JP2008225916A

JP2008225916A - データバックアップ時の電力低減装置

Info

Publication number: JP2008225916A
Application number: JP2007064050A
Authority: JP
Inventors: Ryoichiro Yamanaka; 亮一郎山中; Yuji Fukuoka; 雄治福岡
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2008-09-25
Also published as: US20080229133A1; US8037322B2

Abstract

【課題】本発明はデータバックアップ時の電力低減装置に関し、特にバックアップが完了したメモリに対して順次電源供給を停止し、バックアップ時の消費電力を削減し、データのバックアップ時間を延長するデータバックアップ時の電力低減装置に関する。
【解決手段】本発明は複数のＤＩＭＭ１９によって構成されるＦＢ−ＤＩＭＭにおいて、各ＤＩＭＭ１９に電源供給するホットスワップ回路を設定し、データの退避処理が完了したＤＩＭＭ１９に対応するホットスワップ回路１８の電源を順次停止し、データバックアップ時に使用する電力消費を抑え、データのバックアップ処理をより長時間可能とするバッテリーバックアップ時の電力低減装置を提供するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャッシュメモリ等に記憶されたデータをバックアップする際の電力低減装置に関する。

近年、磁気ディスク装置（ＨＤＤ）や光磁気ディスク装置（ＭＯ）等の記憶装置の大容量化に伴い、これらの装置との間でデータの授受を行うキャッシュメモリの容量も増大の一途をたどっている。このようなキャッシュメモリは、例えばディスクアレイ装置に内蔵され、停電時メモリ内のデータを、例えばディスク装置に退避させている。

図６は停電時における上記処理を説明する図である。通常、電源ユニット３０、３１には、装置外部から電源が供給され、装置内部のコントローラ３２、３３に電源を供給し、またバッテリーユニット３４、３５を充電している。この状態において、例えば停電になると、外部からの電源供給が途絶え、電源ユニット３０、３１への電源供給が無くなる。

監視ユニット３６、３７はこの状態を検知し、コントローラ３２、３３に停電の発生を通知すると共に、バッテリーユニット３４、３５に対してバックアップ電源の供給（放電）を指示する。

図７は、上記コントローラ３２（又は３３）の回路図を示す。通常、電源ユニット３０（又は３１）からコントローラ３２（又は３３）内の個別電源４０、４１に電源を供給しているが、上記停電時、バッテリーユニット３４（又は３５）から電源供給が行われ、例えば個別電源４０はＣＰＵ４２、４３、チップセット４４に電源供給を行い、個別電源４１はキャッシュメモリであるＤＩＭＭ（dual in-line memory module）４５に電源供給を行う。

尚、同図に示すチャンネルアダプタ４６は通信回線を介してパーソナルコンピュータ等のホスト機器との間でデータの授受を行い、コントローラ内監視ブロック４７はコントローラ３２（又は３３）内の状態を監視する。また、バックアップ用媒体４８は、停電時ＤＩＭＭ４５のデータを格納する。

尚、特許文献１はバックアップ時の消費電力を削減してバックアップ運転時間を増加し、同時にシステムを小型化する発明を開示する。また、特許文献２はバックアップ用のバッテリの無駄な消耗を防ぎ、必要なときに確実にメモリのバックアップを行わせる発明である。
特開平０５−３３３９６９号公報特開平０９−１６０８３８号公報

しかしながら、従来のデータバックアップ時の電力供給方法では、停電時においてもコントローラ等に電力供給を行い、消費する電力は通常時と変わらない。このため、停電時のデータ退避時間が長くなると大きな電力が必要になり、例えばバッテリーユニットの大型化やバッテリーユニットの数量増加に繋がる。

そこで本発明は、バックアップが完了したメモリ毎に順次電源供給を停止し、バッテリーバックアップ時の消費電力を低減し、データのバックアップ時間を延ばすことを可能と
したデータバックアップ時の電力低減装置を提供するものである。

上記課題は本発明によれば、外部から装置内に電源を供給する外部電源供給手段と、該外部電源供給手段から供給される電源に基づいて充電され、前記外部電源供給手段からの電源供給が停止したとき、前記装置内に電源供給を行う補助電源手段と、第１、第２のメモリ部を有し、記憶媒体に記憶されたデータの一部を記録するキャッシュメモリと、前記補助電源手段から前記装置内に電源供給を行い、前記キャッシュメモリのデータを前記記録媒体にバックアップする際、バックアップが完了した順序で前記第１、又は第２のメモリ部への電源供給を順次停止する制御手段と、を有するデータバックアップ時の電力低減装置を提供することによって達成できる。

このように構成することにより、キャッシュメモリのデータバックアップが全て完了する前に、バックアップが完了した第１のメモリ部、又は第２のメモリ部への電源供給を停止することができ、データバックアップ時の電力を低減させることができる。この場合、容量が同じバッテリーユニット等の補助電源手段を使用するとすれば、データのバックアップ時間を延ばすことができる。

さらに、上記データバックアップ時の電力低減装置は、前記補助電源手段から電源供給を受け、例えば前記第１のメモリ部に電源供給を行う第１の電源供給手段と、前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第２のメモリ部に電源供給を行う第２の電源供給手段とを有し、前記制御手段は前記第１、第２の電源供給手段を制御し、バックアップが終了した前記第１、又は第２のメモリ部への電源供給を順次停止する構成である。

このように構成することにより、例えば第１、第２の電源供給手段をホットスワップ回路等で構成し、データバックアップ時の電力低減を図ることができる。

上記課題の解決手段によれば、バックアップが完了したメモリへの電力供給を順次停止することによって、バッテリーバックアップ時の消費電力の削減を可能にすることができる。したがって、容量の同じバッテリーユニットを使用する場合、データの退避時間を実質的に延長することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図２は本実施形態を説明する図であり、キャッシュメモリを内蔵するディスクアレイ装置の構成図である。ディスクアレイ装置１は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器にネットワーク回線を介して接続されている。

同図において、ディスクアレイ装置１は電源ユニット２、３、監視ユニット４、５、コントローラ６、７、及びバッテリーユニット８、９で構成されている。尚、本例のディスクアレイ装置１は、上記のように２つのコントローラ６、７等を有し、それぞれ後述するハードディスク（ＨＤ）に接続されている。尚、ディスクアレイ装置１に３つ以上のコントローラを配設し、より多くのハードディスク（ＨＤ）との間でデータの授受を行う構成としてもよい。

電源ユニット２（又は３）には、外部電源から電力供給が行われ、電源ユニット２（又は３）はこの電源供給に基づいて装置内に電力を供給する。また、監視ユニット４（又は５）は電源ユニット２（又は３）を監視し、外部からの電源供給が、例えば一定時間０Ｖの状態を継続すると停電を検知し、以下の指示を行う。

バッテリーユニット８（又は９）は外部電源が供給されている間充電され、停電時、上記監視ユニット４（又は５）の指示に基づいて充電した電力をディスクアレイ装置１に供給する。この電源は、コントローラ６、７に配設されたキャッシュメモリ内のデータのバックアップ等に使用される。
コントローラ６、７（以下、コントローラを代表して、コントローラ６で示す）には、ＣＰＵ、チャンネルアダプタ、チップセット（Chipset）、ＦＢ−ＤＩＭＭ（フリーバッファードディム：fully buffered DIMM）、コントローラ監視ブロック等の回路が搭載されている。

図１はコントローラ６の具体的な回路図を示す。同図に示すように、コントローラ６には前述の電源ユニット２、監視ユニット４、及びバッテリーユニット８が接続されている。尚、図２には示していないが、ディスクアレイ装置１には装置内の温度を調整するため、システムファン１０も接続され、電源ユニット２から電力供給が行われている。

また、コントローラ６にはバックアップ用媒体１１も接続されている。このバックアップ用媒体１１は、例えばハードディスク（ＨＤ）である。
コントローラ６内はＣＰＵ１３、１４、チップセット１５、チャンネルアダプタ１６、コントローラ内監視ブロック１７、ホットスワップ回路１８、及びＦＢ−ＤＩＭＭ１９で構成されている。また、コントローラ６には個別電源２０、２１が配設され、通常時には電源ユニット２から電源供給が行われ、停電時のデータバックアップ時には、バッテリーユニット８から電源供給が行われる。

個別電源２０は上記ＣＰＵ１３、１４、及びチップセット１５に電源供給を行い、個別電源２１は上記ホットスワップ回路１８（ＦＢ−ＤＩＭＭ１９）に電源供給を行う。尚、コントローラ６内にはコントローラファン２２も設けられ、コントローラ６内の温度調整を行っている。

ＣＰＵ１３及び１４は、それぞれ異なる制御を行い、例えばＣＰＵ１３はＦＢ−ＤＩＭＭ１９とハードディスク（ＨＤ）間のキャッシュ制御を行い、ＣＰＵ１４はチャンネルアダプタ１６等の制御を行う。また、チャンネルアダプタ１６は異なるネットワーク回線を介して接続されたホスト機器との間で、データの授受を制御する。さらに、コントローラ内監視ブロック１７は、チップセット１５の制御に基づいて、ホットスワップ回路１８への電源供給/非供給の指示を行う。

ホットスワップ回路１８は個別電源２１から電源供給が行われている状態で、ＦＢ−ＤＩＭＭ１９への電源供給の遮断が可能であり、ＦＢ−ＤＩＭＭ１９の配設に対応して８個のホットスワップ回路１８（＃０〜＃７）で構成されている。尚、ＦＢ−ＤＩＭＭ１９は１６個のＤＩＭＭ１９（＃０〜＃１５）で構成され、ＤＩＭＭ１９（＃０と＃１）、１９（＃２と＃３）、１９（＃４と＃５）、１９（＃６と＃７）、１９（＃８と＃９）、１９（＃１０と＃１１）、１９（＃１２と＃１３）、１９（＃１４と＃１５）がそれぞれ対となり、８組みのメモリで構成されている。

そして、ホットスワップ回路１８（＃０）が対となるＤＩＭＭ１９（＃０と＃１）に電源供給を行い、ホットスワップ回路１８（＃１）がＤＩＭＭ１９（＃２と＃３）に電源供給を行い、以下同様にして、ホットスワップ回路１８（＃２）がＤＩＭＭ１９（＃４と＃５）に、ホットスワップ回路１８（＃３）がＤＩＭＭ１９（＃６と＃７）に、・・・ホットスワップ回路１８（＃７）がＤＩＭＭ１９（＃１４と＃１５）に電源供給を行う。
図３は上記構成において、例えばホットスワップ回路１８（＃０）、１８（＃２）、１８（＃４）、１８（＃６）から電源供給を受けるＤＩＭＭ１９（＃０）、１９（＃４）、１
９（＃８）、１９（＃１２）の具体的な接続構成を示す。すなわち、ＤＩＭＭ１９（＃０）には個別電源２１からホットスワップ回路１８（＃０）を介して電源供給が行われ、ＤＩＭＭ１９（＃４）には個別電源２１からホットスワップ回路１８（＃２）を介して電源供給が行われ、ＤＩＭＭ１９（＃８）には個別電源２１からホットスワップ回路１８（＃４）を介して電源供給が行われ、ＤＩＭＭ１９（＃１２）には個別電源２１からホットスワップ回路１８（＃６）を介して電源供給が行われる。尚、特に図示しないが、他のＤＩＭＭ１９への電源供給についても同様である。

また、各ＤＩＭＭ１９（＃０）〜１９（＃１５）にはＡＭＢ(Advanced Memory Buffer)が搭載され、データのバッファリングを行いつつ、ＤＩＭＭ１９からバックアップ用媒体１１へのデータの退避処理を行う。尚、図４はホットスワップ回路１８の概略構成を示す図である。

以上の構成において、以下に本例の処理動作を説明する。
通常、コントローラ６はチャンネルアダプタ１６を介してホスト機器との間でデータの授受を行い、チップセット１５の制御によりＦＢ−ＤＩＭＭとの間でキャッシュ制御を行い、必要なデータはハードディスク（ＨＤ）内の不図示のデータディスクに格納している。

一方、コントローラ６は前述の監視ユニット４からの指示を、図５に示すフローチャートに従って常時確認している。すなわち、先ず監視ユニット４からコントローラ６にデータのバックアップ指示が行われたか判断する（ステップ（以下、Sで示す）１）。この指示は前述の監視ユニット４が停電の発生を検知した際コントローラ６に出力される指示である。

ここで、監視ユニット４からの上記指示がなければ、監視ユニット４からの指示待ち状態を継続する（Ｓ１がＮＯ）。一方、停電状態となり、監視ユニット４からコントローラ６にデータのバックアップ指示があると（Ｓ１がＹＥＳ）、ＤＩＭＭ１９内のデータをバックアップ用媒体１１（ハードディスク（ＨＤ））に退避させる（Ｓ２）。尚、この時点で監視ユニット４からバッテリーユニット８に対して電源供給の指示が行われ、ディスクアレイ装置１はバッテリーユニット８から供給される電源によって駆動している。

ＤＩＭＭ１９のデータバックアップは、ＤＩＭＭ１９（＃１５、＃１４）→ＤＩＭＭ１９（＃１３、＃１２）→ＤＩＭＭ１９（＃１１、＃１０）→・・・ＤＩＭＭ１９（＃１、＃０）の順に実行される。例えば、図３に示す回路では、先ずＤＩＭＭ１９（＃１２）のデータをＤＩＭＭ１９（＃８）、１９（＃４）、１９（＃０）を介してチップセット１５に送り、バックアップ用媒体１１に退避させる。

次に、ＤＩＭＭ１９（＃８）のデータを１９（＃４）、１９（＃０）を介してチップセット１５に送り、バックアップ用媒体１１に退避させ、以後ＤＩＭＭ１９（＃４）のデータ、ＤＩＭＭ１９（＃０）のデータを順次バックアップ用媒体１１に退避させる。

尚、他のＤＩＭＭ１９についても同様であり、例えばＤＩＭＭ１９（＃１３）、１９（＃９）、１９（＃５）、１９（＃１）の場合、先ずＤＩＭＭ１９（＃１３）のデータをバックアップ用媒体１１に退避させ、次にＤＩＭＭ１９（＃９）のデータをバックアップ用媒体１１に退避させ、以後ＤＩＭＭ１９（＃５）のデータ、ＤＩＭＭ１９（＃１）のデータをバックアップ用媒体１１に退避させる。また、退避したデータは、例えばバックアップ用媒体１１（ハードディスク（ＨＤ））のシステムディスクに格納される。

この間、チップセット１５はバックアップが完了したＤＩＭＭ１９への電源供給を順次
停止する。具体的には、チップセット１５はコントローラ内監視ブロック１７に制御信号を送り、コントローラ内監視ブロック１７から対応するホットスワップ回路１８に電源供給停止の指示信号を送る。

例えば、ＤＩＭＭ１９（＃１５）と１９（＃１４）に記録されていたデータの退避が完了すると、ホットスワップ回路１８（＃７）に電源供給停止の指示信号を送り、当該ＤＩＭＭ１９への電源供給を停止する。同様に、ＤＩＭＭ１９（＃１３）と１９（＃１２）に記録されていたデータの退避が完了すると、ホットスワップ回路１８（＃６）に電源供給停止の指示信号を送り、当該ＤＩＭＭ１９への電源供給を停止する。次に、ＤＩＭＭ１９（＃１１）と１９（＃１０）に記録されていたデータの退避が完了すると、ホットスワップ回路１８（＃５）に電源供給停止の指示信号を送り、当該ＤＩＭＭ１９への電源供給を停止する。

以下同様に、順次データのバックアップ処理を行い（Ｓ３がＮＯ、Ｓ２）、全てのデータのバックアップ処理が完了すると（Ｓ３がＹＥＳ）、監視ユニット４に対してデータのバックアップ処理の完了を通知する（Ｓ４）。

以上のように制御することによって、ホットスワップ回路１８からＤＩＭＭ１９に供給する電力が序々に減少し、全体としてデータバックアップ時の電力の低減を図ることができる。したがって、バッテリーユニット８の電力消費が軽減され、例えば同じ容量のバッテリーユニット８を使用した場合、データのバックアップ時間を延ばすことができる。

尚、コントローラ６からバックアップ処理の完了通知を受けた監視ユニット４は、以後ディスクアレイ装置１内の各部に電源オフの指示を行い、最後にバッテリーユニット８に対して放電処理の停止を指示する。

また、上記処理において、対応するＤＩＭＭ１９にキャッシュデータが記録されていない場合には、上記データのバックアップを行う際、対応するＤＩＭＭ１９のデータを退避させる処理を行うことなく、対応するホットスワップ回路１８への電源供給の停止指示を行う。
また、上記説明ではコントローラ６の回路について説明したが、コントローラ７の回路についても同様の処理が行われる。

（付記１）
外部から装置内に電源を供給する外部電源供給手段と、
該外部電源供給手段から供給される電源に基づいて充電され、前記外部電源供給手段からの電源供給が停止したとき、前記装置内に電源供給を行う補助電源手段と、
第１、第２のメモリ部を有し、記憶媒体に記憶されたデータの一部を記録するキャッシュメモリと、
前記補助電源手段から前記装置内に電源供給を行い、前記キャッシュメモリのデータを前記記録媒体にバックアップする際、バックアップが完了した順序で前記第１、又は第２のメモリ部への電源供給を順次停止する制御手段と、
を有することを特徴とするデータバックアップ時の電力低減装置。
（付記２）
前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第１のメモリ部に電源供給を行う第１の電源供給手段と、
前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第２のメモリ部に電源供給を行う第２の電源供給手段と、を有し、
前記制御手段は前記第１、第２の電源供給手段を制御し、バックアップが終了した前記第１、又は第２のメモリ部への電源供給を順次停止することを特徴とする付記１記載のデ
ータバックアップ時の電力低減装置。
（付記３）
前記第１、第２の電源供給手段は、ホットスワップ回路であることを特徴とする付記２記載のデータバックアップ時の電力低減装置。
（付記４）
前記キャッシュメモリは、ＦＢ−ＤＩＭＭで構成され、チップセットによってデータのアクセスが制御されることを特徴とする付記１記載のデータバックアップ時の電力低減装置。
（付記５）
外部から装置内に電源を供給する外部電源供給手段と、
該外部電源供給手段から供給される電源に基づいて充電を行い、前記外部電源供給手段からの電源供給が停止したとき、前記装置内に電源供給を行う補助電源手段と、
第１、第２のメモリ部を有し、記憶媒体のデータの一部を記録するキャッシュメモリと、を有する装置のデータバックアップ時における電力低減方法であって、
前記補助電源手段から前記装置内に電源供給を行い、前記キャッシュメモリのデータを前記記憶媒体にバックアップする際、バックアップが完了した順序で前記第１、又は第２のメモリ部への電源供給を停止する
ことを特徴とするデータバックアップ時の電力低減方法。
（付記６）
前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第１のメモリに電源供給を行う第１の電源供給処理と、
前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第２のメモリに電源供給を行う第２の電源供給処理と、を行い、
前記第１、第２の電源供給処理により、バックアップが完了した前記第１、又は第２のメモリへの電源供給を停止することを特徴とする付記５記載のデータバックアップ時の電力低減方法。
（付記７）
外部から装置内に電源を供給する外部電源供給手段と、
該外部電源供給手段から供給される電源に基づいて充電を行い、前記外部電源供給手段からの電源供給が停止したとき、前記装置内に電源供給を行う補助電源手段と、
第１、第２のメモリ部を有し、記憶媒体のデータの一部を記憶するキャッシュメモリと、を有するデータバックアップ時の電力低減装置に使用されるプログラムであって、
前記キャッシュメモリのデータを前記記録媒体にバックアップする際、バックアップが完了した順序で前記第１、又は第２のメモリ部への電源供給を停止する処理を行う
ことを特徴とするコンピュータが実行可能なプログラム。
（付記８）
前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第１のメモリに電源供給を行う第１の電源供給処理と、
前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第２のメモリに電源供給を行う第２の電源供給処理と、を行い、
前記第１、第２の電源供給処理により、バックアップが完了した前記第１、又は第２のメモリへの電源供給を停止することを特徴とする付記７記載のプログラム。

本実施形態で使用するコントローラの回路図である。本実施形態を説明するディスクアレイ装置の構成図である。ホットスワップ回路、及びホットスワップ回路から電源供給を受けるＤＩＭＭの具体的な接続構成を示す図である。ホットスワップ回路の概略図である。本実施形態の処理を説明するフローチャートである。従来のディスクアレイ装置の構成図である。従来のディスクアレイ装置に使用されているコントローラの回路図である。

符号の説明

１ディスクアレイ装置
２、３電源ユニット
４、５監視ユニット
６、７コントローラ
８、９バッテリーユニット
１０システムファン
１１バックアップ用媒体
１３、１４ＣＰＵ
１５チィップセット
１６チャンネルアダプタ
１７コントローラ内監視ブロック
１８ホットスワップ回路
１９ＦＢ−ＤＩＭＭ
２０、２１個別電源
２２コントローラファン

Claims

外部から装置内に電源を供給する外部電源供給手段と、
該外部電源供給手段から供給される電源に基づいて充電され、前記外部電源供給手段からの電源供給が停止したとき、前記装置内に電源供給を行う補助電源手段と、
第１、第２のメモリ部を有し、記憶媒体に記憶されたデータの一部を記録するキャッシュメモリと、
前記補助電源手段から前記装置内に電源供給を行い、前記キャッシュメモリのデータを前記記憶媒体にバックアップする際、バックアップが完了した順序で前記第１、又は第２のメモリ部への電源供給を順次停止する制御手段と、
を有することを特徴とするデータバックアップ時の電力低減装置。
前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第１のメモリ部に電源供給を行う第１の電源供給手段と、
前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第２のメモリ部に電源供給を行う第２の電源供給手段と、を有し、
前記制御手段は前記第１、第２の電源供給手段を制御し、バックアップが終了した前記第１、又は第２のメモリ部への電源供給を順次停止することを特徴とする請求項１記載のデータバックアップ時の電力低減装置。
前記第１、第２の電源供給手段は、ホットスワップ回路であることを特徴とする請求項２記載のデータバックアップ時の電力低減装置。
前記キャッシュメモリは、ＦＢ−ＤＩＭＭで構成され、チップセットによってデータのアクセスが制御されることを特徴とする請求項１記載のデータバックアップ時の電力低減装置。
外部から装置内に電源を供給する外部電源供給手段と、
該外部電源供給手段から供給される電源に基づいて充電を行い、前記外部電源供給手段からの電源供給が停止したとき、前記装置内に電源供給を行う補助電源手段と、
第１、第２のメモリ部を有し、記憶媒体のデータの一部を記録するキャッシュメモリと、を有する装置のデータバックアップ時における電力低減方法であって、
前記補助電源手段から前記装置内に電源供給を行い、前記キャッシュメモリのデータを前記記憶媒体にバックアップする際、バックアップが完了した順序で前記第１、又は第２のメモリ部への電源供給を停止する
ことを特徴とするデータバックアップ時の電力低減方法。
外部から装置内に電源を供給する外部電源供給手段と、
該外部電源供給手段から供給される電源に基づいて充電を行い、前記外部電源供給手段からの電源供給が停止したとき、前記装置内に電源供給を行う補助電源手段と、
第１、第２のメモリ部を有し、記憶媒体のデータの一部を記憶するキャッシュメモリと、を有するデータバックアップ時の電力低減装置に使用されるプログラムであって、
前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第１のメモリ部に電源供給を行う第１の電源供給処理と、
前記補助電源手段から電源供給を受け、前記第２のメモリ部に電源供給を行う第２の電源供給処理とを行い、
前記キャッシュメモリのデータを前記記録媒体にバックアップする際、バックアップが完了した順序で前記第１、又は第２のメモリ部への電源供給を停止する処理を行う
ことを特徴とするコンピュータが実行可能なプログラム。