JP2008171386A - 記憶制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筐体2内には、前側にスペアドライブを含む複数のディスクドライブ20及びリペアスロット40がマトリクス状に近接して配置される。各ディスクドライブ20の後方にはバックボード30が設けられる。バックボード30の後方には、複数の制御基板10が上下に重ねて配置される。各制御基板10の一方の側部には、複数のディスクドライブ20と複数のバッテリ60が、それぞれ上下に重ねて配置される。各制御基板10の他方の側部には、複数の電源装置50が上下に重ねて配置される。複数の冷却ファン71,72は筐体2の中央部に配置される。各部品10,20,30,50,60,71,72は、それぞれ通常の状態では交換できないように筐体2に固定されている。
【選択図】図2
Description
ービスを提供可能である。記憶制御装置では、例えば、多数のディスクドライブを用いて
、RAID(Redundant
Array of Independent Disks)に基づく記憶領域を構築している。各ディスクドライブが有する物理的な記憶領域上には、論理的な記憶領域である論理ボリューム(LU:Logical Unit)が設定されている。ホストは、この論理ボリュームに対して、データの読み書きを行うことができる。
されるラックの内部に、複数のハードディスクユニットやインターフェースユニット等が
、交換可能に設けられている。ハードディスクユニットを交換する場合、ユーザは、筐体の前面側から交換対象のハードディスクユニットを引き抜き、新品のハードディスクユニットを装着する。
、ユーザは、障害の生じたハードディスクドライブを筐体から取り外して、新品のハードディスクドライブを筐体に取り付けることができる。
、ある程度の知識及び技能を備えているため、故障したハードディスクドライブを容易に交換することができる。即ち、大規模ユーザの場合は、ユーザ自身が記憶制御装置の保守作業を行うことができる。これに対し、小規模ユーザの場合は、記憶制御装置を管理するための専門の担当者を雇用する経済的余裕がなく、ユーザ自身で記憶制御装置の保守作業を行うのは難しい。
、より多数のハードディスクドライブを筐体に搭載する場合は、冷却ファンの冷却能力を高める必要があり、これに伴って騒音対策も必要となる。
、を備え、かつ、少なくとも、各記憶デバイスと制御基板と電源装置と冷却ファンとは、筐体の内部に通常の状態では交換不能に設けられている。デバイス接続部には、予め筐体に交換不能に実装された各記憶デバイスが使用不可となった場合でもデータを記憶可能とするための、新たな記憶デバイスを交換可能に取り付けることができる。
、制御基板は、筐体の他方の側に位置して、筐体の内部に通常の状態では交換不能に設け
、各記憶デバイスと制御基板とを、接続用基板を介して接続し、かつ、各記憶デバイス間には、筐体内に空気を取り入れるための流入口がそれぞれ形成されており、さらに、筐体の他方の側には、冷却ファンにより発生される冷却風を筐体の外部に排出するための流出口が形成されている。
クス状に配置されている。
hment)ディスク、SAS(Serial Attached SCSI)ディスク等のようなハードディスクドライブが用いられる。本発明は、ハードディスクドライブに限らず、例えば、フラッシュメモリのような半導体メモリ装置、光磁気ディスク装置、光ディスク装置、磁気テープ装置
、フレキシブルディスク装置、ホログラフィックスメモリ装置等の、各種の書換可能かつ不揮発の記憶デバイスにも適用することができる。
,40,50,60,71,72,73は、それぞれ筐体2内に固定されており、手作業による交換ができないようになっている。ユーザによる交換作業を全く意図していない点で、本実施形態の記憶制御装置1は、従来技術の記憶制御装置と本質的に相違する。他の構成要素、即ち、制御基板10,バックボード30,電源装置50,バッテリ60,冷却ファン71も、ディスクドライブ20と同様に、通常の状態では交換不能に取り付けられている。
」としてのバックボード30が、各制御基板10と直交して設けられている。バックボード30は、例えば、ディスクドライブ20に接続される第1ボード31と、各制御基板10のコネクタ11に接続される第2ボード32と、第1ボード31及び第2ボード32を接続するケーブル33とから構成することができる。
、一般的に、冷却ファンの冷却能力は、ファン外形寸法及び回転数に依存する。より大きなファンをより高速に回転させるほど、冷却能力は高まるが、騒音も増大する。より大きなファンを低速に回転させれば、ある程度の冷却能力を確保しつつ、騒音を低減させることができる。ファンの外径寸法を大きくすると、冷却ファンの取付空間も大きくなり、筐体2の厚さ寸法が増大する。以上の観点から、本実施例では、記憶制御装置1に必要な冷却能力を、複数の冷却ファン71,72,73によって得る構成としている。
、各リペアドライブ用スロット40及び各バッテリ60を冷却するための冷却ファン72とは、バックボード30の後面側に設けられている。従って、これら各冷却ファン71,72から生じる騒音が筐体2の外部に漏洩するのを抑制することができる。後述の実施例からも明らかなように、電源装置50を冷却するための冷却ファン73も、筐体2の中央部に位置するように設けることもできる。
、筐体2内の冷却風が筐体2の外部に排出される。流出口12は、筐体2内の各構成要素(ファンや電子部品等)の隙間として構成される。なお、図示は省略するが、筐体2の後面は、多数の開口部を有する板材で施蓋することができる。
Interface)プロトコルチップ
111を備えて構成される。このプロトコルチップ111は、iSCSIプロトコルに基づい
て、ホストHとの間で通信を行うための回路である。
エクスパンダ122とを備えて構成される。SASプロトコルチップ121は、SASプロトコルに基づいて、各ディスクドライブ20と通信を行うための回路である。ディスクドライブ20がSAS(Serial Attached SCSI)ディスク以外のディスクである場合、そのディス
クに対応するプロトコルを処理可能なチップが代わりに設けられる。エクスパンダ122は、制御基板10と外部の装置(ディスクドライブ20や他の記憶制御装置1)とを接続するための拡張ポートである。
Access)回路141と、キャッシュメモリ142とを備えて構成される。DMA回路141は、マイクロプロセッサ131を介さずに、各プロトコルチップ111,121がキャッシュメモリ142にそれぞれアクセスすることを可能とするための回路である。キャッシュメモリ142は、ホストHから受信したデータや、ディスクドライブ20から読み出されたデータを一時的に記憶するためのメモリである。
ースによって接続されている。
、リペアディスクを含めると、14台である。しかし、電源装置50の電源容量は、10台分に設定される。何故なら、スペアディスク及びリペアディスクは、データディスクまたはパリティディスクに障害が生じた場合にのみ使用され、障害の生じたディスクドライブ20への通電は停止可能であるから、10台分の電源容量を備えていれば足りる。このように、本実施例では、電源装置50の電源容量を必要最低限の値に設定することにより
、電源装置50を小型化し、かつ製造コストを低減している。
えば、ホストHからライトコマンドが発行された場合、記憶制御装置1は、ホストHから受信したライトデータをキャッシュメモリ142に書込み、ライトコマンドの処理が完了した旨をホストHに通知する。あるいは、記憶制御装置1は、ライトデータのパリティを算出して、所定のディスクドライブ20にデータ及びパリティをそれぞれ書き込んだ後で
、ホストHにライトコマンドの処理完了を通知する。
れると(S11:YES)、記憶制御装置1は、使用可能なスペアディスクが存在するか否かを
判定する(S12)。未使用の正常なスペアディスクは使用可能である。
ディスクドライブ20への電源供給を停止し(S13)、スペアドディスクに電源を供給
して起動させる(S14)。障害の生じたディスクドライブ20の代わりに、スペアディ
スクに電源が供給されるため、電源装置50の電源容量に不足は生じない。
ブ20と同一のパリティグループに属する他の各ディスクドライブ20に記憶されているデータやパリティに論理演算を施すことにより、障害の発生したディスクドライブ20に記憶されているはずのデータを復元し、この復元されたデータをスペアディスクに書き込む処理である。
(S17)。例えば、リペアドライブ用スロット40が空いている場合は、リペアディス
クを使用可能であると判断される。これに対し、各リペアドライブ用スロット40内に既に使用済のリペアディスクが装着されている場合、リペアディスクを使用不能であると判断される。
、記憶制御装置1は、ユーザにエラーを通知する(S24)。例えば、ホストHの画面に
警告メッセージを表示させたり、記憶制御装置1に設けられた警告灯を点滅させることにより、ユーザにエラーを通知することができる。あるいは、音声メッセージによって、ユーザにエラーを通知することができる。なお、例えば、小型の液晶ディスプレイ等のような画面を記憶制御装置1が備える場合、その画面にエラーメッセージを表示させることもできる。
ィスクドライブ20への電源供給を停止する(S18)。記憶制御装置1は、リペアドラ
イブ用スロット40へのリペアディスクの装着を、ユーザに指示する(S19)。この指
示は、ユーザへのエラー通知と同様の方法で行うことができる。
れた場合(S20:YES)、記憶制御装置1は、リペアディスクに直流電源を供給して起動さ
せ(S21)、コレクションコピーを実行する(S22)。論理演算によって復元された
データは、リペアドライブ用スロット40内のリペアディスクに書き込まれる。そして、記憶制御装置1は、リペアディスクを用いて、通常動作を行う(S23)。
本実施例では、筐体2内に予め実装される各ディスクドライブ20の少なくとも一部、好ましくは過半数以上のディスクドライブ20を、ユーザによる交換が不能な状態で筐体2内に固定している。従って、活線挿抜が可能な従来の記憶制御装置における実装方式を採用する場合に比較して、より多くのディスクドライブ20を筐体2内に設けることができる。
、記憶制御装置1内で同時に駆動されるディスクドライブの最大数は、通常動作時と同様に10である。障害ディスクへの電源供給は停止され、代わりにスペアディスクに電源が供給されるからである。そこで、各電源装置50から出力される電源の容量は、10台分に設定される。このように、本実施例では、記憶制御装置1の動作モード(通常動作モード、スペアディスクへのコピーモード、コレクションコピーモード)に応じて、各電源装置50の電源容量を制御する。
、S13及びS14に代えて、S30〜S33の新規なステップが採用されている。そこで、新規なステップS30〜S33を中心に説明する。
は、スペアディスクを使用可能であるか否かを判定する(S12)。使用可能なスペアデ
ィスクが存在する場合(S12:YES)、記憶制御装置1は、そのスペアディスクに電源を供
給して起動させる(S30)。図8と異なり、この時点では、障害ディスクにも電源が供
給されている。そして、記憶制御装置1は、障害ディスクからスペアディスクにデータをコピーさせる(S31)。
置1は、障害ディスクからスペアディスクへのデータコピーが正常に完了し、障害ディスクに記憶されていた全てのデータを、スペアディスクによって利用可能となったか否かを判定する。
ィスクへのデータコピーによって、障害が修復されなかった場合(S32:NO)、記憶制御装
置1は、障害ディスクへの電源供給を停止し(S33)、コレクションコピーを実行する
(S34)。例えば、障害ディスクからデータを一部でも読み出すことができなかった場
合、スペアディスクへのコピーによるデータ修復は失敗したものと判断される。この場合は、第1実施例で述べたように、コレクションコピーによって、障害ディスクに記憶されていた全てのデータを復元させる。
、本実施例では、ディスクドライブ20に障害が検出された場合に、直ちにコレクションコピーを開始するのではなく、障害の検出されたディスクドライブ20からスペア用のディスクドライブ20へのデータコピーを試みる。従って、より効率的にデータを修復することができ、使い勝手が向上する。障害の種類によっては、一時的なエラーであって、障害ディスクへのアクセスは可能である場合もある。このような比較的軽い障害の場合にもコレクションコピーを実行すると、データを修復するまで長い時間を必要とし、制御基板10の負荷も増大する。これに対し、本実施例では、まず最初に、障害ディスクから全てのデータを読み出されるか否かを試み、この試みが失敗した場合にのみコレクションコピーを実行する。従って、軽度な障害の場合のデータ修復時間を短縮することができ、使い勝手が向上する。
、本実施例では、単一の基板からバックボード30Aを構成するため、第1実施例に比べて、部品点数や組立作業の工数を低減することができる。
、本実施例では、全ての冷却ファン71,72,73を筐体2のほぼ中央部に配置するため、ファンの騒音が筐体2の外部に漏洩するのを、より一層抑制することができる。
、本実施例では、制御基板10を中心として、その左右に電源装置50,ディスクドライブ20及びバッテリ60を配置し、左右対称となるように構成する。従って、筐体2内の冷却風の流れを比較的均一化することができ、より効率的に冷却を行うことができる。
、前記第1実施例と同様に、2つの制御構造を備えている。それぞれの制御構造は、ホストインターフェース部110と、バックエンドインターフェース部120と、プロセッサ部130と、データ転送制御部140とから構成される。
,図17に示すように、サブ基板10Bは、例えば、筐体2の後側寄りに位置して、メイン基板10Aの上側に設けることができる。
、本実施例では、一つの制御基板を面積の異なる2つの回路基板10A,10Bから構成し、各回路基板10A,10Bにそれぞれ搭載される電子回路によって、論理的に二重化される2つの制御構造を形成する。換言すれば、本実施例では、物理的構成が非対称な回路基板を用いて、論理的構成を冗長化している。これにより、本実施例では、前記第1実施例に比べて、制御基板の面積及び体積を低減することができる。従って、筐体2内に比較的広い冷却風通路を形成でき、冷却効率を高めることができる。
、筐体2のサイズを小型化することができ、使い勝手が向上する。
31(U)が相手方の基板に干渉しないように、向かい合わせの状態で、筐体2内に取り付けられる。マイクロプロセッサ131(L),131(U)が相手方の基板に接触しな
いように、制御基板10(L)と制御基板10(U)とは、図中の左右方向にずらした状態で、向き合うようにして配置される。このように構成される本実施例も前記第1実施例と同様の効果を奏する。
、バックボード30Bと制御基板10Cとは、コネクタ11Bを介して、電気的に接続されている。
、本実施例では、バックボード30Bの上下両面にそれぞれ複数個ずつのディスクドライブ20を配置し、バックボード30Bの後端側に制御基板10Cを配置する。従って、第1実施例に比べて、より一層筐体2の厚さ寸法を低減することができる。
、本実施例では、筐体2の外部にリペアドライブ用スロット40を設ける構成のため、リペア用のディスクドライブ20を容易に着脱することができ、使い勝手が向上する。
本発明は、例えば以下の観点から把握することもできる。第1の観点は、筐体に設けられる記憶デバイスの総数のうち、過半数以上の、好ましくは80%以上の記憶デバイスを、固定型記憶デバイスとして筐体に交換不能に予め設け、固定型記憶デバイス以外の他の記憶デバイスを交換可能型記憶デバイスとして筐体に交換可能に設けることができる、記憶制御装置である。
第2の観点は、予め筐体に交換不能に設けられる複数の固定型記憶デバイスと、筐体に交換可能に設けられる少なくとも一つ以上の交換可能型記憶デバイスとを備え、交換可能型記憶デバイスの数は、固定型記憶デバイスの中から任意に選択可能な予備記憶デバイスの数と同数に設定されている、記憶制御装置である。
上述した第1、第2の観点は、例示であって、本発明の権利範囲を特許請求の範囲に記載されたものよりも狭く解釈するために使用されてはならない。また、本明細書に記載された事項及び図面に開示された事項に基づいて、前記第1、第2の観点以外の他の観点からも、本発明を把握可能であろう。
,32…ボード、32A…コネクタ、33…ケーブル、40…リペアドライブ用スロット
、40A…通信ケーブル、50…電源装置、60…バッテリ、71,72,73…冷却ファン、Δt1,Δt2,Δt3…隙間、110…ホストインターフェース部、111…プロトコルチップ、120…バックエンドインターフェース部、121…プロトコルチップ
、122 エクスパンダ、130…プロセッサ部、131…マイクロプロセッサ、132
…ブリッジ、133…メモリ、140…データ転送制御部、141…DMA回路、142…キャッシュメモリ
Claims (9)
- 筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、データを記憶するための複数の記憶デバイスと、
前記筐体の内部に設けられ、前記各記憶デバイスの動作を制御するための少なくとも一つ以上の制御基板と、
前記筐体の内部に設けられ、前記各記憶デバイス及び前記制御基板に電源を供給するための少なくとも一つ以上の電源装置と、
前記筐体の内部に設けられ、前記筐体の外部から空気を取り入れて前記筐体の内部に冷却風を発生させる少なくとも一つ以上の冷却ファンと、
前記筐体内部の前記各記憶デバイスとは別の新たな記憶デバイスを前記制御基板に接続させるための少なくとも一つ以上のデバイス接続部と、を備え、かつ、
少なくとも、前記各記憶デバイスと前記制御基板と前記電源装置と前記冷却ファンとは
、前記筐体の内部に通常の状態では交換不能に設けられ、
前記デバイス接続部には、予め前記筐体に交換不能に実装された前記各記憶デバイスが使用不可となった場合でもデータを記憶可能とするための、前記新たな記憶デバイスを交換可能に取り付けることができる、記憶制御装置。 - 前記筐体内部に予め設けられている前記各記憶デバイスのうち少なくとも一つ以上の記憶デバイスは、予備の記憶デバイスとして予め設定されている請求項1に記載の記憶制御装置。
- 前記制御基板は、それぞれ同一構成を有する2組の回路基板から構成されており、前記各回路基板上には、前記各記憶デバイスの動作を制御するための制御構造がそれぞれ設けられている請求項1に記載の記憶制御装置。
- 前記制御基板は、それぞれ形状の異なる複数の回路基板から構成されており、前記各回路基板上にそれぞれ形成された電子回路によって、前記各記憶デバイスの動作を制御するための制御構造が二重化されている請求項1に記載の記憶制御装置。
- 前記冷却ファンは、前記筐体の一方の面に設けられる流入口と前記筐体の他方の面に設けられる流出口との間の実質的中間部に位置して、前記筐体の内部に通常の状態では交換不能に配置されている請求項1に記載の記憶制御装置。
- 複数の記憶デバイスを近接させて一つの列を構成し、複数の列を近接させて重ねることにより、前記各記憶デバイスを前記筐体の一方の側にマトリクス状に配置し、
前記制御基板は、前記筐体の他方の側に位置して、前記筐体の内部に通常の状態では交換不能に設け、
前記各記憶デバイスと前記制御基板とを、接続用基板を介して接続し、かつ、
前記各記憶デバイス間には、前記筐体内に空気を取り入れるための流入口がそれぞれ形成されており、さらに、
前記筐体の他方の側には、前記冷却ファンにより発生される冷却風を前記筐体の外部に排出するための流出口が形成されている請求項1に記載の記憶制御装置。 - 前記接続用基板は、前記筐体の内部に垂直に設けられており、
前記各記憶デバイスは、前記接続用基板の一方の側にそれぞれ接続されており、かつ、前記制御基板は、前記接続用基板の他方の側に接続されている請求項6に記載の記憶制御装置。 - 前記接続用基板は、前記筐体の一方の側に位置して、前記筐体の内部に水平に設けられており、
前記各記憶デバイスは、前記接続用基板の上面側及び下面側にそれぞれ同数ずつ配置されて、前記接続用基板にそれぞれ接続されており、
前記制御基板は、前記接続用基板の他端側に接続されるようにして、前記筐体の内部に水平に設けられている請求項6に記載の記憶制御装置。 - 前記電源装置は、前記各記憶デバイスのうち同時に使用される可能性のある記憶デバイスの数に応じた電源容量を備えている請求項1に記載の記憶制御装置。
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