JP2005332471A - ディスクアレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ディスクアレイ装置の筐体内に実装したバッテリにより、データのデステージ処理を含めたバッテリバックアップを行うことができ、また、瞬停に対する瞬停耐力も高めることができるディスクアレイ装置を提供する。
【解決手段】 チャネル制御部、ディスク制御部、キャッシュメモリ、共有メモリおよびスイッチを実装したロジックボックス110と、複数の記憶デバイスを実装したハードディスクボックス210とを備え、ロジックボックス110およびハードディスクボックス210を含む筐体の下部に、停電時のバックアップ電源を供給するニッケル水素バッテリを実装したバッテリボックス300を配置し、ロジックボックス110およびハードディスクボックス210の冷却のためのファン170による筐体内の空気の自然対流により、筐体の下部に配置されたバッテリボックス300のニッケル水素バッテリを冷却する。
【選択図】 図2
【解決手段】 チャネル制御部、ディスク制御部、キャッシュメモリ、共有メモリおよびスイッチを実装したロジックボックス110と、複数の記憶デバイスを実装したハードディスクボックス210とを備え、ロジックボックス110およびハードディスクボックス210を含む筐体の下部に、停電時のバックアップ電源を供給するニッケル水素バッテリを実装したバッテリボックス300を配置し、ロジックボックス110およびハードディスクボックス210の冷却のためのファン170による筐体内の空気の自然対流により、筐体の下部に配置されたバッテリボックス300のニッケル水素バッテリを冷却する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、ディスクアレイ装置に関し、特に、停電時のバッテリによるデータのバックアップに適用して有効な技術に関するものである。
従来、ディスクアレイ装置は、停電等の断電状態が生じた場合、バックアップ用のバッテリによって、例えば、キャッシュメモリのような揮発性のメモリ内のデータを保持していた。
併しながら、断電時間がバッテリの性能を超えていた場合、データ喪失などの危険がある。それを防ぐために、バッテリから供給される電力を、キャッシュのような揮発性のデータを不揮発性の記憶領域に書き込む(以下、デステージという)ために利用することが考えられる。併しながら、所謂、数10秒単位の短い停電の場合、折角、キャッシュ上にあるデータをHDDに書き込むような処理を進めてしまうと、その後、電力が復旧しても、一部のデータがキャッシュ上から退避されているので、その分、応答速度が遅くなってしまう。
本願発明の第1の目的は、断電の状況に応じて、ストレージ装置のデータ保持動作が最適になされるように制御することにある。また所定の時間内の停電においては、記憶装置の各部位の制御が通常通りに維持できるようなバックアップ電源を提供することにある。ところで、キャッシュ上にあるデータをHDDに書き込むような処理は、電力消費が大きいので、外部UPS(Uninterruptible power supply)等を用いる必要があり、その設置場所等の確保等の制約を余儀なくされる。
本発明の第2の目的は、このような外部UPSを用いることなく、ストレージ装置筐体の内部にバックアップ電源システムを組み込むことにある。
また、本発明の他の目的は、上述したような瞬間的な停電に置いても、装置全体の動作を維持するために、バックアップ電源の瞬停耐力を高めることにある。
さらに、本願の目的は、制御基板上のプロセッサのように、熱源となってしまう部品の多いストレージ筐体内の中であっても、バックアップ電源が最適に維持できるようなストレージ装置を提供することにある。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明によるディスクアレイ装置は、論理実装部と記憶デバイス実装部とからなるディスクアレイ装置であって、前記論理実装部および前記記憶デバイス実装部をそれぞれ冷却するファンと、前記論理実装部および前記記憶デバイス実装部を収納した筐体とを備え、前記論理実装部は、上位装置が接続されデータ転送制御を行うチャネル制御部と、記憶デバイスが接続されデータ転送制御を行うディスク制御部と、前記上位装置と前記記憶デバイスとの間でデータ転送されるデータが一時的に保存されるキャッシュメモリと、前記チャネル制御部および前記ディスク制御部によって通信される制御情報が格納される共有メモリと、前記チャネル制御部、前記ディスク制御部、前記キャッシュメモリおよび前記共有メモリが接続される接続部とを実装し、前記記憶デバイス実装部は、複数の前記記憶デバイスを実装し、前記筐体の下部に、停電時のバックアップ電源を供給するニッケル水素バッテリを実装したバッテリ実装部を配置し、前記ファンによる前記筐体内の空気の自然対流により、前記筐体の下部に配置された前記バッテリ実装部の前記ニッケル水素バッテリを冷却するものである。
また、本発明によるディスクアレイ装置は、論理実装部を有するストレージ制御装置と記憶デバイス実装部を有するストレージ駆動装置とからなるディスクアレイ装置であって、前記論理実装部および前記記憶デバイス実装部をそれぞれ冷却するファンと、前記ストレージ制御装置を収納した筐体および前記ストレージ駆動装置を収納した筐体とを備え、前記論理実装部は、上位装置が接続されデータ転送制御を行うチャネル制御部と、記憶デバイスが接続されデータ転送制御を行うディスク制御部と、前記上位装置と前記記憶デバイスとの間でデータ転送されるデータが一時的に保存されるキャッシュメモリと、前記チャネル制御部および前記ディスク制御部によって通信される制御情報が格納される共有メモリと、前記チャネル制御部、前記ディスク制御部、前記キャッシュメモリおよび前記共有メモリが接続される接続部とを実装し、前記記憶デバイス実装部は、複数の前記記憶デバイスを実装し、前記ストレージ制御装置の筐体および前記ストレージ駆動装置の筐体の下部に、それぞれ、停電時のバックアップ電源を供給するニッケル水素バッテリを実装したバッテリ実装部を配置し、前記ファンによる前記ストレージ制御装置の筐体内および前記ストレージ駆動装置の筐体内の空気の自然対流により、前記ストレージ制御装置の筐体および前記ストレージ駆動装置の筐体の下部に配置された、それぞれの前記バッテリ実装部の前記ニッケル水素バッテリを冷却するものである。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
本発明によれば、ディスクアレイ装置の筐体内に実装したバッテリにより、データのデステージ処理を含めたバッテリバックアップを行うことができ、また、瞬停に対する瞬停耐力も高めることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
<ディスクアレイ装置の外観構成例>
図1〜図4により、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置の外観構成の一例を説明する。図1は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置の外観構成の一例を示す図である。図2はストレージ制御装置の外観構成の一例を示す図であり、(a)は前面方向から見た図、(b)は後面方向から見た図である。図3はストレージ駆動装置の外観構成の一例を示す図であり、(a)は前面方向から見た図、(b)は後面方向から見た図である。図4はストレージ制御装置の外観構成の他の例を示す図であり、(a)は前面方向から見た図、(b)は後面方向から見た図である。
図1〜図4により、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置の外観構成の一例を説明する。図1は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置の外観構成の一例を示す図である。図2はストレージ制御装置の外観構成の一例を示す図であり、(a)は前面方向から見た図、(b)は後面方向から見た図である。図3はストレージ駆動装置の外観構成の一例を示す図であり、(a)は前面方向から見た図、(b)は後面方向から見た図である。図4はストレージ制御装置の外観構成の他の例を示す図であり、(a)は前面方向から見た図、(b)は後面方向から見た図である。
図1に示すように、本実施の形態に係るディスクアレイ装置は、ストレージ制御装置100およびストレージ駆動装置200がそれぞれの筐体に納められた形態をしている。図1に示す例では、ストレージ制御装置100の筐体の両側にストレージ駆動装置200の筐体が配置されている。また、ストレージ制御装置100およびストレージ駆動装置200の各筐体の下部には、停電時のバックアップのためのニッケル水素バッテリやその充電回路などが格納されたバッテリボックス(バッテリ実装部)300が配置された構成となっている。
ストレージ制御装置100の構成は、図2に示すように、上位装置が接続されデータ転送制御を行うチャネル制御部、記憶デバイスが接続されデータ転送制御を行うディスク制御部、上位装置と記憶デバイスとの間でデータ転送されるデータが一時的に保存されるキャッシュメモリ、チャネル制御部およびディスク制御部によって通信される制御情報が格納される共有メモリ、チャネル制御部、ディスク制御部、キャッシュメモリおよび共有メモリが接続されるスイッチ(接続部)を構成するそれぞれの論理基板が実装され、ストレージ制御装置100においてデータ転送処理などを行うロジックボックス(論理実装部)110、AC電源を入力分配するAC電源120、DC電源を出力するACDC電源130、ストレージ装置を管理するためのコンソールPC140やサービスプロセッサ150、表示パネル160、バッテリボックス300が備えられている。
ロジックボックス110には、複数のスロットが設けられており、各スロットにチャネル制御部、ディスク制御部、キャッシュメモリ、共有メモリおよびスイッチを構成するそれぞれの論理基板を備えたボードが挿入され、各ボードとロジックボックス110側のコネクタとを電気的に接続することにより、各信号の送受信や、電源の供給を受けるような構成となっている。
また、図2に示す例では、ストレージ制御装置100内に、複数のハードディスクなどの記憶デバイスが格納されたハードディスクボックス(記憶デバイス実装部)210が備えられており、ストレージ制御装置100の筐体でディスクアレイ装置の最小単位として構成することができるようになっている。
また、ロジックボックス110およびハードディスクボックス210の上面部には、チャネル制御部、ディスク制御部、キャッシュメモリ、共有メモリおよびスイッチやハードディスクなどなどから発生する熱を放出するためのファン170が設けられている。また、ACDC電源130内にもACDC電源130内の回路から発生する熱を放出するためのファン170が設けられている。
ストレージ駆動装置200の構成は、図3に示すように、AC電源120、ACDC電源130、ハードディスクボックス210、バッテリボックス300が備えられている。
また、最上段のハードディスクボックス210の上面部には、ハードディスクなどから発生する熱を放出するためのファン170が設けられている。また、ACDC電源130内にもACDC電源130内の回路から発生する熱を放出するためのファン170が設けられている。
また、ストレージ制御装置100の他の構成は、図4に示すように、ロジックボックス110、AC電源120、サービスプロセッサ150、表示パネル160、ACDC電源を実装する電源ボックス180、ディスクアレイ装置の装置環境をモニタリングする基板が実装されるモニタリングボックス190、バッテリボックス300が備えられている。
また、ロジックボックス110、電源ボックス180およびモニタリングボックス190の上面部には、チャネル制御部、ディスク制御部、キャッシュメモリ、共有メモリおよびスイッチやハードディスク、各基板やACDC電源などなどから発生する熱を放出するためのファン170が設けられている。
図1〜図4に示すように、バッテリボックス300は、ストレージ制御装置100およびストレージ駆動装置200の各筐体の下部に配置され、ストレージ制御装置100およびストレージ駆動装置200に実装される構成となっているが、バッテリボックス300内のバッテリにニッケル水素バッテリを使用することにより、サイズが小さく大容量のバッテリを使用することが可能である。
したがって、ストレージ制御装置100およびストレージ駆動装置200にバッテリボックス300を実装する構成であっても、ストレージ制御装置100およびストレージ駆動装置200に実装されたバッテリボックス300により、停電時に、ロジックボックス110内に実装されたキャッシュメモリや共有メモリ上のデータを、ハードディスクボックス210内のハードディスクなどにデステージする処理も行うことが可能となっている。
<筐体内の冷却>
図5〜図7により、ディスクアレイ装置の各筐体内の冷却について説明する。図5は図2に示したストレージ制御装置の筐体内の冷却を説明するための説明図、図6は図3に示したストレージ駆動装置の筐体内の冷却を説明するための説明図、図7は図4に示したストレージ制御装置の筐体内の冷却を説明するための説明図である。
図5〜図7により、ディスクアレイ装置の各筐体内の冷却について説明する。図5は図2に示したストレージ制御装置の筐体内の冷却を説明するための説明図、図6は図3に示したストレージ駆動装置の筐体内の冷却を説明するための説明図、図7は図4に示したストレージ制御装置の筐体内の冷却を説明するための説明図である。
本実施の形態では、ロジックボックス110、ハードディスクボックス210、電源ボックス180およびモニタリングボックス190の上面部や、ACDC電源130内に設けられたファン170により、各部から発生する熱を放出しており、これにより、ストレージ制御装置100の筐体内やストレージ駆動装置200の筐体内に風(空気)の流路を形成し、この筐体内の風の流路による自然対流を使用してバッテリボックス300の冷却を行っている。
図2に示したストレージ制御装置100では、図5に示すように、ロジックボックス110およびハードディスクボックス210の上面部に設けられたファン170と、ACDC電源130内に設けられたファン170により、図5の矢印で示したような風の流路が形成されており、この風の流路による自然対流により、筐体の下部に設置されたバッテリボックス300が冷却されている。
また、図3に示したストレージ駆動装置200では、図6に示すように、最上段のハードディスクボックス210の上面部に設けられたファン170と、ACDC電源130内に設けられたファン170により、図6の矢印で示したような風の流路が形成されており、この風の流路による自然対流により、筐体の下部に設置されたバッテリボックス300が冷却されている。
また、図4に示したストレージ制御装置100では、図7に示すように、ロジックボックス110、電源ボックス180およびモニタリングボックス190の上面部に設けられたファン170により、図7の矢印で示したような風の流路が形成されており、この風の流路による自然対流により、筐体の下部に設置されたバッテリボックス300が冷却されている。また、図2,3,4に示した例では、バッテリボックス300の台座400にスリットを与えて熱がこもらないようにしている。
このように、ストレージ制御装置100の筐体内やストレージ駆動装置200の筐体内の下部に配置されたバッテリボックス300の冷却を、筐体内の風の流路による自然対流を使用して行うことにより、バッテリボックス300内のニッケル水素バッテリを冷やしすぎ、または、暖めすぎることなく、ニッケル水素バッテリのバッテリ寿命に対して理想的な温度である15℃〜25℃での冷却を行うことが可能である。
したがって、停電時のバックアップに使用するバッテリにニッケル水素バッテリを使用した場合のバッテリ寿命を最大限に延ばすことができ、ディスクアレイ装置としてのバッテリの保証期間を確実にすることが可能である。
<バッテリボックスの回路構成>
図8および図9によりバッテリボックスの構成について説明する。図8は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置におけるバッテリボックスの回路構成の一例を示す図、図9は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置におけるコンデンサを併用したバッテリボックス(以下、コンデンサボックスという)の回路構成の一例を示す図である。
図8および図9によりバッテリボックスの構成について説明する。図8は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置におけるバッテリボックスの回路構成の一例を示す図、図9は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置におけるコンデンサを併用したバッテリボックス(以下、コンデンサボックスという)の回路構成の一例を示す図である。
図8において、バッテリボックス300は、ニッケル水素バッテリ301、充電回路302、バッテリ監視回路303、逆流防止用ダイオード304、スイッチ305、システムREADYランプ306、バッテリChargeランプ307から構成されている。
また、スイッチ305には、ACDC電源やチャネル制御部およびディスク制御部などが接続されるDC電力供給パス310、キャッシュメモリおよび共有メモリが接続されるメモリ電力供給パス311、チャネル制御部およびディスク制御部のマイクロプロセッサなどによりバッテリボックス300を制御するためのバッテリボックス制御バス312が接続されている。
DC電力供給パス310により、ニッケル水素バッテリ301を充電するDC電力の入力や、停電時のチャネル制御部およびディスク制御部のなどへのDC電力の供給が行われ、メモリ電力供給パス311により、停電時のキャッシュメモリおよび共有メモリへのDC電力の供給が行われる。また、バッテリボックス制御バス312により、チャネル制御部およびディスク制御部のマイクロプロセッサなどからの指示で停電時のスイッチ305の動作が制御される。
システムREADYランプ306は、充電回路302によって制御され、例えば、点灯時はバッテリボックス300が正常動作していることを示し、消灯時は、バッテリボックス300が故障していることを示している。
また、バッテリChargeランプ307は、充電回路302によって制御され、例えば、点灯時はバッテリボックス300内のニッケル水素バッテリ301の充電が完了していることを示し、点滅時は、バッテリボックス300のニッケル水素バッテリ301の充電が充電中であることを示している。
このシステムREADYランプ306およびバッテリChargeランプ307はバッテリボックス300の前面に配置されており、システムREADYランプ306およびバッテリChargeランプ307を確認することにより、ディスクアレイ装置の保守員などによりバッテリボックス300の状態を容易に確認することが可能となっている。
AC電源が供給されている通常の場合には、ACDC電源などからのDC電力が、DC電力供給パス310を介して入力され、充電回路302によりニッケル水素バッテリ301が充電されている。ニッケル水素バッテリ301は、バッテリ監視回路303により、電圧変動などが監視されており、ニッケル水素バッテリ301の充電状態が最適になるように管理されている。
AC電源の停電などの場合には、ニッケル水素バッテリ301のDC電力が、逆流防止用ダイオード304を介して、DC電力供給パス310やメモリ電力供給パス311に供給され、停電時のバックアップ処理が行われる。
図9において、コンデンサボックス320は、ニッケル水素バッテリ301、充電回路302、バッテリ監視回路303、逆流防止用ダイオード304、スイッチ305、システムREADYランプ306、バッテリChargeランプ307、コンデンサ321から構成されており、図8に示したバッテリボックス300に瞬停時のDC電力供給のためのコンデンサ321を追加した構成となっている。
コンデンサボックス320では、AC電源が供給されている通常の場合には、ACDC電源などからのDC電力が、DC電力供給パス310を介して入力され、充電回路302によりニッケル水素バッテリ301とコンデンサ321が充電されている。ニッケル水素バッテリ301は、バッテリ監視回路303により、電圧変動などが監視されており、ニッケル水素バッテリ301の充電状態が最適になるように管理されている。
AC電源の停電などの場合には、瞬停の時間(例えば、30ms)の間は、コンデンサ321により、コンデンサ321のDC電力が、逆流防止用ダイオード304を介して、DC電力供給パス310やメモリ電力供給パス311に供給される。瞬停時など30ms程度の短時間の停電の場合のDC電力供給は、コンデンサ321を用いることにより、容易に大電力のDC電力を供給することが可能である。
瞬停の時間以降も停電している場合には、バッテリボックス300と同様に、ニッケル水素バッテリ301のDC電力が、逆流防止用ダイオード304を介して、DC電力供給パス310やメモリ電力供給パス311に供給され、停電時のバックアップ処理が行われる。
<バッテリボックスおよびコンデンサボックスの外観構成>
図10により本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置のバッテリボックス/コンデンサボックスの外観構成の一例について説明する。図10は、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置におけるバッテリボックスおよびコンデンサボックスの外観構成の一例を示す図である。
図10により本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置のバッテリボックス/コンデンサボックスの外観構成の一例について説明する。図10は、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置におけるバッテリボックスおよびコンデンサボックスの外観構成の一例を示す図である。
図10において、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320は、長方形の形をしており、ディスクアレイ装置の筐体下部に実装可能な形状をしている。
また、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320の前面には、取っ手330、システムREADYランプ306、バッテリChargeランプ307およびスイッチ331が備えられており、取っ手330により、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320の取り付け、取り外しが容易にでき、システムREADYランプ306およびバッテリChargeランプ307により、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320の状態や、ニッケル水素バッテリ301の充電状態などを、保守員などにより容易に確認することができるようになっている。スイッチ331はバッテリボックス300およびコンデンサボックス320全体の電源スイッチである。
また、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320の上面および下面には図10に示すようなスリット332が設けられており、ファン170などを利用せずに、図5〜図7に示したような風の流路による自然対流を使用したバッテリボックス300およびコンデンサボックス320内の冷却を行うことができる構成となっている。
<バッテリボックスおよびコンデンサボックスの内部構成>
図11〜図13により、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置のバッテリボックスおよびコンデンサボックスの内部構成の一例について説明する。図11は、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置におけるバッテリボックスの内部構成の一例を示す図、図12は、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置におけるコンデンサボックスの内部構成の一例を示す図、図13はバッテリ出力コネクタの接続形態を説明するための説明図であり、(a)はバッテリコネクタの接続部周辺を示した図、(b)は(a)のA方向から見た図、(c)は(a)のB方向から見た図である。
図11〜図13により、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置のバッテリボックスおよびコンデンサボックスの内部構成の一例について説明する。図11は、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置におけるバッテリボックスの内部構成の一例を示す図、図12は、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置におけるコンデンサボックスの内部構成の一例を示す図、図13はバッテリ出力コネクタの接続形態を説明するための説明図であり、(a)はバッテリコネクタの接続部周辺を示した図、(b)は(a)のA方向から見た図、(c)は(a)のB方向から見た図である。
バッテリボックス300は、図11に示すように、バッテリボックス300の前面方向にニッケル水素バッテリ301が配置され、後面方向に充電回路302、バッテリ監視回路303、逆流防止用ダイオード304、スイッチ305などから構成された制御パッケージ308の基板が配置されている。
また、コンデンサボックス320は、図12に示すように、コンデンサボックス320の前面方向にニッケル水素バッテリ301が配置され、後面方向に充電回路302、バッテリ監視回路303、逆流防止用ダイオード304、スイッチ305などから構成された制御パッケージ308の基板が配置され、ニッケル水素バッテリ301と制御パッケージ308の基板の間にコンデンサ321が配置されている。
図11および図12に示すように、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320の前面方向にニッケル水素バッテリ301を配置することにより、重量のあるニッケル水素バッテリ301が手前の取っ手330側に配置されるので、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320の取り付け、取り外しを容易に行うことが可能となる。
また、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320は、ニッケル水素バッテリ301を使用することにより、サイズを小さくでき、重量も軽くすることが可能なため、ストレージ制御装置100の筐体およびストレージ駆動装置200の筐体に実装する際の接続を、ケーブル接続ではなく、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320の後面に設けられたバッテリ出力コネクタ340と、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320の実装部に設けられたバッテリプラッタのコネクタを接続する基板給電による接続となっている。
基板給電を行うことにより、ケーブル接続の際に発生する電圧ドロップなどを抑止することができ、安定したバックアップ電源を供給することが可能である。
また、バッテリ出力コネクタ340は、フローティングコネクタとなっており、360度、例えば5mm程度可動させることが可能な構成であり、バッテリプラッタ側のコネクタと接続する際の勘合精度を向上させ、安定した接続を行うことが可能となっている。
このバッテリ出力コネクタ340は、例えば、図13(a),(b)に示すように、制御パッケージ308の基板上に設けられたピン341とケーブル342を介して接続されており、ピン341に半田付けされたケーブル342により、バッテリ出力コネクタ340が、図13(c)に示すように360度可動させることができ、また、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320を挿入する際の圧力を受け止めることができ、バッテリプラッタ側のコネクタと接続する際の勘合精度を向上させることが可能である。
<バッテリボックスおよびコンデンサボックス周辺の配線>
図14および図15により、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置のバッテリボックスおよびコンデンサボックス周辺の配線について説明する。図14は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置のストレージ制御装置におけるバッテリボックスおよびコンデンサボックス周辺の配線を示す配線図、図15は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置のストレージ駆動装置におけるバッテリボックスおよびコンデンサボックス周辺の配線を示す配線図である。
図14および図15により、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置のバッテリボックスおよびコンデンサボックス周辺の配線について説明する。図14は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置のストレージ制御装置におけるバッテリボックスおよびコンデンサボックス周辺の配線を示す配線図、図15は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置のストレージ駆動装置におけるバッテリボックスおよびコンデンサボックス周辺の配線を示す配線図である。
ストレージ制御装置100内では、図14に示すように、バッテリボックス300またはコンデンサボックス320はバッテリプラッタ500により接続されており、バッテリプラッタ500は、各負荷にDC電源を分配する電源プラッタ510に接続されている。
電源プラッタ510には、AC電源120からAC電力が供給されているACDC電源130が接続され、通常時のDC電力の供給やバッテリボックス300またはコンデンサボックス320への充電のための電力を供給している。
また、バッテリプラッタ500と電源プラッタ510とは、金属のバスバー520で接続され、バッテリボックス300またはコンデンサボックス320に対する制御信号などのやり取りを行うための信号線530も接続されている。
この金属のバスバー520と信号線530は信号線530内の信号に影響を与えないようにお互いが配置されている。
また、電源プラッタ510からの負荷側には、ロジックボックス110内で、チャネル制御部、ディスク制御部、キャッシュメモリ、共有メモリおよびスイッチなどの論理基盤が接続されるロジックプラッタ540や、コンソールPC140やサービスプロセッサ150、ハードディスクボックス210や、ファン170などが接続され、各負荷へのDC電力の供給が行われている。
ストレージ駆動装置200内では、図15に示すように、バッテリボックス300またはコンデンサボックス320はバッテリプラッタ500により接続されており、バッテリプラッタ500には、AC電源120からAC電力が供給されているACDC電源130が接続され、通常時のDC電力の供給やバッテリボックス300またはコンデンサボックス320への充電のための電力を供給している。
また、ACDC電源130に接続された負荷側のハードディスクボックス210やファン170は、通常時にはACDC電源130からDC電力が供給され、停電時には、ACDC電源130を介して、バッテリボックス300またはコンデンサボックス320からのDC電力が供給されている。
このように、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320は、バッテリプラッタ500を介して基板給電により接続されており、ケーブル接続の際に発生する電圧ドロップなどを抑止することができ、安定したバックアップ電源を供給することが可能である。
<停電時におけるバックアップ制御動作>
図16〜図19により、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置の停電時におけるバックアップ制御動作について説明する。図16は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置の停電時におけるバックアップ制御動作を示すフローチャートであり、停電時にデステージ動作を行う場合の動作を示している。図17は停電時にデステージ動作を行う場合のバックアップ時間と電力の関係を示す図、図18は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置の停電時におけるバックアップ制御動作を示すフローチャートであり、停電時にデステージ動作を行わず、メモリバックアップ動作を行う場合の動作を示している。図19は停電時にデステージ動作を行わず、メモリバックアップ動作を行う場合のバックアップ時間と電力の関係を示す図である。
図16〜図19により、本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置の停電時におけるバックアップ制御動作について説明する。図16は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置の停電時におけるバックアップ制御動作を示すフローチャートであり、停電時にデステージ動作を行う場合の動作を示している。図17は停電時にデステージ動作を行う場合のバックアップ時間と電力の関係を示す図、図18は本発明の一実施の形態に係るディスクアレイ装置の停電時におけるバックアップ制御動作を示すフローチャートであり、停電時にデステージ動作を行わず、メモリバックアップ動作を行う場合の動作を示している。図19は停電時にデステージ動作を行わず、メモリバックアップ動作を行う場合のバックアップ時間と電力の関係を示す図である。
停電によるAC OFFの検出は、ロジックボックス110内のチャネル制御部およびディスク制御部で検出しており、チャネル制御部およびディスク制御部の各パッケージ(PK)のそれぞれで、停電の検出を行っている。
停電時にデステージ動作を行う場合は、図16に示すように、まず、AC OFFを検出したか否かを判断し(S100)、S100でAC OFFを検出すると、ロジックボックス110内の共有メモリにAC OFF検知信号をセットする(S101)。これにより、他のチャネル制御部およびディスク制御部の各パッケージによるAC OFF検出の情報が共有されている。
そして、共有メモリ内の情報を確認することにより、先にAC OFFを検出したチャネル制御部およびディスク制御部のパッケージがあるか否かを判断する(S102)。
S102で先にAC OFFを検出したチャネル制御部およびディスク制御部のパッケージがあると判断されると、後にAC OFFを検出したパッケージの動きとなり、自己パッケージのAC OFFを1秒監視し(S103)、10秒以上ACが復電したか否かを判断し(S104)、S104で10秒以上ACが復電していないと判断されるとS103に戻り、S104で10秒以上ACが復電したと判断されると、共有メモリにセットしたAC OFF検知信号をリセットする(S105)。
また、S102で先にAC OFFを検出したチャネル制御部およびディスク制御部のパッケージがないと判断されると、先にAC OFFを検出したパッケージの動きとなり、この最初にAC OFFを検出したパッケージが他のパッケージの状態を監視する(S106)。
そして、自己パッケージのAC OFFと共有メモリのAC OFF検知信号を1秒監視し(S107)、チャネル制御部およびディスク制御部の半数+1(例えば、チャネル制御部およびディスク制御部のパッケージの枚数が8枚の時は5枚)が、AC OFFを検出した状態が60秒以上か否かを判断する(S108)。
S108でチャネル制御部およびディスク制御部の半数+1が、AC OFFを検出した状態が60秒以上と判断されるとAC OFF状態が確定し、デステージまたはメモリバックアップなどのバックアップ処理を行う(S109)。
また、S108でチャネル制御部およびディスク制御部の半数+1が、AC OFFを検出した状態が60秒以上でない判断されると、自分自身のACが回復し、かつ、他のパッケージも回復しているか否かを判断し(S110)、S110で自分自身のACが回復し、かつ、他のパッケージも回復していなければS107に戻り、S110で自分自身のACが回復し、かつ、他のパッケージも回復していれば、ACが復旧したとして、定常状態へ移行する(S111)。
また、AC OFF状態が確定し停電状態となった場合の、バックアップ時間と電力の関係は、図17に示すように、まず、最初の1分は、AC OFF状態を確定するための時間であり、この期間は、ハードディスク、チャネル制御部、ディスク制御部およびキャッシュメモリ/共有メモリを全動作させる。
そして、1分を経過し、AC OFF状態が確定すると、デステージと構成の退避を行い、正規ディスクにデステージが終了したハードディスクとディスク制御部は順次電源を切り離し、チャネル制御部は1枚だけ残して切り離す。1枚は構成退避用として使用される。そして、デステージ動作が終了すると、データ保証や次回起動時の高速化や、メモリ常駐のために、キャッシュメモリと共有メモリのメモリバックアップのみを行う。
また、停電時にデステージ動作を行わず、メモリバックアップ動作を行う場合は、図18に示すように、30ms以上の停電か否かを判断し(S120)、S120で30ms以上の停電でないと判断されるとS120に戻り、S120で30ms以上の停電であると判断されると、瞬停ではなく停電状態として、メモリバックアップを行う(S121)。
また、瞬停以上の停電で停電状態となった場合の、バックアップ時間と電力の関係は、図19に示すように、瞬停を判断する30msの期間は、ハードディスク、チャネル制御部、ディスク制御部およびキャッシュメモリ/共有メモリを全動作させる。
そして、30ms以上の停電で、停電状態となると、キャッシュメモリと共有メモリ以外のハードディスクや各パッケージを切り離しメモリバックアップのみを行う。
また、デステージ動作を行う場合であっても、デステージ先のハードディスクなどが保証できない場合や、瞬停中に障害が発生しデステージ動作を行えない場合などでは、瞬停として認識する時間である30msや、AC OFF状態を確定するための時間である1分を経過した後、キャッシュメモリと共有メモリ以外のハードディスクや各パッケージを切り離しメモリバックアップのみを行う。
以上のように、本実施の形態では、停電時のバックアップに使用するバッテリにニッケル水素バッテリ301を使用し、バッテリのサイズが小さく、かつ大容量のバッテリとして構成することにより、停電時にデステージ処理を行うことのできる容量のバッテリをストレージ制御装置100およびストレージ駆動装置200の各筐体の下部に実装することができ、ディスクアレイ装置の設置場所の確保などの面で、効率の良い運用が可能である。
また、ニッケル水素バッテリ301を内蔵するバッテリボックス300およびコンデンサボックス320には冷却のためのファン170を設けず、ストレージ制御装置100およびストレージ駆動装置200の各部を冷却するためのファン170による筐体内の風の流路による自然対流を使用して、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320の冷却を行うため、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320内のニッケル水素バッテリ301の動作温度として最適な温度である15℃〜25℃を保つことができ、ニッケル水素バッテリ301の寿命を最大限に延ばすことができ、ディスクアレイ装置のバッテリに関する保証期間を確実なものとすることが可能である。
また、コンデンサボックス320を使用することにより、コンデンサボックス320内のコンデンサ321により、瞬停時など30ms程度の短時間の停電の場合のDC電力供給を行い、瞬停時に安定した大電力のDC電力を供給することが可能である。
また、バッテリボックス300およびコンデンサボックス320をバッテリプラッタ500を使用し基板給電により接続しているので、電圧ドロップが抑止され、安定したバックアップ電源を供給することが可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
100…ストレージ制御装置、110…ロジックボックス、120…AC電源、130…ACDC電源、140…コンソールPC、150…サービスプロセッサ、160…表示パネル、170…ファン、180…電源ボックス、190…モニタリングボックス、200…ストレージ駆動装置、210…ハードディスクボックス、300…バッテリボックス、301…ニッケル水素バッテリ、302…充電回路、303…バッテリ監視回路、304…逆流防止用ダイオード、305…スイッチ、306…システムREADYランプ、307…バッテリChargeランプ、308…制御パッケージ、310…DC電力供給パス、311…メモリ電力供給パス、312…バッテリボックス制御バス、320…コンデンサボックス、321…コンデンサ、340…バッテリ出力コネクタ、341…ピン、342…ケーブル、400…台座、500…バッテリプラッタ、510…電源プラッタ、520…金属のバスバー、530…信号線、540…ロジックプラッタ。
Claims (11)
- 論理実装部と記憶デバイス実装部とからなるディスクアレイ装置であって、
前記論理実装部および前記記憶デバイス実装部をそれぞれ冷却するファンと、
前記論理実装部および前記記憶デバイス実装部を収納した筐体とを備え、
前記論理実装部は、上位装置が接続されデータ転送制御を行うチャネル制御部と、記憶デバイスが接続されデータ転送制御を行うディスク制御部と、前記上位装置と前記記憶デバイスとの間でデータ転送されるデータが一時的に保存されるキャッシュメモリと、前記チャネル制御部および前記ディスク制御部によって通信される制御情報が格納される共有メモリと、前記チャネル制御部、前記ディスク制御部、前記キャッシュメモリおよび前記共有メモリが接続される接続部とを実装し、
前記記憶デバイス実装部は、複数の前記記憶デバイスを実装し、
前記筐体の下部に、停電時のバックアップ電源を供給するニッケル水素バッテリを実装したバッテリ実装部を配置し、
前記ファンによる前記筐体内の空気の自然対流により、前記筐体の下部に配置された前記バッテリ実装部の前記ニッケル水素バッテリを冷却することを特徴とするディスクアレイ装置。 - 請求項1記載のディスクアレイ装置において、
前記バッテリ実装部は、前記筐体内での接続をコネクタを用いた基盤給電接続により行うことを特徴とするディスクアレイ装置。 - 請求項1記載のディスクアレイ装置において、
前記バッテリ実装部は、瞬停時のバックアップ電源を供給するコンデンサを実装することを特徴とするディスクアレイ装置。 - 請求項1記載のディスクアレイ装置において、
前記バッテリ実装部は、前記バッテリ実装部の内部を前記空気が抜けるためのスリットを有することを特徴とするディスクアレイ装置。 - 請求項1記載のディスクアレイ装置において、
前記バッテリ実装部は、前面に前記バッテリ実装部の状態および前記ニッケル水素バッテリの充電状態を示す表示部を有することを特徴とするディスクアレイ装置。 - 論理実装部を有するストレージ制御装置と記憶デバイス実装部を有するストレージ駆動装置とからなるディスクアレイ装置であって、
前記論理実装部および前記記憶デバイス実装部をそれぞれ冷却するファンと、
前記ストレージ制御装置を収納した筐体および前記ストレージ駆動装置を収納した筐体とを備え、
前記論理実装部は、上位装置が接続されデータ転送制御を行うチャネル制御部と、記憶デバイスが接続されデータ転送制御を行うディスク制御部と、前記上位装置と前記記憶デバイスとの間でデータ転送されるデータが一時的に保存されるキャッシュメモリと、前記チャネル制御部および前記ディスク制御部によって通信される制御情報が格納される共有メモリと、前記チャネル制御部、前記ディスク制御部、前記キャッシュメモリおよび前記共有メモリが接続される接続部とを実装し、
前記記憶デバイス実装部は、複数の前記記憶デバイスを実装し、
前記ストレージ制御装置の筐体および前記ストレージ駆動装置の筐体の下部に、それぞれ、停電時のバックアップ電源を供給するニッケル水素バッテリを実装したバッテリ実装部を配置し、
前記ファンによる前記ストレージ制御装置の筐体内および前記ストレージ駆動装置の筐体内の空気の自然対流により、前記ストレージ制御装置の筐体および前記ストレージ駆動装置の筐体の下部に配置された、それぞれの前記バッテリ実装部の前記ニッケル水素バッテリを冷却することを特徴とするディスクアレイ装置。 - 請求項6記載のディスクアレイ装置において、
前記バッテリ実装部は、前記ストレージ制御装置の筐体内および前記ストレージ駆動装置の筐体内での接続をコネクタを用いた基盤給電接続により行うことを特徴とするディスクアレイ装置。 - 請求項6記載のディスクアレイ装置において、
前記バッテリ実装部は、瞬停時のバックアップ電源を供給するコンデンサを実装することを特徴とするディスクアレイ装置。 - 請求項6記載のディスクアレイ装置において、
前記バッテリ実装部は、前記バッテリ実装部の内部を前記空気が抜けるためのスリットを有することを特徴とするディスクアレイ装置。 - 請求項6記載のディスクアレイ装置において、
前記バッテリ実装部は、前面に前記バッテリ実装部の状態および前記ニッケル水素バッテリの充電状態を示す表示部を有することを特徴とするディスクアレイ装置。 - 論理実装部と記憶デバイス実装部とバッテリ実装部とからなるディスクアレイ装置であって、
前記論理実装部は、上位装置が接続されデータ転送制御を行うチャネル制御部と、記憶デバイスが接続されデータ転送制御を行うディスク制御部と、前記上位装置と前記記憶デバイスとの間でデータ転送されるデータが一時的に保存されるキャッシュメモリと、前記チャネル制御部および前記ディスク制御部によって通信される制御情報が格納される共有メモリと、前記チャネル制御部、前記ディスク制御部、前記キャッシュメモリおよび前記共有メモリが接続される接続部とを実装し、
前記記憶デバイス実装部は、複数の前記記憶デバイスを実装し、
前記バッテリ実装部は、停電時のバックアップ電源を供給するバッテリを実装し、
前記停電時に、前記バッテリ実装部からのバックアップ電源の供給により、前記停電を判断する所定の時間内は、前記論理実装部および前記記憶デバイス実装部の動作を維持し、前記所定の時間経過後に、前記キャッシュメモリおよび前記共有メモリのデータを前記記憶デバイスに書き込み、前記記憶デバイスへのデータの書き込み終了後に、前記キャッシュメモリおよび前記共有メモリのメモリバックアップに移行することを特徴とするディスクアレイ装置。
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