JP2008009810A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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とハードディスク装置間でデータ信号をやり取りする為のＳＣＳＩ，ＡＴＡ等の標準規格に変更を加えることなく、ハードディスク装置にディスクアレイ構成情報を高信頼性で保持する必要がある。
【解決手段】リード／ライトアドレス判断手段１０５は、ホストインターフェイス制御部１０３から伝達されたデータのライトあるいはリードアドレスから、データがディスクアレイ構成情報かそうでないかを判断する閾値を内部に有しており、データがディスクアレイ構成情報である場合は、不揮発性メモリ１０６にアクセスしてディスクアレイ構成情報１１０をリード／ライトする。また、ディスクアレイ構成情報を冗長化するために、ディスクアレイ構成情報を不揮発性メモリ１０６と磁気ディスク１０９の両方に保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気ディスク装置に係り、特にディスクアレイコントローラに接続されて好適な磁気ディスク装置に関する。

磁気ディスク装置は、大容量でかつ高速アクセスが可能であるため、パーソナルコンピュータやサーバー等に内蔵されて使用されたり、コンピュータシステムの外部記憶装置として使用されている。近年では、さらなる大容量化及び高信頼性化のために、複数の磁気ディスク装置を冗長配列したディスクアレイ装置が広く普及している。ディスクアレイ装置は、ディスクアレイの構成情報を、各磁気ディスク装置の磁気ディスク上に保持しており、装置の起動時にディスクアレイコントローラがこの構成情報を読み出して動作を開始する。ディスクアレイ構成情報には、ＲＡＩＤレベル、磁気ディスク装置の台数、ディスクアレイの記憶容量、ストライピング単位の大きさ等が含まれる。

特許文献１には、複数のディスク装置を収容可能なカートリッジ装置にディスクアレイコントローラによって記憶内容の読み出し及び書き込みが可能な不揮発性メモリを設け、この不揮発性メモリにディスクアレイシステムの構成を示す第１のアレイ構成情報を記憶し、複数のディスク装置の少なくとも１つにはディスクアレイシステムの構成を示す第２のアレイ構成情報を記憶し、ディスクアレイコントローラは第１のアレイ構成情報と第２のアレイ構成情報のいずれか１つまたは複数を基に、複数のディスク装置をディスクアレイとして制御することにより、着脱可能な複数のディスク装置を収容するディスクアレイシステムの構成情報の不整合を、ディスクアレイコントローラから容易に知ることができるディスクアレイシステムが開示されている。

特開２００４−３５５２４６号公報

ディスクアレイコントローラに接続されている複数の磁気ディスク装置の磁気ディスク上に、ディスクアレイ構成情報を保持している場合、いずれかの磁気ディスク装置において、エラーの発生によりディスクアレイ構成情報の読み出しに失敗すると、ディスクアレイ装置を接続するシステムのシステム障害となる可能性がある。システム障害となった場合には、復旧に人手と多大な時間が必要となる。

上記、特許文献１記載の発明は、ディスクアレイコントローラからもディスク装置からも独立な不揮発性メモリにディスクアレイ構成情報を保持することで、ディスクアレイ構成情報の信頼性を確保するものである。しかしながら、ディスクアレイコントローラからもディスクドライブ装置からも独立な不揮発性メモリにディスクアレイ構成情報を保持するためには、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とディスク装置間でデータ信号をやり取りするＳＣＳＩ，ＡＴＡ等の標準規格に変更が必要となり、現在流通しているディスクアレイコントローラとディスク装置では実現が困難であるという課題がある。

本発明の目的は、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とディスク装置間でデータ信号をやり取りするためのＳＣＳＩ，ＡＴＡ等の標準規格に変更を加えることなく、ディスクアレイ構成情報を磁気ディスク装置に高信頼性で保持することである。

上記目的を達成するために、本発明の磁気ディスク装置においては、磁気ディスクと、磁気ディスクに対して磁気情報の記録及び再生を行う磁気ヘッドと、磁気ヘッドに供給するデータの変調及び該磁気ヘッドからの再生信号を復調するリード・ライト回路と、不揮発性メモリと、前記リード・ライト回路及び不揮発性メモリの制御部とを有し、前記不揮発性メモリにディスクアレイ構成情報を保持することを特徴とする。
前記制御部はアドレス判断手段を有し、アドレス判断手段は上位装置から受け取ったアドレスがディスクアレイ構成情報に関するものかどうかを判断し、ディスクアレイ構成情報に関するものである場合は前記不揮発性メモリにアクセスし、そうでない場合は前記リード・ライト回路及び磁気ヘッドを介して前記磁気ディスクにアクセスする。
ディスクアレイ構成情報を冗長化するために、前記不揮発性メモリに保持しているディスクアレイ構成情報を前記磁気ディスクにも保持する。
前記アドレス判断手段は、上位装置から受け取ったアドレスがディスクアレイ構成情報に関するものであってライト命令に基づくものであると判断した場合は、前記不揮発性メモリにディスクアレイ構成情報をライトし、続いて前記リード・ライト回路及び磁気ヘッドを介して前記磁気ディスクに前記前記不揮発性メモリにライトしたディスクアレイ構成情報と同一のディスクアレイ構成情報をライトする。
前記アドレス判断手段は、上位装置から受け取ったアドレスがディスクアレイ構成情報に関するものであってリード命令に基づくものであると判断した場合は、前記リード・ライト回路及び磁気ヘッドを介して前記磁気ディスクに保持しているディスクアレイ構成情報をリードし、磁気ディスクからのリードに失敗した場合は前記不揮発性メモリに保持しているディスクアレイ構成情報をリードする。
前記不揮発性メモリは、取り外し可能であることが望ましい。

本発明によれば、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とディスク装置間でデータ信号をやり取りするためのＳＣＳＩ，ＡＴＡ等の標準規格に変更を加えることなく、ディスクアレイ構成情報を磁気ディスク装置に高信頼性で保持することができる。

以下、本発明の実施例による磁気ディスク装置の構成と動作を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施例による磁気ディスク装置と、複数の磁気ディスク装置をディスクアレイコントローラに接続したディスクアレイ装置のブロック図である。図１において、ディスクアレイコントローラ１００に複数の磁気ディスク装置（ハードディスク装置）１０１が接続されて、ディスクアレイを構成している。ハードディスク装置１０１は、制御部（ハードディスクコントローラ）１０２を有し、ハードディスクコントローラ１０２には不揮発性メモリ１０６と、リード／ライトデータ処理回路１０７が接続されている。不揮発性メモリ１０６は、例えばフラッシュメモリ等である。リード／ライトデータ処理回路１０７は、磁気ヘッド１０８に供給するデータを変調し、磁気ヘッド１０８から出力される再生信号を復調する。磁気ヘッド１０８により円盤状記録媒体（磁気ディスク）１０９に対して磁気情報の記録・再生が行われる。ハードディスクコントローラ１０２は、ホストインターフェイス制御部１０３と、リード／ライトアドレス判断手段１０５と、ディスクインターフェイス制御部１０４とを有している。なお、説明を簡単化するために図示はしていないが、磁気ディスク装置１０１は他に、マイコン、ボイス・コイル・モータ、スピンドル・モータ、モータドライバＲＡＭ、電源コネクタ等を有している。

ホストインターフェイス制御部１０３は、上位装置であるディスクアレイコントローラ１００からのデータを受け取って処理し、処理したデータをリード／ライトアドレス判断手段１０５に伝達する。また、ディスクアレイコントローラ１００に出力するデータをリード／ライトアドレス判断手段１０５から受け取って処理する。リード／ライトアドレス判断手段１０５は、ホストインターフェイス制御部１０３から伝達されたデータのライトあるいはリードアドレスから、データがディスクアレイ構成情報かそうでないかを判断する閾値を内部に有しており、データがディスクアレイ構成情報である場合は、不揮発性メモリ１０６にアクセスしてデータ（ディスクアレイ構成情報）１１０をリード／ライトする。データがディスクアレイ構成情報でない場合は、ディスクインターフェイス制御部１０４にデータを伝達する。ディスクインターフェイス制御部１０４は、リード／ライトアドレス判断手段１０５から受け取ったデータをリード／ライトデータ処理回路１０７に伝達する。リード／ライトデータ処理回路１０７は、ディスクインターフェイス制御部１０４から伝達されたデータのアドレスに基づいて、磁気ヘッド１０８を用いて磁気ディスク１０９にアクセスし、データをリード／ライトする。

次に、図１のブロック図及び図２のフローチャートを用いて上記磁気ディスク装置の動作を詳細に説明する。
ステップ２０１において、ディスクアレイコントローラ１００から、ハードディスク装置１０１のホストインターフェイス制御部１０３が、リード／ライトデータのアドレスを受け取った場合、ステップ２０２において、ホストインターフェイス制御部１０３からリード／ライトアドレス判断手段１０５にリード／ライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ２０３において、リード／ライトデータアドレス判断手段１０５が内部に保持するディスクアレイ構成情報を判断するアドレスの閾値と、ホストインターフェイス制御部１０３から伝達されたリード／ライトデータのアドレスを比較する。
ステップ２０３においてリード／ライトデータのアドレスが閾値を超えて、ディスクアレイ構成情報のアドレスと一致した場合は、ディスクアレイ構成情報であるものと判断し、ステップ２０４において、リード／ライトアドレス判断手段１０５は不揮発性メモリ１０６にリード／ライトデータのアドレスを伝達し、リードの場合はディスクアレイ構成情報１１０の読み出し、ライトの場合は書き込みを行う。

ステップ２０３においてリード／ライトデータのアドレスがディスクアレイ構成情報でなかった場合は、ステップ２０５において、リード／ライトアドレス判断手段１０５はディスクインターフェイス制御部１０４にリード／ライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ２０６において、ディスクインターフェイス制御部１０４はリード／ライトデータ処理回路１０７にリード／ライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ２０７において、リード／ライトデータ処理回路１０７は磁気ヘッド１０８にリード／ライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ２０８において、磁気ヘッド１０８は磁気ディスク１０９上のデータに対し、リードの場合は読み出し、ライトの場合は書き込みを行う。

例えば、容量３００Ｇバイトで総アドレス数５８５９３７５００のハードディスク装置１０１に対し、アドレス５８５９３７３７３からアドレス５８５９３７５００までの１２８アドレスをディスクアレイ構成情報１１０の保持に割り当てた場合、リード／ライトアドレス判断手段１０５は総アドレスの最終１２８アドレスに対するアクセスを閾値として持っており、最終１２８アドレスに対するアクセスをディスクアレイ構成情報、その他のアドレスに対するアクセスをその他の情報と判断する。例えばライトの場合は、リード／ライトアドレス判断手段１０５はハードディスク装置１０１の総アドレスの最終１２８アドレスに対するアクセスを検出すると、データの書き込み先を不揮発性メモリ１０６に設定し、ディスクアレイ構成情報１１０を不揮発性メモリ１０６に対して書き込む。

以上の説明のように、ディスクアレイ構成情報をハードディスク装置内の不揮発性メモリに保持することにより、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とハードディスク装置間でデータ信号をやり取りするためのＳＣＳＩ，ＡＴＡ等の標準規格に変更を加えることなく、ディスクアレイ構成情報を高信頼性で保持することが可能となる。したがって、従来の磁気ディスク媒体に保持する場合に比べ、磁気ディスク媒体の読み出しの際のエラーの発生が無くなるので、ディスクアレイ構成情報を確実に読み出すことができる。さらに、本磁気ディスク装置をディスクアレイ装置に用いたシステムにおいては、ディスクアレイ構成情報を読み出せないことによるシステム障害を防止することができる。

上記ハードディスク装置１０１において、ディスクアレイ構成情報を冗長化する目的で、ディスクアレイ構成情報を不揮発性メモリ１０６と磁気ディスク１０９の両方に保持するようにしても良い。
図１のブロック図及び図３のフローチャートを参照して、ディスクアレイ構成情報を冗長化して保持する場合の処理を説明する。
ステップ３０１において、ディスクアレイコントローラ１００から、ハードディスク装置１０１のホストインターフェイス制御部１０３が、リード／ライトデータのアドレスを受け取った場合、ステップ３０２において、ホストインターフェイス制御部１０３からリード／ライトアドレス判断手段１０５にリード／ライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ３０３において、リード／ライトデータアドレス判断手段１０５が内部に保持するディスクアレイ構成情報を判断するアドレスの閾値と、ホストインターフェイス制御部１０３から伝達されたリード／ライトデータのアドレスとを比較する。
ステップ３０３においてリード／ライトデータのアドレスが閾値を超えて、ディスクアレイ構成情報のアドレスと一致した場合は、ステップ３０４において、リード／ライトデータアドレス判断手段１０５はリード／ライトデータがリードかライトかの判断を行う。
ステップ３０４においてリード／ライトデータがライトと判断された場合、ステップ３０５において、リード／ライトアドレス判断手段１０５は不揮発性メモリ１０６にライトデータのアドレスを伝達し、ディスクアレイ構成情報１１０の書き込みを行う。
次にステップ３０６において、リード／ライトアドレス判断手段１０５はディスクインターフェイス制御部１０４にライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ３０７において、ディスクインターフェイス１０４はリード／ライトデータ処理回路１０７にライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ３０８において、リード／ライトデータ処理回路１０７は磁気ヘッド１０８にライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ３０９において、磁気ヘッド１０８は磁気ディスク１０９上のライトデータのアドレスに対しディスクアレイ構成情報の書き込みを行う。

ステップ３０４においてリード／ライトデータがリードと判断された場合、ステップ３１０において、リード／ライトアドレス判断手段１０５はディスクインターフェイス制御部１０４にリードデータのアドレスを伝達する。
次にステップ３１１において、ディスクインターフェイス制御部１０４はリード／ライトデータ処理回路１０７にリードデータのアドレスを伝達する。
次にステップ３１２において、リード／ライトデータ処理回路１０７は磁気ヘッド１０８にリードデータのアドレスを伝達する。
次にステップ３１３において、磁気ヘッド１０８は磁気ディスク１０９上のリードデータのアドレスに対しリードデータ（ディスクアレイ構成情報）の読み出しを行う。
次にステップ３１４において、磁気ヘッド１０８が磁気ディスク１０９上のリードデータのアドレスに対しリードデータの読み出しに失敗したか判断し、データ破損等によりリードデータの読み出しに失敗した場合は、ステップ３１５において、リード／ライトアドレス判断手段１０５は不揮発性メモリ１０６にリードデータのアドレスを伝達し、ディスクアレイ構成情報１１０の読み出しを行う。

ステップ３０３においてリード／ライトデータのアドレスがディスクアレイ構成情報でなかった場合は、ステップ３１６において、リード／ライトアドレス判断手段１０５はディスクインターフェイス制御部１０４にリード／ライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ３１７において、ディスクインターフェイス制御部１０４はリード／ライトデータ処理回路１０７にリード／ライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ３１８において、リード／ライトデータ処理回路１０７は磁気ヘッド１０８にリード／ライトデータのアドレスを伝達する。
次にステップ３１９において、磁気ヘッド１０８は磁気ディスク１０９上のデータに対し、リードの場合は読み出し、ライトの場合は書き込みを行う。

以上の説明のとおり、ハードディスク装置の磁気ディスクと不揮発性メモリの両方にディスクアレイ構成情報を保持する場合は、図２を用いて説明した不揮発性メモリに保持する場合の効果に加えて、ハードディスク装置内でディスクアレイ構成情報を冗長化しているので、ディスクアレイ構成情報保持の信頼性を一段と高めることができる。

図１に示すハードディスク装置１０１において、不揮発性メモリ１０６をコネクタ等により取り外し可能に実装することにより、ディスクアレイコントローラ１００あるいはディスクドライブ装置１０１に障害が発生した場合、ハードディスク装置１０１から不揮発性メモリ１０６を取外し、他の再生装置に接続してディスクアレイ構成情報を読み出し、障害の原因究明に利用することができる。したがって、障害発生後の復旧作業を迅速に行うことができる。

本発明の実施例によるハードディスク装置と、ハードディスク装置をディスクアレイコントローラに接続したディスクアレイ装置のブロック図である。 実施例によるディスクアレイ構成情報を不揮発性メモリに保持するハードディスク装置の動作を示すフローチャートである。 実施例によるディスクアレイ構成情報を磁気ディスクと不揮発性メモリに保持するハードディスク装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１００…ディスクアレイコントローラ、
１０１…ハードディスク装置、
１０２…ハードディスクコントローラ、
１０３…ホストインターフェイス制御部、
１０４…ディスクインターフェイス制御部、
１０５…リード／ライトアドレス判断手段、
１０６…不揮発性メモリ、
１０７…リード／ライトデータ処理回路、
１０８…磁気ヘッド、
１０９…磁気ディスク、
１１０…ディスクアレイ構成情報。

Claims (6)

1. 磁気ディスクと、該磁気ディスクに対して磁気情報の記録及び再生を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドに供給するデータの変調及び該磁気ヘッドからの再生信号を復調するリード・ライト回路と、不揮発性メモリと、前記リード・ライト回路及び不揮発性メモリの制御部とを有し、前記不揮発性メモリにディスクアレイ構成情報を保持することを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 前記制御部はアドレス判断手段を有し、該アドレス判断手段は上位装置から受け取ったアドレスがディスクアレイ構成情報に関するものかどうかを判断し、ディスクアレイ構成情報に関するものである場合は前記不揮発性メモリにアクセスし、そうでない場合は前記リード・ライト回路及び磁気ヘッドを介して前記磁気ディスクにアクセスすることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
3. 前記不揮発性メモリに保持しているディスクアレイ構成情報を前記磁気ディスクにも保持することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
4. 前記アドレス判断手段は、上位装置から受け取ったアドレスがディスクアレイ構成情報に関するものであってライト命令に基づくものであると判断した場合は、前記不揮発性メモリにディスクアレイ構成情報をライトし、続いて前記リード・ライト回路及び磁気ヘッドを介して前記磁気ディスクに前記前記不揮発性メモリにライトしたディスクアレイ構成情報と同一のディスクアレイ構成情報をライトすることを特徴とする請求項３記載の磁気ディスク装置。
5. 前記アドレス判断手段は、上位装置から受け取ったアドレスがディスクアレイ構成情報に関するものであってリード命令に基づくものであると判断した場合は、前記リード・ライト回路及び磁気ヘッドを介して前記磁気ディスクに保持しているディスクアレイ構成情報をリードし、磁気ディスクからのリードに失敗した場合は前記不揮発性メモリに保持しているディスクアレイ構成情報をリードすることを特徴とする請求項３記載の磁気ディスク装置。
6. 前記不揮発性メモリは取り外し可能であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。

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