JP2015075929A

JP2015075929A - ストレージ増設装置及びストレージ増設装置の省電力方法

Info

Publication number: JP2015075929A
Application number: JP2013211838A
Authority: JP
Inventors: 小俣　空成; Kusei Komata; 空成小俣; 隆雄後藤; Takao Goto; 雅則井澤; Masanori Izawa; 信夫今村; Nobuo Imamura; 慎太郎村田; Shintaro Murata
Original assignee: Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Current assignee: Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-04-20

Abstract

【課題】ＨＤＤを増設した場合であっても電力消費を低減すること。【解決手段】電源部１０が、ＨＤＤ群４０を稼働するための大電力ＤＣ出力をＨＤＤ群４０及び制御ボード部２０に供給するＨＤＤ稼働時出力チャネル１２と、前記大電力ＤＣ出力に比べて低出力且つ制御ボード部２０及び電源スイッチ受電インジケータ３０が最小限必要とする小電力ＤＣ出力を制御ボード部２０及び電源スイッチ受電インジケータ３０に供給するＨＤＤ待機時出力チャネル１５とを設け、ＨＤＤ待機状態のとき、制御ボード部２０が電源部１０にＨＤＤ稼働時出力チャネルからの大電力ＤＣ出力を停止させるストレージ増設装置。【選択図】図２

Description

本発明は、多数の磁気ディスク装置（ＨＤＤ：ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）を搭載するコンピュータシステム用のストレージ増設装置及びストレージ増設装置の省電力方法に係り、特に接続するＨＤＤ群を増設した場合であっても電源自体の電力も低減することができるストレージ増設装置及びストレージ増設装置の省電力方法に関する。

近年のコンピュータシステムは、多数台のＨＤＤを組み合わせることで仮想的な1台のＨＤＤとして運用して冗長性を向上させるＲＡＩＤ（ＲｅｄｕｎｄａｎｔＡｒｒａｙｓｏｆＩｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅＤｉｓｋｓ、又はＲｅｄｕｎｄａｎｔＡｒｒａｙｓｏｆＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＤｉｓｋｓ）技術を採用したストレージ装置が採用されている。

このストレージ装置は、消費電力を抑えながら大容量を実現するために、データアクセスが発生していないＨＤＤについてはその回転又は電源を止めることによって、消費電力を削減するＭＡＩＤ（ＭａｓｓｉｖｅＡｒｒａｙｏｆＩｄｌｅＤｉｓｋｓ）技術が採用されている。

なお、ストレージ装置におけるＭＡＩＤ技術が記載された文献としては、下記の特許文献１が挙げられ、この特許文献１には、ＭＡＩＤ技術では停止を行いたいアレイグループに対するアクセスが少しでも有る時間帯には該当のアレイグループを停止できない課題や頻繁な起動停止によりＨＤＤの寿命が低下する課題を解決するため、ストレージ装置を使用する複数タスクのスケジューリングを行い、ユーザによって選択されたスケジュールに基づいてタスクの実行および電源制御対象ユニットの起動停止制御を行うことによって省電力化を実現する技術が記載されている。

特開２００９−４８５８３号公報

前記の特許文献１に記載された技術は、複数タスクのスケジューリングにより省電力を達成する技術が記載されているものの、近年のストレージ装置には更なる省電力が望まれており、特にＨＤＤ群を追加するためのストレージ増設装置においてはＨＤＤの制御だけでは更なる省電力を達成することが困難であるという課題があった。

この課題を図５から図７を参照して説明する。従来技術によるストレージ増設装置は、図５に示す如く、多数のＨＤＤを搭載したＨＤＤ群４０と、該ＨＤＤ群４０に電力を供給する電源部１０と、該電源部１０から電力が供給され、前記ＨＤＤ群４０と上位装置及び下位装置間での通信ポートを制御する制御ボード部２０とを備え、前記電源部１０は、ＨＤＤ群４０を稼働するための大電力を供給するＨＤＤ稼働時出力チャネル１２と電源スイッチや電源スイッチ受電インジケータ３０に小電力を供給するＢＳチャネル１３が設けられ、制御ボード部２０のＨＤＤ稼働時出力チャネル制御部２５からのＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号１４によってＨＤＤ群４０への電力供給のオンオフ制御を行い、ＨＤＤ群４０停止時においてはＨＤＤ稼働時出力チャネル１２からの電源出力を遮断し、装置を省電力状態にする機能を有している。

このように構成された従来技術によるストレージ増設装置は、ＨＤＤ待機状態において、ＨＤＤ稼働時を賄う大電力供給チャネル（ＨＤＤ稼働時出力チャネル１２）により待機状態を維持しており、図７に示す如く、ＨＤＤ稼働時出力に対しＨＤＤ待機状態は非常に出力が低いため、電源変換の非効率な領域を使用せざるを得ない状態であり、電源自体が無駄な電力を消費するという課題があった。

また、従来のストレージ増設装置は、図６に示す如く、ＨＤＤ群４０に制御ボード部２０ａ及び２０ｂを接続し、個々の制御ボード部２０ａ及び２０ｂが電源部１０ａ及び１０ｂを制御する構成の場合、ＨＤＤ群４０に対する電源供給が停止された状態であっても、ＨＤＤ群４０と制御ボード部２０ａ及び２０ｂの通信ポート群がＥｎａｂｌｅ状態（有効状態）を維持させていたため、未使用状態の通信ポートが無駄な電力を消費するという課題があった。

本発明の目的は、前述の従来技術による課題を解決しようとするものであり、接続するＨＤＤ群を増設した場合であっても電源自体の電力も低減することができるストレージ増設装置及びストレージ増設装置の省電力方法を提供することである。

前記の目的を達成するために請求項１記載の発明は、多数のＨＤＤを搭載したＨＤＤ群と、前記ＨＤＤ群と上位装置及び下位装置間での通信ポート及びＨＤＤ群間の通信ポートを制御すると共にＨＤＤ稼働を制御するためのＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号を出力する制御ボード部と、前記ＨＤＤ群制御ボード部に電力を供給する電源部とを備えるストレージ増設装置であって、
前記電源部が、交流電源を入力とし、前記ＨＤＤ群を稼働するための大電力直流出力を前記ＨＤＤ群及び制御ボード部に供給するＨＤＤ稼働時出力チャネルと、前記大電力直流出力に比べて低出力且つ制御ボード部及び電源スイッチ受電インジケータが最小限必要とする小電力直流出力を前記制御ボード部及び電源スイッチ受電インジケータに供給するＨＤＤ待機時出力チャネルとを備え、ＨＤＤ待機状態のとき、制御ボード部が電源部にＨＤＤ稼働時出力チャネルからの大電力直流出力を停止させることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記特徴のストレージ増設装置において、制御ボード部が、上位装置から待機遷移コマンドを受領したとき、ＨＤＤ群の通信ポート群を無効にする第１工程と、電源部に対してＨＤＤ稼働時出力チャネルの出力をＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号により停止させる第２工程と、前記ＨＤＤ群に対する通信ポート群を無効にする第３工程と、上位装置からの起動コマンドを受領したとき、電源部に対してＨＤＤ稼働時出力チャネルの出力をＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号により供給させる第４工程と、前記ＨＤＤ群に対する通信ポート群を有効とする第５工程とを実行することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、多数のＨＤＤを搭載したＨＤＤ群と、前記ＨＤＤ群と上位装置及び下位装置間での通信ポート及びＨＤＤ群間の通信ポートを制御すると共にＨＤＤ稼働を制御するためのＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号を出力する制御ボード部と、前記ＨＤＤ群制御ボード部に電力を供給する電源部とを備えるストレージ増設装置の省電力方法であって、
前記電源部に、交流電源を入力とし、前記ＨＤＤ群を稼働するための大電力直流出力を前記ＨＤＤ群及び制御ボード部に供給するＨＤＤ稼働時出力チャネルと、前記大電力直流出力に比べて低出力且つ制御ボード部及び電源スイッチ受電インジケータが最小限必要とする小電力直流出力を前記制御ボード部及び電源スイッチ受電インジケータに供給するＨＤＤ待機時出力チャネルとを設け、ＨＤＤ待機状態のとき、制御ボード部に電源部にＨＤＤ稼働時出力チャネルからの大電力直流出力を停止させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記特徴のストレージ増設装置の省電力方法において、制御ボード部に、上位装置から待機遷移コマンドを受領したとき、ＨＤＤ群の通信ポート群を無効にする第１工程と、電源部に対してＨＤＤ稼働時出力チャネルの出力をＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号により停止させる第２工程と、前記ＨＤＤ群に対する通信ポート群を無効にする第３工程と、上位装置からの起動コマンドを受領したとき、電源部に対してＨＤＤ稼働時出力チャネルの出力をＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号により供給させる第４工程と、前記ＨＤＤ群に対する通信ポート群を有効とする第５工程とを実行させることを特徴とする。

本発明によるストレージ増設装置及びストレージ増設装置の省電力方法は、電源部が、交流電源を入力とし、前記ＨＤＤ群を稼働するための大電力直流出力を前記ＨＤＤ群及び制御ボード部に供給するＨＤＤ稼働時出力チャネルと、前記大電力直流出力に比べて低出力且つ制御ボード部及び電源スイッチ受電インジケータが最小限必要とする小電力直流出力を前記制御ボード部及び電源スイッチ受電インジケータに供給するＨＤＤ待機時出力チャネルとを備え、ＨＤＤ待機状態のとき、制御ボード部が電源部にＨＤＤ稼働時出力チャネルからの大電力直流出力を停止させることによって、接続するＨＤＤ群を増設した場合であっても電源自体の電力も低減することができる。

本発明の実施形態によるストレージ増設装置のブロック図。本実施形態による待機状態における給電状態を示すブロック図。本実施形態によるストレージ増設装置の省電力方法の動作を示すフロー図。本実施形態による電力変換効率を説明するためのグラフ図。従来技術によるストレージ増設装置のブロック図。従来技術による待機状態における給電状態を示すブロック図。従来技術による電力変換効率を説明するためのグラフ図。

以下、本発明による省電力方法を適用したストレージ増設装置の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態によるストレージ増設装置は、図１に示す如く、多数のＨＤＤを搭載したＲＡＩＤ接続のＨＤＤ群４０と、前記ＨＤＤ群４０と上位装置及び下位装置間でのインタフェースである通信ポート２２及び２３並びにＨＤＤ群４０間でのインタフェースである通信ポート群２４を制御すると共にＨＤＤ稼働をオンオフ制御するためのＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号１４を出力する制御ボード部２０部と、ＡＣ（交流）電源を入力とし、前記ＨＤＤ群４０及び制御ボード部２０に大電力ＤＣ（直流）出力を供給するＨＤＤ稼働時出力チャネル１２と電源スイッチ受電インジケータ３０に小電力ＤＣ（直流）出力を供給するＨＤＤ待機時出力チャネル１５とを有する電源部１０とを備える。

このように構成されたストレージ増設装置は、従来技術によるＢＳチャネル１３（図５）に代えてＨＤＤ待機時出力チャネル１５を設け、このＨＤＤ待機時出力チャネル１５が電源スイッチ受電インジケータ３０及び制御ボード部２０に一方向ダイオードを介して前記大電力ＤＣ出力に比べて低出力且つ制御ボード部１０及び電源スイッチ受電インジケータ３０が最小限必要とする小電力ＤＣ出力を供給するように構成し、待機状態の制御ボード部２０の必要電力を賄える電力まで増強し、ＨＤＤ稼働時出力チャネル１２とＨＤＤ待機時出力チャネル１５とをオア接続した電源供給を行うように構成している。

本実施形態によるストレージ増設装置は、ＨＤＤ群４０を待機状態としたとき、図２に示す如く、制御ボード部２０のＨＤＤ稼働時出力チャネル制御部２５が電源部１０にＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号１４を出力することによって、電源部１０が、ＨＤＤ稼働時出力チャネル１２が大電力ＤＣ出力を停止し、ＨＤＤ待機時出力チャネル１５が制御ボード部２０に省電力ＤＣ出力を供給することによって、大出力のＨＤＤ稼働時出力チャネル１２からの電力供給を停止することができ、電源部１０における待機時の無駄な消費電力を削減することができる。

また、本実施形態によるストレージ増設装置は、電源部１０のコスト及び実装寸法増に繋がることから、ＨＤＤ待機時出力チャネル１５からの省電力ＤＣ出力を小出力に抑え必要があり、このため、図３に示す電力削減シーケンスを採用しても良く、この電力削減シーケンスは、制御ボード部２０が、上位装置から待機遷移コマンドを受領するステップＳ３１と、ＨＤＤ群の通信ポートのＤｉｓａｂｌｅ（無効）処理を行うステップＳ３２と、電源部に対してＨＤＤ稼働時出力チャネル１２の出力をオフする指示をＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号１４により行うステップＳ３３と、ＨＤＤ群４０に対する通信ポート群２４をＤｉｓａｂｌｅ（無効）処理によって消費電力を最小限に抑えた待機状態に移行するステップＳ３４と、上位装置からの起動コマンドを受領したか否かを所定時間毎に判定し、起動コマンドを受領していないと判定したときに戻るステップＳ３５と、該ステップＳ３５において起動コマンドを受領したと判定したときに電源部に対してＨＤＤ稼働時出力チャネル１２の出力をオンする指示をＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号１４により行うステップＳ３６と、ＨＤＤ群４０に対する通信ポート群２４をＥｎａｂｌｅ（有効）処理するステップＳ３７と、各ＨＤＤの通信状態を通信ポート群２４を介して確認するステップＳ３８とを実行する。

このように本実施形態によるストレージ増設装置及びストレージ増設装置の省電力方法は、このＨＤＤ待機時出力チャネル１５が電源スイッチ受電インジケータ３０及び制御ボード部２０に一方向ダイオードを介して制御ボード部２０の必要電力を賄える小電力ＤＣ出力を供給するように構成し、待機時にＨＤＤ稼働時出力チャネル１２からの電力供給を停止することによって、図４に示す如く、電源変換効率の待機時使用領域を最も変換効率が高い領域出力（３０％から７０％）を使用することができ、電源自体の消費電力を削減し、接続するＨＤＤ群を増設した場合であっても電力消費を低減することができる。また、待機時に制御ボード２０のＨＤＤ群４０との通信ポート群２４もＤｉｓａｂｌｅ（無効）することによって更に消費電力を低減することができる。

１０電源部、１２稼働時出力チャネル、１４稼働時出力チャネル制御信号、
１５待機時出力チャネル、２０制御ボード部、２２及び２３通信ポート、
２４通信ポート群、２５稼働時出力チャネル制御部
３０電源スイッチ受電インジケータ、４０ＨＤＤ群

Claims

多数のＨＤＤを搭載したＨＤＤ群と、前記ＨＤＤ群と上位装置及び下位装置間での通信ポート及びＨＤＤ群間の通信ポートを制御すると共にＨＤＤ稼働を制御するためのＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号を出力する制御ボード部と、前記ＨＤＤ群制御ボード部に電力を供給する電源部とを備えるストレージ増設装置であって、
前記電源部が、交流電源を入力とし、前記ＨＤＤ群を稼働するための大電力直流出力を前記ＨＤＤ群及び制御ボード部に供給するＨＤＤ稼働時出力チャネルと、前記大電力直流出力に比べて低出力且つ制御ボード部及び電源スイッチ受電インジケータが最小限必要とする小電力直流出力を前記制御ボード部及び電源スイッチ受電インジケータに供給するＨＤＤ待機時出力チャネルとを備え、ＨＤＤ待機状態のとき、制御ボード部が電源部にＨＤＤ稼働時出力チャネルからの大電力直流出力を停止させることを特徴とするストレージ増設装置。
制御ボード部が、上位装置から待機遷移コマンドを受領したとき、ＨＤＤ群の通信ポート群を無効にする第１工程と、電源部に対してＨＤＤ稼働時出力チャネルの出力をＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号により停止させる第２工程と、前記ＨＤＤ群に対する通信ポート群を無効にする第３工程と、上位装置からの起動コマンドを受領したとき、電源部に対してＨＤＤ稼働時出力チャネルの出力をＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号により供給させる第４工程と、前記ＨＤＤ群に対する通信ポート群を有効とする第５工程とを実行することを特徴とする請求項１記載のストレージ増設装置。
多数のＨＤＤを搭載したＨＤＤ群と、前記ＨＤＤ群と上位装置及び下位装置間での通信ポート及びＨＤＤ群間の通信ポートを制御すると共にＨＤＤ稼働を制御するためのＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号を出力する制御ボード部と、前記ＨＤＤ群制御ボード部に電力を供給する電源部とを備えるストレージ増設装置の省電力方法であって、
前記電源部に、交流電源を入力とし、前記ＨＤＤ群を稼働するための大電力直流出力を前記ＨＤＤ群及び制御ボード部に供給するＨＤＤ稼働時出力チャネルと、前記大電力直流出力に比べて低出力且つ制御ボード部及び電源スイッチ受電インジケータが最小限必要とする小電力直流出力を前記制御ボード部及び電源スイッチ受電インジケータに供給するＨＤＤ待機時出力チャネルとを設け、ＨＤＤ待機状態のとき、制御ボード部に電源部にＨＤＤ稼働時出力チャネルからの大電力直流出力を停止させることを特徴とするストレージ増設装置の省電力方法。
制御ボード部に、上位装置から待機遷移コマンドを受領したとき、ＨＤＤ群の通信ポート群を無効にする第１工程と、電源部に対してＨＤＤ稼働時出力チャネルの出力をＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号により停止させる第２工程と、前記ＨＤＤ群に対する通信ポート群を無効にする第３工程と、上位装置からの起動コマンドを受領したとき、電源部に対してＨＤＤ稼働時出力チャネルの出力をＨＤＤ稼働時出力チャネル制御信号により供給させる第４工程と、前記ＨＤＤ群に対する通信ポート群を有効とする第５工程とを実行させることを特徴とする請求項３記載のストレージ増設装置の省電力方法。