JP4480386B2 - ディスクアレイ装置及びディスクアレイ装置のデータ中継方法 - Google Patents

Description

本発明はデータが格納される複数のディスクドライブを有し、これら複数のディスクドライブを制御し上位装置からのデータを書き込み又は上位装置へのデータの読み出しを行うようにしたディスクアレイ装置及びこのディスクアレイ装置のデータ中継方法に関する。

一般にデータが格納される複数のディスクドライブを有し、これら複数のディスクドライブを制御し、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリを備えたコンピュータより成る情報処理装置（上位装置）からのデータを書き込み又はこの情報処理装置（上位装置）へのデータの読み出しを行うようにしたディスクアレイ装置が提案されている。

このディスクアレイ装置はディスク制御装置とディスク駆動装置とを備え、ディスク制御装置が中央に配置され、その左右にディスク駆動装置が配置されている。ディスク制御装置はディスクアレイ装置全体の制御を司る。ディスク駆動装置はディスクドライブを収納する。ディスクドライブとしては、例えばハードディスクドライブや半導体記憶装置等様々なものを採用することができる。

ディスク制御装置は管理端末や、制御回路部、冷却用ファン、電源部等を備えている。管理端末はディスク制御装置の前面に配置されている。この管理端末を用いることにより、オペレータはディスクアレイ装置の保守、管理を行うことができる。

制御回路部はディスクアレイ装置全体の制御を司るための各種装置が装着される部分である。装着される装置としては、例えば後述するチャネルアダプタ（チャネル制御部）、ディスクアダプタ（ディスク制御部）、キャッシュメモリ、共有メモリ等がある。冷却用ファンはディスク制御装置を冷却するために用いられる。電源部はディスクアレイを稼働させるために必要な電力を供給する。

ディスク駆動装置には多数のディスクドライブが配置されている。ディスクドライブは、ディスク駆動装置のディスクドライブ筐体に着脱可能なように格納されている。ディスクドライブはディスクアレイ装置の前面側すなわち管理端末と同じ側に格納されるのみならず、後面側にも格納されている。

特許文献１にディスクアレイ装置が開示されている。このディスクアレイ装置は、複数のハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を備えており、ファイバーチャネルアービトレイテッドループ（Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｒｂｉｔｒａｔｅｄ Ｌｏｏｐ（以下ＦＣ−ＡＬループとも記す））及びポートバイパスサーキット（Ｐｏｒｔ Ｂｙｐａｓｓ Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＰＢＣ回路））を利用してこの複数のハードディスクドライブに対するデータの書き込み又は読み出しを制御するものである。

ところで、従来のディスクアレイ装置における複数のディスクドライブ４とＰＢＣ回路１４を搭載したＰＢＣボード２０とのディスクドライブ筐体３ａ内の配置は、例えば図１８Ａ及びＢに示す如く、ディスクドライブ筐体３ａ内の中央に４枚のＰＢＣボード２０をディスクドライブ４の配列方向に対し垂直に配し、この４枚のＰＢＣボード２０の左及び右側に夫々２段構成の１６個のディスクドライブ（ハードディスクドライブ）４が水平方向（行方向）に配置されていた。

また、この４枚のＰＢＣボード２０には図１９に示す如く２系統を構成する２個のＬＳＩによる集積したＰＢＣ回路１４が搭載されると共に、複数のディスクドライブ４の夫々にインターフェース接続される複数の中継コネクタ２１が搭載され、このＬＳＩによるＰＢＣ回路１４とこの複数の中継コネクタ２１とが配線により夫々接続されている。

このＰＢＣボード２０の中継コネクタ２１と各ディスクドライブ４のポートとの接続は、図１８Ｂに示す如く、この複数のディスクドライブ４の背面に固定された背面基板２２に設けられた行方向の配線２２ａによるデータ転送経路により行われていた。
特開２００１−２２２３８５号公報

ところで、ＦＣ−ＡＬ（Ｆｉｂｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｒｂｉｔｒａｔｅｄ Ｌｏｏｐ）ループにおいてはシリアル転送によるループ構成をとることにより１Ｇｂｐｓ、２Ｇｂｐｓの転送速度の通信が既に実用化され、現在４Ｇｂｐｓの実用化に向けて開発が進められている。

この高速シリアル転送において大きな障害となっているのがＰＢＣボード２０、背面基板２２等のプリント基板である。このプリント基板は高周波になると導体損、表皮効果に加えて誘電損が大きくなり、結果的に高周波成分が減衰することになり、ローパスフィルタを通したものと等価となる。

このため、帯域制限を受けたパルスの立上がりが鈍ってしまう。これにより、短波長成分の減衰、符号間干渉ＩＳＩ（Ｉｎｔｅｒ Ｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が生じ、ファイバーチャネル（Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）信号の品質を悪化させ、ディスクドライブ４及びＰＢＣ回路１４の受信側のアイパターンの線幅が太くノイズやジッタが多くなって、アイパターンの開口率低下によりビットエラー率（ＢＥＲ）が低下することになる。

この結果、プリント基板上のファイバーチャネル信号伝送路の配線長及び転送周波数に比例して伝送損失が大きくなるため、ＰＢＣ回路１４とディスクドライブ４との間の背面基板２２上の配線長Ｌに比例してファイバーチャネル信号（ＦＣ信号）の減衰及び符号間干渉（ＩＳＩ）が大きくなり、このファイバーチャネル信号の品質が低下する。

以上のようなファイバーチャネル信号の品質低下を踏まえ、従来のディスクアレイ装置では、複数のディスクドライブ４の送受信ポートをループ状に接続し、ファイバーチャネル信号の送受信を行うＰＢＣ回路１４を搭載したＰＢＣボード２０が図１８Ａに示す如く実装グループ（例えば１６個）の各ディスクドライブ４が水平方向に実装された中央位置に配されていた。このため、各ディスクドライブ４とＰＢＣ回路１４との間の背面基板２２上の水平方向の配線長Ｌが実装位置により異なっていた。

例えばこのＰＢＣ基板２０に最も近いディスクドライブ４ａでは背面基板２２上の配線長Ｌは、このディスクドライブ４ａの幅の約２５．４ｍｍの最短配線長で結線が可能であるが、このＰＢＣボード２０より最も遠いディスクドライブ４ｂでは背面基板２２上の配線長Ｌはこのディスクドライブ４の幅２５．４ｍｍの８倍の約２０３．２ｍｍとなり、この背面基板２２上の配線長Ｌはディスクドライブ４の搭載数に応じて長くなる。

従って従来のディスクアレイ装置においては、ディスクドライブ４の実装位置に応じてバックエンドにおけるファイバーチャネル信号の品質が異なり、この背面基板２２における配線長Ｌが長くなるに従って伝送路損失による高域成分の減衰、符号間干渉（ＩＳＩ）等によるファイバーチャネル信号の品質が低下する不都合があった。

本発明は斯る点に鑑みディスクドライブの実装位置に応じたファイバーチャネルの信号の品質の低下を改善することを目的とする。

本発明ディスクアレイ装置は、第１のデータ中継装置及び第３のデータ中継装置を第１の複数のディスクドライブと第３の複数のディスクドライブとの間に配置し、第２のデータ中継装置及び第４のデータ中継装置を第２の複数のディスクドライブと第４の複数のディスクドライブと間に配置すると共に、第１のデータ中継装置と第２のデータ中継装置とを同一の行方向に連続して配置し、第３のデータ中継装置と第４のデータ中継装置とを同一の行方向に連続して配置し、それぞれのディスクドライブとそれぞれのバイパス手段との間を接続する第１，第２，第３，第４の複数のデータ転送経路を、行方向と直交する垂直方向に配置した基板上に設けた配線長が略等しい配線で構成した。

本発明によれば、高容量化のためのディスクドライブ搭載数の増加に関係なくループ状データ転送経路とディスクドライブとの間の複数のデータ転送経路の配線長を比較的短くでき、信号減衰、符号間干渉（ＩＳＩ）等、さまざまな要因による信号品質低下を改善できる。

また本発明によれば、ディスクドライブの実装位置に関係なくループ状データ転送経路とこのディスクドライブとの間のデータ送受信転送経路の配線長の均一化が図れるので、ディスクドライブの実装位置に関係なく、データの誤り率（ＢＥＲ）を同じにできる。

以下、図面を参照して本発明ディスクアレイ装置及びディスクアレイ装置のデータ中継方法を実施するための最良の形態の例につき説明する。

図１は本例によるディスクアレイ装置の全体構成の外観を示す。この図１に示すディスクアレイ装置１はディスク制御装置２とディスク駆動装置３とを備え、ディスク制御装置２が収納されたコントローラ筐体２ａが中央に配置され、その左右にディスク駆動装置３が収納されたディスクドライブ筐体３ａが配置されている。ディスク制御装置２はディスクアレイ装置１全体の制御を司る。ディスク駆動装置３はディスクドライブ４を設けている。ディスクドライブ４としては、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）や半導体記憶装置等様々なものを採用することができる。

ディスク制御装置２は、管理端末５、制御回路部６、冷却用ファン７、電源部８等を備えている。管理端末５はディスク制御装置２の前面に配置されている。図１において管理端末５はノート型コンピュータの形態をしており、折りたたみ可能に構成されたディスプレイ装置とキーボード装置とを備えている。この管理端末５を用いることにより、オペレータはディスクアレイ装置１の保守、管理を行うことができる。

制御回路部６はディスクアレイ装置１全体の制御を司るための各種装置が装着される部分である。装着される装置としては、例えば後述するチャネルアダプタ（チャネル制御部）９、ディスクアダプタ（ディスク制御部）１０、キャッシュメモリ１１、共有メモリ１２等がある。冷却用ファン７はディスク制御装置２を冷却するために用いられる。電源部８はディスクアレイ装置１を稼働させるために必要な電力を供給する。

ディスク駆動装置３には多数のディスクドライブ４が配置されている。その様子を図２Ａ，Ｂ，Ｃに示す。図２Ａは前面、図２Ｂは側面、図２Ｃは後面を示す。ディスクドライブ４は、ディスク駆動装置３のディスクドライブ筐体３ａに着脱可能なように格納されている。ディスクドライブ４は、ディスクアレイ装置１の前面側すなわち管理端末５と同じ側に格納されるのみならず、後面側にも格納されている。またＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）表示部が設けられており、各ディスクドライブ４の動作状態をＬＥＤの点灯や点滅等により表示することができる。

なおディスクアレイ装置１の構成やその構成要素の配置は上記の内容に限られるものではない。例えば管理端末５はディスクアレイ装置１に組み込まれている必要は無く、通信ネットワークで結ばれた遠隔地のコンピュータとすることもできる。またノート型コンピュータの形態に限られず、例えばデスクトップ型の形態とすることもできる。またディスク制御装置２とディスク駆動装置３とが一体的に構成されるようにすることもできる。

図３Ａは、ディスクアレイ装置１のディスク制御装置２とディスク駆動装置３との間のＦＣ−ＡＬ接続構成を示す。図３Ｂはその一部拡大図であるが、ＰＢＣボード２０のＣＬ１（２０ｃ）は接続関係を明確にするため、その向きを変えて表現している。またこの図３Ｂにおいてはディスクドライブ４としてＦＣＨＤＤの以外にＳＡＴＡＨＤＤ及びＳＥＳＨＤＤが使用できることを示している。

このＦＣ（Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）ＨＤＤはファイバーチャネル（Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）の規格に沿って形成されたハードディスクドライブでＦＣ−ＡＬループに接続できるようになされたディスクドライブであり、伝送速度は１〜２Ｇｂｐｓである。

またＳ（Ｓｅｒｉａｌ）ＡＴＡＨＤＤは、ＡＴＡ仕様で採用されていたパラレル転送方式をシリアル転送方式にしたハードディスクドライブで、シンプルなケーブルで高速な伝送速度（例えば１．５Ｇｂｐｓ）ができ、しかも安価である。

然しながらＳＡＴＡＨＤＤをディスクドライブ４として使用したときにはＦＣＨＤＤを使用したときに比較し、信号品質の劣化が大きい。このためＳＡＴＡＨＤＤをディスクドライブ４と使用したディスクアレイ装置に後述する本例を適用したときは更に有効である。

また、ＳＥＳ（ＳＣＳＩ Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）ＨＤＤとは、ディスクアダプタ１０と、ディスクドライブ４の電源供給を制御する電源コントローラとを通信可能に接続するように動作させる機能を有するディスクドライブ４をいう。ＳＥＳＨＤＤは、ＳＣＳＩ３（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ３）規格に規定されるＳＥＳ（ＳＣＳＩ Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）やＥＳＩ（Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉ／Ｆ）の機能を備えており、ＳＥＳＨＤＤが備えるインターフェースコネクタの所定の信号ピンを結線することで、ＳＥＳやＥＳＩとして機能させることができる。

図４は、このディスクアレイ装置１の全体構成を示すブロック図を示すものである。
ディスク制御装置２は、情報処理装置１００からデータ入出力要求を受信し、ディスク駆動装置３が備えるディスクドライブ４に記憶されているデータに対するデータ入出力を行う。

ここで情報処理装置１００はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリを備えたコンピュータである。情報処理装置１００が備えるＣＰＵにより各種プログラムが実行されることにより、様々な機能が実現される。情報処理装置１００は例えば銀行の自動預金預け払いシステムや航空機の座席予約システム等における中枢コンピュータとして利用されるようにすることもできる。

ディスク制御装置２は、チャネルアダプタ（チャネル制御部）９、キャッシュメモリ１１、共有メモリ１２、ディスクアダプタ（ディスク制御部）１０、管理端末（図４においてはＳＶＰと記載されている）５を備える。

チャネルアダプタ９は、情報処理装置１００との通信インターフェースを備え、情報処理装置１００との間でデータ入出力要求等を授受する。なおチャネルアダプタ９は、複数の情報処理装置１００との間でデータ入出力要求を授受するように構成することもできる。この場合、ディスク制御装置２は複数のチャネルアダプタ９を設けるようにすることもできる。また、チャネルアダプタ９と情報処理装置１００との間は、ネットワークにより接続されるようにすることもできる。

キャッシュメモリ１１及び共有メモリ１２は、チャネルアダプタ９とディスクアダプタ１０との間で授受されるデータやコマンドを記憶するメモリである。例えば情報処理装置１００から受信したデータ入出力要求が書き込み要求であった場合には、チャネルアダプタ９は、当該書き込み要求を共有メモリ１２に書き込むと共に、情報処理装置１００から受信した書き込みデータをキャッシュメモリ１１に書き込む。

そうすると、ディスクアダプタ１０は共有メモリ１２に書き込まれた当該書き込み要求に従って、キャッシュメモリ１１から書き込みデータを読み出して、そのデータをディスクドライブ４に書き込む。

ディスクアダプタ１０は、ディスクドライブ４と通信を行うことによりディスクドライブ４に対するデータの入出力を行う。データの入出力は、図４に示すようにファイバーチャネル規格のＦＣ−ＡＬ（Ｆｉｂｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｒｂｉｔｒａｔｅｄ Ｌｏｏｐ）によって定められるループ（以下、ＦＣ−ＡＬループとも記す）を構成する通信路１３を介して行われる。通信速度は例えばファイバーチャネル規格により定められる１Ｇｂｐｓ、又は２Ｇｂｐｓである。その他の通信速度とするようにすることもできる。

なお、チャネルアダプタ９、ディスクアダプタ１０、キャッシュメモリ１１、共有メモリ１２は、本例のようにそれぞれ別個として設けられる必要はなく、例えば一体的に構成されるようにすることもできる。また、これらのうちの少なくともいずれかの組み合わせが一体的に構成されるようにすることもできる。

また、チャネルアダプタ９、ディスクアダプタ１０、キャッシュメモリ１１、共有メモリ１２は、図４に示すようにバスで接続されるようにすることもできるし、スイッチで接続されるようにすることもできる。さらにネットワークで接続されるようにすることもできる。この場合、ネットワークとしてＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成するようにすることもできる。

図５は、ディスクアダプタ１０がＦＣ−ＡＬループを構成する通信路１３によりディスクドライブ４と接続される様子を示す。
図５に示すようにＦＣ−ＡＬループは、ＰＢＣ（Ｐｏｒｔ Ｂｙｐａｓｓ Ｃｉｒｃｕｉｔ）回路１４が備えるマルチプレクサ１５にディスクアダプタ１０やディスクドライブ４、ＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ Ｄａｔａ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）回路１６を接続することにより構成することができる。ＣＤＲ回路１６は、通信路１３を介して授受されるデータの乱れ、例えばジッタを抑制するための回路である。

各マルチプレクサ１５のセレクト信号は、各マルチプレクサ１５の“１”で示される側の入力と、“０”で示される側の入力とのいずれかを選択する。マルチプレクサ１５に、ディスクドライブ４が接続された場合に、マルチプレクサ１５の“１”で示される側の入力が選択されるようにセレクト信号が入力される。マルチプレクサ１５にディスクドライブ４が接続されない場合には、マルチプレクサ１５の“０”で示される側の入力が選択されるようにセレクト信号が入力される。

ＰＢＣ回路１４は、ディスクドライブ４に障害が起きたときに、障害が起きたディスクドライブ４をＦＣ−ＡＬループから切り離すものとして利用される。障害が起きたハードディスクドライブ４をＦＣ−ＡＬループから切り離すことの指示は、ディスクアダプタ１０から指示され、かかる指示の伝達方法としては、ＦＣ−ＡＬループを利用する場合と、ディスクアダプタ１０とＰＢＣ回路１４とを結線した信号線を利用する場合とがある。

あるディスクドライブ４に障害が発生したことが検出された場合には、当該ディスクドライブ４が接続されているマルチプレクサ１５の“０”で示される側の入力が選択されるようにセレクト信号が入力される。各マルチプレクサ１５のセレクト信号の入力は、それぞれに接続されるディスクアダプタ１０やディスクドライブ４、ＣＤＲ回路１６により行われる様にすることもできるし、例えばディスクアダプタ１０により集中して行われる様にすることもできる。

なおＰＢＣ回路１４が備えるマルチプレクサ１５の数は、図５に示した例に限られない。例えば図２に示すディスク駆動装置３の例において、横１列に配列された１６台のディスクドライブ４毎に１つのＰＢＣ回路１４を設ける場合には、一つのＰＢＣ回路１４が備えるマルチプレクサ１５の数は、１台のディスクアダプタ１０と最大１６台のディスクドライブ４とを接続してＦＣ−ＡＬループを構成可能とするために、少なくとも１７台は必要である。

また、ＣＤＲ回路１６はＰＢＣ回路１４と一体的に構成するようにすることもできる。例えば図５に示すＰＢＣ回路１４において、左右両端のマルチプレクサ１５にはＣＤＲ回路１６がＰＢＣ回路１４を構成する基板上に構成されるようにすることもできる。

本例においては、ディスクドライブ４をディスクドライブ筐体３ａ内に配置するのに図１、図２Ａ及びＣに示す如く第１の複数、例えば８個のディスクドライブ４１及び第２の複数、例えば８個のディスクドライブ４２を行方向（ディスクドライブ筐体３ａの横方向）に配置し、第３の複数、例えば８個のディスクドライブ４３及び第４の複数、例えば８個のディスクドライブ４４をこの第１の複数のディスクドライブ４１及びこの第２の複数のディスクドライブ４２と行を異にして行配列する。全てのディスクドライブ４を上述同様にして配置収納する。

また、本例においては、図５及び図７に示す如きＰＢＣ（Ｐｏｒｔ Ｂｙｐａｓｓ Ｃｉｒｃｕｉｔ）回路１４、ＣＤＲ回路１６等より構成した第１のＦＣ−ＡＬループ（第１のループ状の転送経路）が設けられた第１のＰＢＣボード２０ａと、ＰＢＣ回路１４、ＣＤＲ回路１６等より構成した第２のＦＣ−ＡＬループ（第２のループ状の転送経路）が設けられた第２のＰＢＣボード２０ｂと、ＰＢＣ回路１４、ＣＤＲ回路１６等より構成した第３のＦＣ−ＡＬループ（第３のループ状転送経路）が設けられた第３のＰＢＣボード２０ｃと、ＰＢＣ回路１４、ＣＤＲ回路１６等より構成した第４のＦＣ−ＡＬループ（第４のループ状転送経路）が設けられた第４のＰＢＣボード２０ｄが形成される。

図１、図２Ａ及びＣに示す如く、この第１のＰＢＣボード２０ａ及び第３のＰＢＣボード２０ｃをこの第１の複数のディスクドライブ４１とこの第３の複数のディスクドライブ４３との間に配置し、この第２のＰＢＣボード２０ｂ及び第４のＰＢＣボード２０ｄをこの第２の複数のディスクドライブ４２と第４の複数のディスクドライブ４４との間に配置する。

また、本例においては、この第１、第２、第３及び第４のＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ及び２０ｄの第１、第２、第３及び第４の複数のディスクドライブ４１，４２，４３及び４４に接続する第１、第２、第３及び第４の複数のデータ転送経路２２ｂを夫々接続する複数の中継コネクタ２１ａ，２１ａ‥‥を図７に示す如く各ディスクドライブ４，４‥‥に対向してこのＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの行方向（横方向）に分散して配置する。この図６Ａ及びＢ、図７例は第１のＰＢＣボード２０ａ及び第２のＰＢＣボード２０ｂを一体とし、第３のＰＢＣボード２０ｃ及び第４のＰＢＣボード２０ｄを一体とした例を示す。

また本例においては、背面基板２２に形成するこの中継コネクタ２１，２１‥‥と、この第１、第２、第３及び第４の複数のディスクドライブ４１，４２，４３及び４４とを接続する第１、第２、第３及び第４の複数のデータ転送経路の配線２２ｂを、図６Ａに仮想的に示す如く行方向と直交する方向（ディスクボード筐体３ａの縦方向）とし、その長さをディスクドライブ４の高さの略半分例えば５０ｍｍの一定の長さとする。

この場合、第１、第２、第３及び第４の複数のディスクドライブ４１，４２，４３及び４４と接続される第１、第２、第３及び第４の複数のデータ転送経路２２ｂを、第１、第２、第３及び第４のループ状のデータ転送経路によって接続させ、ディスクアダプタ１０から転送されたデータをこの第１、第２、第３及び第４のループ状のデータ転送経路（ＦＣ−ＡＬループ）を介して、この第１、第２、第３及び第４の複数のデータ転送経路２２ｂに順次転送する。

また本例においては、図７に示す如く、第１、第２、第３及び第４のＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ及び２０ｄの第１、第２、第３及び第４のループ状データ転送路のＰＢＣ回路１４のマルチプレクサ１５を行方向（横方向）に分散して配置し、この第１、第２、第３及び第４のループ状転送経路のＰＢＣ回路１４のマルチプレクサ１５と対応する複数の中継コネクタ２１ａ，２１ａ‥‥までの配線長を略等しくする。

本例によれば第１のＰＢＣボード２０ａ及び第３のＰＢＣボード２０ｃを第１の複数のディスクドライブ４１と第３の複数のディスクドライブ４３との間に水平方向に配置し、第２のＰＢＣボード２０ｂ及び第４のＰＢＣボード２０ｄを第２の複数のディスクドライブ４２と第４の複数のディスクドライブ４４との間に水平方向に配置したので、この第１、第２、第３及び第４のＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ及び２０ｄの第１、第２、第３及び第４のループ状のデータ転送経路（ＦＣ−ＡＬループ）と、第１、第２、第３及び第４の複数のディスクドライブ４１，４２，４３及び４４とを接続する第１、第２、第３及び第４の複数のデータ転送経路の配線を夫々行方向と直交する方向とし、この夫々の配線を比較的短い同一の長さ例えば５０ｍｍとできる。即ち、図１６に示す如くＰＢＣ回路１４とディスクドライブ４との間の背面基板２２上の配線２２ｂの長さＬを同一の長さの例えば５０ｍｍとすることができる。

この配線長を例えば５０ｍｍとしたときには通常のプリント基板で図８に示す如く各符号間干渉（ＩＳＩ）を全て同一の−５．６３ｄＢとすることができる。この図８は配線長が５０ｍｍのときの転送速度と振幅減衰の特性を示す。

このため、本例によれば高容量化のためのディスクドライブ４の搭載数の増加に関係なく、ループ状データ転送経路とディスクドライブ４との間の複数のデータ転送経路２２ｂの配線長を比較的短くすることができ、信号減衰、符号間干渉（ＩＳＩ）等、さまざまな要因による信号品質低下を改善できる。

また本例によれば、ディスクドライブ４の実装位置に関係なくループ状データ転送経路とこのディスクドライブとの間のデータ送受信転送経路２２ｂの配線長の均一化を図ることができるので、ディスクドライブ４の実装位置に関係なく、データの誤り率（ＢＥＲ）を同じにできる。

また本例によれば、第１、第２、第３及び第４のＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ及び２０ｄを行方向に配列した複数のディスクドライブ４１，４２，４３，４４に対して水平方向に実装したことによってＦＣ−ＡＬループの配線領域が広くできるため、スルーホール、ビア等のインピーダンス不整合部分を極力少なくすることができると共に、信号反射、クロストーク等の信号品質低下要因を排除することができる。

なお、上述図７例ではＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄのＰＢＣ回路１４（マルチプレクサ１５）を行方向に分散した例につき述べたが、図９に示す如く図５、図７に示す如き複数のＰＢＣ回路１４、マルチプレクサ１５等を高集積化した１個の高集積回路（ＬＳＩ）より成る多ポートのＰＢＣ回路１４としても良い。この場合、図９に示す如くこのＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの第１、第２、第３、第４のループ状データ転送経路（ＦＣ−ＡＬループ）より対応する複数の中継コネクタ２１ａ，２１ａ‥‥までの配線３１の配線長を略等しくする。この夫々のＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの配線３１は夫々１つのＦＣ−ＡＬループを形成している。

また、１個の多ポートのＰＢＣ回路１４を使用したときには、図９例の代わりに図１０に示す如く、この第１、第２、第３、第４のＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの第１、第２、第３、第４のループ状データ転送経路より対応する複数の中継コネクタ２１ａ，２１ａ‥‥間に夫々バッファアンプ３０，３０‥‥を設けるようにしても良い。

この図９、図１０例においては、図７例と同様の作用効果が得られると共にＰＢＣ回路１４はディスクドライブ４に障害が起きたときにこの障害の起きたディスクドライブをＦＣ−ＡＬループから切り離すのに使用しているが、このＰＢＣ回路１４をディスクアダプタ１０からデータ格納先のディスクドライブ４へ、又はデータ格納先のディスクドライブ４からディスクアダプタ１０へデータを転送する場合に、ディスクドライブ４の実装位置に関係なく転送特性が一定となり有効である。

また、上述例においては、第１のＰＢＣボード２０ａ及び第３のＰＢＣボード２０ｃを第１の複数のディスクドライブ４１と第３の複数のディスクドライブ４３との間に配置し、第２のＰＢＣボード２０ｂ及び第４のＰＢＣボード２０ｄを第２の複数のディスクドライブ４２と第４の複数のディスクドライブ４４との間に配置した例につき述べた。この代わりに図１１Ａ及びＢに示す如く、この第１のＰＢＣボード２０ａ及び第３のＰＢＣボード２０ｃを第１の複数のディスクドライブ４１と第３の複数のディスクドライブ４３との間に対応する背面基板２２のディスクドライブ側とは反対面（後方）にこの背面基板２２に直交（水平方向）する如く配置（固定）し、この第２のＰＢＣボード２０ｂ及び第４のＰＢＣボード２０ｄをこの第２の複数のディスクドライブ４２と第４のディスクドライブ４４との間に対応する背面基板２２のディスクドライブ側とは反対面（後方）にこの背面基板２２に直交（水平方向）する如く配置（固定）するようにしても良い。

この場合も上述例同様の作用効果が得られることは容易に理解できよう。

ところで、ディスクアレイ装置においてディスクドライブ４の数が増加し４ＧｂｐｓのＦＣ−ＡＬループを使用するようになったときは背面基板２２の行方向と直交する方向に配線されて、第１、第２、第３及び第４の複数のディスクドライブ４１，４２，４３及び４４に接続される第１、第２、第３及び第４の複数のデータ転送経路を構成する配線２２ｂの長さを例えば５０ｍｍとしたときにも、送信側（ＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ側又は各ディスクドライブ４側）と受信側（各ディスクドライブ４側又はＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ側）との間の最長記録波長及び最短記録波長の減衰が例えば図１７、図１２に示す如く異なっている。図１７は背面基板（プリント基板）２２の配線２２ｂの配線長とＦＣ信号（４Ｇｂｐｓ）減衰との関係及び符号間干渉（ＩＳＬ）を示す。図１７は最短記録波長の振幅減衰が最長記録波長振幅減衰より大きく且つ配線長が長くなるに従ってその差が大きくなることを示し、図１２はその波形を示している。

そこで本例においては、この場合図１３に示す如く、図６に示す如き背面基板２２のデータ転送経路を構成する配線２２ｂの夫々のデータの送信側（ＰＢＣボード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ側又は各々のディスクドライブ４側）に振幅調節回路５０及び部分強調回路（プリエンファシス回路）５１を設けて、この振幅減衰差の不都合を補う如くしている。

この図１３において、５０ａはデータである現在のファイバーチャネル信号（ＦＣ信号）が入力されるデータ入力端子、５０ｂはこのＦＣ信号の記録波長に応じた振幅調節信号が供給されるＦＣ振幅調節信号入力端子である。

この振幅調節回路５０はデータ入力端子５０ａをインバータ回路５０ｃを介してドレイン同志が接続されたＰ形電界効果トランジスタ５０ｅ及びｎ形電界効果トランジスタ５０ｆの夫々のゲートに接続し、この電界効果トランジスタ５０ｅのソースをＰ形電界効果トランジスタ５０ｄのドレインに接続し、この電界効果トランジスタ５０ｄのソースを電源端子Ｖｃｃに接続し、また電界効果トランジスタ５０ｆのソースをｎ形電界効果トランジスタ５０ｇのドレインに接続し、この電界効果トランジスタ５０ｇのソースを接地する。

またＦＣ振幅調節信号入力端子５０ｂをインバータ回路５０ｈ及び５０ｉの直列回路を介して電界効果トランジスタ５０ｇのゲートに接続し、このインバータ回路５０ｈ及び５０ｉの接続中点を電界効果トランジスタ５０ｄのゲートに接続し、電界効果トランジスタ５０ｅのコレクタ及び電界効果トランジスタ５０ｆのコレクタとの接続点を転送経路（配線）２２ｂの送信側端に接続する。

また部分強調回路（プリエンファシス回路）５１はデータ入力端子５０ａをインバータ回路５１ｂ及び５１ｃの直列回路を介してドレイン同志が接続されたＰ形電界効果トランジスタ５１ｅ及びｎ形電界効果トランジスタ５１ｆの夫々のゲートに接続し、この電界効果トランジスタ５１ｅのソースをＰ形電界効果トランジスタ５１ｄのドレインに接続し、この電界効果トランジスタ５１ｄのソースを電源端子Ｖｃｃに接続し、また電界効果トランジスタ５１ｆのソースをｎ形電界効果トランジスタ５１ｇのドレインに接続し、この電界効果トランジスタ５１ｆのソースを接地する。

またＦＣ信号の記録波長に応じたプリエンファシス調節信号が供給されるプリエンファシス調節信号入力端子５１ａをインバータ回路５１ｈ及び５１ｉの直列回路を介して電界効果トランジスタ５１ｇのゲートに接続し、このインバータ回路５１ｈ及び５１ｉの接続中点を電界効果トランジスタ５１ｄのゲートに接続し、電界効果トランジスタ５１ｅのコレクタ及び電界効果トランジスタ５１ｆのコレクタとの接続点を転送経路（配線）２２ｂの送信側端に接続する。

従ってこのデータの転送経路２２ｂの送信側に振幅調節回路５０の出力信号とこの部分強調回路５１の出力信号とが合成された図１４に示す如きＦＣ信号の送信信号が供給される。この図１４は短記録波長になるに従って振幅が大きくなり長記録波長になるに従って振幅が小さくなっていることを示している。

この場合このデータの転送経路２２ｂの受信側５２においては、図１５に示す如くＦＣ信号の最長記録波長ＶｌｆとＦＣ信号の最短記録波長Ｖｈｆとの振幅を略同じ大きさとすることができる。この図１５の波形は図１４に示す如く記録波長に応じて振幅を調節することにより受信側５２で良好な波形を得ることができることを示している。

従って背面基板２２のデータの転送経路２２ｂの送信側に図１３に示す如き振幅調節回路５０及び部分強調回路５１を設けたときには更に信号品質が改善され、ビット誤り率を低減することができると共にディスクドライブ４の実装位置間の信号品質のバラツキをなくすことができ、また４ＧｂｐｓのＦＣ−ＡＬループを使用したときにも対応できる。

本発明は上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採り得ることは勿論である。

本発明ディスクアレイ装置の全体の外観を示す斜視図である。 本発明の要部の例を示し、Ａは前面図、Ｂは側面図、Ｃは背面図である。 図１例のＦＣ−ＡＬ接続例を示す線図である。 図１例のブロック図である。 ＦＣ−ＡＬループの例を示す結線図である。 本発明の要部の例を示し、Ａは正面図、Ｂは側面図である。 本発明によるＰＢＣボードの例を示す構成図である。 本発明の説明に供する線図である。 本発明によるＰＢＣボードの他の例を示す構成図である。 本発明によるＰＢＣボードの他の例を示す構成図である。 本発明の要部の他の例を示し、Ａは正面図、Ｂは側面図である。 本発明の説明に供する線図である。 本発明に適用して好適な回路例を示す結線図である。 図１３の説明に供する線図である。 図１３の説明に供する線図である。 背面基板の接続例を示す構成図である。 ＦＣ信号減衰と配線長との関係を示す線図である。 従来のディスクアレイ装置の要部を示し、Ａは正面図、Ｂは側面図である。 従来のＰＢＣボードの例を示す構成図である。

符号の説明

１‥‥ディスクアレイ装置、２‥‥ディスク制御装置、２ａ‥‥コントローラ筐体、３‥‥ディスク駆動装置、３ａ‥‥ディスクドライブ筐体、４‥‥ディスクドライブ、９‥‥チャネルアダプタ、１０‥‥ディスクアダプタ、１１‥‥キャッシュメモリ、１２‥‥共有メモリ、１３‥‥通信路、１４‥‥ＰＢＣ回路、１５‥‥マルチプレクサ、１６‥‥ＣＤＲ回路、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ‥‥ＰＢＣボード、２１ａ‥‥中継コネクタ、２２‥‥背面基板、２２ｂ‥‥データ転送経路、３０‥‥バッファアンプ、４１，４２，４３，４４‥‥複数のディスクドライブ、５０‥‥振幅調節回路、５１‥‥部分強調回路

Claims (8)

1. 上位装置に接続され、前記上位装置からデータを受ける上位アダプタと、
   前記上位アダプタから書き込み又は読み出しされるデータ及び制御情報を保存するメモリと、
   前記メモリに保存されたデータの転送を制御するディスクアダプタと、
   第１の複数のディスクドライブ及び第２の複数のディスクドライブが行方向に配置され、第３の複数のディスクドライブ及び第４の複数のディスクドライブが前記第１の複数のディスクドライブ及び前記第２の複数のディスクドライブと行を異にして行方向に配列され、前記第１の複数のディスクドライブ、前記第２の複数のディスクドライブ、前記第３の複数のディスクドライブ及び前記第４の複数のディスクドライブより成り、各々にデータが格納される複数のディスクドライブと、
   前記行方向と直交する方向に配線されて前記第１の複数のディスクドライブの各々と１対１で対応させて接続される第１の複数のデータ転送経路を、ディスクドライブごとに用意したバイパス手段を介して第１のループ状のデータ転送経路に接続させ、前記ディスクアダプタから転送されたデータを、前記第１のループ状のデータ転送経路と前記バイパス手段を介して前記第１の複数のデータ転送経路に順次転送する第１のデータ中継装置と、
   前記行方向と直交する方向に配線されて前記第２の複数のディスクドライブの各々と１対１で対応させて接続される第２の複数のデータ転送経路を、ディスクドライブごとに用意したバイパス手段を介して第２のループ状のデータ転送経路に接続させ、前記ディスクアダプタから転送されたデータを、前記第２のループ状のデータ転送経路と前記バイパス手段を介して前記第２の複数のデータ転送経路に順次転送する第２のデータ中継装置と、
   前記行方向に直交する方向に配線されて前記第３の複数のディスクドライブの各々と１対１で対応させて接続される第３の複数のデータ転送経路を、ディスクドライブごとに用意したバイパス手段を介して第３のループ状のデータ転送経路に接続させ、前記ディスクアダプタから転送されたデータを、前記第３のループ状のデータ転送経路と前記バイパス手段を介して前記第３の複数のデータ転送経路に順次転送する第３のデータ中継装置と、
   前記行方向に直交する方向に配線されて前記第４の複数のディスクドライブの各々と１対１で対応させて接続される第４の複数のデータ転送経路を、ディスクドライブごとに用意したバイパス手段を介して第４のループ状のデータ転送経路に接続させ、前記ディスクアダプタから転送されたデータを、前記第４のループ状のデータ転送経路と前記バイパス手段を介して前記第４の複数のデータ転送経路に順次転送する第４のデータ中継装置とを有し、
   前記第１のデータ中継装置及び前記第３のデータ中継装置は前記第１の複数のディスクドライブと前記第３の複数のディスクドライブとの間に配置し、前記第２のデータ中継装置及び前記第４のデータ中継装置は前記第２の複数のディスクドライブと前記第４の複数のディスクドライブとの間に配置すると共に、前記第１のデータ中継装置と前記第２のデータ中継装置とを同一の行方向に連続して配置し、前記第３のデータ中継装置と前記第４のデータ中継装置とを同一の行方向に連続して配置し、
   前記それぞれのディスクドライブと前記それぞれのバイパス手段との間を接続する前記第１，第２，第３，第４の複数のデータ転送経路を、前記行方向と直交する垂直方向に配置した基板上に設けた配線長が略等しい配線で構成したことを特徴とするディスクアレイ装置。
2. 請求項１記載のディスクアレイ装置において、
   前記複数のディスクドライブを構成する各ディスクドライブは、ファイバーチャネル規格のハードディスクドライブであることを特徴とするディスクアレイ装置。
3. 請求項１記載のディスクアレイ装置において、
   前記複数のディスクドライブを構成する各ディスクドライブは、ＡＴＡ規格のシリアル転送方式のハードディスクドライブであることを特徴とするディスクアレイ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスクアレイ装置において、
   前記第１，第２，第３，第４のループ状のデータ転送経路に接続されたバイパス手段を、各ループ状のデータ転送経路ごとに１つの集積回路とし、その１つの集積回路内のバイパス手段から前記それぞれのディスクドライブまでの配線長を略等しい配線で構成したことを特徴とするディスクアレイ装置。
5. 上位装置に接続され、前記上位装置からデータを受ける上位アダプタと、
   前記上位アダプタから書き込み又は読み出しされるデータ及び制御情報を保存するメモリと、
   前記メモリに保存されたデータの転送を制御するディスクアダプタと、
   第１の複数のディスクドライブ及び第２の複数のディスクドライブが行方向に配置され、第３の複数のディスクドライブ及び第４の複数のディスクドライブが前記第１の複数のディスクドライブ及び前記第２の複数のディスクドライブと行を異にして行方向に配列され、前記第１の複数のディスクドライブ、前記第２の複数のディスクドライブ、前記第３の複数のディスクドライブ及び前記第４の複数のディスクドライブより成り、各々にデータが格納される複数のディスクドライブとを有するディスクアレイ装置のデータ中継方法において、
   前記ディスクアダプタと前記複数のディスクドライブとの間の接続として、
   前記行方向と直交する方向に配線されて前記第１の複数のディスクドライブの各々と１対１で対応させて接続される第１の複数のデータ転送経路を、ディスクドライブごとに用意したバイパス手段を介して第１のループ状のデータ転送経路に接続させ、前記ディスクアダプタから転送されたデータを、前記第１のループ状のデータ転送経路と前記バイパス手段を介して前記第１の複数のデータ転送経路に順次転送する第１のデータ中継処理と、
   前記行方向と直交する方向に配線されて前記第２の複数のディスクドライブの各々と１対１で対応させて接続される第２の複数のデータ転送経路を、ディスクドライブごとに用意したバイパス手段を介して第２のループ状のデータ転送経路に接続させ、前記ディスクアダプタから転送されたデータを、前記第２のループ状のデータ転送経路と前記バイパス手段を介して前記第２の複数のデータ転送経路に順次転送する第２のデータ中継処理と、
   前記行方向に直交する方向に配線されて前記第３の複数のディスクドライブの各々と１対１で対応させて接続される第３の複数のデータ転送経路を、ディスクドライブごとに用意したバイパス手段を介して第３のループ状のデータ転送経路に接続させ、前記ディスクアダプタから転送されたデータを、前記第３のループ状のデータ転送経路と前記バイパス手段を介して前記第３の複数のデータ転送経路に順次転送する第３のデータ中継処理と、
   前記行方向に直交する方向に配線されて前記第４の複数のディスクドライブの各々と１対１で対応させて接続される第４の複数のデータ転送経路を、ディスクドライブごとに用意したバイパス手段を介して第４のループ状のデータ転送経路に接続させ、前記ディスクアダプタから転送されたデータを、前記第４のループ状のデータ転送経路と前記バイパス手段を介して前記第４の複数のデータ転送経路に順次転送する第４のデータ中継処理とを行い、
   前記第１のデータ中継処理及び前記第３のデータ中継処理のデータ転送経路は前記第１の複数のディスクドライブと前記第３の複数のディスクドライブとの間に配置し、前記第２のデータ中継処理及び前記第４のデータ中継処理のデータ転送経路は前記第２の複数のディスクドライブと前記第４の複数のディスクドライブとの間に配置すると共に、前記第１のデータ中継処理のデータ転送経路と前記第２のデータ中継処理のデータ転送経路とを同一の行方向に連続して配置し、前記第３のデータ中継処理のデータ転送経路と前記第４のデータ中継処理のデータ転送経路とを同一の行方向に連続して配置し、
   前記それぞれのディスクドライブと前記それぞれのバイパス手段との間を接続する前記第１，第２，第３，第４の複数のデータ転送経路を、前記行方向と直交する垂直方向に配置した基板上に設けた配線長が略等しい配線としたことを特徴とするディスクアレイ装置のデータ中継方法。
6. 請求項５記載のディスクアレイ装置のデータ中継方法において、
   前記複数のディスクドライブを構成する各ディスクドライブは、ファイバーチャネル規格のハードディスクドライブであることを特徴とするディスクアレイ装置のデータ中継方法。
7. 請求項５記載のディスクアレイ装置のデータ中継方法において、
   前記複数のディスクドライブを構成する各ディスクドライブは、ＡＴＡ規格のシリアル転送方式のハードディスクドライブであることを特徴とするディスクアレイ装置のデータ中継方法。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載のディスクアレイ装置のデータ中継方法において、
   前記第１，第２，第３，第４のループ状のデータ転送経路に接続されたバイパス手段を、各ループ状のデータ転送経路ごとに１つの集積回路とし、その１つの集積回路内のバイパス手段から前記それぞれのディスクドライブまでの配線長を略等しい配線で構成したことを特徴とするディスクアレイ装置のデータ中継方法。

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