ５，ｐ６は、データｄ１０，ｄ１
１，…ｄ１８から求められている。従って、ステップ４
０５において、データｄ１０，ｄ１１，ｄ１３，…ｄ１
８が読み出される。

【００９４】次に、ステップ４０６において、プロセッ
サ１３は、パリティ生成部１６を用いて、読み出したデ
ータブロックのパリティｐ４、ｐ５、ｐ６を次式に従い
計算し、キャッシュメモリ１７に一旦格納する。 ｐ４＝ ｄ１０（＋）ｄ１１（＋）Ｄ１２ ｐ５＝ ｄ１３（＋）ｄ１４（＋）ｄ１５ ｐ６＝ ｄ１６（＋）ｄ１７（＋）ｄ１８ ステップ４０７において、プロセッサ１３によるパリテ
ィの計算が終了すると、ドライブ制御部１２は、パリテ
ィをディスク装置２１に書き込む。この際、初期状態に
して書き込む。

【００９５】さらに、ステップ５０８において、ドライ
ブ制御部１２は、更新データであるＤ１２をディスク装
置２１に書き込む。

【００９６】ステップ５０９において、プロセッサ１３
は、ディスク装置２１への書き込みが完了したら、パリ
ティマッピングメモリ１８内のブロック配置を修正しす
る。

【００９７】最後に、ステップ５１０において、プロセ
ッサ１３は、トラック２のフラグ２５を「リード可」に
して、ライト処理が終了する。

【００９８】次に、図１１を用いて、ディスク記憶シス
テムのパリティマッピングメモリ１８の内容の再生成処
理中にディスク記憶システムの停止要求が来て停止した
場合、その後の電源投入時の処理について説明する。図
１１は、本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムにおけるパリティマッピングメモリの内容の再生成処
理中停止要求後の電源投入時の処理を説明するフローチ
ャートである。

【００９９】本実施形態においては、パリティマッピン
グメモリ１８は不揮発化されていないので、一旦電源遮
断を行うと、再起動時にはパリティマッピングメモリ１
８の内容が揮発している。

【０１００】そこで、ステップ６０１において、プロセ
ッサ１３が、電源投入時にパリティマッピングメモリ１
８が揮発していることを検知すると、図８に示した回復
処理を行い、パリティマッピングメモリ１８の内容をデ
ィスク装置２１から読み込む。読込処理中は、ホスト３
からのリード・ライト要求は受け付けないようにしてお
く。

【０１０１】ステップ６０２において、プロセッサ１３
は、図８に示した回復処理が完了した時点で、ホスト３
からのＩ／Ｏを受け付け開始する。

【０１０２】また、ステップ６０３において、プロセッ
サ１３は、Ｉ／Ｏ受付け開始と同時に、図９に示した再
生成処理を行って、回復の済んでいないトラックのパリ
ティとパリティマッピングメモリ１８の内容を復旧させ
る。全てのトラックが復旧した時点で、再生成処理は完
了する。

【０１０３】なお、前述まで説明では、パリティマッピ
ングメモリ１８が不揮発化されていないものとして説明
したが、パリティマッピングメモリ１８が不揮発化され
ている場合には、図９に示した再生成処理のみを行えば
良い。再生成処理では、すでに再生成されたパリティト
ラックのパリティマッピングメモリ１８には「リード
可」のフラグ２５が立っているため、そのトラックに対
して再生成をまた行うことはないので、「リード不可」
フラグ２５の立っている未復旧トラックの再生成のみを
行うようにする。このようにすることにより、全トラッ
クを再生成するよりも短時間で再生成を完了できる。

【０１０４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、パリティ配置を動的に変更するパリティディスク方
式のディスク記憶システムにおいて、マッピングテーブ
ルに障害が発生した際に、記憶装置に格納されたデータ
を用いて、パリティを回復することにより、オンライン
でパリティを復旧し、通常の動作を継続できるものとな
る。

【０１０５】また、システムの電源停止直前に、パリテ
ィマッピングテーブルの内容をディスク装置に退避させ
るため、システムの正常停止後に、再起動した際に、パ
リティマッピングテーブルの内容をディスク装置から読
み出す短い時間で回復が可能である。

【０１０６】また、パリティマッピングテーブルの障害
が発生した場合に、パリティの復旧処理を行い、通常処
理についても変換テーブルの障害が発生した場合に、障
害を考慮した処理方式に変更されるため、通常の処理を
妨げることなくパリティを復旧できる。

【０１０７】

【発明の効果】本発明によれば、パリティ配置を動的に
変更するパリティディスク方式のディスク記憶システム
において、マッピングテーブルに障害が発生した際に、
オンラインでパリティを復旧し、通常の動作を継続でき
るものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムの全体構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムにおけるホストから見た記憶装置のデータ配置の説明
図である。

【図３】本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムにおける実際の記憶装置のデータ配置の説明図であ
る。

【図４】本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムにおけるパリティマッピングメモリの内容とディスク
装置におけるパリティトラック上のパリティ配置との関
係の説明図である。

【図５】本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムのディスク装置２１内の構成を説明するブロック図で
ある。

【図６】本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムにおける通常のライト処理を説明するフローチャート
である。

【図７】本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムにおけるパリティマッピングメモリの内容の退避処理
を説明するフローチャートである。

【図８】本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムにおけるパリティマッピングメモリの内容の回復処理
を説明するフローチャートである。

【図９】本発明の一実施形態によるディスク記憶システ
ムにおけるパリティマッピングメモリの内容の再生成処
理を説明するフローチャートである。

【図１０】本発明の一実施形態によるディスク記憶シス
テムにおけるパリティマッピングメモリの内容の再生成
処理中のライト処理を説明するフローチャートである。

【図１１】本発明の一実施形態によるディスク記憶シス
テムにおけるパリティマッピングメモリの内容の再生成
処理中停止要求後の電源投入時の処理を説明するフロー
チャートである。

【符号の説明】

１…記憶制御装置 ２…記憶装置 ３…ホストコンピュータ １１…チャネル制御部 １２…ドライブ制御部 １３…プロセッサ １４…ＲＯＭ １５…ＲＡＭ １６…パリティ生成部 １７…キャッシュメモリ １８…パリティマッピングメモリ ２１…ディスク装置 ２００１…記憶媒体 ２００２…ディスク制御プロセッサ ２００３…バッファ ２００４…パリティ生成器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 孝夫 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ及び誤り訂正データを格納する複
   数のディスク装置によりディスクアレイを構成する記憶
   装置と、 この記憶装置とホスト処理装置との間のデータ転送を制
   御するとともに、 誤り訂正データの上記記憶装置上における配置情報を記
   憶するパリティマッピングメモリを有する記憶制御装置
   とから構成されるディスク記憶システムにおいて、 上記記憶制御装置は、上記記憶装置内のデータから誤り
   訂正データを計算し直して上記記憶装置に書き込み、上
   記記憶装置に書き込んだ誤り訂正データの配置に従って
   上記パリティマッピングメモリ内の上記配置情報を書き
   直す再生成処理を行うことを特徴とするディスク記憶シ
   ステム。
2. 【請求項２】 請求項１記載のディスク記憶システムに
   おいて、 上記パリティマッピングメモリは、上記記憶装置内の誤
   り訂正データを格納する複数の領域ごとに誤り訂正デー
   タの読み込み可否を示す識別子を有し、 上記記憶制御装置は、誤り訂正データの読み出しの際に
   上記識別子を参照し、読出し不可の際には、上記再生成
   処理を行うことを特徴とするディスク記憶システム。
3. 【請求項３】 請求項１記載のディスク記憶システムに
   おいて、 上記記憶装置は、上記パリティマッピングメモリの内容
   を格納する退避領域を有し、 上記記憶制御装置は、システム停止時には、上記記憶装
   置の上記退避領域に、上記パリティマッピングメモリの
   内容を格納する退避処理を行うことを特徴とするディス
   ク記憶システム。
4. 【請求項４】 請求項３記載のディスク記憶システムに
   おいて、 上記記憶制御装置は、システム起動時には、上記パリテ
   ィマッピングメモリの上記退避領域に格納された上記パ
   リティマッピングメモリの内容を読み出して、上記パリ
   ティマッピングメモリの内容を回復する回復処理を行う
   ことを特徴とするディスク記憶システム。
5. 【請求項５】 請求項３記載のディスク記憶システムに
   おいて、 上記記憶制御装置は、システム停止時には、上記記憶装
   置の上記退避領域に、上記パリティマッピングメモリの
   内容及びこの内容に対する誤り訂正データを格納する退
   避処理を行とともに、 上記記憶制御装置は、上記回復処理において、上記記憶
   装置の１つに障害があって上記退避領域の内容を読み出
   せない場合には、障害のない上記記憶装置の退避領域に
   格納された上記パリティマッピングメモリの内容及び上
   記パリティマッピングメモリの内容に対する誤り訂正デ
   ータを用いて、障害のある記憶装置の退避領域に格納さ
   れている内容を算出する回復処理を行うことを特徴とす
   るディスク記憶システム。
6. 【請求項６】 請求項３記載のディスク記憶システムに
   おいて、 上記記憶制御装置は、上記再生成処理の実行中に、シス
   テムの停止要求があると、上記再生成処理により回復さ
   れた内容の退避処理を実行することを特徴とするディス
   ク記憶システム。
7. 【請求項７】 請求項３記載のディスク記憶システムに
   おいて、 上記記憶制御装置は、上記再生成処理の実行中に、シス
   テムが停止した場合には、再起動後に、上記パリティマ
   ッピングメモリの内容の回復が済んでいない領域につい
   て、上記退避処理を実行することを特徴とするディスク
   記憶システム。
8. 【請求項８】 請求項６記載のディスク記憶システムに
   おいて、 上記記憶制御装置は、上記再生成処理の実行中に、シス
   テムの停止要求により停止した場合には、再起動時に、
   上記退避処理により退避された領域については、退避さ
   れた上記パリティマッピングメモリの内容を読み出し、
   未退避の領域については、上記再生成処理により上記パ
   リティマッピングメモリの内容を読み出すことを特徴と
   するディスク記憶システム。