JP2004326244A

JP2004326244A - ディスクアレイシステム

Info

Publication number: JP2004326244A
Application number: JP2003117127A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hashida; 誠治橋田
Original assignee: NEC System Technologies Ltd
Current assignee: NEC Solution Innovators Ltd
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: JP4564721B2

Abstract

【課題】運用ボリューム用のディスクアレイ装置とレプリケーション用のディスクアレイ装置とを有するディスクアレイシステムにおいて、消費電力を低減したディスクアレイシステムを提供する。
【解決手段】通常運用時は、レプリケーション用のディスクアレイ装置１０の全てのディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源１２をオフにしておき、ホストコンピュータ１からリストアコマンドを受信したときのみ、電源制御部８１により、第二ディスクアレイ装置１０の中のアクセスされるディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源をオンにし、レプリケーション処理は、ホストコンピュータ１からアクセスがないとき、ディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎのパトロールシーク終了後に実行される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクアレイシステムに関し、特に、運用ボリューム用のディスクアレイ装置とレプリケーションボリューム用のディスクアレイ装置とを有するディスクアレイシステムにおいて、レプリケーションボリューム用のディスクアレイ装置の消費電力を削減したディスクアレイシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報処理システムで扱うデータ量の増大に伴い、ディスクアレイ装置を構成するディスクドライブの台数も増加しており、従って、ディスクアレイ装置の消費電力が増大する傾向にある。
【０００３】
そこで、ディスクアレイ装置の消費電力を抑制するため、複数のデータ格納用ディスクと、記憶データ補完用のパリティ格納用ディスクとが並列に配置され、上位装置からの要求に基付きこれらのディスクへの書き込み及び読み出しを制御する制御部を備えたディスクアレイ装置において、制御部が上位装置からデータ読み出し命令を受信した際、全てのデータ格納用ディスクが読み出し可能な状態である場合において、データの読み出しを実行するときにパリティ格納用ディスクの電源をオフするように制御するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、ディスクコントローラに負荷監視部を設け、データの書き込み及び読み出し要求に基付いた負荷情報をＣＰＵに送信し、これを受信したＣＰＵが負荷が閾値以下になったことを検出すると、ディスクアレイ装置を省エネモードへと移行させ、省エネモードでは、常時通電を受けるハードディスクドライブ以外のハードディスクドライブへの給電を停止することにより、ディスクアレイ装置の性能を低下させることなく消費電力の効率化を実現するものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１ー２０３０５７
【特許文献２】
特開２００２ー２９７３２０
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特許文献１記載のディスクアレイ装置は、上位装置からデータ読み出し命令を受信した際、全てのデータ格納用ディスクが読み出し可能な状態である場合において、データの読み出しを実行するときにパリティ格納用ディスクの電源をオフしているが、データの読み出し命令以外の書き込み命令などを受信時には、全てのディスクの電源をオンすることになり、また、データの読み出し命令を受信時にもパリティ格納用ディスク以外の複数のデータ格納用ディスクの電源をオンするため、消費電力の低減効果が少ないという課題がある。
【０００７】
また、特許文献２記載のディスクアレイ装置は、データの書き込み及び読み出し要求の負荷情報を負荷監視部からＣＰＵに送信し、負荷が閾値以下になったことをＣＰＵで検出したとき、ディスクアレイ装置を省エネモードへと移行させ、常時通電を受けるハードディスクドライブ以外のハードディスクドライブへの給電を停止しているが、負荷が閾値を超えたときは、全てのハードディスクドライブへ給電を行うため、消費電力の低減効果が少ないという課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、運用ボリューム用のディスクアレイ装置とレプリケーションボリューム用のディスクアレイ装置とを有するディスクアレイシステムにおいて、通常運用時は、レプリケーション用のディスクアレイ装置の全てのディスクドライブの電源をオフとし、ホストコンピュータからリストアコマンドを受信したとき、第二ディスクアレイ装置の中のアクセスされるディスクドライブの電源をオンにし、リストア処理を実行し、ホストコンピュータからアクセスがないとき、第二ディスクアレイ装置のディスクドライブの電源を一定時間間隔でオンにし、ディスクドライブのパトロールシークを行い、パトロールシーク終了後、レプリケーション処理を実行することにより、ディスクアレイシステムの消費電力を低減したディスクアレイシステムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のディスクアレイシステムは、ホストコンピュータと、ホストコンピュータと接続されるディスクアレイコントローラと、ディスクアレイコントローラに接続される複数のディスクアレイ装置とを有し、ディスクアレイ装置は、運用ボリューム用の第一ディスクアレイ装置と、レプリケーションボリューム用の第二ディスクアレイ装置とを有し、ディスクアレイコントローラは、ホストコンピュータとの間でコマンドを送受信するホストインターフェイス制御部と、第一ディスクアレイ装置と第二ディスクアレイ装置とのライトデータの差分を管理する差分マップテーブルと、差分マップテーブルに登録された情報を用いて第一ディスクアレイ装置のデータを第二ディスクアレイ装置へ複写するレプリケーション処理を行うレプリケーション制御部と、ディスクアレイ装置との間でコマンドの送受信を行うディスクインターフェイス制御部とを有し、ディスクインターフェイス制御部は、第二ディスクアレイ装置を構成する各々のディスクドライブの電源のオン／オフを制御する電源制御部と、第二ディスクアレイ装置のディスクドライブに対して定期的にパトロールシーク動作を実行させるパトロールシーク制御部とを有し、レプリケーション制御部は、パトロールシーク動作終了後、レプリケーション処理を実行することを特徴とする。
【００１０】
第一ディスクアレイ装置と第二ディスクアレイ装置とは、ミラー構成を有することを特徴とする。
【００１１】
電源制御部は、第二ディスクアレイ装置のディスクドライブに対応してタイマを有することを特徴とする。
【００１２】
ホストコンピュータは、通常運用時には第一ディスクアレイ装置との間でデータ転送を行い、第二ディスクアレイ装置との間ではデータ転送を行わないことを特徴とする。
【００１３】
電源制御部は、通常運用時には第二ディスクアレイ装置のディスクドライブの全ての電源をオフにしておくことを特徴とする。
【００１４】
ホストコンピュータからリストア命令が送信されたとき、電源制御部は、第二ディスクアレイ装置の中のアクセスされるディスクドライブの電源をオンにし、レプリケーション制御部は、第二ディスクアレイ装置から第一ディスクアレイ装置へデータをリストアすることを特徴とする。
【００１５】
電源制御部は、電源がオン状態の第二ディスクアレイ装置のディスクドライブに対して一定時間アクセスがない場合、ディスクドライブの電源をオフにすることを特徴とする。
【００１６】
電源制御部は、ホストコンピュータからアクセスがないとき、第二ディスクアレイ装置のディスクドライブの電源を一定時間間隔でオンにし、パトロールシーク制御部は、ディスクドライブのパトロールシーク動作を実行させることを特徴とする。
【００１７】
電源制御部は、パトロールシーク動作終了後、差分マップテーブルを参照して、第二ディスクアレイ装置の中のアクセスされるディスクドライブの電源以外の電源をオフにすることを特徴とする。
【００１８】
レプリケーション制御部は、ホストコンピュータからライトコマンドを受信すると、差分管理情報を差分マップテーブルへ登録し、レプリケーション処理の完了後、差分マップテーブルから差分管理情報を削除することを特徴とする。
【００１９】
差分マップテーブルは、第二ディスクアレイ装置のディスクドライブ番号とディスクドライブに対応するブロック番号とを有し、第一ディスクアレイ装置を構成するディスクドライブのブロック番号と第二ディスクアレイ装置のディスクドライブのブロック番号との間でライトデータに差分があるか否かを示す差分フラグを有することを特徴とする。
【００２０】
差分フラグは、ライトデータに差分があるとき１、差分がないとき０を有することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のディスクアレイシステムの一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、ディスクアレイシステム３０の一実施の形態を示す概略構成ブロック図、図２は、図１中の差分マップテーブル６を説明するための図である。
【００２３】
図１、図２を参照すると、ディスクアレイシステム３０は、ホストコンピュータ１と、ホストコンピュータ１と接続されるディスクアレイコントローラ２と、ディスクアレイコントローラ２に接続される運用ボリューム用の第一ディスクアレイ装置９およびレプリケーション用の第二ディスクアレイ装置１０とで構成され、ディスクアレイコントローラ２は、ホストコンピュータ１との間でコマンドを送受信するホストインタフェース制御部３と、第一ディスクアレイ装置９と第二ディスクアレイ装置１０とのライトデータの差分を管理する差分マップテーブル６と、差分マップテーブル６に登録されたデータを第一ディスクアレイ装置９から第二ディスクアレイ装置１０へ複写するレプリケーション処理を行うレプリケーション制御部５と、第一ディスクアレイ装置９および第二ディスクアレイ装置１０との間でコマンドの送受信を行うディスクインタフェース制御部８とで構成され、ディスクインタフェース制御部８は、第一ディスクアレイ装置９を構成するディスクドライブ９ー１〜９ーｎの電源１１と第二ディスクアレイ装置１０を構成するディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源１２とのオン／オフを制御し、ディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎに対応して設けられたタイマ８２ー１〜８２ーｎを制御するタイマ制御部８２を有する電源制御部８１と、第二ディスクアレイ装置１０のディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎに対して定期的にパトロールシーク動作を実行させるパトロールシーク制御部８３とから構成される。
【００２４】
なお、電源１１、電源１２は、各々、ディスクドライブ９ー１〜９ーｎ、ディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの台数に対応する数（ｎ個）の個別電源を内部に格納してもよいし、一つの電源から２台、或いは、４台のディスクドライブに電源を供給する構成としてもよい（図１では、電源１１、電源１２は、内部に格納される個別電源を省略して表示している）。
【００２５】
また、第一ディスクアレイ装置９と第二ディスクアレイ装置１０とは、ミラー構成を有しており、ディスクドライブ９ー１とディスクドライブ１０ー１、ディスクドライブ９ー２とディスクドライブ１０ー２、ディスクドライブ９ーｎとディスクドライブ１０ーｎというように、１対１対応で同一データが記録される構成である。
【００２６】
図２を参照すると、差分マップテーブル６は、ディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎと各ディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎに対応するブッロク番号６３とを有し、ディスクドライブ９ー１〜９ーｎとディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎとの間でライトデータに差分のあるディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎのブロック番号６３に対応して差分フラグ６１（ライトデータに差があるとき、差分フラグ６１は、１がたち、差がないときは、差分フラグ６１は、０になるとする）を有して構成される。
【００２７】
次に、上述のように構成されたディスクアレイシステム３０の動作について、図面を参照して説明する。
【００２８】
図３は、ディスクアレイシステム３０の動作を示すフローチャートである。
【００２９】
ホストコンピュータ１は、通常運用時には第一ディスクアレイ装置９との間でデータ転送を行い、第二ディスクアレイ装置１０との間ではデータ転送を行わず、電源制御部８１は、第二ディスクアレイ装置１０のディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの全ての電源１２をオフにしておく。
【００３０】
なお、通常運用時には、第一ディスクアレイ装置９のディスクドライブ９ー１〜９ーｎの全ての電源１１は、電源制御部８１により、オン状態になるよう制御される。
【００３１】
図３を参照すると、ディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの全ての電源１２がオフのとき（Ｓ１）、ホストコンピュータ１からアクセスがあり（Ｓ２）、リストア命令であるとき（Ｓ３）、電源制御部８１は、リストアすべきデータがあるディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源１２をオンにし（Ｓ４）、レプリケーション制御部５により、第二ディスクアレイ装置１０のデータを第一ディスクアレイ装置９へ書き込むリストア処理を実行する（Ｓ５）。
【００３２】
リストア処理後、電源１２をオンにしたディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎに対してアクセスがない場合（Ｓ６）、タイマ制御部８２は、電源１２がオンのディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎに対応するタイマ８２ー１〜８２ｎをセットしてカウントを開始し（Ｓ７）、カウント中にディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎにアクセスがあるとき（Ｓ８）、タイマ制御部８２は、タイマ８２ー１〜８２ｎをリセットし（Ｓ９）、上述の（Ｓ６）に戻り、一方、カウント中にディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎにアクセスがなく（Ｓ８）、タイマ８２ー１〜８２ｎのカウント値が規定値を超えたとき（Ｓ１０）、電源制御部８１は、ディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源１２をオフにし（Ｓ１１）、上記（Ｓ２）に戻る。
【００３３】
なお、規定値は、通常のリストア処理に要する時間を基準にして、リストア処理中に電源１２がオフしないようマージンを持たせた値に設定する。
【００３４】
上記（Ｓ２）において、ホストコンピュータ１からアクセスがないとき、電源制御部８１は、第二ディスクアレイ装置１０のディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源１２を一定時間間隔でオンにし（Ｓ１２）、パトロールシーク制御部８３は、ディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎのパトロールシークを実行させ（Ｓ１３）、パトロールシークが終了してないときは、（Ｓ１３）に戻る。
【００３５】
ここで、パトロールシークは、スピンドルモータ（図示せず）が停止した状態で、磁気ディスク（図示せず）に対して磁気ヘッド（図示せず）が、長時間同一個所にコンタクトしていることにより発生する不具合を回避するため、磁気ヘッドのシーク動作を実行させるものであり、シークさせる時間間隔を、例えば、スピンドルモータが停止して８時間経過後に、５分間のシーク動作を実行させることで、磁気ディスクと磁気ヘッドとの長時間コンタクトによる不具合発生を防止する（なお、パトロールシークは、スピンドルモータが回転中でディスクドライブがレディ状態において、上位装置からアクセスがないとき、一定時間間隔で磁気ヘッドのシーク動作を実行させることで、塵埃などの磁気ヘッドへの付着現象を排除して、磁気ヘッドの浮上特性を安定化させるケースもある）。
【００３６】
パトロールシーク動作終了後（Ｓ１４）、第一ディスクアレイ装置９のデータを第二ディスクアレイ装置１０へ複写するレプリケーション処理が実行可能となるが（Ｓ１５）、レプリケーション処理を実行しないときは、（Ｓ７）に戻り、レプリケーション処理を実行するときは、差分マップテーブル６を参照して、第二ディスクアレイ装置１０の中のアクセスされるディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源１２以外の電源１２をオフにして（Ｓ１６）、レプリケーション処理を実行する（Ｓ１７）。
【００３７】
差分マップテーブル６が、例えば、図２に示すようなとき、差分フラグ６１が１であるのは、ディスクドライブ１０ーｋのブロック番号２である故、ディスクドライブ１０ーｋの電源１２以外の電源１２をオフにして、レプリケーション処理を実行する。
【００３８】
レプリケーション処理が終了後（Ｓ１８）、差分マップテーブル６から差分管理情報を削除（差分フラグ６１を０にする）し（Ｓ１９）、上記（Ｓ７）に戻る。
【００３９】
上記（Ｓ３）において、ホストコンピュータ１からのコマンドがリストアコマンドでなく、ライトコマンドのときは、レプリケーション制御部５により、差分情報を差分マップテーブル６へ登録しておき（Ｓ２０）、アレイ制御部（図示せず）の制御により、第一ディスクアレイ装置９のディスクドライブ９ー１〜９ーｎに要求のあったデータを書き込み（Ｓ２１）、パトロールシーク動作終了（Ｓ１４）を待って、レプリケーション処理が実行可能となる（Ｓ１５）。
【００４０】
なお、図３では省略しているが、ホストコンピュータ１からのコマンドがリードコマンドのときは、アレイ制御部の制御により、第一ディスクアレイ装置９のディスクドライブ９ー１〜９ーｎから要求のあったデータを読み出す。
【００４１】
上述のように、運用ボリューム用の第一ディスクアレイ装置９とレプリケーションボリューム用の第二ディスクアレイ装置１０とを有するディスクアレイシステム３０において、通常運用時は、レプリケーション用の第二ディスクアレイ装置１０の全てのディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源１２をオフとし、ホストコンピュータ１からリストアコマンドを受信したとき、第二ディスクアレイ装置１０の中のアクセスされるディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源１２をオンにし、リストア処理を実行し、ホストコンピュータ１からアクセスがないとき、第二ディスクアレイ装置１０のディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源１２を一定時間間隔でオンにし、ディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎのパトロールシークを行い、パトロールシーク終了後、レプリケーション処理を実行することにより、ディスクアレイシステム３０の消費電力を低減することができる。
【００４２】
なお、以上の説明では、ディスクインターフェイス制御部８にレプリケーションボリューム用の第二ディスクアレイ装置１０のディスクドライブ１０ー１〜１０ーｎの電源１２を制御する電源制御部８を設けているが、ディスクインターフェイス制御部８に第一ディスクアレイ装置９のディスクドライブ９ー１〜９ーｎの電源１１を制御する電源制御部を付加して設けることにより、ディスクアレイシステム３０の消費電力を更に削減することができ、この構成も本発明に含まれることは云うまでも無いが、詳細な説明は、省略する。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、レプリケーション用の第二ディスクアレイ装置は、ホストコンピュータと直接データ転送を行わないため、通常運用時は、レプリケーション用のディスクアレイ装置の全てのディスクドライブの電源をオフとし、ホストコンピュータからリストアコマンドを受信したとき、第二ディスクアレイ装置の中のアクセスされるディスクドライブの電源をオンにし、リストア処理を実行し、ホストコンピュータからアクセスがないとき、第二ディスクアレイ装置のディスクドライブの電源を一定時間間隔でオンにし、ディスクドライブのパトロールシークを行い、パトロールシーク終了後、レプリケーション処理を実行することにより、ディスクアレイシステムの消費電力を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスクアレイシステムの一実施の形態を示す概略構成ブロック図である。
【図２】図１中の差分マップテーブルを説明するための図である。
【図３】本発明のディスクアレイシステムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ホストコンピュータ
２ディスクアレイコントローラ
３ホストインタフェース制御部
５レプリケーション制御部
６差分マップテーブル
６１差分フラグ
６３ブロック番号
８ディスクインタフェース制御部
８１電源制御部
８２タイマ制御部
８２ー１〜８２ーｎタイマ
８３パトロールシーク制御部
９第一ディスクアレイ装置
９ー１〜９ーｎディスクドライブ
１０第二ディスクアレイ装置
１０ー１〜１０ーｎディスクドライブ
１１、１２電源

Claims

ホストコンピュータと、前記ホストコンピュータと接続されるディスクアレイコントローラと、前記ディスクアレイコントローラに接続される複数のディスクアレイ装置とを有し、前記ディスクアレイ装置は、運用ボリューム用の第一ディスクアレイ装置と、レプリケーションボリューム用の第二ディスクアレイ装置とを有し、前記ディスクアレイコントローラは、前記ホストコンピュータとの間でコマンドを送受信するホストインターフェイス制御部と、前記第一ディスクアレイ装置と前記第二ディスクアレイ装置とのライトデータの差分を管理する差分マップテーブルと、前記差分マップテーブルに登録された情報を用いて前記第一ディスクアレイ装置のデータを前記第二ディスクアレイ装置へ複写するレプリケーション処理を行うレプリケーション制御部と、前記ディスクアレイ装置との間でコマンドの送受信を行うディスクインターフェイス制御部とを有し、前記ディスクインターフェイス制御部は、前記第二ディスクアレイ装置を構成する各々のディスクドライブの電源のオン／オフを制御する電源制御部と、前記第二ディスクアレイ装置の前記ディスクドライブに対して定期的にパトロールシーク動作を実行させるパトロールシーク制御部とを有し、前記レプリケーション制御部は、パトロールシーク動作終了後、前記レプリケーション処理を実行することを特徴とするディスクアレイシステム。
前記第一ディスクアレイ装置と前記第二ディスクアレイ装置とは、ミラー構成を有することを特徴とする請求項１記載のディスクアレイシステム。
前記電源制御部は、前記第二ディスクアレイ装置の前記ディスクドライブに対応してタイマを有することを特徴とする請求項１記載のディスクアレイシステム。
前記ホストコンピュータは、通常運用時には前記第一ディスクアレイ装置との間でデータ転送を行い、前記第二ディスクアレイ装置との間ではデータ転送を行わないことを特徴とする請求項１記載のディスクアレイシステム。
前記電源制御部は、通常運用時には前記第二ディスクアレイ装置の前記ディスクドライブの全ての前記電源をオフにしておくことを特徴とする請求項１記載のディスクアレイシステム。
前記ホストコンピュータからリストア命令が送信されたとき、前記電源制御部は、前記第二ディスクアレイ装置の中のアクセスされる前記ディスクドライブの前記電源をオンにし、前記レプリケーション制御部は、前記第二ディスクアレイ装置から前記第一ディスクアレイ装置へデータをリストアすることを特徴とする請求項１記載のディスクアレイシステム。
前記電源制御部は、前記電源がオン状態の前記第二ディスクアレイ装置の前記ディスクドライブに対して一定時間アクセスがない場合、前記ディスクドライブの前記電源をオフにすることを特徴とする請求項１記載のディスクアレイシステム。
前記電源制御部は、前記ホストコンピュータからアクセスがないとき、前記第二ディスクアレイ装置の前記ディスクドライブの前記電源を一定時間間隔でオンにし、前記パトロールシーク制御部は、前記ディスクドライブのパトロールシーク動作を実行させることを特徴とする請求項１記載のディスクアレイシステム。
前記電源制御部は、パトロールシーク動作終了後、前記差分マップテーブルを参照して、前記第二ディスクアレイ装置の中のアクセスされる前記ディスクドライブの前記電源以外の前記電源をオフにすることを特徴とする請求項１または８記載のディスクアレイシステム。
前記レプリケーション制御部は、前記ホストコンピュータからライトコマンドを受信すると、差分管理情報を前記差分マップテーブルへ登録し、前記レプリケーション処理の完了後、前記差分マップテーブルから前記差分管理情報を削除することを特徴とする請求項１記載のディスクアレイシステム。
前記差分マップテーブルは、前記第二ディスクアレイ装置の前記ディスクドライブ番号と前記ディスクドライブに対応するブロック番号とを有し、前記第一ディスクアレイ装置を構成するディスクドライブの前記ブロック番号と前記第二ディスクアレイ装置の前記ディスクドライブの前記ブロック番号との間でライトデータに差分があるか否かを示す差分フラグを有することを特徴とする請求項１記載のディスクアレイシステム。
前記差分フラグは、ライトデータに差分があるとき１、差分がないとき０を有することを特徴とする請求項１１記載のディスクアレイシステム。