CN101206906A - 存储控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种存储控制装置，其通过在筐体内部不可交换地安装各构成部件，来减少用户的维修操作。在筐体(2)内，在前侧包含备用驱动器的多个磁盘驱动器(20)以及修复槽(40)被相邻地配置成矩阵状。在各磁盘驱动器(20)的后方，设置后板(30)。在后板(30)的后方上下重叠配置多个控制基板(10)。在各控制基板(10)的一方的侧部分别上下重叠配置多个磁盘驱动器(20)和多个电池(60)。在各控制基板(10)的另一方的侧部上下重叠配置多个电源装置(50)。多个冷却风扇(71、72)被配置在筐体(2)的中央部。各部件(10、20、30、50、60、71、72)在通常状态下可交换地分别被固定在筐体(2)中。

Description

存储控制装置

技术领域

本发明涉及一种存储控制装置。

背景技术

存储控制装置可以向主计算机(以下称为“主机”)提供大容量的存储服务。在存储控制装置中，例如用很多磁盘驱动器构筑基于RAID(RedundantArray of Independent Disks)的存储区域。在各磁盘驱动器所具有的物理存储区域上设定有作为逻辑存储区域的逻辑卷(LU：Logical Unit)。主机可以对该逻辑卷进行数据读写。

然而，作为存储控制装置，还已知有架装(rack mount)型磁盘阵列装置(专利文献1)。这样的架装型磁盘阵列装置在筐体上搭载的机架内部可交换地设置有多个硬盘单元或接口单元等。在交换硬盘单元时，用户从筐体前侧拔出交换对象的硬盘单元，安装新产品的硬盘单元。

另外，还已知有在主板的上下侧可交换地分别设置一台硬盘驱动器的技术(专利文献2)。

【专利文献1】特开2005-327390号公报

【专利文献2】特开2004-342269号公报

发明内容

在上述各现有技术中，公开了在比较小的框体内部搭载多个硬盘驱动器，并且可提供基于RAID的存储区域的存储控制装置。但是，所述任何现有技术都做成可交换硬盘驱动器的结构。因此，用户可以从筐体取出发生了故障的硬盘驱动器，并在筐体中安装新产品的硬盘驱动器。

然而，近年来，在如所谓的SOHO(Small Office Home Office)等小规模的组织中，要管理的数据量在不断地增大，因此存储控制装置的需要越来越高。在大企业等大规模用户的情况下，由管理信息技术的专门的负责人来进行存储控制装置的管理。专门的负责人在存储控制装置的结构或使用方法等方面，具有一定程度的知识以及技能，因此可以容易交换发生了故障的硬盘驱动器。即，在大规模用户的情况下，用户自身可以进行存储控制装置的维修工作。相对与此，在小规模用户的情况下，没有雇佣对存储控制装置进行管理的专门的负责人的经济余力，故此，用户自身难以进行存储控制装置的维修工作。

但是，所述各现有技术做成可交换硬盘驱动器的结构，将存储控制装置的维修作业委托给了用户，因此对于小规模用户的使用方便性下降，有改善的余地。

另外，所述各现有技术在筐体内可交换地设置2台等较少的硬盘驱动器，因此对于搭载更多的硬盘驱动器的情况的考察不足。即，在仅仅是具有少数硬盘驱动器的结构的情况下，各硬盘驱动器的动作声音小，因此实施噪声对策的必要性不大。但是，在筐体搭载更多的硬盘驱动器时，需要提高冷却风扇的冷却能力，与此同时还需要采取噪声对策。

本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的是提供一种可提高用户的使用方便性的存储控制装置。本发明的其他目的是提供一种通过做成在发生了故障时交换装置整体的结构来减低用户的维修工作并提高使用方便性的存储控制装置。本发明的再一目的是提供一种可以在比较小的筐体内集成搭载多个存储设备，且可提高使用方便性以及可靠性的存储控制装置。本发明的其他目的通过后述的实施方式的描述会更清晰。

为了解决上述课题，基于本发明的一个观点的存储控制装置具有：筐体；设置在筐体内部且用于存储数据的多个存储设备；设置在筐体内部且用于控制各存储设备的动作的至少一个以上的控制基板；设置在筐体内部且用于向各存储设备以及控制基板供给电源的至少一个以上的电源装置；设置在筐体内部且用于从筐体外部吸入空气并在筐体内部产生冷却风的至少一个以上的冷却风扇；以及用于使与筐体内部的各存储装置不同的新的存储设备连接到控制基板的至少一个以上的设备连接部；且，至少各存储设备、控制基板、电源装置和冷却风扇，在通常状态下不可交换地被设置在了筐体内部。即使预先在筐体内不可交换地安装的各存储设备变得不能使用时，在设备连接部也可以可交换地安装可存储数据的新的存储设备。

在本发明的一个形态中，可以将预先设置在筐体内部的各存储设备中的至少一个以上的存储设备作为预备的存储设备来预先设定。

在本发明的一个形态中，控制基板由分别具有相同结构的2组电路基板构成，在各电路基板上可以分别设置用于控制各存储设备的动作的控制构造。

在本发明的一个形态中，控制基板由形状分别不同的多个电路基板构成，通过在各电路基板上分别形成的电子电路，使用于控制各存储设备的动作的控制构造双重化。

在本发明的一个形态中，冷却风扇，位于设置在筐体的一面的流入口和设置在筐体的另一面的流出口之间的实际上的中间部，在通常的状态下不可交换地配置在筐体内部。

在本发明的一个形态中，使多个存储设备接近而构成一列，使多个列接近而重叠，由此，在筐体的一侧将各存储设备配置成矩阵状，控制基板，位于筐体的另一侧，在通常状态下不可交换地设置在筐体内部，通过连接用基板连接各存储设备和控制基板，且在各存储设备间分别形成有用于向筐体内吸入空气的流入口，而且，在筐体的另一侧形成有用于向外部排放通过冷却风扇产生的冷却风的流出口。

在本发明的一个形态中，连接用基板被垂直地设置在筐体内部，各存储设备分别连接到连接用基板的一侧，且控制基板连接到连接用基板的另一侧。

在本发明的一个形态中，连接用基板位于筐体的一侧，被水平地设置在筐体内部，各存储设备，在连接用基板的上侧以及下侧分别被配置相同数量，并分别被连接到连接用基板，控制基板被连接到连接用基板的另一侧，且被水平设置在筐体内部。

在本发明的形态中，电源装置具有与各存储设备中存在同时使用的可能性的存储设备数对应的电源容量。

附图说明

图1是本发明的实施例的存储控制装置的外观图。

图2是以拆卸了筐体等的状态表示的存储控制装置的平面图。

图3是存储控制装置的正面图。

图4是存储控制装置的背面图。

图5是存储控制装置的框图。

图6是控制基板的框图。

图7是表示向磁盘驱动器的电源供给结构以及电源装置的电源容量的说明图。

图8是表示数据修复处理的流程图。

图9是表示在第二实施例的存储控制装置中电源容量按照动作模式变化的情形的说明图。

图10是表示数据修复处理的流程图。

图11是第三实施例的存储控制装置的平面图。

图12是第四实施例的存储控制装置的平面图。

图13是第五实施例的存储控制装置的平面图。

图14是着眼于电源装置等的存储控制装置的侧面图。

图15是第六实施例的存储控制装置的框图。

图16是存储控制装置的平面图。

图17是着眼于主板和子基板之间的关系的立体图。

图18是第七实施例的存储控制装置的框图。

图19是表示面对面地配置控制基板的情形的说明图。

图20是表示第八实施例的存储控制装置的控制基板的概略结构的说明图。

图21是第九实施例的存储控制装置的平面图。

图22是存储控制装置的正面图。

图23是着眼于控制基板以及后板的存储控制装置的侧面图。

图24是第十实施例的存储控制装置的平面图。

符号说明

1：存储控制装置；2：筐体；3：前挡板；10、10C：控制基板；10A：主板；10B：子基板；11：连接器；11B：连接器；12：流出口；20：磁盘驱动器；21：连接器；30、30A、30B：后板；31、32：板；32A：连接器；33：电缆；40：修复驱动器用槽；40A：通信电缆；50：电源装置；60：电池；71、72、73：冷却风扇；Δt1、Δt2、Δt3：间隙；110：主机接口部；111：协议芯片；120：后端接口部；121：协议芯片；122：扩展器；130：处理器部；131：微处理器；132：桥接器；133：存储器；140：数据转发控制部；141：DMA电路；142：超高速缓冲存储器。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，如下面所述，具有：筐体2；设置在筐体2的内部且用于存储数据的多个存储设备20；设置在筐体2的内部且用于控制各存储设备20的动作的至少一个以上的控制基板10；设置在筐体2的内部且用于向各存储设备20以及控制基板10供给电源的至少一个以上的电源装置50；设置在筐体2的内部且用于从筐体2的外部吸入空气并在筐体2的内部产生冷却风的至少一个以上的冷却风扇71、72、73；以及用于使与筐体2的内部的各存储装置20不同的新的存储设备连接到控制基板10的至少一个以上的设备连接部40；且，至少各存储设备20、控制基板10、电源装置50和冷却风扇71、72、73，在通常状态下不可交换地被设置在筐体2的内部。

[实施例1]

图1是表示存储控制装置1的外观的立体图。该存储控制装置1，例如，可装卸地安装在机架等。

存储控制装置1，例如，具有筐体2、为了遮盖筐体2的前侧而设置的前挡板3以及在筐体2的前侧配置成矩阵状的多个磁盘驱动器20。而且，如后述，在筐体2内分别设置有控制基板10、后板30、用于在预先搭载的磁盘驱动器20发生了故障时用于新追加磁盘驱动器的修复驱动器用槽40、电源装置50、电池60以及冷却风扇71、72、73。

在前挡板3上例如设置有多个开口部。是为了使筐体2的外部空气流入筐体2。在前挡板3的两端分别设置有安装部3A。通过使用该安装部3A，可以在如机架那样的其他筐体上可装卸地安装存储控制装置1。另外，通过图3将进行详细说明，在各磁盘驱动器20间分别设置有将筐体2的外部的空气导入筐体2的内部的流入口。

图2是以去掉筐体2以及前挡板3的状态表示的存储控制装置1的平面图。在筐体2的前侧作为“存储设备”的磁盘驱动器20被配置成了矩阵状。

更详细地说，用4个磁盘驱动器形成一列，使该列在上下方向上重叠3个，由此将磁盘驱动器20集成配置成矩阵状。作为磁盘驱动器20，例如，使用FC(Fibre Channel)磁盘、SATA(Serial AT Attachment)磁盘、SAS(SerialAttached SCSI)磁盘等的硬盘驱动器。本发明不限定于硬盘驱动器，还可以适用于例如闪存器等半导体存储器装置、光磁盘装置、光盘装置、磁带装置、软磁盘装置、全息存储器装置等的各种可改写且非易失性的存储设备。

这里，应注意的是各磁盘驱动器20在通常状态下不可交换地被安装在筐体2内。在通常状态下不可交换地安装在筐体2内，意味着用户无法更换。即使去除前挡板3，用户也无法从筐体2拔出磁盘驱动器20后在空出的场所插入新的磁盘驱动器20。即，在本实施例中，筐体2内的各部件10、20、30、40、50、60、71、72、73分别被固定在筐体2内，无法通过手动操作来进行交换。本实施方式的存储控制装置1与现有技术的存储控制装置的本质上的不同点在于，完全没有打算由用户进行的交换操作。其他构成要素，即控制基板10、后板20、电源装置50、电池60、冷却风扇71也与磁盘驱动器20相同，在通常状态下不可交换地被安装。

在筐体2的后测，上下重叠配置控制基板10、各控制基板10位于各磁盘驱动器20的后方，水平设置在筐体2内。如图4所示，在筐体2的后部中央上下重叠配置两个控制基板10。各控制基板10按照来自上位装置即主机H(参照图5)的访问请求，控制各磁盘驱动器20的动作。

在各磁盘驱动器20的后面侧和各控制基板10的前面侧之间，与各控制基板10正交地设置有作为“连接用基板”的后板30。后板30，例如，可以由与磁盘驱动器20连接的第一板31、与各控制基板10的连接器11连接的第二板32、连接第一板31和第二板32的电缆33构成。

第一板31的前面侧，分别电连接到设置在各磁盘驱动器20的后面侧的连接器21。第二板32的后面侧分别电连接到设置在各控制基板10的前面侧的各连接器11。而且，第一板31和第二板32通过设置在第二板32的前面侧的连接器32A以及电缆33电连接。此外，上述结构仅仅是一个例子，如后所述也可以用一个基板构成后板30。

修复驱动器用槽40，例如，位于筐体2的前面的右侧，并且上下重叠地配置。修复驱动器用槽40是用于用户安装修复用磁盘驱动器20的槽。修复用磁盘驱动器(以下有时称为修复磁盘)20是用完起初内置在筐体2内的备用磁盘驱动器20后为了数据修复而使用的磁盘驱动器。

详细的在后面进行阐述，在存储由主机H利用的数据的通常的磁盘驱动器20发生了故障时，使用内置在筐体2的、为了备用而预先分配的备用磁盘驱动器(以下有时称为备用磁盘)20进行数据的修复操作。备用磁盘，例如是预先安装在筐体的12台磁盘驱动器20中两台磁盘驱动器，可以任意设定安装位置。在用完所有备用磁盘后，又发生了驱动器故障时，用户在修复驱动器用槽40内安装新产品的磁盘驱动器20。通过使用该新产品的磁盘驱动器20(修复磁盘)，可以进行数据的修复操作。此外，修复磁盘用于数据修复操作以外，还可以用于数据的备份。

各电源装置50，例如位于各控制基板10的另一方的侧面，并且上下重叠地配置。电源装置50是对各磁盘驱动器20或各控制基板10分别供给预定电压的电源的装置。

各电池60位于各控制基板10的一方的侧面，上下重叠地配置在各修复驱动器用槽40的后方。电池60在来自电源装置50的电源功率中途被断开时，对各磁盘驱动器20或各控制基板10等分别短时间供给预定电压的电源。在通过电池60备份了电源的期间，可以向磁盘驱动器20写入存储在超高速缓冲存储器142(参照图6)中的数据。

在筐体2内可以设置多个冷却风扇71、72、73。在各控制基板10的前侧例如分别设置有3个冷却风扇71。在修复驱动器用槽40的前侧的空间设置有一个冷却风扇72。各电源装置50分别在后面测内置有一个冷却风扇73。

冷却风扇71、72、73的数量以及配置不限于上述例子。也可以做成在筐体2内仅设置一个或两个具有足够冷却能力的冷却风扇。但是，一般冷却风扇的冷却能力依赖于风扇外形尺寸以及转速。越是使更大的风扇以更高的速度旋转，冷却能力越高，但是噪声也增大。若使更大的风扇低速旋转，则可以确保某种程度的冷却能力，而且可以减低噪声。若增大风扇的外径尺寸，则冷却风扇的安装空间也增大，筐体2的厚度尺寸增大。根据以上观点，在本实施例中做成通过多个冷却风扇71、72、73来得到存储控制装置1所需要的冷却能力的结构。

这里，应关注的是冷却风扇71、72、73中的大部分配置在筐体2的实际的中央部。即，用于冷却各控制基板10的冷却风扇71、用于冷却各修复驱动器用槽40以及各电池60的冷却风扇72设置在后板30的后面侧。因此，可以抑制从这些各冷却风扇71、72产生的噪声向筐体2的外部泄漏。从后述的实施例可知，还可以使用于冷却电源装置50的冷却风扇73也位于筐体2的中央部。

对冷却风的流动进行说明。在各冷却风扇71、72、73运行时，筐体2的外部的空气A1通过各磁盘驱动器20间的间隙分别流入筐体2内。空气A1在各磁盘驱动器20间的间隙流动，由此从各磁盘驱动器20带走热，冷却各磁盘驱动器20。

通过各磁盘驱动器20间的间隙流入筐体2内的空气A1成为冷却风A2，冷却筐体2内的各部件的同时向筐体2的后方流入。冷却了各部件的冷却风A2通过设置在筐体2的后方的间隙排放到筐体2的外部。在图中用A3表示该排放的冷却风。此外，在图2中示意性地表示冷却风的流动，有时与实际的流动不同。

图3是在去除了前挡板3的状态下从证明表示磁盘驱动器20的说明图。如图3所示，使挨着排列了4台磁盘驱动器20的一个列在上下方向上3层重叠，由此可以将横4台纵3台的合计12台的磁盘驱动器20配置成矩阵状。

在各列的磁盘驱动器20之间分别设置有间隙Δt1，在各层的磁盘驱动器20间设置有各不相同的间隙Δt2。这些各间隙Δt1、Δt2构成“流入口”。在本实施例中，通过设定列方向的间隙Δt1大于层方向的间隙Δt2，无需增大筐体2的厚度尺寸(高度尺寸)，而尽量扩大流入口的面积。

图4是从后面显示筐体2的说明图。如图4所示，各控制基板10分别具有3个冷却风扇71，而且上下重叠。即，两个控制基板10在筐体2的厚度方向上重叠。同样，各电源装置50、电池60以及磁盘驱动器20也上下重叠。

另外，在筐体2的后面侧设置有流出口12，通过该流出口12向筐体2的外部排放筐体2内的冷却风。流出口12作为筐体2内的各构成要素(风扇或电子部件等)的间隙而被构成。此外，虽然省略了图示，但是也可以用具有多个开口部的板材来遮盖筐体2的后面。

图5表示存储控制装置1的框图。存储控制装置1大分为控制器部分和存储部分。控制器部分由各控制装置10构成。存储部分由各磁盘驱动器20构成。控制器部分和存储部分通过接口部分(后板30)连接。

各控制基板10，例如具有主机接口部110、后端接口部120、处理器部130以及数据转发控制部140。各部110、120、130、140的详细结构通过图6在后面进行阐述。首先进行简单地说明，主机接口部110，是在与主机H之间进行数据的授受的。后端接口部120，是在与各磁盘驱动器20之间进行数据的授受的。处理器部130控制存储控制装置1的整体动作。数据转发控制部140控制从主机H接收到的数据或从各磁盘驱动器20读出的数据的转发。

两个控制基板10互相对对方进行备份。即，将从主机H接收到的数据分别存储在两个控制基板10。然后，在某一个控制基板10发生了故障时也可以通过另一个控制基板10来继续进行处理。

各后端接口部120分别被连接到了各磁盘驱动器20。因此，在某一个后端接口部120或通信路径(后端接口部120和各磁盘驱动器20之间的通信路径)上发生了故障时，也可以通过另一个后端接口部120或另一个通信路径访问各磁盘驱动器20。

磁盘驱动器20，按照其用途可以大分为3种。第一种是用于数据存储的磁盘驱动器。属于第一种的磁盘驱动器20，可以分为存储数据的磁盘驱动器20(D)和存储奇偶(parity)数据的磁盘驱动器20(P)。有时将存储数据的磁盘驱动器20称为数据磁盘，将存储奇偶数据的磁盘驱动器20称为奇偶磁盘。此外，也可以将数据以及奇偶分散存储在多个磁盘驱动器20中。即，各磁盘驱动器20可以分别存储数据以及奇偶。在图5中，为了方便说明，分为数据磁盘(D)和奇偶磁盘(P)。本实施例的存储控制装置1具有8台数据磁盘和2台奇偶磁盘。因此，可以生成两个4D+1P的RAID5结构的物理存储设备。

第二种是备用磁盘驱动器20(S)。备用的磁盘驱动器(备用磁盘)是在第一种磁盘驱动器20(数据磁盘以及奇偶磁盘)中的某一个发生了故障时使用的预备的磁盘驱动器。本实施例的存储控制装置1具有2台备用磁盘。

第三种是修复用的磁盘驱动器40(R)。修复用的磁盘驱动器(修复磁盘)是在使用了所有备用磁盘后使用的磁盘驱动器。因此，也可以认为修复磁盘是第二备用磁盘。

这里，应注意的第一点是，相对于数据磁盘、奇偶磁盘以及备用磁盘被预先安装在筐体2内，而修复磁盘并不是一开始就安装在筐体2的。存储控制装置1仅具有多个修复驱动器用槽40。用户按照需要在修复驱动器用槽40中安装磁盘驱动器20，这样，将该安装的磁盘驱动器20作为修复磁盘来使用。

应注意的第二点是，相对于数据磁盘、奇偶磁盘以及备用磁盘以不能由用户交换的状态安装在筐体2内，而修复磁盘是可装卸地被设置在修复驱动器用槽40中。而且，在修复驱动器用槽40中一个一个地更换新产品的磁盘驱动器20来进行安装。

图6是表示控制基板10的结构的框图。主机接口部110例如具有iSCSI(internet Small Computer Interface)协议芯片111。该协议芯片111是用于根据iSCSI协议在与主机H之间进行通信的电路。

后端接口部120，例如具有SAS协议芯片121和扩展器122。SAS协议芯片121是用于根据SAS协议与各磁盘驱动器20进行通信的电路。在磁盘驱动器20为SAS(Serial Attached SCSI)磁盘以外的磁盘时，代之以设置能够处理与该磁盘对应的协议的芯片。扩展器122是用于连接控制基板10和外部装置(磁盘驱动器20或其他存储控制装置1)的扩展端口。

处理器部130，例如具有微处理器131、桥接器(bridge)132以及存储器133。桥接器132连接微处理器131和存储器133。另外，微处理器131通过桥接器132连接到DMA电路141。微处理器131通过读出并执行预先存储在存储器133中的各种程序，对来自主机H的访问请求进行处理。

数据转发控制部140例如具有DMA(Direct Memory Access)电路141以及超高速缓冲存储器142。DMA电路141是用于可使各协议芯片111、121不经由微处理器131而分别访问超高速缓冲存储器142的电路。超高速缓冲存储器142是用于暂时存储从主机H接收到的数据或从磁盘驱动器20读出的数据的存储器。

各协议芯片111、121和DMA电路141以及桥接器132和DMA电路141，分别通过作为PCI Express等已知的串行转发接口来连接。

这里，应注意的是本实施例的存储控制装置1可连接到其他存储控制装置1。由此，可以将存储在存储控制装置1中的数据转发移动至新产品的其他存储控制装置1内。这样的用于进行存储控制装置间的数据转发的通信端口，例如可以设置在控制基板10的后部。

图7是表示存储控制装置1的电源供给构造的说明图。各电源装置50例如将从外部输入的交流电源转换成预定电压的直流电源，并分别提供给各磁盘驱动器20、各控制基板10、各冷却风扇71、72、73。在图7中，为了方便，只表示电源装置50以及磁盘驱动器20。

如图7所示，各电源装置50分别连接到各磁盘驱动器20。因此，在任意一个电源装置50发生了故障时，也可以使用另一个电源装置50来供给直流电源。虽然省略了图示，但是在存储控制装置1需要多种直流电压时，各电源装置50可以被构成为输出多种直流电压。

在图7的下侧，示意性地表示各电源装置50的电源容量。在本实施例中，各电源装置50，将电源容量设定为：可以向各磁盘驱动器20中存在同时动作的可能性的最大数的磁盘驱动器20供给直流电源。具体而言，各电源装置50具有能够保证10台磁盘驱动器20的同时动作的电源容量。实际上在存储控制装置1中可搭载的最大的磁盘驱动器数若包括修复磁盘则为14台。但是，电源装置50的电源容量设定为10台的容量。这是因为，仅在数据磁盘或奇偶磁盘发生了故障时使用备用磁盘以及修复磁盘，而向发生了故障的磁盘驱动器20的通电是可以停止的，因此具有10台的电源容量就足够。这样，在本实施例中，将电源装置50的电源容量设定为必要最低限的值，由此实现电源装置50的小型化，而且减低了制造成本。

图8是表示在磁盘驱动器20(数据磁盘或奇偶磁盘)发生了故障时的数据修复处理的流程图。该流程图是由控制基板10来执行。为了方便，将流程图的动作主体作为存储控制装置1来进行说明。此外，以下的各流程图表示动作的概要，有时与实际的程序不同。如果是所谓的本领域技术人员，有时可替换流程图中的步骤，或者省略一部分步骤，或者添加新的步骤。

在各磁盘驱动器20正常动作的期间，存储控制装置1执行通常动作(S10)。在通常动作中，例如进行写入处理或读出处理等。例如，在从主机H发行了写入命令时，存储控制装置1向超高速缓冲存储器142写入从主机H接收到的写入数据，向主机H通知写入命令的处理结束了的旨意。或者，存储控制装置1计算出写入数据的奇偶，并向预定的磁盘驱动器20分别写入数据以及奇偶后，向主机H通知写入命令的处理完毕。

在从主机H发行了读出命令的情况下，在超高速缓冲存储器142中存在所请求的数据时，存储控制装置1从超高速缓冲存储器142中读出该数据，并发送至主机H。在超高速缓冲存储器142中不存在主机H请求的数据时，存储控制装置1从预定的磁盘驱动器20读出数据，并发送至主机H。

存储控制装置1始终监视磁盘驱动器20(数据磁盘或奇偶磁盘)20的任意一个是否发生了故障(S11)。在检测到故障的发生时(S11：是)，存储控制装置1判断是否存在可使用的备用磁盘(S12)。未使用的正常的备用磁盘是可以使用的。

在存在未使用的备用磁盘时(S12：是)，存储控制装置1停止向发生了故障的磁盘驱动器20供给电源(S13)，向备用磁盘供给电源使其启动(S14)。取代发生了故障的磁盘驱动器20而向备用磁盘供给电源，因此在电源装置50的电源容量上不会发生不够的现象。

存储控制装置50确认备用磁盘正常启动了以后，执行校正复制(S15)。所谓校正复制是，通过对属于与发生了故障的磁盘驱动器20相同的奇偶组的其他各磁盘驱动器20中存储的数据或奇偶进行逻辑运算，恢复应该存储在发生了故障的磁盘驱动器20中的数据，并将该恢复的数据写入备用磁盘的处理。

在校正复制结束后，存储修复的数据的备用磁盘作为通常的数据磁盘或奇偶磁盘来使用。由此，存储控制装置1进行通常的动作(S16)。

如上所述，存储控制装置1具有2台备用磁盘。因此，可以对应于2台的驱动器故障。在将2台备用磁盘都使用了的情况下(S12：否)，存储控制装置1判断是否可使用修复磁盘(S17)。例如，在修复驱动器用槽40是空着时，判断为可使用修复磁盘。相对于此，在各修复驱动器用槽40内已经安装了用完的修复磁盘时，判断为不能使用修复磁盘。

在无法使用修复磁盘时(S17：否)，无法进行数据修复，因此存储控制装置1向用户通知错误(S24)。例如，在主机H的画面上显示警告消息，或使设置在存储控制装置1的警告灯闪烁，由此可以向用户通知错误。或者，通过语音消息可以向用户通知错误。此外，例如，在存储控制装置1具有小型液晶显示器等画面时，也可以在该画面上显示错误消息。

在可以使用修复磁盘时(S17：是)，存储控制装置1停止向发生了故障的磁盘驱动器20供给电源(S18)。存储控制装置1向用户指示向修复驱动器用槽40安装修复磁盘(S19)。该指示可以按照与向用户的错误通知相同的方法进行。

存储控制装置1监视在修复驱动器用槽40中是否安装了修复磁盘(S20)。在修复驱动器用槽40中安装了修复磁盘时(S20：是)，存储控制装置1向修复磁盘供给直流电源使其启动(S21)，并执行校正复制(S22)。通过逻辑运算修复的数据被写入修复驱动器用槽40内的修复磁盘。然后。存储控制装置1使用修复磁盘进行通常动作(S23)。

本实施例如上所述地构成，因此收到如下效果。在本实施例中，做成了这样的结构：在存储控制装置1内，用户无法进行交换操作地安装了多个磁盘驱动器20或多个控制基板10。因此用户无需进行存储控制装置1的维修操作，提高了使用方便性。

本实施例的磁盘驱动器20或控制基板10以不能交换为前提，因此与以交换为前提的情况相比，可以简化磁盘驱动器20或控制基板10等的结构，而且可以实现外形尺寸的小型化。因此，根据本实施例，在相同尺寸的筐体内可以设置更多的磁盘驱动器20。例如，在2U尺寸的筐体内可交换地安装磁盘驱动器或控制基板等时，将4个为1列的磁盘驱动器重叠设置3列，可以设置共12台的磁盘驱动器。相对于此，如本实施例，在不可交换地设置磁盘驱动器20或控制基板10等时，在2U尺寸的筐体内可以设置14台磁盘驱动器20。

在本实施例中，将预先安装在筐体2内的个磁盘驱动器20中的至少一部分、最好是一半以上的磁盘驱动器20以用户不能交换的状态固定在筐体2内。因此，与采用可带电插拔的现有的存储控制装置中的安装方式的情况相比，在筐体2内可以设置更多的磁盘驱动器20。

在本实施例中，在存储控制装置1内预先具有备用的磁盘驱动器20，因此可以使用备用磁盘驱动器20自动地进行数据的修复，提高使用方便性以及存储控制装置1的寿命。

在本实施例中，由于具有修复驱动器用槽40，因此在用完所有的一开始内置的备用磁盘驱动器20后也可以通过在修复驱动器用槽40内安装新的磁盘驱动器20，使用该备用的磁盘驱动器20进行数据修复。由此，进一步提高使用方便性以及存储控制装置1的寿命。

在本实施例中，做成将存储控制装置1的控制构造(控制基板10)以及电源供给构造(电源装置50)冗余化的结构。因此，在控制基板10或电源装置50的任意一个发生了故障时也可以通过另一个控制装置10或电源装置50来继续进行动作，提高可用性或可靠性。

在本实施例中，做成将冷却风扇71、72、73的大部分设置在筐体2的中央部的结构。因此可以抑制由冷却风扇71、72、73产生的噪声向筐体2的外部泄漏。

在本实施例中，做成了在筐体2的前侧将多个磁盘驱动器20集成配置成矩阵状的结构。因此，在筐体2内可以设置多于2台(例如8台、12台、16台)的磁盘驱动器20。

在本实施例中，做成了如下结构：在个磁盘驱动器20间分别设置空气的流入口，并且将磁盘驱动器2的列方向(水平方向)的间隙设定为比重叠设置磁盘驱动器列的层方向(垂直方向)的间隙大。因此，无需增加筐体2的厚度尺寸，而可以确保流入口的面积。

[实施例2]

根据图9、图10说明第二实施例。包括本实施例的以下各实施例相当于上述的第一实施例的变形例。因此，在以下的说明中，以与第一实施例的不同部分为中心进行说明。在本实施例中，在开始校正复制之前，试图进行从发生了故障的磁盘驱动器(以下还称为故障磁盘)20向备用磁盘的复制。

图9是分别表示本实施例的电源装置50的电源容量以及电源供给状态的变化的说明图。在第一实施例中，说明了各电源装置具有能够同时向10台磁盘驱动器20供给直流电源的电源容量的情况。相对于此，如图9(a)所示，本实施例的各电源装置50分别具有能够同时向11台磁盘驱动器20供给直流电源的电源容量。

如图9(b)所示，在进行通常动作时，仅使用8个数据磁盘和2个奇偶磁盘，因此从各电源装置50输出的电源容量被限制在能够向10台的磁盘驱动器20供给直流电源的值。

如图9(c)所示，在检测到故障磁盘时，进行从故障磁盘向备用磁盘的复制。因此，在存储控制装置1内被同时驱动的磁盘驱动器的最大数为11(＝10+1)。因此，从各电源装置5输出的电源容量增加到11台。

如图9(d)所示，通过从故障磁盘向备用磁盘的复制处理，在无法恢复存储在故障磁盘中的数据时，开始校正复制。在校正复制中，如上所述，从属于同一奇偶组的其他磁盘驱动器20读出数据或奇偶并进行逻辑运算，在备用磁盘中存储通过逻辑运算恢复的数据。在进行校正复制时，在存储控制装置1内被同时驱动的磁盘驱动器的最大数为10，与通常动作时相同。因为停止向故障磁盘供给电源，而代之以是向备用磁盘供给电源。因此，从各电源装置50输出的电源容量被设定为10台台的量。这样，在本实施例中，按照存储控制装置1的动作模式(通常动作模式、向备用磁盘的复制模式、校正复制模式)控制各电源装置50的电源容量。

图10是表示本实施例的数据修复处理的流程图。本流程图具有图8所示的流程图中的S10～S12以及S15～S24，取代S13以及S14，采用S30～S33的新的步骤。因此，以新的步骤S30～S33为中心进行说明。

在检测到某一个磁盘驱动器20发生了故障时(S11：是)，存储控制装置1判断可否使用备用磁盘(S12)。在存在可使用的备用磁盘时(S12：是)，存储控制装置1向该备用磁盘供给电源使其启动(S30)。与图8不同的是，在该时刻向故障磁盘也供给电源。然后，存储控制装置1使从故障磁盘向备用磁盘复制数据(S31)。

存储控制装置1判断是否修复了故障(S32)。即，存储控制装置1判断从故障磁盘向备用磁盘的数据复制是否正常地结束，且是否通过备用磁盘可以利用存储在故障磁盘中的所有数据。

在通过从故障磁盘向备用磁盘的数据复制修复了故障时(S32：是)，回到步骤S11，继续监视。相对于此，在通过从故障磁盘向备用磁盘的数据复制未能修复故障时(S32：否)，存储控制装置1停止向故障磁盘供给电源(S33)，执行校正复制(S34)。例如，在从故障磁盘连一部分数据也无法读出时，判断为通过向备用磁盘的复制进行的数据修复失败了。此时，如第一实施例所述，通过校正复制，使恢复存储在故障磁盘中的所有数据。

这样构成的本实施例也具有与所述第一实施例相同的效果。除此之外，在本实施例中，在检测到磁盘驱动器20发生了故障时，不是立即开始校正复制，而试图进行从检测到故障的磁盘驱动器20向备用的磁盘驱动器20的数据复制。因此，可以更高效率地修复数据，且提高使用方便性。根据故障种类，也有时是暂时的错误，且可以对故障磁盘进行访问。在这样的较轻的故障的情况下也执行校正复制时，修复数据需要较长的时间，控制基板10的负荷也增大。相对于此，在本实施例中，首先，试着是否能够从故障磁盘读出所有数据，只有在该尝试失败时才执行校正复制。因此，可以缩短轻微的故障时的数据修复时间，提高使用方便性。

另外，在本实施例中，按照存储控制装置1的动作模式控制各电源装置50的电源容量，使电源装置50供给在各动作模式下可能需要的容量的电源。由此可以减低存储控制装置1的消耗功率。

[实施例3]

图11是以去除了筐体2以及前挡板3的状态表示第三实施例的存储控制装置1的平面图。在本实施例中，代替第一实施例的后板30，采用后板30A。

该后板30A由一张基板构成，在其前面侧分别连接有各磁盘驱动器20。在后板30A的后面侧分别连接有各控制基板10。

这样构成的本实施例也具有与所述第一实施例相同的效果。除此之外，在本实施例中，由单一的基板构成后板30A，因此与第一实施例相比，可以减低部件数或组装操作的工时。

[实施例4]

图12是以去除了筐体2以及前挡板3的状态表示第四实施例的存储控制装置1的平面图。在本实施例中，在筐体2的几乎中央部配置有所有冷却风扇71、72、73。

在所述第一实施例中，在筐体2的后方配置有用于冷却各电源装置50的冷却风扇73。相对于此，在本实施例中，冷却风扇73也配置在筐体2的几乎中央部。更确切地说，在设置在各磁盘驱动器20的后面侧的后板30A的后测分别配置所有冷却风扇71、72、73。

这样构成的本实施例也具有与所述第一实施例相同的效果。除此之外，在本实施例中，由于将所有冷却风扇71、72、73配置在筐体2的几乎中央部，因此可以更好地控制风扇的噪声向筐体2的外部泄漏。

[实施例5]

根据图13、图14说明第五实施例。在本实施例中，从第一实施例中叙述的配置变更磁盘驱动器20、电源装置50以及电池60的配置。

图13是以去除了筐体2以及前挡板3的状态表示的平面图。在各控制基板的两侧(图13中的右侧以及左侧)分别设置有一个电源装置50。在电源装置50的上方，在前侧(后板30A侧)设置有磁盘驱动器20，在后测设置有电池60。

图14是在去除了筐体2等的状态下、以电源装置50为中心表示的侧面图。如上所述，磁盘驱动器20以及电池60位于电源装置50的上方。

这样构成的本实施例也具有与所述第一实施例相同的效果。除此之外，在本实施例中，以控制基板10为中心，在其左右配置电源装置50、磁盘驱动器20以及电池60，使其左右对称。因此，可以使筐体2内的冷却风的流动比较均匀，可以更高效率地进行冷却。

[实施例6]

根据图15、图16、图17说明第六实施例。在本实施例中，由不同面积的大小2张电路基板10A、10B构成一个控制基板，在该一个控制基板上设置多个控制构造来进行冗余化。

图15是本实施例的存储控制装置1的框图。与所述第一实施例相同，该存储控制装置1具有2个控制构造。各个控制构造由主机接口部110、后端接口部120、处理器部130以及数据转发控制部140构成。

控制基板由位于筐体2的下侧的主板10A、在主板10A的上侧搭载的子基板10B构成。在主板10A上设置有2个后端接口部120、2个处理器部130和2个数据转发控制部140。在子基板10B上设置有2个主机接口部110。主板10A和子基板10B通过连接器等来在电上进行连接。

图16是以去除了筐体2以及前挡板3的状态表示的平面图。图17是示意性地表示主板10A和子基板10B的位置关系的立体图。如图16、图17所示，子基板10B，例如位于靠近筐体2的后测，可以设置在主板10A的上侧。

子基板10B的位置不限定于图示的例子。如果在子基板10B上搭载的电子电路(这里为各主机接口部110)的发热量较多时，也可以将子基板10B配置在冷却风扇71的附近。在子基板10B上搭载的电子电路的发热量较少时，如图13所示，也可以配置在离冷却风扇71较远的位置。另外，将如主机接口部110那样通过电缆与位于筐体2的外部的装置(这里为主机H)连接的电子电路搭载在子基板10B上时，如图13所示，在配置在与筐体2的外测近的位置时，容易与外部装置连接。

被冗余化的多个控制构造分别具有的多种电路(110、120、130、140)中的预定的电路(110)被设置在子基板10B上，其他电路(120、130、140)被设置在主板10A上。

在子基板10B上还可以搭载其他电路。例如，也可以做成代替2个主机接口部110，将2个后端接口部120或2个处理器部130等设置在子基板10B上的结构。或者，也可以做成在子基板10B上搭载多种电路的结构。

这样构成的本实施例也具有与所述第一实施例相同的效果。除此之外，在本实施例中，由不同面积的2个电路基板10A、10B构成一个控制基板，通过分别搭载在各电路基板10A、10B上的电子电路，形成逻辑上被双重化的2个控制构造。换言之，在本实施例中，使用物理结构不对称的电路基板实现逻辑结构的冗余化。由此，在本实施例中，与所述第一实施例相比，可以减少控制基板的面积以及体积。因此，在筐体2内可以形成比较宽的冷却风通路，可以提高冷却效率。

在以由用户交换存储控制装置1的各构成要素(磁盘驱动器或控制基板等)为前提的情况下，通过使用多个物理上相同的电路基板，这对实现控制构造的冗余化是有利的。即，这是因为，使用2张物理上相同的构造的控制基板，可以简化维修操作，还可以减少控制基板的制造成本。相对于此，本发明的存储控制装置1做成用户不能交换各构成要素。因此，如上所述。通过使用物理上不同的多种电路基板，可以冗余化设置多个控制构造。

[实施例7]

根据图18、图19说明第七实施例。在本实施例中，由物理结构不同的多个电路基板构成一个控制基板，通过设置多个该控制基板来实现控制构造的冗余化。

图18是本实施例的存储控制装置1的框图。图中右侧的一个控制基板由主板10A1以及子基板10B1构成。在主板10A1上设置有一个后端接口部120、一个处理器部130以及一个数据转发控制部140。在子基板10B1上设置有一个主机接口部110。

同样，图中左侧的另一个控制基板也由主板10A2和子基板10B2构成，在主板10A2上设置有一个后端接口部120、一个处理器部130和一个数据转发控制部140，在子基板10B2上设置有一个主机接口部110。

图19是示意性地表示控制基板的安装状态的说明图。如图19(a)所示，一个控制基板由主板10A1、以及位于主板10A1的一端侧的侧部且与主板10A1的上侧电连接而设置的子基板10B1构成。同样，另一个控制基板也由主板10A2、以及位于主板10A2的一端侧的侧部且与主板10A2的上侧电连接而设置的子基板10B2构成。

如图19(b)所示，一个控制基板位于下面，另一个控制基板位于上面，这样在筐体2内面对面地安装各控制基板。用虚线表示位于上侧的另一个主板10A2以及另一个子基板10B2。

本实施例也收到与所述第一实施例相同的效果。除此之外，在本实施例中，由物理上大小分别不同的多个电路基板(主板和子基板)构成各控制基板，做成了在筐体2内面对面地安装各控制基板的结构。因此，可以减少各控制基板的向水平面的投影面积，可以实现控制基板的小型化。另外，面对面地配置各控制基板，以使子基板10B1、10B2之间没有干涉，因此在重叠配置2张控制基板的情况下也可以使其高度方向的尺寸较小。因此，可以实现筐体2的尺寸的小型化，提高方便性。

[实施例8]

根据图20说明第八实施例。在本实施例中，表示微处理器131的配置以及控制基板10的配置的一例。图20(a)是着眼于微处理器131的位置而表示的控制基板10的示意性的平面图。

如图20(b)所示，一个控制基板10(L)位于下侧，另一个控制基板10(U)位于上侧，这样，双方的微处理器131(L)、131(U)以面对面地状态被安装在筐体2内，以使不与对方的基板发生干涉。以在图中的左右方向上错开的状态面对面地配置控制基板10(L)和控制基板10(U)，以使微处理器131(L)、131(U)不接触对方的基板。这样构成的本实施例也收到与所述第一实施例相同的效果。

[实施例9]

根据图21～图23说明第九实施例。在本实施例中，做成了这样的结构：水平配置后板30B，在后板30B的上下分别安装多个磁盘驱动器20。

图21是以去掉筐体2以及前挡板3的状态表示的平面图。在筐体2的前侧水平安装有后板30B。控制基板10C设置在后板30B的后侧，以使控制基板10C与后板10B的后侧部分重合。该控制基板10C在一张电路基板上设置有各两个的主机接口部110、后端接口部120、处理器部130、数据转发控制部140。此外，如上述其他实施例所述，也可以由大小不同的主板以及子基板构成一个控制基板。

图22是以去掉前挡板3的状态表示的正面图。在后板30B的上面以及下面分别安装有多个(这里各为8个)磁盘驱动器20。如图21所示，在后板30B的前侧，4台磁盘驱动器20配置成一列，后板30B的后侧也是4台磁盘驱动器20配置成一列。与后板30B的下面侧一样，一列4台的磁盘驱动器20共配置有两列。

如图22所示，在各磁盘驱动器20的列方向设置有间隙Δt1，这些间隙Δt1构成控制流入口。另外，如图21所示，在位于后板30B的前侧的磁盘驱动器列和位于后板30B的后侧的磁盘驱动器列之间设置有另一个间隙Δt3。该间隙Δt3构成空气的流入口或空气的流通路径。通过在筐体2的前侧的两个侧面设置冲孔(punch)等开口部，使间隙Δt3作为空气流入口来发挥功能。

图23是着眼于后板30B以及控制基板10C的关系而表示的示意性的侧面图。在上下方向上稍微分离地水平设置有后板30B和控制基板10C。在控制基板10C的前端部垂直设置有连接器11B，通过连接器11B电连接有后板30B和控制基板10C。

这样构成的本实施例也收到与所述第一实施例相同的效果。除此之外，在本实施例中，在后板30B的上下两面上分别设置有各自多个磁盘驱动器20，在后板30B的后端侧配置控制基板10C。因此，与第一实施例相比，可以进一步减低筐体2的厚度。

[实施例10]

图24表示第十实施例的存储控制装置1的平面图。在本实施例中，在筐体2的外部设置多个修复驱动器用槽40，通过通信电缆40A连接修复驱动器用槽40和筐体2内的控制基板10。

通过将通信电缆40A设定为一定的长度，用户无需从机架取出筐体2，就可以在修复驱动器用槽40装卸修复用的磁盘驱动器20。此外，从秘密保持以及基体材料管理的观点看，有线连接修复驱动器用槽40和控制基板10是有利的。但是，在能够利用加密过的无线通信的情况下，也可以做成用无线连接修复驱动器用槽40和控制基板10的结构。

这样构成的本实施例也收到与所述第一实施例相同的效果。除此之外，在本实施例中，由于做成了在筐体2的外部设置修复驱动器用槽40的结构，因此可以容易装卸修复用的磁盘驱动器20，提高使用方便性。

此外，本发明不限定于上述实施方式。对于本领域技术人员来说，在本发明的范围内可以进行各种追加或变更等。

本发明，例如也可以从以下观点来掌握。第一观点是这样一种存储控制装置：其能够将设置在筐体的存储设备总数中的过半数以上的、最好是80％以上的存储设备作为固定型存储设备不可交换地预先设置在筐体，而将固定型存储设备以外的其他存储设备作为可交换型存储设备可交换地设置在筐体。

第二观点是这样一种存储控制装置：其具有不可交换地预先设置在筐体的多个固定型存储设备、和可交换地设置在筐体的至少一个以上的可交换型存储设备，可交换型存储设备数被设定为与从固定型存储设备中可任意选择的预备存储设备数相同。

上述第一、第二观点是例示，不能用于比专利请求范围所记述的范围更窄地解释本发明的权利要求的范围。另外，根据本说明书中记载的事项以及附图所揭示的事项，从所述第一、第二观点以外的其他观点也可以掌握本发明。

Claims (9)

1.一种存储控制装置，其特征在于，

包括：

筐体；

多个存储设备，其设置在所述筐体内部，用于存储数据；

至少一个以上的控制基板，其设置在所述筐体内部，用于控制所述各存储设备的动作；

至少一个以上的电源装置，其设置在所述筐体内部，用于向所述各存储设备以及所述控制基板供给电源；

至少一个以上的冷却风扇，其设置在所述筐体内部，从所述筐体外部吸入空气并在所述筐体内部产生冷却风；以及

至少一个以上的设备连接部，其使所述筐体内部的所述各存储设备以外的其他新的存储设备连接到所述控制基板，且

至少将所述各存储设备、所述控制基板、所述电源装置和所述冷却风扇在通常状态下不可交换地设置在所述筐体内部，

在所述设备连接部中，能够可交换地安装所述新的存储设备，该新的存储设备用于在不可交换地预先安装在所述筐体中的所述各存储设备变成不能使用时也可以存储数据。

2.根据权利要求1所述的存储控制装置，其特征在于，

预先设置在所述筐体内部的所述各存储设备中的至少一个以上的存储设备作为预备的存储设备被预先设定。

3.根据权利要求1所述的存储控制装置，其特征在于，

所述控制基板由分别具有相同结构的2组电路基板构成，在所述各电路基板上分别设置有用于控制所述各存储设备的动作的控制构造。

4.根据权利要求1所述的存储控制装置，其特征在于，

所述控制基板由形状分别不同的多个电路基板构成，通过在所述各电路基板上分别形成的电子电路，对用于控制所述各存储设备的动作的控制构造进行双重化。

5.根据权利要求1所述的存储控制装置，其特征在于，

所述冷却风扇，位于设置在所述筐体的一面的流入口和设置在所述筐体的另一面的流出口之间的中间部，在通常状态下不可交换地被配置在所述筐体内部。

6.根据权利要求1所述的存储控制装置，其特征在于，

使多个存储设备接近而构成一列，使多个列接近并重叠，由此在所述筐体的一侧将所述各存储设备配置成矩阵状；

所述控制基板，位于所述筐体的另一侧，在通常状态下不可交换地设置在所述筐体内部；

通过连接用基板连接所述各存储设备和所述控制基板；且

在所述各存储设备间分别形成有用于向所述筐体内吸入空气的流入口；再者，

在所述筐体的另一侧形成有用于向外部排放通过所述冷却风扇产生的冷却风的流出口。

7.根据权利要求6所述的存储控制装置，其特征在于，

所述控制用基板被垂直设置在所述筐体内部；

所述各存储设备分别被连接到所述连接用基板的一侧，且，所述控制基板被连接到所述连接用基板的另一侧。

8.根据权利要求6所述的存储控制装置，其特征在于，

所述连接用基板，位于所述筐体的一侧，并被水平设置在所述筐体内部；

所述各存储设备，以相同数量分别被配置在所述连接用基板的上表面侧和下表面侧，并分别被连接到所述连接用基板；

所述控制基板，被连接到所述连接用基板的另一侧，且被水平设置在所述筐体内部。

9.根据权利要求1所述的存储控制装置，其特征在于。

所述电源装置具有与所述各存储设备中的有可能同时使用的存储设备的数量对应的电源容量。

Images