JP2011238038A - ディスクアレイ装置、ディスクアレイ装置制御方式、及び、ディスクアレイ装置制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 省電力モードのランクへの書き込み命令を受けた場合に、停止したディスク装置を起動することが必要であった。
【解決手段】 上位装置と命令及びデータの送受信を行い、レイドを構成する第１のディスク装置が停止している場合に、前記上位装置から停止中の前記第１のディスク装置に書き込む前記データを、前記第１のディスク装置と異なる第２のディスク装置に書き込むように制御する制御部を備えることを特徴とするディスクアレイ装置。
【選択図】 図１

Description

本発明はディスクアレイ装置に関し、特に、ディスクアレイ装置に使用されるディスク装置の制御に関する。

近年、計算機システムにおけるデータ増加に伴い、レイド(RAID：Redundant Arrays of Inexpensive(Independent) Disks)を構成したディスクアレイ（Disk Array）装置の使用が増加している。そのディスクアレイ装置は、複数のディスク装置を所定の構成単位（以下、ランク(rank)と言う）に区切る。

また、各種の計算機システムにおいて、消費電力を削減することが要求される。特に近年のデータの増加に伴い、各計算機システムに使用される記憶装置が多くなり、その結果、記憶装置の消費電力の削減が必要となる。

ディスクアレイ装置も記憶装置の１つであり、消費電力を削減することが要求される。そのため、ディスクアレイ装置を構成する制御部及びディスク装置など各構成要素の消費電力を削減する技術が開発されている。

さらに、ディスクアレイ装置の制御部又は外部の管理装置は、ディスクアレイ装置に内蔵されているディスク装置又はランクを、個別に管理することができる。そのため、ディスクアレイ装置の制御部は、ディスク装置及びランクを制御し、それらの運用を改善し、消費電力を削減する。

例えば、ディスクアレイ装置は、多くのディスク装置を搭載しているが、それらのディスク装置及びディスク装置で構成されるランクは、均等に使用されるわけではない。そこで、ディスクアレイ装置は、ディスク装置の負荷を監視し、負荷が低いディスク装置の電源を停止する（例えば、特許文献１参照）。

このような、使用していない又は使用頻度の低いディスク装置を停止させて消費電力を抑える技術のひとつに、ＭＡＩＤ（Massive Array of Inactive(Idle) Disks）技術がある。

ＭＡＩＤ技術において、上位装置からの入出力命令を受ける頻度は、ディスクアレイ装置のランクで異なる。さらに、一般的に、上位装置から頻繁にアクセスを受けるランクは、全体のランクの限られた一部のランクであり、他の多くのランクは、入出力命令を受ける頻度が低い。つまり、ディスクアレイ装置のランクへのアクセスは、一部に集中した不均等な分布となっていることが多い。

ＭＡＩＤは、このようなランクの入出力命令の不均等な分布特性を前提とする。そしてＭＡＩＤは、入出力命令が発行されていない又は発行されないと予想されるランクの一部又は全部のディスク装置を停止させて消費電力を抑える。

このＭＡＩＤにおいて、ディスク装置を停止する指示は、入出力命令を発行する上位装置が指示する場合と、ディスクアレイ装置が上位装置からの入出力命令の頻度を基に自装置で決定する場合とがある。

上位装置が指示する場合、上位装置は、停止したディスク装置を含むランクへの入出力命令を発行する前に、停止したディスク装置への起動を指示し、起動後に入出力命令を発行する。そのため、入出力命令を受けたディスクアレイ装置は、通常のランクに対する入出力処理を行う。そのため、上位装置は、通常の命令での応答時間を想定しておくことができる。

一方、特許文献１に記載のディスクアレイ装置のように、上位装置からの入出力命令の頻度を基にディスク装置を停止するディスクアレイ装置の場合、上位装置は、ディスク装置が停止したランクを知らない。そのため、上位装置は、ディスク装置が停止したランクに入出力命令を発行することもある。この場合、ディスクアレイ装置は、命令の対象となったランクのディスク装置を立ち上げてから、受け取った上位装置の入出力命令を処理することとなり、入出力命令の完了まで、長い時間を必要とする。

すなわち、特許文献１に記載のディスクアレイ装置は、上位装置への応答の遅延を発生させ、最悪の場合、上位装置の処理をタイムアウトとしてしまうとの問題点があった。

なお、上位装置が複数ある場合は、ある上位装置からの指示に基づきディスク装置を停止した場合、他の上位装置はその停止を知らない。そのため、複数の上位装置に接続したディスクアレイ装置は、上位装置からの指示でディスク装置を停止する場合でも、自装置で判断して停止した場合と同じ、処理時間の遅延が発生する。

この対策として、ランクの縮退状態を利用するディスクアレイ装置がある。例えば、ディスクアレイ装置が自装置で判断して所定のランクのディスク装置を停止する場合に、ディスクアレイ装置は、停止させるディスク装置を、そのランクのレイドの縮退状態と同じ状態となるように選択する。具体的に説明すると、例えば、対象となるランクが２台のディスク装置によってＲＡＩＤ１を構成する場合、ディスクアレイ装置は、片側のディスク装置を停止して、ＲＡＩＤ１の縮退状態と同様の状態に設定する。また、対象となるランクが５台のディスク装置によってＲＡＩＤ３を構成する場合、ディスクアレイ装置は、例えば、パリティを保存しているディスク装置を停止して、ＲＡＩＤ３の縮退状態と同様の状態に設定する。

このように、ディスクアレイ装置は、縮退状態と同じ状態になるようディスク装置を停止しているときに読み出し命令を受けた場合、ディスクアレイ装置は、起動している（アクティブな）ディスク装置からデータを読み出して、上位装置への応答を行うことができる。このように、所定のランクの縮退状態と同等になるようディスク装置を停止状態にした場合、ディスクアレイ装置は、停止しているディスク装置からデータを読み出さなくても、読み出し命令への応答を行うことができる。

しかし、ディスク装置が書き込み命令を受けた場合、ディスクアレイ装置は、このような縮退状態と同等なディスク装置の停止状態のままで対応することができない。これは、ディスクアレイ装置が、縮退状態で書き込み命令の動作を完了すると、データの信頼性が低い状態での書き込みとなるためである。そのため、ディスクアレイ装置は、書き込み命令を受けた場合、停止しているディスク装置を立ち上げて、データを書き込む。しかし、ディスク装置を立ち上げてから処理を行う場合、既に説明したとおり、上位装置に対するディスクアレイ装置の応答時間が、長くなる問題点がある。

そこで、止まっているディスク装置が立ち上がるまで、ディスクアレイ装置のバッファなどのメモリに、書き込みデータを保存するディスクアレイ装置が、用いられている。（例えば、特許文献２、３参照）つまり、ディスク装置の停止中に書き込み命令を受けたディスクアレイ装置は、停止中のディスク装置が立ち上がるまでの間、そのディスク装置に書き込むデータをディスクアレイ装置のバッファなどのメモリに保存する。そして、停止していたディスク装置が立ち上がった後、ディスクアレイ装置は、メモリに保存したデータをディスク装置に書き込む。つまり、特許文献２又は３に記載のディスクアレイ装置は、停止中のディスク装置への書き込み命令に対して、ライトバックの処理と同等の処理を用いる。

特開２００２−２９７３２０ 特開２００９−１６３３１０ 特開２００９−１８７４５０

しかし、ディスクアレイ装置のバッファは、通常の読み出し又は書き込み処理におけるキャッシュとして使用するために備えたものである。

また、バッファなどに使用される半導体メモリは、ディスク装置に使用される磁気ディスクに比べ、容量当たりの価格が高く、一般的なディスクアレイ装置は、内蔵しているディスク装置に匹敵するような容量のバッファなどのメモリを備えていない。

つまり、ディスクアレイ装置のバッファの容量は、起動中のディスク装置にアクセスされたデータを保存することはできるが、ディスク装置を停止したままでの複数の書き込み命令のデータを保存できるほど大きくはない。

そのため、停止しているディスク装置への書き込み命令を受けた場合、ディスク装置を停止しているディスクアレイ装置は、必ず停止したディスク装置を立ち上げて、キャッシュに保存したデータをディスク装置に書き戻すことが必要となる。

このように上述した特許文献２又は３に記載のディスクアレイ装置は、停止しているディスク装置を含むランクに対する書き込み命令を受けた場合に、必ずディスク装置を起動しなければならないという問題点があった。

本発明の目的は、上述の問題点を解決し、省電力モードのランクへの書き込み命令を受けた場合でも、停止中のディスク装置の起動せずに応答できるディスクアレイ装置、ディスクアレイ装置制御方法、及び、ディスクアレイ装置制御プログラムを提供することにある。

本発明のディスクアレイ装置は、上位装置と命令及びデータの送受信を行い、レイドを構成する第１のディスク装置が停止している場合に、前記上位装置から停止中の前記第１のディスク装置に書き込む前記データを、前記第１のディスク装置と異なる第２のディスク装置に書き込むように制御する制御部を備えることを特徴とする。

本発明のディスクアレイ装置制御方法は、上位装置と命令及びデータの送受信を行い、レイドを構成する第１のディスク装置と第１のディスク装置とは異なる第２のディスク装置を制御し、前記第１のディスク装置が停止している場合に前記上位装置から停止している前記第１のディスク装置に書き込む前記データを、前記第２のディスク装置に書き込むことを特徴とする。

本発明のディスクアレイ装置制御プログラムは、上位装置と命令及びデータの送受信する処理と、レイドを構成する第１のディスク装置と第１のディスクと異なる第２のディスク装置を制御する処理と、前記第１のディスク装置と前記第２のディスク装置の構成を管理する処理と、前記第１のディスク装置が停止している場合に、前記上位装置から停止中の前記第１のディスク装置に書き込む前記データを、前記第２のディスク装置に書き込む処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするディスクアレイ装置の制御プログラム。

本発明によれば、消費電力を削減するためにディスク装置を停止するディスクアレイ装置において、停止中のディスク装置を起動せずに上位装置に応答できる効果が得られる。

本発明における第１の実施形態に係るディスクアレイ装置の構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る履歴格納部の構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る保存データ一覧表の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る通常モードの読み出し動作の一例を示すフローチャート図である。 第１の実施形態に係る通常モードの読み出し動作の一例を示すフローチャート図である。 第１の実施形態に係る自装置に判断に応じて省電力モードへ移行する動作の一例を示すフローチャート図である。 第１の実施形態に係る上位装置指示に応じて省電力モードへ移行する動作の一例を示すフローチャート図である。 第１の実施形態に係る省電力時の読み出し動作の一例を示すフローチャート図である。 第１の実施形態に係る省電力時の書き込み動作の一例を示すフローチャート図である。 第１の実施形態に係るランクへの書き戻し動作の一例を示すフローチャート図である。 第１の実施形態に係るランクへの書き戻し動作の一例を示すフローチャート図である。 第１の実施形態に係るディスクアレイ装置の別の構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るディスクアレイ装置の別の構成の一例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る省電力時の読み出し動作の一例を示すフローチャート図である。 第３の実施形態に係るランクへの書き戻し動作の一例を示すフローチャート図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明を行う。

なお、説明の便宜のため、以下、縮退状態と同じようにランクの一部のディスク装置の電源を停止したランクの状態を「省電力モード」、ランクの全てのディスク装置の電源が入り起動しているランクの状態を「通常モード」と言う。また、特に断らない限り、各ランクの初期のモードは、通常モードとする。
（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明を行う。

まず、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１の構成について説明を行う。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１の構成の一例を示すブロック図である。

ディスクアレイ装置１は、一般的なコンピュータ又はサーバである上位装置２に接続し、一般的なネットワーク、例えばファイバーチャネルで接続して、上位装置２からの書き込み命令又は読み出し命令を受け取り、上位装置２とデータのやり取りを行う。なお、図１において上位装置２は、１台として示しているが、これはあくまで説明の便宜のためであり、ディスクアレイ装置１は、ネットワークを介して複数台の上位装置２と接続してもよい。また、図１において、ディスクアレイ装置１も１台として示しているが、これも説明の便宜のためであり、２台以上のディスクアレイ装置１がネットワークを介して上位装置２と接続してもよい。

第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、複数台のディスク装置４１乃至ディスク装置４７（以下、まとめてディスク装置群と言う）を含むディスク部２０と、ディスク部２０を制御して上位装置２とのデータのやり取りを行う制御部１０とを含む。ディスク部２０は、レイド（ＲＡＩＤ： Redundant Arrays of Inexpensive(Independent) Disks）を構成する第１のディスク装置（ディスク装置４２乃至ディスク装置４７）と、履歴格納部３１を構成する第２のディスク装置（ディスク装置４１）とを含む。

制御部１０は、処理部１１と、上位接続部１２と、アレイ管理部１３と、ディスク接続部１４と、書き込みポインタ１５と、読み出しポインタ１６とを含む。

処理部１１は、例えばマイクロプロセッサ及びメモリを含み、制御部１０に含まれる各部の制御と、上位接続部１２を介した上位装置２との命令のやり取りと、ディスク接続部１４を介したディスク部２０の命令の制御を行う。さらに、処理部１１は、後ほど詳細に説明を行う省電力モードにおいて使用する、書き込みポインタ１５及び読み出しポインタ１６の処理も行う。なお、図１において、書き込みポインタ１５及び読み出しポインタ１６は、独立したブロックとして示しているが、これはあくまで説明の便宜のためである。書き込みポインタ１５及び読み出しポインタ１６は、処理部１１の内部に保存されてもよく、ディスク部２０のディスク装置群に保存されてもよい。

上位接続部１２は、処理部１１の指示に従い、上位装置２との接続に係る動作を行う。さらに具体的に説明すると、上位接続部１２は、所定のネットワークのプロトコル(protocol：通信手続)に沿った信号処理及びメッセージのやり取りを行い、上位装置２からの命令を受信して処理部１１に通知し、命令終了を含む処理部１１からのメッセージを上位装置２に返却する。また、上位接続部１２は、上位装置２から受け取ったデータをアレイ管理部１３に渡し、アレイ管理部１３から受け取ったデータを上位装置２に返却する。

アレイ管理部１３は、処理部１１の指示に従い、ディスク接続部１４を介したディスク部２０の論理的な管理を行う。この論理的管理は、履歴格納部３１とランク部３２の構成、ランク部３２内のランク３３乃至ランク３５（以下、ランク群と言う）のランク構成、及び、ランク群内のディスク装置群のＲＡＩＤ構成の管理を含む。また、アレイ管理部１３は、ＲＡＩＤ構成に基づき、必要な場合、書き込みではパリティデータの生成、読み出しではデータの合成を行う。

具体的に説明を行うと次のようになる。読み出し命令の場合、アレイ管理部１３は、ディスク接続部１４を介して処理部１１から指示されたＲＡＩＤ構成のストライピング（striping：分配）に対応するディスク装置からデータを読み取り、データを合成後、上位接続部１２を介して上位装置２にデータを返す。反対に、書き込み命令の場合、アレイ管理部１３は、上位接続部１２を介して受け取ったデータを、処理部１１から指示されたＲＡＩＤ構成のストライピングに対応したディスク装置に、ディスク接続部１４を介して書き込む。この際、アレイ管理部１３は、パリティを含む必要なデータの作成および保存も行う。さらに、アレイ管理部１３は、後ほど詳細に説明を行う、省電力モードにおける履歴格納部３１に含まれるディスク装置４１と、ランク部３２に含まれるディスク装置４２乃至ディスク装置４７（以下ランク用ディスク装置と言う）とからの読み出し動作及び書き込み動作の管理も行う。

ディスク接続部１４は、処理部１１からの指示に従い、ディスク装置群への命令（例えば、読み出し又は書き込み）の発行とメッセージ受信、及び、ディスク装置群とアレイ管理部１３とのデータのやり取りの仲介を行う。

ディスク部２０は、ディスク装置群を含む。なお、既に説明したとおり、ディスク部２０は、アレイ管理部１３に管理に基づいて、論理的に履歴格納部３１と、ＲＡＩＤを構成するランク群を含むランク部３２とに分かれて構成されている。さらに一例として図１に示すランク部３２は、ディスク装置４２とディスク装置４３とのランク３３と、ディスク装置４４とディスク装置４５とのランク３４と、ディスク装置４６とディスク装置４７とのランク３５とを含む。

なお、履歴格納部３１及びランク部３２の構成は、あくまで説明の便宜のために示した一例であり、これに限るわけではなく、他の構成でもよい。また、履歴格納部３１及びランク部３２の構成は、アレイ管理部１３が設定する論理的な構成のため、アレイ管理部１３は、処理部１１の指示に基づき、これらの構成を静的にも動的にも変更することができる。ただし、説明の便宜のため、以下の説明における構成は、固定として説明を行う。

履歴格納部３１は、後ほど詳細に説明を行う省電力モードにおいて、書き込みデータの格納、及び、書き戻し動作でのデータの再生を行う。なお、図１において、履歴格納部３１は、１台のディスク装置４１で構成されているが、これもあくまで説明の便宜のためであり、履歴格納部３１は、複数台のディスク装置を備えていてもよく、ランク部３２と同様にディスク装置を用いたＲＡＩＤを構成していてもよい。

図２及び図３を参照して、履歴格納部３１についてさらに詳細に説明を行う。

図２は、履歴格納部３１の構成の一例を示す図である。

履歴格納部３１は、第１のディスク装置に格納するデータの履歴情報を格納するものであり、一覧表格納領域２０１とデータ格納領域２０２とを含む。

データ格納領域２０２は、例えば、省電力モード時に停止する第１のディスク装置に格納されるデータを格納する。

一覧表格納領域２０１は、省電力モード時に履歴格納部３１のデータ格納領域２０２に書き込むデータの管理情報を保存する「保存データ一覧表」を含む。保存データ一覧表は、いろいろなデータ構成とすることができるが、第１の実施形態に係る保存データ一覧表は、一例として、図３に示す各種のデータを含む。

図３は、保存データ一覧表の一例を示す図である。なお、図３の「Ｈ」は、１６進を表している。

第１の実施形態に係る保存データ一覧表は、ディスク装置番号２２１と、書き込みアドレス２２２と、書き込みデータ長２２３と、履歴格納アドレス２２４とを含む。

ディスク装置番号２２１は、履歴格納部３１に格納したデータが本来保存されるべきディスク装置の番号を格納している。なお、ディスク装置番号２２１は、ディスク装置を特定するためのデータであればよく、必ずしもディスク装置の番号ではなく、例えば、ディスク装置のドライブ名又はディスク装置のアドレスでもよい。

書き込みアドレス２２２は、履歴格納部３１に格納したデータが本来保存されるディスク装置番号２２１で示されるディスク装置での、書き込み開始アドレスを格納している。書き込みデータ長２２３は、履歴格納部３１に格納したデータの長さを格納している。つまり、履歴格納部３１に格納されているデータは、ディスク装置番号２２１で示されるディスク装置に、書き込みアドレス２２２に格納されているアドレスから、書き込みデータ長２２３で示される長さのデータを書き込む指示があったデータとなる。例えば、図３の１行目で示されるデータは、ディスク装置の番号が「４３」のディスク装置に、アドレス＝０１００Ｈから１０００００Ｈだけデータを書き込むデータであったことを示している。

履歴格納アドレス２２４は、履歴格納部３１のデータ格納領域２０２に書き込まれたデータの書き込み開始アドレスを格納している。つまり、履歴格納部３１に格納されたデータは、履歴格納アドレス２２４で示されるアドレスから、書き込みデータ長２２３で示されるデータの長さで書き込まれていることとなる。

なお、本実施形態において、履歴格納部３１は、１台のディスク装置４１としているが、あくまで説明の便宜のためである。既に説明したとおり、履歴格納部３１は、複数台のディスク装置で構成されてもよい。このような場合、ディスクアレイ装置１は、保存データ一覧表には、データの保存使用した履歴格納部３１のディスク装置の番号も含めて保存することとなる。

データ格納領域２０２は、保存データ一覧表に示されるデータが、実際の書き込まれる領域である。例えば、図３の１行目のデータは、データ格納領域２０２の履歴格納アドレス２２４で示されるアドレス０１００００００Ｈから、書き込みデータ長２２３で示される１０００００Ｈのデータ長、つまり、０１０ＦＦＦＦＦＨまで書き込まれていることとなる。

図１に戻り、ディスクアレイ装置１の説明を続ける。

ランク部３２は、アレイ管理部１３に構成を制御され、複数のランク用ディスク装置を使用したＲＡＩＤ構成を備えたランクを含む。なお、図１に示すランク部３２は、説明の便宜のため、３つのランクを含むが、ランク部３２に含まれるランクは３つに限られず、２つ以下でも、４つ以上でもよい。

ランク３３乃至ランク３５（ランク群）は、ランク用ディスク装置で構成されたレイド（ＲＡＩＤ）構成のランクである。ランクの構成は、アレイ管理部１３によって制御される。なお、図１において各ランクは、２台のディスク装置を備えているが、これもあくまで説明の便宜のためであり、各ランクはそれぞれ独立に３台以上のディスク装置を備えてもよい。

また、既に説明したとおり、履歴格納部３１とランク部３２、及び、ランク部３２内のランク群の構成は、アレイ管理部１３の管理に基づいて論理的に設定されるものである。従って、図１のディスクアレイ装置１では、ディスク装置４１が履歴格納部３１に、ランク用ディスク装置がそれぞれ１つのランクに含まれているが、これに限定するわけでない。１つのディスク装置が、複数のランクに含まれる、又は、履歴格納部３１と１つ以上のランクとに含まれてもよい。さらに、ディスクアレイ装置１は、１台とは限らず複数台のディスク装置を、履歴格納部３１とランク部３２とに含まれるようにしてもよい。

ディスク装置４１乃至ディスク装置４７（ディスク装置群）は、アレイ管理部１３の管理に基づいて、履歴格納部３１又はランク部３２を構成し、ディスク接続部１４を介して、上位装置２から受け取ったデータの保存と、上位装置２に返却するデータの再生を行う。また、後ほど説明を行う省電力モードを解除する場合、履歴格納部３１に含まれるディスク装置４１とランク部３２に含まれるランク用ディスク装置とが、データのやり取りを行う場合もある。

なお、ディスク装置群は、一般的な磁気ディスク装置でもよく、磁気ディスク装置とキャッシュなどの周辺回路を含んだディスク装置でもよい。また、ディスク装置群は、磁気ディスク装置に限定しない。例えば、ディスク装置群は、光磁気ディスク装置、データの記録及び再生することができるディスク装置でもよく、物理的なディスクを備えない半導体メモリ装置でもよい。

続いて、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１の動作について、図面を参照して説明を行う。

なお、以下の説明において、各ランクを２台のディスク装置を使用したＲＡＩＤ１の構成として説明を行うが、これはあくまで説明の便宜のためであり、本発明の実施の形態は、３台以上のＲＡＩＤ１でもよく、他のＲＡＩＤ構成でも勿論よい。また、第１の実施形態において、ランク間での動作の違いは無いため、特に断らない限り、具体的な説明対象のランクは、ディスク装置４２及びディスク装置４３からなるランク３３を参照して説明を行う。

さらに、既に説明したとおり、処理部１１が、ディスクアレイ装置１の各部の制御を行っているため、以下の動作の説明は、主として処理部１１の動作を基に行う。

なお、アレイ管理部１３でのアレイの構成は、予め図示しない外部の管理装置又は上位装置２から処理部１１に指示され、指示を受けた処理部１１がアレイ管理部１３に指示するものとする。そのため、アレイ構成の設定などの説明は省略する。

まず、通常モードでの読み出し命令に対する動作について図面を参照して説明を行う。

図４は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１の通常モードでの読み出し命令の動作の一例を示すフローチャート図である。

まず、処理部１１は、上位接続部１２を介して上位装置２からの読み出し命令を受け取る（ステップ１００１）。

受け取った命令が読み出し命令と判断した処理部１１は、命令で指示されているランクを判別し、命令で指定されたランク（ランク３３）に対応するディスク装置（ディスク装置４２及びディスク装置４３）に、ディスク接続部１４を介してデータの読み出しを指示する（ステップ１００２）。

ランクのディスク装置への指示に続き、処理部１１は、アレイ管理部１３にランク（ランク３３）のデータの合成を指示する（ステップ１００３）。この指示を基にアレイ管理部１３は、ディスク接続部１４を介してランク（ランク３３）を構成するディスク装置（ディスク装置４２及びディスク装置４３）からのデータを受け取り、データを合成し、上位接続部１２に渡す。

さらに、処理部１１は、上位接続部１２に、上位装置２へのデータの送信を指示する（ステップ１００４）。この指示を受けた上位接続部１２は、上位装置２が受信可能状態を検出後、上位装置２へのアレイ管理部１３から受け取った合成後のデータの送信を開始する。

データの送信開始後、処理部１１は、データの送信の終了を待つ（ステップ１００５）。この送信の終了の確認として、ディスクアレイ装置１は、いろいろな処理を用いて行うことができる。例えば、処理部１１が上位接続部１２のデータ送信処理を監視してもよく、データ送信が終了したら上位接続部１２が処理部１１に通知するようにしてもよい。

データの送信が終了したら、処理部１１は、上位接続部１２に、上位装置２に命令終了を通知するように指示する（ステップ１００６）。上位接続部１２が、上位装置２に命令終了を送信し、ディスクアレイ装置１の上位装置２に対する読み出し命令の処理が終了する。処理部１１は、必要に応じて所定の終了処理、例えば、各部の動作を停止、又は、データ転送に使用した図示しないメモリのクリアを行う。

なお、本実施形態の説明において、処理部１１が、ランクに含まれるディスク装置への指示を行っているが、ディスク装置への指示は、処理部１１以外の部分が行ってもよい。例えば、アレイ管理部１３が、データの合成だけではなく、ディスク装置への指示を行ってもよい。

次に、通常モードの書き込み命令に対する動作について図面を参照して説明を行う。

図５は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１の通常モードの書き込み命令の動作の一例を示すフローチャート図である。

処理部１１は、上位接続部１２を介して上位装置２から書き込み命令を受け取る（ステップ１２０１）。

受け取った命令が書き込み命令と判断した処理部１１は、アレイ管理部１３に、命令で指示されたランク（ランク３３）のディスク装置（ディスク装置４２とディスク装置４３）へのストライピング書き込みを指示する（ステップ１２０２）。

次に、処理部１１は、命令で指示されているランク（ランク３３）に対応するディスク装置（ディスク装置４２とディスク装置４３）に、ディスク接続部１４を介してデータの書き込みを指示する（ステップ１２０３）。

ディスク装置への書き込み指示終了後、処理部１１は、上位接続部１２を介して、データの受信が可能になった旨を上位装置２に通知する（ステップ１２０４）。この通知を受けた上位装置２は、ディスクアレイ装置１に書き込むデータを送信する。ディスクアレイ装置１は、上位装置２からの受信したデータを、上位接続部１２、アレイ管理部１３、ディスク接続部１４を介してディスク装置（ディスク装置４２及びディスク装置４３）に渡して保存する。なお、ＲＡＩＤ３などのパリティが必要な構成の場合、アレイ管理部１３は、上位装置２からの受け取ったデータを基にパリティデータを作成し、ディスク装置に保存する。

データの受信が開始すると、処理部１１は、上位装置２からのデータ受信の終了を待つ（ステップ１２０５）。ディスクアレイ装置１は、このデータ受信の終了の確認も、いろいろな処理を用いて行うことができる。例えば、処理部１１が上位接続部１２を介して受信処理を監視してもよく、データ受信の終了に対応して上位接続部１２が処理部１１に通知してもよい。

データの受信が終了したら、処理部１１は、上位装置２への命令終了の通知を上位接続部１２に指示する（ステップ１２０６）。なお、上位装置２への応答を早くするため、本実施形態の処理部１１は、上位接続部１２でのデータ受信が終わったときに、上位装置２に終了を通知している。上位接続部１２が、上位装置２に命令終了を送信し、上位装置２への書き込み命令の処理が終了する。ただし、ディスクアレイ装置１での処理は、まだ残っている。処理部１１は、受け取ったデータが全てディスク装置（ディスク装置４２及びディスク装置４３）に書き込まれた後、必要に応じて所定の終了処理、例えば、各部の停止を行う。

なお、読み出し命令と同様に、書き込み命令においても、ディスク装置への指示は、処理部１１に限定しない。例えば、アレイ管理部１３が、ディスク装置への指示を行ってもよい。

続いて、ディスクアレイ装置１の省電力モードへの移行処理の動作について図面を参照して説明を行う。

まず、所定の時間の間、上位装置２からランクへのアクセスが無い場合に、ディスクアレイ装置１が自装置で判断して省電力モードに移行する動作について説明を行う。

図６は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１が自装置で判断して省電力モードに移行する動作の一例を示すフローチャート図である。

処理部１１は、上位装置２からのランク群へのアクセス状態を監視する。そして、上位装置２からのアクセスが所定時間以上無いランクを検出した場合、処理部１１は、そのランクを省電力モードに移行する処理を開始する（ステップ１４０１のyes）。

まず、処理部１１は、そのランクが既に省電力モードに移行しているかどうかを判別する（ステップ１４０２）。既に省電力モードの場合（ステップ１４０２でyes）、特に処理の必要が無いため、処理部１１は、移行処理を終了する。なお、本実施形態では、処理部１１が、ランクのモード（省電力モード又は通常モード）を保存する。つまり、処理部１１は、初期状態で全てのランクを通常モードとしてモードを保存し、省電力モードに移行したランクのモードを省電力モードに変更して保存する。ただし、ランク群のモードを保存する場所はこれに限定せず、アレイ管理部１３を含む他の構成が保存し、処理部１１が読み出してもよい。

対象のランクが省電力モードでない場合（ステップ１４０２でno）、処理部１１は、対象のランク以外で既に省電力モードとなっているランクが有るかどうかを判別する（ステップ１４０３）。他に省電力モードとなっているランクが無い場合（ステップ１４０３でno）、処理部１１は、履歴格納部３１のディスク装置４１を起動し、一覧表格納領域２０１の保存データ一覧表を初期化する（ステップ１４０４）。なお、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、省電力モードとなっているランクが１つも無い場合、履歴格納部３１のディスク装置４１を停止して、消費電力を削減する。そのため、処理部１１は、ステップ１４０３の判断とステップ１４０４の処理とを行う。ただし、もし、省電力モードが、ほとんどの場合に発生すると予測され、履歴格納部３１のディスク装置４１の停止が必要ない場合、処理部１１は、ディスク装置４１に停止を行わず、ステップ１４０３とステップ１４０４の処理を省略してもよい。

履歴格納部３１の起動が完了すると、処理部１１は、対象のランク（ランク３３）のディスク装置（ディスク装置４２及びディスク装置４３）を縮退と同等の省電力モードに移行する（ステップ１４０５）。この処理をさらに具体的に説明すると次のようになる。ランク３３は、ディスク装置４２とディスク装置４３とでのＲＡＩＤ１を構成している。そのため、処理部１１は、ディスク接続部１４を介して、縮退状態である、ディスク装置４２又はディスク装置４３のどちらかを停止した状態とする。本実施形態の説明では、ディスク装置４３を停止したとして説明を続ける。

次に、上位装置２から指示を受けた場合の省電力モードへの移行処理について説明を行う。

図７は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１が上位装置２からの指示に従って省電力モードに移行する動作の一例を示すフローチャート図である。

ディスクアレイ装置１が上位装置２から指示を受けた場合も、処理部１１の動作は、一部の動作を除き、ディスクアレイ装置１が自装置で判別した場合と同様の動作となる。そのため、図７において図６と同じ動作には同じ番号を付し、詳細な説明は省略し、異なる動作に関して詳細に説明を行う。

上位接続部１２を介して上位装置２から省電力モードの指示を受け取った（ステップ１４１０）処理部１１は、指示されたランクが既に省電力モードかどうかを判別する（ステップ１４０２）。ステップ１４０２以降の処理部１１の動作は、図６を参照して説明した動作と同じため、以降の動作の詳細な説明は省略する。

次に、省電力モードでの読み出し命令の対する動作の説明を行う。

図８は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１の省電力モードでの読み出し動作の一例を示すフローチャート図である。

まず、処理部１１は、上位接続部１２を介して上位装置２からの読み出し命令を受け取る（ステップ１６０１）。

受け取った命令が読み出し命令と判断した処理部１１は、命令で指示されているランクを判別し、ランクに対応するディスク装置に、ディスク接続部１４を介してデータの読み出しを指示する。ただし、処理部１１は、対象となったランクのモードを確認し、そのランクが縮退状態と同様の省電力モードの場合、起動している（アクティブな）ディスク装置（ディスク装置４２）に読み出し指示を行う（ステップ１６０２）。また、省電力モードの場合、処理部１１は、停止中のディスク装置（ディスク装置４３）には何も行わない。

ディスク装置への読み出しの指示に続き、処理部１１は、アレイ管理部１３に省電力モードでのデータの読み出しの指示を行う（ステップ１６０３）。この動作をさらに具体的に説明すると次のようになる。例えば、ランクがＲＡＩＤ１の場合、アレイ管理部１３は、アクティブなディスク装置（ディスク装置４２）からのデータを受け取り、停止中のディスク装置（ディスク装置４３）にはアクセスせず、また、データの合成も行わずに上位接続部１２に渡す。また、例えば、ランクがＲＡＩＤ３などで、パリティ用のディスク装置を停止している場合、アレイ管理部１３は、パリティの生成確認を行わずに、ディスク装置から読み出したデータを上位接続部１２に渡す。

さらに、処理部１１は、上位接続部１２に、上位装置２へのデータの転送を指示する（ステップ１６０４）。この指示を基に上位接続部１２は、アレイ管理部１３から受け取ったデータの上位装置２への送信を開始する。

上位装置２へのデータの送信動作が開始したら、処理部１１は、送信動作の終了を待つ（ステップ１６０５）。この送信の終了の確認も、既に説明を行ったとおり、ディスクアレイ装置１は、いろいろな処理を用いて行うことができる。

データの送信の終了後、処理部１１は、上位接続部１２に上位装置２に命令終了を通知するように指示する（ステップ１６０６）。上位接続部１２が、上位装置２に命令終了を送信し、読み出し命令の処理が終了する。処理部１１は、必要に応じて所定の終了処理を行う。

なお、省電力モードでも、処理部１１に限らず、他の構成、例えば、アレイ管理部１３が、ランクに含まれるディスク装置への指示を行ってもよい。

このように、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、省電力モードにおいて、停止しているディスク装置を起動しなくても、読み込み命令に応答することができる。

次に、省電力モードでの書き込み命令に対する動作について図面を参照して説明を行う。

図９は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１の省電力モードでの書き込み動作の一例を示すフローチャート図である。

処理部１１は、上位装置２から書き込み命令を受け取る（ステップ１８０１）。

受け取った命令が書き込み命令と判断した処理部１１は、対象のランクが省電力モードの場合、アレイ管理部１３に、省電力モードでの書き込みを指示する（ステップ１８０２）。具体的に説明すると、処理部１１は、アレイ管理部１３に、指示されたランク（ランク３３）のアクティブなディスク装置（ディスク装置４２）と、履歴格納部３１のディスク装置（ディスク装置４１）とで省電力モードでの書き込み構成（ＲＡＩＤ構成）の指示を行う。

次に、処理部１１は、ディスク接続部１４を介して、指示されたランク（ランク３３）のアクティブなディスク装置（ディスク装置４２）に、データの書き込みを指示する（ステップ１８０３）。処理部１１は、停止しているディスク装置（ディスク装置４３）には何も行わない。

さらに、処理部１１は、ディスク接続部１４を介して、履歴格納部３１のディスク装置４１にもデータの書き込みを指示する（ステップ１８０４）。この履歴格納部３１のディスク装置４１への指示の処理をさらに詳細な動作を説明すると次のようになる。

処理部１１は、履歴格納部３１の一覧表格納領域２０１の保存データ一覧表を確認し、次に書き込める領域を確認する。この際、処理部１１は、書き込み命令を基に、履歴格納部３１に保存するデータ容量を確認し、必要な保存容量がデータ格納領域２０２に確保できるかどうかの確認を行う。もし、容量が足りない場合、処理部１１は、後ほど説明を行う、履歴格納部３１のデータのランク群に書き戻す処理を行い、履歴格納部３１の容量を確保する。

なお、本実施形態の説明では、説明の便宜のため、履歴格納部３１に保存するデータを一塊に保存するとして説明を行うが、本発明はこれに限定しない。例えば、処理部１１は、保存するデータを、リンクデータにおけるポインタを使用して複数領域に分けて保存してもよく、コンピュータのオペレーティングシステムで使用されるＦＡＴ(File Allocation Table)と同様の仕組みを利用してランダムな位置に保存してもよい。

ディスク装置（ディスク装置４１とディスク装置４２）とアレイ管理部１３との準備が整った後、処理部１１は、上位接続部１２を介して、データ受信が可能になったことを上位装置２に通知する（ステップ１８０５）。この通知を受けた上位装置２は、ディスクアレイ装置１に書き込むデータを送信する。ディスクアレイ装置１は、上位装置２からの受信したデータを、上位接続部１２、アレイ管理部１３、ディスク接続部１４を介して各ディスク装置（ディスク装置４１及びディスク装置４２）に渡して保存する。なお、ＲＡＩＤ３などのパリティデータを作成して保存するＲＡＩＤ構成の場合、アレイ管理部１３は、上位装置２から受け取ったデータを基にパリティデータを作成し、所定のディスク装置に保存する。

データ受信が開始後、処理部１１は、上位装置２からのデータ受信の終了を待つ（ステップ１８０６）。このデータ受信終了の確認も、ディスクアレイ装置１は、既に説明したとおり、いろいろな処理を用いて行うことができる。

データの受信が終了した場合、処理部１１は、上位接続部１２に上位装置２に命令終了を通知するように指示する（ステップ１８０７）。上位接続部１２が、上位装置２に命令終了を送信し、上位装置２の書き込み命令の処理は、終了する。

受け取ったデータをディスク装置４１とディスク装置４２とに保存が終了後、処理部１１は、保存したデータに情報を基に履歴格納部３１の保存データ一覧表を更新する（ステップ１８０７）。その後、処理部１１は、必要に応じてその他の終了処理を行い、処理を終了する。

なお、省電力モードの書き込み命令においても、ディスク装置への指示は、処理部１１に限られるわけではない。例えば、アレイ管理部１３が、ディスク装置への指示を行うようにしてもよい。

このように、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、省電力モードにおいても、停止中のランクのディスク装置を起動せず、上位装置２からの書き込み命令に応答することができる。

次に、履歴格納部３１の書き込みデータが所定の閾値を超えた場合、ディスクアレイ装置１が、自装置で判別して、履歴格納部３１のデータを上位装置２の命令で指定されていたランクのディスク装置に書き戻す動作を実行する。その動作について図面を参照して説明を行う。

図１０は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１の履歴格納部３１のデータを所定のランクのディスク装置に書き戻す動作の一例を示すフローチャート図である。

処理部１１は、履歴格納部３１のディスク装置４１のデータ保存容量が、所定の閾値を超えたかどうかを判定する（ステップ２００１）。閾値を超えていない場合（ステップ２００１のno）、処理部１１は、特に処理を行わずに終了する。なお、この閾値は、例えば、履歴格納部３１の容量を基に、予め処理部１１に設定又は処理部１１が計算して求める（例えば、履歴格納部３１の容量の９０％）ものとし、閾値の設定に関しての詳細な説明は省略する。また、本実施形態に係る処理部１１が行う履歴格納部３１のデータ保存容量の確認は、処理部１１が所定の周期で定期的に行う、又は、履歴格納部３１に書き込む場合に確認するとし、確認の起動の詳細な説明は省略する。

履歴格納部３１の保存済みデータの容量が閾値を超えていた場合（ステップ２００１でyes）、処理部１１は、保存データ一覧表を確認し、データを書き戻すランクを所定の方法で選択し、ディスク接続部１４を介して選択したランクの停止しているディスク装置を起動する（ステップ２００２）。なお書き戻すランクを選択する方法として、処理部１１は、いろいろな方法を使用することができる。例えば、処理部１１は、ディスク装置４１に保存されているデータが最も多いランクを選択してもよく、キャッシュで使用されるＬＲＵ（Least Recently Used)を使用してもよい。本実施形態の説明では、今までの説明と同様に、対象ランクをランク３３として説明を行う。

選択した書き戻すランクのディスク装置を起動後、処理部１１は、保存データ一覧表を参照して、対象のランク（ランク３３）の停止していたディスク装置（ディスク装置４３）の書き戻すデータを検索する（ステップ２００３）。本実施形態に説明では、図３の示す１行目のデータを選択したとして説明を行う。データを検索後、処理部１１は、検索したデータから対象となるランク（ランク３３）のディスク装置（ディスク装置４３）に書き戻すアドレス（０１００Ｈ）を書き込みポインタ１５に、履歴格納部３１のディスク装置４１から読み出すアドレス（０１００ ００００Ｈ）を読み出しポインタ１６に設定する（ステップ２００４）。

ポインタを設定後、処理部１１は、読み出しポインタ１６に示される履歴格納部３１のディスク装置４１のアドレスからデータを読み出し、書き込みポインタ１５で指定されるランク３３のディスク装置４３のアドレスにデータを書き戻す（ステップ２００５）。書き込み後、処理部１１は、移動したデータの分だけ、読み出しポインタ１６と書き込みポインタ１５を更新する（ステップ２００６）。例えば、データを１００Ｈ移動した場合、処理部１１は、書き込みポインタ１５に０２００Ｈを、読み出しポインタ１６に０１００ ０１００Ｈを設定する。

処理部１１は、保存データ一覧表を参照して、データの書き戻しが終了したかどうかを判定する（ステップ２００７）。この確認の一例を具体的に説明すると次のようになる。処理部１１は、図３の１行目のデータの書き込みアドレスが０１００Ｈで、データ長が１０００００Ｈであるため、書き込みポインタ１５が書き戻すデータの最後のデータの次である１００１００Ｈとなったかどうかを判定する。まだ終了していない場合（ステップ２００７でno）、処理部１１は、ステップ２００５に戻り、データの転送を継続する。

データの転送が終了した場合（ステップ２００７でyes）、処理部１１は、保存データ一覧表から、転送したデータ（今の場合、図３の１行目）を削除して、処理を終了する（ステップ２００８）。

なお、ここまでの本実施形態の説明では、書き戻すデータを１つとしているが、本実施形態は、これに限定しない。上で説明したデータの書き戻しが終了後、処理部１１は、保存データ一覧表に同じランクのデータが登録されていないかを確認し、同じランクのデータが登録されていた場合、ステップ２００４からの動作と同じ動作を繰り返して、データの書き戻しを行ってもよい。このような書き戻し動作を繰り返し、処理部１１は、保存データ一覧表に登録されている選択したランクの全てのデータの書き戻しを行うことができる。

次に、上位装置２の指示に基づき、ディスクアレイ装置１が履歴格納部３１のデータを本来のランクに書き戻す動作について説明を行う。

図１１は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１が上位装置２の指示に基づいて履歴格納部３１のデータをランクに書き戻す動作の一例を示すフローチャート図である。

上位装置２から指示を受けた場合も、処理部１１の動作は、自装置で判別した場合とほぼ同じ動作となるため、図１１において図１０と同じ動作には同じ番号を付し、詳細な説明は省略し、異なる動作に関して説明を行う。

上位接続部１２を介して上位装置２から、ランクの再起動の命令を受け取った処理部１１は、指定されたランクの停止しているディスク装置を起動する。これ以降の処理部１１の動作は、図１０における「選択したランク」を「指定されたランク」に置き換えれば、図１０のステップ２００３以降と同じ動作となるため、詳細な説明は省略する。

また、上位装置２からの命令に応じた書き戻し動作においても、処理部１１は、指示されたランクが保存データ一覧表に複数登録された場合、全ての登録データについて書き戻しを行ってもよい。

このような動作するディスクアレイ装置１のおける消費電力の削減について、さらに説明を行う。

履歴格納部３１に保存対象となるランクは、既に説明したとおり、上位装置２のアクセス頻度が少ないランクである。そのため、履歴格納部３１に保存する必要が発生するランクのデータの量は、少ないと推定することができる。従って、履歴格納部３１のディスク装置４１は、アクセス頻度が少ないランクに使用されるディスク装置と同じ容量のディスク装置を使用しても、複数のランクのデータを保存することができる。

また、上位装置２からのアクセスがデータの読み出しや更新の場合、履歴格納部３１に保存するデータの容量は増えない。そのため、ディスクアレイ装置１は、履歴格納部３１に保存したデータの省電力モードのランクへの書き戻しの必要が起こらず、停止しているディスク装置を起動する必要も発生しない。これに対し、データの書き込み、特に追記は、履歴格納部３１の保存データ量を増やし、ディスクアレイ装置１は、書き戻しのためにディスク装置の起動が必要となり、消費電力の削減量が少なくなる。そこで、消費電力の削減の最悪の場合として、上位装置２からのアクセスが、全て追記である場合の消費電力の削減について説明を行う。

ここで、説明の便宜のため、さらに次のような前提をおいて説明を行う。

a)各ディスク装置は、同じ容量（Ｖ[bytes]）、同じ消費電力（Ｅ[W]）とする。

b)各ランクは、２台のディスク装置からなるＲＡＩＤ１とする。つまり、各ランクに記憶容量は、１台のディスク装置と同じ容量（Ｖ[byte]）である。また、ＲＡＩＤ１のため、省電力モード時の各ランクは、１台のディスク装置がアクティブ（起動）で、もう１台のディスク装置が停止となる。つまり、通常モードのランクの消費電力は２＊Ｅ、省電力モードのランクの消費電力は１＊Ｅとなり、省電力モードは、ディスク装置１台分（Ｅ[W]）だけ消費電力を削減することができる。

c)５ランクを省電力モードの対象ランクとし、対象ランクのアクセス頻度は同じとする。その書き込みレートは、Ｒ[bytes/s]とする。各ランクへのアクセス頻度は、最大転送レートの１／２０とする。つまり、最大転送レートＲmax[bytes/s]＝２０＊Ｒ[bytes/s]とする。

d)説明の便宜のため、他の処理の影響は無視する。

e)履歴格納部３１は、１台のディスク装置４１で対象ランクの書き込みデータを保存する。つまり、履歴格納部３１の容量はＶ[bytes]とする。

f)履歴格納部３１の一覧表格納領域２０１の容量は、データ格納領域２０２に比べ小さいため、無視する。つまり、履歴格納部３１は、容量Ｖ[bytes]まで使用できるとする。

g)書き戻しは、履歴格納部３１が最大容量となった時点で開始とする。また、書き戻しは、ランクごとに行い、５ランク全てに書き戻しを行うこととする。つまり、書き戻し中は、５ランクの内、４ランクが省電力モード、１ランクが通常モードとする。

h)書き戻し中の（通常モードの）ランクへの追記は、アクセス頻度が低いため、通常モード中のランクに書き込むことも可能であるが、本説明では、最悪の場合として、履歴格納部３１に書き込むとする。

この前提でのディスクアレイ装置１の平均的な消費電力の削減を求める。

履歴格納部３１は、５ランクに対応し、各ランクは同じアクセス頻度であるため、履歴格納部３１は、５ランクからのデータ、つまり、５＊Ｒでデータを保存することとなる。

従って、ディスクアレイ装置１が、５ランクを省電力モード、つまり各１台のディスク装置を停止し、履歴格納部３１のディスク装置４１を起動してから、履歴格納部３１が、最大容量までデータを保存する時間Ｔ１[s]は、次のとおりとなる。

Ｔ１＝Ｖ／（５＊Ｒ）
履歴格納部３１が最大容量となると、ディスクアレイ装置１は、各ランクへの書き戻しを開始する。この書き戻し中、書き戻し対象のランクは、通常モードつまり２台のディスク装置が起動している。なお、この書き戻しは、最大転送レートで行うとする。従って、１つのランクへの書き戻し時間Ｔ２は、次のようになる。

Ｔ２＝（Ｖ／５）／Ｒmax＝（Ｖ／５）／（２０＊Ｒ）＝Ｔ１／２０
履歴格納部３１は、５ランクに関して書き戻すため、書き戻しの総時間Ｔ３は、次のようになる。

Ｔ３＝Ｔ２＊５＝Ｔ１／４＝Ｖ／（２０＊Ｒ）
この書き戻し中に履歴格納部３１に追加されるデータ量Ｄ[bytes]は、５ランクを合計して次のようになる。

Ｄ＝Ｔ３＊（５＊Ｒ）＝Ｖ／４
書き戻し後、履歴格納部３１に、書き戻し中に追加された容量Ｄ[bytes]から最大の容量Ｖ[bytes]までデータが溜まる間、最初と同じように、対象の５ランクは、省電力モードとなる。次の書き戻しが起こるまでの時間Ｔ４を求めると次のようになる。

Ｔ４＝（Ｖ−Ｄ）／（５＊Ｒ）＝Ｖ／（５＊Ｒ）−Ｄ／（５＊Ｒ）＝３／４＊Ｔ１
そして、このＴ４が経過すると、履歴格納部３１が最大容量となり、ディスクアレイ装置１は、また、Ｔ３の時間で書き戻しを行う。これ以降は、Ｔ４の５ランク省電力モードと、Ｔ３の書き戻しを繰り返すこととなる。

この結果をまとめると次のとおりとなる。

（１）省電力モード開始までの通常モード
５ランクの各２台のディスク装置が起動、履歴格納部３１のディスク装置４１は停止
消費電力＝５＊２＊Ｅ＝１０＊Ｅ[W]
（２）省電力モード開始からＴ１まで（期間＝Ｔ１）
履歴格納部３１のディスク装置４１が起動、各ランクの１台のディスク装置は停止
消費電力＝Ｅ＋５＊Ｅ＝６＊Ｅ[W]
削減する消費電力＝１０＊Ｅ−６＊Ｅ＝４＊Ｅ[W]
（３）Ｔ１からＴ１＋Ｔ３まで（期間＝Ｔ３＝Ｔ１＊１／４）
履歴格納部３１のディスク装置４１と書き戻し中のランクは２台、その他のランクは１台のディスク装置がアクティブ
消費電力＝Ｅ＋２＊Ｅ＋４＊Ｅ＝７＊Ｅ[W]
削減する消費電力＝１０＊Ｅ−７＊Ｅ＝３＊Ｅ[W]
（４）Ｔ１＋Ｔ３からＴ１＋Ｔ３＋Ｔ４まで（期間：Ｔ４＝Ｔ１＊３／４）
履歴格納部３１のディスク装置４１が起動、各ランクの１台のディスク装置が停止
消費電力＝Ｅ＋５＊Ｅ＝６＊Ｅ[W]
削減する消費電力＝１０＊Ｅ−６＊Ｅ＝４＊Ｅ[W]
（５）Ｔ１＋Ｔ３＋Ｔ４以降
（３）と（４）とを繰り返す
つまり長期的な消費電力の削減は、削減電力が３Ｅ[W]の削減期間に対して、削減電力が４Ｅ[W]の期間が３倍続き、これを繰り返すこととなる。この場合の平均削減消費電力Ｅsaveを求めると次のようになる。

Ｅsave＝（３＊Ｅ＊１＋４＊Ｅ＊３）／（１＋３）＝３．７５＊Ｅ[W]
つまり、ここで想定した前提の場合、ディスクアレイ装置１は、長時間の可動を考えると、平均して３．７５＊Ｅ、つまり、３台を越えるディスク装置の消費電力を削減することができる。

このように、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、上位装置２からのアクセスが追記の場合でも、消費電力を削減することができる。

さらに、既に説明したとおり、上位装置２からのアクセスが、追記ではなく、読み出し、更新、及び、削除であった場合、履歴格納部３１に記録されているデータの容量は、増えない。そのため、追記で無い上位装置２からのアクセスを受けた場合、ディスクアレイ装置１は、書き戻しの必要が発生せず、消費電力を削減した省電力モードをさらに長く継続することができる。つまり、上で説明した（４）の比率がさらに大きくなり、消費電力の削減量が、さらに増加する。

このように、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、ランクで停止中のディスク装置を起動せずに、書き込み命令に応答することができる。さらに、書き戻しが必要となっても、ディスクアレイ装置１は、一部のランクのディスク装置を起動、つまり、消費電力を削減したままでデータの書き戻しを行うことができる。

また、繰り返しになるが、本実施形態に係る説明では、ＲＡＩＤ１を使用しているが、本発明はこれに限定しない。本実施形態に係るディスクアレイ装置１は、ディスクを停止できる縮退状態を備える他のＲＡＩＤ構成に使用してもよい。

なお、本実施形態に係るディスクアレイ装置１の各構成は、独立したブロックとして説明を行ったが、これはあくまで説明の便宜のためであり、これに限られるわけではない。

例えば、ディスクアレイ装置１は、制御部１０をＣＰＵ(Central Processing Unit：中央処理装置)とメモリとを含み、処理部１１、アレイ管理部１３など各部を、ＣＰＵで実行するプログラムとしてもよい。また、ディスクアレイ装置１は、書き込みポインタ１５及び読み出しポインタ１６をＣＰＵで使用するメモリ上のデータとしてもよい。さらに、ディスクアレイ装置１は、処理部１１を独立した構成ではなく、他の構成、例えば、アレイ管理部１３に含んでもよい。

逆に、本実施形態に係るディスクアレイ装置１は、ディスクアレイ装置１の各構成を別装置として構成することもできる。

例えば、ディスクアレイ装置１は、ディスクアレイ装置１の制御部１０とディスク部２０とをネットワークを介して接続する別装置としてもよい。また、ディスクアレイ装置１は、制御部１０とディスク部２０の一部（例えば履歴可能部３１）とを１つの装置とし、残りの構成（例えばランク部３２）を別の装置としてもよい。さらに、本実施形態に係るディスクアレイ装置１は、２つの装置ではなく、３つ以上の装置に分かれて構成されてもよい。例えば、本実施形態に係るディスクアレイ装置１は、ランク部３２を、１つの構成ではなく、一部のランクをディスクアレイ装置１に含み、他のランクを１つ又は２以上の外部装置としてもよい。

図１２は、ディスク部２０の一部、具体的にはランク部３２を図示しない別構成とした第１の実施形態に係るディスクアレイ装置３の構成の一例を示すブロック図である。なお、図１２において図１と同じ構成は同じ番号を付し、詳細な説明は省略する。

ディスクアレイ装置３は、ランク部３２を別装置とし、ディスクアレイ装置１の制御部１０に相当する上位接続部１２とアレイ管理部１７とディスク接続部１８と、履歴格納部３１とを含む。

上位接続部１２は、第１の実施形態に係る上位接続部１２と同じ動作を行う。

アレイ管理部１７は、例えば図示しないＣＰＵ及びメモリを内蔵し、ディスクアレイ装置１のアレイ管理部１３と同等に動作に加え、処理部１１と同等の各部の制御動作も行う。さらに、アレイ管理部１７は、図示しない内部メモリを使用して書き込みポインタ１５と読み出しポインタ１６を実現しているため、図１２において、各ポインタも省略した。

ディスク接続部１８は、ディスクアレイ装置１のディスク接続部１４と同様に、履歴格納部３１のディスク装置４１と図示しないランク部３２の各ディスク装置との接続を行い、データの仲介を行う。ディスクアレイ装置１において、ディスク装置とディスク接続部１８との接続は、光ファイバーを使用したファイバーチャネルのネットワークを介して接続されている。ファイバーチャネルのネットワークは、数百ｍ以上の距離も接続できるため、ディスク接続部１８は、ランク部３２を別装置としても、ディスクアレイ装置１のディスク接続部１４と同様に接続を行うことができる。ただし、ディスクアレイ装置１において、履歴格納部３１のディスク装置４１とランク部３２のランク用ディスク装置とは、同じ装置に備えられるため、ディスク接続部１４は、同じネットワークを介して、履歴格納部３１とランク部３２とを接続していた。しかし、ディスクアレイ装置３では、履歴格納部３１とランク部３２とを別装置としているため、ディスク接続部１８は、履歴格納部３１とランク部３２とを異なるネットワークで接続してもよい。

なお、本発明に使用するネットワークは、ファイバーチャネルに限られるわけではない。例えば、ＩＰ（Internet Protocol）を使用する場合でも、ディスク接続部１４及びディスク接続部１８は、所定のネットワーク・プロトコルを使用して、同じように動作することができる。

このようにディスク部２０のランク部３２を別装置としても、ディスクアレイ装置３は、既に説明を行ったディスクアレイ装置１と同等の動作に基づいて、履歴格納部３１を使用した省電力モードを行うことができる。

さらに、本実施形態に係るディスクアレイ装置３は、履歴格納部３１を含めディスク部２０を別装置としてもよい。

図１３は、ディスク部２０を図示しない別構成とした第１の実施形態に係るディスクアレイ装置４の構成の一例を示すブロック図である。なお、図１３において図１と同じ構成は同じ番号を付し、詳細な説明は省略する。

ディスクアレイ装置４は、履歴格納部３１及びランク部３２を別装置としている。さらに、ディスクアレイ装置４の制御部１９は、ＣＰＵとメモリとを含み、ディスクアレイ装置３の上位接続部１２、アレイ管理部１７、ディスク接続部１８をＣＰＵで処理するプログラムとしている。そのため、図１３では、上位接続部１２などを点線で示した。

このようにディスク部２０を別装置としても、ディスクアレイ装置４は、既に説明を行ったディスクアレイ装置３と同等の動作に基づいて、省電力モードを行うことができる。

以上、説明したとおり、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、消費電力を削減するため所定のランクのディスク装置を停止していても、そのディスク装置を起動せずに、所定の時間内で上位装置２に応答できる効果を得ることができる。

その理由は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、ディスク装置４１を含む履歴格納部３１を備え、上位装置２からの書き込みデータを履歴格納部３１のディスク装置４１に保存するからである。
（第２の実施形態）
第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、データの読み出しにおいて、縮退状態と同様の読み出し動作を行う。その理由は、省電力モードのランクは、縮退状態を同じディスク装置の状態、つまり、本来ＲＡＩＤに冗長性を追加しているディスク装置を停止するからである。

しかし、上位装置２から書き込みが行われ、履歴格納部３１にデータが保存されている場合、ディスクアレイ装置１は、履歴格納部３１に保存されているデータを、読み出しに使用することも可能である。

第２の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、履歴格納部３１に書き込みデータが保存されている場合、上位装置２からの読み出し命令に対して、履歴格納部３１に保存されているデータを使用して、読み出しを行う。

第２の実施形態に関して、図面を参照して説明を行う。

なお、第２の実施形態に係るディスクアレイ装置１の構成は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１と同じため、構成の詳細の説明は省略する。

また、第２の実施形態に係るディスクアレイ装置１の動作は、省電力モードの読み出し動作を除き、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１と同じ動作のため、同じ動作の詳細な説明は省略し、第２の実施形態に特有な読み出し動作について詳細に説明を行う。

図１４は、第２の実施形態に係るディスクアレイ装置１の読み出し動作の一例を示すフローチャート図である。

図１４において、図６と同じ動作には同じ番号を付し、詳細な説明は省略する。

処理部１１は、指示されたランクの起動しているディスク装置に読み出し指示を行う動作（ステップ１６０２）までは第１の実施形態の処理部１１と同じ動作を行う。

その後、処理部１１は、保存データ一覧表を参照し、読み出し命令で指定されたデータが履歴格納部３１に保存されているかどうかを判定する（ステップ１６１１）。

履歴格納部３１にデータ無い場合（ステップ１６１１でno）、処理部１１は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１と同様に、図６に示すステップ１６０３以降の動作を行う。

一方、履歴格納部３１にデータ有った場合、処理部１１は、ディスク接続部１４を介して履歴格納部３１のディスク装置４１に読み出しを指示する（ステップ１６１２）。その後、処理部１１は、アレイ管理部１３にランクの起動中のディスク装置（例えば、ディスク装置４２）と、履歴格納部３１のディスク装置４１とでデータの合成を行うように指示する（ステップ１６１３）。これ以降の動作は、第１の実施形態と同じため、詳細な説明は、省略する。

このような動作を行い、第２の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、履歴格納部３１に保存されているデータ有る場合、通常モードと同様の読み出し処理を実現することができる。

第２の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、第１の実施形態に係る効果に加え、データの信頼性を向上させる効果を得ることができる。

その理由は、第２の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、データの読み出しにおいて、履歴格納部３１に保存されているデータが有る場合、そのデータを使用してデータを合成し、データの信頼性を向上させているためである。
（第３の実施形態）
第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、履歴格納部３１のディスク装置４１の容量が所定の閾値となった場合に、データをランクに書き戻していた。しかし、データの書き戻しは、これに限定しない。

第３の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、履歴格納部３１のディスク装置４１の容量が所定の閾値となった場合だけではなく、例えば、所定の時間間隔で定期的にランクへの書き戻しを行う。

第３の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、第１の実施形態に係るディスアレイ装置１の同じ構成のため、構成の説明は省略する。

また、第３の実施形態に係るディスクアレイ装置１の各動作も、ランクにデータを書き戻す動作を除いて同じため、同じ動作の詳細な説明は省略し、第３の実施形態に特有の動作に関して詳細に説明を行う。

図１５は、第３の実施形態に係るディスクアレイ装置１の自装置でランクへの書き戻しを行う動作の一例を示すフローチャート図である。

なお、図１５において、図１０と同じ動作には同じ番号を付し、詳細な説明は省略する。

履歴格納部３１の容量が所定の閾値を越えていない場合（ステップ２００１のno）、処理部１１は、前回の書き戻しから所定の時間が経過しているかどうかを判定する（ステップ２０２１）。ここで所定の時間は、予めディスクアレイ装置１に設定されているものとする。

所定の時間が経過していない場合（ステップ２０２１のno）、処理部１１は、特に処理を行わずに終了する。

所定の時間が経過している場合（ステップ２０２１のyes)、処理部１１は、ランクへの書き戻し動作を行う。この書き戻し動作は、図１０に示す第１の実施形態に係るディスクアレイ装置１と同じため、詳細な説明は省略する。

なお、ここまでの説明において処理部１１は、所定の時間の経過に応じてランクへの書き戻しを開始するが、本実施形態に係るディスクアレイ装置１は、これに限定しない。例えば、処理部１１は、各ランクへのアクセス状態又は履歴格納部３１へのアクセス状態を監視し、上位装置２からのアクセスの頻度が低く、書き戻しを行っても上位装置２からの命令の処理に影響がないと判断した場合に、書き戻しを行うようにしてもよい。

第３の実施形態係るディスクアレイ装置１は、第１の実施形態に係る効果に加え、履歴格納部３１のデータをランクへ書き戻し時間を短くする効果を得ることが出来る。

その理由は、第３の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、所定に時間間隔、又は、上位装置２からのアクセス頻度の低い場合に、履歴格納部３１に保存しているデータを対応するランクに書き戻すからである。そのため、第３の実施形態に係るディスクアレイ装置１は、履歴格納部３１が所定の閾値となる前に、つまり、履歴格納部３１の保存データの容量が大きくなる前に書き戻しを行うことができる。

１ ディスクアレイ装置
２ 上位装置
３ ディスクアレイ装置
４ ディスクアレイ装置
１０ 制御部
１１ 処理部
１２ 上位接続部
１３ アレイ管理部
１４ ディスク接続部
１５ 書き込みポインタ
１６ 読み出しポインタ
１７ アレイ管理部
１８ ディスク接続部
１９ 制御部
２０ ディスク部
３１ 履歴格納部
３２ ランク部
３３ ランク
３４ ランク
３５ ランク
４１ ディスク装置
４２ ディスク装置
４３ ディスク装置
４４ ディスク装置
４５ ディスク装置
４６ ディスク装置
４７ ディスク装置

Claims (10)

1. 上位装置と命令及びデータの送受信を行い、レイドを構成する第１のディスク装置が停止している場合に、前記上位装置から停止中の前記第１のディスク装置に書き込む前記データを、前記第１のディスク装置と異なる第２のディスク装置に書き込むように制御する制御部
   を備えることを特徴とするディスクアレイ装置。
2. 前記制御部は、
   前記上位装置と前記命令及び前記データの送受信を行う上位接続部と、
   前記第１のディスク装置と前記第２のディスク装置とを制御するディスク接続部と、
   前記第１のディスク装置と前記第２のディスク装置のディスク装置の構成を管理し、前記第１のディスク装置が停止している場合に前記上位装置から停止中の前記第１のディスク装置に書き込む前記データを、前記第２のディスク装置に書き込むように制御するアレイ管理部と
   を備えることを特徴とするディスクアレイ装置。
3. 前記アレイ管理部は、
   前記第１のディスク装置を停止するように前記ディスク接続部に指示することを特徴とする請求項２に記載のディスクアレイ装置。
4. 前記アレイ管理部は、
   前記第２のディスク装置の容量が所定の閾値を越えた場合に、前記第２のディスク装置に保存したデータを停止していた前記第１のディスク装置に書き戻すことを特徴とする請求項２に記載のディスクアレイ装置。
5. 前記アレイ管理部は、
   所定の時間の経過に基づき、前記第２のディスク装置に保存したデータを停止していた前記第１のディスク装置に書き戻すことを特徴とする請求項２に記載のディスクアレイ装置。
6. 前記アレイ管理部は、
   上位装置からアクセスが所定の頻度以下の少ない場合に、前記第２のディスク装置に保存したデータを停止していた前記第１のディスク装置に書き戻すことを特徴とする請求項２に記載のディスクアレイ装置。
7. 前記アレイ管理部は、
   前記第２のディスク装置にデータが保存されている場合に、前記第２のディスク装置に保存されているデータを使用して、前記上位装置へのデータの合成を行うことを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載のディスクアレイ装置。
8. 上位装置と命令及びデータの送受信を行い、
   レイドを構成する第１のディスク装置と第１のディスク装置とは異なる第２のディスク装置を制御し、
   前記第１のディスク装置が停止している場合に前記上位装置から停止している前記第１のディスク装置に書き込む前記データを、前記第２のディスク装置に書き込む
   ことを特徴とするディスクアレイ装置の制御方法。
9. 前記第１のディスク装置をレイドの縮退状態と同等の停止状態となるように停止することを特徴とする請求項８に記載のディスクアレイ装置の制御方法。
10. 上位装置と命令及びデータの送受信する処理と、
    レイドを構成する第１のディスク装置と第１のディスクと異なる第２のディスク装置を制御する処理と、
    前記第１のディスク装置と前記第２のディスク装置の構成を管理する処理と、
    前記第１のディスク装置が停止している場合に、前記上位装置から停止中の前記第１のディスク装置に書き込む前記データを、前記第２のディスク装置に書き込む処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするディスクアレイ装置の制御プログラム。

Images