JP2014010610A - 制御装置、電力供給装置及び電力制御方法 - Google Patents

制御装置、電力供給装置及び電力制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】バッテリの寿命を延ばす。
【解決手段】データを一時的に記憶するキャッシュメモリ306と、キャッシュメモリのデータの複写を記憶する不揮発性メモリ307と、キャッシュメモリ306に停電時に電力を供給するバッテリ43と、停電時に、キャッシュメモリ306におけるバックアップ対象領域のデータを不揮発メモリ307に退避させるデータ退避処理部303と、バッテリ43を、バックアップ対象領域のサイズに応じた目標充電量に充電させる充電制御部42とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は制御装置、電力供給装置及び電力制御方法に関する。
従来、ストレージ装置において、例えば停電時にキャッシュメモリ上のユーザデータを保護するために、キャッシュメモリ上のユーザデータを不揮発性メモリに退避するバックアップシステムが知られている。
そして、例えば、エントリモデルのストレージ装置においては、電気2重層キャパシタ(以下、キャパシタ)を備え、停電時には、このキャパシタから供給される電力を用いて、キャッシュメモリ上のユーザデータを不揮発性メモリに複写させる。キャパシタはバッテリに比べて長寿命であり、バックアップ用電源としてこのようなキャパシタを使用することで、メンテナンスフリーを実現している。
特開2005−332471号公報 特開2007−124782号公報
しかしながら、近年、バックアップ対象である、キャッシュメモリにおけるユーザデータを格納するメモリ領域のサイズ(以下、バックアップサイズ)が増大しており、これに伴い、バックアップに要する時間も増加する。例えば、バックアップサイズが4GBから8GBに増大すると、このバックアップ対象領域のバックアップに要する時間も倍になる。
バックアップに要する時間が倍になると、これに合わせてキャパシタ容量を2倍にする必要があるが、これによりキャパシタのサイズが大きくなり、現状の装置サイズに収めることができなくなる。すなわち、バックアップサイズの増大にキャパシタでは対応しきれなくなっている。
そこで、バックアップ用電源として、キャパシタに代えて、キャパシタよりもエネルギ密度が高いバッテリを使用することが考えられる。
しかしながら、バッテリをキャパシタと同じ条件下(例えば、環境温度や電圧)で使用すると、バッテリの寿命が短くなってしまい、メンテナンスフリーを実現することが困難になるという課題がある。
1つの側面では、本発明は、バッテリ寿命の延長を図ることを目的とする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の1つとして位置付けることができる。
このため、この制御装置は、データを一時的に記憶するキャッシュメモリと、前記キャッシュメモリのデータの複写を記憶する不揮発性メモリと、前記キャッシュメモリに停電時に電力を供給するバッテリと、前記停電時に、前記キャッシュメモリにおけるバックアップ対象領域のデータを前記不揮発メモリに退避させるデータ退避処理部と、前記バッテリを、前記バックアップ対象領域のサイズに応じた目標充電量に充電させる充電制御部とを備える。
また、この電力供給装置は、データを一時的に記憶するキャッシュメモリと、前記キャッシュメモリのデータを退避する不揮発性メモリと、停電時に、前記キャッシュメモリにおけるバックアップ対象領域のデータを前記不揮発メモリに退避させるデータ退避処理部とに電力を供給する電力供給装置であって、前記キャッシュメモリに前記停電時に電力を供給するバッテリと、前記バッテリを、前記バックアップ対象領域のサイズに応じた目標充電量に充電させる充電制御部とを備える。
さらに、この電力制御方法は、データを一時的に記憶するキャッシュメモリと、前記キャッシュメモリのデータを退避する不揮発性メモリと、前記キャッシュメモリに停電時に電力を供給するバッテリと、前記停電時に、前記キャッシュメモリにおけるバックアップ対象領域のデータを前記不揮発メモリに退避させるデータ退避処理部とをそなえ、上位装置からのデータアクセス要求に応じて、記憶装置をアクセスするストレージ装置における電力制御方法であって、前記バックアップ対象領域のサイズに応じた目標充電量を決定するステップと、前記バッテリを、前記目標充電量に充電させるステップとを備える。
一実施形態によれば、バッテリの寿命を延ばすことができる。
は実施形態の一例としてのストレージ装置を備えるストレージシステムの機能構成を示す図である。 実施形態の一例としてのストレージ装置に備えられたBPSUのハードウェア構成を示す図である。 実施形態の一例としてのストレージ装置の起動時におけるBPSUの処理を説明するフローチャートである。 実施形態の一例としてのストレージ装置におけるバックアップサイズの変更に伴うBPSUの処理を説明するフローチャートである。 実施形態の一例としてのストレージ装置におけるバックアップサイズの変更に伴うBPSUの処理を説明するフローチャートである。 実施形態の一例としてのストレージ装置におけるバックアップサイズの変更に伴うBPSUの処理を説明するフローチャートである。 実施形態の一例としてのストレージ装置のBPSUの第1の運用方法を説明するための図である。 実施形態の一例としてのストレージ装置のBPSUの第1の運用方法を説明するための図である。 実施形態の一例としてのストレージ装置のBPSUの第1の運用方法を説明するための図である。 実施形態の一例としてのストレージ装置のBPSUの第1の運用方法を説明するための図である。 実施形態の一例としてのストレージ装置のBPSUの第2の運用方法を説明するための図である。 実施形態の一例としてのストレージ装置のBPSUの第2の運用方法を説明するための図である。 実施形態の一例としてのストレージ装置のBPSUの第2の運用方法を説明するための図である。 実施形態の一例としてのストレージ装置のBPSUの第2の運用方法を説明するための図である。 実施形態の一例としてのストレージ装置の第1変形例におけるバッテリとキャパシタとの放電特性を考慮した組み合わせ方法を説明する図である。 リチウムイオンバッテリ,リチウムイオンキャパシタ及びキャパシタの特性を例示する図である。 実施形態の第3変形例のストレージ装置の起動時におけるBPSUの処理を説明するフローチャートである。
(A)実施形態
以下、図面を参照して本制御装置、電力供給装置及び電力制御方法に係る実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、実施形態で明示しない種々の変形例や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本実施形態を、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(実施形態及び各変形例を組み合わせる等)して実施することができる。又、各図は、図中に示す構成要素のみを備えるという趣旨ではなく、他の機能等を含むことができる。
図1は実施形態の一例としてのストレージ装置10を備えるストレージシステム1の機能構成を示す図、図2はそのBackup Power Supply Unit(BPSU;電力供給装置)40のハードウェア構成を示す図である。
ストレージシステム1は、図1に示すように、ストレージ装置10と、1以上(図1に示す例では1つ)のホスト装置2とを備える。ストレージシステム1においては、ホスト装置2とストレージ装置10とが、ネットワーク50を介して通信可能に接続されている。これらのホスト装置2とストレージ装置10とは、例えばInternet Small Computer System Interface(iSCSI)により接続されている。ネットワーク50は、例えばLocal Area Network(LAN)等の通信回線である。
ホスト装置2は、例えば、サーバ機能を備えたコンピュータ(情報処理装置,上位装置)であり、ストレージ装置10との間において、SCSIコマンドやレスポンス等の各種データをTCP/IP等を用いて送受信する。このホスト装置2は、ストレージ装置10に対してリード/ライト等のディスクアクセスコマンドを送信することにより、ストレージ装置10が提供する記憶領域にデータの書き込みや読み出しを行なう。
ストレージ装置10は、図1に示すように、コントローラモジュール(以下CMという)30a,30b,エキスパンダ304,304及び記憶装置60を備え、又、図示しないドライブエンクロージャ等が接続される。
記憶装置60は、データを読み書き可能に格納する記憶装置であり、ホスト装置2から受信したデータを記憶可能な記憶部として機能する。本実施形態においては、記憶装置60としてHard Disk Drive(HDD)を用いる例について示す。以下、記憶装置60をHDD60と表す場合もある。
また、図1中においては、便宜上、ストレージ装置10に4つのHDD60を示しているが、これに限定されるものではなく、3つ以下もしくは5つ以上のHDD60を備えてもよい。そして、ストレージ装置10は、これらの複数のHDD60を組み合わせて、冗長化された1つのストレージとして管理する、Redundant Arrays of Inexpensive Disks(RAID)装置であってもよい。
エキスパンダ304は、HDD60や図示しないドライブエンクロージャ等と通信可能に接続するためのインタフェースであり、デバイスアダプタ等を備える。エキスパンダ304は、例えばSASエキスパンダであり、CM30a,30bに記憶装置60を接続する。CM30a,30bは、それぞれ、このエキスパンダ304を介して、HDD60に対するデータの書き込みや読み出しを行なう。
CM30a,30bは、ストレージ装置10内の動作を制御するコントローラ(制御装置)であり、ホスト装置2からのリード/ライト等のコマンドを受け取り、種々の制御を行なう。CM30a,30bはそれぞれホストコントローラ305を介して、それぞれネットワークに接続される。そして、これらのCM30a,30bは、ホスト装置2から受信するリード/ライト等のディスクアクセスコマンドに従って、エキスパンダ304等を介してHDD60のデータアクセス制御を行なう。
CM30a,30bは、それぞれ、図1に示すように、ホストコントローラ305を備えるとともに、CPU301,メモリ302,キャッシュメモリ306,不揮発性メモリ307,エキスパンダ(EXP)304及びBPSU40を備える。すなわち、CM30a,30bは互いに同様の構成を有している。又、CM30aとCM30bとは通信回線51を介して相互に接続され、これにより、CM30a,30bは冗長化された構成を形成する。
以下、CMを示す符号としては、複数のCMのうち1つを特定する必要があるときには符号30a,30bを用いるが、任意のCMを指すときには符号30を用いる。
また、図中、同一の符号は同一もしくは略同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
ホストコントローラ305は、ホスト装置2等と通信可能に接続するインタフェースコントローラ(通信アダプタ)であり、例えば、チャネルアダプタである。ホストコントローラ305は、ホスト装置2等から送信されたデータを受信し、又、CM30から出力するデータをホスト装置2等に送信する。すなわち、ホストコントローラ305は、ホスト装置2等の外部装置との間でのデータの入出力(I/O)を制御する。
メモリ302はRead Only Memory(ROM)及びRandom Access Memory(RAM)を含む記憶装置である。メモリ302のROMには、本ストレージ装置10における各種制御に係るソフトウェアプログラムやこのプログラム用のデータ類が書き込まれている。すなわち、ROMには、本ストレージ装置10における停電発生時に実行されるキャッシュデータのバックアップ制御に係るプログラム等も書き込まれている。
メモリ302上のプログラムは、CPU301に適宜読み込まれて実行される。又、メモリ302のRAMは、一次記憶メモリあるはワーキングメモリとして利用される。
キャッシュメモリ306は、ホスト装置2から受信したデータや、HDD60から読み出したデータを格納する。ホスト装置2から受信し、HDD60に書き込まれるデータ(ライトデータ)は、このキャッシュメモリ306における所定の領域(ユーザ領域)に格納された後、HDD60に転送される。本ストレージシステム1においては、このキャッシュメモリ306におけるライトデータ(ライトキャッシュデータ)を格納するための所定の領域をバックアップ対象領域とし、このバックアップ対象領域に格納されているデータの複写を、後述する不揮発性メモリ307に格納する(メモリバックアップ)。なお、このバックアップ対象領域には、複数のCM30間における冗長化を実現するために受信した、他のCM30のキャッシュメモリ306のライトデータの複写も格納される。
以下、キャッシュメモリ306におけるバックアップ対象領域のサイズをバックアップサイズという場合がある。バックアップサイズは、後述するサイズ変更部308により決定され、又、変更される。
また、HDD60から読み出されたデータ(リードデータ)は、キャッシュメモリ306におけるリードデータを格納するための領域に格納された後、ホスト装置2に送信される。
不揮発性メモリ307は、フラッシュメモリ等の電力を供給しなくても記憶を保持するメモリである。なお、不揮発性メモリ307は、フラッシュメモリに限定されるものではなく、例えば、磁気抵抗RAMやPRAM(Phase change RAM),強誘電体メモリ等、種々変形して実施することができる。
そして、この不揮発性メモリ307には、ストレージ装置10の停電時に、後述するデータ退避処理部303により、キャッシュメモリ306のバックアップ対象領域のデータが格納される。
CPU301は、種々の制御や演算を行なう処理装置であり、メモリ302に格納されたプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。
例えば、CPU301は、システム制御部としての機能を備え、ストレージ装置10における、RAIDの実現や、アラーム監視機能,経路制御機能,RAS機能等の種々の機能を実現する。又、CPU301は、サイズ変更部308及びデータ退避処理部303としての機能を備える。
サイズ変更部308は、キャッシュメモリ306におけるバックアップ対象領域のサイズ(バックアップサイズ)を決定し、又、このバックアップ対象領域のサイズを決定したサイズに変更する。
サイズ変更部308は、CM30の稼動状況に合わせて、ライトデータを格納するライトキャッシュ領域のサイズを、動的に決定し変更する。例えば、サイズ変更部308は、キャッシュメモリ306に確保されたライトキャッシュ領域における、格納されているライトデータが占める割合(使用率)や、ホスト装置2から受信するライトデータサイズ等に基づいてライトキャッシュ領域のサイズを決定する。なお、このサイズ変更部308によるライトキャッシュ領域のサイズの決定方法及びその変更手法は、既知の種々の手法を用いて実現することができ、その詳細な説明は省略する。
また、サイズ変更部308は、変更したライトキャッシュ領域のサイズをバックアップサイズとしてBPSU40の決定部41(後述)に通知する。
データ退避処理部303は、ストレージ装置10が停電し、図示しない電源ユニットからのCM30への電力供給が遮断された場合に、キャッシュメモリ306におけるバックアップ対象領域のデータの複写を不揮発メモリに格納させる。なお、このデータ退避処理部303による、キャッシュメモリ306のメモリバックアップは、既知の種々の手法によって実現でき、その詳細な説明は省略する。
データ退避処理部303によって不揮発性メモリ307に格納されたキャッシュメモリ306のバックアップ領域の複写データは、必要に応じて、本ストレージ装置10の復旧時にキャッシュメモリ306に書き戻される。
また、ストレージ装置10は、ライトスルーモードとライトバックモードとのいずれかの動作モードで選択的に動作可能であり、CM30のCPU30が、これらのライトスルーモードとライトバックモードとの切り替えを行なう。
ライトスルーモードは、ホスト装置2から受信したライトデータをHDD60に実際に書き込んだ後に書き込み完了とする方式であり、ライトデータをHDD60に書き込んだ後に、ライトコマンドの送信元のホスト装置2に対して書き込み完了を通知する。ストレージ装置10において、キャッシュメモリ306にデータの書き込みが行なわれただけでは、このライトデータの保護が不完全であると判断される状態においてはライトスルーモードとなる。例えば、ストレージ装置10の起動時等において、後述するBPSU40のバッテリ43及びキャパシタ44の合計充電量が目標充電量(後述)に満たない状態では、ライトスルーモードとなる。かかる状態において停電が生じた場合に、キャッシュメモリ306のバックアップ対象領域の全てのデータを保全することができないからである。
ストレージ装置10において、何らかの要因でキャッシュメモリ306にデータの書き込みが行なわれただけではデータ保護が不完全であると判断される状態が検出されたときにはライトスルーモードに移行する。
一方、ライトバックモードは、ライトデータをキャッシュメモリ306に記憶した時点で書き込み完了とする方式であり、ライトデータをキャッシュメモリ306に記憶した時点で、ライトコマンドの送信元のホスト装置2に対して書き込み完了を通知する。このライトバックモードにおいては、ホスト装置2には、ライトスルーモードに比べて高速にライト処理が完了して見える。
なお、これらのライトスルーモード及びライトバックモードについては、既知の種々手法により実現することができ、その詳細な説明は省略する。
なお、上述したサイズ変更部308やデータ退避処理部303等としての機能を実現するためのプログラムは、例えばフレキシブルディスク,CD(CD−ROM,CD−R,CD−RW等),DVD(DVD−ROM,DVD−RAM,DVD−R,DVD+R,DVD−RW,DVD+RW,HD DVD等),ブルーレイディスク,磁気ディスク,光ディスク,光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、コンピュータはその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いる。又、そのプログラムを、例えば磁気ディスク,光ディスク,光磁気ディスク等の記憶装置(記録媒体)に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してコンピュータに提供してもよい。
サイズ変更部308やデータ退避処理部303等としての機能を実現する際には、内部記憶装置(本実施形態ではメモリ302等)に格納されたプログラムがコンピュータのマイクロプロセッサ(本実施形態ではCPU301)によって実行される。このとき、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行してもよい。
なお、本実施形態において、コンピュータとは、ハードウェアとオペレーティングシステムとを含む概念であり、オペレーティングシステムの制御の下で動作するハードウェアを意味している。又、オペレーティングシステムが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、CPU等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とをそなえており、本実施形態においては、CM30や後述するBPSU40のコントローラ401がコンピュータとしての機能を有している。
BPSU40は、ストレージ装置10における停電時に、CM30の少なくとも一部の部位に電力を供給する電力供給装置である。このBPSU40は、ストレージ装置10の停電時に、例えば、CPU301,メモリ302,キャッシュメモリ306及び不揮発性メモリ307に対して電力を供給する。
このBPSU40は、図2に示すように、バッテリ43,キャパシタ44,コントローラ401,チャージャ402及び整流回路403,404を備える。すなわち、BPSU40は、バッテリ43とキャパシタ44とを備えるハイブリッド構成を有する。
バッテリ43は、例えば、鉛蓄電池やニッケル水素電池(NiーH),リチウムイオン(Li-ION)電池等の二次電池である。キャパシタ44は、電気二重層コンデンサ(電気二重層キャパシタ)である。これらのバッテリ43及びキャパシタ44は、充電を行なうことにより電気を蓄えることができ、放電後に充電を再度行なうことにより繰り返し使用することができる。
バッテリ43は、キャパシタ44に比べて充電容量が大きく、キャパシタ44に比べて多くの電力を供給することができる。又、バッテリ43は、一般に、充放電の回数に応じて劣化するという特性を有する。
一方、キャパシタ44は、内部抵抗が低く、バッテリ43に比べて短時間で充放電を行なうことができる。又、キャパシタ44は、バッテリ43に比べて、充放電による劣化が少なく、製品寿命が長いという特性も有する。
これらのバッテリ43とキャパシタ44とは並列に接続されている。なお、本実施形態においては、キャパシタ44の満充電容量が、バッテリ43の満充電容量とキャパシタ44の満充電容量との総和(総満充電容量)の約10%であるものとする。
整流回路403,404は、例えばダイオードであり、バッテリ43及びキャパシタ44からそれぞれ供給される電流を整流する。
チャージャ402は、コントローラ401の制御に従って、バッテリ43及びキャパシタ44をそれぞれ充電もしくは放電させる。チャージャ402は、バッテリ43をコントローラ401から指示された所定の充電容量(%)となるように、充電もしくは放電させる。なお、このチャージャ402としての機能は、既知の種々の手法により実現することができ、その説明は省略する。
コントローラ401は、図示しないプロセッサやメモリを備える処理装置であり、チャージャ402を制御(充電制御)して、バッテリ43及びキャパシタ44の充放電を制御する。
コントローラ401は、図1に示すように、決定部41及び充電制御部42としての機能を備える。具体的には、プロセッサが、メモリに格納されたプログラムを実行することにより、決定部41及び充電制御部42としての各機能を実現する。
決定部41及び充電制御部42としての機能を実現するためのプログラムも、例えばフレキシブルディスク,CD(CD−ROM,CD−R,CD−RW等),DVD(DVD−ROM,DVD−RAM,DVD−R,DVD+R,DVD−RW,DVD+RW,HD DVD等),ブルーレイディスク,磁気ディスク,光ディスク,光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、コンピュータはその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いる。又、そのプログラムを、例えば磁気ディスク,光ディスク,光磁気ディスク等の記憶装置(記録媒体)に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してコンピュータに提供するようにしてもよい。
決定部41及び充電制御部42としての機能を実現する際には、内部記憶装置(本実施形態では図示しないメモリ等)に格納されたプログラムがコンピュータのマイクロプロセッサ(本実施形態ではコントローラ401に備えられたプロセッサ)によって実行される。このとき、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行するようにしてもよい。
決定部41は、キャッシュメモリ306におけるバックアップ対象領域のサイズ(バックアップサイズ)に基づいて、バッテリ43の目標充電量を決定する。
例えば、コントローラ401における図示しないメモリに、予めバックアップサイズと目標充電量とを対応付けた変換テーブル(変換情報)を格納しておく。決定部41は、サイズ変更部308から通知されたバックアップサイズに基づいて、この変換テーブルを参照して、バックアップサイズに応じた目標充電量を決定する。本実施形態においては、目標充電量を、例えば、満充電に対する割合(充電率;単位:%)として表す。
また、決定部41は、決定した目標充電量を充電制御部42に通知する。
充電制御部42は、チャージャ402を制御してバッテリ43及びキャパシタ44をそれぞれ充放電させ、これらのバッテリ43及びキャパシタ44をそれぞれ、所望の充電量の状態にする。以下、バッテリ43の充電量とキャパシタ44の充電量との合計値を合計充電量という場合がある。
充電制御部42は、バッテリ43の充電量が目標充電量に満たない場合には、バッテリ43とキャパシタ44との両方に対して充電を開始し、合計充電量が目標充電量に到達するまで、これらのバッテリ43とキャパシタ44とを充電させる。合計充電量が目標充電量に到達すると、充電制御部42はCPU301に対して充電完了を通知する。
その後、充電制御部42は、更に、バッテリ43を、その充電量が目標充電量に到達するまで充電させる。そして、充電制御部42は、バッテリ43単独での充電量が目標充電量に到達するとキャパシタ44を放電させる。これによりキャパシタ44の劣化を防止することができる。
また、充電制御部42は、合計充電量が目標充電量よりも多い場合には、キャパシタ44を優先的に放電させ、その後、バッテリ43を、そのバッテリ43単独での充電量が目標充電量に到達するまで放電させる。バッテリ43よりもキャパシタ44を優先して充放電させることにより、バッテリ43の充放電の回数を低減し、これによりバッテリ43の劣化を防止することができる。
上述の如く構成された実施形態の一例としてのストレージ装置10の起動時におけるBPSU40の処理を、図3に示すフローチャート(ステップA1〜A8)に従って説明する。
本ストレージ装置10が電源投入もしくは再起動されると、CM30のサイズ変更部308(CPU301)がBPSU40の決定部41に対して、バックアップサイズ(例えば、5GB)を通知する(ステップA1)。BPSU40においては、決定部41が、通知されたバックアップサイズに基づいて変換テーブルを参照し、目標充電量を決定する。本例においては、目標充電量が総満充電容量の50%とする。以下、括弧内の数字は総満充電容量に対する割合を示す。
BPSU40において、充電制御部42が、チャージャ402を制御して、バッテリ43及びキャパシタ44の充電を開始する。具体的には、バッテリ43を目標充電量(50%)まで、又、キャパシタ44を満充電(10%)まで、それぞれ充電させる(ステップA2)。又、この状態においては、ストレージ装置10はライトスルーモードで動作している。
充電制御部42は、バッテリ43の充電量とキャパシタ44の充電量との合計充電量が目標充電量よりも高いか否かを確認する(ステップA3)。合計充電量が目標充電量以下である場合には(ステップA3のNOルート参照)、合計充電量が目標充電量よりも高くなるまでステップA3を繰り返し行なう。
合計充電量が目標充電量よりも高くなると(ステップA3のYESルート参照)、充電制御部42はCPU301に対して充電完了を通知し、CPU301は、本ストレージ装置10をライトバックモードに移行させる(ステップA4)。
充電時間の早いキャパシタ44をバッテリ43と併用して充電させることにより、合計充電量が目標充電量に到達するまでの時間を短縮させることができ、ストレージ装置10がライトスルーモードからライトバックモードへ移行するまでの時間を短縮させることができる。
ストレージ装置10が準備完了(システムレディ)状態となり(ステップA5)、ストレージ装置10としての機能を実現可能な状態となる。
充電制御部42は、バッテリ43の充電量が目標充電量に到達したかを確認する(ステップA6)。バッテリ43の充電量が目標充電量よりも低い場合には(ステップA6のNOルート)、このバッテリ43の充電量が目標充電量以上になるまでステップA6を繰り返し行なう。
バッテリ43の充電量が目標充電量に到達すると(ステップA6のYESルート参照)、充電制御部42は、キャパシタ44の充電を停止する(ステップA7)。そして、充電制御部42は、キャパシタ44を放電させ、その充電量を0%とする。これにより、バッテリ43の充電量が目標充電量(50%)であり、又、キャパシタ44の充電量が0%の状態で運用が開始され(ステップA8)、処理を終了する。
次に、実施形態の一例としてのストレージ装置10におけるバックアップサイズの変更に伴うBPSU40の処理を、図4〜図6に示すフローチャート(ステップB1〜B17)に従って説明する。なお、図4はそのステップB1〜B4にかかる処理を、図5はステップB5〜B11にかかる処理を、図6はステップB12〜B17にかかる処理を、それぞれ示す。本例においても、キャパシタ44の満充電容量が、バッテリ43の満充電容量とキャパシタ44の満充電容量との総和(総満充電容量)の約10%であるものとする。
システムレディ状態において、CM30のサイズ変更部308(CPU301)が、キャッシュメモリ306におけるバックアップ対象領域のサイズの変更を行なうことを判断する。
サイズ変更部308は、変更後のバックアップサイズ(αGB)を決定し、BPSU40の決定部41に対して、この変更後のバックアップサイズ(αGB)を通知する(ステップB1)。なお、この時点においては、サイズ変更部308は、まだキャッシュメモリ306におけるバックアップ対象領域のサイズを変更しない。
BPSU40において、決定部41は、通知されたバックアップサイズに基づいて変換テーブルを参照し、バックアップサイズ(αGB)に対応する目標充電量[Y%]を決定する。
また、BPSU40においては、図示しないタイマにより、サイズ変更部308から変更後のバックアップサイズが通知されてからの経過時間の計時を開始する。
次に、充電制御部42は、通知された新たなバックアップサイズを現状のバックアップサイズと比較する(ステップB2)。すなわち、現状よりもバックアップサイズが増加するか否かを確認する。例えば、BPSU40においては、CPU301から通知されたバックアップサイズをメモリ等に記憶しておき、通知されたバックアップサイズをこのメモリに記憶されている先に通知されたバックアップサイズと比較することにより、バックアップサイズの増減を判断する。
新たなバックアップサイズが現状のバックアップサイズよりも大きい場合には(ステップB2のYESルート参照)、バックアップサイズ増加に伴う処理を行なう(ステップB3)。
すなわち、バックアップサイズが増加する場合には、図5のステップB5〜B11に示す処理を行なう。
先ず、決定部41部は、バッテリ43に対する第1のバッテリ目標充電量[X%]を決定する。ただし、第1のバッテリ目標充電量[X%]+キャパシタ44の満充電容量[10%]=目標充電量[Y%]である。
充電制御部42は、チャージャ402に対して、バッテリ43及びキャパシタ44の充電をそれぞれ開始する(ステップB5)。すなわち、充電制御部42は、バッテリ43を第1のバッテリ目標充電量[X%]まで、又、キャパシタ44を満充電[10%]まで、それぞれ充電させる。
充電制御部42は、バッテリ43の充電量とキャパシタ44の充電量との合計充電量が目標充電量[Y=(X+10)%]よりも高いか否かを確認する(ステップB6)。合計充電量が目標充電量以下である場合には(ステップB6のNOルート参照)、合計充電量が目標充電量よりも高くなるまでステップB6を繰り返し行なう。
合計充電量が目標充電量よりも高くなると(ステップB6のYESルート参照)、充電制御部42はCPU301に対して充電完了を通知し、サイズ変更部308(CPU301)は、キャッシュメモリ306におけるバックアップ対象領域のサイズ(バックアップサイズ)をαGBに変更する(ステップB7)。
このように、BPSU40において、バッテリ43の充電量とキャパシタ44の充電量との合計充電量が目標充電量[Y=(X+10)%]よりも高くなったことを確認されてから、キャッシュメモリ306のバックアップ対象領域のサイズを変更する。これにより、停電が発生した場合でも、バッテリ43とキャパシタ44との合計充電量でバックアップ対象領域のデータを不揮発性メモリ307にバックアップさせることができ、信頼性を向上させることができる。
また、充電時間の早いキャパシタ44をバッテリ43と併用して充電させることにより、合計充電量が目標充電量に到達するまでの時間を短縮させることができる。
この時点において、バッテリ43の充電量はX%であり、キャパシタ44の充電量は10%(満充電)である(ステップB8)。
充電制御部42は、ステップB1においてサイズ変更部308から変更後のバックアップサイズが通知されてから、予め規定した所定時間(例えば3時間)が経過するまでの間に、サイズ変更部308から新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれたかを確認する(ステップB9)。新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれなかった場合には(ステップB9のYESルート参照)、充電制御部42は、バッテリ43を目標充電量[Y=(X+10)%]まで充電する。又、充電制御部42は、バッテリ43の充電量が目標充電量に到達したことを確認すると、キャパシタ44を放電させ、その充電量を0%とする(ステップB10)。これにより、バッテリ43の充電量が目標充電量[50%]であり、キャパシタ44の充電量が0%の状態となり(ステップB11)、処理を終了する。
また、新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれた場合には(ステップB9のNOルート参照)、処理を終了し、図4のステップB1に戻る。すなわち、新たに通知されたバックアップサイズに基づいて、バッテリ43及びキャパシタ44の充電制御を開始する。
サイズ変更部308から変更後のバックアップサイズが通知されてから、所定時間が経過するまでの間に新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれなかったことを確認してからバッテリ43の充電を開始することで、バッテリ43の充電回数を減らすことができる。これにより、バッテリ43の寿命を延ばすことができる。
一方、新たなバックアップサイズが現状のバックアップサイズ以下である場合には(ステップB2のNOルート参照)、バックアップサイズ減少に伴う処理を行なう(ステップB4)。
すなわち、バックアップサイズが減少する場合には、図6のステップB12〜B17に示す処理を行なう。
なお、以下に示す例においては、目標充電量[Y%]=現在の合計充電量[Z%]−10%であるものとする。
サイズ変更部308(CPU301)は、キャッシュメモリ306におけるバックアップ対象領域のサイズ(バックアップサイズ)をαGBに変更する(ステップB12)。
決定部41は、キャパシタ44の充電量を確認する(ステップB13)。すなわち、キャパシタ44の充電量が0であるか否かを確認する。キャパシタ44の充電量が0%の場合には(ステップB13のYESルート参照)、充電制御部42は、ステップB1においてサイズ変更部308から変更後のバックアップサイズが通知されてから、予め規定した所定時間(例えば3時間)が経過するまでの間に、サイズ変更部308から新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれたかを確認する(ステップB14)。
新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれなかった場合には(ステップB14のYESルート参照)、充電制御部42は、バッテリ43を目標充電量[Y=(Z−10)%]まで放電する。なお、キャパシタ44は充電量が0%の状態で変動はない(ステップB15)。これにより、バッテリ43の充電量が目標充電量[Y=(Z−10)%]であり、キャパシタ44の充電量が0%の状態となり(ステップB16)、処理を終了する。
また、新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれた場合には(ステップB14のNOルート参照)、処理を終了し、図4のステップB1に戻る。すなわち、新たに通知されたバックアップサイズに基づいて、バッテリ43及びキャパシタ44の充電制御を開始する。
サイズ変更部308から変更後のバックアップサイズが通知されてから、所定時間が経過するまでの間に新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれなかったことを確認してからバッテリ43の放電を開始することで、バッテリ43の放電回数を減らすことができる。これにより、バッテリ43の寿命を延ばすことができる。
一方、キャパシタ44の充電量が0%ではない場合、すなわち、キャパシタ44の充電量が10%である場合には(ステップB13のNOルート参照)、バッテリ43の充電量は(Z−10)%である。そこで、充電制御部42は、キャパシタ44を放電させ、その充電量を0%にする(ステップB17)。目標充電量とするために、キャパシタ44を優先して放電させることにより、バッテリ43の放電回数を減らし、バッテリ43の寿命を延ばすことができる。
その後、ステップB16に移行する。すなわち、バッテリ43の充電量が目標充電量[Y=(Z−10)%]であり、キャパシタ44の充電量が0%の状態となり、処理を終了する。
なお、図6においては、目標充電量[Y%]=現在の合計充電量[Z%]−10%である例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、キャパシタ44を放電させてもバッテリ43の充電量が目標充電量よりも高くなる場合には、ステップB17において、バッテリ43を目標充電量になるよう放電させてもよく、種々変形して実施することができる。
(B)バッテリとキャパシタとの共用について
以下に、本ストレージ装置10におけるバッテリ43とキャパシタ44との共用手法について説明する。
(B−1)バッテリの第1の運用方法
図7〜図10は、それぞれ実施形態の一例としてのストレージ装置10のBPSU40の第1の運用方法を説明するための図であり、それぞれバッテリ43及びキャパシタ44の各充電状態を示している。
バッテリ43は複数の電池セルを備える。この第1の運用手法においては、バッテリ43を構成するこれらの複数の電池セルを不均等に充電する。具体的には、充電時に電池セルを順番に満充電にしていく。
以下、合計充電量が50%の状態から目標充電量60%へ増加させる例を示す。
図7に例示する第1状態においては、バッテリ43の充電量が約50%、キャパシタ44の充電量が0%であり、合計充電量が約50%である。そして、バッテリ43において備えられた複数のセルのうち、一部が満充電であり、残りが約50%の状態で充電されている。バッテリ43のセルは充電量0%の状態では劣化が進むので、満充電ではないセルの充電量を約50%の状態としている。
図8の第2状態に示すように、充電制御部42は、先ず、キャパシタ44を満充電にする。これにより、バッテリ43の充電量が約50%(変化なし)、キャパシタ44の充電量が10%となり、合計充電量が約60%となる。キャパシタ44は短時間で充電することができ、例えば、キャパシタ44の充電開始後、数秒後に満充電の状態にすることができる。
その後、サイズ変更部308がバックアップ領域のサイズ変更を所定期間行なわず、サイズ変更部308から新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれない場合には、充電制御部42は、図9の第3状態に示すように、バッテリ43のセルのうち、満充電になっていない1つのセルに対して充電を開始し、そのセルを満充電にする。この第3状態においては、バッテリ43の充電量が約60%、キャパシタ44の充電量が10%であり、合計充電量が70%である。
そして、充電制御部42は、図10の第4状態に示すように、キャパシタ44の劣化を防止するために放電させる。これにより、第4状態においては、バッテリ43の充電量が目標充電量の60%であり、キャパシタ44の充電量が0%である。
(B−2)バッテリの第2の運用方法
図11〜図14は、それぞれ実施形態の一例としてのストレージ装置10のBPSU40の第2の運用方法を説明するための図であり、それぞれバッテリ43及びキャパシタ44の各充電状態を示している。
バッテリ43は複数の電池セルを備える。この第2の運用方法においては、バッテリ43を構成するこれらの複数の電池セルを均等に充電する。
以下、合計充電量が50%の状態から目標充電量60%へ増加させる例を示す。
図11に例示する第1状態においては、バッテリ43の充電量が50%、キャパシタ44の充電量が0%であり、合計充電量が50%である。
図12の第2状態に示すように、充電制御部42は、先ず、キャパシタ44を満充電にする。これにより、バッテリ43の充電量が50%、キャパシタ44の充電量が10%となり、合計充電量が60%となる。キャパシタ44は短時間で充電することができ、例えば、キャパシタ44の充電開始後、数秒後に満充電の状態にすることができる。
その後、サイズ変更部308がバックアップ領域のサイズ変更を所定期間行なわず、サイズ変更部308から新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれない場合には、充電制御部42は、図13の第3状態に示すように、バッテリ43への充電を開始し、その充電量を50%から60%に変更させる。この第3状態においては、バッテリ43の充電量が60%、キャパシタ44の充電量が10%であり、合計充電量が70%である。
そして、充電制御部42は、図14の第4状態に示すように、キャパシタ44の劣化を防止するために放電させる。これにより、第4状態においては、バッテリ43の充電量が目標充電量の60%であり、キャパシタ44の充電量が0%である。
このバッテリ43の第2の運用方法によれば、チャージャ402において、バッテリ43におけるセル毎の制御回路が不要であり、前述した第1の運用方法に比べて装置サイズを小さくでき、又、製造コストも低減することができる。
(C)効果
実施形態の一例としてのストレージ装置10によれば、キャッシュメモリ306のバックアップ領域のサイズに応じた目標充電量にバッテリ43を充電させる。これにより、バッテリ43が満充電の状態での時間を減らすことができ、バッテリ43の劣化を阻止し、寿命を延ばすことができる。すなわち、バッテリ43の交換作業を低減し、メンテナンスフリー化を実現することができる。
また、バッテリ43とともにキャパシタ44を備え、合計充電量を変更する際には、キャパシタ44を優先して放充電させる。これにより、バッテリ43を放充電する回数を低減することができ、これによってもバッテリ43の劣化を阻止し、寿命を延ばすことができる。
また、キャパシタ44はバッテリ43に比べて放充電に要する時間が短いので、合計充電量を変更する際には、キャパシタ44を優先して放充電させることにより、目標充電量に到達するまでの時間を低減することができる。すなわち、合計充電量を迅速に変化させることができる。又、これにより、例えば、本ストレージ装置10の起動時等において、ライトスルーモードからライトバックモードへの移行時間を短縮することができる。
さらに、バッテリ43の充電量が目標充電量に到達した時点でキャパシタ44を放電することにより、キャパシタ44の劣化を抑止し、寿命を延ばすことができる。すなわち、キャパシタ44の交換作業を低減し、メンテナンスフリー化を実現することができる。
サイズ変更部308から変更後のバックアップサイズが通知されてから、所定時間が経過するまでの間に新たなバックアップサイズの変更通知が行なわれなかったことを確認してからバッテリ43の充放電を行なうことで、バッテリ43の充放電回数を減らすことができる。これにより、バッテリ43の寿命を延ばすことができる。
(D)変形例
上述した実施形態に関わらず、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
(D−1)第1変形例
上述した実施形態においては、バッテリ43が目標充電量に達した後に、キャパシタ44を放電させているが、これに限定されるものではない。
周知の如くバッテリ43には放電下限電圧がある。一方、キャパシタ44は低い電圧まで放電しても影響はない。そこで、高い電圧の放電にはバッテリ43を用い、低い電圧の放電にはキャパシタ44を用いることにより、エネルギの無駄を低減することができる。
図15は実施形態の一例としてのストレージ装置10の第1変形例におけるバッテリ43とキャパシタ44との放電特性を考慮した共用方法を説明する図である。
この図15に示す例においては、バッテリ43の放電下限(下限電圧)が7Vであり、システムの稼動限界が3.3Vである。そして、電圧が9V〜7Vの間での放電にバッテリ43を用い、7V〜3.3Vの間での放電にキャパシタ44を用いることを示す。
このように、バッテリ43とキャパシタ44とを放電電圧に応じて使い分けることで、エネルギを効率的に用いることができる。
(D−2)第2変形例
上述した実施形態及び変形例においては、バッテリ43とキャパシタ44とを用いているが、これに限定されるものではない。すなわち、バッテリ43やキャパシタ44に代えて、他の蓄電装置を用いてもよい。
例えば、バッテリとキャパシタとの中間特性を有するLi-ION(リチウムイオン)キャパシタが知られている。
図16にリチウムイオンバッテリ,リチウムイオンキャパシタ及びキャパシタの特性を例示する。
このリチウムイオンキャパシタをバッテリ43に代えて、もしくはリチウムイオンキャパシタをキャパシタ44に代えて用いることができる。
(D−3)第3変形例
上述した実施形態及び各変形例においては、バッテリ43とキャパシタ44とを用いているが、これに限定されるものではない。すなわち、BPSU40において、キャパシタ44を備えずにバッテリ43だけで電力供給を行なってもよい。
例えば、ストレージ装置10を、深夜等の特定の時間にバックアップを行なう用途に用いる場合には、BPSU40の充電量を必ずしも短時間に変更する必要はない。又、例えば、動画配信のようにライト要求よりもリード要求の方が多い用途においては、キャッシュメモリ306におけるライトデータの格納領域の変動は少ない。
これらのような用途に用いる場合には、放充電を短時間で行なうことができるキャパシタ44をBPSU40に備える必要はなく、キャパシタ44を搭載しないでストレージ装置10を構成することにより製造コストを低減することができる。
実施形態の第3変形例のストレージ装置10の起動時におけるBPSU40の処理を、図17に示すフローチャート(ステップA11〜A16)に従って説明する。
本ストレージ装置10が電源投入もしくは再起動されると、CM30のサイズ変更部308(CPU301)がBPSU40の決定部41に対して、バックアップサイズ(例えば、5GB)を通知する(ステップA11)。BPSU40においては、決定部41が、通知されたバックアップサイズに基づいて変換テーブルを参照し、目標充電量を決定する。本例においては、目標充電量が総満充電容量の50%とする。以下、括弧内の数字は総満充電容量に対する割合を示す。
BPSU40において、充電制御部42が、チャージャ402を制御して、バッテリ43及びキャパシタ44の充電を開始する。具体的には、バッテリ43を目標充電量(50%)まで充電させる(ステップA12)。又、この状態においては、ストレージ装置10はライトスルーモードで動作している。
充電制御部42は、バッテリ43の充電量が目標充電量よりも高いか否かを確認する(ステップA13)。バッテリ43の充電量が目標充電量以下である場合には(ステップA13のNOルート参照)、バッテリ43の充電量が目標充電量よりも高くなるまでステップA13を繰り返し行なう。
バッテリ43の充電量が目標充電量よりも高くなると(ステップA13のYESルート参照)、充電制御部42はCPU301に対して充電完了を通知し、CPU301は、本ストレージ装置10をライトバックモードに移行させる(ステップA14)。
ストレージ装置10が準備完了(システムレディ)状態となり(ステップA15)、ストレージ装置10としての機能を実現可能な状態となる。これにより、バッテリ43が目標充電量(50%)で充電された状態で(ステップA16)運用が開始され、処理を終了する。
(D−4)その他
上述した実施形態及び各変形例においては、CM30のサイズ変更部308がBPSU40に対してバックアップサイズを通知し、BPSU40において決定部41が、この通知されたバックアップサイズに基づいて目標充電量を決定しているが、これに限定されるものではない。すなわち、決定部41としての機能をCM30のCPU301が実現し、CPU301がBPSU40のコントローラ401に目標充電量を通知してもよい。これにより、BPSU40のコントローラ401の負荷を軽減することができる。
また、上述した実施形態においては、決定部41が、予めバックアップサイズと目標充電量とを対応付けた変換テーブル(変換情報)を参照することにより、目標充電量を決定部41しているが、これに限定されるものではない。
例えば、バックアップサイズに対して演算式を適用することにより、目標充電量を決定してもよい。又、目標充電量を決定するに際して、充電時間、充電電流の積算量、放電時間、放電電流の積算量を用いて算出してもよい。又、直列に接続された図示しない抵抗に、一定間隔で電流を流して、その放電特性を取得し、例えば、その放電曲線に基づいて目標充電量を算出してもよい。
1 ストレージシステム
2 ホスト装置
10 ストレージ装置
30,30a,30b CM
40 BPSU
41 決定部
42 充電制御部
43 バッテリ
44 キャパシタ
50 ネットワーク
51 通信回線
60 記憶装置
301 CPU
302 メモリ
303 データ退避処理部
304 エキスパンダ
305 ホストコントローラ
306 キャッシュメモリ
307 不揮発性メモリ
308 サイズ変更部
401 コントローラ
402 チャージャ
403,404 整流回路

Claims (14)

  1. データを一時的に記憶するキャッシュメモリと、
    前記キャッシュメモリのデータの複写を記憶する不揮発性メモリと、
    前記キャッシュメモリに停電時に電力を供給するバッテリと、
    前記停電時に、前記キャッシュメモリにおけるバックアップ対象領域のデータを前記不揮発メモリに退避させるデータ退避処理部と、
    前記バッテリを、前記バックアップ対象領域のサイズに応じた目標充電量に充電させる充電制御部とを備えることを特徴とする、制御装置。
  2. 前記バックアップ対象領域のサイズに基づいて、前記目標充電量を決定する決定部をそなえ、
    前記充電制御部が、前記決定部によって決定された目標充電量に前記バッテリを充電させることを特徴とする、請求項1記載の制御装置。
  3. 前記キャッシュメモリにおける前記バックアップ対象領域のサイズを変更するサイズ変更部をそなえ、
    前記決定部が、前記サイズ変更部によって変更された前記バックアップ対象領域のサイズに基づいて、前記目標充電量を決定することを特徴とする、請求項2記載の制御装置。
  4. 前記キャッシュメモリに停電時に電力を供給するキャパシタをそなえ、
    前記充電制御部が、目標充電量の変更時には、前記キャパシタを優先して充放電させることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御装置。
  5. 前記充電制御部が、前記バッテリ及び前記キャパシタを充電させ、前記バッテリの充電量が前記目標充電量に到達した後には、前記キャパシタを放電させることを特徴とする、請求項4記載の制御装置。
  6. 当該制御装置の起動時において、
    前記充電制御部により充電された前記キャパシタの充電量と前記バッテリの充電量との合計が前記目標充電量に到達するまでは、記憶装置にデータを記憶した時点で上位装置に対して書き込み完了を出力するライトスルーモードで動作し、前記充電制御部により充電された前記キャパシタの充電量と前記バッテリの充電量との合計が前記目標充電量に到達すると、前記キャッシュメモリにデータを記憶した時点で前記上位装置に対して書き込み完了を出力するライトバックモードに移行することを特徴とする、請求項4又は5記載の制御装置。
  7. データを一時的に記憶するキャッシュメモリと、前記キャッシュメモリのデータを退避する不揮発性メモリと、停電時に、前記キャッシュメモリにおけるバックアップ対象領域のデータを前記不揮発メモリに退避させるデータ退避処理部とに電力を供給する電力供給装置であって、
    前記キャッシュメモリに前記停電時に電力を供給するバッテリと、
    前記バッテリを、前記バックアップ対象領域のサイズに応じた目標充電量に充電させる充電制御部とを備えることを特徴とする、電力供給装置。
  8. 前記キャッシュメモリに停電時に電力を供給するキャパシタをそなえ、
    前記充電制御部が、目標充電量の変更時には、前記キャパシタを優先して充放電させることを特徴とする、請求項7記載の電力供給装置。
  9. 前記充電制御部が、前記バッテリ及び前記キャパシタを充電させ、前記バッテリの充電量が前記目標充電量に到達した後には、前記キャパシタを放電させることを特徴とする、請求項8記載の電力供給装置。
  10. データを一時的に記憶するキャッシュメモリと、前記キャッシュメモリのデータを退避する不揮発性メモリと、前記キャッシュメモリに停電時に電力を供給するバッテリと、前記停電時に、前記キャッシュメモリにおけるバックアップ対象領域のデータを前記不揮発メモリに退避させるデータ退避処理部とをそなえ、上位装置からのデータアクセス要求に応じて、記憶装置をアクセスするストレージ装置における電力制御方法であって、
    前記バックアップ対象領域のサイズに応じた目標充電量を決定するステップと、
    前記バッテリを、前記目標充電量に充電させるステップとを備えることを特徴とする、電力制御方法。
  11. 前記ストレージ装置が、前記キャッシュメモリに停電時に電力を供給するキャパシタをそなえ、
    前記目標充電量の変更時には、前記キャパシタを優先して充放電させることを特徴とする、請求項10記載の電力制御方法。
  12. 前記バッテリ及び前記キャパシタを充電させ、前記バッテリの充電量が前記目標充電量に到達した後には、前記キャパシタを放電させることを特徴とする、請求項11記載の電力制御方法。
  13. 前記ストレージ装置の起動時において、
    充電された前記キャパシタの充電量と前記バッテリの充電量との合計が前記目標充電量に到達するまでは、記憶装置にデータを記憶した時点で前記上位装置に対して書き込み完了を出力するライトスルーモードで動作し、充電された前記キャパシタの充電量と前記バッテリの充電量との合計が前記目標充電量に到達すると、前記キャッシュメモリにデータを記憶した時点で前記上位装置に対して書き込み完了を出力するライトバックモードに移行することを特徴とする、請求項11又は12記載の電力制御方法。
  14. 前記キャッシュメモリにおける前記バックアップ対象領域のサイズを変更し、
    前記変更された前記バックアップ対象領域のサイズに基づいて、前記目標充電量を決定することを特徴とする、請求項10〜13のいずれか1項に記載の電力制御方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9152350B2 (en) 2012-07-19 2015-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device controlling write or read process
JP2016012353A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 ブル サス サーバ用マイクロ停電補償モジュール
JP2018181348A (ja) * 2017-04-19 2018-11-15 シーゲイト テクノロジー エルエルシーSeagate Technology LLC インテリジェントなバックアップキャパシタ管理
JP2019106847A (ja) * 2017-12-14 2019-06-27 株式会社日立製作所 無線端末、無線端末を備えるシステムおよび電子装置
JP2020030580A (ja) * 2018-08-22 2020-02-27 富士通株式会社 情報処理装置、データ管理方法およびデータ管理プログラム

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9891974B2 (en) * 2014-09-10 2018-02-13 Toshiba Memory Corporation Memory system
CN105528308A (zh) * 2014-10-24 2016-04-27 中兴通讯股份有限公司 掉电处理方法、装置及电子设备
CN105988735B (zh) * 2015-03-06 2019-03-19 华为技术有限公司 数据写入控制装置及方法
CN106155942B (zh) * 2015-03-27 2019-05-31 漳州灿坤实业有限公司 断电记忆装置及其系统
US20170031601A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Memory system and storage system
US20170214251A1 (en) * 2016-01-21 2017-07-27 General Electric Company Energy Storage Systems With Enhanced Storage and Discharge Response Allocation
KR102208058B1 (ko) * 2016-11-04 2021-01-27 삼성전자주식회사 저장 장치 및 이를 포함하는 데이터 처리 시스템
JP6977473B2 (ja) * 2017-10-20 2021-12-08 富士通株式会社 ストレージ装置及びバックアッププログラム
KR102627537B1 (ko) * 2017-12-20 2024-01-19 딘 테크놀로지, 인크. 디지털 고전압 파워 서플라이
US10108210B1 (en) * 2017-12-20 2018-10-23 Dean Technology, Inc. Digital high voltage power supply
JP7292872B2 (ja) * 2018-12-25 2023-06-19 キヤノン株式会社 情報処理装置および情報処理装置の制御方法
CN110780811B (zh) * 2019-09-19 2021-10-15 华为技术有限公司 数据保护方法、装置及存储介质
CN113760074B (zh) * 2021-08-24 2023-08-04 深圳大普微电子科技有限公司 备电系统和固态硬盘

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009503724A (ja) * 2005-08-04 2009-01-29 ドット・ヒル・システムズ・コーポレイション 記憶制御装置スーパーコンデンサ動的電圧スロットリング
JP2012005170A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd ストレージ装置及び充電制御方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63257045A (ja) 1987-04-15 1988-10-24 Hitachi Ltd 外部記憶制御装置
US7003620B2 (en) * 2002-11-26 2006-02-21 M-Systems Flash Disk Pioneers Ltd. Appliance, including a flash memory, that is robust under power failure
JP3811149B2 (ja) 2003-08-18 2006-08-16 株式会社日立製作所 キャッシュメモリバックアップ装置
JP2005332471A (ja) 2004-05-19 2005-12-02 Hitachi Ltd ディスクアレイ装置
JP4419093B2 (ja) 2005-10-27 2010-02-24 オムロン株式会社 無停電電源装置および制御方法、並びに蓄電装置および方法
JP2010026941A (ja) 2008-07-23 2010-02-04 Hitachi Ltd 複数のバッテリモジュールを有するストレージシステム
WO2012085962A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-28 Hitachi, Ltd. Method for recharging a backup battery after power failure with minimal service disruption and corresponding storage apparatus
US8667331B2 (en) * 2011-06-16 2014-03-04 Hitachi, Ltd. Storage system and control method for storing write data requested by a host computer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009503724A (ja) * 2005-08-04 2009-01-29 ドット・ヒル・システムズ・コーポレイション 記憶制御装置スーパーコンデンサ動的電圧スロットリング
JP2012005170A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd ストレージ装置及び充電制御方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9152350B2 (en) 2012-07-19 2015-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device controlling write or read process
JP2016012353A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 ブル サス サーバ用マイクロ停電補償モジュール
JP2018181348A (ja) * 2017-04-19 2018-11-15 シーゲイト テクノロジー エルエルシーSeagate Technology LLC インテリジェントなバックアップキャパシタ管理
JP2019106847A (ja) * 2017-12-14 2019-06-27 株式会社日立製作所 無線端末、無線端末を備えるシステムおよび電子装置
JP7045179B2 (ja) 2017-12-14 2022-03-31 株式会社日立製作所 無線端末を備えるシステム
JP2020030580A (ja) * 2018-08-22 2020-02-27 富士通株式会社 情報処理装置、データ管理方法およびデータ管理プログラム

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