JP2020030580A - Information processing apparatus, data management method, and data management program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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に関する。 The present invention relates to an information processing device, a data management method, and a data management program.
揮発性記憶装置に記憶されているデータは、停電が発生すると失われてしまうことから、停電が発生すると、バッテリの電力を利用して揮発性記憶装置のデータを不揮発性メモリにバックアップすることが行われている。 Since the data stored in the volatile storage device is lost when a power failure occurs, when a power failure occurs, the data in the volatile storage device can be backed up to the non-volatile memory using the power of the battery. Is being done.
このような技術の例として、バッテリの充電状況に応じて、揮発性メモリに記憶されているどの情報要素を、電断発生時の配置対象とするかが制御されるストレージシステムが提案されている。また、停電時においてバッテリユニットの残電力量がデータ退避処理の実行に必要な退避電力量以下となった時点で、キャッシュメモリ上のライトデータ属性のデータのみのデータ退避処理を開始するディスク制御装置が提案されている。 As an example of such a technique, a storage system has been proposed in which which information element stored in a volatile memory is to be placed in the event of a power failure in accordance with the state of charge of a battery. . A disk control device that starts a data save process of only data having a write data attribute in a cache memory when a remaining power amount of a battery unit becomes equal to or less than a save energy amount required for executing the data save process during a power failure. Has been proposed.
ところで、上記のようなデータバックアップ用のバッテリからの電圧経路上の回路で故障が発生すると、その故障によってバッテリの消費電力が高まり、バッテリの持続時間が短くなってしまう場合がある。このような故障が予期せずに発生した場合、バックアップ処理が中断して、重要なデータのバックアップが完了せずにそのデータが失われてしまう。 By the way, when a failure occurs in a circuit on the voltage path from the data backup battery as described above, the failure may increase the power consumption of the battery and shorten the duration of the battery. If such a failure occurs unexpectedly, the backup process is interrupted and important data is not completed before the data is lost.
1つの側面では、本発明は、故障発生状況に応じたバッテリ持続時間内で重要性の高いデータをバックアップできるようにした情報処理装置、データ管理方法およびデータ管理プログラムを提供することを目的とする。 In one aspect, an object of the present invention is to provide an information processing apparatus, a data management method, and a data management program that can back up highly important data within a battery duration corresponding to a failure occurrence situation. .
1つの案では、揮発性記憶装置と、不揮発性記憶装置と、電源の停電時に揮発性記憶装置から不揮発性記憶装置へデータを格納するための電力を供給するバッテリと、停電時に、揮発性記憶装置に記憶された、あらかじめ優先度が設定された複数種類のデータ群を、優先度が高い順に不揮発性記憶装置に格納するバックアップ処理を実行する制御部と、を有する情報処理装置が提供される。また、この情報処理装置において、制御部は、バックアップ処理において、複数種類のデータ群のそれぞれについて不揮発性記憶装置への格納が完了するたびに、バッテリから供給される供給電圧に基づいてバッテリからの電圧供給に関する故障状態を判定し、故障状態に基づいて、複数種類のデータ群のうち次に優先度が高いデータ群を不揮発性記憶装置へ格納するか否かを決定する。 In one scheme, a volatile storage device, a non-volatile storage device, a battery that supplies power for storing data from the volatile storage device to the non-volatile storage device during a power failure, and a volatile storage device during a power failure. There is provided an information processing apparatus having a control unit for executing a backup process of storing a plurality of types of data groups of which priorities have been set in advance and stored in a nonvolatile storage device in descending order of priority. . Further, in this information processing device, the control unit performs the backup process based on the supply voltage supplied from the battery every time the storage of the plurality of types of data groups in the nonvolatile storage device is completed. A failure state regarding voltage supply is determined, and based on the failure state, it is determined whether or not a data group having the next highest priority among a plurality of types of data groups is to be stored in the nonvolatile storage device.
また、1つの案では、上記の情報処理装置の制御部と同様の処理がコンピュータによって実行されるデータ管理方法が提供される。
さらに、1つの案では、上記の情報処理装置の制御部と同様の処理をコンピュータに実行させるデータ管理プログラムが提供される。
According to another aspect, there is provided a data management method in which the same processing as that performed by the control unit of the information processing apparatus is executed by a computer.
Further, in one proposal, a data management program for causing a computer to execute the same processing as that of the control unit of the information processing apparatus is provided.
1つの側面では、故障発生状況に応じたバッテリ持続時間内で重要性の高いデータをバックアップできる。 In one aspect, highly important data can be backed up within the battery duration according to the failure occurrence situation.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態に係る情報処理装置の構成例および処理例を示す図である。情報処理装置10は、揮発性記憶装置11、不揮発性記憶装置12、バッテリ13および制御部14を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example and a processing example of the information processing apparatus according to the first embodiment. The
揮発性記憶装置11には、あらかじめ優先度が設定された複数のデータ群が記憶されている。図1の例では、最も優先度が高い「優先度1」が設定されたデータ群DG1と、次に優先度が高い「優先度2」が設定されたデータ群DG2と、最も優先度が低い「優先度3」が設定されたデータ群DG3が記憶されているものとする。
The
ここで、重要性の高いデータ群ほど、高い優先度が設定される。例えば、他の情報処理装置のバックアップデータより、情報処理装置10が自ら使用するデータの方が、高い優先度が設定される。
Here, a higher priority is set for a data group with higher importance. For example, a higher priority is set for data used by the
不揮発性記憶装置12には、電源の停電時において、揮発性記憶装置11に記憶されたデータ群DG1〜DG3がバックアップされる。
バッテリ13は、停電時において、揮発性記憶装置11に記憶されたデータ群DG1〜DG3を不揮発性記憶装置12に格納するための電力を供給する。なお、このようなデータの格納は制御部14の制御により実行されるので、停電時におけるバッテリ13からの電力は、揮発性記憶装置11、不揮発性記憶装置12および制御部14に供給される。
The data groups DG1 to DG3 stored in the
The
制御部14は、例えば、プロセッサとして実現される。制御部14は、停電時において、揮発性記憶装置11に記憶されたデータ群DG1〜DG3を、優先度が高い順に不揮発性記憶装置12に格納するバックアップ処理を実行する。また、制御部14は、このバックアップ処理において、1つのデータ群を不揮発性記憶装置12へ格納する処理が完了するたびに、バッテリ13から供給される供給電圧に基づいて、バッテリ13からの電圧供給に関する故障状態を判定する。そして、制御部14は、判定された故障状態に基づいて、次に優先度が高いデータ群を不揮発性記憶装置12へ格納するか否かを決定する。
The
例えば、制御部14は、まず、最も優先度の高いデータ群DG1を不揮発性記憶装置12に格納する(ステップS1)。格納が完了すると、制御部14は、バッテリ13からの供給電圧に基づいて故障状態を判定し(ステップS2)、故障状態に基づいて、次に優先度の高いデータ群DG2を不揮発性記憶装置12に格納するか否かを決定する(ステップS3)。制御部14は、特定の故障が発生していると判定した場合、その時点でバックアップ処理を終了する。一方、制御部14は、故障していないと判定した場合、次のデータ群DG2に関してステップS1〜S3を実行する。このようにして、故障していないと判定される間、データ群DG2,DG3が順次不揮発性記憶装置12に格納される。一方、故障していると判定された時点で、バックアップ処理が終了される。
For example, the
ここで、バッテリ13からの電圧供給経路上の回路において種々の故障が発生する場合がある。これらの故障によりバッテリ13の消費電力が高くなり、そのためにバッテリ13の持続時間が短くなってしまう場合がある。このような故障の種類によっては、例えば、バッテリ13からの供給電圧が正常時より一定レベルだけ低くなったり、正常時より供給電圧の低下が早く始まる場合がある。上記のステップS2では、バッテリ13からの供給電圧から、このような特定の故障が発生しているか否かを判定でき、発生していると判定された場合には、バッテリ13の持続時間が少ないと推定できる。
Here, various failures may occur in the circuit on the voltage supply path from the
そして、制御部14による上記処理によれば、データ群単位でバックアップが行われ、かつ、優先度の高いデータ群ほど先にバックアップが行われて、特定の故障が発生していると判定された場合には、バックアップ処理が終了される。これにより、故障発生状況に応じたバッテリ13の持続時間内で、重要性の高いデータをバックアップすることができる。
According to the above-described processing by the
〔第2の実施の形態〕
次に、図1の情報処理装置10を含む情報処理システムの例として、ストレージシステムについて説明する。
[Second embodiment]
Next, a storage system will be described as an example of an information processing system including the
図2は、第2の実施の形態に係るストレージシステムの構成例を示す図である。図2に示すストレージシステムは、CM(Controller Module)100,200、ドライブ部300およびPSU(Power Supply Unit)400を備えたストレージ装置1000と、ホスト装置1100とを含む。ホスト装置1100は、例えばSAN(Storage Area Network)を介して、CM100,200と接続されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the storage system according to the second embodiment. The storage system illustrated in FIG. 2 includes a
CM100,200は、ホスト装置1100からの要求に応じて、ドライブ部300に搭載された記憶装置に対するアクセスを制御するストレージ制御装置である。CM100は、CM100の内部のキャッシュを用いて、ドライブ部300内の記憶装置に対するアクセスを制御する。CM200も同様に、CM200の内部のキャッシュを用いて、ドライブ部300内の記憶装置に対するアクセスを制御する。
The
また、CM100とCM200は、互いに接続され、データを互いに送受信することができる。CM100とCM200との間のデータ転送は、キャッシュのミラーリングに利用される。すなわち、CM100のキャッシュのデータがCM200にミラーリングされ、CM200のキャッシュのデータがCM100にミラーリングされる。
Further, the
ドライブ部300には、ホスト装置1100からのアクセス対象となる複数台の記憶装置が搭載されている。記憶装置としては、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)などの不揮発性記憶装置が搭載される。
The
PSU400は、図示しない外部電源から供給された電力を受け付け、その電力を基にCM100,200およびドライブ部300に対して電源を供給する。
図3は、CMのハードウェア構成例を示す図である。
The
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a CM.
まず、CM100は、CPU(Central Processing Unit)101、RAM(Random Access Memory)102、PCIe(PCI express,PCI:Peripheral Component Interconnect)スイッチ103、SSD104、ホストコントローラ(CONT)105、SAS(Serial Attached SCSI,SCSI:Small Computer System Interface)エクスパンダ(EXP)106、バッテリ107および電源制御回路108を備える。
First, the
CPU101は、CM100全体を統括的に制御する。CPU101は、例えば、1または複数のプロセッサコアを備える。
RAM102は、CM100の主記憶装置として使用される。RAM102には、CPU101に実行させるOS(Operating System)プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、CPU101による処理に必要な各種データが格納される。例えば、RAM102には、ホスト装置1100からの要求に応じたドライブ部300内の記憶装置へのアクセス制御の際に用いられるキャッシュの領域が確保される。
The
The
SSD104は、PCIeスイッチ103を介してCPU101と接続されている。PCIeスイッチ103は、SSD104とCPU101との間のデータ送受信を制御する。
The
SSD104は、CM100の補助記憶装置として使用される。SSD104には、OSプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。また、SSD104には、停電時にRAM102内の一部のデータをバックアップするためのバックアップ領域が確保される。なお、SSD104の代わりに、HDDなどの他の種類の不揮発性記憶装置が用いられてもよい。
The
ホストコントローラ105は、ホスト装置1100と通信するためのインタフェース回路である。
SASエクスパンダ106は、CPU101とドライブ部300内の記憶装置との間で送受信されるデータを中継する。なお、図3では例として、ドライブ部300にはn台の記憶装置DK1,DK2,DK3,・・・,DKnが搭載されている。SASエクスパンダ106とドライブ部300内の記憶装置DK1,DK2,DK3,・・・,DKnとの間では、SAS規格にしたがって通信が行われる。
The
The SAS expander 106 relays data transmitted and received between the
バッテリ107は、停電時のバックアップ用電源である。バッテリ107は、停電が発生したとき、RAM102内のバックアップ対象データをSSD204のバックアップ領域にバックアップするための電力をCM100の内部に供給する。
The
電源制御回路108は、PSU400から供給される電力とバッテリ107から供給される電力のいずれかを、選択的にCM100の内部に供給する。具体的には、電源制御回路108は、通常時はPSU400からの電力をCM100の内部に供給し、停電の発生を検出すると、バッテリ107からの電力をCM100の内部に供給する。
The power
CM200は、CM100と同様のハードウェア構成を有する。すなわち、CM200は、CPU201、RAM202、PCIeスイッチ203、SSD204、ホストコントローラ(CONT)205、SASエクスパンダ(EXP)206、バッテリ207および電源制御回路208を備える。CPU201、RAM202、PCIeスイッチ203、SSD204、ホストコントローラ205、SASエクスパンダ206、バッテリ207および電源制御回路208は、CPU101、RAM102、PCIeスイッチ103、SSD104、ホストコントローラ105、SASエクスパンダ106、バッテリ107および電源制御回路108にそれぞれ対応する構成要素であるので、ここでは説明を省略する。
The
図4は、CM間でのキャッシュのミラーリングについて説明するための図である。
CM100,200は、論理ボリュームに対するアクセスをホスト装置1100から受け付ける。論理ボリュームは、ドライブ部300に搭載された1台以上の記憶装置によって実現される論理記憶領域である。本実施の形態では、CM100,200は、それぞれ個別の論理ボリュームに対するアクセスを受け付けるものとする。なお、論理ボリュームは、シンプロビジョニング技術を用いた仮想ボリュームであってもよい。この場合、ドライブ部300内の複数の記憶装置によって実現される「プール」と呼ばれる論理記憶領域から、仮想ボリュームの記憶領域が動的に割り当てられる。
FIG. 4 is a diagram for explaining cache mirroring between CMs.
The
CM100は、RAM102の記憶領域の一部をキャッシュとして用い、論理ボリュームに対するアクセスをライトバック方式で制御する。CM200も同様に、RAM202の記憶領域の一部をキャッシュとして用い、論理ボリュームに対するアクセスをライトバック方式で制御する。また、CM100,200は、自装置のキャッシュのデータを他方のRAMにミラーリングする。これにより、キャッシュのデータが失われる可能性が低減される。また、一方の装置が故障したとき、他方の装置がミラーリングされたキャッシュのデータを用いて、一方の装置が実行していたアクセス制御処理を引き継ぐこともできる。
The
図4に示すように、CM100のRAM102には、自系テーブル領域102a、自系キャッシュ領域102b、他系テーブル領域102cおよび他系キャッシュ領域102dが確保される。また、CM200のRAM202には、自系テーブル領域202a、自系キャッシュ領域202b、他系テーブル領域202cおよび他系キャッシュ領域202dが確保される。
As shown in FIG. 4, a
CM100の自系テーブル領域102aには、CM100が論理ボリュームに対するアクセスを制御するために使用される各種の管理テーブルのデータが記憶される。また、CM100の自系キャッシュ領域102bは、CM100が論理ボリュームに対するアクセスを制御する際に、キャッシュとして使用される。
In the
同様に、CM200の自系テーブル領域202aには、CM200が論理ボリュームに対するアクセスを制御するために使用される各種の管理テーブルのデータが記憶される。また、CM200の自系キャッシュ領域202bは、CM200が論理ボリュームに対するアクセスを制御する際に、キャッシュとして使用される。
Similarly, data of various management tables used for controlling access to the logical volume by the
一方、CM100の他系テーブル領域102cには、CM200の自系テーブル領域202aと同一のデータが記憶される。また、CM100の他系キャッシュ領域102dには、CM200の自系キャッシュ領域202bと同一のデータが記憶される。同様に、CM200の他系テーブル領域202cには、CM100の自系テーブル領域102aと同一のデータが記憶される。また、CM200の他系キャッシュ領域202dには、CM100の自系キャッシュ領域102bと同一のデータが記憶される。
On the other hand, the same data as the own
すなわち、CM100は、自系テーブル領域102aおよび自系キャッシュ領域102bのデータを、CM200の他系テーブル領域202cおよび他系キャッシュ領域202dにそれぞれミラーリングする。また、CM200は、自系テーブル領域202aおよび自系キャッシュ領域202bのデータを、CM100の他系テーブル領域102cおよび他系キャッシュ領域102dにそれぞれミラーリングする。
That is, the
例えば、CM100がある論理ボリュームへのデータの書き込み要求をホスト装置1100から受け付けた場合(ステップS11)、次のような処理が実行される。CM100のCPU101は、書き込みが要求されたデータ(書き込みデータ)を自系キャッシュ領域102bに書き込むとともに、自系テーブル領域102aを更新する(ステップS12)。例えば、自系テーブル領域102aに記憶されたキャッシュ管理テーブルが更新される。
For example, when the
また、CPU101は、書き込みデータと、自系テーブル領域102aの更新内容を示すデータとをCM200のCPU201に送信する。CPU201は、書き込みデータを他系キャッシュ領域202dに書き込むとともに、更新内容を示すデータに基づいて他系テーブル領域202cを更新する(ステップS13)。
Further, the
CM100のCPU101は、以上の処理が完了すると、ホスト装置1100に対して書き込みの完了通知を送信する(ステップS14)。このような処理により、自系テーブル領域102aおよび自系キャッシュ領域102bのデータは、CM200の他系テーブル領域202cおよび他系キャッシュ領域202dにそれぞれミラーリングされる。
When the above processing is completed, the
なお、図示しないが、CPU101は、この後の非同期のタイミングで、ステップS12で自系キャッシュ領域102bに書き込んだ書き込みデータを、ドライブ部300における対応する記憶装置に書き込む(ライトバック)。
Although not shown, the
図5は、停電時のバックアップ処理について説明するための図である。
上記の図4で説明したように、CM100,200では、ライトバック方式のアクセス制御が行われ、キャッシュ領域(自系キャッシュ領域102b,202b)は揮発性記憶装置であるRAM102,202に確保される。このような構成では、停電が発生した場合、キャッシュ領域のデータのうち、ライトバックが行われていないダーティデータが失われてしまう。
FIG. 5 is a diagram for explaining a backup process at the time of a power failure.
As described above with reference to FIG. 4, in the
このようなデータロストを防止するために、CM100,200にはそれぞれバッテリ107,207が搭載され、停電が発生すると、バッテリ107,207からの電力を用いて、キャッシュ領域のダーティデータが不揮発性記憶装置に退避される。図5に示すように、CM100のSSD104には、停電時にバックアップデータを格納するためのバックアップ領域104aが確保されており、キャッシュ領域のダーティデータはバックアップ領域104aにバックアップされる。また、図示しないが、CM200のSSD204にも同様なバックアップ領域が確保されている。
In order to prevent such data loss,
また、図4に示したように、RAM102には自系キャッシュ領域102bに加えて、自系テーブル領域102a、他系テーブル領域102c、他系キャッシュ領域102dが確保されている。自系テーブル領域102aには、キャッシュ管理テーブルなど、論理ボリュームへのアクセスに必要な管理データが格納されている。そのため、図5に示すように、停電時には、自系テーブル領域102aに格納された管理テーブルのデータも、SSD104のバックアップ領域104aにバックアップされる。同様に、図示しないが、CM200の自系テーブル領域202aに格納されたデータも、SSD204のバックアップ領域へのバックアップの対象となる。
As shown in FIG. 4, in addition to the own
さらに、本実施の形態では、図5に示すように、他系テーブル領域102cに格納された管理テーブルのデータと、他系キャッシュ領域102dのデータのうちダーティデータも、バックアップ領域104aにバックアップされる。同様に、図示しないが、CM200の他系テーブル領域202cに格納された管理テーブルのデータと、他系キャッシュ領域202dのデータのうちダーティデータも、SSD204のバックアップ領域にバックアップされる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the data of the management table stored in the other
例えば、他系テーブル領域102cに格納された管理テーブルのデータと、他系キャッシュ領域102dのデータのうちダーティデータもバックアップされることで、次のようなメリットが得られる。例えば、何らかの理由でCM200の自系テーブル領域202aおよび自系キャッシュ領域202bのデータが失われてしまった場合に、CM200は、他系テーブル領域102cおよび他系キャッシュ領域102dのデータを読み込むことで、動作を再開できる。
For example, the following merits can be obtained by backing up the dirty data among the data of the management table stored in the other
また、停電状態から復電したときにCM100,200がともに正常に起動した場合でも、CM100の他系テーブル領域102cおよび他系キャッシュ領域102dには、他方のCM200ではなくCM100のバックアップ領域104aからデータをリストアできる。このため、復電から、CM200の自系テーブル領域202aおよび自系キャッシュ領域102bとCM100の他系テーブル領域102cおよび他系キャッシュ領域102dとがミラーリングされた状態でCM100,200が起動するまでの時間を短縮できる。その結果、キャッシュデータおよび管理テーブルのデータが冗長化された状態で、CM200によるアクセス制御処理を短時間で再開できるようになる。
Further, even when the
なお、SSD104のフラッシュメモリに対するデータの書き込みは、一定サイズのセルを単位として行われる。本実施の形態では、セルのサイズを4キロバイトとする。そして、本実施の形態では、RAM102におけるバックアップ対象のデータも4キロバイト単位で管理することで、RAM102からSSD104のバックアップ領域104aへのデータの書き込みを4キロバイト単位で簡単に実行できるようにする。一例として、本実施の形態では、キャッシュページの大きさを4キロバイトとする。
Note that writing of data to the flash memory of the
図6は、電源制御回路の内部構成例を示す図である。なお、図6では例として、CM100の電源制御回路108について示すが、CM200の電源制御回路208も同様の内部構成を有する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the power supply control circuit. Although FIG. 6 shows the
図6(A)に示すように、電源制御回路108は、スイッチ回路111,112を備える。スイッチ回路111は、PSU400からCM100内の各部に対する電力の通電、遮断を切り替える。スイッチ回路112は、バッテリ107から、CM100内の各部に対する電力の通電、遮断を切り替える。
As shown in FIG. 6A, the power
スイッチ回路111,112はいずれも、入力側の電圧と出力側の電圧とを検出してそれらを比較することで、停電状態か否かを検出する。停電でない状態(PSU400から電力が供給されている状態)では、スイッチ回路111が通電状態となり、スイッチ回路112が遮断状態となる。停電状態では、スイッチ回路111が遮断状態となり、スイッチ回路112が通電状態となる。
Each of the
図6(B)には、スイッチ回路111,112の内部構成例を示している。スイッチ回路111は、FET(Field Effect Transistor)111a,111bとコントローラ111cを備える。スイッチ回路112は、FET112a,112bとコントローラ112cを備える。なお、FET111a,111b,112a,112bは、いずれもNチャネルMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor FET)である。
FIG. 6B shows an example of the internal configuration of the
スイッチ回路111において、FET111a,111bの各ドレインにはPSU400からの12Vの電圧が入力され、各ソースはCM100の内部に対する出力端子に接続されている。また、FET111a,111bの各ゲートにはコントローラ111cからの共通の制御信号が入力され、この制御信号によってFET111a,111bのそれぞれのドレイン−ソース間の導通、遮断が制御される。この構成により、PSU400からの電圧の出力を制御するスイッチング素子が冗長化され、電圧出力の切り替え動作の信頼性が高められている。
In the
また、スイッチ回路112において、FET112a,112bの各ドレインにはバッテリ107からの12Vの電圧が入力され、各ソースはCM100の内部に対する出力端子に接続されている。また、FET112a,112bの各ゲートにはコントローラ112cからの共通の制御信号が入力され、この制御信号によってFET112a,112bのそれぞれのドレイン−ソース間の導通、遮断が制御される。この構成により、バッテリ107からの電圧の出力を制御するスイッチング素子が冗長化され、電圧出力の切り替え動作の信頼性が高められている。
In the
コントローラ111cは、入力電圧Va1と出力電圧Vc1とを検出し、それらの比較結果に基づいてFET111a,111bの各ゲートに対する制御信号を出力する。コントローラ112cは、入力電圧Va2と出力電圧Vc2とを検出し、それらの比較結果に基づいてFET112a,112bの各ゲートに対する制御信号を出力する。
The
コントローラ111cは、(Va1−Vc1)>TH1の場合、制御信号をハイレベルにしてFET111a,111bを導通させ、それ以外の場合、制御信号をローレベルにしてFET111a,111bを遮断させる。閾値TH1は、FET111a,111b,112a,112bのドレイン−ソース間の電圧降下量より小さい値(例えば、10mV)に設定される。一方、コントローラ112cは、(Va2−Vc2)>TH2の場合、制御信号をローレベルにしてFET112a,112bを遮断させ、それ以外の場合、制御信号をハイレベルにしてFET112a,111bを導通させる。閾値TH2は、上記の電圧降下量より大きい値に設定される。
When (Va1−Vc1)> TH1, the
これにより、CM100の電源が投入されたとき、PSU400から12Vの電圧が供給されていれば、コントローラ111cからの制御信号がハイレベルになり、PSU400からの電力がCM100の内部に供給される。このとき、コントローラ112cからの制御信号がローレベルになり、バッテリ107からの電力はCM100の内部に供給されない。
Thus, when the power of the
この状態から、停電してPSU400から電圧が出力されなくなると、コントローラ111cからの制御信号がローレベルになり、PSU400からの電源経路が遮断される。一方、コントローラ112cからの制御信号がハイレベルになり、バッテリ107からの電力がCM100の内部に供給されるようになる。このようなコントローラ111c,112cによる自律的な処理により、停電が発生したとき、CM100の内部に対する電力供給源がPSU400からバッテリ107に切り替えられる。
In this state, when a power failure occurs and the voltage is not output from the
なお、停電が発生したとき、CPU101の処理によってホストコントローラ105やSASエクスパンダ106の動作が停止される。このため、停電が発生した後、バッテリ107からの電力はバックアップ処理に関係するCPU101、RAM102、PCIeスイッチ103およびSSD104にだけ供給されるようになる。CM200でも同様に、停電が発生した後、バッテリ207からの電力はバックアップ処理に関係するCPU201、RAM202、PCIeスイッチ203およびSSD204にだけ供給されるようになる。
When a power failure occurs, the operations of the
次に、図7を用いて、スイッチ回路112が故障した場合の問題点について説明する。
図7は、バッテリ電圧の推移例を示す図である。図7では、停電発生時を起点としたバッテリ107からの出力電圧の推移について示している。ここで言う出力電圧とは、正確には、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧(すなわち、バッテリ107による駆動時におけるスイッチ回路112からの出力電圧Vc2)を指す。
Next, a problem in a case where the
FIG. 7 is a diagram illustrating a transition example of the battery voltage. FIG. 7 shows a transition of the output voltage from the
バッテリ107のためのスイッチ回路112が故障する状態としては、FET112a,112bの一方のみ故障している「故障状態A」と、FET112a,112bの両方とも故障している「故障状態B」の2通りの状態が想定される。これらの故障状態A,Bのどちらでも、故障したFETの寄生ダイオードの影響によってFETでの消費電力が大きくなり、その結果、図7に示すようにバッテリ107の持続時間が正常時より減少する。
There are two states in which the
具体的には、故障状態Aでは、故障していない他方のFETによってバッテリ107からの電力はCM100の内部に出力され続ける。例えば、FET111aが故障したとすると、FET111bはオンのままなので、バッテリ107からの電力が出力され続け、スイッチ回路112の出力電圧は12.0Vのまま維持される。しかし、このとき、故障したFET111aの寄生ダイオードに大きな電流が流れ、電力が消費されてしまう。その結果、図7に示すように、FET112a,112bが故障していない正常状態より、バッテリ107の持続時間が短くなってしまう。
Specifically, in the failure state A, the electric power from the
図7において、9.6Vの電圧は、CM100がバックアップ動作を実行可能な下限の電圧(動作下限電圧)を示す。図7の例では、正常状態では、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧が動作下限電圧の9.6Vより低下するまでの時間は、300秒となっている。これに対して、故障状態Aでは、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧が動作下限電圧の9.6Vより低下するまでの時間は、250秒に短縮されている。
In FIG. 7, the voltage of 9.6 V indicates the lower limit voltage (operation lower limit voltage) at which the
故障状態Bでは、故障したFET111a,111bのいずれもオフになる。しかし、バッテリ107からの電圧がFET111a,111bの両方の寄生ダイオードに印加されて、これら2つの寄生ダイオードに電流が流れてしまうことで、例えば図7に示すように、11.4Vの電圧が出力される。また、故障状態Aより多くの寄生ダイオードに電流が流れることで、故障状態Aよりさらに大きな電力が消費されてしまう。その結果、図7に示すように、バッテリ107の持続時間が故障状態Aよりさらに短くなってしまう。図7の例では、故障状態Bでは、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧が動作下限電圧の9.6Vより低下するまでの時間は、さらに200秒に短縮されている。
In the failure state B, both of the failed
このように、故障状態A,Bになると、バッテリ107の持続時間が短くなる。このため、バックアップ対象のデータの一部をバックアップ領域104aにバックアップできずに失う可能性が生じる。
As described above, when the failure states A and B occur, the duration of the
ここで、故障検出方法の一例として、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧が、上記の動作下限電圧(9.6V)より低くなった場合に、バッテリ107が故障したと判定する方法がある。しかし、この方法では、図7の例のように、動作下限電圧より高い出力電圧がある程度の時間維持される故障状態A,Bを検出することはできない。
Here, as an example of the failure detection method, when the output voltage of the
また、FETの個数を増やしてFETを通る経路の冗長度を高めることで、故障状態Bのように電力が消費される事態を防止できる。しかし、この方法では、回路の実装面積が増大して電源制御回路108が大型化し、また、電源制御回路108のコストも上がってしまう。また、この方法では、故障状態Aのような寄生ダイオードによる電力消費を防止することはできない。
In addition, by increasing the number of FETs and increasing the redundancy of the path passing through the FETs, it is possible to prevent power from being consumed as in the failure state B. However, in this method, the circuit mounting area increases, the power
このような問題に対して、CM100は、バックアップ対象のデータに優先度を付与し、優先度の高いデータから順にバックアップ領域104aにバックアップしていく。また、CM100は、ある優先度のデータのバックアップが完了するたびに、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧を検出して、バッテリ107によるその後の電力供給能力を推定する。CM100は、次の優先度のデータのバックアップを完了できるだけの電力供給能力があると判定される場合に、そのデータのバックアップを実行する。このような処理により、スイッチ回路112の故障状態に応じて、バッテリ107からの電力供給能力の範囲内で、優先度の高い順に、同じ優先度のデータ群を単位として最大限のデータをバックアップできるようにする。
In response to such a problem, the
なお、以上の図7ではCM100での故障について説明したが、CM200でも同様の故障によって同様の問題が発生し得る。そして、CM200もCM100と同様の処理を実行可能である。
Although the failure in the
図8は、CMが備える処理機能の構成例を示すブロック図である。なお、図8では例としてCM100について示すが、CM200もCM100と同様の処理機能を備える。
CM100は、アクセス制御部121、ミラーデータ受信処理部122、バックアップ制御部123およびリストア制御部124を備える。なお、アクセス制御部121、ミラーデータ受信処理部122、バックアップ制御部123およびリストア制御部124の処理は、例えば、CPU101が所定のプログラムを実行することで実現される。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a processing function included in the CM. Although the
The
アクセス制御部121は、ホスト装置1100からの要求に応じて論理ボリュームに対するアクセスを制御する。そのアクセス制御の際、アクセス制御部121は、自系キャッシュ領域102bをキャッシュとして用いる。通常時、図4で説明したように、アクセス制御部121は、自系キャッシュ領域102bをキャッシュとして用いながら、論理ボリュームに対するデータの書き込みをライトバック方式で制御する。また、アクセス制御部121は、自系キャッシュ領域102bのデータを、CM200のミラーデータ受信処理部(図示せず)を介して他系キャッシュ領域102dにミラーリングする。
The
また、アクセス制御部121は、論理ボリュームへのアクセス制御の際、自系テーブル領域102aに記憶された管理テーブルを参照する。そして、アクセス制御部121は、自系テーブル領域102aのデータを更新するたびに、そのデータ更新をCM200のミラーデータ受信処理部(図示せず)を介して他系キャッシュ領域に反映させる。
Further, when controlling access to the logical volume, the
例えば、図8に示すように、自系キャッシュ領域102bには、アクセス制御部121に参照される管理テーブルとして、キャッシュ管理テーブル131とボリューム管理テーブル132が記憶される。キャッシュ管理テーブル131は、自系キャッシュ領域102bに記憶されるデータを管理するための管理情報である。ボリューム管理テーブル132は、論理ボリュームへのアクセスのためのアドレス変換のために利用される管理情報である。
For example, as shown in FIG. 8, a cache management table 131 and a volume management table 132 are stored in the own
ここで、図9は、キャッシュ管理テーブルの構成例を示す図である。キャッシュ管理テーブル131には、自系キャッシュ領域102bの各ページを示すページ番号に対応付けて、論理アドレス、ダーティフラグ、属性が登録される。
Here, FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the cache management table. In the cache management table 131, a logical address, a dirty flag, and an attribute are registered in association with a page number indicating each page of the
論理アドレスは、ページに格納されたデータについての論理ボリューム上のアドレスを示す。ダーティフラグは、ページに格納されたデータがダーティデータか否かを示す。ダーティフラグは、ダーティデータの場合「1」を示し、ダーティデータでない場合「0」を示す。属性は、データが書き込み要求と読み出し要求のどちらに応じてページに格納されたかを示す。 The logical address indicates an address on the logical volume for data stored in the page. The dirty flag indicates whether the data stored in the page is dirty data. The dirty flag indicates “1” for dirty data, and indicates “0” for non-dirty data. The attribute indicates whether the data is stored in the page in response to a write request or a read request.
他方のCM200の他系テーブル領域202cには、図9のキャッシュ管理テーブル131と同じ形式のキャッシュ管理テーブルが記憶される。アクセス制御部121は、キャッシュ管理テーブル131を更新すると、その更新内容を他系テーブル領域202cのキャッシュ管理テーブルにも反映させる。
A cache management table of the same format as the cache management table 131 of FIG. 9 is stored in the other
例えば、アクセス制御部121は、ホスト装置1100からの要求に応じてあるページにデータを書き込むと、キャッシュ管理テーブル131の該当ページ番号に対応する論理アドレスとして、論理ボリューム上の書き込み先アドレスを登録する。これとともに、アクセス制御部121は、該当ページ番号に対応するダーティフラグを「1」に設定し、属性として「書き込み」を設定する。さらに、アクセス制御部121は、他系テーブル領域202cのキャッシュ管理テーブルについても、同じページ番号に対応する論理アドレス、ダーティフラグおよび属性を同様に更新する。
For example, when writing data to a certain page in response to a request from the
その後、アクセス制御部121は、上記データのライトバックを実行すると、キャッシュ管理テーブル131における該当レコードのダーティフラグを「0」に更新する。これとともに、アクセス制御部121は、他系テーブル領域202cのキャッシュ管理テーブルについても、該当レコードのダーティフラグを「0」に更新する。
After that, when executing the data write-back, the
以下、図8に戻って説明を続ける。
前述のように、ボリューム管理テーブル132は、論理ボリュームへのアクセスのためのアドレス変換のために利用される管理情報である。ボリューム管理テーブル132には、例えば、次のようなデータが登録される。
Hereinafter, returning to FIG. 8, the description will be continued.
As described above, the volume management table 132 is management information used for address conversion for accessing a logical volume. In the volume management table 132, for example, the following data is registered.
例えば、ボリューム管理テーブル132には、ドライブ部300内の1以上の記憶装置によって実現される論理記憶領域のアドレスと、論理ボリュームのアドレスとの対応関係を示す情報が登録される。論理記憶領域がRAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)グループとして実現される場合、ボリューム管理テーブル132には、RAIDグループに属する記憶装置の識別情報、RAIDレベルなど、RAIDグループに関する情報が登録される。
For example, in the volume management table 132, information indicating the correspondence between addresses of logical storage areas realized by one or more storage devices in the
また、論理ボリュームがシンプロビジョニング技術を用いた仮想ボリュームとして生成される場合には、例えば、論理ボリュームを分割した単位領域のうち、データが書き込まれた単位領域に対してのみ、論理記憶領域(プール)から記憶領域が割り当てられる。この場合、ボリューム管理テーブル132には、論理ボリューム上の単位領域と、論理記憶領域から割り当てられた記憶領域との対応関係を示す情報が登録される。アクセス制御部121は、論理ボリューム上の空きの単位領域に新たなデータを書き込むたびに、その単位領域に対して論理記憶領域から新たな記憶領域を割り当てる。このとき、アクセス制御部121は、単位領域とその割り当て先の記憶領域との対応関係を示す情報をボリューム管理テーブル132に登録するとともに、CM200の他系テーブル領域202cのボリューム管理テーブルにも同様の情報を登録する。
When a logical volume is generated as a virtual volume using the thin provisioning technology, for example, of the unit areas obtained by dividing the logical volume, only the logical storage area (pool ) Is allocated a storage area. In this case, the volume management table 132 registers information indicating the correspondence between the unit area on the logical volume and the storage area allocated from the logical storage area. Each time new data is written to a free unit area on a logical volume, the
ミラーデータ受信処理部122は、CM200のアクセス制御部(図示せず)から自系キャッシュ領域202bまたは自系テーブル領域202aにおける更新されたデータを受信する。ミラーデータ受信処理部122は、受信したデータによって他系キャッシュ領域102dまたは他系テーブル領域102cの該当箇所を更新する。
The mirror data
バックアップ制御部123は、停電が発生すると、自系テーブル領域102a、自系キャッシュ領域102b、他系テーブル領域102cおよび他系キャッシュ領域102dのデータを、SSD104のバックアップ領域104aにバックアップする。このとき、バックアップ制御部123は、バッテリ107から電源制御回路108を介して出力される電圧を参照しながら、後述するデータごとの優先度にしたがってバックアップ処理を実行する。
When a power failure occurs, the
また、SSD104には、バックアップ管理テーブル133が記憶される。バックアップ制御部123は、バックアップ管理テーブル133をバックアップ処理の進行に応じて更新する。
In the
リストア制御部124は、外部電力の供給が再開される(復電する)と、バックアップ管理テーブル133を参照しながら、SSD104のバックアップ領域104aにバックアップされたデータをRAM102に書き戻してデータをリストアする。
When the supply of the external power is resumed (power is restored), the restore
次に、図10〜図12を用いて、バックアップ制御部123によるバックアップ処理について説明する。
図10は、データの優先度について説明するための図である。CM100,200では、バックアップ対象のデータに優先度が設定され、優先度が高い順にデータがSSD104のバックアップ領域104aにバックアップされる。
Next, a backup process performed by the
FIG. 10 is a diagram for explaining the priority of data. In the
CM100では、図10に示すように、自系テーブル領域102aに格納された管理テーブルのデータ(テーブルデータ)と、自系キャッシュ領域102bに格納されたデータのうちのダーティデータとに対して、最も優先度が高い「優先度1」が設定される。これらのデータがバックアップされる確実性を高めることで、復電時にCM100が記憶するデータだけを用いて、データを失うことなく迅速にアクセス制御を再開できる。
As shown in FIG. 10, in the
また、他系テーブル領域102cに格納された管理テーブルのデータ(テーブルデータ)に対して、次に優先度が高い「優先度2」が設定される。さらに、他系キャッシュ領域102dに格納されたデータのうちのダーティデータに対して、最も優先度が低い「優先度3」が設定される。
Further, “
なお、CM200においても上記と同様に、バックアップ対象のデータに優先度が設定される。すなわち、自系テーブル領域202aに格納された管理テーブルのデータ(テーブルデータ)と、自系キャッシュ領域202bに格納されたデータのうちのダーティデータとに対して、「優先度1」が設定される。また、他系テーブル領域202cに格納された管理テーブルのデータ(テーブルデータ)に対して、「優先度2」が設定される。さらに、他系キャッシュ領域202dに格納されたデータのうちのダーティデータに対して、「優先度3」が設定される。
In the
図11は、バックアップ管理テーブルの構成例を示す図である。前述のように、SSD104にはバックアップ管理テーブル133が記憶される。バックアップ管理テーブル133には、優先度ごとにバックアップフラグが対応付けられている。バックアップフラグは、対応する優先度のデータのバックアップが完了したか否かを示すフラグ情報である。バックアップフラグは、該当するデータのバックアップが未完了の場合は「0」に設定され、該当するデータのバックアップが完了した場合は「1」に設定される。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of the backup management table. As described above, the backup management table 133 is stored in the
なお、CM200のSSD204にも、図11と同様のデータ構成を有するバックアップ管理テーブルが記憶される。
図12は、優先度にしたがったバックアップ処理の例を示す図である。なお、図7と同様に、図12のグラフの縦軸は、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧を示す。
Note that a backup management table having a data configuration similar to that of FIG. 11 is also stored in the
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of backup processing according to priority. As in FIG. 7, the vertical axis of the graph in FIG. 12 indicates the output voltage of the
バックアップ制御部123は、停電が検出されたタイミングT0において、優先度1に対応するデータのバックアップを開始する。これにより、自系テーブル領域102aに格納された管理テーブルのデータと、自系キャッシュ領域102bに格納されたデータのうちのダーティデータとが、SSD104のバックアップ領域104aにバックアップされる。
The
バックアップ制御部123は、タイミングT1において優先度1に対応するデータのバックアップが完了すると、バックアップ管理テーブル133における優先度1に対応するバックアップフラグを、「0」から「1」に更新する。これとともに、バックアップ制御部123は、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧(すなわち、スイッチ回路112からの出力電圧Vc2)をスイッチ回路112のコントローラ112cから取得する。バックアップ制御部123は、取得した出力電圧が11.4V以下であるかを判定する。
When the backup of the data corresponding to the
ここで、タイミングT1において取得した出力電圧が11.4V以下である場合、スイッチ回路112のFET112a,112bの両方とも故障している故障状態Bであると推定される。この場合、バッテリ107の持続時間の残りが非常に短く、優先度2に対応するデータのバックアップを完了することも困難と推定される。このため、バックアップ制御部123は、バックアップ処理を終了する。
Here, when the output voltage obtained at the timing T1 is equal to or lower than 11.4 V, it is estimated that both the
一方、タイミングT1において取得した出力電圧が11.4Vより高い場合、少なくとも故障状態Bにはなっておらず、バッテリ107の持続時間の残りがある程度長いと推定される。このため、バックアップ制御部123は、次の優先度2に対応するデータのバックアップを開始する。これにより、他系テーブル領域102cに格納された管理テーブルのデータが、SSD104のバックアップ領域104aにバックアップされる。
On the other hand, when the output voltage acquired at the timing T1 is higher than 11.4 V, it is estimated that at least the failure state B has not been attained and the remaining time of the
なお、タイミングT1での上記判定では、電圧の判定閾値として11.4V以上12.0V未満の値が用いられればよい。この判定閾値は、FET112a,112bがいずれも正常な場合の出力電圧Vc2といずれも故障している場合の出力電圧Vc2との差分に基づいて決定される、ということができる。
In the above-described determination at the timing T1, a value of 11.4 V or more and less than 12.0 V may be used as the voltage determination threshold. It can be said that this determination threshold is determined based on the difference between the output voltage Vc2 when both
バックアップ制御部123は、タイミングT2において優先度2に対応するデータのバックアップが完了すると、バックアップ管理テーブル133における優先度2に対応するバックアップフラグを、「0」から「1」に更新する。これとともに、バックアップ制御部123は、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧をスイッチ回路112のコントローラ112cから取得する。
When the backup of the data corresponding to the
バックアップ制御部123は、取得した出力電圧が11.8V以下であるかを判定する。この11.8Vとは、出力電圧が正常時の12.0Vより低下し始めているかを判定するための電圧である。出力電圧が正常時の12.0Vより低下し始めている場合、FET112a,112bの一方のみ故障している故障状態Aになっており、そのような故障による余計な電力消費によって出力電圧が低下し始めていると推定される。このため、バッテリ107の持続時間の残りが非常に短く、優先度3に対応するデータのバックアップを完了することも困難と推定される。したがって、バックアップ制御部123は、バックアップ処理を終了する。
The
一方、タイミングT2において取得した出力電圧が11.8Vより高い場合、正常状態である可能性が高いと推定される。このため、バックアップ制御部123は、次の優先度3に対応するデータのバックアップを開始する。これにより、他系キャッシュ領域102dに格納された管理テーブルのデータが、SSD104のバックアップ領域104aにバックアップされる。
On the other hand, when the output voltage acquired at the timing T2 is higher than 11.8 V, it is estimated that there is a high possibility that the state is the normal state. Therefore, the
バックアップ制御部123は、タイミングT3において優先度3に対応するデータのバックアップが完了すると、バックアップ管理テーブル133における優先度3に対応するバックアップフラグを、「0」から「1」に更新する。そして、バックアップ制御部123は、バックアップ処理を終了する。
When the backup of the data corresponding to the
なお、バックアップ管理テーブル133は、復電後のリストア処理時にリストア制御部124によって参照される。バックアップ管理テーブル133のバックアップフラグにより、どのデータがSSD104のバックアップ領域104aにバックアップされ、どのデータを他方のSSD204のバックアップ領域から取得するべきかが判断される。バックアップ管理テーブル133を用いたリストア処理については、後の図14、図15において詳しく説明する。
The backup management table 133 is referred to by the restore
以上の処理によれば、優先度の高いデータから順にバックアップが行われる。また、1つの優先度に対応するデータのバックアップが完了するたびに、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧が検出され、バッテリ107による電力供給能力の余力が推定される。そして、余力が十分あると推定される場合は次の優先度に対応するデータがバックアップされる一方、余力がないと推定される場合はその時点でバックアップ処理が終了される。
According to the above processing, backup is performed in order of data having a higher priority. Also, each time backup of data corresponding to one priority is completed, the output voltage of
このような処理により、バッテリ107からの放電経路上にあるFETの故障によってバッテリ107の電力供給能力が低下した場合でも、その能力の範囲内で、同じ優先度のデータ群を単位として最大限のデータをバックアップできる。このとき、優先度の高いデータから順にバックアップされることで、重要なデータ(特に、復電後にアクセス制御を正確かつ迅速に再開するために必要なデータ)が失われる可能性を低減できる。
By such processing, even when the power supply capability of the
また、バッテリ107の電力供給能力の余力が少ないと判定された場合に、その時点でバックアップ処理が終了されることで、その時点でバッテリ107の放電も終了され、バッテリ107の残量低下が停止する。このため、バッテリ107の電力供給能力がなくなるまでバックアップ処理を継続する場合と比較して、復電時点でのバッテリ107の残量が多くなる。
When it is determined that the remaining power supply capacity of the
復電後には、バッテリ107の残量が、少なくとも優先度1に対応するデータのバックアップを実行できる下限量に達するまで、キャッシュデータのロストを防止するため、ライトスルー方式でアクセス制御が再開される。そして、バッテリ107の残量がこの下限量に達すると、アクセス制御の方式がライトバック方式に切り替えられる。ライトスルー方式では、データの書き込みが要求された場合、そのデータのキャッシュへの書き込みだけでなく、そのデータのライトバックが完了した後に、ホスト装置1100に対して書き込み完了が通知される。このため、ライトバック方式と比較して、ホスト装置1100からの書き込み要求に対する応答速度が低い。
After the power is restored, the access control is restarted by the write-through method in order to prevent the cache data from being lost until the remaining amount of the
上記のように、復電時点でのバッテリ107の残量が多くなることで、復電後に、アクセス制御をライトスルー方式からライトバック方式に切り替えるまでの時間を短縮できる。その結果、ホスト装置1100からの書き込み要求に対する応答性能を、復電から短時間で回復させることができ、全体としてこの応答性能を改善できる。
As described above, by increasing the remaining amount of the
次に、CM100の処理についてフローチャートを用いて説明する。
図13は、停電時におけるCMの処理手順を示すフローチャートの例である。
[ステップS21]バックアップ制御部123は、停電を検出するまで待機状態となり、停電を検出するとステップS22の処理を実行する。なお、バックアップ制御部123は、例えば、電源制御回路108のスイッチ回路111のコントローラ111cからの通知に基づいて、停電の発生を検出する。また、バックアップ制御部123は、すべてのバックアップフラグを「0」に設定したバックアップ管理テーブル133を、SSD104に記録する。
Next, the processing of the
FIG. 13 is an example of a flowchart showing the processing procedure of a CM at the time of a power failure.
[Step S21] The
[ステップS22]バックアップ制御部123は、優先度1のデータを退避させる。すなわち、バックアップ制御部123は、自系テーブル領域102aに格納された管理テーブルのデータと、自系キャッシュ領域102bに格納されたデータのうちのダーティデータとを、SSD104のバックアップ領域104aに格納する。なお、自系キャッシュ領域102bに格納されたデータのうちのダーティデータは、自系テーブル領域102aに格納されたキャッシュ管理テーブル131のダーティフラグに基づいて判別される。
[Step S22] The
[ステップS23]バックアップ制御部123は、バックアップ管理テーブル133における優先度1に対応するバックアップフラグを「1」に更新する。
[ステップS24]バックアップ制御部123は、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧(すなわち、スイッチ112からの出力電圧Vc2)をスイッチ回路112のコントローラ112cから取得する。バックアップ制御部123は、取得した出力電圧が11.4V以下である場合、処理を終了する。この場合、CM100の動作が停止する。一方、バックアップ制御部123は、取得した出力電圧が11.4Vより高い場合、ステップS25の処理を実行する。
[Step S23] The
[Step S24] The
[ステップS25]バックアップ制御部123は、優先度2のデータを退避させる。すなわち、バックアップ制御部123は、他系テーブル領域102cに格納された管理テーブルのデータを、SSD104のバックアップ領域104aに格納する。
[Step S25] The
[ステップS26]バックアップ制御部123は、バックアップ管理テーブル133における優先度2に対応するバックアップフラグを「1」に更新する。
[ステップS27]バックアップ制御部123は、電源制御回路108を介したバッテリ107の出力電圧をスイッチ回路112のコントローラ112cから取得する。バックアップ制御部123は、取得した出力電圧が11.8V以下である場合、処理を終了する。この場合、CM100の動作が停止する。一方、バックアップ制御部123は、取得した出力電圧が11.8Vより高い場合、ステップS28の処理を実行する。
[Step S26] The
[Step S27] The
[ステップS28]バックアップ制御部123は、優先度3のデータを退避させる。すなわち、バックアップ制御部123は、他系キャッシュ領域102dに格納されたデータのうちのダーティデータを、SSD104のバックアップ領域104aに格納する。なお、他系キャッシュ領域102dに格納されたデータのうちのダーティデータは、他系テーブル領域102cに格納されたCM200のキャッシュ管理テーブルのダーティフラグに基づいて判別される。
[Step S28] The
[ステップS29]バックアップ制御部123は、バックアップ管理テーブル133における優先度3に対応するバックアップフラグを「1」に更新する。この処理が完了すると、CM100の動作が停止する。
[Step S29] The
図14、図15は、復電時におけるCMの処理手順を示すフローチャートの例である。
[ステップS31]外部電源からの電力供給が復旧すると、PSU400からの電力供給が再開される(復電する)。CM100が、PSU400からの電力によって起動すると、リストア制御部124は、ステップS32以降の処理を実行する。また、PSU400からの電力供給が再開されることで、電源制御回路108は、PSU400からの電力を用いてバッテリ107の充電を開始する。
FIG. 14 and FIG. 15 are flowchart examples illustrating the processing procedure of the CM at the time of power restoration.
[Step S31] When the power supply from the external power supply is restored, the power supply from the
[ステップS32]リストア制御部124は、SSD104に記憶されたバックアップ管理テーブル133を参照し、優先度1に対応するバックアップフラグを読み込む。リストア制御部124は、バックアップフラグが「1」の場合、ステップS33の処理を実行し、バックアップフラグが「0」の場合、ステップS34の処理を実行する。
[Step S32] The restore
[ステップS33]リストア制御部124は、CM100のSSD104のバックアップ領域104aから、優先度1のデータをリストアする。すなわち、リストア制御部124は、自系テーブル領域102aからバックアップされた管理テーブルのデータを、バックアップ領域104aから自系テーブル領域102aに書き戻す。また、リストア制御部124は、自系キャッシュ領域102bからバックアップされたダーティデータを、バックアップ領域104aから自系キャッシュ領域102bに書き戻す。
[Step S33] The restore
[ステップS34]リストア制御部124は、他方のCM200が備えるSSD204のバックアップ領域から、優先度1のデータをリストアする。具体的には、リストア制御部124は、他方のCM200のリストア制御部に対して、他系テーブル領域202cのデータと他系キャッシュ領域202dのダーティデータの転送を要求する。CM200のリストア制御部は、SSD204のバックアップ領域から、他系テーブル領域202cからバックアップされた管理テーブルのデータと、他系キャッシュ領域202dからバックアップされたダーティデータとを読み出し、CM100に転送する。CM100のリストア制御部124は、転送された管理テーブルのデータを自系テーブル領域102aに格納し、転送されたダーティデータを自系キャッシュ領域102bに格納する。
[Step S34] The restore
[ステップS35]リストア制御部124は、SSD104に記憶されたバックアップ管理テーブル133を参照し、優先度2に対応するバックアップフラグを読み込む。リストア制御部124は、バックアップフラグが「1」の場合、ステップS36の処理を実行し、バックアップフラグが「0」の場合、ステップS37の処理を実行する。
[Step S35] The restore
[ステップS36]リストア制御部124は、CM100のSSD104のバックアップ領域104aから、優先度2のデータをリストアする。すなわち、リストア制御部124は、他系テーブル領域102cからバックアップされた管理テーブルのデータを、バックアップ領域104aから他系テーブル領域102cに書き戻す。
[Step S36] The restore
[ステップS37]リストア制御部124は、他方のCM200が備えるSSD204のバックアップ領域から、優先度2のデータをリストアする。具体的には、リストア制御部124は、他方のCM200のリストア制御部に対して、自系テーブル領域202aのデータの転送を要求する。CM200のリストア制御部は、SSD204のバックアップ領域から、自系テーブル領域202aからバックアップされた管理テーブルのデータを読み出し、CM100に転送する。CM100のリストア制御部124は、転送された管理テーブルのデータを他系テーブル領域102cに格納する。
[Step S37] The restore
[ステップS38]リストア制御部124は、SSD104に記憶されたバックアップ管理テーブル133を参照し、優先度3に対応するバックアップフラグを読み込む。リストア制御部124は、バックアップフラグが「1」の場合、ステップS39の処理を実行し、バックアップフラグが「0」の場合、ステップS40の処理を実行する。
[Step S38] The restore
[ステップS39]リストア制御部124は、CM100のSSD104のバックアップ領域104aから、優先度3のデータをリストアする。すなわち、リストア制御部124は、リストア制御部124は、他系キャッシュ領域102dからバックアップされたダーティデータを、バックアップ領域104aから他系キャッシュ領域102dに書き戻す。
[Step S39] The restore
[ステップS40]リストア制御部124は、他方のCM200が備えるSSD204のバックアップ領域から、優先度3のデータをリストアする。具体的には、リストア制御部124は、他方のCM200のリストア制御部に対して、自系キャッシュ領域202bのデータの転送を要求する。CM200のリストア制御部は、SSD204のバックアップ領域から、自系キャッシュ領域202bからバックアップされたダーティデータを読み出し、CM100に転送する。CM100のリストア制御部124は、転送されたダーティデータを他系キャッシュ領域102dに格納する。
[Step S40] The restore
以上の処理により、リストア処理が完了する。上記のリストア処理では、リストア制御部124は、バックアップ管理テーブル133の優先度ごとのバックアップフラグに基づいて、リストア対象のデータをどこから読み込むべきかを判断できる。そのため、データを確実かつ迅速にリストアすることができる。
With the above processing, the restoration processing is completed. In the above-described restore processing, the restore
以下、図15を用いて説明を続ける。
[ステップS41]リストア制御部124は、他方のCM200でのリストア処理が終了したかをCM200のリストア制御部に問い合わせる。リストア制御部124は、CM200でのリストア処理が終了していない場合、待ち状態になり、一定時間ごとに再度問い合わせを行う。そして、リストア制御部124は、CM200でのリストア処理が終了した場合、ステップS42の処理を実行する。
Hereinafter, the description will be continued with reference to FIG.
[Step S41] The restore
[ステップS42]リストア制御部124は、バッテリ107の残量が所定の閾値以上かを判定する。この閾値としては、例えば、優先度1に対応するデータのバックアップを実行できるバッテリ107の残量の下限値が設定される。バッテリ107の残量がこの下限値以上であれば、ライトバック方式によるアクセス制御を再開したとしても、停電が発生した場合に少なくとも優先度1に対応するデータをバックアップでき、ライトバックされていないダーティデータを保証できる。リストア制御部124は、バッテリ107の残量が閾値未満の場合、ステップS43の処理を実行し、残量が閾値以上の場合、ステップS45の処理を実行する。
[Step S42] The restore
[ステップS43]リストア制御部124は、バッテリ107の残量が閾値未満であることをアクセス制御部121に通知する。アクセス制御部121は、この通知に応じて、ホスト装置1100からの要求に応じた論理ボリュームに対するアクセス制御を開始する。このとき、アクセス制御部121は、書き込み制御をライトスルー方式で実行する。すなわち、アクセス制御部121は、ホスト装置1100からデータの書き込みが要求された場合、そのデータを自系キャッシュ領域102bに書き込むとともに、そのデータをドライブ部300にライトバックし、ホスト装置1100に対して書き込み完了を通知する。
[Step S43] The restore
[ステップS44]バッテリ107の残量が上記の閾値以上かを判定する。リストア制御部124は、バッテリ107の残量が閾値以上になるまで待機状態となり、残量が閾値以上になると、ステップS45の処理を実行する。
[Step S44] It is determined whether or not the remaining amount of the
[ステップS45]リストア制御部124は、バッテリ107の残量が閾値以上になったことをアクセス制御部121に通知する。ステップS42の次にステップS45が実行された場合、アクセス制御部121は、この通知に応じて、ホスト装置1100からの要求に応じた論理ボリュームに対するアクセス制御を開始する。このとき、アクセス制御部121は、書き込み制御をライトバック方式で実行する。一方、ステップS44の次にステップS45が実行された場合、すなわち、すでにアクセス制御が開始されている場合には、アクセス制御部121は、書き込み制御方式をライトスルー方式からライトバック方式に切り替える。
[Step S45] The restore
ここで、図13に示した停電時の処理では、ある優先度のデータのバックアップが完了したとき、バッテリ107の電力供給能力の余力が小さいと推定される場合には、その時点でバックアップ処理が終了される。これにより、バッテリ107の残量がバックアップ処理を実行できる下限量に低下するまでバックアップ処理を継続する場合と比較して、バッテリ107の放電量を抑制できる。その結果、図14、図15の処理では、復電から、バッテリ107の残量が閾値以上になるまでの時間が短縮される。これにより、復電から、アクセス制御部121がライトバック方式でアクセス制御を実行できるようになるまでの時間を短縮でき、ホスト装置1100からの書き込み要求に対する応答性能を全体として改善できる。
Here, in the process at the time of power failure shown in FIG. 13, when backup of data of a certain priority is completed, if it is estimated that the remaining power supply capacity of the
なお、上記の各実施の形態に示した装置(例えば、情報処理装置10、CM100,200)の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供され、そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置(HDD)、磁気テープなどがある。光ディスクには、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスク(Blu-ray Disc:BD、登録商標)などがある。光磁気記録媒体には、MO(Magneto-Optical disk)などがある。
Note that the processing functions of the devices (for example, the
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD、CDなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When distributing the program, for example, portable recording media such as DVDs and CDs on which the program is recorded are sold. Alternatively, the program may be stored in a storage device of a server computer, and the program may be transferred from the server computer to another computer via a network.
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムまたはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムにしたがった処理を実行することもできる。 The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. Note that the computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. Further, the computer can also execute processing according to the received program each time the program is transferred from a server computer connected via a network.
10 情報処理装置
11 揮発性記憶装置
12 不揮発性記憶装置
13 バッテリ
14 制御部
DG1〜DG3 データ群
S1〜S3 ステップ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
不揮発性記憶装置と、
電源の停電時に前記揮発性記憶装置から前記不揮発性記憶装置へデータを格納するための電力を供給するバッテリと、
前記停電時に、前記揮発性記憶装置に記憶された、あらかじめ優先度が設定された複数種類のデータ群を、前記優先度が高い順に前記不揮発性記憶装置に格納するバックアップ処理を実行する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記バックアップ処理において、前記複数種類のデータ群のそれぞれについて前記不揮発性記憶装置への格納が完了するたびに、前記バッテリから供給される供給電圧に基づいて前記バッテリからの電圧供給に関する故障状態を判定し、前記故障状態に基づいて、前記複数種類のデータ群のうち次に前記優先度が高いデータ群を前記不揮発性記憶装置へ格納するか否かを決定する、
情報処理装置。 A volatile storage device;
A non-volatile storage device,
A battery that supplies power for storing data from the volatile storage device to the non-volatile storage device during a power outage;
At the time of the power outage, a control unit that executes a backup process of storing a plurality of types of data groups in which priorities are stored in the volatile storage device in advance in the nonvolatile storage device in the order of the priority, and ,
Has,
In the backup process, each time the storage of the plurality of types of data groups in the nonvolatile storage device is completed, the control unit supplies a voltage from the battery based on a supply voltage supplied from the battery. Determining a failure state with respect to, based on the failure state, determines whether to store the next higher priority data group among the plurality of types of data groups in the nonvolatile storage device,
Information processing device.
前記供給電圧は、前記スイッチ回路の出力電圧であり、
前記制御部は、前記供給電圧を所定の電圧閾値と比較することで、前記故障状態として前記スイッチ回路の状態を判定する、
請求項1記載の情報処理装置。 The information processing device further includes a switch circuit that is controlled to output power from the battery to the inside of the information processing device during the power outage,
The supply voltage is an output voltage of the switch circuit,
The control unit determines the state of the switch circuit as the failure state by comparing the supply voltage with a predetermined voltage threshold,
The information processing device according to claim 1.
請求項2記載の情報処理装置。 The voltage threshold is a value based on a difference between voltages output from the battery via the switch circuit in each of a normal state and a failed state of the switch circuit.
The information processing device according to claim 2.
前記電圧閾値として、前記第1のスイッチ回路と前記第2のスイッチ回路の両方が正常な正常状態と前記第1のスイッチ回路および前記第2のスイッチ回路の両方が故障した状態のそれぞれにおいて、前記バッテリから前記スイッチ回路を介して出力される電圧の差分に基づく第1の閾値と、前記バッテリから前記スイッチ回路を介して出力される電圧が前記正常状態より低下したことを判定するための第2の閾値とが用いられ、
前記制御部は、
前記複数種類のデータ群のうち第1のデータ群について前記不揮発性記憶装置への格納が完了したとき、前記供給電圧が前記第1の閾値より高い場合には、前記複数種類のデータ群のうち前記第1のデータ群の次に前記優先度が高い第2のデータ群を前記不揮発性記憶装置へ格納し、
前記第2のデータ群の格納が完了したとき、前記供給電圧が前記第2の閾値より高い場合には、前記複数種類のデータ群のうち前記第2のデータ群の次に前記優先度が高い第3のデータ群を前記不揮発性記憶装置へ格納する、
請求項2記載の情報処理装置。 The information processing apparatus has a first power path and a second power path in parallel for supplying power from the battery to the inside of the information processing apparatus, and the first power path is used as the switch circuit. A first switch circuit provided on a path, and a second switch circuit provided on the second power path,
As the voltage threshold, in each of the normal state where both the first switch circuit and the second switch circuit are normal and the state where both the first switch circuit and the second switch circuit have failed, A first threshold value based on a difference between voltages output from the battery via the switch circuit, and a second threshold value for determining that the voltage output from the battery via the switch circuit has dropped below the normal state. And a threshold of
The control unit includes:
When the storage of the first data group of the plurality of types of data groups in the nonvolatile storage device is completed, and the supply voltage is higher than the first threshold, Storing the second data group having the second highest priority next to the first data group in the nonvolatile storage device;
When the storage of the second data group is completed, if the supply voltage is higher than the second threshold, the priority is next to the second data group among the plurality of types of data groups. Storing a third data group in the nonvolatile storage device;
The information processing device according to claim 2.
前記第1のデータ群は、前記第2のデータ群より高い前記優先度が設定される、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 In the volatile storage device, a first data group used when the information processing device executes a predetermined process is stored as one of the plurality of types of data groups, and as another one, A second data group that is backup data of data stored in another information processing device is stored,
The first data group has the higher priority set than the second data group,
The information processing apparatus according to claim 1.
前記制御部は、さらに、
前記第1のデータ群を前記他の情報処理装置にミラーリングし、
前記電源からの電源供給が復旧して前記情報処理装置が起動したとき、前記管理情報に基づいて、前記第1のデータ群および前記第2のデータ群のそれぞれを、前記不揮発性記憶装置と前記他の情報処理装置のどちらから読み出して前記揮発性記憶装置にリストアするかを判定する、
請求項5記載の情報処理装置。 In the volatile storage device, by the backup process, management information in which whether or not storage of the plurality of types of data groups in the nonvolatile storage device is completed is stored,
The control unit further includes:
Mirroring the first data group to the other information processing device,
When the power supply from the power supply is restored and the information processing apparatus is started, the first data group and the second data group are respectively stored in the nonvolatile storage device and the non-volatile storage device based on the management information. Determining which of the other information processing devices to read and restore to the volatile storage device,
The information processing device according to claim 5.
前記第1のデータ群は、前記キャッシュのデータのうち前記記憶装置にライトバックされていないダーティデータであり、
前記バッテリには、前記電源からの電力供給が復旧すると、前記電源からの電力による充電が開始され、
前記制御部は、前記電源からの電源供給が復旧して前記情報処理装置が起動し、前記第1のデータを前記揮発性記憶装置にリストアした後、前記バッテリの残量が所定量未満である間、ライトスルー方式で前記アクセス制御処理を実行し、前記バッテリの残量が前記所定量以上になると、前記アクセス制御処理の処理方式をライトスルー方式からライトバック方式に切り替える、
請求項5または6記載の情報処理装置。 The predetermined process is an access control process for controlling access to a storage device while using the volatile storage device as a cache,
The first data group is dirty data that is not written back to the storage device among the data of the cache,
When the power supply from the power supply is restored, the battery starts charging with the power from the power supply,
The control unit is configured such that after the power supply from the power supply is restored, the information processing apparatus is started, and after restoring the first data to the volatile storage device, the remaining amount of the battery is less than a predetermined amount. Executing the access control process in a write-through mode, and when the remaining amount of the battery becomes equal to or more than the predetermined amount, switching the processing mode of the access control process from a write-through mode to a write-back mode;
The information processing apparatus according to claim 5.
前記停電時に、前記揮発性記憶装置に記憶された、あらかじめ優先度が設定された複数種類のデータ群を、前記優先度が高い順に前記不揮発性記憶装置に格納するバックアップ処理を実行し、
前記バックアップ処理では、前記複数種類のデータ群のそれぞれについて前記不揮発性記憶装置への格納が完了するたびに、前記バッテリから供給される供給電圧に基づいて前記バッテリからの電圧供給に関する故障状態を判定し、前記故障状態に基づいて、前記複数種類のデータ群のうち次に前記優先度が高いデータ群を前記不揮発性記憶装置へ格納するか否かを決定する、
データ管理方法。 A computer having a volatile storage device, a non-volatile storage device, and a battery that supplies power for storing data from the volatile storage device to the non-volatile storage device when a power failure occurs,
At the time of the power failure, a plurality of types of data groups stored in the volatile storage device, in which priorities are set in advance, perform a backup process of storing in the nonvolatile storage device in order of the priority,
In the backup processing, each time the storage of the plurality of types of data groups in the nonvolatile storage device is completed, a failure state regarding the voltage supply from the battery is determined based on the supply voltage supplied from the battery. And determining, based on the failure state, whether to store the next higher priority data group among the plurality of types of data groups in the nonvolatile storage device,
Data management method.
前記停電時に、前記揮発性記憶装置に記憶された、あらかじめ優先度が設定された複数種類のデータ群を、前記優先度が高い順に前記不揮発性記憶装置に格納するバックアップ処理を実行させ、
前記バックアップ処理では、前記複数種類のデータ群のそれぞれについて前記不揮発性記憶装置への格納が完了するたびに、前記バッテリから供給される供給電圧に基づいて前記バッテリからの電圧供給に関する故障状態を判定し、前記故障状態に基づいて、前記複数種類のデータ群のうち次に前記優先度が高いデータ群を前記不揮発性記憶装置へ格納するか否かを決定する、
データ管理プログラム。 A computer having a volatile storage device, a non-volatile storage device, and a battery that supplies power for storing data from the volatile storage device to the non-volatile storage device when a power failure occurs,
At the time of the power failure, a plurality of types of data groups stored in the volatile storage device, in which priorities are set in advance, a backup process of storing the plurality of data groups in the nonvolatile storage device in the order of higher priority,
In the backup processing, each time the storage of the plurality of types of data groups in the nonvolatile storage device is completed, a failure state regarding the voltage supply from the battery is determined based on the supply voltage supplied from the battery. And determining, based on the failure state, whether to store the next higher priority data group among the plurality of types of data groups in the nonvolatile storage device,
Data management program.
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