JP2013206009A - Drive control device, storage system, and drive control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドライブ制御装置及びストレージシステム及びドライブ制御方法に関するものである。本発明は、特に、省エネモード付ディスクアレイ装置に関するものである。 The present invention relates to a drive control device, a storage system, and a drive control method. The present invention particularly relates to a disk array device with an energy saving mode.
二重化したディスクアレイのうち一方のディスクアレイのディスクの回転を停止する省エネ(パワーセーブ)機能を持つディスクアレイ装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 2. Description of the Related Art A disk array apparatus having an energy saving function that stops the rotation of a disk of one of the duplex disk arrays is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
従来のディスクアレイ装置では、ディスクの回転が停止しているディスクアレイを有効に利用できないか、あるいは、利用できたとしても、アクセス要求がある度にディスクの回転を開始するため、I/O(インプット/アウトプット)遅延が発生したり、省エネ効果が低減したりしてしまうという課題があった。 In the conventional disk array device, the disk array in which the rotation of the disk is stopped cannot be used effectively, or even if it can be used, the disk rotation starts every time there is an access request. Input / output) delays occurred, and energy saving effects were reduced.
本発明は、例えば、I/O遅延の発生や省エネ効果の低減を回避しつつ、回転を停止するディスクを有効に利用することを目的とする。 An object of the present invention is to effectively use a disk that stops rotating while avoiding, for example, the occurrence of an I / O delay and a reduction in energy saving effect.
本発明の一の態様に係るドライブ制御装置は、
ディスクにデータを記憶するディスクドライブと、メモリにデータを記憶するメモリドライブとを制御するドライブ制御装置であって、
ホストコンピュータから入力を受け付けるホストインタフェース部と、
前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している場合、前記ディスクへのデータの書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該データを前記メモリに書き込むよう前記メモリドライブを制御するメモリアクセス制御部と、
前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している状態で、前記メモリアクセス制御部の制御による前記メモリへのデータの書き込み状況が予め定められた条件を満たしたかどうかを判定するメモリ書き込み状況判定部と、
前記メモリ書き込み状況判定部により前記書き込み状況が前記条件を満たしたと判定された場合、前記ディスクの回転を開始するよう前記ディスクドライブを制御するディスク回転制御部と、
前記ディスク回転制御部の制御により前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を開始した場合、前記メモリに書き込まれているデータを転送するよう前記メモリドライブを制御するとともに前記メモリドライブから転送されるデータを前記ディスクに書き込むよう前記ディスクドライブを制御するディスクアクセス制御部とを備える。
A drive control device according to one aspect of the present invention includes:
A drive control device that controls a disk drive that stores data in a disk and a memory drive that stores data in a memory,
A host interface for receiving input from the host computer;
When the disk drive has stopped rotating, the memory drive writes the data to the memory each time a request to write data to the disk is input from the host computer to the host interface unit. A memory access control unit for controlling
A memory write status determination unit that determines whether a data write status to the memory under the control of the memory access control unit satisfies a predetermined condition in a state where the disk drive stops rotating the disk When,
A disk rotation control unit for controlling the disk drive to start the rotation of the disk, when the memory writing state determination unit determines that the writing state satisfies the condition;
When the disk drive starts rotating the disk under the control of the disk rotation control unit, the memory drive is controlled to transfer the data written in the memory and the data transferred from the memory drive is transferred to the memory drive. A disk access control unit for controlling the disk drive to write to the disk.
一例において、
前記ドライブ制御装置は、さらに、
前記メモリとは別のメモリであり、前記ディスクへのデータの書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該データを記憶するキャッシュを備え、
前記メモリアクセス制御部は、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している場合、前記ディスクへのデータの書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該データを前記キャッシュから前記メモリドライブに転送して当該データを前記メモリに書き込むよう前記メモリドライブを制御し、
前記ディスクアクセス制御部は、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を開始している場合、前記ディスクへのデータの書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該データを前記キャッシュから前記ディスクドライブに転送して当該データを前記ディスクに書き込むよう前記ディスクドライブを制御する。
In one example,
The drive control device further includes:
The memory is different from the memory, and includes a cache for storing the data every time a request to write data to the disk is input from the host computer to the host interface unit,
When the disk drive stops the rotation of the disk, the memory access control unit stores the data every time a request to write data to the disk is input from the host computer to the host interface unit. Controlling the memory drive to transfer from the cache to the memory drive and write the data to the memory;
When the disk drive has started rotating the disk, the disk access control unit receives the data every time a request to write data to the disk is input from the host computer to the host interface unit. The disk drive is controlled to transfer data from the cache to the disk drive and write the data to the disk.
一例において、
前記メモリ書き込み状況判定部は、前記メモリアクセス制御部の制御により前記メモリに書き込まれ、かつ、まだ前記ディスクアクセス制御部の制御により前記ディスクに書き込まれていないデータの量が予め定められた量に達した場合、前記書き込み状況が前記条件を満たしたと判定する。
In one example,
The memory write status determination unit sets the amount of data written to the memory under the control of the memory access control unit and not yet written into the disk under the control of the disk access control unit to a predetermined amount. If it has reached, it is determined that the write status satisfies the condition.
一例において、
前記メモリ書き込み状況判定部は、前記メモリアクセス制御部の制御により前記メモリにデータが書き込まれる頻度が予め定められた頻度に達した場合、前記書き込み状況が前記条件を満たしたと判定する。
In one example,
The memory write status determination unit determines that the write status satisfies the condition when the frequency at which data is written to the memory reaches a predetermined frequency under the control of the memory access control unit.
一例において、
前記ドライブ制御装置は、さらに、
前記ディスクの記憶領域を分割した複数の論理ユニットと、それぞれの論理ユニットに個別に割り当てられる前記メモリのアドレスとの対応関係を記憶するアドレスマッピング部を備え、
前記メモリアクセス制御部は、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している場合、前記ディスクへのデータの書き込み要求として、前記複数の論理ユニットのうちいずれかの論理ユニットを指定する書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該論理ユニットに対応する前記メモリのアドレスを前記アドレスマッピング部から読み出し、当該データを当該アドレスに書き込むよう前記メモリドライブを制御する。
In one example,
The drive control device further includes:
An address mapping unit for storing a correspondence relationship between a plurality of logical units obtained by dividing the storage area of the disk and addresses of the memory individually assigned to the respective logical units;
When the disk drive has stopped rotating the disk, the memory access control unit receives a write request for designating any one of the plurality of logical units as a data write request to the disk. Each time the host computer inputs the host interface unit, the memory drive corresponding to the logical unit is read from the address mapping unit and the memory drive is controlled to write the data to the address.
一例において、
前記メモリ書き込み状況判定部は、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している状態で、前記メモリアクセス制御部の制御による前記メモリへのデータの書き込み状況が、前記条件として、予め論理ユニットごとに定められた条件を満たしたかどうかを判定する。
In one example,
The memory write status determination unit is configured to determine whether the data write status to the memory under the control of the memory access control unit is in advance for each logical unit in a state where the disk drive has stopped rotating the disk. Judgment is made as to whether or not the conditions specified in the above are satisfied.
一例において、
前記ドライブ制御装置は、さらに、
前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している場合、前記ディスクからのデータの読み取り要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力されると、当該データが前記メモリに書き込まれているかどうかを判定するメモリ書き込み有無判定部を備え、
前記ディスク回転制御部は、前記メモリ書き込み有無判定部により前記ホストコンピュータから読み取りを要求されたデータが前記メモリに書き込まれていないと判定された場合、前記ディスクの回転を開始するよう前記ディスクドライブを制御し、
前記ディスクアクセス制御部は、前記ディスク回転制御部の制御により前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を開始した場合、前記ホストコンピュータから読み取りを要求されたデータを前記ディスクから読み取るよう前記ディスクドライブを制御し、
前記ホストインタフェース部は、前記ディスクアクセス制御部の制御により前記ディスクから読み取られたデータを前記ホストコンピュータに対して出力し、
前記メモリアクセス制御部は、前記ディスクアクセス制御部の制御により前記ディスクから読み取られたデータを前記メモリに書き込むよう前記メモリドライブを制御する。
In one example,
The drive control device further includes:
When the disk drive stops rotating the disk, when a data read request from the disk is input from the host computer to the host interface unit, it is determined whether the data is written in the memory. A memory writing presence / absence determining unit for determining,
The disk rotation control unit determines the disk drive to start rotation of the disk when the memory write presence / absence determination unit determines that the data requested to be read from the host computer is not written to the memory. Control
The disk access control unit controls the disk drive to read data requested to be read from the host computer from the disk when the disk drive starts rotating the disk under the control of the disk rotation control unit. ,
The host interface unit outputs data read from the disk to the host computer under the control of the disk access control unit;
The memory access control unit controls the memory drive to write data read from the disk into the memory under the control of the disk access control unit.
本発明の一の態様に係るストレージシステムは、
前記ドライブ制御装置と、
前記ディスクドライブと、
前記メモリドライブとを備える。
A storage system according to an aspect of the present invention includes:
The drive control device;
The disk drive;
And the memory drive.
本発明の一の態様に係るドライブ制御方法は、
ディスクにデータを記憶するディスクドライブと、メモリにデータを記憶するメモリドライブとを制御するドライブ制御方法であって、
ホストコンピュータから入力を受け付けるホストインタフェース部を備えるドライブ制御装置が、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している場合、前記ディスクへのデータの書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該データを前記メモリに書き込むよう前記メモリドライブを制御し、
前記ドライブ制御装置が、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している状態で、前記メモリへのデータの書き込み状況が予め定められた条件を満たしたかどうかを判定し、
前記ドライブ制御装置が、前記書き込み状況が前記条件を満たしたと判定した場合、前記ディスクの回転を開始するよう前記ディスクドライブを制御し、
前記ドライブ制御装置が、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を開始した場合、前記メモリに書き込まれているデータを転送するよう前記メモリドライブを制御するとともに前記メモリドライブから転送されるデータを前記ディスクに書き込むよう前記ディスクドライブを制御するものである。
A drive control method according to one aspect of the present invention includes:
A drive control method for controlling a disk drive for storing data in a disk and a memory drive for storing data in a memory,
When a drive control device including a host interface unit that receives an input from a host computer stops the rotation of the disk, a data write request to the disk is input from the host computer to the host interface unit. Each time the memory drive is controlled to write the data to the memory,
The drive control device determines whether or not the state of writing data to the memory satisfies a predetermined condition in a state where the disk drive stops rotating the disk,
If the drive control device determines that the write status satisfies the condition, the drive control device controls the disk drive to start rotation of the disk;
When the disk drive starts to rotate the disk, the drive control device controls the memory drive to transfer data written in the memory and transfers data transferred from the memory drive to the disk. The disk drive is controlled to write.
本発明の一の態様によれば、ディスクの回転が停止している場合、書き込み要求がある度にデータをメモリに書き込み、メモリへのデータの書き込み状況が一定の条件を満たしたら、ディスクの回転を開始してメモリからディスクにデータを転送するため、I/O遅延の発生や省エネ効果の低減を回避しつつ、回転を停止するディスクを有効に利用することが可能となる。 According to one aspect of the present invention, when the rotation of the disk is stopped, the data is written to the memory every time there is a write request, and the disk rotation is performed when the condition of data writing to the memory satisfies a certain condition. Since the data is transferred from the memory to the disk by starting the process, it is possible to effectively use the disk that stops rotating while avoiding the occurrence of I / O delay and the reduction of the energy saving effect.
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
本実施の形態では、HDD(Hard・Disk・Drive)を複数搭載し、複数のHDDによるRAID(Redundant・Arrays・of・Independent・Disks)機能を持ち、搭載HDDを停止することで省エネルギーを実現するためのパワーセーブ機能を有するディスクアレイ装置において、ディスクアレイコントローラ内のキャッシュメモリとディスク制御部との間にSSD(Solid・State・Drive)を設ける。ディスクアレイ装置に搭載しているHDDがパワーセーブ機能によりスピンドルモータの回転を停止(スピンダウン)している場合に、ホストコンピュータからのアクセス要求があったときは、HDDがReady(スピンアップ)状態になるまでのアクセス遅延をSSDへのRead/Write(読み取り/書き込み)によって吸収することで、アクセス性能の低下を抑えながら、HDDのスピンアップ/ダウンを自動制御する省エネモードを実現する。また、この省エネモードによって、主にバックアップ用途のストレージにしか利用できなかったパワーセーブ機能を通常ホストコンピュータが使用するオンラインストレージにも適用できるようになり、省エネルギーの効果を上げることが可能となる。
Embodiment 1 FIG.
In this embodiment, a plurality of HDDs (Hard, Disks, Drives) are mounted, and a RAID (Redundant, Arrays, of, Independent, Disks) function with a plurality of HDDs is provided, and energy saving is realized by stopping the mounted HDDs. In a disk array device having a power saving function, an SSD (Solid / State / Drive) is provided between a cache memory in the disk array controller and a disk control unit. When the HDD installed in the disk array device has stopped the spindle motor from being rotated (spin down) by the power save function, and there is an access request from the host computer, the HDD is in the Ready (spin up) state. By absorbing the access delay until the time is reached by Read / Write (read / write) to the SSD, an energy saving mode for automatically controlling the spin-up / down of the HDD is realized while suppressing a decrease in access performance. In addition, this energy saving mode makes it possible to apply the power saving function that was mainly available only for backup storage to online storage that is normally used by the host computer, thereby improving the energy saving effect.
図1は、本実施の形態に係るディスクアレイ装置100の構成を示すブロック図である。図2は、本実施の形態の比較例に係るディスクアレイ装置200の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
まず、図2に示した比較例に係るディスクアレイ装置200の構成について説明する。
First, the configuration of the
図2において、ディスクアレイ装置200は、n個(nは自然数)のRAIDグループ1〜nと、2個のコントローラ201とを備える。
In FIG. 2, the
RAIDグループ1〜nは、ディスクアレイであり、それぞれ複数のHDD300で構成されている。
The RAID groups 1 to n are disk arrays, each of which is composed of a plurality of
コントローラ201は、それぞれホストインタフェース部202(ホストI/F部)、ネットワークインタフェース部203(ネットワークI/F部)、ディスク制御部204、ディスクアレイ制御部205、キャッシュメモリ206を備える。
The
ホストインタフェース部202は、ホストコンピュータ500と接続されている。ネットワークインタフェース部203は、管理用のLAN(Local・Area・Network)と接続されている。ディスク制御部204は、RAIDグループ1〜nのHDD300と接続されている。ディスクアレイ制御部205は、ホストインタフェース部202を介してホストコンピュータ500からの要求を受け取ると、ディスク制御部204を介してRAIDグループ1〜nのHDD300へのデータの書き込み、又は、RAIDグループ1〜nのHDD300からのデータの読み取りを行う。また、ディスクアレイ制御部205は、ネットワークインタフェース部203を介して入力されるLANからの指示を受けると、ディスクアレイ装置200の各部の設定や状態通知等を行う。キャッシュメモリ206は、RAIDグループ1〜nのHDD300に書き込まれるデータ、及び、RAIDグループ1〜nのHDD300から読み取られるデータを一時的に保存する揮発性メモリである。
The
ディスクアレイ装置200のパワーセーブ機能を実現する第1の方式において、ディスクアレイ制御部205は、ホストコンピュータ500からホストインタフェース部202を経由してSCSI(Small・Computer・System・Interface)のSTART・STOP・Unitコマンドを受信する。あるいは、ディスクアレイ制御部205は、LANからネットワークインタフェース部203を経由して指示を受ける。そして、ディスクアレイ制御部205は、SCSIのコマンド又は指示に従ってHDD300のスピンドルモータのオン/オフを行う。
In the first method for realizing the power saving function of the
ディスクアレイ装置200のパワーセーブ機能を実現する第2の方式において、ディスクアレイ制御部205は、ホストコンピュータ500からのアクセスが予め設定された時間を経過してもなかった場合、自動的にHDD300のスピンドルモータの回転を停止してスタンバイモードに移行する。
In the second method for realizing the power saving function of the
第1の方式では、HDD300へのアクセス再開時に、ディスクアレイ制御部205は、再度SCSIのSTART・STOP・Unitコマンドを受信してHDD300のスピンドルモータをオンにする。第2の方式では、ディスクアレイ制御部205は、スタンバイモード中に書き込み(ライト)又は読み取り(リード)のコマンドを受信することで自動的にHDD300のスピンドルモータの回転を開始し、アイドルモードに戻る。
In the first method, when access to the
どちらの方式でもスピンドルモータが規定の回転数に到達し、Ready状態となるまではホストコンピュータ500から実際のディスクアクセスはできないため、HDD300へのアクセス再開時にはホストアクセスのI/O遅延が発生する。したがって、これらの方式は、予め長時間ディスクアクセスのないことが分かっている場合や、バックアップ用途等、ディスクアクセスの時間帯をスケジュール可能な場合にしか利用できない。また、これらの方式では、スピンドルモータがオフのときに書き込み又は読み取りの要求があると、毎回スピンドルモータの回転を再開しなければならないため、省エネルギー効果が限定的である。
In either method, the
次に、図1に示した本実施の形態に係るディスクアレイ装置100の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図1において、ディスクアレイ装置100は、ストレージシステムの一例であり、n個(nは1以上の自然数)のRAIDグループ1〜nと、2個のコントローラ101とを備える。
In FIG. 1, a
RAIDグループ1〜nは、図2に示した例と同様に、ディスクアレイであり、それぞれ複数のHDD300で構成されている。なお、RAIDグループ1〜nのそれぞれのRAIDレベル(例えば、RAID1、RAID5、RAID6)は任意である。RAIDレベルの異なるRAIDグループが混在していても構わない。また、RAIDグループ1〜nの代わりに、RAID以外の技術によるディスクアレイを使用してもよいし、ディスクアレイではない単体のディスクドライブを1つ又は複数使用してもよい。
The RAID groups 1 to n are disk arrays, each of which is composed of a plurality of
それぞれのRAIDグループでは、任意のディスク容量をLU(Logical・Unit)(論理ユニット)として複数設定できる。例えば、RAIDグループ1が5個のHDD300で構成されたディスクアレイであれば、5個のHDD300それぞれの特定のアドレス範囲をLU1、5個のHDD300それぞれの別のアドレス範囲をLU2、・・・といった形で複数のLUを設定することができる。各LUは、ホストコンピュータ500から別々の物理ディスクとして認識される。
In each RAID group, a plurality of arbitrary disk capacities can be set as LUs (Logical Units) (logical units). For example, if the RAID group 1 is a disk array composed of five
HDD300は、ディスク(具体的には、磁気ディスク)にデータを記憶するディスクドライブである。なお、HDD300の代わりに、他の種類のディスクドライブ(例えば、光ディスクにデータを記憶するディスクドライブ)を使用してもよい。
The
コントローラ101は、RAIDグループ1〜nのHDD300と、内蔵するSSD400とを制御するドライブ制御装置である。なお、SSD400はコントローラ101の外部に設置されてもよい。
The
SSD400は、メモリ(具体的には、フラッシュメモリ)にデータを記憶するメモリドライブである。なお、SSD400の代わりに、他の種類のメモリドライブを使用してもよい。また、SSD400又はその他の種類のメモリドライブを複数使用してもよい。
The
本実施の形態では、同じ機能を持つコントローラ101をディスクアレイ装置100に2個搭載して冗長構成をとっているが、コントローラ101を1個のみ搭載するようにしてもよいし、3個以上搭載するようにしてもよい。
In this embodiment, two
コントローラ101は、それぞれホストインタフェース部102、ネットワークインタフェース部103、ディスク制御部104、ディスクアレイ制御部105、キャッシュメモリ106(キャッシュ)を備える。
The
ホストインタフェース部102は、ホストコンピュータ500と接続されている。ホストインタフェース部102は、ホストコンピュータ500からの入力を受け付けたり、ホストコンピュータ500に対する出力を行ったりする。そのために、ホストインタフェース部102は、例えば、ホストコンピュータ500とSCSIチャネルの接続を行う。
The host interface unit 102 is connected to the
ネットワークインタフェース部103は、管理用のLANと接続されている。ネットワークインタフェース部103は、LAN(実際には、LANに接続された管理用の端末等)からの信号(ディスクアレイ装置100の各部の設定や状態通知等を行うための信号)を受信したり、LANに対する信号を送信したりする。
The
ディスク制御部104は、RAIDグループ1〜nのHDD300と接続されている。ディスク制御部104は、HDD300に対するディスクI/Oを制御する。そのために、ディスク制御部104は、例えば、HDD300とファイバチャネル、SCSIチャネル、SAS(Serial・Attached・SCSI)チャネル等の接続を行う。
The
ディスクアレイ制御部105は、ホストインタフェース部102又はネットワークインタフェース部103を介して、RAIDグループ単位(LU単位でもよい)で省エネモードの指定の入力を受け付ける。ディスクアレイ制御部105は、省エネモードを指定されたRAIDグループ又はそのRAIDグループに属するLUに対してホストコンピュータ500からのアクセスが予め設定された時間を経過してもなかった場合、自動的に、そのRAIDグループのHDD300のスピンドルモータの回転を停止してスタンバイモードに移行する。あるいは、ディスクアレイ制御部105は、ホストコンピュータ500からホストインタフェース部102を経由して、特定のRAIDグループの稼働停止を指示するSCSIのSTART・STOP・Unitコマンドを受信するか、又は、LANからネットワークインタフェース部103を経由して同様の指示を受けた場合、そのRAIDグループのHDD300のスピンドルモータの回転を停止してスタンバイモードに移行する。
The disk
本実施の形態では、スタンバイモード中のRAIDグループのHDD300がスピンアップしてアイドルモード(Ready状態)になるまでの間、そのRAIDグループ又はそのRAIDグループに属するLUに対するホストコンピュータ500からのアクセスを、キャッシュメモリ106とRAIDグループ1〜nのHDD300を制御するディスク制御部104との間に設けられたSSD400が受ける。このような方式を採用することにより、ディスクI/Oの遅延を極小化することが可能となる。
In the present embodiment, access from the
ディスクアレイ制御部105は、上記のような方式を実施するための構成要素として、ディスクアクセス制御部107、メモリアクセス制御部108、アドレスマッピング部109、メモリ書き込み状況判定部110、ディスク回転制御部111を備える。ディスクアレイ制御部105の各部の動作については後述する。
The disk
キャッシュメモリ106は、RAIDグループ1〜nのHDD300に書き込まれるデータ、及び、RAIDグループ1〜nのHDD300から読み取られるデータを一時的に保存する揮発性メモリである。なお、キャッシュメモリ106として、不揮発性メモリを使用してもよい。
The
図示していないが、本実施の形態において、コントローラ101は、それぞれコンピュータであり、各種ハードウェアデバイスを備えている。ハードウェアデバイスはケーブルや信号線で接続されている。
Although not shown, in the present embodiment, each of the
コントローラ101は、処理装置として、例えばプログラムを実行するCPU(Central・Processing・Unit)を備えている。CPUは、バスを介して各種インタフェース部や記憶装置と接続され、これらを制御する。コントローラ101は、インタフェース部として、ホストインタフェース部102、ネットワークインタフェース部103、ディスク制御部104等を備えている。コントローラ101は、記憶装置として、キャッシュメモリ106、SSD400のほか、ROM(Read・Only・Memory)、RAM(Random・Access・Memory)等を備えている。記憶装置には、プログラム群、ファイル群が記憶されている。プログラム群のプログラムは、CPUにより実行される。プログラム群には、ディスクアレイ制御部105を構成する各部の機能を実行するプログラムが含まれている。プログラムは、CPUにより読み出されて実行される。ファイル群には、本実施の形態の説明において、「〜データ」、「〜情報」、「〜ID(識別子)」、「〜フラグ」、「〜結果」として説明するデータや情報や信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」や「〜テーブル」の各項目として含まれている。「〜ファイル」や「〜データベース」や「〜テーブル」は、記憶装置に記憶される。記憶装置に記憶されたデータや情報や信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してCPUによりメモリに読み出され、抽出、検索、参照、比較、演算、計算、制御、出力、印刷、表示といったCPUの処理(動作)に用いられる。抽出、検索、参照、比較、演算、計算、制御、出力、印刷、表示といったCPUの処理中、データや情報や信号値や変数値やパラメータは、メモリに一時的に記憶される。
The
本実施の形態の説明において用いる図面の矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示す。データや信号は、記憶装置に記録される。また、データや信号は、バス、信号線、ケーブル、あるいは、その他の伝送媒体により伝送される。 The arrows in the drawings used in the description of this embodiment mainly indicate input / output of data and signals. Data and signals are recorded in a storage device. Data and signals are transmitted by a bus, a signal line, a cable, or other transmission media.
本実施の形態の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜工程」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。即ち、「〜部」として説明するものは、ROMに記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。あるいは、「〜部」として説明するものは、ソフトウェアのみ、あるいは、素子、デバイス、基板、配線といったハードウェアのみで実現されていても構わない。あるいは、「〜部」として説明するものは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、あるいは、ソフトウェアとハードウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されていても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、記憶装置に記憶される。プログラムはCPUにより読み出され、CPUにより実行される。即ち、プログラムは、本実施の形態の説明で述べる「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、プログラムは、本実施の形態の説明で述べる「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。 In the description of the present embodiment, what is described as “to part” may be “to circuit”, “to device”, “to device”, and “to step”, “to process”, “to”. ~ Procedure "," ~ process ". That is, what is described as “˜unit” may be realized by firmware stored in the ROM. Alternatively, what is described as “˜unit” may be realized only by software, or only by hardware such as an element, a device, a board, and wiring. Alternatively, what is described as “to part” may be realized by a combination of software and hardware, or a combination of software, hardware and firmware. Firmware and software are stored in the storage device as programs. The program is read by the CPU and executed by the CPU. That is, the program causes the computer to function as “to part” described in the description of the present embodiment. Or a program makes a computer perform the procedure and method of "-part" described by description of this Embodiment.
以下では、図1に示した本実施の形態に係るディスクアレイ装置100の各部の動作(本実施の形態に係るドライブ制御方法、本実施の形態に係るプログラムの処理手順)について説明する。
In the following, the operation of each part of the
図3及び図4は、ディスクアレイ装置100が書き込み要求を処理する際のデータの流れを示す図である。
3 and 4 are diagrams showing a data flow when the
図3は、省エネモードを指定されたRAIDグループのHDD300がスピンアップ状態(稼働中)のときに、そのRAIDグループ又はそのRAIDグループに属するLUを指定した書き込み要求があった場合のデータの流れを示している。
FIG. 3 shows the data flow when there is a write request specifying the RAID group or an LU belonging to the RAID group when the
この場合、ディスクアレイ装置100の各部は、以下のように動作する。
(1)ホストインタフェース部102は、ホストコンピュータ500からの書き込み要求(Write要求)の入力を受け付ける。書き込み要求は、例えばSCSIのWriteコマンドであり、RAIDグループやLUの識別子(例えば、番号)を指定するパラメータ等を含む。
(2)ディスクアレイ制御部105は、書き込み要求がホストコンピュータ500からホストインタフェース部102に入力されると、書き込みが要求されたデータ、即ち、書き込みデータ(Writeデータ)を、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500から受信する。ディスクアレイ制御部105は、受信した書き込みデータをキャッシュメモリ106に保存する。
(3)ディスクアレイ制御部105は、書き込みの完了報告(I/O終了の報告)を、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500へ送信する。
(4)ディスクアレイ制御部105のディスクアクセス制御部107は、キャッシュメモリ106に保存した書き込みデータを、ディスク制御部104を介して、書き込み要求で指定されたRAIDグループ又はLUのHDD300に転送する。HDD300は、ディスクアクセス制御部107により転送された書き込みデータをディスクに書き込む。この動作はいわゆるライトバック方式であり、キャッシュメモリ106に書き込まれたデータは、ホストコンピュータ500のI/Oとは非同期にデステージ処理によってHDD300に書き込まれる。
In this case, each unit of the
(1) The host interface unit 102 receives an input of a write request (Write request) from the
(2) When a write request is input from the
(3) The disk
(4) The disk
上記のように、本実施の形態において、キャッシュメモリ106は、HDD300のディスクへのデータの書き込み要求がホストコンピュータ500からホストインタフェース部102に入力される度に、当該データを記憶する。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施の形態において、ディスクアクセス制御部107は、HDD300がディスクの回転を開始している場合、HDD300のディスクへのデータの書き込み要求がホストコンピュータ500からホストインタフェース部102に入力される度に、当該データをキャッシュメモリ106からHDD300に転送して当該データをディスクに書き込むようHDD300を制御する。
In the present embodiment, the disk
図4は、省エネモードを指定されたRAIDグループのHDD300がスピンダウン状態(稼働停止)のときに、そのRAIDグループ又はそのRAIDグループに属するLUを指定した書き込み要求があった場合のデータの流れを示している。
FIG. 4 shows the data flow when there is a write request specifying the RAID group or an LU belonging to the RAID group when the
この場合、ディスクアレイ装置100の各部は、以下のように動作する。
(1)ホストインタフェース部102は、ホストコンピュータ500からの書き込み要求(Write要求)の入力を受け付ける。前述したように、書き込み要求は、例えばSCSIのWriteコマンドであり、RAIDグループやLUの識別子(例えば、番号)を指定するパラメータ等を含む。
(2)ディスクアレイ制御部105は、書き込み要求がホストコンピュータ500からホストインタフェース部102に入力されると、書き込みデータ(Writeデータ)を、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500から受信する。ディスクアレイ制御部105は、受信した書き込みデータをキャッシュメモリ106に保存する。
(3)ディスクアレイ制御部105は、書き込みの完了報告を、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500へ送信する。なお、ここまでの動作は、図3の場合と同様である。
(4)ディスクアレイ制御部105のメモリアクセス制御部108は、所定のタイミングで(例えば、書き込みデータがキャッシュメモリ106に保存されるのとほとんど同時に)、書き込みデータをSSD400に転送する。このとき、メモリアクセス制御部108は、書き込み要求で指定されたRAIDグループ又はLUに対応するSSD400のメモリのアドレスをアドレスマッピング部109から読み出し、そのアドレスをSSD400に対して指定する。ここで、アドレスマッピング部109は、RAIDグループ1〜n又はRAIDグループ1〜nの各LUと、SSD400のメモリのアドレスとの対応関係を予め記憶しているものとする。SSD400は、メモリアクセス制御部108により転送された書き込みデータを、メモリアクセス制御部108により指定されたメモリのアドレスに書き込む。このように、キャッシュメモリ106に書き込まれたデータは、ホストコンピュータ500のI/Oとは非同期にデステージ処理によってSSD400に書き込まれる。
(5)ディスクアレイ制御部105のメモリ書き込み状況判定部110は、SSD400のメモリへのデータの書き込み状況が予め定められた条件を満たしたかどうかを判定する。例えば、メモリ書き込み状況判定部110は、SSD400のメモリに書き込まれ、かつ、まだHDD300のディスクに書き込まれていないデータの量が予め定められた量に達した場合、あるいは、SSD400のメモリにデータが書き込まれる頻度が予め定められた頻度に達した場合、SSD400のメモリへのデータの書き込み状況が上記条件を満たしたと判定する。ディスクアレイ制御部105のディスク回転制御部111は、メモリ書き込み状況判定部110によりSSD400のメモリへのデータの書き込み状況が上記条件を満たしたと判定されると、HDD300に対してディスクのスピンドルモータの回転を再開するよう要求する。ディスクアレイ制御部105のディスクアクセス制御部107は、HDD300がスピンアップ状態(稼働再開)になると、まだHDD300に書き込まれていない書き込みデータをSSD400のメモリから、ディスク制御部104を介して、対応するRAIDグループ又はLUのHDD300に転送する。HDD300は、ディスクアクセス制御部107により転送された書き込みデータをディスクに書き込む。このように、SSD400に書き込まれたデータは、HDD300のスピンアップ後、さらにデステージ処理によってHDD300に最終的に書き込まれる。
In this case, each unit of the
(1) The host interface unit 102 receives an input of a write request (Write request) from the
(2) When a write request is input from the
(3) The disk
(4) The memory
(5) The memory write
上記のように、本実施の形態において、アドレスマッピング部109は、HDD300のディスクの記憶領域を分割した複数のLUと、それぞれのLUに個別に割り当てられるSSD400のメモリのアドレス(記憶領域)との対応関係を記憶する。例えば、RAIDグループ1に20GB(ギガバイト)のLU1と40GBのLU2とが設定され、RAIDグループ2に100GBのLU3が設定されているとする。この場合、SSD400のメモリの先頭アドレスから10GB(上限は20GB)をLU1、その次のアドレスから5GB(上限は40GB)をLU2、・・・といった形で各LUにSSD400のメモリのアドレスを割り当てることができる。例えば、LU1に対して割り当てられたSSD400のメモリのアドレス範囲は、LU1が指定された書き込み要求の書き込みデータを記憶するための領域となる。各LUに割り当てられる容量がLUの容量(HDD300の容量)より小さい場合、LRU(Least・Recently・Used)方式やLFU(Least・Frequently・Used)方式等によって参照されていないデータ(使用頻度の低いデータ)を置換対象とする。
As described above, in the present embodiment, the
LUとSSD400のメモリのアドレスとの対応関係は、予め静的に設定(即ち、固定)してもよいし、動的に設定してもよいし、まったく設定しなくてもよいし、LUを区別せずにRAIDグループとSSD400のメモリのアドレスとの対応関係を設定してもよい。対応関係を動的に設定するのであれば、例えば、アドレスマッピング部109において、SSD400のメモリの使用状況(LUごとの使用量、使用頻度等)を監視し、使用状況に応じてLUごとの割り当て量を調整する(例えば、メモリの使用量が多いLUやメモリの使用頻度が高いLUにはアドレスを多めに割り当てる)。対応関係をまったく設定しないのであれば、アドレスマッピング部109は不要となる。
The correspondence relationship between the LU and the memory address of the
また、本実施の形態において、メモリアクセス制御部108は、HDD300がディスクの回転を停止している場合、HDD300のディスクへのデータの書き込み要求がホストコンピュータ500からホストインタフェース部102に入力される度に、当該データをキャッシュメモリ106からSSD400に転送して当該データをメモリに書き込むようSSD400を制御する。例えば、メモリアクセス制御部108は、HDD300がディスクの回転を停止している場合、HDD300のディスクへのデータの書き込み要求として、複数のLUのうちいずれかのLUを指定する書き込み要求がホストコンピュータ500からホストインタフェース部102に入力される度に、当該LUに対応するSSD400のメモリのアドレスをアドレスマッピング部109から読み出す。そして、メモリアクセス制御部108は、当該データを当該アドレスに書き込むようSSD400を制御する。
Further, in the present embodiment, the memory
また、本実施の形態において、メモリ書き込み状況判定部110は、HDD300がディスクの回転を停止している状態で、メモリアクセス制御部108の制御によるSSD400のメモリへのデータの書き込み状況が予め定められた条件を満たしたかどうかを判定する。例えば、メモリ書き込み状況判定部110は、HDD300がディスクの回転を停止している状態で、あるLUに対応するSSD400のメモリのアドレス範囲に書き込まれ、かつ、まだHDD300のディスクに書き込まれていないデータの量が、そのLUに対して定められた閾値(例えば、割り当て量に対する比率[%]や絶対的な容量[GB])以上であれば、そのLUについて上記条件が満たされたと判定する。あるいは、メモリ書き込み状況判定部110は、HDD300がディスクの回転を停止している状態で、あるLUに対応するSSD400のメモリのアドレス範囲にデータが書き込まれる頻度が、一定の頻度以上、又は、そのLUに対して定められた閾値(例えば、単位時間当たりの回数[回/単位時間])以上であれば、そのLUについて上記条件が満たされたと判定する。メモリ書き込み状況判定部110は、同様の判定をLUごとに行う。これにより、書き込みデータをSSD400からHDD300に転送するためにHDD300をスピンアップさせるタイミングを最適化することができる(HDD300のスピンアップをなるべく遅らせたほうが省エネになるが、過度に遅らせてしまうと新たな書き込みデータを書き込むためのSSD400のメモリの容量がなくなってしまう)。
In the present embodiment, the memory write
また、本実施の形態において、ディスク回転制御部111は、メモリ書き込み状況判定部110によりSSD400のメモリへのデータの書き込み状況が上記条件を満たしたと判定された場合、ディスクの回転を開始するようHDD300を制御する。なお、ディスク回転制御部111は、省エネモードを指定されたRAIDグループ、又は、省エネモードを指定されたLUが属するRAIDグループに対するアクセスが一定時間ない場合、ディスクの回転を開始するよう、そのRAIDグループのHDD300を制御する。
Further, in the present embodiment, the disk
また、本実施の形態において、ディスクアクセス制御部107は、ディスク回転制御部111の制御によりHDD300がディスクの回転を開始した場合、メモリに書き込まれているデータを転送するようSSD400を制御するとともにSSD400から転送されるデータをディスクに書き込むようHDD300を制御する。
In the present embodiment, the disk
以上説明したように、本実施の形態では、HDD300のディスクの回転が停止している場合、書き込み要求がある度にデータをSSD400のメモリに書き込み、SSD400のメモリへのデータの書き込み状況が一定の条件を満たしたら、HDD300のディスクの回転を開始してSSD400のメモリからHDD300のディスクにデータを転送する。このため、本実施の形態によれば、I/O遅延の発生や省エネ効果の低減を回避しつつ、回転を停止するディスク(省エネモードを指定したRAIDグループ又はLUのHDD300)を有効に利用することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, when the rotation of the disk of the
本実施の形態では、HDD300がスピンダウンしているときには、ホストコンピュータ500からの書き込みデータをキャッシュメモリ106からSSD400に書き込むことでI/Oアクセス遅延を極小化させることができる。
In the present embodiment, when the
また、省エネモード対象とするHDD300をRAIDグループやLUごとにディスクアレイ装置100内に設定する機能を有することで、従来、人手や外部から意図的に制御していたHDD300のスピンダウン/スピンアップを装置内で自動的に動作させることが可能となる。常時アクセスが必要なRAIDグループに対しては、省エネモード対象外とし、常時スピンアップ状態のまま動作させることもできる。なお、RAIDグループ又はLUに対するI/Oの統計情報を参照することで、省エネモードでの稼動を自動化することも可能である。
Also, by having the function of setting the
実施の形態2.
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
図5は、本実施の形態に係るディスクアレイ装置100の構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the
図5において、コントローラ201のディスクアレイ制御部105は、さらに、メモリ書き込み有無判定部112を備える。その他の構成については、図1に示した実施の形態1に係るディスクアレイ装置100の構成と同様である。
In FIG. 5, the disk
以下では、図5に示した本実施の形態に係るディスクアレイ装置100の各部の動作(本実施の形態に係るドライブ制御方法、本実施の形態に係るプログラムの処理手順)について説明する。
Hereinafter, the operation of each part of the
図6〜図9は、ディスクアレイ装置100が読み取り要求を処理する際のデータの流れを示す図である。
6 to 9 are diagrams showing the flow of data when the
図6は、省エネモードを指定されたRAIDグループのHDD300がスピンアップ状態(稼働中)のときに、そのRAIDグループ又はそのRAIDグループに属するLUを指定した読み取り要求があり、読み取りが要求されたデータがキャッシュメモリ106に保存されていた場合(キャッシュヒット時)のデータの流れを示している。
FIG. 6 shows the data requested to be read when there is a read request specifying the RAID group or an LU belonging to the RAID group when the
この場合、ディスクアレイ装置100の各部は、以下のように動作する。
(1)ホストインタフェース部102は、ホストコンピュータ500からの読み取り要求(Read要求)の入力を受け付ける。読み取り要求は、例えばSCSIのReadコマンドであり、RAIDグループやLUの識別子(例えば、番号)を指定するパラメータ等を含む。
(2)ディスクアレイ制御部105は、読み取り要求がホストコンピュータ500からホストインタフェース部102に入力されると、読み取りが要求されたデータ、即ち、読み取りデータ(Readデータ)をキャッシュメモリ106から読み取り、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500へ送信する。このように、ホストコンピュータ500から要求されるデータがキャッシュメモリ106上に存在している場合、キャッシュメモリ106からデータが読み出される。
(3)ディスクアレイ制御部105は、読み取りの完了報告(I/O終了の報告)を、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500へ送信する。
In this case, each unit of the
(1) The host interface unit 102 receives an input of a read request (Read request) from the
(2) When a read request is input from the
(3) The disk
なお、省エネモードを指定されたRAIDグループのHDD300がスピンダウン状態(稼働停止)のときでも、キャッシュヒット時のデータの流れは、図6に示したものと同様である。
Even when the
図7は、省エネモードを指定されたRAIDグループのHDD300がスピンアップ状態(稼働中)のときに、そのRAIDグループ又はそのRAIDグループに属するLUを指定した読み取り要求があり、読み取りが要求されたデータがキャッシュメモリ106に保存されていないが、SSD400のメモリに書き込まれていた場合(キャッシュミス・SSDヒット時)のデータの流れを示している。
FIG. 7 shows the data requested to be read when there is a read request specifying the RAID group or an LU belonging to the RAID group when the
この場合、ディスクアレイ装置100の各部は、以下のように動作する。
(1)ホストインタフェース部102は、ホストコンピュータ500からの読み取り要求(Read要求)の入力を受け付ける。前述したように、読み取り要求は、例えばSCSIのReadコマンドであり、RAIDグループやLUの識別子(例えば、番号)を指定するパラメータ等を含む。
(2)ディスクアレイ制御部105のメモリアクセス制御部108は、読み取り要求をSSD400に送信する。このとき、メモリアクセス制御部108は、ホストコンピュータ500からの読み取り要求で指定されたRAIDグループ又はLUに対応するSSD400のメモリのアドレスをアドレスマッピング部109から読み出し、そのアドレスをSSD400に対して指定する。このように、ホストコンピュータ500から要求されるデータがキャッシュメモリ106上に存在していない場合、SSD400に対して読み取り要求が行われる。このとき、ディスクアレイ制御部105のメモリ書き込み有無判定部112は、読み取りデータ(Readデータ)がSSD400のメモリに書き込まれているかどうかを判定する。ここでは、メモリ書き込み有無判定部112は、読み取りデータがSSD400のメモリに書き込まれていると判定する。
(3)SSD400は、ディスクアレイ制御部105のメモリアクセス制御部108により送信された読み取り要求に応じて、メモリアクセス制御部108により指定されたメモリのアドレスから読み取りデータを読み取り、ディスクアレイ制御部105へ送信する。ディスクアレイ制御部105は、SSD400から送信された読み取りデータを受信し、キャッシュメモリ106に保存する。このように、ホストコンピュータ500から要求されるデータがキャッシュメモリ106上に存在していないが、SSD400のメモリ上に存在している場合、SSD400のメモリからデータが読み出される。
(4)SSD400は、読み取りの完了報告を、ディスクアレイ制御部105へ送信する。
(5)ディスクアレイ制御部105は、SSD400から受信した読み取りデータをキャッシュメモリ106から読み取り、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500へ送信する。
(6)ディスクアレイ制御部105は、読み取りの完了報告を、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500へ送信する。
In this case, each unit of the
(1) The host interface unit 102 receives an input of a read request (Read request) from the
(2) The memory
(3) The
(4) The
(5) The disk
(6) The disk
なお、省エネモードを指定されたRAIDグループのHDD300がスピンダウン状態(稼働停止)のときでも、キャッシュミス・SSDヒット時のデータの流れは、図7に示したものと同様である。
Even when the
上記のように、本実施の形態において、メモリ書き込み有無判定部112は、HDD300がディスクの回転を開始している場合、及び、ディスクの回転を停止している場合のいずれにおいても、HDD300のディスクからのデータの読み取り要求がホストコンピュータ500からホストインタフェース部102に入力されると、当該データがSSD400のメモリに書き込まれているかどうかを判定する。
As described above, in the present embodiment, the memory writing presence /
また、本実施の形態において、メモリアクセス制御部108は、メモリ書き込み有無判定部112によりホストコンピュータ500から読み取りを要求されたデータがSSD400のメモリに書き込まれていると判定された場合、ホストコンピュータ500から読み取りを要求されたデータをメモリから読み取るようSSD400を制御する。
In the present embodiment, the memory
また、本実施の形態において、ホストインタフェース部202は、メモリアクセス制御部108の制御によりSSD400のメモリから読み取られたデータをホストコンピュータ500に対して出力する。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態において、キャッシュメモリ106は、HDD300のディスクからのデータの読み取り要求がホストコンピュータ500からホストインタフェース部102に入力された場合に当該データを記憶していなければ、SSD400のメモリから読み取られた当該データを記憶する。これにより、キャッシュミスの頻度の低減を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the
図8は、省エネモードを指定されたRAIDグループのHDD300がスピンアップ状態(稼働中)のときに、そのRAIDグループ又はそのRAIDグループに属するLUを指定した読み取り要求があり、読み取りが要求されたデータがキャッシュメモリ106に保存されておらず、SSD400のメモリにも書き込まれていない場合(キャッシュミス・SSDミス時)のデータの流れを示している。
FIG. 8 shows the data requested to be read when there is a read request designating the RAID group or an LU belonging to the RAID group when the
この場合、ディスクアレイ装置100の各部は、以下のように動作する。
(1)ホストインタフェース部102は、ホストコンピュータ500からの読み取り要求(Read要求)の入力を受け付ける。前述したように、読み取り要求は、例えばSCSIのReadコマンドであり、RAIDグループやLUの識別子(例えば、番号)を指定するパラメータ等を含む。
(2)ディスクアレイ制御部105のメモリアクセス制御部108は、読み取り要求をSSD400に送信する。このとき、メモリアクセス制御部108は、ホストコンピュータ500からの読み取り要求で指定されたRAIDグループ又はLUに対応するSSD400のメモリのアドレスをアドレスマッピング部109から読み出し、そのアドレスをSSD400に対して指定する。このように、ホストコンピュータ500から要求されるデータがキャッシュメモリ106上に存在していない場合、SSD400に対して読み取り要求が行われる。このとき、ディスクアレイ制御部105のメモリ書き込み有無判定部112は、読み取りデータ(Readデータ)がSSD400のメモリに書き込まれているかどうかを判定する。ここでは、メモリ書き込み有無判定部112は、読み取りデータがSSD400のメモリに書き込まれていないと判定する。
(3)ディスクアレイ制御部105のディスクアクセス制御部107は、メモリ書き込み有無判定部112により読み取りデータがSSD400のメモリに書き込まれていないと判定されると、読み取り要求を、ホストコンピュータ500からの読み取り要求で指定されたRAIDグループ又はLUのHDD300に送信する。このように、ホストコンピュータ500から要求されるデータがキャッシュメモリ106上にもSSD400のメモリ上にも存在していない場合、指定されたRAIDグループ又はLUを構成しているHDD300に対して読み取り要求が行われる。
(4)HDD300は、ディスクアレイ制御部105のディスクアクセス制御部107により送信された読み取り要求に応じて、ディスクから読み取りデータを読み取り、ディスクアレイ制御部105へ送信する。ディスクアレイ制御部105は、HDD300から送信された読み取りデータを受信し、キャッシュメモリ106に保存する。このように、ホストコンピュータ500から要求されるデータがキャッシュメモリ106上にもSSD400のメモリ上にも存在していない場合、指定されたRAIDグループ又はLUを構成しているHDD300に対して読み取り要求が行われる。
(5)HDD300は、読み取りの完了報告を、ディスクアレイ制御部105へ送信する。
(6)ディスクアレイ制御部105は、HDD300から受信した読み取りデータをキャッシュメモリ106から読み取り、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500へ送信する。
(7)ディスクアレイ制御部105は、読み取りの完了報告を、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500へ送信する。
(8)ディスクアレイ制御部105のメモリアクセス制御部108は、所定のタイミングで(例えば、読み取りデータがキャッシュメモリ106に保存されるのとほとんど同時、あるいは、読み取りの完了報告がホストコンピュータ500へ送信された直後に)、読み取りデータをSSD400に転送する。このとき、メモリアクセス制御部108は、書き込み要求で指定されたRAIDグループ又はLUに対応するSSD400のメモリのアドレスをSSD400に対して指定する。SSD400は、メモリアクセス制御部108により転送された読み取りデータを、メモリアクセス制御部108により指定されたメモリのアドレスに書き込む。このように、HDD300からキャッシュメモリ106に書き込まれたデータは、ホストコンピュータ500のI/Oとは非同期にデステージ処理によってSSD400に複製される。
In this case, each unit of the
(1) The host interface unit 102 receives an input of a read request (Read request) from the
(2) The memory
(3) The disk
(4) The
(5) The
(6) The disk
(7) The disk
(8) The memory
上記のように、本実施の形態において、ディスクアクセス制御部107は、メモリ書き込み有無判定部112によりホストコンピュータ500から読み取りを要求されたデータがSSD400のメモリに書き込まれていないと判定された場合、ホストコンピュータ500から読み取りを要求されたデータをディスクから読み取るようHDD300を制御する。
As described above, in the present embodiment, the disk
また、本実施の形態において、ホストインタフェース部202は、ディスクアクセス制御部107の制御によりHDD300のディスクから読み取られたデータをホストコンピュータ500に対して出力する。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態において、キャッシュメモリ106は、HDD300のディスクからのデータの読み取り要求がホストコンピュータ500からホストインタフェース部102に入力された場合に当該データを記憶していなければ、HDD300のディスクから読み取られた当該データを記憶する。これにより、キャッシュミスの頻度の低減を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態において、メモリアクセス制御部108は、ディスクアクセス制御部107の制御によりHDD300のディスクから読み取られたデータをメモリに書き込むようSSD400を制御する。これにより、SSDミスの頻度の低減を図ることができる。
In this embodiment, the memory
図9は、省エネモードを指定されたRAIDグループのHDD300がスピンダウン状態(稼働停止)のときに、そのRAIDグループ又はそのRAIDグループに属するLUを指定した読み取り要求があり、読み取りが要求されたデータがキャッシュメモリ106に保存されておらず、SSD400のメモリにも書き込まれていない場合(キャッシュミス・SSDミス時)のデータの流れを示している。
FIG. 9 shows the data requested to be read when there is a read request specifying the RAID group or an LU belonging to the RAID group when the
この場合、ディスクアレイ装置100の各部は、以下のように動作する。
(1)ホストインタフェース部102は、ホストコンピュータ500からの読み取り要求(Read要求)の入力を受け付ける。前述したように、読み取り要求は、例えばSCSIのReadコマンドであり、RAIDグループやLUの識別子(例えば、番号)を指定するパラメータ等を含む。
(2)ディスクアレイ制御部105のメモリアクセス制御部108は、読み取り要求をSSD400に送信する。このとき、メモリアクセス制御部108は、ホストコンピュータ500からの読み取り要求で指定されたRAIDグループ又はLUに対応するSSD400のメモリのアドレスをアドレスマッピング部109から読み出し、そのアドレスをSSD400に対して指定する。このように、ホストコンピュータ500から要求されるデータがキャッシュメモリ106上に存在していない場合、SSD400に対して読み取り要求が行われる。このとき、ディスクアレイ制御部105のメモリ書き込み有無判定部112は、読み取りデータ(Readデータ)がSSD400のメモリに書き込まれているかどうかを判定する。ここでは、メモリ書き込み有無判定部112は、読み取りデータがSSD400のメモリに書き込まれていないと判定する。
(3)ディスクアレイ制御部105のディスク回転制御部111は、メモリ書き込み有無判定部112により読み取りデータがSSD400のメモリに書き込まれていないと判定されると、HDD300に対してディスクのスピンドルモータの回転を再開するよう要求する。このように、ホストコンピュータ500から要求されるデータがキャッシュメモリ106上にもSSD400のメモリ上にも存在しておらず、しかも、HDD300がスピンダウンしている場合、指定されたRAIDグループ又はLUを構成しているHDD300に対して読み取り要求前にスピンアップ要求が行われる。
(4)HDD300は、スピンアップ状態(稼働再開)になると、その旨をディスクアレイ制御部105に報告する。
(5)ディスクアレイ制御部105のディスクアクセス制御部107は、HDD300がスピンアップ状態になったことを確認すると、読み取り要求を、ホストコンピュータ500からの読み取り要求で指定されたRAIDグループ又はLUのHDD300に送信する。このように、ホストコンピュータ500から要求されるデータがキャッシュメモリ106上にもSSD400のメモリ上にも存在しておらず、しかも、HDD300がスピンダウンしている場合、HDD300がアイドルモード(Ready状態)になるのを待ってから、指定されたRAIDグループ又はLUを構成しているHDD300に対して読み取り要求が行われる。
(6)HDD300は、ディスクアレイ制御部105のディスクアクセス制御部107により送信された読み取り要求に応じて、ディスクから読み取りデータを読み取り、ディスクアレイ制御部105へ送信する。ディスクアレイ制御部105は、HDD300から送信された読み取りデータを受信し、キャッシュメモリ106に保存する。このように、ホストコンピュータ500から要求されるデータがキャッシュメモリ106上にもSSD400のメモリ上にも存在していない場合、指定されたRAIDグループ又はLUを構成しているHDD300に対して読み取り要求が行われる。
(7)HDD300は、読み取りの完了報告を、ディスクアレイ制御部105へ送信する。
(8)ディスクアレイ制御部105は、HDD300から受信した読み取りデータをキャッシュメモリ106から読み取り、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500へ送信する。
(9)ディスクアレイ制御部105は、読み取りの完了報告を、ホストインタフェース部102を介してホストコンピュータ500へ送信する。
(10)ディスクアレイ制御部105のメモリアクセス制御部108は、所定のタイミングで(例えば、読み取りデータがキャッシュメモリ106に保存されるのとほとんど同時、あるいは、読み取りの完了報告がホストコンピュータ500へ送信された直後に)、読み取りデータをSSD400に転送する。このとき、メモリアクセス制御部108は、書き込み要求で指定されたRAIDグループ又はLUに対応するSSD400のメモリのアドレスをSSD400に対して指定する。SSD400は、メモリアクセス制御部108により転送された読み取りデータを、メモリアクセス制御部108により指定されたメモリのアドレスに書き込む。このように、HDD300からキャッシュメモリ106に書き込まれたデータは、ホストコンピュータ500のI/Oとは非同期にデステージ処理によってSSD400に複製される。
In this case, each unit of the
(1) The host interface unit 102 receives an input of a read request (Read request) from the
(2) The memory
(3) The disk
(4) When the
(5) When the disk
(6) The
(7) The
(8) The disk
(9) The disk
(10) The memory
上記のように、本実施の形態において、ディスク回転制御部111は、メモリ書き込み有無判定部112によりホストコンピュータ500から読み取りを要求されたデータがSSD400のメモリに書き込まれていないと判定された場合、ディスクの回転を開始するようHDD300を制御する。
As described above, in this embodiment, the disk
また、本実施の形態において、ディスクアクセス制御部107は、ディスク回転制御部111の制御によりHDD300がディスクの回転を開始した場合、ホストコンピュータ500から読み取りを要求されたデータをディスクから読み取るようHDD300を制御する。
In this embodiment, when the
以上説明したように、本実施の形態では、HDD300がスピンダウンしているときには、読み取りデータをスピンダウン前の読み取りI/OによってSSD400に保存することでI/Oアクセス遅延を極小化させることができる。
As described above, in the present embodiment, when the
キャッシュメモリ106に使用される揮発性メモリの容量は、一般的には数ギガバイトである。SSD400に使用されるフラッシュメモリの容量は、一般的には数十〜数百ギガバイトである。HDD300に使用される磁気ディスクの容量は、一般的には数テラバイトである。図2に示した例のように、キャッシュメモリ106とHDD300との間にSSD400を設けていない場合、スタンバイモードのHDD300を通常(アイドルモード)のHDD300と同様に利用しようとすると、キャッシュミスが頻繁に発生することになる。その結果、HDD300のスピンアップを再開する回数が多かったり、HDD300がスピンアップしている時間が長かったりして、省エネ効果がほとんど得られないおそれがある。一方、本実施の形態では、キャッシュメモリ106とHDD300との間にSSD400を設けているため、キャッシュミスが発生したとしても、SSD400に読み取りデータが保存されている可能性が高い。したがって、本実施の形態によれば、省エネ効果を高めることができる。
The capacity of the volatile memory used for the
従来は、バックアップ用途のRAIDグループ等、長時間停止し、その時間帯も予め決まっているRAIDグループにしか省エネ機能を適用できなかったが、本実施の形態では、通常ホストコンピュータ500が使用するボリュームのRAIDグループに対しても省エネ機能を適用することが可能となり、消費電力の削減が期待できる。 Conventionally, the energy saving function can be applied only to a RAID group that has been stopped for a long time, such as a RAID group for backup use, and the time period is also determined in advance. It is possible to apply the energy saving function to the RAID group, and reduction of power consumption can be expected.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、2つ以上を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、1つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、2つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, you may implement in combination of 2 or more among these embodiment. Alternatively, one of these embodiments may be partially implemented. Alternatively, two or more of these embodiments may be partially combined. In addition, this invention is not limited to these embodiment, A various change is possible as needed.
100 ディスクアレイ装置、101 コントローラ、102 ホストインタフェース部、103 ネットワークインタフェース部、104 ディスク制御部、105 ディスクアレイ制御部、106 キャッシュメモリ、107 ディスクアクセス制御部、108 メモリアクセス制御部、109 アドレスマッピング部、110 メモリ書き込み状況判定部、111 ディスク回転制御部、112 メモリ書き込み有無判定部、200 ディスクアレイ装置、201 コントローラ、202 ホストインタフェース部、203 ネットワークインタフェース部、204 ディスク制御部、205 ディスクアレイ制御部、206 キャッシュメモリ、300 HDD、400 SSD、500 ホストコンピュータ。 100 disk array device, 101 controller, 102 host interface unit, 103 network interface unit, 104 disk control unit, 105 disk array control unit, 106 cache memory, 107 disk access control unit, 108 memory access control unit, 109 address mapping unit, 110 memory write status determination unit, 111 disk rotation control unit, 112 memory write presence / absence determination unit, 200 disk array device, 201 controller, 202 host interface unit, 203 network interface unit, 204 disk control unit, 205 disk array control unit, 206 Cache memory, 300 HDD, 400 SSD, 500 Host computer.
Claims (9)
ホストコンピュータから入力を受け付けるホストインタフェース部と、
前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している場合、前記ディスクへのデータの書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該データを前記メモリに書き込むよう前記メモリドライブを制御するメモリアクセス制御部と、
前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している状態で、前記メモリアクセス制御部の制御による前記メモリへのデータの書き込み状況が予め定められた条件を満たしたかどうかを判定するメモリ書き込み状況判定部と、
前記メモリ書き込み状況判定部により前記書き込み状況が前記条件を満たしたと判定された場合、前記ディスクの回転を開始するよう前記ディスクドライブを制御するディスク回転制御部と、
前記ディスク回転制御部の制御により前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を開始した場合、前記メモリに書き込まれているデータを転送するよう前記メモリドライブを制御するとともに前記メモリドライブから転送されるデータを前記ディスクに書き込むよう前記ディスクドライブを制御するディスクアクセス制御部と
を備えることを特徴とするドライブ制御装置。 A drive control device that controls a disk drive that stores data in a disk and a memory drive that stores data in a memory,
A host interface for receiving input from the host computer;
When the disk drive has stopped rotating, the memory drive writes the data to the memory each time a request to write data to the disk is input from the host computer to the host interface unit. A memory access control unit for controlling
A memory write status determination unit that determines whether a data write status to the memory under the control of the memory access control unit satisfies a predetermined condition in a state where the disk drive stops rotating the disk When,
A disk rotation control unit for controlling the disk drive to start the rotation of the disk, when the memory writing state determination unit determines that the writing state satisfies the condition;
When the disk drive starts rotating the disk under the control of the disk rotation control unit, the memory drive is controlled to transfer the data written in the memory and the data transferred from the memory drive is transferred to the memory drive. A drive control apparatus comprising: a disk access control unit that controls the disk drive to write to a disk.
前記メモリとは別のメモリであり、前記ディスクへのデータの書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該データを記憶するキャッシュ
を備え、
前記メモリアクセス制御部は、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している場合、前記ディスクへのデータの書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該データを前記キャッシュから前記メモリドライブに転送して当該データを前記メモリに書き込むよう前記メモリドライブを制御し、
前記ディスクアクセス制御部は、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を開始している場合、前記ディスクへのデータの書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該データを前記キャッシュから前記ディスクドライブに転送して当該データを前記ディスクに書き込むよう前記ディスクドライブを制御することを特徴とする請求項1のドライブ制御装置。 The drive control device further includes:
The memory is different from the memory, and includes a cache for storing the data every time a request to write data to the disk is input from the host computer to the host interface unit,
When the disk drive stops the rotation of the disk, the memory access control unit stores the data every time a request to write data to the disk is input from the host computer to the host interface unit. Controlling the memory drive to transfer from the cache to the memory drive and write the data to the memory;
When the disk drive has started rotating the disk, the disk access control unit receives the data every time a request to write data to the disk is input from the host computer to the host interface unit. 2. The drive control apparatus according to claim 1, wherein the disk drive is controlled to transfer the data from a cache to the disk drive and write the data to the disk.
前記ディスクの記憶領域を分割した複数の論理ユニットと、それぞれの論理ユニットに個別に割り当てられる前記メモリのアドレスとの対応関係を記憶するアドレスマッピング部
を備え、
前記メモリアクセス制御部は、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している場合、前記ディスクへのデータの書き込み要求として、前記複数の論理ユニットのうちいずれかの論理ユニットを指定する書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該論理ユニットに対応する前記メモリのアドレスを前記アドレスマッピング部から読み出し、当該データを当該アドレスに書き込むよう前記メモリドライブを制御することを特徴とする請求項1から4のいずれかのドライブ制御装置。 The drive control device further includes:
An address mapping unit for storing a correspondence relationship between a plurality of logical units obtained by dividing the storage area of the disk and addresses of the memory individually assigned to the respective logical units;
When the disk drive has stopped rotating the disk, the memory access control unit receives a write request for designating any one of the plurality of logical units as a data write request to the disk. The memory drive is controlled so that the address of the memory corresponding to the logical unit is read from the address mapping unit and the data is written to the address each time the host computer inputs the host interface unit. The drive control device according to any one of claims 1 to 4.
前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している場合、前記ディスクからのデータの読み取り要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力されると、当該データが前記メモリに書き込まれているかどうかを判定するメモリ書き込み有無判定部
を備え、
前記ディスク回転制御部は、前記メモリ書き込み有無判定部により前記ホストコンピュータから読み取りを要求されたデータが前記メモリに書き込まれていないと判定された場合、前記ディスクの回転を開始するよう前記ディスクドライブを制御し、
前記ディスクアクセス制御部は、前記ディスク回転制御部の制御により前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を開始した場合、前記ホストコンピュータから読み取りを要求されたデータを前記ディスクから読み取るよう前記ディスクドライブを制御し、
前記ホストインタフェース部は、前記ディスクアクセス制御部の制御により前記ディスクから読み取られたデータを前記ホストコンピュータに対して出力し、
前記メモリアクセス制御部は、前記ディスクアクセス制御部の制御により前記ディスクから読み取られたデータを前記メモリに書き込むよう前記メモリドライブを制御することを特徴とする請求項1から6のいずれかのドライブ制御装置。 The drive control device further includes:
When the disk drive stops rotating the disk, when a data read request from the disk is input from the host computer to the host interface unit, it is determined whether the data is written in the memory. A memory writing presence / absence determining unit for determining,
The disk rotation control unit determines the disk drive to start rotation of the disk when the memory write presence / absence determination unit determines that the data requested to be read from the host computer is not written to the memory. Control
The disk access control unit controls the disk drive to read data requested to be read from the host computer from the disk when the disk drive starts rotating the disk under the control of the disk rotation control unit. ,
The host interface unit outputs data read from the disk to the host computer under the control of the disk access control unit;
7. The drive control according to claim 1, wherein the memory access control unit controls the memory drive to write data read from the disk into the memory under the control of the disk access control unit. apparatus.
前記ディスクドライブと、
前記メモリドライブと
を備えることを特徴とするストレージシステム。 A drive control device according to any one of claims 1 to 7;
The disk drive;
A storage system comprising the memory drive.
ホストコンピュータから入力を受け付けるホストインタフェース部を備えるドライブ制御装置が、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している場合、前記ディスクへのデータの書き込み要求が前記ホストコンピュータから前記ホストインタフェース部に入力される度に、当該データを前記メモリに書き込むよう前記メモリドライブを制御し、
前記ドライブ制御装置が、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を停止している状態で、前記メモリへのデータの書き込み状況が予め定められた条件を満たしたかどうかを判定し、
前記ドライブ制御装置が、前記書き込み状況が前記条件を満たしたと判定した場合、前記ディスクの回転を開始するよう前記ディスクドライブを制御し、
前記ドライブ制御装置が、前記ディスクドライブが前記ディスクの回転を開始した場合、前記メモリに書き込まれているデータを転送するよう前記メモリドライブを制御するとともに前記メモリドライブから転送されるデータを前記ディスクに書き込むよう前記ディスクドライブを制御することを特徴とするドライブ制御方法。 A drive control method for controlling a disk drive for storing data in a disk and a memory drive for storing data in a memory,
When a drive control device including a host interface unit that receives an input from a host computer stops the rotation of the disk, a data write request to the disk is input from the host computer to the host interface unit. Each time the memory drive is controlled to write the data to the memory,
The drive control device determines whether or not the state of writing data to the memory satisfies a predetermined condition in a state where the disk drive stops rotating the disk,
If the drive control device determines that the write status satisfies the condition, the drive control device controls the disk drive to start rotation of the disk;
When the disk drive starts to rotate the disk, the drive control device controls the memory drive to transfer data written in the memory and transfers data transferred from the memory drive to the disk. A drive control method comprising controlling the disk drive to write.
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WO2016139787A1 (en) * | 2015-03-04 | 2016-09-09 | 株式会社日立製作所 | Storage system and data writing control method |
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WO2016139787A1 (en) * | 2015-03-04 | 2016-09-09 | 株式会社日立製作所 | Storage system and data writing control method |
US9990155B2 (en) | 2015-04-30 | 2018-06-05 | Fujitsu Limited | Storage control device, storage system and method of controlling a storage device |
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