JP2008102578A - ストレージ装置、ストレージシステム、及びストレージ装置の電源制御方法 - Google Patents

ストレージ装置、ストレージシステム、及びストレージ装置の電源制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】低価格のハードディスクを搭載した低価格の高信頼ストレージシステムを提供する。
【解決手段】複数のディスクドライブで構成された複数のディスク装置グループを含む記憶装置と、ディスクドライブの電源を制御する電源制御部を含む制御装置と、を備えるストレージ装置であって、記憶装置は、二つ以上の冗長化されたディスク装置グループで構成された冗長化ディスク装置グループを含み、制御装置は、冗長化ディスク装置グループに含まれる一つ以上のディスク装置グループを電源投入状態とし、残りのディスク装置グループを電源遮断状態とし、電源投入状態のディスク装置グループに対してデータを読み書きし、所定のタイミングで、電源投入状態のディスク装置グループへのデータの更新を電源遮断状態のディスク装置グループに書き込み、再び、一つ以上のディスク装置グループを電源投入状態とし、残りのディスク装置グループを電源遮断状態とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、計算機のデータを格納するストレージシステムに関し、特に、複数のディスク装置によって構成されるストレージ装置と複数のディスク装置の電源制御に関する。
従来のストレージシステムには、パーソナルコンピュータ(PC)に搭載されるATA(Advanced Technology Attachment)インタフェースを有する低価格のディスク装置(ハードディスクドライブ:HDD)と比較して、高性能かつ高信頼のファイバーチャネル(Fibre Channel:FC)をインタフェースとして有するHDD(FC−HDD)が搭載されていた。
最近では、ATAインタフェースを高速化したSATA(Serial Advanced Technology Attachment)インタフェースを有する低価格のHDD(SATA−HDD)がPC用のHDDとして普及し始めており、ストレージシステムの記録媒体としてFC−HDDの替わりに搭載され、安価な大容量のストレージシステムが提供されるようになっている。特に、高い性能を要求されず、より低価格な装置が望まれるミッドレンジからローエンドのストレージシステムでは、このような傾向が強くなっている。
一方、高性能かつ高信頼が要求される用途のエンタープライズ向けストレージシステムでは、高性能かつ高信頼のFC−HDDが搭載されている。しかしながら、最近では、FC−HDDに加えて、あまり高性能を要求されないアーカイブ用のデータ格納のために、安価なSATA−HDDを一部搭載するエンタープライズ向けストレージシステムも製品化されている。
ところで、最近ではITシステムの省電力化が、特にデータセンターにおける課題の1つとなっている。省電力化は、システム全体のランニングコストを削減することに繋がり、最終的にシステム全体のTCO(Total Cost of Ownership)削減に繋がる。データセンターの約2割から3割の電力がストレージシステムで消費されているという報告もあり、ストレージシステムの省電力化が今後の重要な課題の1つになると考えられている。
そこで、上記問題を解決する手段として、消費電力の高い高性能かつ高信頼のFC−HDDの替わりに、消費電力がFC−HDDの数分の1と低いモバイル用のSATA−HDDをストレージシステムに使用する技術が非特許文献1に開示されている。
非特許文献1開示された技術は、1台のFC−HDDの替わりに3台のモバイル用SATA−HDDを搭載し、要求されるデータの読み出し性能が低い間はSATA−HDD1台のみを稼働させ、要求される読み出し性能が高くなるにつれて、SATA−HDDの稼働台数を1台から3台まで増加させる。ここで、1台のFC−HDDを3台のSATA−HDDで置き換えるのは、SATA−HDD3台分の読み出し性能はFC−HDDの読み出し性能よりも高く、SATA−HDD3台分の消費電力はFC−HDDの消費電力よりも小さいためである。
"Power−efficient Server−class Performance from Arrays of Laptop Disks",University of Rochester,Technical Report 837,May 2004.
ストレージシステムは、低価格化が激しく、エンタープライズ向けのストレージシステムであっても、平均して年率30%以上の割合で価格が低下している。また、ハードディスクの価格についても、低価格のSATA−HDDは、PC用のHDDとして多く普及しているため、FC−HDDと比較して同一容量で価格が数分の1である。
したがって、エンタープライズ向けのストレージシステムにおいて年率30%以上の割合での低価格化に追従する手段の1つとして、搭載する大部分のHDDをSATA−HDDとすることが考えられる。
しかし、SATA−HDDは、FC−HDDと比較して、性能及び信頼性が十分でないため、エンタープライズ向けストレージシステムに搭載するHDDの大部分をSATA−HDDとすると、必要とされる性能及び高信頼を満足することができなかった。
また、性能に関しては、搭載するHDDの数をFC−HDDよりも増やし、アクセス要求を並列処理するHDDの数を増やすことによって、性能向上させることが考えられる。SATA−HDDの価格は、同一容量のFC−HDDと比較して数分の1であるため、FC−HDDと比較して、数倍の台数のSATA−HDDを搭載しても必要なHDDの価格をFC−HDDよりも安くすることができる。
しかしながら、FC−HDDの代わりにSATA−HDDを搭載すると、信頼性、特にHDDの寿命に課題があった。すなわち、FC−HDDは24時間、365日の使用で5年間保証であるのに対して、SATA−HDDは1日に10−11時間(1ヶ月で333時間程度)の使用で3年間保証であった。また、平均故障間隔(MTBF:MEAN TIME BETWEEN FAILURE)についても、SATA−HDDはFC−HDDの約半分であった。一方、エンタープライズ向けストレージシステムは、24時間、365日の使用で5年間保証である。したがって、エンタープライズ向けストレージシステムに搭載するHDDの大部分をSATA−HDDとする場合には、SATA−HDDの寿命及びMTBFをFC−HDDと、少なくとも同等にする必要があった。
非特許文献1に開示されている技術は、1台のFC−HDDの替わりに3台のモバイル用SATA―HDDを使用し、要求される読み出し性能に応じて、稼働させるSATA−HDDの台数を変化させるというものであった。こうすることによって、SATA−HDDは、常に稼働している必要がなくなるため、稼働時間を短くすることができ、寿命及びMTBFを向上させることが可能となった。
しかし、非特許文献1に開示されている技術は、読み出し要求性能が常に高い場合には、3台のSATA−HDDをすべて稼働させる必要があり、稼働時間を短くすることができず、寿命及びMTBFが向上させることができないという課題があった。また、3台のSATA−HDDには常に同一のデータを格納しておく必要があるため、データの書き込み時には3台すべてのSATA−HDDを稼働させ、データを3重に書き込む必要があるという課題があった。
本発明の代表的な一形態では、計算機に接続され、一つ以上のディスクドライブによって構成された、複数のディスク装置グループを含む記憶装置と、前記記憶装置へのデータの読み書きを制御する制御装置と、を備えるストレージ装置であって、前記記憶装置は、冗長化された二つ以上のディスク装置グループによって構成された複数の冗長化ディスク装置グループを含み、前記制御装置は、前記計算機に接続されるインタフェースと、前記ディスクドライブに接続されるインターフェースと、前記ディスクドライブに読み書きするデータを一時的に格納するキャッシュメモリと、前記ディスク装置グループの電源を制御する電源制御部と、を備え、前記冗長化ディスク装置グループに含まれる一つ以上の前記ディスク装置グループを、少なくとも一つ以上のディスクドライブの電源を投入する電源投入状態とし、前記冗長化ディスク装置グループに含まれる前記電源投入状態のディスク装置グループ以外のディスク装置グループを、すべてのディスクドライブの電源を遮断する電源遮断状態とし、前記計算機からデータを読み書きする要求を受け付けたとき、前記電源投入状態のディスク装置グループに格納されたデータを読み書きし、所定の第1のタイミングで、前記電源遮断状態のディスク装置グループの電源を投入し、前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループが電源遮断状態の間に、前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータを、前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込み、その後、前記冗長化ディスク装置グループに含まれる一つ以上の前記ディスク装置グループを電源投入状態とし、残りのディスク装置グループを電源遮断状態とする。
本発明の一形態によれば、SATA−HDDの寿命及びMTBFを延長することが可能となり、エンタープライズ向けのストレージシステムに搭載する大部分のHDDをSATA−HDDとすることが可能となる。その結果、エンタープライズ向けストレージシステムを低価格で提供することができる。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態のストレージ装置を含む計算機システムの構成を示す図である。計算機システムは、ストレージ装置1、ストレージ管理サーバ2、及び計算機3を有する。ストレージ装置1は、図1に示すように、計算機3に接続されている。また、ストレージ装置1及び計算機3は、スイッチを介して互いに接続されていてもよい。
ストレージ装置1は、コントローラ11とハードディスク搭載部31とを有する。コントローラ11は、チャネルインタフェース(IF)部12、ディスクIF部13、キャッシュメモリ14、制御メモリ18、結合部15、及び電源制御部16を有する。
チャネルIF部12は、計算機3に接続され、計算機3からの要求に基づいてハードディスクに対するデータの読み書きを制御する。チャネルIF部12は、計算機3からデータを読み書きする要求を受信したとき、キャッシュメモリ14との間のデータ転送を制御する。
ディスクIF部13は、複数のハードディスク32に接続され、ハードディスク32に対するデータの読み書きを制御する。ディスクIF部13は、ハードディスク32に対してデータを読み書きするときにキャッシュメモリ14との間のデータ転送を制御する。
このように、コントローラ11は、キャッシュメモリ14を介したチャネルIF部12とディスクIF部13との間のデータを送受信することによって、計算機3からの要求に基づいてハードディスク32にデータを読み書きする。
制御メモリ18は、ハードディスク32に読み書きするデータを一時的に格納するキャッシュメモリ14、及びコントローラ11の制御情報を格納する。
チャネルIF部12及びディスクIF部13は、1つ以上のプロセッサ(図示せず)を含む。チャネルIF部12及びディスクIF部13に含まれるプロセッサは、制御メモリ18を介して制御情報を送受信することによって、ストレージ装置1全体を制御する。チャネルIF部12及びディスクIF部13に含まれるプロセッサは、内部LAN17に接続される。さらに、ストレージ管理サーバ2も内部LAN17に接続される。
結合部15は、チャネルIF部12、ディスクIF部13、キャッシュメモリ14、及び制御メモリ18を接続する。結合部15は、複数のスイッチから構成されるのが一般的であるが、複数本の共通バスから構成してもよい。電源制御部16は、ハードディスク32の電源を制御し、内部LAN17に接続される。
コントローラ11の構成は、一例であって、図1に示した構成に限定するものではない。コントローラ11は、計算機3からの要求に応じてハードディスク32にデータを読み書きする機能を有していればよい。
ハードディスク搭載部31は、複数のハードディスク32と、個々のハードディスク32に電源を供給するハードディスク電源33とを有する。
第1の実施の形態では、ハードディスク32に、高性能かつ高信頼のハードディスクと比較して、信頼性は低いが低価格のハードディスク(以下、「低価格HDD」)を使用する。高性能かつ高信頼のハードディスクは、例えば、FCインタフェース又はSerial Attached SCSI(SAS)インタフェースを有するハードディスクである。低価格HDDは、例えば、SATAインタフェースを有するハードディスクである。
RAIDグループ34は、複数のハードディスク32によって構成される。さらに、第1の実施の形態では、仮想RAIDグループ35は、2つのRAIDグループ34によって構成される。また、仮想RAIDグループ35には、含まれるRAIDグループ34の一方の電源が投入状態及び他方の電源が遮断状態、あるいは、両方のRAIDグループ34の電源が投入状態といった、いくつかの電源状態が存在する。詳細については図3にて後述する。
第1の実施の形態では、仮想RAIDグループ35に含まれるRAIDグループ34の数は2としているが、仮想RAIDグループ35に含まれるRAIDグループ34の数は、3以上であってもよい。好ましくは、使用する低価格ハードディスクのビットコストが高性能かつ高信頼ハードディスクのビットコストの1/n以下の場合、RAIDグループ34の数はn以下が望ましい。
また、ここで、ハードディスク電源33は、個々のハードディスク32ごと、又は、RAIDグループ34又は仮想RAIDグループ35ごとに1個又は2個(冗長構成を組む場合)程度設けてもよい。なお、電源制御部16は、コントローラ11に含まれるのではなく、ハードディスク搭載部31に含まれていてもよい。また、電源制御部16は、ストレージ管理サーバ2に直接接続されていてもよい。図1では、電源が投入されているハードディスク32Aを無地で示し、電源が遮断されているハードディスク32Bを斜線で示している。
ストレージ管理サーバ2は、ボリューム情報21及び電源制御管理情報22を有する。
ボリューム情報21は、仮想RAIDグループ35と、仮想RAIDグループ35を構成する2つのRAIDグループ34(RAIDグループ#1及びRAIDグループ#2)の対応関係を含む。仮想RAIDグループ35は、論理的なボリュームである。さらに、仮想RAIDグループ35は、物理的なボリュームであるRAIDグループ#1又はRAIDグループ#1に対応付けられる。
また、ボリューム情報21は、RAIDグループ#1及び#2の電源の投入又は遮断状態、及びRAIDグループ#1及び#2を同期させる処理が実行中であるか否かを示す情報を含む。また、ボリューム情報21は、仮想RAIDグループ35と、仮想RAIDグループ35から計算機3に割り当てられる論理ボリューム(LU)との対応関係を含む。
図2は、第1の実施の形態のボリューム情報21に含まれる情報の一例である論理ボリューム(LU)−仮想RAIDグループ−RAIDグループ対応表100である。論理ボリューム(LU)−仮想RAIDグループ−RAIDグループ対応表100は、仮想RAIDグループ35を構成する2つのRAIDグループを簡単に区別するために、Local番号(#)を付している。
仮想RAIDグループ35、RAIDグループ34、及びLUの関係は、コントローラ11又はストレージ管理サーバ2によって自動的に生成されてもよいし、管理者がコントローラ11又はストレージ管理サーバ2に接続される端末から入力してもよい。また、管理者が条件を入力し、コントローラ11又はストレージ管理サーバ2が入力された情報に基づいて自動的に生成されてもよい。
また、電源状態(Power Status)、及びデータ同期状態(Sync.Status)は、ストレージ管理サーバ2がコントローラ11に問い合わせる、又は、コントローラ11が定期的にストレージ管理サーバ2に通知することによって、対応表100に入力される。
なお、図2の対応表100は、一例であって、図2に示したフォーマットに限定するものではない。仮想RAIDグループ35と構成するRAIDグループ34との対応関係、RAIDグループ34の電源状態、2つのRAIDグループ34の間でデータ同期状態、及び、仮想RAIDグループ35と論理ボリューム(LU)との対応関係が把握できればよい。また、ボリューム情報21は、複数の表に分割されていてもよい。
電源制御管理情報22は、仮想RAIDグループ35を構成するRAIDグループ#1及びRAIDグループ#2について、電源を投入又は遮断する時刻と、データを同期させる時刻とを含む。
図5は、第1の実施の形態の電源制御管理情報22の一例であるRAIDグループ−データ同期時刻/電源切替時刻対応表200である。RAIDグループ−データ同期時刻/電源切替時刻対応表200は、仮想RAIDグループ、RAIDグループ、データ同期開始時刻、及び電源ON/OFF切替時刻を含む。
電源制御部16は、ストレージ管理サーバ2からRAIDグループ−データ同期時刻/電源切替時刻対応表200を受信する。そして、仮想RAIDグループ35を構成するRAIDグループ#1及びRAIDグループ#2のデータを同期させ、RAIDグループ34の電源を投入又は遮断する。
データ同期開始時刻及び電源ON/OFF切替時刻は、管理者によってコントローラ11又はストレージ管理サーバ2に接続される端末から入力されてもよい。また、管理者が条件を入力し、コントローラ11又はストレージ管理サーバ2が入力された情報に基づいて、自動的に生成されてもよい。例えば、時間間隔の入力を受け付けて、周期的に処理が実行されるように時刻を生成すればよい。
なお、図5のRAIDグループ−データ同期時刻/電源切替時刻対応表200のフォーマットは、一例であって、図5に示したフォーマットに限定するものではない。各RAIDグループ34のデータ同期時刻及び電源切替時刻が把握できるフォーマットであればよい。また、これらの情報が図2に示した論理ボリューム−仮想RAIDグループ−RAIDグループ対応表100に含まれていてもよい。
図3Aから図3Dは、第1の実施の形態の仮想RAIDグループ35に含まれるRAIDグループ#1及びRAIDグループ#2の電源を交互に投入する概念を示す図である。
図3Aは、第1の実施の形態のストレージ装置1の起動時に、すべてのRAIDグループ34の電源が投入された状態を示す図である。
コントローラ11は、まず、ストレージ装置1の起動時に、すべてのRAIDグループ34の電源を投入し、仮想RAIDグループ35に含まれるRAIDグループ#1及びRAIDグループ#2のデータを同期させた状態とする。すなわち、RAIDグループ#1及びRAIDグループ#2両方のすべてのアドレスについて、同じアドレスにあるデータが同一となるようにする。このように、仮想RAIDグループ35を構成するすべてのRAIDグループ34の電源が投入され、データが同期している状態を「グループ同期状態」とする。
図3Bは、第1の実施の形態の同期状態が確認された後に、RAIDグループ#2の電源を遮断された状態を示す図である。
コントローラ11は、この状態でRAIDグループ#1のハードディスクを一定時間稼働させる。なお、電源を遮断するRAIDグループは、#1であってもよい。その後、コントローラ11は、電源が遮断されたRAIDグループ#2の電源を投入する。図4において詳細に述べるが、RAIDグループ#1(又は#2)のみに対してデータの読み書きを行なう状態を「グループ分割状態」と呼ぶ。グループ分割状態となった後、データの読み書きを行なわないRAIDグループの電源を遮断する。
図3Cは、第1の実施の形態のRAIDグループ#2の電源を投入することによって、すべてのRAIDグループ34の電源が投入された状態を示す図である。
コントローラ11は、電源が遮断状態であったRAIDグループ#2の電源を投入すると、RAIDグループ#1及びRAIDグループ#2のデータを同期させる。
図3Dは、第1の実施の形態の同期状態が確認された後に、RAIDグループ#1の電源を遮断した状態を示す図である。コントローラ11は、この状態でRAIDグループ#2のハードディスクを一定時間稼働させる。
コントローラ11は、その後、図3Aから図3Dに示す状態となるように、電源制御部16によってハードディスク電源33を制御する。
図4は、第1の実施の形態の仮想RAIDグループに含まれるRAIDグループ#1及びRAIDグループ#2の電源を交互に投入及び遮断する手順を示したフローチャートである。
ストレージ管理サーバ2は、ストレージ装置1が起動した後、ストレージ装置1が有するRAIDグループ34から2つのRAIDグループによって構成される仮想RAIDグループ35を作成する(ステップ401)。第1の実施の形態では、図2に示される仮想RAIDグループ35が構成されている。
次に、コントローラ11は、初期コピーを実行する(ステップ402)。初期コピーとは、RAIDグループ#1及び#2のうちの一方から他方にデータをコピーし、RAIDグループ#1及び#2が同期された状態とすることである。
コントローラ11は、その後、計算機3からデータを読み書きする要求の受け付けを開始する。この時点では、RAIDグループ#1及びRAIDグループ#2の電源がともに投入状態である。そこで、書込み要求を受け付けた場合には、RAIDグループ#1及び#2が同期化された状態を保つため、仮想RAIDグループ35に含まれる2つのRAIDグループ#1及び#2にデータを二重に書き込む。
次に、コントローラ11は、仮想RAIDグループ35を分割する(ステップ403)。コントローラ11は、2つのRAIDグループ34の一方のRAIDグループ(ここでは、RAIDグループ#1とする)のみに計算機3からのアクセスを受け付けるように、仮想RAIDグループ35をRAIDグループ#1のアドレス空間に対応付ける。さらに、コントローラ11は、仮想RAIDグループ35で新規にデータが書き込まれたアドレス及びデータが更新されたアドレスの記録を開始する。更新されたアドレスは、例えば、アドレス空間に対応したビットマップによって記録される。これらの一連の処理を仮想RAIDグループ分割とよぶ。
コントローラ11は、仮想RAIDグループの分割が完了するまで待機する(ステップ404の結果が「N」)。コントローラ11は、仮想RAIDグループの分割が完了すると(ステップ404の結果が「Y」)、他方のRAIDグループ(ここでは、RAIDグループ#2)の電源を遮断する(ステップ405)。
コントローラ11は、指定された時間まで、一方のRAIDグループの電源を投入した状態とし、他方のRAIDグループを遮断した状態とする(ステップ406)。指定時間は、図5を一例とする電源制御管理情報22のデータ同期開始時刻によって設定される。
コントローラ11は、指定された時間になると(ステップ406の結果が「Y」)、電源が遮断されていいたRAIDグループ#2の電源を投入する(ステップ407)。コントローラ11は、それ以降に書込み要求を受け付けた場合には、RAIDグループ#1及び#2が同期化された状態を保つため、仮想RAIDグループ35に含まれる2つのRAIDグループ#1及び#2にデータを二重に書き込む。そして、RAIDグループ#2の電源が遮断されている間にデータが変更されたアドレスの記録に基づいて、変更されデータのみをRAIDグループ#1からRAIDグループ#2にコピーし、仮想RAIDグループ35を再同期させる(ステップ408)。
コントローラ11は、RAIDグループ#1と#2の再同期が完了すると(ステップ409の結果が「Y」)、仮想RAIDグループ35を分割する。コントローラ11は、RAIDグループ#2のみに読み書きされるように、仮想RAIDグループ35をRAIDグループ#2のアドレス空間に対応付ける。さらに、仮想RAIDグループ35において新規にデータが書き込まれたアドレス及びデータが更新されたアドレスの記録を開始する(ステップ410)。
コントローラ11は、仮想RAIDグループ#1の分割が完了すると(ステップ411の結果が「Y」)、RAIDグループ#1の電源を遮断する(ステップ412)。
ここで、図5を参照すると、電源切替時刻は、データ同期開始時刻から30分後に設定されている。電源切替時刻をデータ同期開始時刻の一定時間経過後に設定する理由は、データの同期を開始してから同期が完了するまで、及び一方のRAIDグループの電源を遮断するまでに相応の時間を要するためである。
なお、コントローラ11は、以上の処理に30分以上の時間を要する場合には、データの同期完了まで電源切替時刻を延期する。また、30分経過前にデータの同期が完了した場合には、その時点で電源を切替えてもよい。さらに、電源切替時刻を設定せずに、データの同期完了後、電源を切替えるように制御してもよい。
また、データ同期開始時間は、図5に示すように、複数の仮想RAIDグループ35においてデータ同期化処理が同時に実行されないように、仮想RAIDグループ35ごとに時間差を有するように設定されている。多くの仮想RAIDグループ35において一斉にデータを同期する処理が実行されると、多くのRAIDグループの間でデータコピー処理が実行される。このとき、コントローラ11の負荷が増大し、計算機3からの処理要求に対する処理能力が劣化し、性能が低下してしまうためである。そこで、複数の仮想RAIDグループ35において同時にデータの同期化が実行されないように、データの同期開始時間を設定することが望ましい。
コントローラ11は、ステップ406の処理と同じく、指定された時間まで、一方のRAIDグループの電源を投入し、他方のRAIDグループの電源を遮断している状態を継続する(ステップ413)。
コントローラ11は、次のデータ同期開始時刻になると、電源が遮断されていたRAIDグループ#1の電源を投入する(ステップ414)。コントローラ11は、それ以降に書込み要求を受け付けた場合には、RAIDグループ#1及び#2が同期化された状態を保つため、仮想RAIDグループ35に含まれる2つのRAIDグループ#1及び#2にデータを二重に書き込む。そして、RAIDグループ#1の電源が遮断されている間にデータが変更されたアドレスの記録に基づいて、追加又は変更されたデータのみをRAIDグループ#2からRAIDグループ#1にコピーし、仮想RAIDグループ35を再同期させる(ステップ415)。
その後、コントローラ11は、RAIDグループ#1と#2の同期が完了すると(ステップ416の結果が「Y」)、仮想RAIDグループ35を分割し(ステップ403)、ステップ403〜416の処理を繰り返す。
第1の実施の形態によれば、仮想RAIDグループ35に含まれるRAIDグループ34を交互に稼働させることによって、個々のハードディスクの稼働時間を短縮することができる。このようにハードディスクの稼働時間を短縮することによって、SATAハードディスクの寿命及びMTBFを延長することが可能となり、エンタープライズ向けのストレージシステムに搭載する大部分のハードディスクをSATAハードディスクとすることが可能となる。その結果、低価格のエンタープライズ向けストレージシステムを提供することが可能となる。
また、第1の実施の形態では、仮想RAIDグループ35に含まれるRAIDグループ34の数を2とした場合の手順について説明したが、RAIDグループ数が3以上としてもよい。RAIDグループ数が3以上の場合は、ステップ403〜409の処理をRAIDグループ数だけ繰り返し、仮想RAIDグループに含まれる電源が遮断されていたすべてのRAIDグループに対してデータを同期させればよい。この点について、以降の実施の形態についても同様である。
また、第1の実施の形態では、ハードディスク32の稼働時間を制御することによって、ハードディスクの稼働時間を短縮する形態を説明したが、複数の回転数で稼働可能なハードディスクを利用してもよい。この場合には、電源制御部16は、電源のオン/オフだけでなく、回転数を制御する。このように、複数の回転数で稼働可能なハードディスク32を利用することによって、性能劣化を抑えたSATAハードディスクを搭載した低価格のエンタープライズ向けストレージシステムを提供することが可能となる。
第1の実施の形態では、RAIDグループ#1及び#2のデータの同期化が開始されてから仮想RAIDグループの分割が完了するまでの間に、コントローラ11が書込み要求を受け付けたとき、RAIDグループ#1及び#2に二重にデータを書き込む。このような二重の書込み処理を以下に説明する処理に変更しても、第1の実施の形態を実施することが可能である。
コントローラ11は、RAIDグループ#1及び#2のデータの同期化が開始されてから仮想RAIDグループの分割が完了するまでの間、一方のRAIDグループにのみアクセス可能となるように仮想RAIDグループ35のアドレス空間に対応付ける。具体的には、ステップ402の初期コピーが完了し、計算機3からのアクセスの受け付けを開始した後、又は、ステップ414において電源が遮断されていたRAIDグループ#1の電源を投入した後、RAIDグループ#1にのみアドレス空間に対応付ける。同じく、ステップ407において電源が遮断されていたRAIDグループ#2の電源が投入された後には、RAIDグループ#2にのみアドレス空間に対応付ける。
さらに、コントローラ11は、データに不整合が生じることを避けるために、新規にデータが書き込まれたアドレス及びデータが更新されたアドレスを、本処理以前に記録された第1のデータ更新アドレス記録とは異なる第2のデータ更新アドレス記録に記録する。
その後、コントローラ11は、ステップ408又は415の処理で、第1のデータ更新アドレスの記録に基づいて、一方のRAIDグループの電源が遮断されていた間に変更されたデータのみを他方のRAIDグループにコピーする。コピー中に計算機3からの書込み要求を受け付けた場合には、第1のデータ更新アドレス記録を参照し、データが更新されたアドレスに対する書込み要求か否かを判定する。そして、更新されたデータにさらに更新する場合には、更新されたデータをコピー元のRAIDグループからコピー先のRAIDグループにコピーし、さらに要求されたデータを書き込む。
また、コピー中に計算機3からの読み出し要求を受け付けた場合には、第1のデータ更新アドレス記録を参照して、データが更新されたアドレスに対するアクセスか否かを確認する。そして、更新されたデータを読み出す場合には、更新されたデータをコピー元のRAIDグループからコピー先のRAIDグループにコピーし、当該アドレスから要求されたデータを読み出す。
コントローラ11は、RAIDグループに対して二重の書き込み処理を実行する代わりに前述の処理を実行することによって、RAIDグループ34を同期させる処理の間において、計算機3からのアクセス性能が低下することを軽減することができる。
(第1の実施の形態の第1変形例)
図6は、第1の実施の形態の仮想RAIDグループ35に含まれる電源投入状態のRAIDグループ34を他のRAIDグループ34に切替えるまでの間に、データを複数回同期させる手順を示すフローチャートである。
図6に示す手順は、基本的に図4に示した手順と同じであるが、データを同期させる指定時間が複数存在する点が相違する。具体的には、データを同期させる時間(指定時間1)と、電源を投入又は遮断する時間(指定時間2)の2種類の指定時間が設定される。
図7は、第1の実施の形態の仮想RAIDグループ35に含まれる電源投入状態のRAIDグループ34を他のRAIDグループ34に切替えるまでの間に、データを複数回同期させる場合のRAIDグループ−データ同期開始時刻/電源切替時刻対応表210を示す図である。図7は、図6のフローチャートに対応し、電源投入状態のRAIDグループ34を他のRAIDグループ34に切替えるまでの間に、データを2回同期させる例を示している。
図6に示すフローチャートのステップ501から509までの処理は、図4に示したステップ401から409までの処理と同じである。
図4に示した手順との第1の相違点は、仮想RAIDグループ35に含まれるRAIDグループ#1及び#2の再同期が完了した後(ステップ509)、コントローラ11によって次の指定時間1になる前に指定時間2になるか否かを判定する処理(ステップ510)が実行される点である。
具体的には、図7の仮想RAIDグループ#1を例に説明すると、ステップ506における指定時間1が06:00であった場合に、次の指定時間1は12:00、指定時間2は12:30となる。このとき、次の指定時間1(12:00)になる前に指定時間2(12:30)にならない場合に該当する。
また、ステップ506において、指定時間1が12:00であった場合に、次の指定時間1は18:00、指定時間2は12:30となる。このとき、次の指定時間1(18:00)になる前に指定時間2(12:30)になる場合に該当する。
コントローラ11は、次の指定時間1になる前に指定時間2にならない場合には(ステップ510の結果が「N」)、ステップ505の処理に戻る。また、次の指定時間1になる前に指定時間2になる場合には(ステップ510の結果が「Y」)、仮想RAIDグループを分割する(ステップ511)。なお、ステップ511から517までの処理は、図4に示したステップ410から416までの処理と同じである。
図4に示した手順との第2の相違点は、RAIDグループ#1及び#2のデータの再同期が完了した後(ステップ517)、コントローラ11によって次の指定時間1になる前に指定時間2になるか否かを判定する処理(ステップ518)が実行される点である。ステップ518の処理は、ステップ510の処理手順と同じである。次の指定時間1になる前に指定時間2になる場合には(ステップ518の結果が「Y」)、図4の手順と同様に、ステップ503を実行し、ステップ503から518までの処理を繰り返す。
ここで、コントローラ11は、RAIDグループ#1及び#2の電源を投入又は遮断する前に、RAIDグループ#1及び#2を同期させる必要がある。また、データの同期開始から、同期が完了し、一方のRAIDグループの電源が遮断されるまでには、相応の時間を必要とする。そこで、データ同期開始時刻は、図7に示すように、電源ON/OFF切替時刻の30分前に設定されている。
なお、電源の切替えにともなう処理が30分以上かかる場合は、電源の切替えは、処理が完了するまで延長する。また、30分より前にデータの同期が完了した場合には、その時点で電源を切替えてもよい。
図7を参照すると、データ同期開始時刻は、図5で説明したように仮想RAIDグループ35でデータを同期させる処理が同時に実行されないように、仮想RAIDグループ35ごとにずらして設定されている。
図6及び図7で説明したように、仮想RAIDグループ35に含まれる電源投入状態のRAIDグループ34を他のRAIDグループ34に切替えるまでの間に、複数回データを同期させると、1回の同期の際に更新されるデータの量を削減することができる。したがって、データの同期1回あたりに必要な時間を短縮することが可能となる。
ハードディスクは、電源を投入又は遮断する回数に上限値が設定されており、上限値以上の電源投入又は遮断を繰り返すと、故障率が高くなる。例えば、電源を投入又は遮断する回数が上限値に近づいた場合には、上限値を越えないように電源を投入又は遮断する間隔を長く設定する必要が生じる。電源を投入又は遮断せずにデータを同期させる方法は、このような電源を投入又は遮断する間隔を長く設定する必要があるとき有効である。
図6のフローチャートに示した手順においても、前述した複数の回転数で稼働可能なハードディスク32を用いてもよい。このとき、電源制御部16は、前述のように、電源を投入又は遮断するだけでなく、回転数を制御する機能を有する。
(第1の実施の形態の第2変形例)
さらに、第1の実施の形態では、低価格HDDを利用したストレージシステムについて説明したが、低価格HDDに加え、一部に高性能かつ高信頼のハードディスクを利用する構成の変形例を説明する。以下、高性能かつ高信頼のハードディスクをFC−HDDとして、第1の実施の形態の変形例について説明する。
第1の実施の形態の変形例では、ストレージシステムにFC−HDDによって構成されるRAIDグループを1又は複数搭載する。なお、FC−HDDによって構成されるRAIDグループ34は、特定の仮想RAIDグループ35を構成するものである必要はない。
FC−HDDによって構成されるRAIDグループは、仮想RAIDグループ35に含まれるRAIDグループ34の電源を投入又は遮断するタイミングで、次に電源が投入されるRAIDグループ34の替わりに割り当てられる。このとき、FC−HDDによって構成されるRAIDグループが割り当てられた仮想RAIDグループ35に含まれるRAIDグループ34は、すべて電源遮断状態とする。
各仮想RAIDグループ35の電源を切替えるタイミングで、FC−HDDによって構成されるRAIDグループ34を割り当てるか否かは、仮想RAIDグループ35の電源切替回数が予め定められた値を超えているか否かによって判定される。すなわち、予め定められた回数の電源の切替えが実行されるごとに、FC−HDDによって構成されるRAIDグループ34を割り当てる。
そして、コントローラ11は、FC−HDDによって構成されるRAIDグループ34を所定の時間割り当てた後、再び、仮想RAIDグループ35に低価格HDDによって構成されるRAIDグループ34を割り当て、通常の手順で処理を継続する。
また、各仮想RAIDグループ35の電源切替回数を記録しておき、切替回数が多い仮想RAIDグループ35から、優先的にFC−HDDから低価格HDDに割り当てを切替えてもよい。このように処理することによって、RAIDグループ34を構成する低価格HDDの寿命をさらに延ばすことが可能となる。
ここで、低価格HDDからFC−HDDへの割り当ての切替える処理は、図6に示すフローチャートのステップ507又はステップ515の処理の後に実行される。そして、ステップ508又はステップ516のデータの再同期の処理では、コントローラ11は、電源投入状態であったRAIDグループ34のデータをすべて、FC−HDDによって構成されるRAIDグループにコピーする。また、FC−HDDから低価格HDDに割り当てを切替える場合にも同じタイミングで、同様の処理を実行すればよい。
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態では、アクセス頻度の高い仮想RAIDグループとアクセス頻度の低い仮想RAIDグループに分類し、アクセス頻度の低い仮想RAIDグループを構成するRAIDグループ34の電源を遮断状態にする期間をさらに延長させる。なお、第2の実施の形態のストレージ装置1の構成は、図1に示す第1の実施の形態と同様である。
図8A及び図8Bは、第2の実施の形態のアクセス頻度の異なる2つの仮想RAIDグループの電源の状態を示す図である。第2の実施の形態では、仮想RAIDグループ35ごとに、アクセスされない時間帯を過去のアクセス履歴から予測し、高アクセス頻度仮想RAIDグループ702と、低アクセス頻度仮想RAIDグループ701に分類する。
図8Aは、第2の実施の形態の低アクセス頻度仮想RAIDグループの電源の投入又は遮断状態を示す図である。
低アクセス頻度仮想RAIDグループ701は、ある一定の時間間隔(例えば、1時間以上)アクセスされない時間帯のある仮想RAIDグループ35の集合である。一定の時間間隔は、データの同期と電源の投入及び遮断に要する時間よりも十分長い時間間隔であることが好ましい。
また、制御メモリ18は、低アクセス頻度仮想RAIDグループ701のアクセスされない時間帯の情報を格納する。コントローラ11は、当該情報を参照し、仮想RAIDグループごとのアクセスされない時間帯に電源投入状態にあるRAIDグループの一部のハードディスクの電源を遮断する。
なお、コントローラ11は、低アクセス頻度仮想RAIDグループ701がアクセスされない時間帯であってもすべてのハードディスクの電源を遮断するのではなく、RAIDグループを構成する一部のハードディスクの電源を遮断する。
図8Bは、第2の実施の形態の高アクセス頻度仮想RAIDグループの電源の投入又は遮断状態を示す図である。
高アクセス頻度仮想RAIDグループ702は、一定の時間間隔でアクセスされない時間帯のない仮想RAIDグループ35の集合である。高アクセス頻度仮想RAIDグループ702は、構成するRAIDグループ34の一方のみの電源を投入するため、第1の実施の形態と同じ制御が実行される。
図9Aは、第2の実施の形態のRAID1が適用されたRAIDグループを構成する一部のハードディスクの電源を遮断した状態を示す図である。
RAID1が適用されたRAIDグループは、RAIDグループ内でデータが冗長化されているため、冗長化されているハードディスクの組の一方のハードディスクの電源を遮断する。図9Aを参照すると、RAIDグループ34は、4台のハードディスクによって構成されており、ハードディスクを2台1組としてデータが冗長化されている。そして、図9Aでは、1組(2台)のハードディスクの電源を遮断している。
また、アクセスされない時間帯は、アクセス履歴から予測したものであるため、予測が外れてアクセスが発生する可能性がある。このとき、アクセスがデータの読み出し要求であれば、電源が投入状態のハードディスクからデータを読み出すことができる。
一方、コントローラ11は、アクセスがデータの書込み要求であった場合には、一旦、電源が投入状態のハードディスクにデータを書き込み、データを書き込んだアドレスを制御メモリ18に記録する。さらに、コントローラ11は、データの書込み要求を受け付けた時点で、電源遮断状態のハードディスクに電源を投入するように指示する。その後、電源遮断状態のハードディスクが起動し、アクセス可能となった時点で、データが書き込まれたアドレスのデータを、電源投入状態であったハードディスクから電源遮断状態であったハードディスクにコピーする。
また、第2の実施の形態のように、ハードディスク以外にデータ一時格納用のキャッシュメモリ14を有するストレージ装置1の場合には、コントローラ11は、書き込みアクセスがあった時点で、まず、キャッシュメモリ14に書き込みデータを保持する。そして、電源遮断状態のハードディスクの電源を投入するように指示する。電源遮断状態のハードディスクが起動した後、アクセス可能となった時点で、電源投入状態であったハードディスクと電源遮断状態であったハードディスクに二重にデータを書き込んでもよい。
また、コントローラ11は、書き込みアクセスがあった時点で、キャッシュメモリ14に書き込みデータを保持するとともに、電源投入状態のハードディスクに先行してデータを書き込み、かつ、電源遮断状態のハードディスクに電源を投入するように指示してもよい。電源遮断状態のハードディスクが起動した後、アクセス可能となった時点で、電源遮断状態であったハードディスクにデータを書き込む。
図9Bは、第2の実施の形態のRAID6が適用されたRAIDグループを構成する一部のハードディスクの電源を遮断した状態を示す図である。
RAID6が適用されたRAIDグループは、RAIDグループ内で2台のハードディスクにパリティが格納されているため、2台のハードディスクの電源を遮断することができる。すなわち、アクセスがデータの読み出しであった場合には、2台のハードディスクの電源が遮断されていても、電源が投入されているハードディスクからデータを復元して読み出すことが可能となる。
一方、コントローラ11は、アクセスがデータの書込み要求であった場合には、書込み要求を受け付けた時点で、キャッシュメモリ14に書き込みデータを保持する。そして、電源遮断状態のハードディスクに電源を投入するように指示する。電源遮断状態のハードディスクが起動した後、アクセス可能となった時点で、書き込みデータとパリティを所定のハードディスクに書き込む。
なお、図9には示していないが、RAIDグループがRAID5で構成されている場合には、RAIDグループ内の1台のハードディスクにパリティが格納されているため、1台のハードディスクの電源を遮断することができる。具体的な制御については、RAID6の場合と同じである。
図10は、第2の実施の形態の電源投入状態のRAIDグループの一部のハードディスクの電源を仮想RAIDグループごとに予測した時間帯に電源を遮断する手順を示すフローチャートである。なお、第2の実施の形態の全体の電源制御手順は、基本的に第1の実施の形態と同じである。
図4に示したフローチャートの一部に図10に示したフローチャートを組み込むことによって、所定の時間帯に一部のハードディスクの電源を遮断する処理を実行する。なお、ステップ601の処理の指定時間Aとステップ603の処理の指定時間Bの間がアクセス履歴から予測されたアクセスのない時間帯となる。
図10の処理は、図4のステップ405と406の処理の間、及びステップ412と413の処理の間に挿入される。ステップ412と413の間に挿入される場合には、ステップ602と604の処理のRAIDグループは、RAIDグループ#2となる。同じく、図6のフローチャートでは、ステップ505と506の処理の間と、ステップ513と514の処理の間に挿入する。ステップ513と514の間に挿入される場合には、ステップ602と604の処理のRAIDグループは、RAIDグループ#2となる。
コントローラ11は、指定時間Aになると(ステップ601の結果が「Y」)、アクセス履歴から予測されたアクセスのない時間帯になったため、RAIDグループ#1の一部のハードディスクの電源を遮断する(602)。
コントローラ11は、指定時間Bになると(ステップ603の結果が「Y」)、アクセス履歴から予測されたアクセスのない時間帯が終了したため、RAIDグループ#1の一部のハードディスクの電源を投入する(604)。
第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と比較して、さらにハードディスクの電源を投入している時間を短縮することができる。したがって、SATAハードディスクの寿命及びMTBFをさらに延長することが可能となる。
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態では、指定時刻にハードディスクの電源が切替えられるのではなく、データ更新量に基づいてハードディスクの電源が切替えられる。
図11は、第3の実施の形態のRAIDグループが電源投入状態である間のデータの更新量に基づいて、RAIDグループの電源を交互に投入及び遮断する手順を示すフローチャートである。
第3の実施の形態の電源を交互に投入及び遮断する手順では、図4に示す手順において、指定時間で判定する処理に代えてデータ更新量によって判定する処理を実行する。その他の処理は、図4に示す手順と同じである。具体的には、図4のステップ406及び413の処理が、図11のステップ706及び713の処理と相違する点を除けば、他はすべて共通である。
コントローラ11は、図4の手順と同じく、ステップ703及び710の処理で仮想RAIDグループを分割した後、仮想RAIDグループ35の中で新規にデータが書き込まれたアドレス及びデータが更新されたアドレスの記録を開始する。さらに、第3の実施の形態では、更新されたデータとともに更新されたデータ量も記録する。
コントローラ11は、ステップ706及び713の処理では、記録されたデータの更新量に基づいて、更新データを1つのRAIDグループから残りのRAIDグループ(第3の実施の形態では1つのRAIDグループ)にコピーするために必要な時間を算出する。1つのRAIDグループから残りのRAIDグループにデータを転送する速度は予め経験的に平均転送速度を予測できるため、データの更新量からコピーに要する時間(すなわち、データの同期に要する時間)を算出可能である。
コントローラ11は、コピーに要する時間が予め定めた上限時間以上(例えば、30分)になった場合には(ステップ706又は713の結果が「Y」)、ステップ707又は715の処理を実行する。データをコピーしている間に、データを読み書きするアクセスがあると、コピー処理がストレージ装置の性能に影響を与えるため、この上限時間は、アクセス頻度と必要なアクセス性能から決定することが望ましい。
第3の実施の形態によれば、電源を投入及び遮断するタイミングをデータの更新量に基づいて決定することによって、仮想RAIDグループに含まれるRAIDグループの同期に必要な時間が増大することを防止することが可能となる。したがって、データの同期化中にRAIDグループに対する計算機3からデータを読み書きする性能に及ぼす影響を最小限にすることが可能となる。
また、データ更新量の判断処理は、図6の指定時間1の判定処理(ステップ506及び514)と入れ替えてもよい。このとき、予め定められた回数のデータの同期が完了した後、指定時間2を判定せずに(ステップ510及び518)、RAIDグループ分割処理(ステップ511及び503)を実行すればよい。
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態では、2つの仮想RAIDグループ35の間で、一方の仮想RAIDグループに格納されているデータの複製を他方の仮想RAIDグループに格納し、外部からの指示に従って、データを同期させる。具体的には、2つの仮想RAIDグループの一方をマスター、他方をスレーブとして、マスター仮想RAIDグループ35Aのデータの更新をスレーブ仮想RAIDグループ35Bに反映し、格納されているデータを同一に保つ。
図12A〜12Dは、第4の実施の形態のディスク装置の電源を制御する手順を説明する図である。第4の実施の形態では、2つの仮想RAIDグループ35によって構成される場合について説明するが、3つ以上の場合、すなわち、マスター仮想RAIDグループ35Aが1つ、スレーブ仮想RAIDグループ35Bが2以上の場合であっても、本発明を適用することが可能である。なお、第4の実施の形態では、マスター仮想RAIDグループ35A及びスレーブ仮想RAIDグループ35Bを構成する複数のRAIDグループの電源は、第1から第3の実施の形態と同様に制御される。
コントローラ11は、まず、データ内容を複製元となるマスター仮想RAIDグループ35Aと、データ内容の複製先となるスレーブ仮想RAIDグループ35Bを指定する。
図12Aは、第4の実施の形態のストレージ装置が起動された直後において、マスター仮想RAIDグループ35Aがグループ分割状態、スレーブ仮想RAIDグループ35Bがグループ同期状態となっている場合を示す図である。
コントローラ11は、まず、マスター仮想RAIDグループ35Aの全データをスレーブ仮想RAIDグループ35Bにコピーし、データを同期させる。このコピーを初期化コピーとよぶ。具体的には、マスター仮想RAIDグループ35AのRAIDグループ#1のデータを、スレーブ仮想RAIDグループ35Bを構成するRAIDグループ#1及び#2に、初期化コピーを実行する。
その後、コントローラ11は、スレーブ仮想RAIDグループ35BのRAIDグループ#2の電源を遮断する。
図12Bは、第4の実施の形態のマスター仮想RAIDグループ35A、及びスレーブ仮想RAIDグループ35Bがともにグループ分割状態である場合を示す図である。
コントローラ11は、初期化コピーが完了すると、マスター仮想RAIDグループ35Aに新たにデータが書き込まれる又はデータが更新されるごとに、スレーブ仮想RAIDグループ35Bに反映させる。具体的には、マスター仮想RAIDグループ35Aの電源投入状態のRAIDグループ#1から、スレーブ仮想RAIDグループ35Bの電源投入状態のRAIDグループ#1に、データの書き込み又は更新を反映させる。
なお、ここで図示はしていないが、図12Bの状態の後、コントローラ11によって、マスター仮想RAIDグループ35Aとスレーブ仮想RAIDグループ35Bとの同期の中止が指示された場合、スレーブ仮想RAIDグループ35Bに対する更新データの反映を中止する。そして、マスター仮想RAIDグループ35Aに対し、新たなデータの書込み要求又はデータの更新要求を受け付けた場合、書き込み又は更新されたアドレスのみを制御メモリ18に記録する。その後、再び仮想RAIDグループ35の同期化が指示された場合、同期化が中止されていた期間に制御メモリ18に記録されたアドレスに基づいて、データの書き込み又は更新をスレーブ仮想RAIDグループ35Bに反映させる。
図12Cは、第4の実施の形態のマスター仮想RAIDグループ35A、及びスレーブ仮想RAIDグループ35Bがともにグループ同期状態である場合を示す図である。
コントローラ11は、マスター仮想RAIDグループ35Aの電源が投入されているRAIDグループ34を切替えるとき、マスター仮想RAIDグループ35A及びスレーブ仮想RAIDグループ35BのすべてのRAIDグループ34の電源を投入状態とする。そして、マスター仮想RAIDグループ35Aの電源投入状態であったRAIDグループ34のデータを電源遮断状態であったRAIDグループに反映させる。
ここで、コントローラ11は、マスター仮想RAIDグループ35Aとスレーブ仮想RAIDグループ35Bとが分割された状態であった場合には、制御メモリ18に記録されたデータ更新アドレス記録に基づいて、スレーブ仮想RAIDグループ35Bの電源投入状態であったRAIDグループ34にデータの書き込み及び更新を反映させる。
コントローラ11は、すべてのRAIDグループ34の同期が完了すると、マスター仮想RAIDグループ35A及びスレーブ仮想RAIDグループ35Bをそれぞれグループ分割状態とし、一方のRAIDグループ34の電源を投入状態とし、他方のRAIDグループ34の電源を遮断状態とする。
図12Dは、第4の実施の形態のマスター仮想RAIDグループ35A及びスレーブ仮想RAIDグループ35Bがグループ分割状態である場合を示す図である。なお、図12Dは、図12Cで説明した処理の完了後の状態を示している。
コントローラ11は、マスター仮想RAIDグループ35Aにデータが書込み又は更新されるたびに、更新内容をスレーブ仮想RAIDグループ35Bに反映させる。具体的には、マスター仮想RAIDグループ35A内の電源投入状態のRAIDグループ34から、スレーブ仮想RAIDグループ35B内の電源投入状態のRAIDグループ34に、変更されたデータ内容をコピーする。
その後、コントローラ11は、マスター仮想RAIDグループ35A内のRAIDグループの電源を投入状態又は遮断状態を切替えるごとに、図12C及び図12Dの手順を繰り返す。
第4の実施の形態によれば、複数の仮想RAIDグループの間でデータを複製することが可能となる。したがって、第4の実施の形態に示す複製機能を提供するストレージ装置においても低価格のHDDを使用することができる。
第1の実施の形態のストレージ装置を含む計算機システムの構成を示す図である。 第1の実施の形態のボリューム情報に含まれる情報の一例である論理ボリューム(LU)−仮想RAIDグループ−RAIDグループ対応表である。 第1の実施の形態のストレージ装置の起動時に、すべてのRAIDグループの電源が投入された状態を示す図である。 第1の実施の形態の同期状態が確認された後に、RAIDグループ#2の電源を遮断された状態を示す図である。 第1の実施の形態のRAIDグループ#2の電源を投入することによって、すべてのRAIDグループの電源が投入された状態を示す図である。 第1の実施の形態の同期状態が確認された後に、RAIDグループ#1の電源を遮断した状態を示す図である。 第1の実施の形態の仮想RAIDグループに含まれるRAIDグループ#1及びRAIDグループ#2の電源を交互に投入及び遮断する手順を示したフローチャートである。 第1の実施の形態の電源制御管理情報の一例であるRAIDグループ−データ同期時刻/電源切替時刻対応表である。 第1の実施の形態の仮想RAIDグループに含まれる電源投入状態のRAIDグループを他のRAIDグループに切替えるまでの間に、データを複数回同期させる手順を示すフローチャートである。 第1の実施の形態の仮想RAIDグループに含まれる電源投入状態のRAIDグループを他のRAIDグループに切替えるまでの間に、データを複数回同期させる場合のRAIDグループ−データ同期開始時刻/電源切替時刻対応表を示す図である。 第2の実施の形態の低アクセス頻度仮想RAIDグループの電源の投入又は遮断状態を示す図である。 第2の実施の形態の高アクセス頻度仮想RAIDグループの電源の投入又は遮断状態を示す図である。 第2の実施の形態のRAID1が適用されたRAIDグループを構成する一部のハードディスクの電源を遮断した状態を示す図である。 第2の実施の形態のRAID6が適用されたRAIDグループを構成する一部のハードディスクの電源を遮断した状態を示す図である。 第2の実施の形態の電源投入状態のRAIDグループの一部のハードディスクの電源を仮想RAIDグループごとに予測した時間帯に電源を遮断する手順を示すフローチャートである。 第3の実施の形態のRAIDグループが電源投入状態である間のデータの更新量に基づいて、RAIDグループの電源を交互に投入及び遮断する手順を示すフローチャートである。 第4の実施の形態のストレージ装置が起動された直後において、マスター仮想RAIDグループがグループ分割状態、スレーブ仮想RAIDグループがグループ同期状態となっている場合を示す図である。 第4の実施の形態のマスター仮想RAIDグループ及びスレーブ仮想RAIDグループがともにグループ分割状態である場合を示す図である。 第4の実施の形態のマスター仮想RAIDグループ及びスレーブ仮想RAIDグループがともにグループ同期状態である場合を示す図である。 第4の実施の形態のマスター仮想RAIDグループ及びスレーブ仮想RAIDグループがグループ分割状態である場合を示す図である。
符号の説明
1 ストレージ装置
2 ストレージ管理サーバ
3 計算機
11 コントローラ
12 チャネルIF部
13 ディスクIF部
14 キャッシュメモリ
15 結合部
16 電源制御部
17 内部LAN
18 制御メモリ
21 ボリューム情報
22 電源制御管理情報
31 ハードディスク搭載部
32 ハードディスク(ディスクドライブ)
33 ハードディスク電源
34 RAIDグループ(ディスク装置グループ)
35 仮想RAIDグループ(冗長化ディスク装置グループ)

Claims (20)

  1. 計算機に接続され、一つ以上のディスクドライブによって構成された、複数のディスク装置グループを含む記憶装置と、前記記憶装置へのデータの読み書きを制御する制御装置と、を備えるストレージ装置であって、
    前記記憶装置は、冗長化された二つ以上のディスク装置グループによって構成された複数の冗長化ディスク装置グループを含み、
    前記制御装置は、
    前記計算機に接続されるインタフェースと、前記ディスクドライブに接続されるインターフェースと、前記ディスクドライブに読み書きするデータを一時的に格納するキャッシュメモリと、前記ディスク装置グループの電源を制御する電源制御部と、を備え、
    前記冗長化ディスク装置グループに含まれる一つ以上の前記ディスク装置グループを、少なくとも一つ以上のディスクドライブの電源を投入する電源投入状態とし、
    前記冗長化ディスク装置グループに含まれる前記電源投入状態のディスク装置グループ以外のディスク装置グループを、すべてのディスクドライブの電源を遮断する電源遮断状態とし、
    前記計算機からデータを読み書きする要求を受け付けたとき、前記電源投入状態のディスク装置グループに格納されたデータを読み書きし、
    所定の第1のタイミングで、前記電源遮断状態のディスク装置グループの電源を投入し、前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループが電源遮断状態の間に、前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータを、前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込み、
    その後、前記冗長化ディスク装置グループに含まれる一つ以上の前記ディスク装置グループを電源投入状態とし、残りのディスク装置グループを電源遮断状態とすることを特徴とするストレージ装置。
  2. 前記制御装置は、
    前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータのデータ量を記録し、
    前記記録されたデータ量が所定の量を超えたとき、前記所定の第1のタイミングとして、前記書き込まれたデータを前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込むことを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。
  3. 前記制御装置は、前記電源投入状態とするディスク装置グループを、交互に指定することを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。
  4. 前記制御装置は、
    前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループが電源遮断状態の間に、前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータのアドレスを記録し、
    前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータを、前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込むとき、前記記録されたアドレスに格納されたデータのみを書き込むことを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。
  5. 前記制御装置は、前記所定の第1のタイミングとして、所定の時間ごとに、前記書き込まれたデータを前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込むことを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。
  6. 前記制御装置は、
    所定の第2のタイミングで、前記電源遮断状態のディスク装置グループの電源を投入し、前記第2のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループが電源遮断状態の間に、前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータを、前記第2のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込み、
    その後、前記第2のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループの電源を再び遮断することを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。
  7. 前記記憶装置は、耐用年数の短い第1のディスクドライブによって構成された第1のディスク装置グループと、前記第1のディスクドライブよりも耐用年数の長い第2のディスクドライブによって構成された第2のディスク装置グループと、を備え、
    前記制御装置は、データの読み書きを受け付ける電源投入状態のディスク装置グループとして、前記第2のディスク装置グループを使用することを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。
  8. 前記制御装置は、前記第1のディスク装置グループの電源の投入回数が所定の回数ごとに、データの読み書きを受け付ける電源投入状態のディスク装置グループとして、前記第1のディスク装置グループから前記第2のディスク装置グループに入れ替えることを特徴とする請求項7に記載のストレージ装置。
  9. 前記制御装置は、前記第2のディスク装置グループと入れ替えられていた第1のディスク装置グループを、前記第2のディスク装置グループと再び入れ替え、
    前記第2のディスク装置グループは、前記入れ替えられた第1のディスク装置グループが属する冗長化ディスク装置グループとは別の冗長化ディスク装置グループにおいて、データの読み書きを受け付ける電源投入状態のディスク装置グループとして使用されることを特徴とする請求項8に記載のストレージ装置。
  10. 前記制御装置は、
    前記計算機から前記冗長化ディスク装置グループにデータの読み書きが要求された時刻を記録して、前記冗長化ディスク装置グループにデータの読み書きが要求されない時間帯を予測し、
    前記データの読み書きが要求されない時間帯が所定の時間以上継続するとき、前記時間帯に前記電源投入状態のディスク装置グループに含まれる一部のディスクドライブの電源を遮断することを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。
  11. 前記ディスク装置グループに含まれるディスクドライブは、前記ディスクドライブに格納されたデータのパリティを格納し、
    前記制御装置は、前記電源投入状態のディスク装置グループに含まれるパリティの容量に相当する台数のディスクドライブの電源を遮断することを特徴とする請求項10に記載のストレージ装置。
  12. 前記ディスク装置グループに含まれるディスクドライブは、データを冗長化して格納し、
    前記制御装置は、前記電源投入状態のディスク装置グループに含まれ、冗長化されたデータが格納されたディスクドライブの一方の電源を遮断することを特徴とする請求項10に記載のストレージ装置。
  13. 前記記憶装置は、同じ構成を有する二つ以上の前記冗長化ディスク装置グループであって、一つの冗長化ディスク装置グループをマスターディスク装置グループとし、残りの冗長化ディスク装置グループをスレーブディスク装置グループとするペアを含み、
    前記スレーブディスク装置グループは、前記マスターディスク装置グループに格納されたデータの複製が格納され、
    前記制御装置は、
    前記マスターディスク装置グループに含まれる電源投入状態のディスク装置グループに格納されたデータが更新されたとき、前記スレーブディスク装置グループに含まれ、かつ、電源投入状態のディスク装置グループに前記更新されたデータを書き込み、
    前記マスターディスク装置グループに含まれる電源遮断状態のディスク装置グループに前記更新されたデータを書き込むとき、前記スレーブディスク装置グループを構成するディスク装置グループに前記更新されたデータを書き込むことを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。
  14. 計算機と、前記計算機と接続されるストレージ装置と、前記ストレージ装置を管理する管理計算機とを含む計算機システムであって、
    前記ストレージ装置は、一つ以上のディスクドライブによって構成された、複数のディスク装置グループを有する記憶装置と、前記記憶装置へのデータの読み書きを制御する制御装置と、を備え、
    前記記憶装置は、冗長化された二つ以上のディスク装置グループによって構成された複数の冗長化ディスク装置グループを含み、
    前記制御装置は、
    前記計算機に接続されるインタフェースと、前記ディスクドライブに接続されるインターフェースと、前記ディスクドライブに読み書きするデータを一時的に格納するキャッシュメモリと、前記記憶装置の電源を制御する電源制御部と、を備え、
    前記冗長化ディスク装置グループに含まれる一つ以上の前記ディスク装置グループを、少なくとも一つ以上のディスクドライブの電源を投入する電源投入状態とし、
    前記冗長化ディスク装置グループに含まれる前記電源投入状態のディスク装置グループ以外のディスク装置グループを、すべてのディスクドライブの電源を遮断する電源遮断状態とし、
    前記計算機からデータを読み書きする要求を受け付けたとき、前記電源投入状態のディスク装置グループに格納されたデータを読み書きし、
    前記管理計算機は、前記ディスク装置グループの電源を投入又は遮断する第1のタイミングを含み、前記電源制御部を管理する電源制御管理情報を備え、
    前記制御装置は、
    前記第1のタイミングで、前記電源遮断状態のディスク装置グループの電源を投入し、前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループが電源遮断状態の間に、前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータを、前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込み、
    その後、前記冗長化ディスク装置グループに含まれる一つ以上の前記ディスク装置グループを電源投入状態とし、残りのディスク装置グループを電源遮断状態とすることを特徴とする計算機システム。
  15. 前記制御装置は、前記所定の第1のタイミングとして、所定の時間ごとに、前記書き込まれたデータを前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込むことを特徴とする請求項14に記載の計算機システム。
  16. 前記電源制御管理情報は、前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータを、前記電源遮断状態のディスク装置グループに書き込む第2のタイミングを含み、
    前記制御装置は、
    前記第2のタイミングで、前記電源遮断状態のディスク装置グループの電源を投入し、前記第2のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループが電源遮断状態の間に、前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータを、前記第2のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込み、
    その後、前記第2のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループの電源を再び遮断することを特徴とする請求項14に記載の計算機システム。
  17. 計算機と接続されるストレージ装置に備えられる記憶装置の電源制御方法であって、
    前記ストレージ装置は、一つ以上のディスクドライブによって構成された、複数のディスク装置グループを有する記憶装置と、前記記憶装置へのデータの読み書きを制御する制御装置と、を備え、
    前記記憶装置は、冗長化された二つ以上のディスク装置グループによって構成された複数の冗長化ディスク装置グループを含み、
    前記制御装置は、
    前記計算機に接続されるインタフェースと、前記ディスクドライブに接続されるインターフェースと、前記ディスクドライブに読み書きするデータを一時的に格納するキャッシュメモリと、前記ディスク装置グループの電源を制御する電源制御部と、を備え、
    前記冗長化ディスク装置グループに含まれる一つ以上の前記ディスク装置グループを、少なくとも一つ以上のディスクドライブの電源を投入する電源投入状態とし、
    前記冗長化ディスク装置グループに含まれる前記電源投入状態のディスク装置グループ以外のディスク装置グループを、すべてのディスクドライブの電源を遮断する電源遮断状態とし、
    前記計算機からデータを読み書きする要求を受け付けたとき、前記電源投入状態のディスク装置グループに格納されたデータを読み書きし、
    所定の第1のタイミングで、前記電源遮断状態のディスク装置グループの電源を投入し、前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループが電源遮断状態の間に、前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータを、前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込み、
    その後、前記冗長化ディスク装置グループに含まれる一つ以上の前記ディスク装置グループを電源投入状態とし、残りのディスク装置グループを電源遮断状態とすることを特徴とする電源制御方法。
  18. 前記制御装置は、
    前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータのデータ量を記録し、
    前記記録されたデータ量が所定の量を超えたとき、前記第1のタイミングとして、前記書き込まれたデータを前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込むことを特徴とする請求項17に記載のストレージ装置の電源制御方法。
  19. 前記制御装置は、前記所定の第1のタイミングとして、所定の時間ごとに、前記書き込まれたデータを前記第1のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込むことを特徴とする請求項17に記載のストレージ装置の電源制御方法。
  20. 前記制御装置は、
    所定の第2のタイミングで、前記電源遮断状態のディスク装置グループの電源を投入し、前記第2のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループが電源遮断状態の間に、前記電源投入状態のディスク装置グループに書き込まれたデータを、前記第2のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループに書き込み、
    その後、前記第2のタイミングで電源が投入されたディスク装置グループの電源を再び遮断することを特徴とする請求項17に記載のストレージ装置の電源制御方法。
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