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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Speicherplattenarray und ein
Speicherplattenarray-Steuerverfahren.
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Auf
verschiedenen Gebieten wurden in den letzten Jahren Umweltfragen
und einer Kostenverringerung eine hohe Bedeutung beigemessen. Es
gibt einen Trend bei Speicherplattenarrays, diese Probleme durch
eine Verringerung des Energieverbrauchs anzugehen. Die US 2003/0193732
A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern des Zugriffs einer Informationsverarbeitungseinrichtung
auf die einzelnen Plattenspeicher-Laufwerkgruppen (RAID-Gruppen)
eines Speicherplattenarrays und zum Versetzen aller Plattenspeicherlaufwerke
der RAID-Gruppe in einen Energiesparmodus, wenn es für eine bestimmte
Zeitspanne keinen Zugriff gegeben hat.
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Bei
einem Speicherplattenarray ist es erforderlich, Probleme mit den
einzelnen Plattenspeicherlaufwerken zu vermeiden und die Lebensdauer
des ganzen Speicherplattenarrays zu verlängern. Die
US 6057974 A beschreibt ein
Verfahren zum Ausführen der
Operation des Versetzens von Plattenspeicherlaufwerken in einen
Energiesparmodus (Beenden des Drehens der magnetischen Speicherplatten)
einzeln nacheinander in vorgegebenen Zeitintervallen, um dadurch
Probleme mit den Plattenspeicherlaufwerken zu vermeiden, ohne die
Zugriffs-Leistungsfähigkeit
drastisch zu verringern.
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Das
Verfahren der US 2003/0193732 A1 versetzt alle Plattenlaufwerke
der einzelnen RAID-Gruppen in den Energiesparmodus. Wenn eine Informationsverarbeitungseinrichtung
eine Anforderung für
einen Zugriff auf ein logisches Volumen dieser RAID-Gruppe ausgibt,
ist es daher erforderlich, zuerst den Energiesparmodus aufzuheben,
danach kann dann erst auf die Zugriffsanforderung reagiert werden,
wodurch sich die Zu griffs-Leistungsfähigkeit drastisch verringert.
Es besteht daher ein Bedürfnis nach
einer Verringerung des Energieverbrauchs bei Plattenlaufwerken ohne
drastische Verringerung der Zugriffs-Leistungsfähigkeit.
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In
den letzten Jahren werden immer mehr Speicherplattenarrays mit einer
Anzahl von Plattenlaufwerken mit verschiedenen Interfacestandards verwendet.
Der Interfacestandard ist zum Beispiel der Faseroptikstandard oder
der serielle ATA-Standard.
Im Vergleich mit einem Faseroptik-Plattenlaufwerk weist ein serielles
ATA-Plattenlaufwerk eine geringere Zuverlässigkeit und eine kürzere Lebensdauer
auf. Ein serielles ATA-Plattenlaufwerk ist jedoch billiger als ein
Faseroptik-Plattenlaufwerk,
so daß für Aufgaben,
die nicht gerade Schlüsselaufgaben
sind, serielle ATA-Plattenlaufwerke verwendet werden und oft in
Abhängigkeit
von der jeweiligen Anwendung serielle ATA-Plattenlaufwerke und Faseroptik-Plattenlaufwerke
nebeneinander verwendet werden.
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Ein
Speicherplattenarray umfasse zum Beispiel ein Faseroptik-Plattenlaufwerk
und ein serielles ATA-Plattenlaufwerk. Da das serielle ATA-Plattenlaufwerk
die kürzere
Lebensdauer hat, wird die Lebensdauer des ganzen Speicherplattenarrays
durch den Einfluß der
Lebensdauer des seriellen ATA-Plattenlaufwerks verkürzt. Aus
diesem Grund gibt es ein Bedürfnis
zur Verlängerung
der Lebensdauer der Plattenlaufwerke, wenn das Speicherplattenarray aus
Plattenlaufwerken mit einer Anzahl von Interfacestandards besteht.
Mit dem in der
US 6057974
A beschriebenen Verfahren können die Plattenlaufwerke einzeln
in einen Energiesparmodus versetzt werden, wodurch zwar Probleme
mit den Plattenlaufwerken vermieden und die Lebensdauer der Plattenlaufwerke
verlängert
wird, das in der
US
6057974 A beschriebene Verfahren enthält jedoch keine Hinweise auf
den Fall, daß ein
Speicherplattenarray aus Plattenlaufwerken mit einer Anzahl von
verschiedenen Interfacestandards besteht.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Probleme
gemacht, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Speicherplattenarray
und ein Speicherplattenarray-Steuerverfahren zu schaffen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Um
die oben beschriebenen Probleme zu lösen, betrifft die vorliegende
Erfindung ein Speicherplattenarray, das so mit einer Informationsverarbeitungseinrichtung
verbunden ist, daß es
damit in Verbindung treten kann, wobei das Speicherplattenarray eine
Anzahl von Plattenspeicherlaufwerken und eine Steuerung umfaßt, die
so aufgebaut ist, daß sie
ein Host-Interface, das eine Anforderung für einen Datenlesevorgang und
eine Anforderung für
einen Datenschreibvorgang für
die Plattenspeicherlaufwerke von der Informationsverarbeitungseinrichtung
aufnimmt, ein Speicherplatteninterface, das so mit den Plattenspeicherlaufwerken
verbunden ist, daß es
damit über
einen Kommunikationsweg in Verbindung treten kann, der eine Dateneingabe/Datenausgabe in/von
den Plattenspeicherlaufwerken ausführt, einen Speicher, eine CPU
zum Steuern des Host-Interfaces und des Speicherplatteninterfaces
sowie einen Zeitzählmechanismus
aufweist, wobei das Speicherplattenarray dadurch gekennzeichnet
ist, daß in
einer RAID-Gruppe,
die mit Redundanz aus einer Anzahl der Plattenspeicherlaufwerke
gebildet wird, ein logisches Volumen ausgebildet ist, und daß das Speicherplattenarray
einen Zugriffszeit-Speicherabschnitt,
der bei Erhalt einer Anforderung für einen Datenlesevorgang oder
einer Anforderung für
einen Datenschreibvorgang aus/in das logische Volumen von der Informationsverarbeitungseinrichtung
die vom Zeitzählmechanismus
festgestellte Zeit als Zugriffszeit in Verbindung mit einem Identifikator
für die RAID-Gruppe,
in der das logische Volumen ausgebildet ist, im genannten Speicher
speichert, und einen Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt umfaßt, der
unter Bezug auf die im Speicher gespeicherte Zugriffszeit eine Anzahl
der Plattenspeicherlaufwerke gemäß der Redundanz
der RAID-Gruppe in einen Energiesparmodus versetzt, wenn der Unterschied zwischen
der vom Zeitzählmechanismus
festgestellten Zeit und der genannten Zugriffszeit eine vorgegebene
Zeitspanne überschreitet.
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Des
weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Speicherplattenarray,
das so mit einer Informationsverarbeitungseinrichtung verbunden
ist, daß es
damit in Verbindung treten kann, wobei das Speicherplattenarray
eine Anzahl von ersten Plattenspeicherlaufwerken zum Ausführen einer
Datenübertragung
gemäß einem
ersten Interfacestandard, eine Anzahl von zweiten Plattenspeicherlaufwerken
zum Ausführen
einer Datenübertragung
gemäß einem zweiten
Interfacestandard und mit einer kürzeren Lebensdauer als die
ersten Plattenspeicherlaufwerke und eine Steuerung umfaßt, die
so aufgebaut ist, daß sie
ein Host-Interface, das eine Anforderung für einen Datenlesevorgang und
eine Anforderung für
einen Datenschreibvorgang in/von den ersten und zweiten Plattenspeicherlaufwerken
von der Informationsverarbeitungseinrichtung aufnimmt, ein Speicherplatteninterface,
das so mit den ersten und zweiten Plattenspeicherlaufwerken verbunden
ist, das es damit über einen
Kommunikationsweg in Verbindung treten kann, der eine Dateneingabe/Datenausgabe
in/von den ersten und zweiten Plattenspeicherlaufwerken ausführt, einen
Speicher, eine CPU zum Steuern des Host-Interfaces und des Speicherplatteninterfaces und
einen Zeitzählmechanismus
aufweist, wobei das Speicherplattenarray dadurch gekennzeichnet
ist, daß in
einer RAID-Gruppe, die aus einer Anzahl der ersten und zweiten Plattenspeicherlaufwerke
gebildet wird, ein logisches Volumen ausgebildet ist, und daß das Speicherplattenarray
einen Zugriffszeit-Speicherabschnitt, der bei Erhalt einer Anforderung
für einen
Datenlesevorgang oder einer Anforderung für einen Datenschreibvorgang
aus/in das logische Volumen von der Informationsverarbeitungseinrichtung
die vom Zeitzählmechanismus
festgestellte Zeit als Zugriffszeit in Verbindung mit einem Identifikator
für die
RAID-Gruppe, in der das logische Volumen ausgebildet ist, im Speicher
speichert, einen Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt, der unter Bezug
auf die im Speicher gespeicherte Zugriffszeit bei derjenigen RAID-Gruppe, bei der der
Unterschied zwischen der vom Zeitzählmechanismus festgestellten
Zeit und der genannten Zugriffszeit eine vorgegebene Zeit überschreitet,
eine Anzahl der ersten Plattenspeicherlaufwerke gemäß der Redundanz
der RAID-Gruppe in einen Energiesparmodus versetzt, wenn die RAID-Gruppe
nur aus ersten Plattenspeicherlaufwerken besteht, und der eine beliebige
Anzahl der zweiten Plattenspeicherlaufwerke in den Energiesparmodus
versetzt, wenn die RAID-Gruppe nur aus zweiten Plattenspeicherlaufwerken
besteht, einen Energiespar-Startzeit-Speicherabschnitt,
der in Verbindung mit einem Identifikator für die RAID-Gruppe die vom Zeitzählmechanismus
festgestellte Zeit als Energiespar-Startzeit im Speicher speichert,
wenn die ersten oder zweiten Plattenspeicherlaufwerke durch den
Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt
in den Energiesparmodus versetzt wurden, sowie einen Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt
umfaßt,
der unter Bezug auf die Energiespar-Startzeit den Energiesparmodus
für die ersten
und zweiten Plattenspeicherlaufwerke aufhebt, wenn der Unterschied
zwischen der Energiesparmodus-Startzeit und der vorn Zeitzählmechanismus
festgestellten Zeit eine vorgegebene Zeit überschreitet.
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Die
vorliegende Erfindung schafft somit ein Speicherplattenarray und
ein Speicherplattenarray-Steuerverfahren.
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Andere
Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
hervor.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Blockdarstellung der Hardwarekonfiguration eines Speicherplattenarrays
gemäß einer
ersten Ausführungsform
und einer zweiten Ausführungsform;
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2 eine
Blockdarstellung der Funktionen einer Steuerung bei der ersten Ausführungsform;
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3 zeigt
eine RAID-Gruppen-Steuertabelle und eine Energiespar-Wartezeit bei
der ersten Ausführungsform;
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4 ist
ein Flußdiagramm
des Energiesparprozesses bei der ersten Ausführungsform;
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5 ein
Flußdiagramm
für einen
Leseprozeß bei
der ersten Ausführungsform;
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6 ein
Flußdiagramm
für einen
Schreibprozeß unter
Verwendung von Ersatzlaufwerken bei der ersten Ausführungsform;
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7 ein
Flußdiagramm
für einen
Schreibprozeß ohne
Verwendung von Ersatzlaufwerken bei der ersten Ausführungsform;
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8 zeigt
einen Verbindungsmodus für
Faseroptik-Plattenlaufwerke
bei der ersten Ausführungsform;
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9 einen
ersten Verbindungsmodus für serielle
ATA-Plattenlaufwerke
bei der ersten Ausführungsform;
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10 ein
Konfigurationsbeispiel für
eine RAID-Gruppe, wenn der Konverter wie in der 9 gezeigt
im Zusatzgehäuse
angeordnet ist;
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11 einen
zweiten Verbindungsmodus für serielle
ATA-Plattenlaufwerke
bei der ersten Ausführungsform;
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12 ein
Konfigurationsbeispiel für
eine RAID-Gruppe bei der ersten Ausführungsform, wenn die Konverter
wie in der 11 gezeigt angeordnet sind;
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13 eine
Blockdarstellung der Funktionen einer Steuerung bei der zweiten
Ausführungsform;
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14 eine
RAID-Gruppen-Steuertabelle, eine Plattenlaufwerk-Steuertabelle,
eine Energiespar-Steuertabelle, eine Ersatz-Steuertabelle, die Wegführ-Wartezeit,
eine Obergrenzen-Steuertabelle und eine Fehler-Steuertabelle bei
der zweiten Ausführungsform;
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15 ist
ein Flußdiagramm
für den
Energiesparprozeß bei
der zweiten Ausführungsform;
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16 ein
Flußdiagramm
für den
Leseprozeß bei
der zweiten Ausführungsform;
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17 ein
Flußdiagramm
für einen
Schreibprozeß unter
Verwendung von Ersatzlaufwerken bei der zweiten Ausführungsform;
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18 ein
Flußdiagramm
für einen
Schreibprozeß ohne
Verwendung von Ersatzlaufwerken bei der zweiten Ausführungsform;
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19 ein
Flußdiagramm
für das
Versetzen der Plattenlaufwerke in den Energiesparmodus für jede RAID-Gruppe
unter Verwendung der Ersatzlaufwerke bei der zweiten Ausführungsform;
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20 ein
Flußdiagramm
für das
Wegführen der
Schreib-Lese-Köpfe der
Plattenlaufwerke bei der zweiten Ausführungsform;
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21 ein
Flußdiagramm
für das
Festlegen der Lebensdauer der Plattenlaufwerke bei der zweiten Ausführungsform;
und
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22 ein
Flußdiagramm
für das
Ersetzen von Plattenlaufwerken durch Ersatzlaufwerke auf der Basis
der Anzahl der von den Plattenlaufwerken erzeugten Fehler bei der
zweiten Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1.Erste Ausführungsform
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Die 1 ist
eine Blockdarstellung der Hardwarekonfiguration eines Speicherplattenarrays,
das als erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert
wird.
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Eine
Informationsverarbeitungseinrichtung 20 ist über ein
SAN (Storage Area Network) 30 mit dem Speicherplattenarray 10 verbunden.
Mit dem Speicherplattenarray 10 ist über ein LAN (Local Area Network)
auch ein Steuerterminal 90 verbunden.
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Die
Informationsverarbeitungseinrichtung 20 ist ein Personal
Computer, eine Workstation oder ein Mainframe-Computer und dergleichen.
Auf der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 läuft ein
Betriebssystem. Unter dem Betriebssystem läuft eine Anwendungssoftware.
Die Anwendungssoftware stellt Funktionen wie ein Bank-Geldautomatensystem
oder ein Flugzeug-Sitzreservierungssystem
bereit.
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Das
Steuerterminal 90 ist ein Computer für die Ausführung von Unterhalt- und Steueraufgaben am
Speicherplattenarray 10 und den Plattenlaufwerken 80,
das über
ein LAN mit dem Speicherplattenarray 10 verbunden ist.
Das LAN führt
eine Kommunikation gemäß einem
Protokoll wie TCP/IP aus und ist ein Netzwerk, das das Speicherplattenarray 10 mit dem
Steuerterminal 90 verbindet. Das Steuerterminal 90 braucht
nicht immer über
eine Kommunikationseinrichtung wie das LAN zu laufen, sondern es kann
auch über
eine SCSI-(Small Computer Systems Interface)-Kommunikationsleitung
oder Peer-to-Peer-Verbindung
etc. angeschlossen sein. Das Steuerterminal 90 kann auch
Teil des Speicherplattenarrays sein.
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Wie
in der 1 gezeigt, ist die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 über das
SAN 30 mit dem Speicherplattenarray 10 verbunden.
Die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 ist ein Personal Computer,
eine Workstation oder ein Mainframe-Computer oder dergleichen.
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Das
Speicherplattenarray 10 umfaßt ein Basisgehäuse 11 und
ein oder eine Anzahl von Zusatzgehäusen 12. Bei der vorliegenden
Ausführungsform ist
das Basisgehäuse 11 mit
Steuerungen 13, Plattenlaufwerken 80 usw. versehen.
Die Steuerung 13 ist mit Host-Interfaces 40, Speicherplatteninterfaces 50,
einer CPU 14, einem Speicher 15, einem Zeitzählmechanismus 16,
einem Cache-Speicher 60 und einem Datencontroller 17 usw.
versehen. Das Zusatzgehäuse 12 ist
mit Plattenlaufwerken 80 usw. versehen. Die Plattenlaufwerke 80 des
Basisgehäuses
und des Zusatzgehäuses
sind mit den Speicherplatteninterfaces 50 so verbunden,
daß sie
damit über
Kommunikationswege 81 in Verbindung treten können. Die
Einzelheiten der Verbindungsar ten zwischen den Speicherplatteninterfaces 50 und
den Plattenlaufwerken 80 werden später beschrieben.
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Das
Host-Interface 40 ist ein Interface zum Ausführen einer
Kommunikation mit der Informationsverarbeitungseinrichtung 20.
Das Host-Interface 40 weist eine Funktion zum Aufnehmen
einer Blockzugriffsanforderung gemäß dem Faseroptikprotokoll auf.
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Das
Speicherplatteninterface 50 ist ein Interface zum Ausführen einer
Datenübertragung
zu und von den Plattenlaufwerken 80 unter der Anweisung der
CPU 14. Das Speicherplatteninterface 50 ist mit einer
Funktion zum Übertragen
von Dateneingabe/Datenausgabeanforderungen zu und von den Plattenlaufwerken 80 gemäß dem durch
den Befehl zum Steuern der Plattenlaufwerke 80 angegebenen Protokoll
versehen.
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Die
CPU 14 steuert das ganze Speicherplattenarray 10 und
die Host-Interfaces 40, die Speicherplatteninterfaces 50 und
den Datencontroller 17 usw. durch Ausführen eines im Speicher 15 gespeicherten Mikroprogramms.
Außer
dem Mikroprogramm enthält
der Speicher 15 auch eine RAID-Gruppen-Steuertabelle 301 usw.,
was später
noch beschrieben wird.
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Der
Cache-Speicher 60 wird dazu verwendet, vorübergehend
die zwischen dem Host-Interface 40 und dem Speicherplatteninterface 50 ausgetauschten
Daten zu speichern.
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Der
Zeitzählmechanismus 16 ist
eine Schaltung, die Zeit messen kann. Der Zeitzählmechanismus 16 kann
auch durch ein im Speicher 15 gespeichertes Mikroprogramm
und nicht durch eine Hardware wie eine Schaltung ausgeführt werden.
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Der
Datencontroller 17 überträgt unter
der Kontrolle der CPU 14 Daten zwischen dem Host-Interface 40 und
dem Cache-Speicher 60 oder
zwischen dem Cache-Speicher 60 und dem Speicherplatteninterface 50.
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Die
Steuerung 13 ist mit einer Funktion zum Steuern der Plattenlaufwerke 80 auf
einer der RAID-Ebenen (z.B. 0, 1 und 5) versehen, die durch das
sogenannte RAID-System (Redundant Array of Inexpensive Disks) vorgegeben
werden. Im RAID-System wird eine Anzahl von Plattenlaufwerken 80 als
eine Gruppe (im folgenden "RAID-Gruppe" bezeichnet) gesteuert.
An der RAID-Gruppe 82 wird ein
logisches Volumen 83 ausgebildet, das die Einheit für einen
Zugriff von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 ist,
und jedem logischen Volumen 83 wird ein Identifikator zugeordnet,
der "LUN" (Logical Unit Number)
genannt wird.
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Das
Speicherplattenarray 10 kann auch mit einem Ersatzlaufwerk 85 aus
einem oder einer Anzahl von Plattenlaufwerken 80 versehen
sein, das bzw. die eine Alternative bereitstellen, wenn mit den Plattenlaufwerken 80,
die die RAID-Gruppe 82 bilden, Schwierigkeiten auftreten.
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Zusätzlich zu
der oben beschriebenen Konfiguration kann das Speicherplattenarray
auch als NAS-Speicher (Network Attached Storage) dienen, der so
aufgebaut ist, daß er
eine Dateneingabe/Datenausgabeanforderung von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 unter
Angabe eines Dateinamens gemäß einem
Protokoll wie NFS (Network File System) annimmt.
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Das
Plattenlaufwerk 80 ist ein Speicherplattenlaufwerk, das
gemäß Interfacestandards
wie FC (Fibre Channel, Faseroptik) und Seriell ATA (Serial AT Attachment)
kommunizieren kann. Das Plattenlaufwerk 80 ist mit einer
Anzahl von magnetischen Speicherplatten versehen und liest/schreibt
Daten mittels seiner Schreib-Lese-Köpfe, die jeweils auf die Daten
auf der magnetischen Speicherplatte zugreifen.
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Es
gibt Schreib-Lese-Kopfoperationssysteme wie das CSS-System (Contact Start
Stop) und das Zuführ/Wegführsystem.
Beim CSS-System liegt der Kopf auf dem innersten Radiusbereich der
magnetischen Speicherplatte auf, wenn sich die magnetische Speicherplatte
nicht dreht, und wenn sich die magnetische Speicherplatte dreht,
schwebt der Kopf aufgrund des Luftdrucks, der durch die Drehung
erzeugt wird, über
der Oberfläche
der magnetischen Speicherplatte. Beim Zuführsystem zieht sich der Schreib-Lese-Kopf
zur Außenseite
der magnetischen Speicherplatte zurück (wird weggeführt), wenn
sich die magnetische Speicherplatte nicht dreht, und wenn sich die
magnetische Speicherplatte dreht, bewegt sich der Kopf auf die magnetische
Speicherplatte (wird zugeführt).
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Das
Plattenlaufwerk 80 weist außerdem eine Anzahl von Betriebsmoden
mit verschiedenen Mengen an Energieverbrauch auf. Die Anzahl der
Betriebsmoden wird durch Steuern des Drehens der Welle des Plattenlaufwerks 80 realisiert.
Zum Beispiel gibt es, wenn der Interfacestandard des Plattenlaufwerks 80 das
serielle ATA ist, vier Betriebsmoden; Aktiv, Leerlauf, Standby und
Sleep. Der Energieverbrauch verringert sich in der angegebenen Reihenfolge
der vier Moden, und auch die Geschwindigkeit der Reaktion auf eine
Zugriffsanforderung wie eine Dateneingabe/Datenausgabeanforderung
verringert sich in dieser Reihenfolge. Wenn keine Zugriffsanforderung
für die
Plattenlaufwerke 80 vorliegt, kann damit das Versetzen
in einen Energiesparmodus wie Standby und Sleep den Energieverbrauch des
Plattenlaufwerks 80 verringern.
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Die
Plattenlaufwerke 80 können
integral mit dem Speicherplattenarray 10 ausgebildet sein
oder auch unabhängig
davon sein. Der von den Plattenlaufwerken 80 bereitgestellte
Speicherbereich wird in Einheiten des erwähnten logischen Volumens 83 gesteuert.
In die und aus den Plattenlaufwerken 80 können dadurch
Daten eingeschrieben und ausgelesen werden, daß eine LUN (Logical Unit Number)
angegeben wird, die ein dem logischen Volumen zugeordneter Identifikator
ist.
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Der
Kommunikationsweg 81 ist zum Beispiel ein FC-AL (Fibre
Channel Arbitrated Loop), er verbindet das Speicherplatteninterface 50 und
die Plattenlaufwerke 80 so, daß diese miteinander kommunizieren
können.
Das Speicherplatteninterface 50 und die Plattenlaufwerke 80 können auch
so verbunden sein, daß sie
miteinander über
einen FC-AL-Hub kommunizieren, es kann auch eine Direktverbindung über ein
Faseroptikkabel bestehen.
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Die 2 ist
eine Blockdarstellung der Funktionen der Steuerung 13 bei
der ersten Ausführungsform.
Die Steuerung 13 umfaßt
einen Zugriffszeit-Speicherabschnitt 201, einen Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 202,
einen Kommunikationsweg-Auswahlabschnitt 203, einen Leseanforderungs-Antwortabschnitt 204,
einen Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205, einen Ersatzlaufwerk-Speicherabschnitt 206,
einen Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 207 und einen
Positionsinformationen-Speicherabschnitt 208. Die Abschnitte 201 bis 208 werden
jeweils durch die CPU 14 der Steuerung 13 implementiert,
die ein im Speicher 15 gespeichertes Programm ausführt.
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Die 3 zeigt
eine RAID-Gruppen-Steuertabelle 301, die im Speicher 15 gespeichert
ist, und eine Energiespar-Wartezeit 302.
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Die
RAID-Gruppen-Steuertabelle 301 umfaßt Felder wie "RAID-Einstellung", "LUN-Steuerung", "Zugriffszeit", "Einrichtposition
(Laufwerknummer)", "Kommunikationswegnummer" und "Energiespar-Startzeit". Das Feld "RAID-Einstellung" legt die Nummer
fest, die die RAID-Gruppe anzeigt.
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Das
Feld "LUN-Steuerung" enthält die LUNs aller
logischen Volumina 83 in der RAID-Gruppe. Das Feld "Zugriffszeit" enthält den Zeitpunkt
des letzten Zugriffs der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 auf
eines der logischen Volumen 83 in der RAID-Gruppe 82.
Wenn das Host-Interface 40 eine Zugriffsanforderung von
der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 erhält, bestimmt
der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 201 den gegenwärtigen Zeitpunkt
mittels des Zeitzählmechanismusses 16 und legt
ihn als "Zugriffszeit" fest. Das Feld "Einrichtposition" legt die Positionen
fest, in denen alle Plattenlaufwerke 80 der RAID-Gruppe 82 in
den Energiesparmodus versetzt sind. Das Feld "Kommunikationswegnummer" legt die Nummer
für die
Kommunikationswege 81 fest, mit denen alle Plattenlaufwerke 80 der
RAID-Gruppe 82, die im Energiesparmodus sind, verbunden
sind. Das Feld "Energiespar-Startzeit" hält den Zeitpunkt
fest, an dem die Plattenlaufwerke 80 der RAID-Gruppe 82 in
den Energiesparmodus versetzt werden. Der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 202 legt
Energiesparin formationen für
die "Einrichtposition", die "Kommunikationswegnummer" und die "Energiespar-Startzeit" fest, wenn die Plattenlaufwerke 80 in
dem später
beschriebenen Energiesparprozeß in
den Energiesparmodus versetzt werden.
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Die
Energiespar-Wartezeit 302 legt die Zeitspanne fest, nach
der das Plattenlaufwerk 80 in den Energiesparmodus versetzt
wird. Wenn es in der in der Energiespar-Wartezeit 302 festgelegten
Zeitspanne keinen Zugriff der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 auf
eines der logischen Volumen 80 in der RAID-Gruppe 82 gibt,
werden die Plattenlaufwerke 80 in der RAID-Gruppe 82 nach
der später
beschriebenen Prozedur in den Energiesparmodus versetzt. Die Energiespar-Wartezeit 302 wird
am Steuerterminal 90 festgelegt.
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Energiesparprozeßfluß
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Die 4 ist
ein Flußdiagramm
für den
Energiesparprozeß bei
der ersten Ausführungsform. Der
Energiesparprozeß wird
für jede
RAID-Gruppe 82 ausgeführt.
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Der
Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 202 überwacht
die RAID-Gruppe 82 darauf, ob der Unterschied zwischen
der in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 301 gespeicherten
Zugriffszeit und dem gegenwärtigen
Zeitpunkt die Energiespar-Wartezeit übersteigt oder nicht (S401).
Wenn der Unterschied die Energiespar-Wartezeit übersteigt, prüft der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 202, ob
die RAID-Gruppe 82 eine RAID-Konfiguration mit Redundanz aufweist
oder nicht (S402).
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Eine
RAID-Konfiguration mit Redundanz bezeichnet eine Konfiguration,
mit der auch dann Daten richtig ausgelesen werden können, wenn
mit einer oder einer Anzahl von Plattenlaufwerken 80 der RAID-Gruppe 82 Schwierigkeiten
auftreten. Zum Beispiel ist es im Falle von RAID 5, wenn mit einem
Plattenlaufwerk 82 innerhalb einer Anzahl von Plattenlaufwerken 80,
die die RAID-Gruppe 82 bilden, Schwierigkeiten auftreten,
möglich,
die im Plattenlaufwerk 82 mit den Schwierigkeiten gespeicherten Daten
unter Verwendung der übrigen
Plattenlaufwerke 82, die keine Probleme machen, zu rekonstruieren.
Wenn jedoch Schwierigkeiten mit einem Plattenlaufwerk 80 in
der Anzahl von Plattenlaufwerken 80, die die RAID-Gruppe 82 bilden,
auftreten, kann RAID 0 die Daten nicht mehr richtig auslesen, so
daß RAID 0
keine Redundanz aufweist.
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Wenn
die RAID-Konfiguration der RAID-Gruppe 82, bei der die
Energiespar-Wartezeit überschritten
ist, keine Redundanz aufweist, beendet der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 202 den
Prozeß ohne Ändern des
Betriebsmodus der Plattenlaufwerke 80.
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Wenn
die RAID-Konfiguration der RAID-Gruppe 82, bei der die
Energiespar-Wartezeit überschritten
ist, redundant ist, startet der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 202 den
Prozeß dadurch,
daß er
entsprechend dieser Redundanz eine Anzahl der Plattenlaufwerke 80 in
den Energiesparmodus versetzt. Die der Redundanz entsprechende Anzahl
ist die maximale Zahl der Plattenlaufwerke 80, ohne die
es möglich
ist, unter Verwendung der übrigen
Plattenlaufwerke 80 Daten korrekt auszulesen. Wenn es eine
Anzahl von Kandidaten-Plattenlaufwerken 80 gibt, die in
den Energiesparmodus versetzt werden können, wählt der Kommunikationsweg-Auswahlabschnitt 203 einen
Kommunikationsweg 81 aus, mit dem die in den Energiesparmodus
zu versetzenden Plattenlaufwerke 80 verbunden sind (S403).
Dabei nimmt der Kommunikationsweg-Auswahlabschnitt 203 auf
die Kommunikationswegnummern der Plattenlaufwerke 80 Bezug,
die in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 301 gespeichert sind, und
startet den Energiesparmodus und wählt den Kommunikationsweg 81 aus,
mit dem die kleinste Anzahl von Plattenlaufwerken 80 im
Energiesparmodus verbunden ist. Der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 202 ändert den
Betriebsmodus einer der Redundanz entsprechenden Anzahl von Plattenlaufwerken 80,
die mit dem ausgewählten
Kommunikationsweg 81 verbunden sind, in den Energiesparmodus
(S404). Der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 202 registriert
die Einrichtungsposition und die Kommunikationswegnummer des Plattenlaufwerks 80,
das in den Energiesparmodus versetzt wurde, sowie den Zeitpunkt,
an dem der Energiesparmodus gestartet wurde, in der RAID-Gruppen-Steuertabelle
(S405).
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Die
Plattenlaufwerke 80 können
dabei dadurch in den Energiesparmodus versetzt werden, daß das Drehen
der Welle der Plattenlaufwerke 80 beendet wird, oder daß der Betriebsmodus
von Aktiv zu Leerlauf, Standby oder Sleep geändert wird etc.
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Leseprozeßfluß
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Die 5 ist
ein Flußdiagramm
für den
Prozeßfluß, wenn
von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine Datenleseanforderung
erhalten wird.
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Wenn
das Host-Interface 40 von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine
Datenleseanforderung erhält
(S501), prüft
der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 204, ob die RAID-Gruppe 82, zu
der das logische Volumen 83, das Ziel der Leseanforderung,
gehört,
in einem Energiesparmodus ist oder nicht (S502).
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Wenn
die RAID-Gruppe 82 nicht in einem Energiesparmodus ist,
liest der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 204 die angeforderten
Daten aus dem Plattenlaufwerk 80 aus (S503) und sendet die
ausgelesenen Daten zu der Informationsverarbeitungseinrichtung 20.
Der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 201 speichert den vom
Zeitzählmechanismus 16 festgestellten
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 301 (S504) und
beendet den Prozeß.
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Es
wird nun die Vorgehensweise erläutert, wenn
die RAID-Gruppe 82,
zu der das logische Volumen 83, das Ziel der Leseanforderung,
gehört,
sich in einem Energiesparmodus befindet. Der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 204 liest
die Daten unter Verwendung der Redundanz des RAID-Systems aus den
Plattenlaufwerken 80 aus, die sich nicht im Energiesparmodus
befinden (S505). Der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 204 sendet
die ausgelesenen Daten zu der Informationsverarbeitungseinrichtung 20.
Dann hebt der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 den
Energiesparmodus der Plattenlaufwerke 80 auf, die sich
Energiesparmodus befinden (S506). Der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 201 speichert
den am Zeitzählmechanismus 16 festgestellten
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 301.
Der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 löscht die
Einrichtungsposition, die Kommunikationswegnummer und die Energiespar-Startzeit,
die die Energiesparinformationen bilden (S507). Dann startet der
Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 den Energiesparprozeß für die RAID-Gruppe 82,
die das Ziel der Leseanforderung ist (S508).
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Der
Energiesparmodus der Plattenlaufwerke 80 kann aufgehoben
werden durch ein erneutes Starten des Drehens der angehaltenen Welle
oder durch Ändern
des Betriebsmodus in den aktiven Modus etc.
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Schreibprozeßfluß
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Die 6 ist
ein Flußdiagramm
für den
Prozeßfluß, wenn
von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine Datenschreibanforderung
erhalten wird.
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Wenn
das Host-Interface 40 von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine
Datenschreibanforderung erhält
(S601), prüft
der Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 207, ob die RAID-Gruppe 82,
zu der das logische Volumen 83, das Ziel der Schreibanforderung,
gehört,
in einem Energiesparmodus ist oder nicht (S602).
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Wenn
die RAID-Gruppe 82 nicht in einem Energiesparmodus ist,
führt der
Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 207 den Schreibprozeß für das Einschreiben
der Daten in die Plattenlaufwerke 80 aus, die das logische
Volumen 83 bilden (S602) und benachrichtigt die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 über das
Ende des Schreibprozesses. Der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 201 speichert
den am Zeitzählmechanismus 16 festgestellten
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 301 (S604)
und beendet den Prozeß.
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Es
wird nun die Vorgehensweise erläutert, wenn
die RAID-Gruppe 82,
zu der das logische Volumen 83, das Ziel der Schreibanforderung,
gehört, sich
in einem Energiesparmodus befindet. Es wird dabei angenommen, daß in dem
Energiesparprozeß der 4 der
Ersatzlaufwerk-Speicherabschnitt 206 eine Kopie der in
den Plattenlaufwerken 80 gespeicherten Daten in den Ersatzlaufwerken 85 gespeichert
hat, bevor der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 202 die
Plattenlaufwerke 80 in den Energiesparmodus versetzt hat
(S404).
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Der
Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 207 führt den
Schreibprozeß für das Einschreiben der
Daten in die Plattenlaufwerke 80, die das logische Volumen 83 bilden
und die nicht im Energiesparmodus sind, und in die Ersatzlaufwerke 85 aus (S605)
und benachrichtigt die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 über das
Ende des Schreibprozesses.
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Der
Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 hebt den Energiesparmodus
für die
Plattenlaufwerke 80 auf, die sich Energiesparmodus befinden
(S606). Der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt kopiert die Kopie
der in den Ersatzlaufwerken 85 gespeicherten Daten in die
Plattenlaufwerke 80 zurück,
deren Energiesparmodus aufgehoben wurde (S607). Es ist auch möglich, daß der Positionsinformationen-Speicherabschnitt 208 die
Positionsinformationen über
die vom Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 207 in
die Ersatzlaufwerke 85 eingeschriebenen Daten im Cache-Speicher 60 speichert.
In diesem Fall kann, wenn die Daten aus den Ersatzlaufwerken 85 in
die Plattenlaufwerke 80 zurückkopiert werden (S607), der
Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 nur die Daten
in den Plattenlaufwerken 80 rekonstruieren, die von den
Positionsinformationen bezeichnet werden, die im Cache-Speicher 60 gespeichert
sind. Der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 201 speichert
den am Zeitzählmechanismus 16 festgestellten
gegenwärtigen Zeitpunkt
als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 301.
Der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 löscht die
Energiesparinformationen (S608). Dann startet der Energie sparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 den
Energiesparprozeß für die RAID-Gruppe 82,
das Ziel der Schreibanforderung (S609).
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Anhand
der 6 wurde ein Verfahren mit einer Verwendung der
Ersatzlaufwerke 85 erläutert, wenn
eine Schreibanforderung für
die Plattenlaufwerke 80 erhalten wird, die sich im Energiesparmodus
befinden, es gibt jedoch auch ein Verfahren, bei dem keine Ersatzlaufwerke 85 verwendet
werden. Dieses Verfahren wird anhand des Flußdiagramms der 7 erläutert.
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Der
Prozeß von
den Schritten S701 bis S704 in der 7 ist der
gleiche wie der Prozeß von
S601 bis S604 in der 6. Es wird der Prozeß erläutert, wenn
die RAID-Gruppe 82, zu der das logische Volumen 83,
das Ziel der Schreibanforderung, gehört, sich in einem Energiesparmodus
befindet.
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Der
Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 207 führt den
Schreibprozeß zum
Einschreiben von Daten in den Plattenlaufwerken 80 aus,
die sich nicht im Energiesparmodus befinden und die das logische Volumen 83 bilden
(S705), und er benachrichtigt die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 über das Ende
des Schreibvorganges.
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Der
Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 hebt den Energiesparmodus
für die
Plattenlaufwerke 80 auf, die sich im Energiesparmodus befinden
(S706). Der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 erzeugt
die Daten, die in den sich im Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerken 80 zu
speichern sind, aus den Daten, die in den Plattenlaufwerken 80 gespeichert
sind, die sich nicht im Energiesparmodus befinden, und kopiert die
erzeugten Daten in die Plattenlaufwerke 80 zurück, für die der
Energiesparmodus aufgehoben wurde (S707).
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Es
ist auch möglich,
daß der
Positionsinformationen-Speicherabschnitt 208 die
Positionsinformationen für
die Daten, die ursprünglich
in die sich im Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerke 80 eingeschrieben
werden sollten, im Cache-Speicher 60 speichert. Dabei kann
dann, wenn die Daten aus den Plattenlaufwerken 80 zurückkopiert
werden, die sich nicht im Energiesparmodus befinden (S707), der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 nur diejenigen
Daten in den Plattenlaufwerken 80 rekonstruieren, die von
den im Cache-Speicher 60 gespeicherten Positionsinformationen
bezeichnet werden. Der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 201 speichert
den am Zeitzählmechanismus 16 festgestellten
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 301.
Der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 löscht die
Energiesparinformationen (S708). Dann startet der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 205 den
Energiesparprozeß für die RAID-Gruppe 82,
dem Ziel der Schreibanforderung (S709).
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Es
wurden bisher der Energiesparprozeß, der Leseprozeß und der
Schreibprozeß beschrieben.
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Bei
dem Energiesparprozeß wird,
wenn es für
eine vorgegebene Zeitspanne keine Zugriffsanforderung wie eine Schreibanforderung
für das
logische Volumen 83 in der RAID-Gruppe 82 gibt,
eine Anzahl der Plattenlaufwerke 80 entsprechend der Redundanz
der RAID-Gruppe 82 in den Energiesparmodus versetzt. Es
ist damit möglich,
einen Energieeinspareffekt zu erhalten, ohne die Zugriffs-Leistungsfähigkeit
der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 auf die Plattenlaufwerke 80 erheblich
zu verschlechtern.
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Bei
dem beschriebenen Leseprozeß werden die
Daten unter Verwendung der Plattenlaufwerke 80 ausgelesen,
die sich nicht im Energiesparmodus befinden, und dann der Energiesparmodus
für die
sich Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerke 80 aufgehoben.
Durch das Aufheben des Energiesparmodus für die Plattenlaufwerke 80 erst
nach der Reaktion auf die Zugriffsanforderung ist es möglich, schnell
die Prozesse auszuführen,
die aufeinanderfolgende Leseanforderungen oder Schreibanforderungen
begleiten.
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Bei
dem in der 6 gezeigten Schreibprozeß werden
die in die sich im Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerke 80 einzuschreibenden Daten
in die Ersatzlaufwerke 85 einge schrieben, so daß die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 die Antwort
erhält,
daß der
Schreibvorgang beendet ist. Dann wird der Energiesparmodus für die sich
im Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerke 80 aufgehoben
und die in den Ersatzlaufwerken 85 gespeicherten Daten
in die Plattenlaufwerke 80 eingeschrieben. Dadurch kann
die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 den Datenschreibvorgang
abschließen,
ohne darauf warten zu müssen,
bis der Energiesparmodus für
die sich im Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerke 80 aufgehoben
wurde. Es wird dadurch verhindert, daß sich die Zugriffs-Leistungsfähigkeit
für den
Zugriff von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 auf
die Plattenlaufwerke 80 verschlechtert. Es werden dabei
die Positionsinformationen für
die in die Ersatzlaufwerke 85 eingeschriebenen Daten gespeichert,
so daß es möglich ist,
nur die während
des Energiesparmodusses der Plattenlaufwerke 80 in die
Ersatzlaufwerke 85 eingeschriebenen Daten in den Plattenlaufwerken 80 zu
rekonstruieren. Dadurch verkürzt
sich die Zeit zum Rekonstruieren der Plattenlaufwerke 80,
wenn der Energiesparmodus für
die Plattenlaufwerke 80 aufgehoben wird.
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Bei
dem in der 7 gezeigten Schreibprozeß werden
die Daten nur in diejenigen Plattenlaufwerke 80 der RAID-Gruppe 82 eingeschrieben,
die sich nicht im Energiesparmodus befinden, und die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 entsprechend
benachrichtigt, daß der
Einschreibvorgang beendet ist. Dann wird der Energiesparmodus für die sich
im Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerke 80 aufgehoben
und die Daten unter Verwendung der Redundanz des RAID-Systems in
den Plattenlaufwerken 80 rekonstruiert, deren Energiesparmodus
aufgehoben wurde. Wie beim Schreibprozeß der 6 kann dadurch
die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 den Datenschreibvorgang
abschließen,
ohne darauf warten zu müssen,
bis der Energiesparmodus für
die sich Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerke 80 aufgehoben
ist. Auf diese Weise ist es möglich
zu verhindern, daß sich die
Leistungsfähigkeit
für den
Zugriff von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 auf
die Plattenlaufwerke 80 verschlechtert. Es ist auch möglich, die
Positionsinformationen für
die Daten zu speichern, die ursprünglich in die sich im Energiesparmodus
befindlichen Plattenlaufwerke 80 eingeschrieben werden sollten.
Es ist damit möglich,
die Daten in den Plattenlaufwerken 80, die sich im Energiesparmodus
befanden, nur aus den Daten zu rekonstruieren, die während des
Energiesparmodusses der Plattenlaufwerke 80 in die anderen
Plattenlaufwerke 80 der RAID-Gruppe 82 eingeschrieben
wurden. Dadurch verkürzt
sich die Zeit zum Rekonstruieren der Plattenlaufwerke 80,
wenn der Energiesparmodus für
die Plattenlaufwerke 80 aufgehoben wird.
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Wenn
die Plattenlaufwerke 80 ausgewählt werden, die in den Energiesparmodus
versetzt werden sollen, wählt
der Kommunikationsweg-Auswahlabschnitt 203 denjenigen Kommunikationsweg 81 mit
der kleinsten Anzahl von angeschlossenen Plattenlaufwerken 80 im
Energiesparmodus aus. Damit wird die Anzahl der sich im Energiesparmodus
befindlichen Plattenlaufwerke an jedem Kommunikationsweg 81 ausgeglichen.
Dadurch wird ein Ungleichgewicht im Datenverkehr auf den einzelnen
Kommunikationswegen 81 vermieden, das merkliche Unterschiede
in der Zugriffs-Leistungsfähigkeit
auf den Kommunikationswegen 81 hervorrufen kann.
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2. Zweite
Ausführungsform
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Es
wird nun eine zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erläutert.
Die Hardwarekonfiguration mit dem Speicherplattenarray ist bei der
zweiten Ausführungsform
der in der 1 gezeigten Hardwarekonfiguration
der ersten Ausführungsform ähnlich.
Bei der zweiten Ausführungsform umfaßt das Speicherplattenarray 10 erste
Plattenlaufwerke 80, deren Interfacestandard ein Faseroptikstandard
ist, und zweite Plattenlaufwerke 80, deren Interfacestandard
der serielle ATA-Standard
ist. Der Interfacestandard ist dabei nicht auf die genannten Standards
beschränkt,
solange nur zumindest die Le bensdauer der zweiten Plattenlaufwerke
kürzer
ist als die Lebensdauer der ersten Plattenlaufwerke.
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Zuerst
wird der Verbindungsmodus zwischen einem Speicherplatteninterface 50 und
den Plattenlaufwerken 80 erläutert.
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Die 8 zeigt
den Verbindungsmodus, wenn der Interfacestandard für die Plattenlaufwerke 80 der
Faseroptikstandard ist. Wenn die Kommunikationswege 81 FC-AL-Wege
sind, ist eine Anzahl von PBCs (Port Bypass Circuits) 801 vorgesehen.
Die PBCs 801 weisen eine Funktion zum Verbinden des Speicherplatteninterfaces 50 mit
denjenigen Plattenlaufwerken 80 auf, deren Interfacestandard
der Faseroptikstandard ist. Die PBCs 801 weisen auch eine Funktion
zum Trennen derjenigen Plattenlaufwerke 80 vom FC-AL-Weg
auf, die Probleme besitzen, damit das Speicherplatteninterface 50 mit
anderen Plattenlaufwerken 80 in Verbindung treten kann.
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Die 9 zeigt
ein Beispiel für
einen Verbindungsmodus, wenn der Interfacestandard der Plattenlaufwerke 80 ein
anderer als der Faseroptikstandard ist, etwa der serielle ATA-Standard.
Da es nicht möglich
ist, die Plattenlaufwerke 80 mit einem solchen Interfacestandard
direkt mit dem FC-AL zu verbinden, wird ein Konverter 901 verwendet.
Der Konverter 901 ist eine Schaltung zum Umwandeln von Daten
oder Signale in die Interfacestandards der Faseroptik und des seriellen
ATA. Bei dem Beispiel der 9 ist der
Konverter 901 so vorgesehen, daß alle Plattenlaufwerke 80 im
Basisgehäuse 11 und
im Zusatzgehäuse 12 einer
Umwandlung vom Faseroptikstandard zum seriellen ATA-Standard unterliegen. Wenn
der Konverter 901 vorgesehen ist, weisen daher alle Plattenlaufwerke 80 den
Interfacestandard des seriellen ATA auf.
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Die 10 zeigt
ein Konfigurationsbeispiel für
eine RAID-Gruppe 82, wenn der Konverter wie in der 9 gezeigt
für das
Zusatzgehäuse 12 vorgesehen
ist. Im Basisgehäuse 11 sind
die RAID-Gruppen 1001 und 1002 aus Faseroptik-Plattenlaufwerken 80 ausgebildet.
Da der Konverter 901 für
das Zu satzgehäuse 12 vorgesehen
ist, sind darin die RAID-Gruppen 1003 und 1004 aus
seriellen ATA-Plattenlaufwerken 80 ausgebildet.
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Die 11 zeigt
ein anderes Beispiel für
das Anschließen
von Plattenlaufwerken 80 mit einem anderen Standard als
dem Faseroptikstandard, etwa dem seriellen ATA-Standard. Wie bei
der 8 ist eine Anzahl von PBCs 801 mit dem
FC-AL verbunden. Die seriellen ATA-Plattenlaufwerke 1101 sind mit
einem Konverter 901 versehen, wobei der Konverter 901 an
die PBC 801 angeschlossen ist. Dadurch kann das serielle
ATA-Plattenlaufwerk 1101 Daten
zu und vom Speicherplatteninterface 50 übertragen. Bei diesem Verbindungsmodus
ist es auch möglich,
ein Plattenlaufwerk 1102 mit dem Faseroptikstandard anzuschließen.
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Die 12 zeigt
ein Konfigurationsbeispiel für
eine RAID-Gruppe 82, wenn der Konverter 901 wie
in der 11 gezeigt vorgesehen ist. Im
Basisgehäuse 11 befinden
sich RAID-Gruppen 1201 und 1202,
wobei die RAID-Gruppe 1201 nur aus Faseroptik-Plattenlaufwerken 80 und
die RAID-Gruppe 1202 nur aus seriellen ATA-Plattenlaufwerken 80 besteht. Im
Zusatzgehäuse 12 befinden
sich RAID-Gruppen 1203 und 1204, von denen jede
aus einer Mischung von Faseroptik-Plattenlaufwerken 80 und
seriellen ATA-Plattenlaufwerken 80 besteht. Auf diese Weise ist
es möglich,
Faseroptik-Plattenlaufwerke 80 und serielle ATA-Plattenlaufwerke 80 in
einem Gehäuse oder
einer RAID-Gruppe zu mischen, wenn der Konverter 901 wie
in der 11 gezeigt vorgesehen wird.
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Die 13 ist
eine Blockdarstellung der Funktionen einer Steuerung 13 bei
der zweiten Ausführungsform.
Die Steuerung 13 umfaßt
einen Zugriffszeit-Speicherabschnitt 1301, einen Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 1302,
einen Energiespar-Startzeit-Speicherabschnitt 1303, einen
Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 1304, einen kontinuierlichen
Betriebszeit-Speicherabschnitt 1305, einen Batch-Ersatz-Ausführungsabschnitt 1306,
einen akkumulierten Betriebszeit-Spei cherabschnitt 1307,
einen Zuführzeit-Speicherabschnitt 1308,
einen Wegführ-Ausführungsabschnitt 1309,
einen Fehlerzahl-Speicherabschnitt 1310,
einen dynamischen Ersatz-Ausführungsabschnitt 1311,
einen Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312, einen Ersatzlaufwerk-Speicherabschnitt 1313,
einen Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314, einen Positionsinformationen-Speicherabschnitt 1315 und einen
Obergrenzen-Prüfabschnitt 1316.
Die Abschnitte 1301 bis 1316 werden von der CPU 14 der Steuerung 13 implementiert,
die ein im Speicher 15 gespeichertes Programm ausführt.
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Der
kontinuierliche Betriebszeit-Speicherabschnitt 1305 speichert
für jede
RAID-Gruppe 82 die kontinuierliche Betriebszeit in der
RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401. Die kontinuierliche Betriebszeit
für jede
RAID-Gruppe 82 ist die Zeit, während der die Plattenlaufwerke 80,
die zu der RAID-Gruppe 82 gehören, kontinuierlich in Betrieb
sind, ohne in den Energiesparmodus versetzt zu werden.
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Der
akkumulierte Betriebszeit-Speicherabschnitt 1307 speichert
für jedes
Plattenlaufwerk 80 die akkumulierte Betriebszeit in der
Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402. Die akkumulierte Betriebszeit
für jedes
Plattenlaufwerk 80 ist die Akkumulation der Zeitsegmente,
während
der jedes Plattenlaufwerk 80 in Betrieb ist, ohne in den
Energiesparmodus versetzt zu werden.
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Wenn
das Schreib-Lese-Kopf-Betriebssystem der Platten laufwerke 80 das
Zuführsystem
ist, stellt der Zuführzeit-Speicherabschnitt 1308 anhand des
Zeitzählmechanismusses 16 den
Zeitpunkt fest, zu dem der Kopf an die magnetische Speicherplatte herangeführt wird,
und speichert den Zeitpunkt in der Plattenlaufwerk-Steuertabelle. 1402.
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Der
Fehlerzahl-Speicherabschnitt 1310 speichert die Zahl der
Fehler, die in den Plattenlaufwerken 80 aufgetreten sind,
für jedes
Plattenlaufwerk 80 in der Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402.
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Die 14 zeigt
die RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401, die Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402, die
Energiesparmodus-Steuertabelle 1403,
die Ersatz-Steuertabelle 1404, die Wegführ-Wartezeit 1405,
die Obergrenzen-Steuertabelle 1406 und die Fehlersteuertabelle 1407,
die im Speicher 15 gespeichert sind.
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Die
RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 umfaßt Felder wie "RAID-Einstellung", "LUN-Steuerung", "Energiespar-Startzeit" und "Zugriffszeit" wie bei der ersten
Ausführungsform.
Der Inhalt dieser Felder ist der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.
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Die
RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 umfaßt des weiteren die Felder "Laufwerktyp", "Verwendungsmodus" und "kontinuierliche Betriebszeit". Das Feld "Laufwerktyp" enthält Informationen über den
Interfacestandard der Plattenlaufwerke 80, die die RAID-Gruppe 82 bilden.
In der vorliegenden Ausführungsform
wird der Laufwerktyp auf "FC" gesetzt, wenn der
Interfacestandard aller Plattenlaufwerke 80 in der RAID-Gruppe 82 vom
Faseroptiktyp ist, und der Laufwerktyp wird auf "SATA" gesetzt,
wenn der Interfacestandard aller Plattenlaufwerke 80 in
der RAID-Gruppe 82 seriell ATA ist. Wie in der 12 gezeigt,
wird der Laufwerktyp darüberhinaus
auf "gemischt" gesetzt, wenn die
Interfaces der Plattenlaufwerke 80, die zu der RAID-Gruppe 82 gehören, eine Mischung
aus Faseroptik und seriell ATA sind. Im Feld "Verwendungsmodus" wird der Verwendungsmodus für jede RAID-Gruppe 82 festgehalten.
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Der
Verwendungsmodus zeigt an, ob die RAID-Gruppe 82 für einen
Prozeß verwendet
wird, in dem die Zugriffs-Leistungsfähigkeit für eine Schlüsselaufgabe etc. sehr wichtig
ist, oder ob die RAID-Gruppe 82 für Prozesse verwendet wird,
in denen eine Herabsetzung der Zugriffs-Leistungsfähigkeit
kein wesentliches Problem ist, wie etwa bei Backupprozessen. In
der vorliegenden Ausführungsform
wird die Verwendung bei einer Schlüsselaufgabe als "On-Line" und die Verwendung
bei Backupprozessen usw. als "Near-Line" ausgedrückt.
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Die
Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402 ist dafür vorgesehen,
die Informationen für
jedes Plattenlaufwerk 80 zu kontrollieren, sie enthält die Felder "RAID-Einstellung" "Laufwerknummer", "Zuführzeit", "akkumulierte Betriebszeit", "Zahl der Wegführungen" und "Fehlerzahl".
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Das
Feld "RAID-Einstellung" bestimmt die RAID-Gruppe 82,
zu der das Plattenlaufwerk 80 gehört. Das Feld "Laufwerknummer" gibt die Nummer für das Plattenlaufwerk 80 an.
Das Feld "Zuführzeit" bezeichnet den Zeitpunkt,
zu dem der Schreib-Lese-Kopf
auf die magnetische Speicherplatte zugeführt wird, der im Zuführzeit-Speicherabschnitt 1308 gespeichert
ist. Das Feld "akkumulierte
Betriebszeit" enthält die akkumulierte
Betriebszeit für
jedes Plattenlaufwerk 80, die im akkumulierten Betriebszeit-Speicherabschnitt 1307 gespeichert
ist. Das Feld "Zahl
der Wegführungen" enthält die Anzahl,
wie oft der Schreib-Lese-Kopf des Plattenlaufwerks 80 weggeführt wird.
Das Feld "Fehlerzahl" enthält die Zahl
der Fehler, etwa der Schreibfehler, in den Plattenlaufwerken 80,
die im Fehlerzahl-Speicherabschnitt 1310 gespeichert ist.
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Die
Energiespar-Steuertabelle 1403 umfaßt die Felder "Energiespar-Wartezeit" und "Energiesparzeit". Das Feld "Energiespar-Wartezeit" legt die Zeit fest,
bis die Plattenlaufwerke 80 in den Energiesparmodus versetzt
werden, wie bei der ersten Ausführungsform.
Das Feld "Energiesparzeit" enthält die Zeit,
bis der Energiesparmodus der sich im Energiesparmodus befindlichen
Plattenlaufwerke 80 aufgehoben wird.
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Das
Ersatzsteuerfeld 1404 umfaßt die Felder "Ersatzwartezeit" und "Ersatzzeit". Das Feld "Ersatzwartezeit" enthält die Wartezeit
für jede
RAID-Gruppe 82 nach dem Kopieren der in den Plattenlaufwerken 80 gespeicherten
Daten in die Ersatzlaufwerke 85, bis alle Plattenlaufwerke 80 der
RAID-Gruppe 82 in den
Energiesparmodus versetzt werden. Das Feld "Ersatzzeit" enthält die Zeit, bis der Energiesparmodus
der sich im Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerke 80 unter
Verwendung der Ersatzlaufwerke 85 wieder aufgehoben wird.
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Die
Wegführwartezeit 1405 legt
die Wartezeit nach dem Zuführen
der Schreib-Lese-Köpfe
zu den magnetischen Speicherplatten der Plattenlaufwerke 80 fest,
bis die Köpfe
wieder weggeführt
werden. Die Obergrenzen-Steuertabelle 1406 ist mit den Feldern "Obergrenze Betriebszeit" und "Obergrenze Zahl Wegführungen" versehen. Wenn die
akkumulierte Betriebszeit oder die Zahl der Wegführungen für jedes Plattenlaufwerk 80,
die in der Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402 gespeichert
sind, die in der Obergrenzen-Steuertabelle 1406 festgesetzten Obergrenzen
für die
Betriebszeit oder für
die Zahl der Wegführungen übersteigen,
wird eine Anforderung zum Ersetzen des Plattenlaufwerks 80 zum
Steuerterminal 90 geschickt.
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Die
Fehlersteuertabelle 1407 umfaßt die Felder "Betriebszeit" und "Obergrenze Fehlerzahl". Das Feld "Betriebszeit" legt den Bereich
für die
akkumulierte Betriebszeit in den Plattenlaufwerken 80 fest und
das Feld "Obergrenze
Fehlerzahl" einen
oberen Grenzwert für
die Fehlerzahl entsprechend der Betriebszeit. Wenn die Fehlerzahl
eines Plattenlaufwerks 80 die in der Fehlersteuertabelle 1407 festgelegte
Obergrenze für
die Fehlerzahl in der Betriebszeit übersteigt, werden die später noch
beschriebenen dynamischen Ersatzprozesse für die Plattenlaufwerke 80 ausgeführt.
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Energiespar-Prozeßfluß
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Die 15 ist
ein Flußdiagramm
für den
von der CPU 14 ausgeführten
Energiesparprozeß.
Der Energiesparprozeß wird
für jede
RAID-Gruppe 82 ausgeführt.
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Hinsichtlich
der RAID-Gruppe 82 als Ziel überwacht der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 1302,
ob der Unterschied zwischen der in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 gespeicherten Zugriffszeit
und dem am Zeitzählmechanismus 16 abgelesenen
gegenwärtigen
Zeitpunkt größer ist
als die in der Energiespar-Steuertabelle 1403 festgelegte
Energiespar-Wartezeit (S1501). Wenn die Energiespar-Wartezeit überschritten
wird, prüft
der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 1302, ob
der Laufwerktyp der RAID-Gruppe 82 "FC" ist
oder der Verwendungsmodus "On-Line" (S1502).
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Wenn
der Laufwerktyp der RAID-Gruppe 82"FC" ist oder der Verwendungsmodus "On-Line", wählt der
Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 1302 gemäß der Redundanz
der RAID-Gruppe 82 mit Bezug auf die Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402 eine
Anzahl Plattenlaufwerke 80 aus und gibt solchen mit einer
langen akkumulierten Betriebszeit Priorität (S1503). Der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 1302 versetzt
dann die ausgewählten
Plattenlaufwerke 80 in den Energiesparmodus (S1504). Der Energiespar-Startzeit-Speicherabschnitt 1303 speichert
den vom Zeitzählmechanismus 16 abgelesenen
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Energiespar-Startzeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 (S1505).
Der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 1304 überwacht,
ob der Unterschied zwischen der Energiespar-Startzeit und dem vom
Zeitzählmechanismus 16 abgelesenen
gegenwärtigen Zeitpunkt
die in der Energiespar-Steuertabelle 1403 festgelegte Energiesparzeit übersteigt
(S1506). Wenn die Energiesparzeit überschritten wird, hebt der
Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 1304 den Energiesparmodus
für die
im Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerke 80 auf
(S1507) und löscht
die Energiespar-Startzeit
aus der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 (S1508). Wenn der
Laufwerktyp "FC" ist oder der Verwendungsmodus "On-Line", wird die Reihe
von Prozessen zum Auswählen
der Plattenlaufwerke 80 mit einer langen akkumulierten
Betriebszeit und zum Versetzen dieser Laufwerke in den Energiesparmodus
(S1503 bis S1508) wiederholt ausgeführt.
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Wenn
der Laufwerktyp ein anderer als "FC" ist und der Verwendungsmodus "Near-Line", versetzt der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 1302 unabhängig von
der Redundanz der RAID-Gruppe 82 eine beliebige Anzahl
Plattenlaufwerke 80 in den Energiesparmodus. Bei der vorliegenden
Ausführungsform
versetzt der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 1302 alle
Plattenlaufwerke 80, die zu der RAID-Gruppe 82 gehören, in den
Energiesparmodus (S1509). Es brauchen jedoch nicht immer alle Plattenlaufwerke 80,
die zu der RAID-Gruppe gehören,
in den Energiesparmodus versetzt zu werden.
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Leseprozeßfluß
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Die 16 ist
ein Flußdiagramm
für den
Prozeßfluß, wenn
von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine Datenleseanforderung
erhalten wird.
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Wenn
das Host-Interface 40 von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine
Datenleseanforderung erhält
(S1601), prüft
der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312 unter Bezug
auf die RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401, ob die RAID-Gruppe 82,
zu der das logische Volumen 83, das Ziel der Leseanforderung,
gehört,
in einem Energiesparmodus ist oder nicht (S1602). Wenn die RAID-Gruppe 82 im
Energiesparmodus ist, prüft
der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312, ob der Laufwerktyp
der RAID-Gruppe 82 im Energiesparmodus "FC" ist
oder nicht und ob der Verwendungsmodus "On-Line" ist oder nicht (S1603).
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Wenn
die RAID-Gruppe 82 nicht in einem Energiesparmodus ist
oder im Energiesparmodus ist, der Laufwerktyp jedoch "FC" ist oder der Verwendungsmodus "On-Line", liest der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312 die
Daten aus den sich nicht im Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerken 80 aus
(S1604) und sendet die Daten zu der Informationsverarbeitungseinrichtung 20.
Dann speichert der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312 den am
Zeitzählmechanismus 16 festgestellten
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 (S1605)
und beendet den Prozeß.
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Es
wird nun die Vorgehensweise erläutert, wenn
sich die RAID-Gruppe 82, zu der das logische Volumen 83,
das Ziel der Leseanforderung, gehört, in einem Energiesparmodus
befindet und der Laufwerktyp nicht "FC" ist
und der Verwendungsmodus nicht "On-Line". Es befinden sich
in diesem Fall alle Plattenlaufwerke 80 der RAID-Gruppe 82 im
Energiesparmodus. Der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312 hebt
daher den Energiesparmodus dieser Plattenlaufwerke 80 auf
(S1606). Dann liest der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312 die
Daten aus den Plattenlaufwerken 80 aus, deren Energiesparmodus aufgehoben
wurde (S1607), und sendet die Daten zu der Informationsverarbeitungseinrichtung 20.
Der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 1312 speichert den am Zeitzählmechanismus 16 abgelesenen
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401.
Der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312 löscht die
Energiespar-Startzeit (S1608). Dann startet der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312 den
Energiesparprozeß für die RAID-Gruppe,
die Ziel der Leseanforderung ist (S1609).
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Schreibprozeßfluß
-
Die 17 ist
ein Flußdiagramm
für den
Prozeßfluß, wenn
von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine Datenschreibanforderung
erhalten wird.
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Wenn
das Host-Interface 40 von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine
Datenschreibanforderung erhält
(S1701), prüft
der Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314, ob die RAID-Gruppe 82,
zu der das logische Volumen 83, das Ziel der Schreibanforderung,
gehört,
in einem Energiesparmodus ist oder nicht (S1702).
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Wenn
die RAID-Gruppe 82 nicht in einem Energiesparmodus ist,
führt der
Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314 den Schreibprozeß für das Einschreiben
der Daten in die Plattenlaufwerke 80 aus, die das logische
Volumen 83 bilden (S1703) und benachrichtigt die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 über das
Ende des Schreibprozesses. Der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 1301 speichert den
am Zeitzählmechanismus 16 festgestellten
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 (S1704)
und beendet den Prozeß.
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Es
wird nun die Vorgehensweise erläutert, wenn
sich die RAID-Gruppe 82, zu der das logische Volumen 83,
das Ziel der Schreibanforderung, gehört, in einem Energiesparmodus
befindet. Der Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314 prüft, ob der
Laufwerktyp der RAID-Gruppe 82 im Energiesparmodus "FC" ist oder nicht und
ob der Verwendungsmodus "On-Line" ist oder nicht (S1705).
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Es
wird nun zuerst wird der Prozeß erläutert, wenn
der Laufwerktyp der RAID-Gruppe 82, zu der das logische
Volumen 83 gehört,
das Ziel der Schreibanforderung ist, nicht "FC" ist
und der Verwendungsmodus nicht "On-Line". Der Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314 hebt
den Energiesparmodus für
die im Energiesparmodus befindlichen Plattenlaufwerke 80 auf
(S1706). Der Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314 führt dann
den Schreibprozeß unter
Verwendung der Plattenlaufwerke 80 aus, deren Energiesparmodus
aufgehoben wurde (S1707), und teilt der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 das
Ende des Schreibvorganges mit. Der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 1301 speichert
den am Zeitzählmechanismus 16 abgelesenen
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401.
Dann startet der Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314 den Energiesparprozeß für die RAID-Gruppe
(S1709).
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Es
wird nun der Prozeß erläutert, wenn
der Laufwerktyp der RAID-Gruppe 82, zu der das logische
Volumen 83 gehört,
das Ziel der Schreibanforderung ist, "FC" ist
oder der Verwendungsmodus "On-Line". Es wird dabei angenommen,
daß bei
dem Energiesparprozeß der 15 der
Ersatzlaufwerk-Speicherabschnitt 1313 eine Kopie der in
den Plattenlaufwerken 80 gespeicherten Daten in den Ersatzlaufwerken 85 speichert,
bevor der Energiesparmodus-Ausführungsabschnitt 1302 eine
Anzahl der Plattenlaufwerke 80 entsprechend der Redundanz der
RAID-Gruppe 82 in den Energiesparmodus versetzt (S1504).
Der Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314 führt den
Schreibprozeß zum
Einschreiben der Daten in die Plattenlaufwerke 80, die
das logische Volumen 83 bilden und die nicht im Energiesparmodus
sind, und in die Ersatzlaufwerke 85 aus (S1710) und teilt
der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 das Ende des
Schreibvorganges mit. Der Positionsinformationen-Speicherabschnitt 1315 speichert
die Positionsinformationen über
die in die Ersatzlaufwerke 85 eingeschriebenen Daten im
Cache-Speicher 60 (S1711). Der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 1301 speichert
den vom Zeitzählmechanismus 16 abgelesenen
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 (S1712).
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Wenn
die Ersatzlaufwerke 85 verwendet werden, wenn der Energiesparmodus
durch den Energiesparprozeß der 15 aufgehoben
wird (S1507), rekonstruiert der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 1304 die
in den Ersatzlaufwerken 85 gespeicherten Daten in den Plattenlaufwerken 80. Das
heißt,
daß der
Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 1304 eine Kopie der
in den Ersatzlaufwerken 95 gespeicherten Daten in diejenigen
Plattenlaufwerke 80 zurückkopiert,
deren Energiesparmodus aufgehoben wurde. Dabei kann der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 1304 auch
nur die Daten rekonstruieren, die durch die im Cache-Speicher 60 angegebenen
Positionsinformationen bezeichnet werden. Dadurch verkürzt sich
die Zeit zum Rekonstruieren der Daten in den Plattenlaufwerken 80.
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Anhand
der 17 wurde ein Verfahren unter Verwendung der Ersatzlaufwerke 85 beschrieben. Es
gibt jedoch auch ein Verfahren, bei dem die Ersatzlaufwerke 85 nicht
verwendet werden. Dieses Verfahren wird anhand des Flußdiagramms
der 18 beschrieben.
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Die
Prozeßschritte
von S1801 bis S1809 sind in der 18 die
gleichen wie die Prozeßschritte von
S1701 bis S1709 in der 17.
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Es
wird der Prozeß beschrieben,
wenn die RAID-Gruppe 82, zu der das logische Volumen 83 gehört, das
Ziel der Schreibanforderung ist, sich im Energiesparmodus befindet
und der Laufwerktyp "FC" ist oder der Verwendungstyp "On-Line".
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Der
Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314 führt den
Schreibprozeß zum
Einschreiben der Daten in den Plattenlauf werken 80 aus,
die das logische Volumen 83 bilden und die nicht im Energiesparmodus
sind (S1810), und teilt der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 das
Ende des Schreibvorganges mit. Der Positionsinformationen-Speicherabschnitt 1315 speichert
die Positionsinformationen über
die Daten, die ursprüngliche
in die Plattenlaufwerke 80 geschrieben werden sollten,
die sich im Energiesparmodus befinden, im Cache-Speicher 60 (S1811). Der Zugriffszeit-Speicherabschnitt 1301 speichert
den am Zeitzählmechanismus 16 abgelesenen
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zugriffszeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 (S1812).
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Wenn
die Daten nur in diejenigen Plattenlaufwerke 80 der RAID-Gruppe 82 eingeschrieben wurden,
die sich nicht im Energiesparmodus befanden, rekonstruiert der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 1304 die
Daten unter Verwendung der Redundanz von RAID in den Plattenlaufwerken 80,
die sich im Energiesparmodus befanden, wenn der Energiesparmodus
der 15 aufgehoben wird (S1507). Das heißt, daß der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 1304 die
Daten in den Plattenlaufwerken 80, die sich im Energiesparmodus
befanden, aus den Plattenlaufwerken 80 der RAID-Gruppe
erzeugt, die sich nicht im Energiesparmodus befanden. Dann speichert
der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 1304 die erzeugten
Daten in den Plattenlaufwerken 80, in denen der Energiesparmodus
aufgehoben wurde. Dabei kann der Energiesparmodus-Aufhebungsabschnitt 1304 auch
nur die Daten rekonstruieren, die durch die im Cache-Speicher 60 gespeicherten
Positionsinformationen bezeichnet werden. Dadurch verkürzt sich
die Zeit zum Rekonstruieren der Daten in den Plattenlaufwerken 80.
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Es
wurden bisher der Energiesparprozeß, der Leseprozeß und der
Schreibprozeß erläutert. Serielle
ATA-Plattenlaufwerke 80 weisen eine geringere Zuverlässigkeit
und eine kürzere
Lebensdauer auf als Faseroptik-Plattenlaufwerke 80. Serielle ATA-Plattenlaufwerke 80 sind
jedoch billiger als Faseroptik-Plattenlaufwerke 80, weshalb
ihre Verwendung für Aufgaben,
die keine Schlüsselaufgaben sind,
schnell ansteigt. Bei seriellen ATA-Plattenlaufwerken 80 beeinflußt die Betriebszeit
die Lebensdauer sehr stark, so daß es möglich ist, ihre Lebensdauer durch
Verringern der Betriebszeit zu verlängern. Mit dem beschriebenen
Energiesparprozeß ist
es möglich,
die Lebensdauer des ganzen Speicherplattenarrays 10 mit
seriellen ATA-Plattenlaufwerken 80 zu verlängern, wenn
mehr von den seriellen ATA-Plattenlaufwerken 80 in den
Energiesparmodus versetzt werden als von den Faseroptik-Plattenlaufwerken 80. Als
Interfacestandard wurden der Faseroptikstandard und der serielle
ATA-Standard genannt, mit anderen Interfacestandards können jedoch
die gleichen Effekte erhalten werden, wenn die entsprechenden Plattenlaufwerke
zumindest einen Unterschied in der der Lebensdauer aufweisen.
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Die
Faseroptik-Plattenlaufwerke 80 werden öfter für Aufgaben verwendet, bei denen
die Zugriffs-Leistungsfähigkeit
wichtig ist, etwa bei der Online-Bearbeitung von Schlüsselaufgaben.
Aus diesem Grund erlaubt das Versetzen einer Anzahl der Plattenlaufwerke 80 entsprechend
der Redundanz der RAID-Gruppe 82 in
den Energiesparmodus, daß ein
Energieeinspareffekt erhalten wird, ohne daß sich die Zugriffs-Leistungsfähigkeit
wesentlich verschlechtert. Andererseits werden die seriellen ATA-Plattenlaufwerke 80 oft
für Aufgaben
verwendet, bei denen eine Verringerung der Zugriffs-Leistungsfähigkeit
kein großes
Problem ist, etwa bei Aufgaben, die keine Schlüsselaufgaben sind. Das Versetzen
aller Plattenlaufwerke 80 der RAID-Gruppe 82 in
den Energiesparmodus ohne Rücksicht
auf die Redundanz der RAID-Gruppe 82 ermöglicht dabei
einen größeren Energieeinspareffekt.
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Eine
RAID-Gruppe 82 mit einer Mischung aus Faseroptik-Plattenlaufwerken 80 und
seriellen ATA-Plattenlaufwerken 80 kann für Aufgaben
verwendet werden, bei denen die Zugriffs-Leistungsfähigkeit wichtig ist, etwa bei
der Online-Bearbeitung von Schlüsselaufgaben.
Das Versetzen einer Anzahl der Plattenlaufwerke 80 entsprechend
der Redundanz der RAID- Gruppe 82 in
den Energiesparmodus ermöglicht
dabei, daß ein
Energieeinspareffekt erhalten wird, ohne daß sich die Zugriffs-Leistungsfähigkeit
wesentlich verschlechtert. Eine solche RAID-Gruppe 82 kann
auch für
Aufgaben verwendet werden, bei denen eine Verringerung der Zugriffs-Leistungsfähigkeit
kein großes
Problem ist, etwa bei "Near-Line"-Prozessen. Das Versetzen aller Plattenlaufwerke 80 der
RAID-Gruppe 82 in
den Energiesparmodus ohne Rücksicht
auf die Redundanz der RAID-Gruppe 82 ermöglicht dabei
einen größeren Energieeinspareffekt.
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Wenn
eine Anzahl der Plattenlaufwerke 80 entsprechend der Redundanz
der RAID-Gruppe 82 in den Energiesparmodus versetzt wird,
werden diejenigen Plattenlaufwerke 80 in den Energiesparmodus
gebracht, die unter den Plattenlaufwerken 80 der RAID-Gruppe 82 eine
längere
akkumulierte Betriebszeit haben. Auf diese Weise ist es möglich, Variationen
in der akkumulierten Betriebszeit der Plattenlaufwerke 80 in
der RAID-Gruppe 82 zu
verringern und die Lebensdauern der Plattenlaufwerke 80 auszugleichen.
Wenn die Plattenlaufwerke 80 im Energiesparmodus sind und
keine Leseanforderung oder Schreibanforderung zwischen der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 und
der RAID-Gruppe 82 mit den Plattenlaufwerken 80 vorliegt,
werden die Plattenlaufwerke 80 in der RAID-Gruppe 82 vertauscht, die
in den Energiesparmodus versetzt werden. Auf diese Weise ist es
möglich,
Variationen in der akkumulierten Betriebszeit der Plattenlaufwerke 80 in
der RAID-Gruppe 82 zu unterdrücken und die Lebensdauer der
Plattenlaufwerke 80 auszugleichen.
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Ersatzprozeßfluß
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Die 19 ist
ein Flußdiagramm
für den
Prozeßfluß beim Versetzen
der Plattenlaufwerke 80 jeder RAID-Gruppe in den Energiesparmodus
unter Verwendung der Ersatzlaufwerke 85.
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Der
Batch-Ersatz-Ausführungsabschnitt 1306 überwacht
unter Bezug auf die RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401, ob
es RAID-Gruppen 82 gibt, deren fortlaufende Betriebszeit
die in der Ersatzsteuertabelle 1404 festgelegte Ersatzwartezeit überschreitet
(S1901). Wenn es eine RAID-Gruppe 82 gibt, die die Ersatzwartezeit überschreitet,
speichert der Batch-Ersatz-Ausführungsabschnitt 1306 eine Kopie
der in allen Plattenlaufwerken 80 dieser RAID-Gruppe 82 gespeicherten
Daten in den Ersatzlaufwerken 85 (S1902). Wenn in diesem
Zustand die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine
Leseanforderung an die RAID-Gruppe ausgibt, führt der Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312 den
Leseanforderungsprozeß unter
Verwendung der Ersatzlaufwerke 85 aus. Gleichermaßen führt der Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314 den Schreibanforderungsprozeß unter
Verwendung der Ersatzlaufwerke 85 aus, wenn die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine
Schreibanforderung an die RAID-Gruppe ausgibt.
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Der
Batch-Ersatz-Ausführungsabschnitt 1306 versetzt
alle Plattenlaufwerke 80, die zu der RAID-Gruppe 82 gehören, in
den Energiesparmodus (S1903). Der Batch-Ersatz-Ausführungsabschnitt 1306 speichert
den am Zeitzählmechanismus 16 abgelesenen
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Energiespar-Startzeitpunkt in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 (S1904).
Dann überwacht
der Batch-Ersatz-Ausführungsabschnitt 1306,
ob der Unterschied zwischen dem Energiespar-Startzeitpunkt und dem gegenwärtigen Zeitpunkt
die in der Ersatzsteuertabelle 1404 festgelegte Ersatzzeit überschreitet
oder nicht (S1905). Wenn die Ersatzzeit überschritten wird, hebt der
Batch-Ersatz-Ausführungsabschnitt 1306 den
Energiesparmodus für
alle Plattenlaufwerke 80 der RAID-Gruppe 82 auf
(S1906). Der Batch-Ersatz-Ausführungsabschnitt 1306 speichert dann
eine Kopie der in den Ersatzlaufwerken 85 gespeicherten
Daten in den Plattenlaufwerken 80 der RAID-Gruppe 82.
Der Batch-Ersatz-Ausführungsabschnitt 1306 löscht die
Energiespar-Startzeit in der RAID-Gruppen-Steuertabelle 1401 (S1907)
und beginnt wieder mit der Überwachung
auf RAID-Gruppen 82, die die Ersatzwartezeit überschreiten (S1901).
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Auf
diese Weise kann durch das Kopieren von Daten in die Ersatzlaufwerke 85 bei
jeder RAID-Gruppe 82 in bestimmten Zeitintervallen unabhängig vom
Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Zugriffsanforderung und anschließendes Versetzen
der Plattenlaufwerke 80 in den Energiesparmodus die Lebensdauer
der Plattenlaufwerke 80 verlängert werden, ohne daß sich die
Zugriffs-Leistungsfähigkeit
der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 verringert.
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Wegführ-Prozeßfluß
-
Die 20 ist
ein Flußdiagramm
für den
Prozeßfluß beim Wegführen des
Schreib-Lese-Kopfes bei den Plattenlaufwerken 80.
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Der
Wegführ-Ausführungsabschnitt 1309 überwacht
unter Bezug auf die Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402,
ob es Plattenlaufwerke 80 gibt, bei denen der Unterschied
zwischen der Zuführzeit
und dem am Zeitzählmechanismus 16 abgelesenen
gegenwärtigen
Zeitpunkt die in der Wegführ-Wartezeit 1405 festgelegte
Zeit überschreitet
(S2001). Wenn es ein Plattenlaufwerk 80 gibt, bei dem die
Wegführ-Wartezeit überschritten
ist, führt
der Wegführ-Ausführungsabschnitt 1309 den
Schreib-Lese-Kopf
am Plattenlaufwerke 80 weg (S2002). Der Wegführ-Ausführungsabschnitt 1309 erhöht den Wegführ-Zählerstand
für das
Plattenlaufwerk 80 in der Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402 um
1 (S2003). Dann führt
der Wegführ-Ausführungsabschnitt 1309 den
Schreib-Lese-Kopf des Plattenlaufwerks 80 wieder zu (S2003).
Der Zuführzeit-Speicherabschnitt 1308 speichert
den am Zeitzählmechanismus 16 abgelesenen
gegenwärtigen
Zeitpunkt als Zuführzeit
in der Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402 (S2004).
-
Wenn
ein Plattenlaufwerk 80 in Betrieb ist, befindet sich der
Schreib-Lese-Kopf zum Lesen und Schreiben von Daten in einem Abstand
von etwa einigen zehn Nanometern über der sich drehenden Magnetplatte.
Bei sich drehender Magnetplatte werden von dem Luftdruck vom Schreib-Lese-Kopf
Rinnen im Schmiermittel auf der Oberfläche der Magnetplatte erzeugt.
-
Deshalb
ist es bei Plattenlaufwerken 80 vom Zuführ/Wegführ-System vorteilhaft, den Schreib-Lese-Kopf
in bestimmten Zeitintervallen von der Platte wegzuführen, damit
sich die Erhebungen und Vertiefungen im Schmiermittel auf der Oberfläche der
Magnetplatte ausgleichen, wodurch sich die Möglichkeit verringert, daß die Magnetplatte
bei einem äußeren Schock
und dergleichen beschädigt
wird.
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Obergrenzen-Prüfungs-Prozeßfluß
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Die 21 ist
ein Flußdiagramm
für den
Prozeßfluß beim Bestimmen
der Lebensdauer der Plattenlaufwerke 80 und zum Abschicken
einer Anforderung zum Ersetzen von Plattenlaufwerken 80 an
das Steuerterminal 90.
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Der
Obergrenzen-Prüfabschnitt 1316 überwacht
unter Bezug auf die Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402,
ob es Plattenlaufwerke 80 gibt, deren akkumulierte Betriebszeit
die in der Obergrenzen-Kontrolltabelle 1406 festgelegte
Obergrenze für
die Betriebszeit übersteigt
oder deren Wegführ-Zählerstand die
Obergrenze für
den Wegführ-Zählerstand
in der Obergrenzen-Kontrolltabelle 1406 übersteigt (S2101).
Wenn es Plattenlaufwerke 80 gibt, die die Obergrenze für die Betriebszeit
oder die Obergrenze für
die Anzahl Wegführungen überschreiten,
schickt der Obergrenzen-Prüfabschnitt 1316 die
Information, daß sich
die Plattenlaufwerke 80 am Ende ihrer Gebrauchlebensdauer
befinden, an das Steuerterminal 90.
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Es
ist damit durch Bestimmen der Lebensdauer der Plattenlaufwerke 80 auf
der Basis der akkumulierten Betriebszeit und des Wegführ-Zählerstandes
für den
Schreib-Lese-Kopf und des Abschickens einer Anforderung zum Ersetzen
der Plattenlaufwerke 80 an das Steuerterminal 90 usw.
möglich, Probleme
an den Plattenlaufwerken 80 zu verhindern. Dadurch läßt sich
die Zuverlässigkeit
des ganzen Speicherplattenarrays 10 erhöhen.
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Dynamischer Ersatzprozeßfluß
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Die 22 ist
ein Flußdiagramm
für den
Prozeßfluß beim Ersetzen
der Plattenlaufwerke 80 durch die Ersatzlaufwerke 85 auf
der Basis der Zahl der Fehler, die in den Plattenlaufwerken 80 aufgetreten sind.
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Der
dynamische Ersatz-Ausführungsabschnitt 1311 überwacht
unter Bezug auf die Plattenlaufwerk-Steuertabelle 1402,
ob es Plattenlaufwerke 80 gibt, deren Fehlerzahl entsprechend
der in der Fehlerkontrolltabelle 1407 festgelegten akkumulierten
Betriebszeit eine Obergrenze für
die Fehlerzahl übersteigt
(S2201). Wenn es Plattenlaufwerke 80 gibt, deren Fehlerzahl über der
Obergrenze liegt, speichert der dynamische Ersatz-Ausführungsabschnitt 1311 eine
Kopie der in den Plattenlaufwerken 80 gespeicherten Daten
in den Ersatzlaufwerken 85 (S2202).
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Wenn
in diesem Zustand die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine
Leseanforderung für
das logische Volumen 83 ausgibt, das diese Plattenlaufwerke 80 umfaßt, führt der
Leseanforderungs-Antwortabschnitt 1312 den Leseanforderungsprozeß unter
Verwendung der Ersatzlaufwerke 85 aus. Gleichermaßen führt der
Schreibanforderungs-Antwortabschnitt 1314 den Schreibanforderungsprozeß unter
Verwendung der Ersatzlaufwerke 85 aus, wenn die Informationsverarbeitungseinrichtung 20 eine
Schreibanforderung für
das logische Volumen 83 mit diesen Plattenlaufwerken 80 ausgibt.
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Auf
diese Weise wird eine Obergrenze für die Zahl der Fehler für jede akkumulierte
Betriebszeit festgelegt, und wenn die Obergrenze überschritten wird,
werden die Daten in die Ersatzlaufwerke 85 kopiert. Es
kann damit auf eine Zugriffsanforderung von der Informationsverarbeitungseinrichtung 20 unter Zugriff
auf die Ersatzlaufwerke 85 reagiert werden, bevor Schwierigkeiten
mit den Plattenlaufwerken 80 auftreten, so daß Zugriffsunterbrechungen
durch Probleme mit den Plattenlaufwerken 80 vermieden werden
können.
-
Die
oben beschriebenen Ausführungsformen sollen
nur das Verständnis
der vorliegenden Erfindung erleichtern, sie sollen nicht zur einschränkenden
Interpretation der vorliegenden Erfindung herangezogen werden. Die
vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Weise modifiziert und
verändert
werden, ohne daß vom
Geist der vorliegenden Erfindung abgewichen wird; die vorliegende
Erfindung umfaßt auch
ihre Äquivalente.