JP2009163647A

JP2009163647A - ディスクアレイ装置

Info

Publication number: JP2009163647A
Application number: JP2008002712A
Authority: JP
Inventors: Takao Kasuga; 隆緒春日
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2009-07-23

Abstract

【課題】データ記憶装置の性能がデータアクセス速度に対するボトルネックになっている問題を解決するために、ディスクアレイ装置に搭載されるディスクドライブの特性を考慮することにより、データアクセスを最適化することを課題とする。
【解決手段】ディスクアレイ装置において、ＨＤＤとＳＳＤを混在してＲＡＩＤグループを構築する。記憶領域には、頻繁に書換えが行われる部分（Writeブロック）と、書換えが行われずに読出しされる機会が多い部分（Readブロック）が存在するため、ＲＡＩＤグループを管理するコントローラが持つキャッシュメモリに、ディスクドライブの特定ブロックアドレスに対するRead-Write頻度情報を保持する。Read-Write頻度情報に基づき、コントローラがWriteブロックとReadブロックを判断し、データ移動処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、記憶領域として使用されるディスクドライブの特性を考慮したデータ書込み・読込みコントロールを行うことにより、ホスト計算機からディスクアレイ装置へのデータ書込み・読込み応答を最適化する機能を提供するものである。

近年、計算機システムが扱う電子データ量が急速に増大している。扱うデータ量の増大にともない、データの信頼性およびデータアクセスの高速化が要求されている。

また、データ記憶装置の性能が計算機システムの性能に追いつけず、この差がデータアクセス速度に対するボトルネックとなっている。

データの信頼性を向上させる技術として、複数のディスクドライブから構成されるＲＡＩＤグループを構築する方法が一般的になっている。

データアクセス高速化の技術としては、計算機システムと記憶領域の間に高速小容量のキャッシュメモリを持たせ、見かけ上のデータアクセスを高速化させる方法がある。その類似技術の例として、特許文献１がある。

ディスクドライブとしては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）が一般的に使用されている。

ディスクドライブ性能は年々向上しており、ＨＤＤと内部構造の異なるＳＳＤ（Solid State Drive）と呼ばれるディスクドライブが世の中に登場している。ＨＤＤと比較した場合のＳＳＤの特徴として、以下が挙げられる。
・フラッシュメモリベースのため、ＨＤＤのように内部で動作する部品を持たない。
・ランダムアクセスが高速である。
・消費電力が少ない。
・特定ブロックアドレスの書込みサイクル制限がある。

特開２００７−１０２４３６号公報

データ記憶装置の性能がデータアクセス速度に対するボトルネックになっている問題を解決するために、データ記憶装置で一般的に使用されているＨＤＤよりもランダムアクセスが高速なＳＳＤを使用する方法が考えられる。

しかし、ＳＳＤを単純にＨＤＤの代わりとして使用した場合、データアクセスは高速であるが、書込みサイクル制限があるために短寿命となってしまう。

そこで、ディスクアレイ装置に搭載されるディスクドライブの特性を考慮することにより、データアクセスを最適化することを課題とする。

ディスクアレイ装置において、ＨＤＤとＳＳＤを混在してＲＡＩＤグループを構築する。

記憶領域には、頻繁に書換えが行われる部分（Writeブロック）と、書換えが行われずに読出しされる機会が多い部分（Readブロック）が存在する。ＳＳＤの特定ブロックアドレスに対して頻繁にデータ書換えが行われると、ＳＳＤの寿命が短くなってしまうため、WriteブロックのデータはＨＤＤ側に記憶する。また、ReadブロックのデータはＳＳＤに記憶することでデータアクセス速度を向上させる。

ＲＡＩＤグループを管理するコントローラが持つキャッシュメモリに、ディスクドライブの特定ブロックアドレスに対するRead-Write頻度情報を保持する。

Read-Write頻度情報に基づき、コントローラがWriteブロックとReadブロックを判断し、ホスト計算機からのデータ書込み・読込み要求が無いタイミングにおいて、バックグラウンドでデータ入替処理を行う。

バックグラウンドで実行することにより、ホスト計算機に対する応答速度を落とさないようにする。

ディスクドライブの寿命については従来のＨＤＤと同等とし、ＳＳＤの持つランダムアクセス高速というメリットを生かすことが可能となる。

上記により、ホスト計算機からディスクアレイ装置へのデータアクセス最適化ができる。

本発明のディスクアレイ装置は、ＨＤＤとＳＳＤが混在したＲＡＩＤグループを管理するコントローラを備える。

以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。

図１は実施例１に係るディスクアレイ装置を含む構成の一例である。ディスクアレイ装置１００には、ホスト計算機２００が接続されている。ディスクアレイ装置１００はコントローラ３００を持ち、コントローラ３００はキャッシュメモリ３０１を持つ。コントローラ３００は複数のディスクドライブ４００によるＲＡＩＤグループを構成する機能を持つ。

実施例１では、４式のディスクドライブ（ＨＤＤ４０１、ＨＤＤ４０２、ＳＳＤ４０３、ＳＳＤ４０４）によるＲＡＩＤグループ５００を構成する。ＨＤＤ４０１とＨＤＤ４０２、ＳＳＤ４０３とＳＳＤ４０４はそれぞれミラーリングされており、片方のディスクドライブに異常が発生した場合でもデータは損失しない。実容量としては、ＨＤＤ４０１とＳＳＤ４０３を足し合わせた容量が利用できる。

図２は実施例１に係るディスクアレイ装置を含む構成での動作フローである。以下、動作フローに従って説明を行う。

予めRead-Write頻度情報を保存するためのデータ構造をキャッシュメモリ上に作成しておく（フロー６００）。データ構造の要素として、指定されたセクタ数で区切られた領域毎の、24時間以内の書込み回数および読出し回数を持つ。

ホスト計算機からのデータ書込み・読出し要求があるかを確認し（フロー６０１）、要求がある場合は、要求された処理を実行後、Read-Write頻度情報をキャッシュメモリに保存する（フロー６０２）。

要求が無い場合は、Read-Write頻度情報に書換え回数または読出し回数が閾値以上のHDD領域が存在するかを確認する（フロー６０３、６０５）。

どちらかに当てはまる場合は、該当HDD領域のデータ、および最も書込み回数が多いSSD領域のデータをキャッシュメモリに退避し、データ入替処理を実行する（フロー６０４）。

どちらにも当てはまらない場合、前回のRead-Write頻度情報リセットから24時間経過していた場合Read-Write頻度情報をリセットする（フロー６０６）。

実施例１に係るディスクアレイ装置を含む構成の一例。実施例１に係るディスクアレイ装置を含む構成での動作フロー。

符号の説明

１００…ディスクアレイ装置、２００…ホスト計算機、３００…コントローラ、３０１…キャッシュメモリ、４００…ディスクドライブ（ＨＤＤ、ＳＳＤ）、４０１…ＨＤＤ、４０２…ＨＤＤ、４０３…ＳＳＤ、４０４…ＳＳＤ、５００…ＲＡＩＤグループ、６００〜６０６…動作フロー。

Claims

ホスト計算機との接続インターフェース、およびデータを格納する記憶領域を持ち、ホスト計算機からのデータ書込み・読込み要求に対して記憶領域にデータ書込み・読込み処理を行うコントローラを備えるディスクアレイ装置。
複数のディスクドライブで構成されたＲＡＩＤグループを記憶領域として使用し、ＲＡＩＤグループを管理するコントローラを備えることを特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
前記コントローラが、一時的にデータを格納するキャッシュメモリを持つことを特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
前記キャッシュメモリに、特定ディスクドライブ領域に対するデータ書込み・読込み頻度情報を保持することを特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
前記キャッシュメモリに、ディスクドライブのデータを一時的に保持することにより、あるディスクドライブのデータと別のディスクドライブのデータを置換できるように動作することを特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。