JP2015161996A - Disk array control device, disk array device, disk array control method and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のディスクドライブからなるディスクアレイを制御する技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field for controlling a disk array including a plurality of disk drives.
近年、計算機システムの消費電力は、計算機システムの増大により社会的な課題になってきている。特に企業の所有する計算機システムや、データセンターは、大きな電力を必要とすることもあり、このような計算機システムにおける個々の機器の消費電力を小さく抑える技術が強く求められている。 In recent years, power consumption of computer systems has become a social issue due to the increase in computer systems. In particular, a computer system and a data center owned by a company may require a large amount of power, and there is a strong demand for a technique for reducing the power consumption of individual devices in such a computer system.
ディスクアレイ装置は、回転体であるディスクドライブを内部に多く搭載する。そのため、ディスクアレイ装置は、計算機システムの中でも特に消費電力が大きい機器である。よって、ディスクアレイ装置の消費電力を削減することは、システム全体における消費電力の削減に大きな貢献が期待できる。 A disk array device has a large number of disk drives, which are rotating bodies, mounted therein. Therefore, the disk array device is a device that consumes particularly large power in the computer system. Therefore, reducing the power consumption of the disk array device can be expected to greatly contribute to the reduction of power consumption in the entire system.
ディスクアレイ装置の消費電力の削減に関しては、その構成要素である制御部やディスクドライブ自体の消費電力を削減する技術と共に、使用していない、あるいは、使用頻度の低いディスクドライブを停止させて、ディスクアレイ装置の消費電力を抑える、MAID(Massive Array of Inactive Disks)技術が知られ製品化されている。この技術は、ディスクアレイ装置に多数のディスクドライブが搭載されている場合、あるいは、ディスクアレイ装置が多数ある場合に現れる、以下のような特性に基づいている。即ち、その特性とは、一般的に、入出力命令が頻繁に発行されるディスクドライブは、ごく一部であり、多くのディスクドライブには入出力命令が希にしか発行されないか、まったく発行されない場合が多いという、ディスクに対する入出力命令の分布特性に基づいている。 Regarding the reduction of power consumption of the disk array device, together with the technology to reduce the power consumption of the control unit and the disk drive itself, the disk drives that are not used or are not used frequently are stopped, MAID (Massive Array of Inactive Disks) technology for reducing the power consumption of the array device is known and commercialized. This technology is based on the following characteristics that appear when a large number of disk drives are mounted in a disk array device or when there are a large number of disk array devices. That is, the characteristic is that, in general, only a small part of disk drives are frequently issued with input / output commands, and input / output commands are issued rarely or not at all to many disk drives. This is based on the distribution characteristics of input / output instructions for the disk, which is often the case.
計算機システムを使用する業務は、各々の業務サイクルの中で、業務負荷に周期的な変動がある。一般的には、月末、期末、年度末には会計処理との兼ね合いで大きな負荷が集中する時間的な分布特性がある。 In the business using the computer system, there is a periodic fluctuation in the business load in each business cycle. In general, there is a temporal distribution characteristic in which a large load is concentrated at the end of the month, the end of the fiscal year, and the end of the fiscal year in balance with accounting.
ディスクアレイ装置の性能は、ディスクドライブ自体の入出力性能がネックになる場合が多いため、ディスクアレイ装置は、高い性能が求められるほど、多くのディスクドライブを搭載する構成を組むのが一般的である。このため、ディスクアレイ装置は、最大の業務負荷に耐えうるように、サイジングする。このように構築したディスクアレイ装置は、繁忙期には適切な性能でも、通常は過剰性能で稼働していることになる。 The performance of a disk array device is often the bottleneck of the input / output performance of the disk drive itself. Therefore, it is common for a disk array device to have a configuration with many disk drives as high performance is required. is there. For this reason, the disk array device is sized so as to withstand the maximum work load. The disk array device constructed in this way usually operates with excessive performance even when it has adequate performance during busy periods.
ここで、本願出願に先立って存在する関連技術としては、例えば以下の特許文献がある。 Here, as related technologies existing prior to the application of the present application, for example, there are the following patent documents.
特許文献1および特許文献2は、記憶媒体に格納したデータをアクセスするときに必要とされる要件(応答速度やアクセスパターン)でデータを分類し、その分類ごとにデータを格納する記憶媒体を分けて、各記憶媒体に省電力制御を行う技術を開示している。
特許文献3は、複数のストレージについて、ストレージ間でデータを移動して、1つのストレージを構成する全ディスクを省電力対象にする技術を開示している。
特許文献4は、データのアクセス頻度に応じて、データの配置を最適化し、余剰のストレージ領域を削減する技術を開示している。
特許文献5は、データの記憶媒体ごとの使用状況に閾値を設定し、その閾値を超えないように記憶媒体間でデータを再配置する技術を開示している。
しかしながら、特許文献1から特許文献5に提案されている技術を用いても、1つのディスクアレイ装置において、格納するデータ量の変動に対応可能なアクセス性能を考慮した省電力制御を行うことはできない。
However, even if the techniques proposed in
そこで、本発明は、格納するデータ量の変動に対応可能なアクセス性能を保持しつつ消費電力を削減することが可能なディスクアレイ制御装置等の提供を主たる目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide a disk array control device and the like that can reduce power consumption while maintaining access performance that can cope with fluctuations in the amount of data to be stored.
上記の目的を達成すべく、本発明に係るディスクアレイ制御装置は、以下の構成を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a disk array control device according to the present invention comprises the following arrangement.
即ち、本発明に係るディスクアレイ制御装置は、
上位装置から命令を受け取り前記命令に応じた制御を行う制御手段を
備え、
前記制御手段は、複数のディスクドライブからなるディスクアレイに格納しているデータ量を基に必要とされるディスクドライブ数を求め、そのディスクドライブ数を超える前記ディスクドライブについては停止することを決定して、停止することが決定した前記ディスクドライブに格納しているデータを、停止対象でないディスクドライブにコピーする
ことを特徴とする。
That is, the disk array control device according to the present invention is
A control means for receiving a command from the host device and performing control according to the command;
The control means obtains the number of disk drives required based on the amount of data stored in a disk array comprising a plurality of disk drives, and decides to stop the disk drives exceeding the number of disk drives. The data stored in the disk drive determined to be stopped is copied to a disk drive not to be stopped.
同目的を達成する本発明に係るディスクアレイ制御方法は、
コンピュータが、上位装置から命令を受け取り、その命令に応じて、複数のディスクドライブからなるディスクアレイを制御するに際して、
前記ディスクアレイに格納しているデータ量を基に必要とされるディスクドライブ数を求め、そのディスクドライブ数を超える前記ディスクドライブについては停止することを決定して、停止することが決定した前記ディスクドライブに格納しているデータを、停止対象でないディスクドライブにコピーする
ことを特徴とする。
A disk array control method according to the present invention that achieves the same object,
When a computer receives a command from a host device and controls a disk array composed of a plurality of disk drives according to the command,
The number of disk drives required based on the amount of data stored in the disk array is determined, the disk drive exceeding the number of disk drives is determined to stop, and the disk determined to stop Data stored in the drive is copied to a disk drive that is not a stop target.
更に、同目的は、上記構成を有するディスクアレイ制御装置を、コンピュータによって実現するコンピュータ・プログラム、及びそのコンピュータ・プログラムが格納されている、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体によっても達成される。 Further, the same object is achieved by a computer program for realizing the disk array control device having the above-described configuration by a computer, and a computer-readable storage medium in which the computer program is stored.
上記の本発明によれば、ディスクアレイ装置において、格納するデータ量の変動に対応可能なアクセス性能を保持しつつ消費電力を削減することができる。 According to the present invention described above, in the disk array device, it is possible to reduce power consumption while maintaining access performance that can cope with fluctuations in the amount of data to be stored.
次に、本発明を実施する形態について図面を参照して詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係るディスクアレイ制御装置の構成を示すブロック図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the disk array control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態に係るディスクアレイ制御装置100は、制御部110と、アドレス変換部120とを有する。
The disk
ディスクアレイ制御装置100は、上位装置200に接続している。上位装置200は、ディスクアレイ制御装置100に対して命令を発行する。上位装置200は、例えばホストコンピュータである。
The disk
ディスクアレイ制御装置100は、ディスクアレイを構成するディスクドライブ131〜138を制御する。
The disk
制御部110は、上位装置200から命令を受け取り、その命令に応じた制御を行う。
The
アドレス変換部120は、その命令によって指定されたアドレス情報と、ディスクドライブ131〜138にアクセスするときに使用するアドレス情報とを関連付ける。
The
省電力状態への移行を上位装置200から命令した場合に、制御部110は、ディスクドライブ131〜138に格納しているデータ量を基に必要とされるディスクドライブ数を求める。そして、制御部110は、そのディスクドライブ数を超えるディスクドライブ(131〜138)については停止することを決定する。本願において、「停止」は、当該ディスクドライブへの電力供給を止めることとする。但し、これには限らず、「停止」は、回転体を動かすモーターを停止することにより、当該ディスクドライブで使用する電力を減らすこととしてもよい。制御部110は、停止することが決定したディスクドライブ(131〜138)に格納しているデータを、アドレス変換部120が保持している情報を参照して、停止対象でないディスクドライブ(131〜138)にコピーする。コピーした後に、制御部110は、ディスクドライブ131〜138の内容にあわせて、アドレス変換部120が保持する情報を更新する。
When the
省電力状態の解除を上位装置200から命令した場合に、制御部110は、停止していたディスクドライブ(131〜138)を稼働する。そして、制御部110は、アドレス変換部120が保持している情報を参照して、稼働しているディスクドライブ(131〜138)にデータを分散して格納する。格納した後に、制御部110は、ディスクドライブ(131〜138)の内容にあわせて、アドレス変換部120が保持する情報を更新する。
When the
本実施形態では、ディスクドライブを8台としたが、ディスクドライブの数はこれに限定しない。 In this embodiment, eight disk drives are used, but the number of disk drives is not limited to this.
本実施形態において、アドレス変換部120は、ディスクアレイ制御装置100に含まれるものとして説明したが、ディスクアレイ制御装置100の外にあってもよい。
In the present embodiment, the
以上、説明したように、第1の実施形態には、格納するデータ量の変動に対応可能なアクセス性能を保持しつつ消費電力を削減することができるという効果がある。 As described above, according to the first embodiment, there is an effect that power consumption can be reduced while maintaining an access performance that can cope with a change in the amount of data to be stored.
その理由は、本実施形態に係るディスクアレイ制御装置100は、必要とされる性能が高いときには多くのディスクドライブ(131〜138)を稼働し、一方、必要とされる性能が低いときには、稼働するディスクドライブ(131〜138)の台数を減らして運用することにより、消費電力を抑えるためである。
The reason is that the disk
なお、上述した実施形態において図1に示した制御部110およびアドレス変換部120は、専用の装置によって実現してもよいが、上述した制御部110およびアドレス変換部120の機能を実現可能なコンピュータ・プログラムを、ハードウェア資源であるコンピュータ(情報処理装置)が有するCPU(Central Processing Unit)において実行することによっても達成可能である。このことは、後述する第2の実施形態において図2に示すマイクロプロセッサ11、上位装置接続部12、アレイ制御部13、ディスク接続部14、物理アドレスレジスタ15およびアドレス変換部20についても同様である。
In the above-described embodiment, the
<第2の実施形態>
図2は、本発明の第2の実施形態に係るディスクアレイ装置の構成を示すブロック図である。
<Second Embodiment>
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the disk array device according to the second embodiment of the present invention.
本実施形態に係るディスクアレイ装置1は、マイクロプロセッサ11と、上位装置接続部12と、アレイ制御部13と、ディスク接続部14と、物理アドレスレジスタ15と、アドレス変換20と、ディスクドライブ31〜38とを有する。
The
ディスクアレイ装置1は、上位装置2に接続している。上位装置2は、ディスクアレイ装置1に対して命令を発行する。上位装置2は、例えばホストコンピュータである。ディスクアレイ装置1は、上位装置2が発行する入出力命令により、ディスクドライブ31〜38に格納しているデータを読み出したり、命令によって指定されたデータディスクドライブ31〜38へを書き込む。
The
本実施形態では、ディスクアレイ装置1は、RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)であり、構成をRAID10としている。そのため、ディスクドライブ31と32、ディスクドライブ33と34、ディスクドライブ35と36、ディスクドライブ37と38は、それぞれがRAID1であり、ミラーを構成して同じ内容を記憶する。そして、本実施形態のディスクアレイ装置1は、ディスクドライブ31と32、ディスクドライブ33と34、ディスクドライブ35と36、ディスクドライブ37と38の順番にデータをストライプして分散記憶するRAID10構成をなしている。
In this embodiment, the
マイクロプロセッサ11は、ディスクアレイ装置1全体を管理および制御する。
The
上位装置接続部12は、上位装置2とのインタフェースを制御する。上位装置接続部12は、上位装置2が発行する命令を受け取り、その命令に応じて、データの入力および送出を制御する。
The host
アレイ制御部13は、ディスクアレイ装置1に対する書き込みデータや、読み出しデータに対してRAIDの制御を行う。アレイ制御部13は、書き込み時にはデータのストライピングを行い、読み出し時にはストライピングしたデータの合成を行なう。
The
ディスク接続部14は、ディスクアレイ装置1に多数存在するディスクドライブ31〜38とのインタフェースを制御する。
The
物理アドレスレジスタ15は、どのディスクドライブ(31〜38)のどこのアドレスにアクセスするかを記憶するレジスタである。
The
アドレス変換部20は、上位装置2が認識する書き込みアドレスを基に、実際にディスクドライブ(31〜38)に書き込むアドレスに変換を行い、その読み替えを行う部分である。これにより、ディスクアレイ装置1は、書き込みアドレスを仮想化している。つまり、上位装置2は、アクセス対象のデータが実際にどこに存在するかを意識せずに、そのデータにアクセスすることができる。
The
アドレス変換部20は、アドレス変換テーブル21と、スタートポインタ22と、エンドポインタ23とを有する。
The
アドレス変換テーブル21は、実際に書き込むアドレスと、上位装置に見せる書き込みアドレスとを対応づけて記憶する領域である。アドレス変換テーブル21は、その内容の保全を図るために、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶媒体を用いることが望ましい。 The address conversion table 21 is an area that stores the address that is actually written and the write address that is shown to the host device in association with each other. The address conversion table 21 preferably uses a non-volatile storage medium such as a flash memory in order to preserve its contents.
図3は、本発明の第2の実施形態に係るアドレス情報を格納するアドレス変換テーブルを説明する図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining an address conversion table for storing address information according to the second embodiment of the present invention.
図3に示すように、アドレス変換テーブル21は、エントリ番号301と、物理アドレス302と、仮想アドレス303とを含む。すなわち、エントリ番号301と、物理アドレス302と、仮想アドレス303とは、アドレス変換テーブル21において、図3に概念的に示すテーブルの如く関連付けされていることとする。
As shown in FIG. 3, the address conversion table 21 includes an
エントリ番号301は、アドレス変換テーブル21のエントリを一意に識別可能な値である。本実施形態では、エントリ番号301は、アドレス変換テーブル21の先頭エントリを「1」として、2番目のエントリを「2」、3番目のエントリを「3」のように、1ずつ増やした値である。
The
物理アドレス302は、ディスクドライブ(31〜38)における書き込み位置を示す。物理アドレス302は、「X−Y」と表記した場合、Xは、ディスクドライブ(31〜38)を示す。Xは、ディスクドライブ31と32の場合に「1」、ディスクドライブ33と34の場合に「2」、ディスクドライブ35と36の場合に「3」、ディスクドライブ37と38の場合に「4」とする。Yは、各ディスクドライブ(31〜38)におけるアドレスを表している。
A
図4は、本発明の第2の実施形態に係るディスクドライブ(31〜38)ごとの物理アドレスを説明する図である。図4は、図3を基に、ディスクドライブ(31〜38)ごとに並べ替えたものである。エントリ番号301の昇順にデータを設定すれば、ディスクアレイ装置1は、ディスクドライブ(31〜38)においてデータを分散して格納することができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating physical addresses for the respective disk drives (31 to 38) according to the second embodiment of the present invention. 4 is rearranged for each disk drive (31 to 38) based on FIG. If the data is set in the ascending order of the
仮想アドレス303は、上位装置2が認識している仮想的なディスクにおける書き込み位置を示す。図5は、本発明の第2の実施形態に係る上位装置から見たディスクアレイ装置を説明する図である。
A
ディスクアレイ装置1は、上位装置2に、RAID10を構成する8台のディスクドライブ31〜38を、図5に示すような1つの仮想的なディスクとして見せている。上位装置2がディスクアレイ装置1のディスクドライブ31〜38にデータを書き込むときに指定するアドレスは、仮想的なアドレスであり、アドレス変換テーブル21の仮想アドレス303である。
The
スタートポインタ22は、アドレス変換テーブル21において仮想アドレス303を記憶している先頭のエントリを示すポインタである。スタートポインタ22は、具体的には、該エントリに含まれるエントリ番号301である。スタートポインタ22の初期値は、「1」である。
The
エンドポインタ23は、次に、アドレス変換テーブル21に仮想アドレス303を記憶するエントリを示すポインタである。エンドポインタ23は、具体的には、該エントリに含まれるエントリ番号301である。エンドポインタ23の初期値は、「1」である。
The
すなわち、スタートポインタ22とエンドポインタ23は、アドレス変換テーブル21のあるエントリに含まれるエントリ番号301の値である。これらは、アドレス変換テーブル21において末尾のエントリに含まれるエントリ番号301の次には、「1」に戻り、アドレス変換テーブル21の先頭のエントリを示す。
That is, the
ディスクアレイ装置1は、ディスクドライブ31〜38が動作状態であり、すべてのディスクドライブ31〜38にデータを分散して格納している場合を「通常モード」と称することとする。通常モードは、高性能処理に適する状態である。
In the
また、ディスクアレイ装置1は、データ格納量を基に、必要とされるディスクドライブ(31〜38)の数を求め、その数を超えるディスクドライブ(31〜38)を停止して運用する場合を「省電力モード」と称することとする。
Further, the
なお、本実施形態では、RAID10を例に説明したが、RAID30やRAID50等のストライプ型のRAIDも同様に扱うことができる。また、ディスクドライブの数は、これに限定しない。
In the present embodiment,
次に、本実施形態におけるディスクアレイ装置1の動作を説明する。
Next, the operation of the
図6は、本発明の第2の実施形態に係るマイクロプロセッサ11における書き込み命令受け取り時の処理を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing processing upon receipt of a write command in the
初めに、上位装置2は、データの書き込み命令をディスクアレイ装置1に発行する。書き込み命令は、ディスクアレイ装置1に書き込むデータと、そのデータを書き込む先のアドレス(以下、「書き込みアドレス」という)を含んでいる。マイクロプロセッサ11は、発行された書き込み命令を、上位装置接続部12によって、受け取る(ステップS101)。続いて、マイクロプロセッサ11は、受け取った書き込み命令によって指定された書き込みアドレスが、アドレス変換テーブル21の仮想アドレス303に一致するかを確認する(ステップS102)。
First, the
アドレス変換テーブル21の仮想アドレス303に一致する(ステップS103で「Yes」)場合、マイクロプロセッサ11は、その仮想アドレス303が一致するエントリに含まれる物理アドレス302を、物理アドレスレジスタ15に記憶する(ステップS106)。
If it matches the
アドレス変換テーブル21の仮想アドレス303に一致しない(ステップS103で「No」)場合、マイクロプロセッサ11は、受け取った書き込み命令によって指定された書き込みアドレスに、データが書き込まれていないと判断する。そこで、マイクロプロセッサ11は、アドレス変換テーブル21で、エンドポインタ23に対応するエントリに含まれる物理アドレス302を、物理アドレスレジスタ15に記憶する。次に、マイクロプロセッサ11は、上位装置2から指定された書き込みアドレスを、当該エントリに含まれる仮想アドレス303に書き込む(ステップS104)。それから、マイクロプロセッサ11は、エンドポインタ23をインクリメントして、アドレス変換テーブル21において次のエントリを示すようにしておく(ステップS105)。
If it does not match the
次に、マイクロプロセッサ11は、アレイ制御部13に対してRAID10での書き込み開始を指示する(ステップS107)。マイクロプロセッサ11は、ディスク接続部14によって物理アドレスレジスタ15が示すディスクドライブ(31〜38)における書き込み位置に、上位装置2から指定された書き込みデータを書き込む(ステップS108、S109)。ディスクドライブ(31〜38)への書き込みが完了すると、マイクロプロセッサ11は、上位装置接続部12によって上位装置2に対して、書き込み命令の終了報告を行う(ステップS110)。
Next, the
図7は、本発明の第2の実施形態に係るマイクロプロセッサ11における読み出し命令受け取り時の処理を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing processing upon receipt of a read command in the
初めに、上位装置2は、データの読み出し命令をディスクアレイ装置1に発行する。読み出し命令は、データを読み出し元のアドレス(以下、「読み出しアドレス」という。)を含んでいる。マイクロプロセッサ11は、発行された読み出し命令を、上位装置接続部12によって、受け取る(ステップS201)。続いて、マイクロプロセッサ11は、上位装置2から受け取った読み出し命令で指定された読み出しアドレスが、アドレス変換テーブル21の仮想アドレス303に一致するかを確認する(ステップS202)。
First, the
アドレス変換テーブル21の仮想アドレス303に一致する(ステップS203で「Yes」)場合、マイクロプロセッサ11は、その仮想アドレス303が一致するエントリに含まれる物理アドレス302を、物理アドレスレジスタ15に記憶する(ステップS205)。次にマイクロプロセッサ11は、アレイ制御部13に対してRAID10での読み出し開始を指示する(ステップS206)。マイクロプロセッサ11は、ディスク接続部14によって物理アドレスレジスタ15が示すディスクドライブ(31〜38)における読み出し位置から読み出す(ステップS207)。マイクロプロセッサ11は、読み出したデータを、上位装置接続部12によって、上位装置2に転送する(ステップS208)。
If it matches the
アドレス変換テーブル21の仮想アドレス303に一致しない(ステップS203で「No」)場合、マイクロプロセッサ11は、書き込んだデータがない部分からの読み出しを指示されたと判断する。マイクロプロセッサ11は、上位装置2に対し、ゼロデータを読み出しデータとして送る(ステップS204)。
If it does not match the
上位装置2への読み出しデータの転送が終了すると、マイクロプロセッサ11は、上位装置接続部12によって上位装置2に対して、読み出し命令の終了報告を行う(ステップS209)。
When the transfer of the read data to the
業務サイクル等により低負荷であることが予想される場合に、通常モードで動作しているディスクアレイ装置1は、省電力モードへ移行するように上位装置2から指示を受ける。
When a low load is expected due to a business cycle or the like, the
図8は、本発明の第2の実施形態に係る通常モードから省電力モードへの移行処理を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing a transition process from the normal mode to the power saving mode according to the second embodiment of the present invention.
初期状態として、ディスクアレイ装置1は、ディスクドライブ31〜38が動作状態であり、また、アドレス変換テーブル21と、スタートポインタ22と、エンドポインタ23とは、図3に示す内容であるとする。
As an initial state, it is assumed that the
上位装置2は、低負荷状態が継続すると予想される場合、装置容量の空き状態を確認して25%以上の空き状態がある場合、省電力モードに移行可能と判断する。ここでは、本実施形態のディスクアレイ装置1の構成は、2×4台構成のRAID10構成であり、2×3台にした場合に記憶可能容量が25%減るため、ディスクアレイ装置1に25%の空き容量があることを判断の基準とした。仮にディスクアレイ装置1に50%以上の空き容量があるならば、ディスクアレイ装置1は、2×2台まで減らすことが可能である。ここで用いたディスク容量を減らす判断の基準は、一例であり、これに限定するものではない。
When it is predicted that the low load state will continue, the
ここでは、ディスクアレイ装置1を2×3台構成にするために、ディスクドライブ37、38を停止する場合について説明する。
Here, a case will be described in which the disk drives 37 and 38 are stopped in order to configure the
上位装置2は、省電力モードに移行可能と判断すると、ディスクアレイ装置1に省電力モードへの移行命令を発行する。
When the
マイクロプロセッサ11は、上位装置2から発行された移行命令を受け取る(ステップS301)。マイクロプロセッサ11は、アドレス変換テーブル21のエンドポインタ23に対応するエントリに含まれる物理アドレス302を読み出す。マイクロプロセッサ11は、読み出した物理アドレス302が停止対象のディスクドライブ(37、38)であるかを確認する(ステップS302、S303)。本実施形態では、停止対象であるディスクドライブ37と38の物理アドレスは、“4”で始まる値である。
The
停止対象のディスクドライブ(37、38)である(ステップS303で「Yes」)場合、マイクロプロセッサ11は、エンドポインタ23をインクリメントして(ステップS304)、ステップS302から繰り返す。
If the disk drive is to be stopped (37, 38) (“Yes” in step S303), the
停止対象のディスクドライブ(37、38)でない(ステップS303で「No」)場合には、マイクロプロセッサ11は、アドレス変換テーブル21のスタートポインタ22に対応するエントリに含まれる物理アドレス302を読み出す(ステップS305)。マイクロプロセッサ11は、その物理アドレス302が示すディスクドライブ(31〜36)からデータを読み出す。そして、マイクロプロセッサ11は、読み出したデータを、エンドポインタ23に対応するエントリに含まれる物理アドレス302が示すディスクドライブに書き込む指示をアレイ制御部13に発行する(ステップS306)。
When the disk drive (37, 38) is not to be stopped (“No” in step S303), the
マイクロプロセッサ11は、ディスク接続部14によって、ディスクドライブ間で対象データの移送を行う(ステップS307)。次にマイクロプロセッサ11は、スタートポインタ22に対応するエントリに含まれる仮想アドレス303を、エンドポインタ23に対応するエントリに含まれる仮想アドレス303にコピーする(ステップS308)。その後、マイクロプロセッサ11は、スタートポインタ22に対応するエントリに含まれる仮想アドレス303をクリアする(ステップS309)。次に、マイクロプロセッサ11は、スタートポインタ22とエンドポインタ23とをインクリメントする(ステップS310)。マイクロプロセッサ11は、ステップS302からステップS310までの処理を、アドレス変換テーブル21に仮想アドレス303が登録されているエントリの数分、すなわち、アドレス変換テーブルに記憶されているデータの数分、繰り返す(ステップS311)。
The
これらの一連の処理が完了すると、アドレス変換テーブル21と、スタートポインタ22と、エンドポインタ23は、図9に示す内容になる。図9は、本発明の第2の実施形態に係る省電力モードへ移行後のアドレス変換テーブルを説明する図である。図9に示すように、ディスクドライブ37、38に記憶されていたデータは、ディスクドライブ31〜36に書き写されている。次に、マイクロプロセッサ11は、停止対象のディスクドライブ37、38に停止する指示を出す(ステップS312)。これにより、ディスクアレイ装置1は、ディスクドライブ37、38が消費していた電力を削減できる。ディスクアレイ装置1のこの状態が省電力モードである。
When these series of processes are completed, the address conversion table 21, the
次に高負荷が予想される場合の省電力モードから通常モードへの移行処理を、図10を用いて説明する。図10は、本発明の第2の実施形態に係る省電力モードから通常モードへの移行処理を示すフローチャートである。 Next, transition processing from the power saving mode to the normal mode when a high load is expected will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a transition process from the power saving mode to the normal mode according to the second embodiment of the present invention.
初期状態として、ディスクアレイ装置1は、ディスクドライブ31〜36が動作状態であり、ディスクドライブ37と38とが停止状態である。また、アドレス変換テーブル21と、スタートポインタ22と、エンドポインタ23とは、図9に示す内容であるとする。
As an initial state, in the
上位装置2は、通常モードに移行すると判断すると、ディスク装置1に通常モードへの移行命令を発行する。
When the
マイクロプロセッサ11は、上位装置2から発行された通常モードへの移行命令を受け取る(ステップS401)。マイクロプロセッサ11は、停止していたデイスクドライブ37と38とを起動する(ステップS402)。次にマイクロプロセッサ11は、アドレス変換テーブル21のスタートポインタ22に対応するエントリに含まれる物理アドレス902を読み出し、それが停止していたディスクドライブ(37、38)であるかを確認する(ステップS403、S404)。本実施形態では、停止対象のディスクドライブの物理アドレスは、“4”で始まる値である。
The
停止していたディスクドライブ(37、38)である(ステップS404で「Yes」)場合、マイクロプロセッサ11は、スタートポインタ22をインクリメントして(ステップS405)、ステップS403からの処理を繰り返す。
If the disk drive has been stopped (37, 38) (“Yes” in step S404), the
停止していたディスクドライブ(37、38)でない(ステップS404で「No」)場合に、マイクロプロセッサ11は、アドレス変換テーブル21のエンドポインタ23に対応するエントリに含まれる物理アドレス902を読み出す(ステップS406)。次に、マイクロプロセッサ11は、スタートポンタ22に対応するすエントリに含まれる物理アドレス902が示すディスクドライブからデータを読み出す。そして、マイクロプロセッサ11は、読み出したデータをエンドポインタ23に対応するエントリに含まれる物理アドレス902が示すディスクドライブに書き込む指示をアレイ制御部13に発行する(ステップS407)。
If the disk drive is not stopped (37, 38) (“No” in step S404), the
マイクロプロセッサ11は、ディスク接続部14によって、ディスクドライブ間で対象データの移送を行う(ステップS408)。次にマイクロプロセッサ11は、スタートポインタ22に対応するエントリに含まれる仮想アドレス903を、エンドポインタ23に対応するエントリに含まれる仮想アドレス903にコピーする(ステップS409)。その後、マイクロプロセッサ11は、スタートポインタ22に対応するエントリに含まれる仮想アドレス903をクリアする(ステップS410)。次に、マイクロプロセッサ11は、スタートポインタ22とエンドポインタ23とをインクリメントする(ステップS411)。マイクロプロセッサ11は、ステップS403からステップS411までの処理を、アドレス変換テーブル21に仮想アドレス303が登録されているエントリの数分、すなわち、アドレス変換テーブルに記憶されたデータの数分、繰り返す(ステップS412)。
The
これらの一連の処理が完了すると、アドレス変換テーブル21と、スタートポインタ22と、エンドポインタ23は、図11に示す内容になる。図11は、本発明の第2の実施形態に係る通常モードへ移行後のアドレス変換テーブルを説明する図である。図11に示すように、ディスクアレイ装置1は、すべてのディスクドライブ31〜38にデータを分散して格納する。ディスクアレイ装置1のこの状態が通常モードである。
When these series of processes are completed, the address conversion table 21, the
ディスクアレイ装置1は、負荷状況によって、省電力モードへの移行と、通常モードへの移行を繰り返す。これにより、ディスクアレイ装置1は、低負荷が予想される時には消費電力を削減し、高負荷が予想される場合には、高性能な状態に変更する。
The
以上、説明したように、第2の実施形態には、ディスクアレイ装置において、格納するデータ量の変動に対応可能なアクセス性能を保持しつつ消費電力を削減することができるという効果がある。 As described above, the second embodiment has an effect that the disk array device can reduce power consumption while maintaining access performance that can cope with fluctuations in the amount of data to be stored.
その理由は、本実施形態に係るディスクアレイ装置1は、低負荷が予想される場合には、データを一部のディスクドライブ(31〜38)に片寄せし、空いたディスクドライブ(31〜38)を停止することで消費電力を削減する。また、高負荷が予想される場合には、多くのディスクドライブ(31〜38)を稼働させ、データを分散記録させることで、高負荷に対応することができる。
The reason is that the
これにより、例えば、毎月末に業務負荷のピークがあるような場合には、月初めから月中までは省電力モードで運用し、月末は通常モードで運用して高負荷に対応するなど、消費電力と性能を最適化する運用が可能になる。 As a result, for example, when there is a peak of work load at the end of every month, it is operated in the power saving mode from the beginning of the month to the middle of the month and in the normal mode at the end of the month to handle high loads. Operation that optimizes power and performance becomes possible.
また、本実施形態では、ディスクアレイ装置1は、上位装置2に見せるディスク領域を仮想化しているため、上記のモードの変更により格納しているデータの物理的な記憶位置を変更しても、上位措置2は、それに影響されずに、格納しているデータにアクセスすることが可能である。
In this embodiment, since the
1 ディスクアレイ装置
2 上位装置
11 マイクロプロセッサ
12 上位装置接続部
13 アレイ制御部
14 ディスク接続部
15 物理アドレスレジスタ
20 アドレス変換部
21 アドレス変換テーブル
22 スタートポインタ
23 エンドポインタ
31〜38 ディスクドライブ
100 ディスクアレイ制御装置
110 制御部
120 アドレス変換部
131〜138 ディスクドライブ
200 上位装置
301 エントリ番号
302 物理アドレス
303 仮想アドレス
901 エントリ番号
902 物理アドレス
903 仮想アドレス
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記制御手段は、複数のディスクドライブからなるディスクアレイに格納しているデータ量を基に必要とされるディスクドライブ数を求め、そのディスクドライブ数を超える前記ディスクドライブについては停止することを決定して、停止することが決定した前記ディスクドライブに格納しているデータを、停止対象でないディスクドライブにコピーする
ことを特徴とするディスクアレイ制御装置。 A control means for receiving a command from the host device and performing control according to the command;
The control means obtains the number of disk drives required based on the amount of data stored in a disk array comprising a plurality of disk drives, and decides to stop the disk drives exceeding the number of disk drives. And copying data stored in the disk drive determined to be stopped to a disk drive not to be stopped.
省電力状態への移行を前記上位装置から指示された場合に、前記制御手段は、前記ディスクアレイに格納しているデータ量を基に必要とされるディスクドライブ数を求め、そのディスクドライブ数を超える前記ディスクドライブについては停止することを決定して、停止することが決定した前記ディスクドライブに格納しているデータを、前記アドレス変換手段が保持している情報を参照して、停止対象でないディスクドライブにコピーし、コピーした後の前記ディスクドライブの内容にあわせて前記アドレス変換手段が保持する前記情報を更新する
ことを特徴とする請求項1記載のディスクアレイ制御装置。 Address conversion means for associating address information specified by the instruction with address information used when accessing the disk array;
When instructed from the host device to shift to a power saving state, the control means obtains the number of disk drives required based on the amount of data stored in the disk array, and calculates the number of disk drives. The disk drive exceeding the disk drive is determined to be stopped, and the data stored in the disk drive determined to be stopped is referred to the information held by the address conversion unit, and the disk not to be stopped 2. The disk array control apparatus according to claim 1, wherein the information stored in the address conversion unit is updated in accordance with the contents of the disk drive after copying to a drive.
前記省電力状態の解除を前記上位装置から指示された場合に、停止していたディスクドライブを稼働し、前記アドレス変換手段が保持している前記情報を参照して、稼働しているディスクドライブに前記データを分散して格納し、格納後の前記ディスクドライブの内容にあわせて前記情報を更新する
ことを特徴とする請求項1または2記載のディスクアレイ制御装置。 The control means includes
When the host device is instructed to release the power saving state, the disk drive that has been stopped is operated, and the information stored in the address conversion unit is referred to the disk drive that is operating. 3. The disk array control apparatus according to claim 1, wherein the data is distributed and stored, and the information is updated according to the contents of the disk drive after the storage.
前記ディスクアレイと
を備えるディスクアレイ装置。 The disk array control device according to any one of claims 1 to 4,
A disk array device comprising the disk array.
前記ディスクアレイに格納しているデータ量を基に必要とされるディスクドライブ数を求め、
そのディスクドライブ数を超える前記ディスクドライブについては停止することを決定して、
停止することが決定した前記ディスクドライブに格納しているデータを、停止対象でないディスクドライブにコピーする
ことを特徴とするディスクアレイ制御方法。 When a computer receives a command from a host device and controls a disk array composed of a plurality of disk drives according to the command,
Obtain the number of disk drives required based on the amount of data stored in the disk array,
Decide to stop the disk drives that exceed the number of disk drives,
A disk array control method, comprising: copying data stored in the disk drive determined to be stopped to a disk drive not to be stopped.
そのディスクドライブ数を超える前記ディスクドライブについては停止することを決定して、
停止することが決定した前記ディスクドライブに格納しているデータを、前記命令によって指定されたアドレス情報と前記ディスクアレイにアクセスするときに使用するアドレス情報とを関連付ける情報を参照して、停止対象でないディスクドライブにコピーし、
コピーした後の前記ディスクドライブの内容にあわせて前記情報を更新する
ことを特徴とする請求項6記載のディスクアレイ制御方法。 When the host device is instructed to shift to the power saving state, obtain the number of disk drives required based on the amount of data stored in the disk array,
Decide to stop the disk drives that exceed the number of disk drives,
The data stored in the disk drive decided to be stopped is not a stop target with reference to the information associating the address information specified by the instruction with the address information used when accessing the disk array. Copy to disk drive,
7. The disk array control method according to claim 6, wherein the information is updated in accordance with the contents of the disk drive after copying.
ことを特徴とする請求項6または7記載のディスクアレイ制御方法。 When the host device is instructed to release the power saving state, the stopped disk drive is operated, and the data is distributed and stored in the operating disk drives with reference to the information, 8. The disk array control method according to claim 6, wherein the information is updated in accordance with the contents of the disk drive after storage.
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。 Obtain the number of disk drives required based on the amount of data stored in the disk array consisting of multiple disk drives, and decide to stop the disk drives that exceed the number of disk drives, and stop A computer program for causing a computer to realize a function of copying data stored in the disk drive determined by the method to a disk drive not to be stopped.
省電力状態への移行を前記上位装置から指示された場合に、前記ディスクアレイに格納しているデータ量を基に必要とされるディスクドライブ数を求め、そのディスクドライブ数を超える前記ディスクドライブについては停止することを決定して、停止することが決定した前記ディスクドライブに格納しているデータを、前記情報を参照して、停止対象でないディスクドライブにコピーする機能とを、コンピュータに実現させる
ことを特徴とする請求項9記載のコンピュータ・プログラム。 A function for holding information associating address information specified by an instruction from a host device and address information used when accessing a disk array including a plurality of disk drives;
When the host device is instructed to shift to a power saving state, the number of disk drives required is calculated based on the amount of data stored in the disk array, and the disk drives exceeding the number of disk drives are obtained. Determines to stop, and causes the computer to realize a function of copying data stored in the disk drive determined to stop to a disk drive that is not a stop target with reference to the information. The computer program according to claim 9.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019215759A (en) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | 株式会社日立製作所 | Storage control system and power consumption control method |
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