JP2009237881A - ディスクアレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長時間停電に対してバッテリ容量を低減及びデータ保全性確保でき、短時間停電に対して再起動時間を短縮できる技術を提供する。
【解決手段】本ディスクアレイ装置（バックアップシステム）の制御では、停電時、まず第１の方式で動作させ、バッテリ３からの給電によりメインメモリ１をバックアップする。そして、第１の方式の時、停電継続時間などを積算し、その積算値が条件を満たすタイミングで第２の方式へ移行させ、給電に基づきメインメモリ１から不揮発性メモリ２へデータを退避させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ディスクアレイ装置（ストレージ装置）及びバックアップ方式に関し、特に、停復電（停電・復電）時におけるバッテリを用いたメモリのデータのバックアップ方式に関する。

従来のディスクアレイ装置（以下、単に装置（システム）とも称する）のコントローラにおける揮発性のメモリ（メインメモリ）のデータのバックアップの方式として、以下のような第１の方式（図１（ａ））、第２の方式（図１（ｂ））がある。

（１）第１の方式（「メモリバックアップ方式」）では、停電時、バッテリを用いて、バッテリからメモリへ給電し、リフレッシュ動作等によりメモリのデータを保持する。第１の方式では、上記メモリへの給電の動作（メモリバックアップ動作）によりデータが保全される時間（バックアップ時間）は、バッテリの容量（残量）に応じて決定される。バックアップ電力（バッテリ消費量）は、バックアップ時間、装置構成（メモリ容量等）などに応じて増加する。

（２）第２の方式（「不揮発性メモリ退避方式」）では、停電時、メモリ（メインメモリ）のデータを不揮発性メモリ（バックアップ用メモリ）へ退避する。

また、一般的な停電、特に短時間停電に関して補足すると以下である。短時間停電として、「瞬低」、「瞬断」、「瞬停」などがある。「瞬低」とは、瞬時電圧低下（instantaneous voltage drop）のことであり、ライン電源の電圧が瞬間的（数ms〜数s）に低下することである。「瞬断」とは、瞬時電圧断（momentarily blackout）のことであり、ライン電源が瞬間的（数ミリ秒〜数秒）にＯＦＦになることである。「瞬停」とは、瞬時停電（instantaneous blackout）のことであり、ライン電源が瞬間的（数ミリ秒〜数秒）にＯＦＦになることであり、一般に瞬断よりも長い。

また、一般に、短時間停電は長時間停電に比べて発生頻度が高い。図１９に、日本国内における瞬低（瞬時電圧低下）の発生状況を示す（電協研第４６号第３号より引用）。横軸は電圧低下度（[％]）、手前方向は継続時間（[サイクル]）、垂直軸は回数（[回／年]）である。例えば電圧低下度が２０％で継続時間が３サイクル程度の瞬時電圧低下ケースが多く発生している。このように、瞬低などの発生頻度が比較的高い。また、各国や地域に応じても、年間事故停電累計時間などの停電特性が異なる。

特開平８−１６１２３６号公報（特許文献１）には、第２の方式の例について記載されている。これは、揮発性メモリに記憶したデータを、バックアップ電源の電圧が低下した際に、不揮発性メモリへ退避するものである。
特開平８−１６１２３６号公報

前記第１の方式（モード）に関しては以下のような問題がある。近年、単体記憶容量の技術革新や装置性能強化を背景に、ディスクアレイ装置のメモリ（メインメモリ）の容量が増加しており、それに伴いバックアップ電力が増え、装置に搭載するバッテリ容量も増加する傾向にある。しかしながら、装置に搭載できるバッテリ容量は、物理サイズからもコスト面からも有限である。装置及びバッテリに関する省電力及び省スペース化への要求が高まる中、バッテリ容量の低減（増加抑制）は重要である。

しかし、第１の方式では、長時間停電が発生した場合にはバックアップ時間が長く必要になり、バッテリ消費量（バックアップ電力）が大きくなる。そのため、装置に搭載する必要があるバッテリ容量が大きくなり、バッテリ容量の低減の要求を満たせない。また、装置に搭載するバッテリ容量を低減した場合、バッテリ量の不足によりメインメモリへの給電が途絶えることでデータの揮発を引き起こす可能性があり、データ保全性の面では不安である。

前記第２の方式（モード）に関しては以下のような問題がある。第２の方式では、バックアップ動作（不揮発性メモリへの退避動作）に関し、第１の方式に比べて、バッテリ消費量（バックアップ電力）が少ない。また、不揮発性メモリの利用により、長時間停電に対してのデータ保全性確保の効果が高い。しかし、第２の方式では、装置の復電を契機に、システムは、不揮発性メモリ上のデータ（退避データ）をメインメモリへ再格納する必要があり、その際、データ読み出し時間やデータ変換によるオーバヘッドが発生する。これにより、一時的な装置性能低下状態（システム停止状態）となる。この読み出し・再格納動作（システム再起動）の時間は、短時間停電の場合に大きな負荷となり、全体として装置性能低下状態の時間（システム性能低下時間）が多くなる。また、瞬停などの短時間停電の発生頻度が高いことを考えると、短時間停電が連続して発生するような場合には、なおさらシステムが不安定化する。よって、短時間停電に対する再起動時間（システム性能低下時間）の短縮は重要である。

従来技術（第１の方式、第２の方式）の特徴を概略的にまとめると以下である。観点としては、ａ：長時間停電に対するバッテリ容量、ｂ：停復電時の再起動時間（システム性能低下時間）、ｃ：停電時間に対するデータ保全性、等がある。

ａについては、第１の方式では大容量（不利）となり、第２の方式では小容量（有利）となる。第１の方式では、前述のように長時間停電であるほどバッテリ容量も大きくする必要がある。第２の方式では、長時間停電であっても、メモリ等への給電は一定量までで済むので、バッテリ容量も小さくて済む。

ｂについては、第１の方式では短時間（有利）となり、第２の方式では相応の時間が必要（不利）となる。第１の方式では、データ読み出し・再格納等の動作が不要なので、再起動時間は無く、全体として短時間で済む。第２の方式では、データ読み出し・再格納等の動作の時間（システム再起動時間）が必要なので、これによりシステム性能低下時間が長くなる。

ｃについては、第１の方式ではバッテリ容量に比例（不利）となり、第２の方式では十分長期間確保（有利）となる。第１の方式では、バッテリ容量を大きくした分、データ保全性が高くなる。第２の方式では、一旦不揮発性メモリへ退避が完了した後は十分長期間データが保全される。

本発明は以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ディスクアレイ装置（バックアップシステム）に係わり、バッテリ容量の低減、データ保全性確保、再起動時間（システム性能低下時間）の短縮などを実現できる技術を提供することである。特に、長時間停電の場合に対してバッテリ容量低減及びデータ保全性確保でき、かつ、短時間停電の場合に対して再起動時間短縮できる技術を提供することである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。前記目的を達成するために、本発明の代表的な実施の形態は、ディスクアレイ装置及びバックアップ方式に係わり、コントローラには第１のデータが格納される揮発性の第１のメモリ（メインメモリ）を備え、また、第１のメモリに対して接続される、不揮発性の第２のメモリ、及びバックアップに用いるバッテリを備える構成において、第１のメモリのデータのバックアップの方式として、以下に示す構成を有することを特徴とする。

本形態は、前記第１と第２の方式を用いてそれらの両方が合わせて制御されるバックアップ方式であり、停復電の際、時間やバッテリ量などの条件に応じてそれらの方式（モード）の切り替え（移行）を制御するものである。

本方式の制御では、停電時、まず第１の方式（モード）で動作（第１のメモリへの給電によるバックアップ）させ、それに伴い、停電継続時間あるいはバッテリ放電電流量などを積算し、その積算値の条件判定に応じて、第２の方式（モード）の動作（バッテリからの給電に基づく第２のメモリへのデータ退避動作）へ移行させる。

本制御では、前記各方式の利点・不利点（ａ〜ｃなどの観点）を考慮して、モードの移行を制御及び設定可能とすることにより、両方式の効果のバランスがとれるようにする。具体的に、停電の初期段階（短時間停電に対応）に対して、復電時の再起動性に優れる第１のモードを適用し、その後の段階（長時間停電に対応）に対して、バッテリ容量低減及びデータ保全性確保に優れる第２のモードを適用する。これにより、総合的な効果が高くなる。即ち、短時間停電の場合に対しては第１のモードの適用により再起動時間短縮でき、かつ、長時間停電の場合に対しては第２のモードの適用によりバッテリ容量低減及びデータ保全性確保できる。

本制御は、例えばコントローラに備えメモリまたはバッテリに対して接続される制御マイコン等により一括して行う。

第１の制御例として、移行の判定条件としては、停電継続時間の積算値が所定時間（閾値）に達した時に、モードを移行する。

第２の制御例として、バッテリ放電電流量の積算値（バッテリ消費量あるいはバッテリ残量）が所定量に達した時に、モードを移行する。当該積算値によりバッテリ状態を認識できる。バッテリ容量から、第２のモードの動作（退避動作）に必要なバッテリ量を差し引いた分のバッテリ量が、第１のモードの動作が可能な時間に相当するバッテリ量である。

第３の制御例として、上記時間及び電流量の両方を積算して制御する。上記第１のモードの動作が可能な時間に相当するバッテリ量の範囲内で、閾値となる時間が決定される。

また、上記の制御例の選択や、上記の時間の閾値は、システムで自動設定される形態、あるいは、ユーザ設定可能なように設定処理機能を提供する形態とする。

例えば、本形態のディスクアレイ装置は、コントローラにおいて、第１のメモリと第２のメモリとを有し、停復電の際における第１のデータのバックアップの制御において、バッテリから第１のメモリへの給電に基づき第１のデータを保持する第１のモードと、バッテリからの各部位への給電に基づき第１のメモリの第１のデータを第２のメモリへ退避して復電待機する第２のモードと、を用いて、停電時、まず、所定の時間及びそれに対応付けられるバッテリ電力で第１のモードで動作させ、その後、第２のモードへ移行させ動作させること、を特徴とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。本発明の代表的な実施の形態によれば、バッテリ容量の低減、データ保全性確保、再起動時間（システム性能低下時間）の短縮などを実現できる。特に、長時間停電の場合に対してバッテリ容量低減及びデータ保全性確保でき、かつ、短時間停電の場合に対して再起動時間短縮できる。また、装置に搭載するバッテリ容量の低減と最適化や、不揮発性メモリの寿命向上、システム信頼性向上などが実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜前提技術＞
図１〜図３を用いて、まず、本実施の形態において前提として用いる従来技術（第１の方式、第２の方式）について説明する。これらの従来技術の内容は、本実施の形態でも基本的に同様である。

＜第１の方式＞
図１（ａ）において、第１の方式（「メモリバックアップ方式」）による装置のブロック構成を示している。本ディスクアレイ装置の構成では、メインメモリ（第１のメモリ）１、不揮発性メモリ（第２のメモリ）２、バッテリ３、制御マイコン４、メモリコントローラ５を有する。制御マイコン４に対し、メモリコントローラ５を介して、メインメモリ１、不揮発性メモリ２が接続されている。制御マイコン４等に対し、バッテリ３が接続されており、バッテリ３から各部へ給電（放電）が可能である。

制御マイコン４は、メモリコントローラ５等を含む全体を制御する。メインメモリ１は、ユーザデータ（キャッシュデータ）等のデータが格納されるＤＲＡＭ等の揮発性メモリである。不揮発性メモリ２は、メインメモリ１のデータのバックアップ（退避）に用いられる。メモリコントローラ５は、メインメモリ１及び不揮発性メモリ２に対する読み書き等の動作を制御する。

第１の方式（モード）では、停電時に、バッテリ３を用いてメインメモリ１及び制御マイコン４へ給電する。これにより、メインメモリ１のリフレッシュ動作を行うことで、メインメモリ１のデータが保持される。

第１の方式の時、メインメモリ１（ＤＲＡＭ）は、Ｓｅｌｆ−ＲｅｆｒｅｓｈモードあるいはＡｕｔｏ−Ｒｅｆｒｅｓｈモード等が可能である。Ｓｅｌｆ−Ｒｅｆｒｅｓｈモードは、一般にＤＲＡＭが備える機能であり、メモリ自体で自動的にリフレッシュ動作する。Ａｕｔｏ−Ｒｅｆｒｅｓｈモードでは、メモリコントローラ５からコマンドによりメインメモリ１をリフレッシュ動作する。メインメモリ１（ＤＲＡＭ）は、例えば、Ｓｅｌｆ−Ｒｅｆｒｅｓｈモードの動作時では、消費電力が０．５[Ｗ／ＤＩＭＭ]（参考値）である。

第１の方式における、メインメモリ１に関するバックアップ電力は、＜メモリ消費電力（０．５[Ｗ／ＤＩＭＭ]）＞×＜ＤＩＭＭ数＞×＜バックアップ時間＞で求められる。バックアップ電力は、メモリの種類や数や容量、バックアップ時間などに大きく左右される。ここでいうバックアップ時間は、バッテリ３からの給電（メモリバックアップ動作）によりデータを保持する時間である。

図２において、第１の方式（モード）における停復電時の動作等のタイミングを示している。横軸は時間であり、（Ａ）モード、（Ｂ）システム状態／動作、（Ｃ）メモリに対する動作、（Ｄ）バッテリ給電先を示す。システム（装置）の正常動作状態から、時刻ｔ１で停電したとする。これにより第１のモードで動作開始し、システム（装置）は、停止（バックアップ中）状態に入る。動作としては、メインメモリ１に対するバックアップ（メモリバックアップ動作）が行われる。即ち、バッテリ３からメインメモリ１へ給電され、メインメモリ１のリフレッシュ動作によりデータが保持される。その後、時刻ｔ２で復電したとする。すると、第１のモードを終了し、システムは正常動作状態へ戻る。Ｔ１は、停電（ｔ１）から復電（ｔ２）までの１回の停電時間（停電継続時間）である。長時間停電の場合にバッテリ３からの給電が途絶えることで、メインメモリ１のデータが揮発し保全されなくなる。

従来の第１の方式及び装置では、バックアップ時間の大きさについて考慮されておらず、バッテリ３の容量に応じた所定の有限時間に固定されている。実際の停電時間の長短は不定であり、それに対して固定のバックアップ時間で対応する構成であるため、前述した問題がある。

＜第２の方式＞
図１（ｂ）において、第２の方式（「不揮発性メモリ退避方式」）による装置のブロック構成を示している。本装置の構成は、例えば図１（ａ）と同様である。

第２の方式（モード）は、停電時に、バッテリ３からの各部位（メインメモリ１、不揮発メモリ２、制御マイコン４、メモリコントローラ５を含む）への給電に基づき、メインメモリ１から不揮発性メモリ２へデータを退避する。不揮発性メモリ２としては、近年では、ＮＡＮＤフラッシュメモリ等の不揮発メモリデバイスをモジュール化したＳＳＤ（Solid State Drive、フラッシュメモリドライブ）などがある。不揮発性メモリ２へ退避されたデータは、バッテリ３からの給電無しで保全される。システムは、復電時には、不揮発性メモリ２のデータを読み出してメインメモリ１へ再格納することにより再起動する。退避動作では、具体的には、Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅモードによって、メモリコントローラ５がメインメモリ１からデータを読み出し（コピー）、不揮発性メモリ２へ書き込む。退避後、給電無しで不揮発性メモリ２上にデータが保持される。

第２の方式の時、メインメモリ１（ＤＲＡＭ）は、Ａｕｔｏ−Ｒｅｆｒｅｓｈモード等が可能である。メインメモリ１（ＤＲＡＭ）は、例えば、Ａｕｔｏ−Ｒｅｆｒｅｓｈモードの動作時では、消費電力は１０．２[Ｗ／ＤＩＭＭ]であり、Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅモードの動作時では、消費電力は５．８[Ｗ／ＤＩＭＭ]である。また、メモリコントローラ５では消費電力は１０[Ｗ]、不揮発性メモリ２（ＳＳＤの場合）では消費電力は５[Ｗ／ＳＳＤ]である。

第２の方式におけるバックアップ電力は、退避等の動作時における給電先（メインメモリ１、不揮発性メモリ２、制御マイコン４、及びメモリコントローラ５）の電力の合計値となる。そのため、当該電力は、瞬時電力としては第１の方式の時よりも大きくなる。しかしながら、給電する必要がある退避等の動作の時間は、第１の方式のメインメモリ１のバックアップ動作のための給電の時間に比べて短時間である（これはメモリ容量や転送速度などにもよる）。そのため、第２の方式のバックアップ時間におけるバッテリ３の消費量は比較的少なく、第１の方式で長時間メモリバックアップ動作する場合に比べて、省電力・低コストとなる。退避後には不揮発性メモリ２上にデータが保持されるので、第１の方式に比べて長時間停電に対してデータ保全性が確保される。

また、復電時には、バッテリ３からの各部位への給電に基づき、不揮発性メモリ２からメインメモリ１へデータ（退避データ）を再格納することにより、システム（装置）が再起動する。再格納動作では、具体的には、メモリコントローラ５が不揮発性メモリ２からデータを読み出し、メインメモリ１へ書き込む。

図３において、第２の方式（モード）における停復電時の動作等のタイミングを同様に示している。システム（装置）の正常動作状態から、時刻ｔ１で停電したとする。これにより第２のモードで動作開始し、システム（装置）は、停止状態に入る。動作としては、メインメモリ１から不揮発性メモリ２への退避動作が開始される。その際のバッテリ３の給電先は、動作に関係する全部位である。例えば時刻ｔ２で退避完了する。退避後は給電不要である。

その後、時刻ｔ３で復電したとする。すると、システム再起動のために、システム停止（再起動）状態において、不揮発性メモリ２のデータを読み出してメインメモリ１へ再格納する。例えば時刻ｔ３〜ｔ４で当該読み出し（再格納）動作が完了する。これによりシステムの再起動が完了し、正常動作状態へ戻る。Ｔ１は、停電継続時間である。Ｔ２は、再起動時間（読み出し・再格納時間）である。Ｔ１が長い場合でもバックアップ電力は所定量に抑制される。

従来の第２の方式及び装置では、復電直後、再格納（再起動）の動作のために、データ読み出し時間やデータ変換によるオーバヘッドが発生する。これにより、Ｔ２のような相応の時間が必要である。特に、短時間停電の場合に対しては、全体として再起動時間などが大きく、装置性能低下状態の時間（システム性能低下時間）が多くなる。

＜本バックアップ方式＞
次に、図４〜図７等を用いて、本実施の形態のバックアップ方式について説明する。

図４において、本実施の形態のバックアップ方式によるディスクアレイ装置（システム）のブロック構成及び制御概要等を示している。本装置の構成は、従来の図１等の構成と基本的な部分では同様である。図４の構成では、制御マイコン４が本バックアップ方式による制御を一括して行う。

本装置及び制御において、停電時、まず、前述の図１（ａ）と同様の第１の方式（モード）を適用して動作させる。そして、本制御では、第１のモード時、停電時間などを積算し、その積算値を条件判定し、当該条件を満たすタイミング、即ち設定時間経過などの時に、前述の図１（ｂ）と同様の第２の方式（モード）へ移行して動作させる。復電時には、システムの再起動動作が行われる。停電発生後から所定時間まででは、第１のモードで動作することになる。

制御マイコン４では、例えば停電継続時間（またはバッテリ放電電流量）を積算する。制御マイコン４は、その積算値（停電積算時間）を、ユーザ設定等による設定時間（閾値）と比較して、当該時間（閾値）に達した時、第２のモードへ移行させ、メインメモリ１のデータを不揮発性メモリ２へ退避させる。

図５において、本装置における制御のための各処理機能及び動作を示している。制御マイコン４は、停電・復電検出、停電時間及びバッテリ放電電流量の積算、バッテリ３の量（状態）の監視、メモリ構成を含むシステム構成の監視、退避・再格納の制御、設定管理機能などの各処理機能を備える。制御マイコン４は、ＡＣ／ＤＣ６（電源部）からのＤＣ電源供給の状態により停電・復電を検出し、カウンタ機能により停電時間（停電継続時間）を積算する。また、制御マイコン４は、バッテリ３から供給される電流量の変化を電流量検出回路７により検出してバッテリ放電電流量を積算し、それによりバッテリ３の消費量や残量などを把握する。なお電流量の積算を行わない形態の場合、電流量検出回路７は必要無い。また、制御マイコン４は、メインメモリ１及び不揮発性メモリ２等の構成（種類、容量、ＤＩＭＭ数など）を監視、認識する。また、制御マイコン４は、第２の方式の退避動作等を制御及び管理する（退避動作に必要なバッテリ量の把握を含む）。

また、制御マイコン４は、積算処理の条件判定に関する設定管理機能を備える。また、制御マイコン４に対して、メモリコントローラ５等を介して接続される上位のＭＰ（マイクロプロセッサ）あるいは保守端末装置（ＳＶＰ）等を有する場合、このＭＰやＳＶＰ等から制御マイコン４へ設定や制御を行う形態が可能である。制御マイコン４あるいはＭＰやＳＶＰ等に対するユーザ（管理者）による制御条件設定等が可能なユーザインタフェース、保守管理・設定の機能を設ける（後述）。

なお、停電時間の積算値（停電積算時間）は、バッテリ３の容量、残量、消費量（放電電流量）などと関係を持つ。停電時間またはバッテリ放電電流量の積算値がわかれば、簡単な計算により他の量がわかる。また、メインメモリ１構成などに応じて、バックアップ時に必要なバッテリ量も異なり、メインメモリ１の容量等がわかれば、退避動作に必要なバッテリ量などもわかる。

判定条件となる設定値（閾値）については、制御マイコン４等により、上記システム構成及びその変化などに合わせてシステムで自動的に変化させる形態、もしくは、ユーザにより設定可能な形態とする。これにより、メモリ構成などの変化に応じて、メモリバックアップ動作（第１のモード）の時間を延長して適切に対処すること等も可能となる。

図６において、本バックアップ方式における停復電時の動作等のタイミングを示している。（Ａ）モード、（Ｂ）システム状態／動作、（Ｃ）メモリに対する動作、（Ｄ）バッテリ給電先を示す。システム（装置）の正常動作状態から、時刻ｔ１で停電したとする。これにより第１のモードで動作開始し、システム（装置）は、停止（バックアップ中）状態に入る。動作としては、バッテリ３からの給電により、第１のメモリ（メインメモリ）１に対するバックアップ（メモリバックアップ動作）が行われる。

Ｔ３は、停電発生（ｔ１）からの停電継続時間の積算値（停電積算時間）である。制御マイコン４は、この積算値が所定の閾値に達すると、第１のモードから第２のモードへ移行させ、システムは停止状態となる。例えば時刻ｔ２で条件を満たし移行する。

第２のモードに入り、メインメモリ１から不揮発性メモリ２への退避動作が行われ、例えば時刻ｔ３で退避完了する。その後、例えば時刻ｔ４で復電したとする。これにより第２のモードを終了する。Ｔ４は、結果的な停電継続時間である。すると、システム停止（再起動）状態において、不揮発性メモリ２の退避データを読み出し等してメインメモリ１へ再格納する動作が行われる。例えば時刻ｔ５で当該読み出し（再格納）動作が完了する。Ｔ５は、再起動時間（再格納時間）である。これによりシステムの再起動が完了し、正常動作状態へ戻る。

なお説明のため、時間的な区切りとして、第１のモードの時間範囲はｔ１〜ｔ２、第２のモードの時間範囲はｔ２〜ｔ４としている。第１のモードでは、積算処理で対処するので、長めの継続停電の場合も、複数の連続停電の場合も含む。第２のモードの時間は、退避動作を主とし、再格納動作時間を含めていない。なお図６の例は第２のモードへ移行後に復電した場合であるが、移行前に復電した場合（停電積算時間が閾値に達しない場合）は、図２（第１の方式のみの場合）と同様の結果になる。

本方式では、短時間停電に対応する初期段階（ｔ１〜ｔ２）では、第１のモードの適用により再起動性に優れ、移行以後、長時間停電に対応する段階（ｔ２以後）では、第２のモードの適用によりバッテリ消費抑制（バッテリ容量低減）及びデータ保全性確保に優れる。即ち、全体として、第１と第２の方式の両方の利点のバランスがとれている。本方式では、従来技術とは異なり、バックアップ電力及びバックアップ時間の大きさが考慮され、それに応じて適切にモードの切り替え（移行）が制御される。特に、停電初期段階での第１のモードのメモリバックアップ動作時間の制御により、一般に発生頻度が高い短時間停電に対して有効に対処できる。即ち、第２のモードを控えることにより再起動時間短縮が実現される。

図７において、本バックアップ方式における積算処理について補足説明する。本方式では、継続的な停電の場合に限らず、瞬停、瞬低などの短時間停電が複数回連続して間欠的に発生するような場合にも、積算処理（第１のモードの動作）によって適切に対処可能である。図７に示す例のように、複数回の瞬停が連続で発生した場合を考える。Ｔａ〜Ｔｃは、それぞれ瞬停時間である。例えばシステム正常動作状態から、時刻ｔ１で最初の瞬停（Ｔａ）が発生し（「停」）、時刻ｔ２でその瞬停（Ｔａ）が終わる（「復」）。その後、同様に、間欠的に瞬停（Ｔｂ，Ｔｃ，……）が発生するとする。第１のモード時、制御マイコン４により、それぞれの瞬停の停電継続時間が積算される。即ち積算値は、瞬停時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを加算した値である。この積算値が判定に用いられ、例えば当該積算値が所定の閾値に達した時点で、第２のモードへ移行させる。

一般に瞬停などの発生頻度が高いので、従来の第２の方式のみによるシステムの場合、上記のように瞬停が連続して発生する場合などには、瞬停のたびに退避動作（及び再起動動作）が発生して、装置性能低下状態の時間が長くなり、システムが不安定化することになる。一方、本実施の形態の方式では、積算処理により、そのような事態は避けることができる。

＜ディスクアレイ装置＞
次に、図８において、本実施の形態のバックアップ方式を採用したディスクアレイ装置（システム）の概略構成を示している。

図８（ａ）で、本ディスクアレイ装置の全体は、ＤＫＣモジュール１００とＨＤＤボックス２００を組み合わせて成る。ＤＫＣモジュール１００は、ＤＫＣ（ディスクコントローラ）を備え、ＨＤＤボックス２００は、ディスクアレイ（ＨＤＤ群）を備える。本バックアップ方式の対象は、ＤＫＣモジュール１００である。

図８（ｂ）で、ＤＫＣモジュール１００は、筐体に搭載される複数のボックスやユニットから構成される。ボックスは、種類として、ＣＭボックス１１０、ＭＰボックス１２０などがある。ボックスは、箱状の筐体に回路基板等が内蔵されたものであり、ＤＫＣを構成する機能単位で多重化されており、必要に応じて筐体に装着脱が可能である。ＣＭボックス１２０は、ＤＫＣのＣＭ（キャッシュメモリ）機能を、ＭＰボックス１２０は、ＤＫＣのＭＰ（マイクロプロセッサ）機能を構成する。

筐体の一方側に、複数のＣＭボックス１１０、複数のＭＰボックス１２０が接続されている。また筐体の他方側に、電源系のボックスやユニットが接続されている。電源系として、通常用電源部であるＳＷＰＳ１３０や、停電・バックアップ用電源部であるバッテリ等が存在する。ＳＷＰＳ１３０は、スイッチング電源部であり、ＡＣ電源入力をもとにＤＣ電源を変換生成し、ＤＫＣを含む各部へ供給する。

図９において、ＤＫＣモジュール１００（ＤＫＣ）内部におけるパッケージ及びデータ結線等の構成を示している。二重化されたＤＫＣ３００を有する。ＤＫＣ３００において、ＣＭ１０、ＭＰ４０、ＳＷ５０、ＦＡ６０、ＢＡ７０等の各部（パッケージ）を有する。各部（パッケージ）は多重化されており、必要に応じて装着脱が可能である。ＣＭ１０、ＳＳＤ２０（不揮発性メモリ２相当）、バッテリ（ＢＴ）３０（バッテリ３相当）を含む部位（バックアップシステム）４００は、本バックアップ方式を適用する最小範囲であり、例えばＣＭボックス１１０である。図９の構成例は、ＳＳＤ２０及びバッテリ３０が、ＤＫＣ３００及びＣＭ１０の外側に存在する構成の場合である。これに限らず、ＳＳＤ２０及び／又はバッテリ３０が、ＤＫＣ３００及びＣＭ１０の内側に存在する構成も可能である。

ＣＭ（キャッシュメモリ部）１０は、ＤＫＣ３００のメインメモリ（第１のメモリ１相当）であり、データをキャッシュする揮発性メモリであり、処理装置（ＤＫＣ３００）と記憶装置（ＨＤＤ群）の性能差を埋める高速メモリである。ＣＭ１０は、ＣＭボックス１１０に対応付けられる。

ＭＰ４０（マイクロプロセッサ部）は、ＤＫＣ３００のプロセッサである。ＭＰ４０は、ＭＰボックス１２０に対応付けられる。ＦＡ（フロントエンド部）６０は、ホストインタフェース部、あるいは外部接続のチャネルインタフェース部である。ＢＡ（バックエンド部）７０は、本ディスクアレイ装置内のＨＤＤインタフェース部である。ＳＷ（スイッチ）５０は、ＣＭ１０、ＭＰ４０、ＦＡ６０、ＢＡ７０等の各部を相互接続しデータ転送制御等を行う。

ＣＭ１０に接続されるＳＳＤ２０は、不揮発性メモリ２の一例であり、ＣＭ１０のデータの退避用である。ＣＭ１０に接続されるバッテリ３０は、バックアップ時に用いられる。

図１０において、ＤＫＣモジュール１００における接続構成例を示している。ＦＡ６０に対し、上位ホスト５００が所定のインタフェースで接続される。ＦＢ７０に対し、ＨＤＤボックス２００のＨＤＤによる論理ボリュームまたは論理デバイス（ＬＤＥＶ）６００が接続される。ＬＤＥＶ６００に対し、ホスト５００からＣＭ１０を経由するユーザデータを含む各種のデータが格納される。

ＦＡ６０やＢＡ７０内におけるＬＲ（ローカルルータ）６１，７１は、ハブ機能及びＭＰ振り分け機能を有する。ＣＭ１０内におけるＣＭＡ（キャッシュメモリアダプタ）１１は、データ入出力制御するメモリコントローラＬＳＩ（ＣＭ内メモリ管理制御部）であり、前記メモリコントローラ５に相当する部位である。ＭＥＭ（メモリ）１２は、キャッシュメインメモリ（第１のメモリ１相当）である。ＭＰ４０内におけるＭＣＨ（メモリコントローラハブ）４１は、メモリコントローラ（ＭＰ側ＣＭ管理制御部）であり、ＭＰ４２は、ＭＰ本体である。

また例えば、ＤＫＣ３００のＣＭ１０やＭＰ２０等に対し、保守端末装置（ＳＶＰ）７００が接続される。あるいは、保守管理機能を備える上位ホスト５００が接続される構成なども可能である。これにより、ディスクアレイ装置の保守管理・設定等の処理機能（後述する設定機能を含む）が提供される。

上位ホスト５００からの書き込みデータは、ＦＡ６０、ＳＷ５０を経由して、ＣＭ１０のＭＥＭ１２に格納（キャッシュ）され、ＭＰ４０に通知される。ＣＭ１０のＭＥＭ１２のデータ（キャッシュデータ）は、ＭＰ４０の制御により、ＳＷ５０、ＢＡ７０を経由して、ＬＤＥＶ６００に格納される。

本ディスクアレイ装置では、各処理機能がそれぞれのボックス、パッケージ等に分かれて構成されているので、多重性の他に、静電、電波ノイズ対策等の利点を有する。

＜ＣＭボックス＞
図１１において、部位（バックアップシステム）４００に対応付けられるＣＭボックス１１０（ＣＭ１０）内のブロック及びデータ結線の構成例を示している。本構成例は、ＣＭボックス１１０内部、ＣＭ１０外部に、ＳＳＤ２０（第２のメモリ２相当）及びバッテリ（ＢＴ）３０（バッテリ３相当）を接続する場合である。これに限らず、ＣＭボックス１１０外部や、ＣＭ１０内部に、ＳＳＤ２０やＢＴ３０を接続する構成も可能である。ＣＭ１０において、ＣＭＡ１１、ＭＥＭ１２（第１のメモリ１相当）、ブリッジチップ１３、ＳＨマイコン１４、ＰＷマイコン１５等を有する。

ＳＨマイコン１４は、制御マイコンであり、ＣＭ１０を制御する。ＳＨマイコン１４等に対しＢＴ３０が接続される。ＳＨマイコン１４は、ＰＷマイコン１５及びＣＭＡ１１と接続される。ＰＷマイコン１５は、ＣＭ１０内電源管理マイコンであり、ＡＣ／ＤＣ９０からＤＣ電源を入力する。ＡＣ／ＤＣ９０（ＡＣ／ＤＣ６相当）は、ＡＣ−ＤＣ電源変換部及びそのＤＣ電源入力である。ＳＨマイコン１４とＰＷマイコン１５が、制御マイコン４に相当する。

ＣＭＡ１１は、制御マイコン１４、ＭＥＭ１２、及びブリッジチップ１３間を接続している。ＣＭＡ１１内において、ＳＨ−ＩＦ１１−１は、ＳＨマイコン１４とＭＣＴＬ１１−３との間のインタフェースである。ＳＷ（スイッチ）１１−２は、ＣＭＡ１１内におけるスイッチであり、ＳＨ−ＩＦ１１−１、ＭＣＴＬ１１−３、ＰＣＩｅポート１１−４間を接続している。ＭＣＴＬ（メモリコントローラ）１１−３は、ＣＭＡ１１におけるメモリコントローラであり、ＭＥＭ１２に対する制御を行う。ＰＣＩｅポート１１−４は、ＰＣＩｅ出力であり、ブリッジチップ１３と接続される。ブリッジチップ１３は、ＰＣＩｅとＳＡＴＡとのインタフェース変換部であり、ＳＳＤ２０を接続する。

＜基本制御＞
次に、図１２〜図１７を用いて、本バックアップ方式及びディスクアレイ装置における基本的な制御、及び積算処理等のパターン（制御例）とその処理等について説明する。

図１２において、本方式における基本的な処理動作及びユーザ操作等のフローを示している（Ｓは処理ステップ等を表す）。ユーザ（管理者等）は、例えば前記ＳＶＰ７００を操作して、設定入力を行う。

まず、Ｓ１では、制御マイコン４（ＳＨマイコン１４）により、装置搭載メモリ構成確認、及び積算時間範囲の決定が行われる。第１のメモリ１（ＭＥＭ１２）等の容量や数が確認され、また設定に基づき停電積算時間の閾値などが確認される。

Ｓ２では、ユーザ操作に基づき、ＳＶＰ７００等の保守管理・設定の画面にて、停電積算時間の基本設定を要求する。要求により、設定画面に基本設定の情報が表示される。Ｓ３では、ユーザにより、設定画面にて、必要に応じ、設定時間Ｔの入力が行われる。設定時間Ｔは、図６の停電積算時間Ｔ３に関する閾値である。Ｓ４では、判断により、設定時間Ｔ＝０の場合は、番号４（図１４）へ進む（即ち第１の方式を用いない設定となる）。Ｔ＝０ではない場合は、Ｓ５へ進む。

Ｓ５では、同様に、ユーザによりＳＶＰ７００等の画面にて、停電時の処理制御のパターンの設定を要求する。要求により、設定画面にパターン選択設定に関する情報が表示される。Ｓ６では、ユーザにより、パターンの入力（選択）または設定確認が行われる。例えば第１のパターン（時間積算）が選択される。

Ｓ７では、バッテリ容量の確認（初期満充電検出）が行われる。制御マイコン４等により、バッテリ３（ＢＴ３０）の容量（残量）が満充電状態（最大量）であるかどうかを確認する。本処理ステップは、本制御のためのリセット動作に相当し、バッテリ３の満充電状態を確認することで、制御の精度が高まる。メモリバックアップ動作や退避動作では相応のバッテリ量が必要である。

Ｓ８では、判断により、バッテリが満充電状態である場合（Ｙ）、Ｓ１１へ進む。満充電状態でない場合（Ｎ）、Ｓ９で、例えば充電不足によりバックアップ不可であること等を、ＳＶＰ７００等の画面に表示してユーザに通知する。そして、Ｓ１０で、バッテリ充電してから、Ｓ７へ戻る。

Ｓ１１で、第２のパターンが選択されている場合、番号２（図１６）へ進む。Ｓ１２で、第３のパターンが選択されている場合、第３のパターンによる制御へ進む。なお第３のパターンは、第１と第２のパターンの組み合わせなので、フロー説明は省略する。

Ｓ１３では、制御マイコン４等により、停電状態であるかどうか判定（停電検出）し、停電でない場合（Ｎ）、Ｓ７へ戻る。停電である場合（Ｙ）、番号１（図１４）へ進む。

＜制御例＞
本方式及び装置の構成において、以下のような３つのパターン（制御例）を有する。

第１のパターンでは、時間（停電継続時間）のみを積算し、この積算値（停電積算時間）を条件判定してモードを移行させる。第１のパターンでは、第１のモードによるバックアップ時間を設定時間Ｔとして直接に設定可能である。第１のパターンでは、バッテリ３の満充電状態の検出時から設定時間Ｔまで第１のモードで動作し、設定時間Ｔ以後は、確実に第２のモードでデータ退避が可能である。第１のパターンでは、時間のみの積算であるため、制御マイコン４のカウンタ機能等を用いればよく、回路構成は複雑にならない。なお、第１のパターンでは、バッテリ３の満充電状態の確認が必要であり、満充電状態からでないと正確な制御はできない。

第２のパターンでは、時間の代わりに、バッテリ放電電流量（単位[Ａｈ]）を積算する。これにより得た積算値（積算電流量、即ちバッテリ消費量）またはその加工値（バッテリ残量など）を条件判定してモードを移行させる。なお、装置搭載の所定のバッテリ容量（最大量、満充電状態）から、バッテリ消費量（バッテリ放電電流量）を差し引けば、バッテリ残量がわかる。第２のパターンでは、バッテリ消費量（放電電流量）に応じて自動的に移行タイミングを決定する。第１、第２のパターンのいずれでも、バックアップ電力ないしバッテリ量を考慮して移行タイミングを決定していることは同じである。第２のパターンでは、第１のパターンと同様の作用に加えて、バッテリ残量やメモリ構成に応じたメモリバックアップ動作時間の変化が可能である。これにより、バッテリ容量を最大限に活かすことができる。

第２のパターンでは、詳しくは、退避動作に必要なバッテリ量を考慮して、第１のモードが可能な時間及びそれに対応付けられるバッテリ量を把握し、それにより移行タイミングを決める。第２のパターンの制御は、制御マイコン４によるメモリ及びバッテリ状態の認識による自動制御の形態とし、ユーザ設定は行わない。

第３のパターンでは、第１のパターンと第２のパターンの組み合わせであり、第２のパターンを前提にして第１のパターンのような時間のユーザ設定を行う。第１のモード時には、停電時間とバッテリ放電電流量との両方を積算する。積算値が条件を満たした時に第２のモードへ移行させる。

第１のパターン及び第３のパターンでは、積算処理に関する時間（またはそれに対応付けられるバッテリ消費量）をユーザ設定可能である。

＜第１のパターン＞
次に、図１３，図１４を用いて、第１のパターン（時間積算）について説明する。図１３において、第１のパターンのフローを示している。制御の主体は、制御マイコン４である。Ｓ１０１では、第１のモードの動作が開始される。即ち、給電により第１のメモリ１のバックアップが行われると共に、停電時間が積算される。Ｓ１０２では、復電状態かどうか判定し（復電検出）、復電の場合は、Ｓ１０７へ進む。復電でない場合、Ｓ１０３へ進む。

Ｓ１０３では、停電継続時間の積算処理として、積算値である停電積算時間が設定時間Ｔ（閾値）に達したかどうかを判断する。Ｔに達しない場合（Ｙ）、Ｓ１０１の第１のモードの動作が続く。Ｔに達した場合（Ｙ）、Ｓ１０４へ進む。

Ｓ１０４では、第２のモードへ移行し、動作が開始される。即ち、給電に基づき、第２のメモリ２への退避動作が開始される。Ｓ１０５では、退避動作が完了したか判断され、退避完了の場合（Ｙ）、Ｓ１０６へ進む。Ｓ１０６では、バッテリ３の出力（給電）をＯＦＦし、復電待機する。その後、復電時には前述のようにシステムにより退避データの再格納による再起動動作が行われることになる。

一方、Ｓ１０７では、復電によりメモリバックアップ動作を終了する（間欠的停電による一時的終了の場合を含む）。Ｓ１０８では、システムＯＮ信号を待機し、バッテリ３を充電する。Ｓ１０９では、バッテリ３が満充電状態かどうかを判断し、満充電状態でない場合（Ｎ）、Ｓ１１０で連続停電（図７のような間欠的停電の場合）かどうかを判断し、連続停電の場合（Ｙ）、番号１へ戻る。連続停電でない場合（Ｎ）、Ｓ１０８へ戻る。前記満充電状態である場合（Ｙ）は、Ｓ１１１で停電積算時間をリセットし、番号５（図１３）へ進む。

図１４において、説明のために第１のパターンに関するバッテリの状態を示している。図１４（ａ）は、満充電状態のバッテリ３におけるバッテリ容量（最大量）Ａ１である。図１４（ｂ）は、最大メモリ構成（第１のメモリ１の容量が最大のシステム構成）のバッテリ３において、第２のモードの不揮発性メモリ２への１回の退避動作に必要なバッテリ量Ａ２と、そのＡ２の場合に第１のモードの動作（メモリバックアップ動作）が可能な時間（第１モード可能時間）に対応付けられるバッテリ量Ａ３（第１モード可能時間対応バッテリ量）と、を示す。満充電状態のバッテリ容量Ａ１から、退避に必要なバッテリ量Ａ２を差し引いたのが、バッテリ量Ａ３（第１モード可能時間対応バッテリ量）である。本システムは、ユーザがこのＡ３の範囲内で第１のモードの時間（図６ではＴ３）に関する閾値の設定を行うことができるようにする。制御マイコン４は、バッテリ量Ａ３に対応付けられる時間で第１のモードを動作させる。

また図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）に対して二分の一のメモリ構成（例えばメインメモリ１の容量や数が二分の一）の場合における、同様のバッテリ３の量Ａ２，Ａ３である。退避に必要なバッテリ量Ａ２は、メモリ構成に応じて変動する。それに応じて第１モード可能時間対応バッテリ量Ａ３も変わる。Ａ２が小さい場合、その分Ａ３が大きくなる。当該Ａ３の大きさに合わせて制御が行われる。

＜第２のパターン＞
次に、図１５，図１６を用いて、第２のパターン（電流積算）について説明する。図１５において、第２のパターンのフローを示している。Ｓ２０１では、停電状態かどうか判定し（停電検出）、停電の場合（Ｙ）、Ｓ２０２で、制御マイコン４により、バッテリ残量監視、及びバッテリ放電電流量の積算を行う。Ｓ２０３では、第１のモードの動作が行われる。Ｓ２０４では、復電状態かどうか判定し、復電の場合（Ｙ）、Ｓ２０９へ進む。復電でない場合（Ｎ）、Ｓ２０５へ進む。

Ｓ２０５では、放電によりバッテリ残量が退避容量（退避に必要なバッテリ量Ａ２）にまで減少しているかどうかを積算電流量によって判断する。まだ退避容量にまでなっていなければ（Ｎ）、Ｓ２０３で第１のモードを続け、退避容量になった場合（Ｙ）、Ｓ２０６へ進み、第２のモードへ移行する。即ち、第２のメモリ２への退避動作が開始される。Ｓ２０７では、退避が完了したか判断され、退避完了の場合（Ｙ）、Ｓ２０８へ進む。Ｓ２０８では、バッテリ３の出力（給電）をＯＦＦし、復電待機する。その後、復電時には前述のようにシステムにより退避データの再格納による再起動動作が行われることになる。

一方、Ｓ２０９では、復電によりメモリバックアップ動作を終了する（間欠的停電による一時的終了の場合を含む）。Ｓ２１０では、待機またはバッテリ３充電し、バッテリ残量を再計算する。Ｓ２１１では、バッテリ３が満充電状態かどうかを判断し、満充電状態でない場合（Ｎ）、Ｓ２１２で連続停電かどうかを判断し、連続停電の場合（Ｙ）、番号２へ戻る。連続停電でない場合（Ｎ）、Ｓ２１０へ戻る。前記満充電状態である場合（Ｙ）は、Ｓ２１３でバッテリ放電電流量の積算値をリセットし、番号５（図１３）へ進む。

図１６において、説明のために第２のパターンに関するバッテリの状態を示している。図１６（ａ）は、満充電状態のバッテリ容量（最大量）Ａ１である。図１６（ｂ）は、バッテリ３において、退避に必要なバッテリ量Ａ２及び第１モード可能時間対応バッテリ量Ａ３’と、バッテリ残量Ａ４と、充電不足量Ａ５と、を示す。Ａ５は、その時点での充電不足分である。例えば停電発生時にバッテリ３の充電不足量Ａ５、残量Ａ４の状態である。満充電状態のバッテリ容量Ａ１から、充電不足量Ａ５を差し引いたのが、バッテリ残量Ａ４である。

第２のパターンでは、バッテリ放電電流量の閾値に関するユーザ設定は必要ではなく、制御マイコン４等により自動設定する。バッテリ放電電流量を積算すれば、バッテリ量状態がわかるので、バッテリ３の満充電状態以外で充電不足量Ａ５がある場合でも、制御可能である。第２のパターンでは、退避に必要なバッテリ量Ａ２が残っている場合には必ず第２のモードへの移行が実行されることになる。

＜第３のパターン＞
次に、図１７を用いて、第３のパターン（時間積算かつ電流積算の方法）について説明する。図１７において、説明のために第３のパターンに関するバッテリの状態を示している。図１７（ａ）は、満充電状態のバッテリ容量（最大量）Ａ１である。図１７（ｂ）は、前述同様に、バッテリ３において、退避に必要なバッテリ量Ａ２、第１モード可能時間対応バッテリ量Ａ３’、バッテリ残量Ａ４、充電不足量Ａ５を示す。図１７（ｃ）は、更に、ユーザ設定時間Ａ６（ユーザ設定時間対応バッテリ量）を示す。

前記第２のパターンでは、図１７（ｂ）のように、バッテリ容量Ａ１から退避に必要な量Ａ２及び充電不足量Ａ５を差し引いた時間に対応するバッテリ量Ａ３’によって第１のモードを動作させていた。それに対し、第３のパターンでは、図１７（ｃ）のように、図１７（ｂ）を踏まえたバッテリ量Ａ３’の範囲内で、ユーザ設定時間Ａ６を設定可能とし、このＡ６内で第１のモードを動作させる。

第３のパターンでは、第２のパターンと同様にバッテリ３の満充電状態以外でも制御可能であり、退避に必要なバッテリ量Ａ２とユーザ設定時間Ａ６分のバッテリ量とを足した分のバッテリ量が充電状態であれば、制御実行可能である。

＜設定画面＞
図１８において、前述した本バックアップ方式のパターン（言い換えれば制御条件）に関する設定の画面の例を示している。ユーザ操作により、ＳＶＰ７００等の表示画面に、「バックアップパターン」の設定ウィンドウが表示される。パターン設定の欄では、「時間積算パターン」、「電流積算パターン」、「時間＆電流積算パターン」の３つのパターンからボタンＯＮ／ＯＦＦにより選択可能である。また、時間設定の欄では、前述の積算時間の設定値（閾値）が、数値選択可能である。図１８では例えば６０秒と表示されている。設定のために表示する数値としては、正常な制御が可能な範囲に限定する。例えば図１４のバッテリ量Ａ３に応じた値とする。また、時間値ではなくそれに対応付けられるバッテリ量（簡単な換算により得られる）によって設定可能としてもよい。その他、メモリ構成やバッテリ構成などのシステム構成に関する設定についても上記と関連して表示及び設定可能としてもよい。

本システムの利用例として、ユーザ設定の場合、ユーザは、メモリ構成や停電特性などに応じて、上記設定画面で積算時間などを設定する。これにより移行タイミングが決まり、意図した効果が得られる。また、設定値を調整することで、効果を調整できる。例えばユーザは瞬停の発生頻度が高いという経験や予測に応じて、所定の第１のモードの時間を確保するように設定する。本制御によって第１のモードが第２のモードの前に介在されるので、短時間停電の発生の場合、再起動性で不利な第２のモードへ移行する前に第１のモードで対処することができる効果が得られる。

＜効果＞
以上のように、本実施の形態によれば、短時間停電の場合に対しての第１の方式による再起動性などの利点と、長時間停電の場合に対しての第２の方式によるデータ保全性などの利点と、の両方をバランス良く兼ね揃えたバックアップ方式及びディスクアレイシステムを、最小限のバッテリ容量、低コストで実現できる。

その他、本実施の形態による効果を簡単にまとめると以下が挙げられる。

（１）本ディスクアレイ装置に搭載するバッテリ容量の低減（増大抑制）と最適化が実現できる。システム構成（例えばメモリ容量、ＵＰＳ（無停電電源装置）の有無など）や停電特性（発生頻度、地域特性など）に応じたバックアップシステムを、最小限に最適化されたバッテリ容量の搭載で実現できる。ユーザ環境に応じて最適なバックアップシステムを構築可能である。

（２）短時間停電に対する再起動時間（総合的なシステム性能低下時間）の短縮が実現できる。一般に発生頻度が高い短時間停電に対して第１の方式を適用することにより再起動時間が短縮される。

（３）長時間停電に対するバッテリ容量の低減及びデータ保全性の確保を、最小限のバッテリ等の構成で実現できる。

（４）短時間停電に対して不揮発性メモリへの退避のタイミングを遅らせる方式により、不揮発性メモリへの書き込み回数を低減でき、これにより不揮発性メモリの寿命の向上、システム信頼性の向上につながる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施の形態で前提として用いる従来技術について示す図であり、（ａ）は、第１の方式による装置のブロック構成を、（ｂ）は、第２の方式による装置のブロック構成を示す図である。 第１の方式（モード）における動作等のタイミングを示す図である。 第２の方式（モード）における動作等のタイミングを示す図である。 本発明の一実施の形態のバックアップ方式によるディスクアレイシステムのブロック構成及び制御概要等を示す図である。 本ディスクアレイシステムのブロック構成における制御マイコンの処理機能等を示す図である。 本実施の形態のバックアップ方式における動作等のタイミングを示している。 本バックアップ方式における積算処理について説明するために動作等のタイミングを示す図である。 本ディスクアレイ装置（システム）の概略構成を示す図であり、（ａ）は、全体の構成を、（ｂ）は、ＤＫＣモジュールの外観構成を示す。 ＤＫＣモジュール（ＤＫＣ）内部におけるパッケージ及びデータ結線等の構成を示す図である。 ＤＫＣモジュール（ＤＫＣ）における接続構成例を示す図である。 ＣＭボックス（ＣＭ）内のブロック及びデータ結線の構成例を示す図である。 本実施の形態のバックアップ方式における基本的な処理動作及びユーザ操作等のフローを示す図である。 本バックアップ方式における第１のパターン（処理制御例）のフローを示す図である。 第１のパターンに関するバッテリの状態を示す図である。 本バックアップ方式における第２のパターン（処理制御例）のフローを示す図である。 第２のパターンに関するバッテリの状態を示す図である。 第３のパターンに関するバッテリの状態を示す図である。 本バックアップ方式のパターンに関する設定の画面の例を示す図である。 参考として、日本国内における瞬低（瞬時電圧低下）の発生状況を示す図である。

符号の説明

１…メインメモリ（第１のメモリ）、２…不揮発性メモリ（第２のメモリ）、３…バッテリ、４…制御マイコン、５…メモリコントローラ、６…ＡＣ／ＤＣ、１０…ＣＭ（キャッシュメモリ部）、１１…ＣＭＡ（キャッシュメモリアダプタ）、１１−１…ＳＨ−ＩＦ（ＳＨマイコン対応インタフェース）、１１−２…ＳＷ（スイッチ）、１１−３…ＭＣＴＬ（メモリコントローラ）、１１−４…ＰＣＩｅポート、１２…ＭＥＭ（キャッシュメインメモリ）、１３…ブリッジチップ、１４…ＳＨマイコン、１５…ＰＷマイコン、２０…ＳＳＤ、３０…バッテリ、４０…ＭＰ（マイクロプロセッサ部）、４１…ＭＣＨ（メモリコントローラハブ）、４２…ＭＰ（マイクロプロセッサ）、５０…ＳＷ（スイッチ部）、６０…ＦＡ（フロントエンド部）、６１，７１…ＬＲ（ローカルルータ）、７０…ＢＡ（バックエンド部）、１００…ＤＫＣモジュール、１１０…ＣＭ（キャッシュメモリ）ボックス、１２０…ＭＰ（マイクロプロセッサ）ボックス、１３０…ＳＷＰＳ（スイッチング電源部）、２００…ＨＤＤボックス、３００…ＤＫＣ、４００…部位（バックアップシステム）、５００…上位ホスト装置、６００…論理デバイス（ＬＤＥＶ）。７００…ＳＶＰ（保守端末装置）。

Claims (16)

1. ディスクアレイ及びそのコントローラと、通常用の電源部及びバックアップ用のバッテリと、を有するディスクアレイ装置であって、
   前記コントローラにおいて、
   通常用である第１のデータが格納される揮発性の第１のメモリと、
   バックアップ用である不揮発性の第２のメモリと、を有し、
   停電・復電の際における前記第１のデータのバックアップの制御において、
   前記バッテリから前記第１のメモリへの給電に基づき前記第１のデータを保持する第１のモードと、
   前記バッテリからの各部位への給電に基づき前記第１のメモリの第１のデータを前記第２のメモリへ退避して復電待機する第２のモードと、を用いて、
   停電時、まず、所定の時間及びそれに対応付けられるバッテリ電力で前記第１のモードで動作させ、その後、前記第２のモードへ移行させ動作させること、を特徴とするディスクアレイ装置。
2. 請求項１記載のディスクアレイ装置において、
   前記第２のモードへ移行後、復電時には、前記第２のメモリのデータを読み出して前記第１のメモリへ再格納することによりシステムを再起動させること、を特徴とするディスクアレイ装置。
3. 請求項１記載のディスクアレイ装置において、
   前記制御において、前記第１のモードの時、停電継続時間を積算し、その積算値が所定値に達するタイミングで、前記第２のモードへ移行させること、を特徴とするディスクアレイ装置。
4. 請求項１記載のディスクアレイ装置において、
   前記制御において、前記第１のモードの時、前記バッテリの放電電流量を積算し、その積算値が所定値に達するタイミングで、前記第２のモードへ移行させること、を特徴とするディスクアレイ装置。
5. 請求項４記載のディスクアレイ装置において、
   前記制御において、停電時、まず、前記放電電流量の積算値により認識される前記バッテリの消費量または残量が、前記バッテリの容量から前記退避の動作に必要な量及び充電不足量を差し引いた分のバッテリ量になるまでの間では、前記第１のモードで動作させること、を特徴とするディスクアレイ装置。
6. 請求項１記載のディスクアレイ装置において、
   前記制御において、前記第１のモードの時、停電継続時間及び前記バッテリの放電電流量を積算し、前記停電継続時間の積算値、及び前記放電電流量の積算値により認識される前記バッテリの消費量または残量が、所定値に達するタイミングで、前記第２のモードへ移行させるものであり、
   前記所定値は、前記バッテリの容量から前記退避の動作に必要な量及び充電不足量を差し引いた分のバッテリ量の範囲内で設定されるバッテリ量及びそれに対応付けられる時間であること、を特徴とするディスクアレイ装置
7. 請求項３記載のディスクアレイ装置において、
   前記停電継続時間の積算値に対する閾値を、設定画面でユーザにより設定する処理機能を有すること、を特徴とするディスクアレイ装置。
8. 請求項６記載のディスクアレイ装置において、
   前記所定値を、設定画面でユーザにより設定する処理機能を有すること、を特徴とするディスクアレイ装置。
9. 請求項５記載のディスクアレイ装置において、
   前記制御において、前記第１のメモリの容量を含むメモリ構成を認識し、前記第１のメモリの容量に応じて、前記退避の動作に必要なバッテリ量を認識し、前記退避の動作に必要なバッテリ量の大きさに応じて、前記移行のタイミングを決めること、を特徴とするディスクアレイ装置。
10. 請求項１記載のディスクアレイ装置において、
    前記制御の前または途中で、前記バッテリの容量及び残量を確認し、満充電状態でない場合には、前記バッテリを充電させて満充電状態にする処理を有すること、を特徴とするディスクアレイ装置。
11. 請求項１記載のディスクアレイ装置において、
    前記制御のパターンとして、
    前記第１のモードの時、停電継続時間を積算し、その積算値が所定値に達するタイミングで、前記第２のモードへ移行させる、第１のパターンと、
    前記第１のモードの時、バッテリ放電電流量を積算し、その積算値が所定値に達するタイミングで、前記第２のモードへ移行させる、第２のパターンと、
    前記第１と第２のパターンの組み合わせで両方の条件を満たす時に移行させる、第３のパターンと、を有し、
    前記第１〜第３のパターンから、設定画面でユーザにより選択設定する処理機能を有すること、を特徴とするディスクアレイ装置。
12. ディスクアレイ及びそのコントローラと、通常用の電源部及びバックアップ用のバッテリと、を有するディスクアレイ装置であって、
    前記コントローラにおいて、
    通常用である第１のデータが格納される揮発性の第１のメモリと、
    バックアップ用である不揮発性の第２のメモリと、
    前記第１、第２のメモリ及び前記通常用の電源部及び前記バッテリに対して接続される、制御マイコン及びメモリコントローラと、を有し、
    前記制御マイコンは、停電・復電の際における前記第１のデータのバックアップの制御において、
    前記バッテリから前記第１のメモリへの給電に基づき前記第１のデータを保持する第１のモードと、
    前記バッテリからの各部位への給電に基づき前記第１のメモリの第１のデータを前記第２のメモリへ退避して復電待機する第２のモードと、を用いて、
    停電時、まず、所定の時間及びそれに対応付けられるバッテリ電力で前記第１のモードで動作させ、その後、前記第２のモードへ移行させ動作させること、を特徴とするディスクアレイ装置。
13. 請求項１２記載のディスクアレイ装置において、
    前記制御マイコンは、
    前記通常用の電源部からの電源供給状態による停電及び復電の検出と、
    カウンタ機能による停電継続時間の積算と、
    前記第１のメモリの構成の認識と、
    前記メモリコントローラを用いた前記第１、第２のメモリに対するデータ読み書きによる前記退避の動作の制御と、を行うこと、を特徴とするディスクアレイ装置。
14. 請求項１３記載のディスクアレイ装置において、
    前記バッテリに対して接続される電流量検出回路を有し、
    前記制御マイコンは、前記電流量検出回路を用いて、前記バッテリの放電電流量の積算及びそれによるバッテリ状態の認識を行うこと、を特徴とするディスクアレイ装置。
15. 請求項１３記載のディスクアレイ装置において、
    前記制御マイコンに対して接続される上位のプロセッサから、前記移行の制御に関する設定を行う処理機能を有すること、を特徴とするディスクアレイ装置。
16. ディスクアレイ及びそのコントローラと、通常用の電源部及びバックアップ用のバッテリと、を有するディスクアレイ装置であって、
    前記コントローラは、キャッシュメモリのパッケージを有し、
    前記キャッシュメモリのパッケージは、通常用である第１のデータが格納される揮発性の第１のメモリと、前記第１のメモリ及び前記通常用の電源部及び前記バッテリに対して接続される、制御マイコン及びメモリコントローラと、を有し、
    前記キャッシュメモリのパッケージに対し、バックアップ用である不揮発性の第２のメモリ及び前記バッテリが接続または内蔵され、
    前記制御マイコンは、停電・復電の際における前記第１のデータのバックアップの制御において、
    前記バッテリから前記第１のメモリへの給電に基づき前記第１のデータを保持する第１のモードと、
    前記バッテリからの各部位への給電に基づき前記第１のメモリの第１のデータを前記第２のメモリへ退避して復電待機する第２のモードと、を用いて、
    停電時、まず、所定の時間及びそれに対応付けられるバッテリ電力で前記第１のモードで動作させ、その後、前記第２のモードへ移行させ動作させること、を特徴とするディスクアレイ装置。

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