JP2023034625A - Storage device - Google Patents
Storage device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023034625A JP2023034625A JP2021140951A JP2021140951A JP2023034625A JP 2023034625 A JP2023034625 A JP 2023034625A JP 2021140951 A JP2021140951 A JP 2021140951A JP 2021140951 A JP2021140951 A JP 2021140951A JP 2023034625 A JP2023034625 A JP 2023034625A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage device
- ssd
- memory
- raid controller
- raid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
Abstract
Description
本発明は、記憶装置に関し、具体的には、冗長性を有しつつ、高速での転送を実現させる記憶装置に関する。 The present invention relates to a storage device, and more specifically to a storage device that achieves high-speed transfer while having redundancy.
主にパソコンに用いられるストレージとして利用される不揮発性メモリとして、近年では、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）に代わって、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）が用いられることが増えてきている。 2. Description of the Related Art In recent years, SSDs (solid state drives) have been increasingly used as non-volatile memories used as storages mainly for personal computers in place of HDDs (hard disk drives).
ＨＤＤやＳＤＤなどの不揮発性メモリに記憶されたデータを保護する技術として、ＲＡＩＤコントローラによって管理される複数の不揮発性メモリがミラーリング接続されるように構成されるミラーリングという手法がある。ミラーリングは、ＲＡＩＤコントローラによって同一のデータを複数のメモリに二重に記憶しておき、一方のメモリに記憶されていたデータが破損や消失した場合であっても、他方のメモリに記憶されていたデータを復元することによって、データの完全な消失を防ぐものである。 As a technique for protecting data stored in non-volatile memories such as HDDs and SDDs, there is a method called mirroring, in which a plurality of non-volatile memories managed by a RAID controller are configured to be mirror-connected. In mirroring, the same data is stored twice in multiple memories by a RAID controller, and even if the data stored in one memory is damaged or lost, it is still stored in the other memory. Restoring data prevents complete loss of data.
また、記憶していたデータが破損や消失したメモリを交換する必要が生じた場合に、ホットプラグ及び／又はホットスワップに対応していないメモリの場合、電源を落としてからメモリの交換作業を行わなければならない。一方、ホットプラグ及び／又はホットスワップに対応しているメモリであれば、その機器の電源を落とすことなく稼働させたまま安全にメモリを交換することができるだけでなく、機器は接続とほぼ同時にそのメモリを認識し、即時に使用することが可能となる。 Also, if it becomes necessary to replace memory that has lost or damaged stored data, if the memory does not support hot plugging and/or hot swapping, turn off the power before replacing the memory. There must be. On the other hand, if the memory is hot-pluggable and/or hot-swappable, not only can the memory be safely replaced while the device is running without powering down, but the device can be installed almost immediately upon connection. It is possible to recognize memory and use it immediately.
先行技術において、ＳＳＤミラーリングを提供するハードウェアを、Ｍ．２コネクタを介してホットプラグ可能とするストレージシステム等が開示されている。 In the prior art, hardware that provides SSD mirroring is provided by M. A storage system or the like that is hot-pluggable via 2 connectors is disclosed.
ここで、Ｍ．２コネクタは、ＳＳＤの一端側（接続端子側）をコネクタに接続し、他端側をＭ．２コネクタを備える基板上にネジで固定する形式として公知である。一般に、Ｍ．２コネクタは、ホストコンピュータなどのマザーボード上に直接設けられており、また、Ｍ．２コネクタに接続するＳＳＤも基板上にチップなどの回路が露出したモジュールであるため、ホットプラグ又はホットスワップの脱着に適していないことは周知である。しかしながら、先行技術においては、ＳＳＤミラーリングを提供するハードウェアを、Ｍ．２コネクタを介してホットプラグ可能とする具体的な構成の記載も示唆もない。 Here, M. 2 connector connects one end side (connection terminal side) of the SSD to the connector, and the other end side to the M. It is known as a type of fixing with screws on a board with two connectors. Generally, M. 2 connectors are provided directly on the motherboard of the host computer or the like, and the M. It is well known that an SSD connected to two connectors is also a module in which a circuit such as a chip is exposed on a substrate, and thus is not suitable for hot plugging or hot swapping. However, in the prior art, the hardware that provides SSD mirroring is provided by the M. There is no description or suggestion of a specific configuration that enables hot plugging via 2 connectors.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、Ｍ．２コネクタを用いて、ホットプラグ及び／又はホットスワップを可能としつつ、ＮＶＭｅ接続をしたＳＳＤによるミラーリングによって、冗長性を損なうことなく、高速での転送を実現させる記憶装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to solve the problem of M.I. To provide a storage device which enables hot plugging and/or hot swapping by using two connectors and achieves high-speed transfer without impairing redundancy by mirroring with an NVMe-connected SSD.
かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、不揮発性メモリを２つ以上有する記憶装置であって、ＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋｓ）コントローラと、該ＲＡＩＤコントローラによって管理される２つ以上の前記不揮発性メモリとが、１枚の基板に配設されることで、複数の前記不揮発性メモリが所定のＲＡＩＤを構成するように設けられ、複数の前記不揮発性メモリは、ホットプラグ接続及び／又はホットスワップ接続が可能なように構成され、前記基板は、前記不揮発性メモリにデータを記憶させるホストコンピュータとの間で所定のケーブルにより接続可能であることを特徴とする。
In order to solve such a problem, the invention according to
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ＲＡＩＤコントローラは、前記不揮発性メモリをミラーリング接続するように構成され、前記ＲＡＩＤコントローラは、前記不揮発性メモリにミラーリングによりデータを記憶することを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, the RAID controller is configured to mirror-connect the nonvolatile memory, and the RAID controller connects the data to the nonvolatile memory by mirroring. is stored.
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記不揮発性メモリがＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）であることを特徴とする。
The invention according to
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記ＳＳＤの接続規格がＮＶＭｅ（Ｎｏｎ－Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｅｘｐｒｅｓｓ）であり、該ＳＳＤの接続端子の規格がＭ．２であることを特徴とする。
The invention according to
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１つに記載の構成に加え、前記ケーブルがＰＣＩｅ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ－Ｅｘｐｒｅｓｓ）規格に適合したＦＦＣ（フレキシブル・フラット・ケーブル）であることを特徴とする。
The invention according to
請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５の何れか１つに記載の構成に加え、前記ＳＳＤの放熱及び／又は排熱を目的とした放熱シートを備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項１の発明によれば、ＲＡＩＤコントローラによって管理される複数の不揮発性メモリによって所定のＲＡＩＤを構成するので冗長性を担保することができるとともに、ホットプラグ接続及び／又はホットスワップ接続が可能となっているため、ホストコンピュータの電源を落とすことなく稼働させたまま安全に不揮発性メモリを交換することができるだけでなく、基板への接続とほぼ同時にその不揮発性メモリを認識し、即時に使用することができる。 According to the first aspect of the invention, since a predetermined RAID is configured by a plurality of nonvolatile memories managed by a RAID controller, redundancy can be ensured, and hot plug connection and/or hot swap connection are possible. Therefore, not only can the non-volatile memory be replaced safely while the host computer is running without turning off the power, but the non-volatile memory can be recognized and used immediately as soon as it is connected to the board. be able to.
請求項２の発明によれば、不揮発性メモリがミラーリング接続するように構成され、不揮発性メモリがミラーリングにより同一のデータを二重に記憶するので、冗長性を確保することができ、記憶装置としての信頼性や安全性の向上が期待できる。 According to the second aspect of the invention, the nonvolatile memory is configured to be mirrored and the same data is stored twice by the mirroring, so redundancy can be ensured. can be expected to improve the reliability and safety of
請求項３の発明によれば、不揮発性メモリとしてＳＤＤを用いるため、ＨＤＤと比較して、メモリにおけるデータの読込み及び書込みの速度が速く、データを高速で転送することができる。
According to the invention of
請求項４の発明によれば、物理的に小型化されているだけでなく、従来の通信プロトコルと比較して、コマンドキューの最大キュー深度が大幅に増加しており、データの転送などの処理の高速化が可能になる。
According to the invention of
請求項５の発明によれば、所定のケーブルがＰＣＩｅ規格に適合したＦＦＣであるため、高速であるだけでなく、高性能な伝送が可能となる。
According to the invention of
請求項６の発明によれば、放熱シートを備えることによってＳＳＤの放熱や排熱を促進し、サーマルスロットリングが作動することによって、ＳＳＤの読込み及び書込みの性能を低下することを防止することができる。 According to the sixth aspect of the invention, the provision of the heat dissipation sheet promotes the heat dissipation and exhaustion of the SSD, and prevents the deterioration of the reading and writing performance of the SSD due to the operation of thermal throttling. can.
この発明の実施の形態について、図１から図４までを用いて説明する。 An embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
図１は、この発明の実施の形態に係る記憶装置１の全体構造を示す機能ブロック図と、ケーブル５を用いて記憶装置１とホストコンピュータ６とを接続した場合の図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall structure of a
図１に示す記憶装置１は、１枚の基板において、主に補助記憶装置として機能する複数の不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂ、ホットプラグ及び／又はホットスワップの脱着を可能とするホットプラグアダプタ３、複数の不揮発性メモリを管理するＲＡＩＤコントローラ４、ＲＡＩＤコントローラ４と後述する所定の筐体８とが接着されるように備えられている放熱シート７、不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂと、ＲＡＩＤコントローラ４との間に設けられている電源制御部１００が備えられており、ケーブル５を通じて、ホストコンピュータ６と接続可能となっている。
A
記憶装置１は、内部記憶装置としてホストコンピュータ６の内部に格納されていても良いし、ホストコンピュータ６の外部に接続をする外部記憶装置として用いても良い。本明細書においては、記憶装置１がホストコンピュータ６の内部に格納されている場合を例として、説明する。
The
図１は、ＲＡＩＤコントローラ４が複数の不揮発性メモリにミラーリングによりデータを記憶する場合として、記憶装置１に不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂの２つのメモリが配設されている例を説明しているが、記憶装置として１つの基板に２つ以上の不揮発性メモリが配設されていれば良い。不揮発性メモリは、主に補助記憶装置として用いられ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリなどがある。
FIG. 1 illustrates an example in which two memories,
不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂは、ＲＡＩＤコントローラ４によって、記憶すべきデータの記憶を受け付ける。ＲＡＩＤコントローラ４が不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂにデータを記憶させる際、同一のデータを二重にして不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂの２つのメモリに記憶させる。ミラーリングによるデータの記憶は、記憶装置としての信頼性を高めることができる。本明細書においては、不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂは、ＳＳＤとして説明をするが、これに限られない。ＳＳＤは、ＵＳＢメモリと同様、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリで構成されている。
The
不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂは、半導体メモリであって、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を構成する。不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂは、たとえば、８ギガバイトから２テラバイト程度の記憶容量を有する大容量の記憶媒体であるが、４テラバイトや８テラバイトなどの記憶容量を有する大容量の記憶媒体であっても良い。
The
ホットプラグアダプタ３は、不揮発性メモリ２Ａ、２Ｂと、ＲＡＩＤコントローラ４との規格を変換して相互にデータ通信を可能にする通信インターフェースである。ホットプラグアダプタ３は、ホストコンピュータ６の電源を落とすことなく稼働させたまま、記憶装置１に配設された不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂの脱着を可能とするアダプタである。ホットプラグに対応させるアダプタを備えることによって、電源を落とさず、稼働中のコンピュータにハードウェアやデバイスを接続すると、即時認識し使用可能な状態とすることができる。具体的には、図３において説明する。
The
ＲＡＩＤコントローラ４は、記憶装置１に配設された不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂを論理的に１つのメモリとしてまとめるために読込み及び書込みの制御を行うための装置である。ＲＡＩＤを構成する場合に必要となる装置であり、本明細書においては、ＲＡＩＤコントローラはハードウェアとして説明をするが、ソフトウェアとして構成をしても良い。ＲＡＩＤ１を構成した場合には、ミラーリングとして、ＲＡＩＤコントローラ４は、書き込んだデータを不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂの２つのメモリに同一のデータを振り分けて二重に記憶させる。
The
ケーブル５は、記憶装置１とホストコンピュータ６とを接続させるケーブルである。本明細書においては、ケーブル５としてＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）について説明をするが、他の種類・規格のケーブルを用いても良い。ＦＦＣは、丸型の電線に用いられる丸型絶縁体と異なり、平型導体を用いているため、丸型の電線と比較をして、大幅に厚みが薄い。また、幅方向に平型導体を一定間隔で並べた構造になっているため、容易に多芯化することができる。ケーブル５としてＦＦＣを用いることによって、伝送を高速化することができる。特に、通信規格としてＮＶＭｅを採用したＭ．２ＳＳＤ（Ｍ．２コネクタに接続することができるＳＳＤをいい、以下同じ）による高速化された伝送が可能なＦＦＣが望ましい。
A
ホストコンピュータ６は、処理能力を有し、ネットワークを通じて処理やサービスを別のコンピュータに提供するコンピュータであり、ネットワークに接続されているパソコンなどからの計算や制御の要求を集中して処理する。本明細書においては、たとえば、ホストコンピュータ６のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）（図示せず）は、ケーブル５を通じて、ＲＡＩＤコントローラ４に対して、不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂへ同一のデータを二重にして書き込みすることを命令したり、不揮発性メモリ２Ａ又は２Ｂからデータの読込みを命令する。
The
放熱シート７は、熱伝導性に優れたシートであり、発熱部から効果的に熱を伝え、発熱部の放熱を促す役割を担う。板金により形成された筐体８が基板を取り囲むように備えられ、筐体８と、発熱部であるＲＡＩＤコントローラ４との間に接着するように放熱シート７が用いられる。不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂから発生する熱が放熱シート７を通じて筐体８に伝導し、筐体８から効率的に熱を放出する。ＰＣＩｅ接続をしたＳＳＤは、ＳＡＴＡ接続をしたＳＳＤと比較とすると、高性能であることもあり、発熱量が大きくなる。不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂにおける発熱による記憶装置１の誤作動、故障、性能の低下を防止するためにも、効率的に放熱や排熱を促進する機能が必要となる。本発明の実施の形態においては、ＲＡＩＤコントローラ４と筐体８との間に放熱シート７を備えているが、ＲＡＩＤコントローラ４とヒートシンクとの間に放熱シート７を備えても良いし、発熱による記憶装置１の誤作動、故障、性能の低下を防止することができれば、公知のヒートシンクのみを用いても良い。
The heat-dissipating
電源制御部１００は、不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂと、ＲＡＩＤコントローラ４との間に設けられ、ドライブ検出信号により不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂの存在を検出する機能と、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）により不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂの電源を制御する機能とを実行する。電源制御部１００の機能の詳細は、後述する。
The power
本実施形態の通信装置に適用される各種プロトコルについて以下説明する。 Various protocols applied to the communication apparatus of this embodiment will be described below.
ＰＣＩｅは、Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ－Ｅｘｐｒｅｓｓの略称であり、拡張バス、拡張スロットなど（高速ＣＰＵ、高速メモリなど）のコネクタの接続規格の１つである。送信用と受信用のデータ伝送路を２本束ね、レーン（一対の接続端子による基本的な伝送路の構成）を複数備えることによって、高速でのデータ転送が可能となる。 PCIe is an abbreviation for Peripheral Component Interconnect-Express, and is one of connection standards for connectors such as expansion buses and expansion slots (high-speed CPU, high-speed memory, etc.). By bundling two data transmission lines for transmission and reception and providing a plurality of lanes (basic transmission line configuration with a pair of connection terminals), high-speed data transfer becomes possible.
ＮＶＭｅは、Ｎｏｎ－Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｅｘｐｒｅｓｓの略称であり、ＳＳＤをはじめとした不揮発性メモリを使用したフラッシュメモリのために最適化された接続規格をいう。ＮＶＭｅは、従来の通信規格であるＡＨＣＩ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｔｏｒｏｌｌｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と比較をして、データの転送速度、生産性、スループット、容量が優れている。記憶装置１におけるＳＳＤの接続規格としてＮＶＭｅを用いることによって、コマンド処理速度のキューが増えているため、データの読込み及び書込みの多数を同時処理することができ、処理の大幅な高速化が望める。
NVMe is an abbreviation for Non-Volatile Memory Express, and refers to a connection standard optimized for flash memory using non-volatile memory such as SSD. NVMe is superior in data transfer speed, productivity, throughput, and capacity compared to AHCI (Advanced Host Controller Interface), which is a conventional communication standard. By using NVMe as the SSD connection standard in the
Ｍ．２は、ＳＳＤの接続端子の規格の１つである。Ｍ．２は、ｍＳＡＴＡ（Ｍｉｎｉ ＳＡＴＡ）の後継として開発された接続端子の規格であり、機能性が優れつつ、大きさも柔軟性を有することから、小型のデバイスのメモリとして適した規格とされている。現状、通常のＳＳＤは、転送速度の高速化が困難になってきている。一方で、Ｍ．２ＳＳＤは、基板の種類や規格によって最大転送速度が異なるものの、転送速度の高速化が試みられている。Ｍ．２ＳＳＤを接続するためのインターフェース規格としては主にＮＶＭｅとＳＡＴＡ（シリアルＡＴＡ）の２種類がある。ＳＡＴＡ接続の場合、通常のＨＤＤやＳＳＤと同じＳＡＴＡインターフェースを用いて転送しているため高速とはならないが、ＮＶＭｅ接続の場合、ＰＣＩｅを利用して転送しているため高速となる。より具体的には、Ｍ．２ＳＳＤは、ＮＶＭｅ接続をした場合、ＳＡＴＡ接続の約７倍の数値である４０Ｇｂｐｓもの速度を出すことが可能となる。 M. 2 is one of standards for connection terminals of SSDs. M. 2 is a connection terminal standard developed as a successor to mSATA (Mini SATA), and is considered to be a standard suitable for memory in small devices because of its superior functionality and flexibility in size. Currently, it is becoming difficult to increase the transfer speed of ordinary SSDs. On the other hand, M. Although the maximum transfer speed of 2SSD differs depending on the type and standard of the board, efforts are being made to increase the transfer speed. M. There are mainly two types of interface standards for connecting 2SSDs: NVMe and SATA (serial ATA). In the case of SATA connection, the transfer is performed using the same SATA interface as a normal HDD or SSD, so the speed is not high. More specifically, M. 2SSD can reach speeds as high as 40 Gbps over NVMe connections, which is about seven times faster than SATA connections.
図２は、この発明の実施の形態に係る記憶装置１において、ＲＡＩＤコントローラ４によって管理される複数の不揮発性メモリがＲＡＩＤを構成していることの一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a plurality of nonvolatile memories managed by the
仮に記憶装置において１つのみのメモリが備えられていた場合、そのメモリが故障すると、メモリを含むシステム全体が停止することになる。ＨＤＤは精密機械装置であるため、故障率が高く、ＳＳＤは記憶素子の寿命が短い。そこで、ミラーリングのために用いられるＲＡＩＤコントローラと複数のメモリのいずれもが同時に故障する確率は、１台のメモリが故障する確率よりも遥かに低い。ミラーリングによるデータの記憶は、１台のメモリによる記憶よりも信頼性を向上させることができる。 If only one memory were provided in the storage device, failure of that memory would bring down the entire system including the memory. Since HDDs are precision mechanical devices, they have a high failure rate, and SSDs have a short memory element life. Therefore, the probability of simultaneous failure of both the RAID controller and the multiple memories used for mirroring is much lower than the probability of a single memory failure. Data storage by mirroring can be more reliable than storage by a single memory.
また、ＲＡＩＤを実現させる手段としては、ＲＡＩＤコントローラのようなハードウェアＲＡＩＤ又はソフトウェアＲＡＩＤを用いる必要がある。本明細書においては、ハードウェアＲＡＩＤであるＲＡＩＤコントローラを例に説明をするが、ソフトウェアＲＡＩＤを用いても良い。 Also, as a means for realizing RAID, it is necessary to use hardware RAID such as a RAID controller or software RAID. In this specification, a RAID controller that is a hardware RAID will be described as an example, but a software RAID may be used.
図２は、ＲＡＩＤ１を例にしてミラーリングによる方式を示しているが、他のＲＡＩＤを用いて他の方式の構成をしても良いし、たとえば、ＲＡＩＤ０とＲＡＩＤ１の組合せのように複数種類のＲＡＩＤから構成をさせても良い。
FIG. 2 shows a mirroring
ホストコンピュータ６のＣＰＵ（図示せず）がケーブル５を通じてＲＡＩＤコントローラ４に対して複数の不揮発性メモリにデータを記憶するように命令をしたときは、ＲＡＩＤコントローラ４は、それぞれの不揮発性メモリに同一のデータを二重に記憶させる。図２においては、ＲＡＩＤコントローラ４は、同一のデータ１０Ａを不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂの２つのメモリに二重に記憶させている。
When the CPU (not shown) of the
同様に、ＲＡＩＤコントローラ４が、ケーブル５を通じて、ホストコンピュータ６のＣＰＵ（図示せず）からデータ１０Ｂ、１０Ｃ及び１０Ｄを記憶するように命令を受けたときは、ＲＡＩＤコントローラ４は、同一のデータ１０Ｂ、１０Ｃ及び１０Ｄを不揮発性メモリ２Ａ及びメモリ２Ｂの２つのメモリに二重に記憶させる。２つのメモリに同一のデータを二重に記憶させることによって、一方のメモリに何らかの障害が発生して、そのメモリに記憶されていたデータが消失した場合であっても、他方のメモリに記憶されているデータが存在するため、すべてのデータの消失を防止することができ、記憶されているデータを障害が発生していないメモリから消失したメモリに複製することによる冗長化によって記憶装置としての信頼性や安全性を確保することができる。
Similarly, when
図３は、この発明の実施の形態に係る記憶装置１において、ホットプラグ及び／又はホットスワップを可能とする、不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂの接続方法に関する構成を説明していることの一例を示す図である。
FIG. 3 shows an example of a configuration relating to a connection method of
不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂと、ＲＡＩＤコントローラ４とは、ＰＣＩｅインターフェースを通じて、接続されている。同様に、不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂと、ＲＡＩＤコントローラ４とは、不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂと、ＲＡＩＤコントローラ４との間に、ドライブ検出信号により不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂの存在を検出する機能と、ＦＥＴにより不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂの電源を制御する機能とを実行する電源制御部１００を設けるように接続されている。
The
この実施の形態において「ドライブ検出信号」は、図３に示すように、不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂによって印加される３．３Ｖの信号を示す。このドライブ検出信号は、電源制御部１００を介してＲＡＩＤコントローラ４によって検知される。これにより、ＲＡＩＤコントローラ３は、不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂが記憶装置１のメモリスロット（図示せず）に接続されていることを検知する。ただし、「ドライブ検出信号」は、不揮発性メモリ２Ａ及び２Ｂが記憶装置１に接続されていることを他の構成によって検出しうる信号であればどのようなものでもよい。
In this embodiment, "Drive Detect Signal" refers to the 3.3V signal applied by
ここで、たとえば、一方の不揮発性メモリ２Ａが故障した場合を考える。まず、ＲＡＩＤコントローラ４が不揮発性メモリ２Ａの故障を検知する。たとえば、ＰＣＩｅインターフェースを通じて行われるコマンドに対する応答がない場合やエラーの応答がある場合、ＲＡＩＤコントローラ４をリセットした後に再度実行を行っても改善がされない場合（コマンドに対する応答がないときやエラーの応答があるときなど）などは、ＲＡＩＤコントローラ４は、不揮発性メモリ２Ａが故障しているとして検知する。不揮発性メモリ２Ａの故障を検知した場合、電源制御部１００は、故障が生じた不揮発性メモリ２Ａへの電源の供給を中止する制御をし、故障している不揮発性メモリ２Ａの電源を落とす。この際、ＰＣＩｅインターフェースにより接続されているＲＡＩＤコントローラ４と不揮発性メモリ２Ａのみ脱着が行われる。ＲＡＩＤコントローラ４は、電源制御部１００を通じてドライブ検出信号が検出されたか否かによって、故障した不揮発性メモリ２Ａが取り外されたことと、新たに不揮発性メモリ２Ａが取り付けられたこととを検知する。たとえば、ＲＡＩＤコントローラ４内の回路（図示せず）が不揮発性メモリ２Ａや２Ｂの出力するドライブ検出信号がＨｉｇｈ（３．３Ｖ）からＬｏｗ（０Ｖ）に変化するような変化を検出したときは、ＲＡＩＤコントローラ４は、ホストコンピュータ６のＣＰＵ（図示せず）に対して、割り込み通知によってその変化を通知する。割り込み通知を受けたことによって、ホストコンピュータ６のＣＰＵ（図示せず）は、不揮発性メモリ２Ａの脱着を検知する。新たな不揮発性メモリ２Ａが取り付けられたことを検知したときは、ＲＡＩＤコントローラ４は、電源制御部１００を通じて、新たな不揮発性メモリ２Ａへ電源を供給する制御を再開し、不揮発性メモリ２Ａの存在を認識する。なお、不揮発性メモリ２Ｂが故障した場合も、上記と同様の手順によって不揮発性メモリ２Ｂの交換が行われる。ミラードライブに用いられているＳＳＤが故障をしてから復旧するまでの具体的なフローは、図４において説明する。
Here, for example, consider a case where one
図４は、この発明の実施の形態に係る記憶装置１において、ＲＡＩＤ１としてミラーリングに用いられているＳＳＤが故障したことを検知されてから復旧するまでの一例を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flow chart showing an example from detection of failure of an SSD used for mirroring as
まず、２台のＳＳＤのうち１台についてデータの読込み及び／又は書込みができなくなるなど何らかの障害が発生した場合、ホストコンピュータ６の検知部（図示せず）は、その障害を検知する（ステップＳ１０１）。
First, when some kind of failure occurs in one of the two SSDs, such as being unable to read and/or write data, the detection unit (not shown) of the
障害が発生した１台のＳＳＤは、ホストコンピュータ６のバックグラウンド及びＲＡＩＤコントローラ４を通じて復旧を図る（ステップＳ１０２）。
One failed SSD attempts recovery through the background of the
ホストコンピュータ６のバックグランド及びＲＡＩＤコントローラ４によって、障害が発生したＳＳＤが復旧したときは（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、障害の復旧措置は終了する（ステップＳ１０５）。すなわち、ＲＡＩＤコントローラ４が、正常なＳＳＤが記憶しているデータを正常なＳＳＤから障害が発生したＳＳＤに対して複製させることによって、ミラーリングに用いられている２台のＳＳＤが読込み及び書込みが可能な状態に復旧したことを意味する。
When the faulty SSD is recovered by the background of the
ホストコンピュータ６のバックグランド及びＲＡＩＤコントローラ４によって、障害が発生したＳＳＤを復旧させることができなかったときは（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、障害が発生しているＳＳＤを正常なＳＳＤと交換をする（ステップＳ１０３）。記憶装置１にホットプラグアダプタ３が設置されている場合には、ＳＳＤの交換の際にホストコンピュータ６の電源を落とさず、ホストコンピュータ６を稼働させたまま、ＳＳＤの交換が可能である。なお、ＳＳＤの交換は、公知の方法で行うことができる。
When the failed SSD cannot be restored by the background of the
ＲＡＩＤコントローラ４は、障害が発生していない既存のＳＳＤから、故障が発生したことによって交換した正常なＳＳＤへ既存のＳＳＤに記憶されているデータの複製を行い、交換した正常なＳＳＤへデータを記憶させる（ステップＳ１０４）。
The
障害が発生していない既存のＳＳＤから、故障が発生したことによって交換した正常なＳＳＤへ、既存のＳＳＤに記憶されているデータのコピーが完了すると、復旧措置は終了する（ステップＳ１０５）。すなわち、ミラーリングに用いられている２台のＳＳＤが読込み及び書込みが可能な状態に復旧したことを意味する。 When the copying of the data stored in the existing SSD from the existing SSD with no failure to the normal SSD replaced due to the failure is completed, the recovery measures are completed (step S105). In other words, it means that the two SSDs used for mirroring are restored to a readable and writable state.
図４において、ＲＡＩＤ１としてミラーリングを例に説明をしたが、他のＲＡＩＤを用いて他の方式の構成をしても良いし、ＲＡＩＤ０とＲＡＩＤ１の組合せのように複数種類のＲＡＩＤから構成をさせても良い。
In FIG. 4, mirroring was explained as an example of
上記実施の形態は本発明の例示であり、本発明が上記実施の形態のみに限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。 It goes without saying that the above-described embodiment is an example of the present invention and does not mean that the present invention is limited only to the above-described embodiment.
１・・・記憶装置
２Ａ、２Ｂ・・・不揮発性メモリ
３・・・ホットプラグアダプタ
４・・・ＲＡＩＤコントローラ
５・・・ケーブル
６・・・ホストコンピュータ
７・・・放熱シート
８・・・筐体
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ・・・データ
１００・・・電源制御部
Claims (6)
ＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋｓ）コントローラと、
該ＲＡＩＤコントローラによって管理される２つ以上の前記不揮発性メモリとが、１枚の基板に配設されることで、複数の前記不揮発性メモリが所定のＲＡＩＤを構成するように設けられ、
複数の前記不揮発性メモリは、ホットプラグ接続及び／又はホットスワップ接続が可能なように構成され、
前記基板は、前記不揮発性メモリにデータを記憶させるホストコンピュータとの間で所定のケーブルにより接続可能である
ことを特徴とする記憶装置。 A storage device having two or more nonvolatile memories,
a RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) controller;
two or more of the non-volatile memories managed by the RAID controller are arranged on one substrate so that the plurality of non-volatile memories constitute a predetermined RAID,
the plurality of non-volatile memories are configured to be hot-pluggable and/or hot-swappable;
A storage device, wherein the substrate is connectable with a host computer that stores data in the nonvolatile memory through a predetermined cable.
前記ＲＡＩＤコントローラは、前記不揮発性メモリにミラーリングによりデータを記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。 wherein the RAID controller is configured to mirror-connect the non-volatile memory;
2. The storage device according to claim 1, wherein said RAID controller stores data in said nonvolatile memory by mirroring.
6. The storage device according to any one of claims 3 to 5, further comprising a heat radiation sheet for the purpose of heat radiation and/or exhaust heat from the SSD.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021140951A JP2023034625A (en) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | Storage device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021140951A JP2023034625A (en) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | Storage device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023034625A true JP2023034625A (en) | 2023-03-13 |
Family
ID=85504596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021140951A Pending JP2023034625A (en) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | Storage device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023034625A (en) |
-
2021
- 2021-08-31 JP JP2021140951A patent/JP2023034625A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9411764B2 (en) | Optimized redundant high availability SAS topology | |
| JP4090400B2 (en) | Storage system | |
| US8117376B2 (en) | Storage system and control method thereof | |
| TWI764973B (en) | Storage system and operating method thereof | |
| US8468300B2 (en) | Storage system having plural controllers and an expansion housing with drive units | |
| US5819054A (en) | Storage system realizing scalability and fault tolerance | |
| US20100083040A1 (en) | Expander Circuit For A Solid State Persistent Storage Device That Provides A Plurality Of Interfaces To Corresponding Storage Controllers | |
| US6061752A (en) | Technique for hot plugging a peripheral controller card containing PCI and SCSI buses on a single connector into a host system board | |
| US10031820B2 (en) | Mirroring high performance and high availablity applications across server computers | |
| US7562264B2 (en) | Fault tolerant soft error detection for storage subsystems | |
| JP5511960B2 (en) | Information processing apparatus and data transfer method | |
| US6202115B1 (en) | Fault tolerant redundant bus bridge systems and methods | |
| US11157200B2 (en) | Communicating over portions of a communication medium | |
| US20090271564A1 (en) | Storage system | |
| TWI550400B (en) | System, method, and computer program product for providing data redundancy in a plurality of storage devices | |
| US8583992B2 (en) | SAS-based semiconductor storage device memory disk unit | |
| KR101204042B1 (en) | Hybrid storage system with mid-plain and the providing method thereof | |
| US11409471B2 (en) | Method and apparatus for performing data access management of all flash array server | |
| US8370688B2 (en) | Identifying a storage device as faulty for a first storage volume without identifying the storage device as faulty for a second storage volume | |
| US8065556B2 (en) | Apparatus and method to manage redundant non-volatile storage backup in a multi-cluster data storage system | |
| KR20110134835A (en) | Switch-based hybrid storage system and the providing method thereof | |
| JP4669263B2 (en) | Storage device | |
| JP2023034625A (en) | Storage device | |
| JP3742405B2 (en) | Storage system | |
| JP2001027972A (en) | Disk controller |