JP2010003099A - 消費電力推定を行うストレージ装置及びストレージ装置の電力推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
ストレージシステムにおいて、電力計を使うことなく、ディスク装置の稼働状況に応じた消費電力を求める。
【解決手段】
稼動状況に応じた消費電力を、以下のようにして求める。あらかじめ、ディスクの種別毎に、アイドル時、各Ｉ／Ｏ種別(ランダム/シーケンシャル、リード、ライト)を限界までかけた場合の消費電力情報を格納する。Ｉ／Ｏ種別毎に、ストレージシステムの制御部がディスクからの応答を待っている時間を集計する。予め格納した消費電力情報と、ディスクからの応答を待っている時間の合計とからディスク装置の消費電力を求める。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、データを格納するストレージ装置に関し、特に、消費電力の推定を行うストレージ装置及び消費電力の推定を行うストレージ装置の電力推定方法に関する。

複数の磁気ディスク装置から構成されるディスクアレイでサブシステムを構成し、データを前記ディスクアレイに格納する、いわゆるストレージシステムが知られている。
ストレージシステムは、ホストインターフェースと、ディスクインターフェースと、キャッシュメモリと、プロセッサ部と、これらの間を接続するスイッチ部で構成される。ストレージシステムは、ホストインターフェースを介してホストコンピュータと、ディスクインターフェースを介してディスクアレイと接続される。

ストレージシステム内各部の機能は以下のとおりである。ホストインターフェースは、ホストコンピュータとの接続に用いられる。ディスクインターフェースは、ディスクアレイとの接続に用いられる。キャッシュメモリは、ホストからのストレージシステムへのアクセスを高速化するため、ディスクアレイ上データの一部を格納するために用いられる。スイッチは、ストレージシステム内部の各部を接続するために用いられる。プロセッサ部は、これらストレージ内部の各部を制御するために用いられる。
このようなストレージシステムは、多数の計算機を接続して用いることが多い性質から、データセンタ等の、多くの計算機が集中する環境で用いられることが多い。

一方、近年データセンタ及びデータセンタにおける機器の消費電力は増大する傾向にある。その中でもストレージシステムの消費電力は大きく、ディスクの電源を落とす、データの移行を行うなどといった省電力制御が求められている。その際、装置の稼働状況に応じた消費電力を、なるべく細かい構成部位単位で、精確に求める必要がある。

関連する技術として、特許文献１がある。この文献では、稼動部位ごとの電力を測定し、定格電力、Ｉ／Ｏ数、転送量などと関連付けて、管理者に消費電力を提示する技術が開示されている。

また、特許文献２では、装置の消費電力に閾値を設け、電力が閾値以下になるようディスクの回転数を制御又はディスクの電力をＯＮ／ＯＦＦする制御を行う技術が開示されている。

更に、非特許文献１では、ノートＰＣ等に用いられる小型ハードディスクドライブについて、詳細な状態シミュレーション（Ｉ／Ｏトレースから、シーク、頭出し待ち及びアクセスなどの状態遷移のシミュレーション）を行い、消費電力を推定する方法が開示されている。また、簡略な方法として、稼働時間の割合を用いて消費電力を推定する方法も開示されている。

特開２００７−０７９７５４号公報 特開２００７−０７９７５４号公報 "Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｈａｒｄ―Ｄｉｓｋ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ", Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ２ｎｄ ＵＳＥＮＩＸ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｆｉｌｅ ＡＮＤ ＳＴＯＲＡＧＥ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ, ２００３

しかしながら、特許文献１に開示された電力を実測する方法では、例えば論理ボリュームに対応するディスクなど、細かい単位で消費電力を知りたい場合に、消費電力を求める構成単位毎に電力計を用いる必要がある。また、任意のディスクを組み合わせて論理ボリュームを構成する場合など、電力を求めたい構成単位が変化しうる場合には、更に細かい単位即ちディスク装置毎に電力計を用いる必要がある。

また、特許文献２で開示された技術では、各部品が消費しうる電力の最大値即ち定格電力を用いた制御を行っている。定格電力による消費電力積み上げでは、実際の消費電力と大きな乖離があるため、精度のよい制御ができないという問題がある。

更に、非特許文献１に開示されたディスクの状態シミュレーションによる推定では、ディスクの詳細な状態をシミュレーションする必要があり、計算量が大きくなるという問題がある。また、稼働時間の割合を用いた推定方法では、ディスクから稼働時間の情報を取り出せるようにディスクのファームウェアを改変し、その情報をストレージのコントローラで取り出す仕組みを作る必要がある。即ち全ディスクの種別毎に、ディスクのファームウェアを改変する必要がある。また、ディスクアクセスの種類（空間、時間局所性）に特徴（偏り）がある場合、十分な精度が出ないという問題がある。
以上のように、上述したような従来の手法では、細かい構成単位での精度の良い電力算出ができない。

本発明の目的は、ストレージ装置において、電力計を使うことなく、ディスク装置の稼働状況に応じた、精度の高い消費電力を求めることである。

この課題は、ディスク装置を有し、上位装置からのＩ／Ｏ要求に応じて、前記ディスク装置に格納されたデータのＩ／Ｏ処理を行うストレージ装置に、前記Ｉ／Ｏ処理に応じて変動するディスク装置の消費電力を、前記Ｉ／Ｏ処理に要する電力情報と、所定単位時間当たりに前記Ｉ／Ｏ処理が要する時間の割合である稼働率とに基づいて算出する制御部と、前記制御部により算出された前記消費電力を表示する表示部とを有することによって解決できる。

本発明によれば、電力計を用いなくても、ストレージ装置のディスク装置の消費電力を稼動状況に応じて正確に求めることが可能になる。その結果、より精度の良い電力制御が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図を用いて説明する。

本実施例は、ストレージシステムにおいて、ストレージシステムに用いられているディスクの消費電力を推定する発明の実施例である。本実施例では、稼動状況に応じた消費電力を以下のようにして求める。あらかじめ、ディスクの種別毎に、アイドル時、各Ｉ／Ｏ種別（ランダム／シーケンシャルのリード又はライト）を限界までかけた場合の消費電力（以下、「消費電力基礎データ」という。）がわかっている場合に、Ｉ／Ｏ種別毎にストレージシステムの制御部がディスクからの応答を待っている時間を集計する。そして、消費電力基礎データと稼働情報とから、稼働状況に応じた消費電力を求める。以下、発明の詳細を説明する。

図１は、本発明を適用したストレージシステム１の構成を示す。ストレージシステム１は、複数のハードディスク６、ホストコンピュータ７１とのやり取りを行うためのホストＩ／Ｆ部７２、ハードディスク６とのデータやり取りをするためのディスクＩ／Ｆ部７４、ハードディスク６に格納されているデータの一部に高速にアクセスするためのデータを格納するキャッシュメモリ部７３、ストレージシステム１の全体制御を行う制御部７５、管理用端末４との情報のやり取りを行う管理端末用Ｉ／Ｆ部７７及びこれらの間を互いに接続する接続を行うスイッチ部７６で構成される。

ホストＩ／Ｆ部７２の構成は以下の通りである。ホストＩ／Ｆ部７２は、ホストコンピュータ７１との接続に用いられるＦｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ等のプロトコルと、ストレージ内部で用いられるＰＣＩ等のプロトコルとの変換を行うプロトコル変換ＬＳＩ７２１及び制御部７５からの指示に従ってプロトコル変換ＬＳＩ７２１とキャッシュメモリ部７３とのデータ転送を行うデータ転送ＬＳＩ７２２で構成される。

ディスクＩ／Ｆ部７４の構成は以下の通りである。ディスクＩ／Ｆ部７４は、ハードディスク６との接続に用いられるＦｉｂｒｅＣｈａｎｎｅｌやＳＡＳ（Ｓｅｒｉａｌ Ａｔｔａｃｈｅｄ ＳＣＳＩ）などのプロトコルと、ストレージ内部で用いられるプロトコルとの変換を行うプロトコル変換ＬＳＩ７４１、制御部７５からの指示に従ってハードディスク６とキャッシュメモリ部７３とのデータ転送を行うデータ転送ＬＳＩ７４２で構成される。

制御部７５の構成は以下の通りである。制御部７５は、プロセッサ７８と制御メモリ７９とで構成される。プロセッサ７８は、複数のプロセッサコア７８１を持ってもよい。プロセッサ７８ではストレージ１を制御するストレージ制御プログラム２が動作し、ストレージシステム１内のデータ転送等の制御を行う。制御メモリ７９には前述のストレージ制御プログラム２とストレージ制御に必要な情報である制御データ３が格納されている。

管理用端末４の構成は以下の通りである。管理用端末４には、ストレージシステム１の管理を行うストレージ管理プログラム５が格納されており、このプログラムによって、ストレージシステム１の管理を行うことができる。

図２は、ストレージ制御プログラム２が持つ機能である。ストレージ制御プログラム２は、ホストＩ／Ｏ受領機能２１、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２、ディスクＩ／Ｏ完了処理機能２３及び電力推定機能２４で構成される。

図３は、制御データ３の構成である。制御データ３は、ディスク部構成テーブル３１、ディスク電力仕様テーブル３２、ディスク稼働記録テーブル３３、Ｔａｇ管理テーブル３４、Ｉ／Ｏ発行状況テーブル３５で構成される。

図４は、ディスク部構成テーブル３１の一例である。ディスク部構成テーブル３１はストレージシステム１に搭載されているハードディスク６の種別及び搭載位置等を記録するためのもので、ディスク６の増設や減設の際に更新される。また、電力推定機能２４で電力を推定する際に参照される。

ディスク番号３１１は、ディスク６が搭載される位置即ちスロット番号等を示す。ディスク型番３１２は、そのディスク番号に対応する位置に、どの種別のディスクが搭載されているかを示す。

図５は、ディスク電力仕様テーブル３２の一例である。ディスク電力仕様テーブル３２は、ストレージシステム１に搭載されているハードディスク６の種別毎に、様々な状態での消費電力を保持するためのものであり、新規種別のハードディスクが追加された際に更新される。また、電力推定機能２４で電力を推定する際に参照される。

ディスク型番３２１は、ディスクの種別を識別するためのもので、ハードディスクの型番など、電力に関する仕様が異なるもの毎に、それらが識別可能なものを用いる。Ｉｄｌｅ時電力３２２は、対応するハードディスク６がアイドル状態であるときの消費電力を示す。ここで、アイドルとは、電源が入っており、ディスクＩ／Ｆ部７４からのアクセスを受け付け可能であるが、アクセスが来ていない状態のことである。

ランダムリード時電力増分３２３は、対応するハードディスクがランダムリードのみを受け付けている状態で且つ限界まで稼働している状態における、アイドル時電力との差分を示す。ここで、ランダムリードとはホストコンピュータ７１がディスクの全体に対し、局所性が無くリードアクセスを発行している状態のことであり、限界まで稼働している状態とは、常にディスクアクセスを処理中である状態のことである。

ランダムライト時電力増分３２４は、対応するハードディスク６がランダムライトのみを受け付けている状態で且つ限界まで稼働している状態における、アイドル時電力との差分を示す。ここで、ランダムライトとは、ホストコンピュータ７１がディスクの全体に対し、局所性が無くライトアクセスを発行している状態のことである。

シーケンシャルリード時電力増分３２５は、対応するハードディスク６がシーケンシャルリードのみを受け付けている状態で且つ限界まで稼働している状態における、アイドル時電力との差分を示す。ここで、シーケンシャルリードとは、ホストコンピュータ７１がハードディスク６の連続した領域に対し、順番にリードアクセスを発行している状態のことである。

シーケンシャルライト時電力増分３２６は、対応するハードディスク６がシーケンシャルライトのみを受け付けている状態で且つ限界まで稼働している状態における、アイドル時電力との差分を示す。ここで、シーケンシャルライトとは、ホストコンピュータ７１がハードディスク６の連続した領域に対し、順番にライトアクセスを発行している状態のことである。

図６は、ディスク稼働記録テーブル３３の一例である。ディスク稼働記録テーブル３３は、ストレージシステム１が稼働している間に、ハードディスク６にどの程度アクセスしたかを記録するためのもので、ハードディスク６にアクセスする毎に更新される。また、電力推定機能２４で電力を推定する際に参照される。

ディスク番号３３１は、ハードディスク６が搭載されている位置を示す。ランダムリード累計稼働時間３３２は、対応するハードディスク６に対してランダムリードアクセスが発行されていた時間の累計である。ランダムライト累計稼働時間３３３、シーケンシャルリード累計稼働時間３３４、シーケンシャルライト累計稼働時間３３５についても同様である。

図７は、Ｔａｇ管理テーブルの３４の一例である。Ｔａｇ管理テーブル３４は、各ハードディスク６に対し発行中のアクセスについて、アクセス毎の識別子であるＴａｇを記録し、一つのハードディスク６に対して多重にアクセスを発行している場合でも、応答がどのアクセス要求に対するものであるかを識別するためのものである。ディスク番号３４１は、ハードディスク６が搭載されている位置（スロット番号等）を示す。Ｔａｇ番号３４２は、同時にアクセスを発行中のハードディスク６に対し、一意に付与される番号であり、アクセス発行時に指定する番号である。アクセス種別３４３は、ハードディスク６にアクセスすることになった契機である。

図８は、Ｉ／Ｏ発行状況テーブル３５の一例である。Ｉ／Ｏ発行状況テーブル３５は、各ハードディスク６に対し、どの種別のアクセスを発行しているか又その発行開始時刻がいつであるかを記録するためのもので、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２でハードディスク６へのアクセスを新規に発行した際及びディスクＩ／Ｏ完了処理機能２３でハードディスク６からの応答を処理した際に参照・更新される。

ディスク番号３５１は、ハードディスク６が搭載されている位置（スロット番号等）を示す。アクセス種別３５２は、表右側の現在発行中コマンド数３５３及びディスク稼働開始時刻３５４が、どの種別のアクセスに関する情報であるかを示す。現在発行中コマンド数３５３は、対応するディスク番号・アクセス種別のアクセスが、ハードディスク６に対し、現在いくつ発行中であるかを示す。ディスク稼働開始時刻３５４は、対応するディスク番号・アクセス種別のアクセスが発行された時刻を、ストレージシステム１が起動してからの経過時間（μｓ）で示す。

図９はホストＩ／Ｏ受領機能２１の一例である。ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、ホストコンピュータ７１からリード要求、ライト要求等のコマンドを受け取った際に呼び出される機能で、コマンドの種別を判別し、ハードディスク６にアクセスする必要があるか否かなどを判断する。以下、ホストＩ／Ｏ受領機能２１の処理を順に説明する。

本機能が呼び出されると、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、まず、ホストからのアクセス要求を解析する（Ｓ２１０１）。ここで、アクセス種別とは、リード／ライトの種別及びそれがシーケンシャルアクセスであるか、ランダムアクセスであるかの種別である。そして、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、アクセス種別によって、以後の処理を分岐する（Ｓ２１０２）。

もし、ランダムリードの場合、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、キャッシュメモリ部７３上に、要求されたデータが有るか（キャッシュヒット）否かを判定する（Ｓ２１１１）。存在しなかった場合は、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２を起動する。このとき、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、アクセス種別毎のアクセス時間を集計するために、ディスクアクセスを発行する契機を合わせてパラメータとして与える。即ちホストＩ／Ｏ受領機能２１は、契機をランダムリード、アクセスの転送元をホストが要求したデータが存在するディスクのアドレス又転送先をキャッシュメモリ部７３上の空き領域として、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２を起動し（Ｓ２１１２）、Ｓ２１１３に進む。
一方、Ｓ２１１１において、キャッシュメモリ部７３上にデータが存在した場合（キャッシュヒット）は（Ｓ２１１１：Ｙｅｓ）、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、そのデータをホストコンピュータ７１への応答として送信する（Ｓ２１１３）。

Ｓ２１０２において、アクセス種別がランダムライトの場合について述べる。この場合、まず、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、ホストコンピュータ７１から送られたデータをキャッシュメモリ部７３へ書き込む（Ｓ２１２１）。そして、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、ホストコンピュータ７１に対し、ライト完了を応答する（Ｓ２１２２）。次に、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、キャッシュメモリ部７３の空き領域が十分であるかどうかを判定する（Ｓ２１２３）。
もし、空き領域が十分にある場合は、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、そのまま処理を終了する。
一方、空き領域が十分にない場合、このままではホストコンピュータ７１からのライトを受けられなくなるため、ディスク６にライトデータの書き込みを行う必要がある。この場合では、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、アクセス契機をランダムライトとし、転送元をキャッシュメモリ部７３上の最近アクセスされていない領域とし、転送先をアクセスされていない領域に対応するハードディスク６の対応するアドレスとして、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２を起動する（Ｓ２１２４）。

Ｓ２１０２において、アクセス種別がシーケンシャルリードの場合について述べる。シーケンシャルアクセスの場合、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、ホストコンピュータ７１からアクセスがあることを予見し先読みを行っているので、ホストコンピュータ７１から要求されたデータはキャッシュメモリ部７３上に存在する。そのため、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、そのデータをホストコンピュータ７１への応答として送信する（Ｓ２１３１）。そして、ホストコンピュータ７１が後に次の領域へアクセスすることが予見されるため、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、次の領域のデータをあらかじめキャッシュメモリ部７３に読みだしておく。即ちホストＩ／Ｏ受領機能２１は、アクセス契機をシーケンシャルリードとし、転送元をホストコンピュータ７１が要求した領域の次の領域とし又転送先をキャッシュメモリ部７３上の空き領域として、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２を起動する（Ｓ２１３２）。

最後に、Ｓ２１０２において、アクセス種別がシーケンシャルライトの場合について述べる。この場合、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、まず、ホストから送られたデータをキャッシュメモリ部７３へ書き込む（Ｓ２１４１）。そして、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、ホストコンピュータ７１に対し、ライト完了を応答する（Ｓ２１４２）。シーケンシャルライトの場合、同じ領域に対して再度書き込みが行われる可能性は低い傾向がある。このため、書き込まれたデータをそのままキャッシュメモリ部７３に保持してもキャッシュヒットを利用した性能面での効果を期待できない場合も多い。従って、直ちにホストコンピュータ７１から書かれたデータをハードディスク６に退避するのが好ましい。具体的には、ホストＩ／Ｏ受領機能２１は、アクセス契機をシーケンシャルライト、転送元をホストが書いたキャッシュメモリ上の領域又転送先を対応するハードディスク６の対応するアドレスとして、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２を起動する（Ｓ２１４３）。

図１０は、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２の一例である。ディスクＩ／Ｏ発行機能２２は、ハードディスク６へのアクセスを発行する機能で、ホストＩ／Ｏ受領機能２１から必要に応じて呼び出される。

以下、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２の処理を順に説明する。
本機能が呼び出されると、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２は、まず、呼び出し元であるホストＩ／Ｏ受領機能２１から渡されたパラメータを解析し、アクセス先ハードディスク６及びアクセス種別を識別する（Ｓ２２１）。そして、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２は、Ｔａｇ管理テーブル３４を参照し、空いているＴａｇ番号即ちＴａｇ番号に対応するアクセス種別が記入されていないＴａｇ番号を選ぶ（Ｓ２２２）。
そして、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２は、Ｔａｇ管理テーブル３４から選んだＴａｇ番号に対応するエントリのアクセス種別３４３に、先ほど解析したアクセス種別を記入する（Ｓ２２３）。
そして、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２は、ディスクＩ／Ｆ部７４のプロトコル変換ＬＳＩ７４１に、ディスクアクセスコマンドを送信する（Ｓ２２４）。
その後、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２は、Ｉ／Ｏ発行状況テーブル３５を参照し、アクセス先ハードディスク（ディスク番号）、アクセス種別に対応するエントリについて、発行中コマンド数３５３が「０」であるかどうかを調べる（Ｓ２２５）。
もし、「０」の場合（Ｓ２２５：ＹＥＳ）、これまで稼働していなかったことになるため、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２は、Ｉ／Ｏ発行状況テーブル３５の対応するエントリについて、ディスク稼働開始時刻３５４に現在時刻を書き込み（Ｓ２２６）、Ｓ２２７に進む。
一方、Ｓ２２５において、発行中コマンド数が「０」でない場合（Ｓ２２５：ＮＯ）、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２は、既に同種のアクセスが同じハードディスクへ発行中即ち既に稼働中のため、そのままＳ２２７に進む。
そして、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２は、Ｉ／Ｏ発行状況テーブル３５の対応するエントリについて、発行中コマンド数３５３を１増やし（Ｓ２２７）、処理を終了する。

図１１は、ディスクＩ／Ｏ完了処理機能２３の一例である。ディスクＩ／Ｏ完了処理機能２３は、ディスクＩ／Ｏ発行機能２２で発行したディスクアクセスコマンドに対する応答をハードディスク６から受け取った際に呼び出される機能である。ディスクＩ／Ｏ完了処理機能２３は、後述する電力推定に必要となる、アクセスに要した時間を記録する。

以下、ディスクI／Ｏ完了処理機能２３の処理を順に説明する。
本機能では、まず、ハードディスク６からの応答を解析し、Ｔａｇ番号を抽出する（Ｓ２３１）。そして、ディスクI／Ｏ完了処理機能２３は、Ｔａｇ管理テーブル３４を参照し、抽出したＴａｇ番号に対応するエントリのアクセス種別３４３を読み出す（Ｓ２３２）。そして、ディスクI／Ｏ完了処理機能２３は、Ｔａｇ管理テーブル３４上から前記エントリのアクセス種別を消去する（Ｓ２３３）。そして、Ｉ／Ｏ発行状況管理テーブル３５について、ディスク番号及びアクセス種別に対応するエントリの発行中コマンド数３５３を１減らす（Ｓ２３４）。
次に、ディスクI／Ｏ完了処理機能２３は、Ｉ／Ｏ発行状況管理テーブル３５の対応するエントリについて、発行中コマンド数３５３が「０」であるかどうかを判定する（Ｓ２３５）。
もし、「０」であった場合（Ｓ２３５：ＹＥＳ）、このアクセス種別のアクセスは１つも発行されていないことになるので、ディスクI／Ｏ完了処理機能２３は、これまでのアクセス時間を稼働情報として記録する。即ちＩ／Ｏ発行状況管理テーブル３５内の対応するエントリのディスク稼働開始時刻３５４と、現在時刻の差分を計算し、ディスク稼働記録テーブル３３の対応するエントリに対応するアクセス種別の累計稼働時間即ち３３２〜３３５のいずれかに加算する（Ｓ２３６）。そして、ディスクI／Ｏ完了処理機能２３は、処理を終了する。
一方、Ｓ２３５において、発行中コマンド数が「０」でなかった場合（Ｓ２３５：ＮＯ）には、まだ他に同一アクセス種別のアクセスを実行中であるため、ディスクI／Ｏ完了処理機能２３は、そのまま処理を終了する。

図１２は電力推定機能２４の一例である。電力推定機能２４は、ディスク稼働記録テーブル３３の情報に基づいて、ストレージシステム１のハードディスク６が消費している消費電力を推定し、管理用端末４に推定結果を送信する機能である。

以下、電力推定機能２４の処理を順に説明する。
本機能では、まず、ディスク部構成テーブル３１とディスク電力仕様テーブル３２とから、ディスク部定常消費電力を算出する（Ｓ２４１）。具体的には、各ハードディスク６の定常電力については、ディスク部構成テーブル３１のエントリ毎にディスク型番を参照し、ディスク電力仕様テーブル３２の対応するエントリのアイドル時電力３２２を定常電力とすれば良い。
次に、電力推定機能２４は、ディスク稼働記録テーブル３３の情報と、本電力推定機能２４が呼び出される間隔との比から、各ハードディスク６のアクセス種別毎の稼働率を算出する（Ｓ２４２）。例えば、電力推定機能２４の呼び出し間隔が１秒で、ディスク稼働記録テーブル３３のランダムリード累計稼働時間３３２が１ミリ秒であれば、ランダムリード稼働率は１／１０００となる。
次に、電力推定機能２４は、求めた稼動率とディスク電力仕様テーブル３２の情報から、各ディスクの電力増加分を算出する（Ｓ２４３）。例えば、稼働率が１／１０で、ディスク電力仕様テーブル３２の電力増加が４．９Ｗであれば、電力増加は０．４９Ｗとなる。そして、電力推定機能２４は、ステップＳ２４１で求めた定常消費電力と、ステップＳ２４３で求めた電力増加分とを管理用端末４に送信する（Ｓ２４４）。最後に、電力推定機能２４は、ディスク稼働記録テーブル３３の累計稼働時間３３２〜３３５を「０」に初期化する（Ｓ２４５）。

図１３は、電力推定機能２４が、Ｓ２４１及びＳ２４３で行うディスク部電力増加分を算出する方法の例である。電力仕様テーブル３２に記載されているＩｄｌｅ時電力３２２から定常電力を、同じく電力仕様テーブル３２に記載されているアクセス種別毎の電力増加分３３３〜３３６と電力推定機能２４のＳ２４２で求めたアクセス種別毎の稼働率とから、アクセス種別毎の電力増加分を求める。

図１４は、電力推定機能２４がS２４４で管理用端末４に送信するデータの例である。部位９９１は右側の欄の消費電力がどのハードディスクのものであるかあるいはその合計値であるかを示す。平均消費電力９９２は、各ハードディスク及び合計について、前回の送信以降の平均消費電力を示す。ディスク部電力増加９９３は、電力増加量及びそのアクセス種別毎の内訳である。また、Ｉｄｌｅ時電力９９４は、全くアクセスが発生していないときの電力である。

図１５はストレージ管理プログラム５の構成である。ストレージ管理プログラムは、消費電力履歴テーブル５１及び消費電力更新機能５２で構成される。

図１６は、消費電力履歴テーブル５１の例である。消費電力履歴テーブル５１は、ストレージシステム１から送られた電力データを記録し、管理用端末利用者からの要求に応じてその内容を管理用端末４に設けられたモニタ画面に表示するために用いられる。日時５１１は、このデータがいつの情報であるかを示す。他の項目については、図１４に示す、電力推定機能２４が管理用端末４に送信するデータの項目と同様である。

図１７は、消費電力更新機能５２の一例である。消費電力更新機能５２は、ストレージシステム１から消費電力の最新データを受け取り、保管すると共に管理用端末の表示を更新する機能である。

以下、消費電力更新機能５２の処理を順に説明する。
本機能ではまず、ストレージ装置１から、消費電力データを受け取る（Ｓ５２１）。そして、消費電力更新機能５２は、受け取った消費電力データを消費電力履歴テーブル５１の新規エントリに追加する（Ｓ５２２）。最後に、消費電力更新機能５２は、管理用端末４の消費電力表示画面を、ストレージ装置１から受け取った最新の情報を含めた内容に更新する（Ｓ５２３）。

以上、本発明を適用した実施例１のストレージシステム１によれば、電力計を用いなくても、ストレージシステムに搭載されているハードディスクの消費電力を求めることができ、より精度の高い電力制御を行うことが可能となり、更に、管理者がその情報を知ることが可能になる。

本実施例は、実施例１で用いたディスク電力仕様テーブル３２、の値を設定する例である。本実施例では、管理端末４から管理者又は保守員が入力することにより、ディスク電力仕様テーブル３２の値を設定する。以下、図を用いて説明する。

図１８は、管理用端末４で機能するストレージ管理プログラム５の例である。ストレージ管理プログラムは、実施例１の機能に加え、ストレージ管理プログラム増設処理機能５５を持つ。

図１９は、ストレージ制御プログラム２の例である。ストレージ制御プログラムは、実施例３の機能に加え、ストレージ制御プログラム増設処理機能２８を持つ。

図２０は、ストレージ制御プログラム増設処理機能２８の例である。本機能は、ストレージシステムに部品が増設された場合に呼び出され、増設した部品を識別すると共に、取得した部品の種別を管理用端末４に送信し、電力情報を得る。

以下、本機能の処理を順に説明する。
本機能ではまず、増設された部品を識別し、型名などの識別子を得る（Ｓ２８１）。識別の方法は、部品に搭載されている不揮発メモリ上に存在する型名を読む方法などが考えられる。増設された部品の情報が、ディスク電力仕様テーブル３２、に存在するかどうかを調べる（Ｓ２８２）。もし、存在する場合は、そのまま処理を終了する。存在しなかった場合は、増設された部品の識別子を管理用端末４に送信する（Ｓ２８３）。そして、管理用端末4から、増設された部品の電力情報を受信する（Ｓ２８４）。最後に、受信したデータをディスク電力仕様テーブル３２に追加する。

図２１は、ストレージ管理プログラム増設処理機能５５の例である。本機能は消費電力等が未知のディスク装置がストレージシステム１に増設された際に、ストレージシステム１からの要求によって呼び出され、管理者や保守員からの入力によって電力データを取得し、取得した電力データをストレージシステム１に送信する。

以下、本機能の処理を順に説明する。
本機能では、まず、ストレージシステム１から、増設されたディスク装置の種別、型名を受信する（Ｓ５５１）。そして、ストレージ管理プログラム増設処理機能５５は、増設されたディスク装置の種別に応じて、ディスク種別追加画面５９を表示する（Ｓ５５２）。そして、ストレージ管理プログラム増設処理機能５５は、このディスク種別追加画面５９を介して管理者等から入力された電力データをストレージコントローラに送信し（Ｓ５５３）、処理を終了する。

図２２は、ストレージ管理プログラム増設処理機能５５のＳ５５２で表示するディスク種別追加画面５９の例である。ディスク型名５９３は、新たに追加されたディスク装置の種別である。以下、それぞれの入力パラメータは、ディスク電力仕様テーブル３２の各項目に対応する。即ち管理者が、「アイドル時電力」、「ランダムリード時電力増分」、「ランダムライト時電力増分」、「シーケンシャルリード時電力増分」及び「シーケンシャルライト時電力増分」の各項目欄の一部又は全部に所定の電力値を入力し、「追加ボタン」を押下することで、ディスク電力仕様テーブル３２に、追加されたディスク装置の各電力値が設定されるようになっている。

以上により、電力が未知のディスク装置が追加された場合にもその情報を得ることができ、これらを含めた電力推定が可能となる。

本実施例は、実施例２で、管理者等によって直接入力させていた電力に関する情報をディスク装置に埋め込んだ状態で出荷し、運用される場所でディスク装置が増設された際、埋め込まれたデータを用いてテーブルを更新する例である。以下、実施例２との差分を、図を用いて説明する。

図２３は、ハードディスク６の構成である。ハードディスク６は、ユーザーのデータを記録する記録部６１、記録部６１の制御を行うと共にストレージ装置１の制御部７５とデータ及びコマンドのやり取りを行うＨＤＤコントローラ６２及び不揮発メモリ６３で構成される。不揮発メモリ６３には、このハードディスクの消費電力仕様を示す電力情報テーブル６４が格納される。

図２４は、電力情報テーブル６４の例である。電力情報テーブル６４には、ディスクの型式名６４１、アイドル状態での消費電力６４２及び各状態での電力増分６４３〜６４６が記録される。

図２５は、ストレージ制御プログラム２の例である。ストレージ制御プログラムは、実施例1の機能に加え、ストレージ制御プログラム増設処理機能２８を持つ。

図２６は、ストレージ制御プログラム増設処理２８の例である。本機能は、ディスク装置が新たに増設された際に呼び出され、必要に応じて電力情報を不揮発メモリ６３から電力情報テーブル６４の情報を読み出し、ディスク電力仕様テーブル３２に追加する。

以下、本処理を順に説明する。
本機能ではまず、増設されたハードディスク６を識別し、型名などの識別子を得る（Ｓ２８１）。識別の方法は、ハードディスク６に搭載されている不揮発メモリ６３上に存在する型名を読む方法などが考えられる。ストレージ制御プログラム増設処理機能２８は、増設されたハードディスク６の情報が、ディスク電力仕様テーブル３２に存在するかどうかを調べる（Ｓ２８２）。
もし、存在する場合は、ストレージ制御プログラム増設処理機能２８は、そのまま処理を終了する。
存在しなかった場合は、ストレージ制御プログラム増設処理機能２８は、増設されたハードディスク６の電力情報テーブル６４を読み出す（Ｓ２８３）。最後に、ストレージ制御プログラム増設処理機能２８は、読み出したデータをディスク電力仕様テーブル３２に追加する。

以上により、人による入力が困難な場合でも、新規（増設）ハードディスクの電力データを取得し、それに基づいた電力推定が可能となる。

本実施例は、電力仕様が未知のハードディスクが増設された際に、電力計を用いてそのハードディスクの電力データを取得する例である。以下、実施例２との差について図を用いて説明する。

図２７は、本実施例が適用されるシステムの構成である。ストレージシステム１と電源１０２の間に電力計１０１が挿入されており、ストレージシステム１全体の電力を測定することができる。なお、電力計１０１は増設時のみ存在すれば良く、通常稼働時に設置されていなくても良い。

図２８は、ストレージ制御プログラム２の構成である。ストレージ制御プログラム２は、実施例２に加え、ハードディスク消費電力測定機能８１を有する。

図２９は、ストレージ制御プログラム増設処理機能２８の例である。本機能は新たにハードディスクが増設された際に呼び出され、増設されたハードディスクの電力仕様を求め、ディスク電力仕様テーブル３２に追加する。

以下、本機能の処理を順に説明する。
本機能ではまず、増設されたハードディスクを識別し、型名などの識別子を得る（Ｓ２８１）。識別の方法は、ハードディスクに搭載されている不揮発メモリ６３上に存在する型名を読む方法などが考えられる。ストレージ制御プログラム増設処理機能２８は、増設されたハードディスク６の情報が、ディスク電力仕様テーブル３２に存在するかどうかを調べる（Ｓ２８２）。
もし、存在する場合は、ストレージ制御プログラム増設処理機能２８は、そのまま処理を終了する。
存在しなかった場合は、ストレージ制御プログラム増設処理機能２８は、ハードディスク電力測定機能８１を呼び出す（Ｓ２８４）。
ハードディスク電力測定機能８１は、増設されたハードディスク６の各種電力を測定する機能部である。具体的な処理については後述する。ストレージ制御プログラム増設処理機能２８は、ハードディスク消費電力測定機能８１の測定により得られた増設ハードディスク６の各種電力データを、ディスク電力仕様テーブル３２に追加し（Ｓ２８７）、処理を終了する。

図３０はハードディスク消費電力測定機能８１の処理例である。本機能では、消費電力等が未知のハードディスク６が増設された場合に、ストレージ制御プログラム増設処理機能２８によって呼び出され、ハードディスク６に対し四種類のアクセスを発生させ、その時の電力変化を測定し、アクセスを発生させていないときの電力と併せ電力仕様として保存する。

以下、本機能の処理を順に説明する。
本機能ではまず、管理用端末４に対して、電力計１０１が示す現在のストレージシステム１の消費電力値を入力するための入力画面をモニタ装置に表示する指示を行う（Ｓ８１０）。そして、ハードディスク消費電力測定機能８１は、管理者等によって入力された現在のストレージ装置１の消費電力値を管理用端末４から受け取り、ストレージシステム１全体のアイドル時の電力値とする（Ｓ８１１）。
次に、ハードディスク消費電力測定機能８１は、ランダムリード、ランダムライト、シーケンシャルリード及びシーケンシャルライトの４種類のアクセスからまだ選択していない１のアクセスパターンを選択する（Ｓ８１２）。
そして、ハードディスク消費電力測定機能８１は、選択したアクセスパターンをホストが発行してきたものとして、増設されたハードディスク６に対しアクセスを行う（Ｓ８１３）。
次に、ハードディスク電力測定機能８１は、再度、電力計１０１が示す現在の消費電力値を管理者等が入力するための入力画面の表示を、管理用端末４に指示する（Ｓ８１４）。そして、ハードディスク電力測定機能８１は、管理端末４の入力画面に入力された現在のストレージシステム１の消費電力値（増設ハードディスクに、ステップＳ８１２で選択したアクセスパターンでアクセスを行っている状態のストレージシステム１の消費電力値）を管理端末４から受け取り、ステップＳ８１１で取得したアイドル電力との差分を求める（Ｓ８１５）。即ちこの差分が、増設したハードディスク６における、特定のアクセスパターンでの消費電力の増分である。
次に、ハードディスク消費電力測定機能８１は、４種類のアクセス全てに対して測定をしたかどうかを判定する（Ｓ８１６）。未測定のアクセスパターンがある場合、ハードディスク電力測定機能８１は、ステップＳ８１２の処理に戻る。四種類全てについて行った場合ハードディスク電力測定機能８１は、増設されたハードディスク６の電源をＯＦＦする（Ｓ８１７）。
次に、ハードディスク電力測定機能８１は、増設されたハードディスク６の電源をＯＦＦした状態の現在のストレージシステム１に対して電力計１０が示す消費電力値を入力するための入力画面の表示を管理用端末４に対し指示する（Ｓ８１８）。そして、ハードディスク電力測定機能８１は、管理者等から入力された現在のストレージシステム１の消費電力値を管理端末４から受け取り、ステップＳ８１１で取得したアイドル時電力との差分を求める（Ｓ８１９）。即ちこの差分が増設ハードディスクのアイドル時電力である。その後、ハードディスク消費電力測定機能８１は処理を終了する。

図３２は、管理用端末の電力入力画面の例である。この画面により、保守員または管理者に現在の電力計の読みを入力させるようになっている。

以上のように、増設したハードディスクの電力仕様が未知の場合でも、簡便に消費電力仕様を求めることができる。

なお、本実施例では電力計の読みを人が入力しているが、電力計が測定値を管理端末に送信する機能を持っている場合にはそれで代用できる。また、増設したハードディスクの電源ＯＦＦの代わりに増設するハードディスクと同種のハードディスクを減設／増設させても良い。

実施例１におけるストレージシステムの例である。 実施例１におけるストレージ制御プログラムの例である。 実施例１における制御データの例である。 実施例１におけるディスク部構成テーブルの例である。 実施例１におけるディスク電力仕様テーブルの例である。 実施例１におけるディスク稼働記録テーブルの例である。 実施例１におけるＴａｇ管理テーブルの例である。 実施例１におけるＩ／Ｏ発行状況テーブルの例である。 実施例１におけるホストＩ／Ｏ受領機能の処理例を示すフロー図である。 実施例１におけるディスクＩ／Ｏ発行機能の処理例を示すフロー図である。 実施例１におけるディスクＩ／Ｏ完了処理機能の処理例を示すフロー図である。 実施例１における電力推定機能の処理例を示すフロー図である。 実施例１における電力推定方法の例である。 実施例１における電力推定データの例である。 実施例１におけるストレージ管理プログラムの例である。 実施例１における消費電力履歴テーブルの例である。 実施例１における消費電力更新機能の処理例を示すフロー図である。 実施例２におけるストレージ管理プログラムの例である。 実施例２におけるストレージ制御プログラムの例である。 実施例２におけるストレージ制御プログラム増設処理機能の処理例を示すフロー図である。 実施例２におけるストレージ管理プログラム増設処理機能の処理例を示したフロー図である。 実施例２におけるストレージ管理プログラム増設処理機能のディスク種別追加画面の例である。 実施例３におけるハードディスクの例である。 実施例３における電力情報テーブルの例である。 実施例３におけるストレージ制御プログラムの例である。 実施例３におけるストレージ制御プログラム増設処理機能の処理例を示すフロー図である。 実施例４におけるシステムの例である。 実施例４におけるストレージ制御プログラムの例である。 実施例４におけるストレージ制御プログラム増設処理機能の処理例を示すフロー図である。 実施例４におけるハードディスク消費電力測定機能の処理例を示すフロー図である。 実施例４における電力入力画面の例である。

符号の説明

１ ストレージシステム
２ ストレージ制御プログラム
３ 制御データ
４ 管理用端末
５ ストレージ管理プログラム
６ ハードディスク
２１ ホストＩ／Ｏ受領機能
２２ ディスクＩ／Ｏ発行機能
２３ ディスクＩ／Ｏ完了処理機能
２４ 電力推定機能
３１ ディスク部構成テーブル
３２ ディスク電力仕様テーブル
３３ ディスク稼動記録テーブル
３４ Ｔａｇ管理テーブル
３５ Ｉ／Ｏ発行状況テーブル
５９ ディスク種別追加画面
６１ 記録部
６２ ＨＤＤコントローラ
６３ 不揮発メモリ
６４ 電力情報テーブル
７２ ホストＩ／Ｆ部
７３ キャッシュメモリ部
７４ ディスクＩ／Ｆ部
７５ 制御部
７６ スイッチ部
７７ 管理用端末Ｉ／Ｆ部
７８ プロセッサ
７９ 制御メモリ
１０１ 電力計
１０２ 電源

Claims (16)

1. ディスク装置を有し、上位装置からのＩ／Ｏ要求に応じて、前記ディスク装置に格納されたデータのＩ／Ｏ処理を行うストレージ装置であって、
   前記Ｉ／Ｏ処理に応じて変動するディスク装置の消費電力を、前記Ｉ／Ｏ処理に要する電力情報と、所定単位時間当たりに前記Ｉ／Ｏ処理が要する時間の割合である稼働率とに基づいて算出する制御部と、
   前記制御部により算出された前記消費電力を表示する表示部と、
   を有することを特徴とするストレージ装置。
2. 前記ディスク装置の電力情報は、前記Ｉ／Ｏ処理の種別毎の電力情報であり、
   前記稼働率は、前記Ｉ／Ｏ処理の種別毎の稼働率であり、
   前記制御部は、前記Ｉ／Ｏ処理の種別毎の電力情報と、前記Ｉ／Ｏ処理の種別毎の稼働率とに基づき、前記Ｉ／Ｏ処理の種別毎の消費電力を算出することを特徴とする請求項１に記載のストレージ装置。
3. 前記Ｉ／Ｏ処理の種別は、ランダムリード、ランダムライト、シーケンシャルリード及び／又はシーケンシャルライトであることを特徴とする請求項１又は２に記載のストレージ装置。
4. 前記稼働率が、前記単位時間と、前記単位時間中に実行する複数のＩ／Ｏ処理で要する時間の合計との割合であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のストレージ装置。
5. 前記ディスク装置の電力情報が、前記Ｉ／Ｏ処理によって増加する電力の電力情報であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のストレージ装置。
6. 前記ディスク装置の電力情報を入力する入力インタフェースを更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のストレージ装置。
7. 前記ディスク装置は、自己の前記電力情報を保持する記憶部を有し、前記制御部は、前記記憶部から当該ディスク装置の電力情報を取得することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のストレージ装置。
8. 他のディスク装置を増設したときの前記ストレージ装置の第１消費電力情報を入力するインタフェース部と、
   前記他のディスク装置にＩ／Ｏ処理を実行したときの前記ストレージ装置の第２消費電力情報を入力するインタフェース部と、
   前記他のディスク装置の電源をＯＦＦしたときの前記ストレージ装置の第３消費電力情報を入力するインタフェース部と、を更に有し、
   前記制御部は、
   入力された前記第１消費電力情報と、前記第２消費電力情報とに基づいて前記他のディスク装置のＩ／Ｏ処理時の増加消費電力を算出し、
   入力された前記第２消費電力情報と、前記第１消費電力情報とに基づいて前記他のディスク装置の定常消費電力を算出し、
   算出した前記増加消費電力及び前記定常消費電力を、前記Ｉ／Ｏ処理に要する電力情報として取得することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のストレージ装置。
9. ディスク装置を有し、上位装置からのＩ／Ｏ要求に応じて前記ディスク装置に格納されたデータのＩ／Ｏ処理を行うストレージ装置の電力推定方法であって、
   前記Ｉ／Ｏ処理で消費する前記ディスク装置の電力情報と、前記Ｉ／Ｏ処理の時間が所定単位時間当たりに占める割合である稼働率とに基づいて該Ｉ／Ｏ処理で消費する前記ディスク装置の消費電力を算出する第１ステップと、
   算出した前記消費電力を表示装置に表示する第２ステップと、
   を含むことを特徴とするストレージ装置の電力推定方法。
10. 前記ディスク装置の電力情報は、前記Ｉ／Ｏ処理の種別毎に消費する電力情報であり、
    前記稼働率は、前記Ｉ／Ｏ処理の種別毎の稼働率であり、
    前記第１ステップは、前記Ｉ／Ｏ処理の種別毎に消費する電力情報と、前記Ｉ／Ｏ処理の種別毎の稼働率とに基づき、前記Ｉ／Ｏ処理の種別毎の消費電力を算出することを特徴とする請求項９に記載のストレージ装置の電力推定方法。
11. 前記Ｉ／Ｏ処理の種別は、ランダムリード、ランダムライト、シーケンシャルリード及び／又はシーケンシャルライトであることを特徴とする請求項９又は１０に記載のストレージ装置の電力推定方法。
12. 前記稼働率を、前記単位時間と、前記単位時間中に実行する複数のＩ／Ｏ処理で要する時間の合計とに基づいて算出するステップを含むことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載のストレージ装置の電力推定方法。
13. 前記ディスク装置の電力情報が、前記Ｉ／Ｏ処理によって増加する電力の電力情報であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載のストレージ装置の電力推定方法。
14. 前記ディスク装置の電力情報を入力する入力インタフェースを前記表示装置に表示するステップと、
    前記入力インタフェースから前記ディスク装置の電力情報を取得するステップと、
    を更に備えることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載のストレージ装置の電力推定方法。
15. 自己の前記電力情報を保持する記憶部から、前記ディスク装置の電力情報を取得するステップを、更に備えることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項に記載のストレージ装置の電力推定方法。
16. 他のディスク装置を増設したときの前記ストレージ装置の第１消費電力情報を入力するインタフェースを前記表示装置に表示するステップと、
    前記他のディスク装置にＩ／Ｏ処理を実行したときの前記ストレージ装置の第２消費電力情報を入力するインタフェースを前記表示装置に表示するステップと、
    前記他のディスク装置の電源をＯＦＦしたときの前記ストレージ装置の第３消費電力情報を入力するインタフェースを前記表示装置に表示するステップと、
    入力された前記第１消費電力情報及び前記第２消費電力情報を取得し、該第１消費電力情報及び該第２消費電力情報に基づいて前記他のディスク装置のＩ／Ｏ処理時の増加消費電力を算出するステップと、
    入力された前記第２消費電力情報及び前記第１消費電力情報を取得し、該第２消費電力情報及び該第１消費電力情報とに基づいて前記他のディスク装置の定常消費電力を算出し、算出した前記増加消費電力及び前記定常消費電力を、前記Ｉ／Ｏ処理に要する電力情報として取得するステップとを含むことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一項に記載のストレージ装置の電力推定方法。

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