JP2008217077A - ディスクアレイ装置、ディスクアレイコントローラ及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ハードディスクドライブの縮退を防ぎ、高信頼性のディスクアレイ装置を実現すること。
【解決手段】ディスクアレイコントローラ１０に複数台のハードディスクドライブ２１〜２６がＲＡＩＤ構成で接続されたディスクアレイ装置１であって、ディスクアレイコントローラ１０は、各ハードディスクドライブ２１〜２６における磁気ディスクの物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを行い、書き込み及び読み込みが行われる前記物理アドレスに隣り合った物理アドレスを使用しないように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、１台のディスクアレイコントローラに複数台のハードディスクドライブがＲＡＩＤ構成で接続されたディスクアレイ装置、ディスクアレイコントローラ及びプログラムに関する。

近年、ＯＡ機器で処理する情報の高度化、大容量化に伴い、高速、小型、大容量のハードディスクドライブの需要が急増している。従来のハードディスクドライブにおいては、構造上、時間とともに故障する確率が上がるほか、様々な要因で突発的に故障することがあり、貴重なデータを失うリスクが常にある。これらの問題を回避する手段として、１つのディスクアレイコントローラに複数のハードディスクドライブがＲＡＩＤ（redundant array of inexpensive disks）構成で接続されたディスクアレイ装置がある。

ところで、ハードディスクドライブの記録媒体である磁気ディスクは、ディスク面が同心円状のトラックに分割されており、各トラックには円周方向に等分した複数のセクタが設定されている。ハードディスクドライブは、ディスクアレイコントローラからコマンドを受け取ると、指定されたアドレスのセクタを含むトラックに磁気ヘッドを位置づける。データを書き込む際は、磁気ヘッド内のライト素子部で磁束を制御することにより、指定されたアドレスのセクタを含むトラックの磁性体の磁化状態を電気的に変化させることで、データの書き込みを行う。

特開２００６−１７９１０２号公報

ハードディスクドライブの大容量化に伴い、トラック幅が狭くなり、磁気ヘッドのライト素子部の幅との差が無くなってきており、ライト素子部からの漏洩磁束により、書き込みが行われた書込トラックと隣接した隣接トラックのデータを破壊してしまうというおそれがある。このようなハードディスクドライブを有するディスクアレイ装置では、あるハードディスクドライブにおける磁気ディスクのある物理アドレスへのデータの書き込みを行ったときに、隣り合った物理アドレスのデータの読み出しを行っていなかった。ある物理アドレスへのデータの書き込みの際に隣り合った物理アドレスのデータが漏洩磁束により破壊された場合、隣り合った物理アドレスへのデータの読み出し時にエラーとなったときに、隣り合った物理アドレスのデータが破壊されていることが判明していた。隣り合った物理アドレスへのデータの読み出しがエラーとなると、ディスクアレイコントローラは、隣り合った物理アドレスのデータの再読み出しを実施したり、再書き込みのリトライ動作を実施して、隣り合った物理アドレスのデータの復旧を行っていた。データが復旧せずにエラーが多発すると、ディスクアレイコントローラは、該当するハードディスクドライブを切り離し、残りのハードディスクドライブのみを使用する縮退状態にしていた。そのため、従来のディスクアレイ装置において、漏洩磁束によるデータ破壊が頻繁に起こると、使用できるハードディスクドライブの縮退が早まるおそれがある。

なお、隣り合った物理アドレスのデータ破壊を防止する技術として、複数の隣接するデータ・トラックに対して１本おきに使用を禁止するデータ・トラックを設定してオルタネート・ゾーンを形成し、更新頻度の高いデータと更新頻度の低いデータをオルタネート・ゾーンに記録し、更新頻度の高いデータを記録するデータ・トラックと更新頻度の低いデータを記録するデータ・トラックは、１本のシリンダ分だけ間隔をあけた磁気ディスク装置（ハードディスクドライブ）が開示されているが（特許文献１参照）、オルタネート・ゾーン以外の一般ゾーンのデータが漏洩磁束により破壊されてしまうと、データを補償することができなくなってしまう。そのため、このような磁気ディスク装置をディスクアレイ装置に採用すると、ハードディスクドライブの縮退を防止することができないおそれがある。

本発明の主な課題は、ハードディスクドライブの縮退を防ぎ、高信頼性のディスクアレイ装置を実現することである。

本発明の第１の視点においては、ディスクアレイコントローラに複数台のハードディスクドライブがＲＡＩＤ構成で接続されたディスクアレイ装置であって、前記ディスクアレイコントローラは、各前記ハードディスクドライブにおけるディスクの物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを行い、書き込み及び読み込みが行われる前記物理アドレスに隣り合った物理アドレスを使用しないように制御することを特徴とする。

本発明の前記ディスクアレイ装置において、前記ディスクアレイコントローラは、各前記ハードディスクドライブの組み込みの際、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを読み出し、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを変換可能に構成した変換テーブルを生成し、その後、物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを可能に設定し、書き込み及び読み込みが行われる物理アドレスに隣り合った物理アドレスの使用を禁止するように設定し、前記ディスクアレイコントローラは、データの書き込み及び読み込みの際、前記変換テーブル及び前記設定に基づいて、データの書き込み及び読み込みを制御することが好ましい。

本発明の第２の視点においては、複数台のハードディスクドライブがＲＡＩＤ構成で接続可能なディスクアレイコントローラであって、各前記ハードディスクドライブにおけるディスクの物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを行い、書き込み及び読み込みが行われる前記物理アドレスに隣り合った物理アドレスを使用しないように制御することを特徴とする。

本発明の前記ディスクアレイコントローラにおいて、各前記ハードディスクドライブの組み込みの際、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを読み出し、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを変換可能に構成した変換テーブルを生成し、その後、物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを可能に設定し、書き込み及び読み込みが行われる物理アドレスに隣り合った物理アドレスの使用を禁止するように設定し、データの書き込み及び読み込みの際、前記変換テーブル及び前記設定に基づいて、データの書き込み及び読み込みを制御することが好ましい。

本発明の第３の視点においては、複数台のハードディスクドライブがＲＡＩＤ構成で接続可能なディスクアレイコントローラにおいて用いられるプログラムであって、各前記ハードディスクドライブにおけるディスクの物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを行い、書き込み及び読み込みが行われる前記物理アドレスに隣り合った物理アドレスを使用しないように制御するステップを実行させることを特徴とする。

本発明の前記プログラムにおいて、各前記ハードディスクドライブの組み込みの際、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを読み出し、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを変換可能に構成した変換テーブルを生成し、その後、物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを可能に設定し、書き込み及び読み込みが行われる物理アドレスに隣り合った物理アドレスの使用を禁止するように設定するステップと、データの書き込み及び読み込みの際、前記変換テーブル及び前記設定に基づいて、データの書き込み及び読み込みを制御するステップと、を実行させることが好ましい。

本発明によれば、物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みが行われるので、ハードディスクドライブにおけるディスクの論理アドレスへのデータの書き込み後に、書き込んだ物理アドレスの隣り合った物理アドレスが漏洩磁束の影響を受けても何ら問題がなく、データが補償される。言いかえると、書き込み及び読み込みが行われる物理アドレスに隣り合った物理アドレスを使用しない管理をすることにより、隣り合った物理アドレスにアクセスしなくなるため、エラーが発生することがなく、ハードディスクドライブの縮退を防ぎ、高信頼性のディスクアレイを実現する。

（実施形態１）
本発明の実施形態１に係るディスクアレイ装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係るディスクアレイ装置の構成を模式的に示したブロック図である。図２は、本発明の実施形態１に係るディスクアレイ装置におけるハードディスクドライブの論理アドレスと物理アドレスの変換テーブル及び書き込み及び読み込み設定を示した模式図である。

ディスクアレイ装置１は、１台のディスクアレイコントローラ１０に複数台のハードディスクドライブ２１〜２６がＲＡＩＤ構成で接続された記憶装置である。ディスクアレイ装置１は、外部（例えば、ホストコンピュータ）からの読み出し要求に応じて、ディスクアレイコントローラ１０の制御により、対応するデータをハードディスクドライブ２１〜２６から読み出し、読み出したデータを外部に送信する。ディスクアレイ装置１は、外部からの書き込み要求に応じて、ディスクアレイコントローラ１０の制御により、書き込み要求に含まれるデータをハードディスクドライブ２１〜２６に書き込む。

ディスクアレイコントローラ１０は、ハードディスクドライブ２１〜２６に対するデータの読み書きを制御する制御装置である。ディスクアレイコントローラ１０は、コンピュータ機能を有し、所定のプログラムに基づいて、所定の情報処理を行う。ディスクアレイコントローラ１０は、外部（例えば、ホストコンピュータ）から与えられるデータの入出力要求に応答して、対応するハードディスクドライブ２１〜２６を制御することにより、入出力要求が読み出し要求である場合に指定されたデータを読み出して外部に送信し、入出力要求が書込み要求である場合に当該書込み要求と共に与えられるデータをハードディスクドライブ２１〜２６内のハードディスクに書き込む。

ディスクアレイコントローラ１０は、ハードディスクドライブ２１〜２６の組み込みの際、ハードディスクドライブ２１〜２６における全ての磁気ディスクの論理アドレスと物理アドレスを読み出し、ハードディスクドライブ２１〜２６における全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを変換可能に構成した変換テーブル１１を生成し、記憶する。ディスクアレイコントローラ１０は、ハードディスクドライブ２１〜２６の書き込み時の漏洩磁束により破壊されうるアドレスのデータの書き込み及び読み出し動作を行わないように、変換テーブル１１に基づいて、物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを可能に設定し、書き込み及び読み込みが行われる物理アドレスに隣り合った物理アドレスの使用を禁止するように設定する。

変換テーブル１１は、各ハードディスクドライブ２１〜２６における磁気ディスクの円周方向に配列した論理アドレス４０１〜４１２と、磁気ディスクの径方向に配列した物理アドレス５０１〜５０４と、の相関関係を各ハードディスクドライブ２１〜２６ごとに示したテーブルである。

ハードディスクドライブ２１〜２６は、磁性体を塗布した磁気ディスクに磁気ヘッドを用いてデータを書き込み、また読み出す記憶装置である。磁気ディスクは、ディスク面が同心円状の物理位置（トラック）に分割されており、各物理位置には円周方向に等分した複数の論理位置（セクタ）が設定されている。ハードディスクドライブ２１〜２６は、ディスクアレイコントローラ１０からコマンドを受け取ると、指定されたアドレスの論理位置を含む物理位置に磁気ヘッドを位置づける。データを書き込む際は、磁気ヘッド内のライト素子部で磁束を制御することにより、指定されたアドレスの論理位置を含む物理位置の磁性体の磁化状態を電気的に変化させることで、データの書き込みを行う。

次に、本発明のディスクアレイ装置の動作について説明する。

まず、ディスクアレイコントローラ１０は、ＲＡＩＤ構成を構築する前に、ハードディスクドライブ２１〜２６にRECEIVE DIAGNOSTIC コマンド（SEND DIAGNOSTICコマンドの結果の要求）を送信することで、ハードディスクドライブ２１〜２６の全ての論理アドレスと物理アドレスをハードディスクドライブ２１〜２６から読み出し、全てのハードディスクドライブ２１〜２６の論理アドレスと物理アドレスを変換可能に構成した変換テーブル１１へ生成し、記憶する。

次に、ディスクアレイコントローラ１０は、ハードディスクドライブ２１〜２６の書き込み時の漏洩磁束により破壊されうるアドレスのデータの書き込み及び読み出し動作を行わないように、変換テーブル１１に基づいて、物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを可能に設定し、書き込み又は読み込みが行われる物理アドレスに隣り合った物理アドレスの使用を禁止するように設定する。例えば、変換テーブル１１において、図２のように論理アドレス４０１〜４１２が物理位置５０１〜５０４の位置関係になった場合、物理アドレス５０１と５０３にある論理アドレス４０１〜４０３と４０７〜４０９にデータの書き込み及び読み込みを可能に設定し、物理アドレス５０２と５０４にある論理アドレス４０４〜４０６と４１０〜４１２にデータの書き込み及び読み込みを禁止するように設定する。

その後、ディスクアレイコントローラ１０は、変換テーブル１１、書き込み及び読み込み設定に基づいて、書き込み及び読み込み動作を行うことになる。

実施形態１によれば、物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みが行われるので、ハードディスクドライブ２１〜２６における磁気ディスクの論理アドレスへのデータの書き込み後に、書き込んだ物理アドレスの隣り合った物理アドレスが漏洩磁束の影響を受けても何ら問題がなく、データが補償される。言いかえると、書き込み及び読み込みが行われる物理アドレスに隣り合った物理アドレスを使用しない管理をすることにより、隣り合った物理アドレスにアクセスしなくなるため、エラーが発生することがなく、ハードディスクドライブの縮退を防ぎ、高信頼性のディスクアレイを実現する。

本発明の実施形態１に係るディスクアレイ装置の構成を模式的に示したブロック図である。 本発明の実施形態１に係るディスクアレイ装置におけるハードディスクドライブの論理アドレスと物理アドレスの変換テーブル及び書き込み及び読み込み設定を示した模式図である。

符号の説明

１ ディスクアレイ装置
１０ ディスクアレイコントローラ
１１ 変換テーブル
２１〜２６ ハードディスクドライブ
４０１〜４１２ 論理アドレス
５０１〜５０４ 物理アドレス

Claims (6)

1. ディスクアレイコントローラに複数台のハードディスクドライブがＲＡＩＤ構成で接続されたディスクアレイ装置であって、
   前記ディスクアレイコントローラは、各前記ハードディスクドライブにおけるディスクの物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを行い、書き込み及び読み込みが行われる前記物理アドレスに隣り合った物理アドレスを使用しないように制御することを特徴とするディスクアレイ装置。
2. 前記ディスクアレイコントローラは、各前記ハードディスクドライブの組み込みの際、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを読み出し、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを変換可能に構成した変換テーブルを生成し、その後、物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを可能に設定し、書き込み及び読み込みが行われる物理アドレスに隣り合った物理アドレスの使用を禁止するように設定し、
   前記ディスクアレイコントローラは、データの書き込み及び読み込みの際、前記変換テーブル及び前記設定に基づいて、データの書き込み及び読み込みを制御することを特徴とする請求項１記載のディスクアレイ装置。
3. 複数台のハードディスクドライブがＲＡＩＤ構成で接続可能なディスクアレイコントローラであって、
   各前記ハードディスクドライブにおけるディスクの物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを行い、書き込み及び読み込みが行われる前記物理アドレスに隣り合った物理アドレスを使用しないように制御することを特徴とするディスクアレイコントローラ。
4. 各前記ハードディスクドライブの組み込みの際、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを読み出し、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを変換可能に構成した変換テーブルを生成し、その後、物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを可能に設定し、書き込み及び読み込みが行われる物理アドレスに隣り合った物理アドレスの使用を禁止するように設定し、
   データの書き込み及び読み込みの際、前記変換テーブル及び前記設定に基づいて、データの書き込み及び読み込みを制御することを特徴とする請求項３記載のディスクアレイコントローラ。
5. 複数台のハードディスクドライブがＲＡＩＤ構成で接続可能なディスクアレイコントローラにおいて用いられるプログラムであって、
   各前記ハードディスクドライブにおけるディスクの物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを行い、書き込み及び読み込みが行われる前記物理アドレスに隣り合った物理アドレスを使用しないように制御するステップを実行させることを特徴とするプログラム。
6. 各前記ハードディスクドライブの組み込みの際、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを読み出し、前記ハードディスクドライブにおける全てのディスクの論理アドレスと物理アドレスを変換可能に構成した変換テーブルを生成し、その後、物理アドレスの一つ置きにデータの書き込み及び読み込みを可能に設定し、書き込み及び読み込みが行われる物理アドレスに隣り合った物理アドレスの使用を禁止するように設定するステップと、
   データの書き込み及び読み込みの際、前記変換テーブル及び前記設定に基づいて、データの書き込み及び読み込みを制御するステップと、
   を実行させることを特徴とする請求項５記載のプログラム。

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