JP2501752B2 - コンピユ―タ・システムのストレ―ジ装置及びデ―タのストア方法 - Google Patents

コンピユ―タ・システムのストレ―ジ装置及びデ―タのストア方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピユータのデータ
・ストレージ装置、より詳細にいえば、大容量のデータ
・ストレージ装置を必要とする近代のコンピユータ・シ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近代のコンピユータ・システムが要求す
る非常に大量のデータを蓄えることは、磁気デイスク・
ドライブ、つまり、大容量のデータ・ストレージ装置を
必要とする。共通のストレージ装置は、故障を生じ易い
多くの部分品を機械的に組み込んだ複雑な機器である。
代表的なコンピユータ・システムは、幾つかの上述の機
器を含んでいる。１つのストレージ装置の故障はシステ
ムにとつて深刻な事態を生じる。多くのシステムは、故
障したストレージ装置が修理され、または、置換される
まで、動作することができず、そして、失われたデータ
を再生（復旧）しなければならない。
【０００３】コンピユータ・システムが大型になり、高
速になり、そして、一層信頼性が高くなつたので、これ
に対応して、ストレージ装置の記憶容量、速度及び信頼
性を増加する必要がある。記憶容量を増加するために、
ストレージ装置を単純に増加すると、任意の一台の装置
が故障する確率が、容量の増加に対応して増加する。他
方、従来通りで改良のないストレージ装置の大きさを増
加することは、速度を低める傾向があり、しかも、信頼
性は何ら向上しない。
【０００４】最近になつて、或るレベルのデータ冗長度
（data redundancy）を与えるために構成された直接ア
クセス・ストレージ装置のアレイに大きな注目を集める
ようになつた。このようなアレイは、この分野におい
て、「ＲＡＩＤ」（RedundantArray of Inexpensive Di
sks）として知られている。１９８８年６月のACM SUGMO
Dの会議において、パターソン、ギブソン及びカーツに
よつて提示された「A Case for Redundant Arrays of I
nexpensive Disks(RAID)」と題する発表に、冗長度の異
なつた形式を与えるＲＡＩＤの種々のタイプが記載され
ている。パターソン等は、レベル１乃至レベル５と指定
されたＲＡＩＤの５つのタイプに分類している。パター
ソンのこの命名法は、この分野で標準になつている。Ｒ
ＡＩＤの理論の基本となるものは、或る数のデイスク・
ドライブは冗長である多数の比較的小さなデイスク・ド
ライブが、容量、速度及び信頼性を同時に増加すること
ができるということにある。
【０００５】パターソンの命名法を用いたＲＡＩＤのレ
ベル３乃至レベル５（即ち、ＲＡＩＤ−３、ＲＡＩＤ−
４、ＲＡＩＤ−５）は、データ冗長度のためのパリテイ
・レコードを使用している。パリテイ・レコードは、ア
レイ中の異なつたストレージ装置内の特定の位置にスト
アされたすべてのデータ・レコードの排他的オア論理演
算（Exclusive-OR）処理により形成される。これを換言
すれば、Ｎ個のストレージ装置のアレイにおいて、スト
レージ装置中の特定の位置にあるデータ・ブロツク中の
各ビツトは、パリテイ・ビツトのブロツクを作るため
に、（Ｎ−１）個のストレージ装置のグループ中のその
位置にある１つおきのビツトによつて排他的オア演算さ
れ、次に、そのパリテイ・ブロツクは、残りのストレー
ジ装置の中の同じ位置にストアされる。若し、アレイ中
のある１つのストレージ装置が故障したならば、故障し
た装置中の任意の位置に含まれたデータは、残りの装置
中の同じ位置にあるデータ・ブロツクと、それらに対応
するパリテイ・ブロツクとを排他的オア演算を行なうこ
とによつて再生することができる。
【０００６】更に、ＲＡＩＤ−４及びＲＡＩＤ−５は、
ストレージ装置中の読み取り／書込みアクチユエータを
独立して動作することにより特徴付けられる。これを換
言すれば、ストレージ装置の各読み取り／書き込みヘツ
ドは、アレイ中の他の装置がデータにアクセスしている
ことには関係なく、そのデイスク中の任意のデータに自
由にアクセスできるということである。米国特許第４７
６１７８５号には、パリテイ・ブロツクがアレイ中のス
トレージ装置の間でほぼ平均して分散され独立した読み
取り／書き込みアレイの１つのタイプが開示されてい
る。パリテイ・ブロツクを分散することは、アレイ中の
デイスク間のパリテイを更新する負担を、多少なりとも
平均化するように分散することになり、これにより、す
べてのパリテイ・レコードが、１つの専用のデイスク・
ドライブ装置に維持されたときに生じる性能上の弱点を
カバーする。パターソン等は、上述の米国特許のアレ
イ、ＲＡＩＤ−５を指定している。ＲＡＩＤ−５は、パ
ターソンによつて発表された最も進んだレベルのＲＡＩ
Ｄであつて、パリテイで保護された他のＲＡＩＤを上回
る性能を与えている。
【０００７】独立した読み取り／書き込み（ＲＡＩＤ−
４、またはＲＡＩＤ−５）を有し、パリテイで保護され
たデイスク・アレイによつて生じる１つの問題は、デー
タ・ブロツクが書き込まれる時のパリテイ・ブロツクの
更新に関連する負担である。代表例としては、上述の米
国特許に記載されているように、書き込まれるべきデー
タ・ブロツクが先ず読み取られ、そして、変更マスクを
作るために、新しいデータと古いデータとを排他的オア
論理演算する。次に、パリテイ・ブロツクは、読み取ら
れ、そして、新しいパリテイ・データを作るために変更
マスクと排他的オア論理演算される。最後に、データ及
びパリテイ・ブロツクを書き込むことができる。従つ
て、データが更新される毎に、２つの読み取り動作及び
２つの書き込み動作が必要とされる。
【０００８】代表的なコンピユータ・システムにおい
て、中央処理装置（ＣＰＵ）は、ストレージ装置よりも
遥かに高速度で動作する。データ及びパリテイを更新す
るために必要とするストレージ装置による２度の読み取
り動作及び２度の書き込み動作は、ＣＰＵの動作に関連
して非常に長い時間を必要とする。若し、ストレージ装
置においてデータが更新されるまで、ＣＰＵが動作を中
止したとすれば、システムの性能は悪影響を受ける。従
つて、データ冗長度を維持すると共に、書き込みの間で
デイスク・アレイにデータを転送した直後、またはその
短時間後に、ＣＰＵがタスクの処理を続行可能にするこ
とが望ましい。
【０００９】ＲＡＩＤ−３、ＲＡＩＤ−４、またはＲＡ
ＩＤ−５の１つのパリテイ・ブロツクは、データ冗長度
の１つのレベルしか与えない。これは、１つのストレー
ジ装置が故障した場合、データを回復することができる
ことを保証する。然しながら、システムは、１つのスト
レージ装置が故障した場合に含まれた動作を中止する
か、または、データ冗長度なしで動作を続行するかを指
定しなければならない。若し、システムが動作を続行す
るように設計されているならば、第１の装置が修理さ
れ、または、置き換えられて、そのデータが再生される
前に、第２の装置が故障したならば、再生不能な（cata
strophic）データ喪失が生じる。常に動作可能に維持さ
れたシステムをサポートするために、「ホツト・スペ
ア」として知られている常時待機している付加的なスト
レージ装置を与えることが可能である。このようなスト
レージ装置は、システムに物理的に接続されているけれ
ども、他のストレージ装置が故障するまで動作しない。
他のストレージ装置が故障した場合には、故障したスト
レージ装置中のデータは、ホツト・スペアの装置におい
て、再生され、ストアされ、そして、ホツト・スペア装
置は、故障したストレージ装置の役割を果す。ホツト・
スペア技術は、システムを動作状態に維持し、そして、
ストレージ装置が故障した場合において、データ冗長度
を維持するけれども、この技術は、故障発生時以外は有
用な機能を果さない（そして、余分なコストがかかる）
付加的なストレージ装置を必要とする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、コン
ピユータ・システムにおいて、データをストアするため
の改良された方法及び装置を提供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、コンピユータ・シス
テムにおいて、ストレージ装置の冗長アレイを管理する
ための方法及び装置を提供することにある。
【００１２】本発明の他の目的は、ストレージ装置の冗
長アレイを有するコンピユータ・システムの性能を向上
させることにある。
【００１３】本発明の他の目的は、ストレージ装置を改
良することによつて、１台のストレージ装置が故障した
としても、ストレージ装置の冗長アレイを有するコンピ
ユータ・システムが動作を続行することを可能とするこ
とにある。
【００１４】本発明の他の目的は、ストレージ装置の冗
長アレイを有するコンピユータ・システムにおいて、改
良された性能及びデータ冗長度を与えることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】ストレージ装置のアレイ
・コントローラはアレイ中の複数個のストレージ装置を
制御する。アレイ・コントローラ中に設けられたストレ
ージ管理機構は、制御するストレージ装置に関するパリ
テイ・レコードを維持する。データ・ブロツク及びパリ
テイ・ブロツクは、米国特許第４７６１７８５号に記載
されたように（ＲＡＩＤ−５）構成されるのが望まし
い。アレイ・コントローラは、更新データと、読み取り
データと、パリテイを発生するための変更マスクとを臨
時にストアするためのランダム・アクセス・キヤツシユ
・メモリを含んでいる。
【００１６】アレイ中の１つのストレージ装置は、専用
の書き込み補佐ストレージ・ユニツトである。書き込み
補佐ストレージ・ユニツトは、アレイ中の他のストレー
ジ・ユニツトに対して書き込まれるデータの臨時的なス
トレージ領域である。アレイ・コントローラがストレー
ジ・ユニツトに書き込まれるべきデータを受け取つた
時、アレイ・コントローラは、先ず、書き込み補佐スト
レージ・ユニツトにデータを書き込む。書き込み補佐ス
トレージ・ユニツトは、パリテイにより保護を受けてい
ないので、書き込み補佐ストレージ・ユニツト中のデー
タを最初に読み取る必要はない。更に、書き込み補佐ス
トレージ・ユニツトは、単なる臨時的なストレージなの
で、書き込み補佐ストレージ・ユニツトに順番にデータ
を書き込むことが可能であり、これは、検索時間及び待
ち時間を著しく減少する。
【００１７】アレイ・コントローラは、データが書き込
み補佐ストレージ・ユニツトに書き込まれた直後に、デ
ータがストレージ・ユニツトに書き込まれたことをＣＰ
Ｕに通知する。これは、上述の米国特許に記載された技
術と同様に、データを更新するために２つの読み取り動
作と、２つの書き込み動作とを遂行する必要がある。然
しながら、これらの動作は、ＣＰＵにおけるタスクの処
理を非同期で遂行することができる。
【００１８】ストレージ装置の管理機構は、更新されて
いるデータの現在の状態に関して、アレイ・コントロー
ラのメモリ中に状態情報を維持している。このような状
態情報に対して必要とするメモリの量は、相対的に小さ
く、データそれ自身よりも遥かに小さい。この状態情報
は、書き込み補佐ストレージ・ユニツトと共に常に、デ
ータ冗長度を与える。書き込み補佐ストレージ・ユニツ
トが故障した場合には、アレイ・コントローラは、あた
かも何事も生じなかつたように、そのＲＡＭの内容から
データを更新し続ける。読み取り補佐ストレージ・ユニ
ツト以外のストレージ装置が故障した場合には、故障し
たストレージ装置中のデータは、ストレージ・ユニツト
のアレイ（書き込み補佐ストレージ・ユニツトを含む）
中の残りのストレージ装置及び状態情報を用いて再生す
ることができる。最後に、アレイ・コントローラ自身が
故障した場合には、ストレージ装置（読み取り補佐スト
レージ・ユニツトを含む）は、データを完全に再生する
のに必要な情報を含んでいる。
【００１９】また、書き込み補佐ストレージ・ユニツト
は、ストレージ・ユニツトのアレイ中の他のストレージ
装置が故障した場合に、予備のストレージ装置として二
通りの目的に使用することができる。すべての未完成の
書き込み動作が完成され、そして、パリテイが更新され
た後、故障したストレージ装置中のデータは、他のすべ
てのストレージ装置を排他的オア論理演算することによ
つて再生され、そして、このデータは、書き込み補佐ス
トレージ・ユニツトにストアされる。次に、書き込み補
佐ストレージ・ユニツトは、書き込み補佐ストレージ・
ユニツトとしての機能を止めて、故障したストレージ装
置に代替する機能を果す。従つて、コンピユータ・シス
テムは、書き込み補佐ストレージ・ユニツトを持たない
けれども、通常通りの動作を続ける。書き込み補佐スト
レージ・ユニツトを持たないことの唯一の影響は、デー
タの更新動作の性能を大きく低下させることであるけれ
ども、しかし、データは完全に保護される。
【００２０】
【実施例】図１は、本発明の実施例のコンピユータ・シ
ステム１００の主要な要素を示すブロツク図である。ホ
スト・コンピユータ・システム１０１（以下、ホスト・
コンピユータと言う）は、デイスク・ユニツトのアレイ
・コントローラ１０３を有する高速度データ・バス１０
２と通信する。アレイ・コントローラ１０３は、データ
・ストレージ装置１０４乃至１０８の動作を制御する。
良好な実施例において、データ・ストレージ装置１０４
乃至１０８は、回転磁気デイスクのストレージ装置であ
る。図１には、５個のストレージ装置が示されている
が、アレイ・コントローラ１０３に接続されるストレー
ジ装置の実際の数は、種々の数を取ることができるのは
容易に理解できるであろう。また、１台以上のコントロ
ーラ１０３がホスト・コンピユータ１０１に接続できる
のも容易に理解できる。ホスト・コンピユータ１０１
は、単一の入力部として示されているけれども、この道
の専門家であれば、ホスト・コンピユータ１０１は、通
常、中央処理装置（ＣＰＵ）、メイン・メモリ、内部コ
ミユニケーシヨン・バス、そして、他のストレージ装置
を含むＩ／Ｏ装置のような多くの要素を含んでいること
は容易に理解できる。良好な実施例において、コンピユ
ータ・システム１００は、ＩＢＭのＡＳ／４００コンピ
ユータ・システムであるが、他のコンピユータ・システ
ムであつてもよい。
【００２１】デイスク装置１０４は、書き込み補佐スト
レージ・ユニツトである。残りのデイスク・ユニツト１
０５乃至１０８はサービス・ストレージ・ユニツトとし
て設計されている。書き込み補佐ストレージ・ユニツト
１０４は、サービス・ストレージ・ユニツト１０５乃至
１０８に書き込まれるデータのための臨時のストレージ
領域である。各サービス・ストレージ・ユニツト１０５
乃至１０８のストレージ領域は、ブロツク１１１乃至１
１８に論理的に分割される。良好な実施例においては、
デイスク・ユニツト１０４乃至１０８は、同じ記憶容量
を持つ物理的に同一のストレージ装置（ストアされるデ
ータを除く）であり、そして、ブロツク１１１乃至１１
８は、同じサイズである。本発明において、異なつたサ
イズのストレージ・ユニツト、または、異なつたサイズ
のブロツクで構成することが可能であるけれども、同じ
サイズのストレージ・ユニツトの構成を持つ良好な実施
例は制御機構を簡略化する。
【００２２】幾つかのサービス・ストレージ・ユニツト
中の同じロケーシヨンに位置付けられたすべてのブロツ
クのセツトは、ストライプ（stripe-条）を構成する。
図１において、ストレージ・ブロツク１１１乃至１１４
は、第１のストライプを構成し、ブロツク１１５乃至１
１８は第２のストライプを構成している。各ストライプ
中の少なくとも１つのブロツクは、データ冗長度か、ま
たは、他の形式のエラー訂正コードに使用される。良好
な実施例において、データ冗長度は、各ストライプ中で
１つのパリテイ・ブロツクの形式を取つている。パリテ
イ・ブロツク１１１、１１６は、図１において、「Ｐ」
と指定して示されている。残りのブロツク１１２乃至１
１５、１１７乃至１１８は、データをストアするための
データ・ストレージ・ブロツクである。ブロツク１１１
乃至１１４を構成するストライプのためのパリテイ・ブ
ロツクは、ブロツク１１１である。パリテイ・ブロツク
は、同じストライプに関する残りのブロツク中のデータ
の排他的オア論理演算の結果を含んでいる。
【００２３】良好な実施例において、パリテイ・ブロツ
クは、図１に示したように、ラウンド・ロビンの態様で
異なつたサービス・ストレージ・ユニツトに跨がつて分
散されている。各書き込み動作において、コンピユータ
・システムは、書き込まれるデータを含むブロツクを更
新するばかりでなく、同じストライプのパリテイ・ブロ
ツクも更新しなければならないから、パリテイ・ブロツ
クは、通常、データ・ブロツクよりも、より頻繁に修正
される。異なつたサービス・ストレージ・ユニツトの間
でパリテイ・ブロツクを分散することは、殆どの場合に
アクセスの負担を分散することによつて性能を改善す
る。然しながら、このような分散は、本発明の下では必
要とせず、本発明の実施例においては、すべてのパリテ
イ・ブロツクを単一のデイスク装置にストアすることが
可能である。
【００２４】上述したように、夫々がデータ・ブロツク
及びパリテイ・ブロツクを含んでいるサービス・ストレ
ージ・ユニツト中のストレージ領域をストライプの中に
割り当てることは、上述の米国特許第４７６１７８５号
に記載された装置と同じである。
【００２５】図２は、アレイ・コントローラ１０３の細
部を示すブロツク図である。コントローラ１０３は、プ
ログラム可能なプロセツサ２０１と、ランダム・アクセ
ス・メモリ（ＲＡＭ）２０２と、バス・インターフエー
ス回路２０５と、図示された幾つかの内部通信路を介し
て相互に通信するデイスク装置インターフエース回路２
０６とを含んでいる。バス・インターフエース回路２０
５は、高速度バス１０２を介してホスト・コンピユータ
１０１に送信し、そして、ホスト１０１から受信する。
デイスク装置インターフエース回路２０６は、デイスク
装置１０４乃至１０８に対して送信し、そして、それら
のデイスク装置から受信する。プログラム可能なプロセ
ツサ２０１は、メモリ２０２中に常駐するストレージ管
理制御プログラム２１０を実行することによつてアレイ
・コントローラ１０３の動作を制御する。アレイ・コン
トローラ１０３は、以下に説明されるように、パリテイ
及びデータの復旧を維持するために必要とするデータに
関する排他的オア論理演算処理を遂行する手段を含んで
いる。排他的オア論理演算は、プロセツサ２０１か、ま
たは、特別目的のハードウエア（図示せず）によつて遂
行することができる。
【００２６】メモリ２０２は、揮発性ダイナミツクＲＡ
Ｍの部分２０３と、不揮発性ダイナミツクＲＡＭの部分
２０４を含んでいる。不揮発性ＲＡＭ２０４は、システ
ムの電源がオフになつた場合でもデータを維持するＲＡ
Ｍである。揮発性ＲＡＭ２０３の内容は、システムの電
力供給がなくなると失なわれる。従来の技術を使用した
ダイナミツクＲＡＭ回路は、可成り安価であり、かつ、
不揮発性ＲＡＭよりも短いアクセス時間を持つている。
従つて、大部分の重要なデータをストアするためには、
ダイナミツクＲＡＭを用いるのが好まれる。良好な実施
例において、アレイ・コントローラ１０３の初期化に必
要な制御プログラムの一部は、不揮発性ＲＡＭ２０４に
ストアされており、制御プログラム２１０の残りの部分
は、システムが最初に電源を投入された時にホスト・コ
ンピユータ１０１からロードされ、そして、図２に示さ
れたようにダイナミツクＲＡＭ２０３中にストアされ
る。
【００２７】メモリ２０２は、良好な実施例に従つた書
き込み補佐ストレージ・ユニツトの動作を補佐する幾つ
かのレコードを含んでいる。ダイナミツクＲＡＭ２０３
の中の未確定リスト（uncommited list）２１２は、未
だ完成されていない「書き込み」動作を表示するリスト
である。特に、アレイ・コントローラ１０３がホスト・
コンピユータ１０１からの「書き込み」コマンドを受け
取り、書き込み補佐ストレージ・ユニツト１０４に書き
込むためのデータを書き込み、そして、動作が完了した
ことをホスト・コンピユータ１０１に信号を送つた後
で、データがサービス・ストレージ・ユニツト１０５乃
至１０８に対して実際にデータが書き込まれる前に、通
常は、若干の時間的な遅延がある。未確定リスト２１２
は、そのような継続中の状態にある動作を記録するもの
である。データがサービス・ストレージ・ユニツトに書
き込まれて、パリテイが更新される前に、若し、ストレ
ージ装置の故障が発生したならば、以下に詳しく説明さ
れるように、未確定リスト２１２が再生動作のために用
いられる。良好な実施例において、未確定リスト２１２
は、関連する未完了の「書き込み」動作がストアされた
時点において、書き込み補佐ストレージ・ユニツト１０
４中の可変長のアドレス・リストである。
【００２８】不揮発性ＲＡＭ２０４は、状態レコード２
１１を含んでいる。状態情報は、書き込み補佐ストレー
ジ・ユニツト１０４の最も新しい未確定の書き込み動作
のアドレスを含んでおり、この状態情報は、ダイナミツ
クＲＡＭ２０３の内容が喪失された事象が生じた場合に
データを再構成し、そして、アレイ中の各デイスク・ユ
ニツト１０４乃至１０８の現在の状態（即ち、そのユニ
ツトがオンラインで機能しているユニツトであるか否
か、そして、そのユニツトが書き込み補佐ストレージ・
ユニツトとして構成されているのか、またはサービス・
ストレージ・ユニツトとして構成されているのかという
状態）を再構成するために使用される。図示されていな
いが、メモリ２０２は他のレコードを含むことができ
る。
【００２９】制御プログラム２１０及び上述のレコード
をストアすることに加えて、ダイナミツクＲＡＭ２０３
は、ストレージ装置１０４乃至１０８から読み取られ、
または、それらのストレージ装置に書き込まれるデータ
の臨時的なストレージ用のキヤツシユ・メモリとして使
用される。
【００３０】本発明に必要なハードウエア及びソフトウ
エアの特徴に関連して、コンピユータ・システム１００
の動作を以下に説明する。アレイ・コントローラ１０３
及び接続されたデイスク・ユニツト１０４乃至１０８
は、ホスト・コンピユータ１０１からは１つのストレー
ジ・エンテイテイとして見える。ホスト・コンピユータ
１０１は、アレイ・コントローラ１０３に対して「読み
取り」及び「書き込み」コマンドを発生し、これらのコ
マンドによつて、アレイ・コントローラがデイスク装置
からデータを読み取り、または、デイスク装置へデータ
を書き込むことを要求する。ホスト・コンピユータ１０
１は、関連動作が完了した時に、読み取りデータか、ま
たは、完了メツセージを受け取る。ホスト・コンピユー
タ１０１は、更新パリテイ及びコントローラ１０３によ
つて遂行された他のデイスク維持のメカニズムには関与
しない。
【００３１】通常の動作において、書き込み補佐ストレ
ージ・ユニツト１０４は、書き込み専用であつて、「読
み取り」動作の間では使用されない。アレイ・コントロ
ーラ１０３は、ホスト・コンピユータ１０１からの「読
み取り」コマンドを受け取り、そして、要求されたデー
タがコントローラのダイナミツクＲＡＭ２０３の中に存
在するか否かを決定することによつて「読み取り」動作
を実行する。若し、ＲＡＭ２０３の中に要求されたデー
タがあれば、ダイナミツクＲＡＭ２０３中のデータは、
ホスト・コンピユータの中に直接に送られる。若し、Ｒ
ＡＭ２０３中に要求されたデータがなければ、データ
は、先ず、該当するストレージ装置からダイナミツクＲ
ＡＭ２０３の中に読み取られ、そして、ダイナミツクＲ
ＡＭ２０３から、ホスト・コンピユータ１０１に転送さ
れる。ダイナミツクＲＡＭ２０３のサイズに応じて、デ
ータは、ダイナミツクＲＡＭ２０３中にストアされ、そ
のデータについての「書き込み」動作を待つ。「書き込
み」動作が遂行される時、若し、更新されるべきデータ
の元のバージヨンが、既にダイナミツクＲＡＭ２０３の
中にあれば、パリテイを更新するために再度データを読
み取る必要はなく、従つて、システムの性能を向上させ
る。ある種のアプリケーシヨン・プログラムにおいて、
ホスト・コンピユータは、読み取られたどのデータが変
更される可能性があるかをコントローラに対して表示す
ることができる。
【００３２】「書き込み」動作は、アレイ・コントロー
ラのプロセツサ２０１中で動作する制御プログラムの一
部である２つの非同期のタスクによつて遂行される。第
１の非同期タスク（図３及び図４に示された高速度書き
込みタスク）は、書き込み補佐ストレージ・ユニツト１
０４を管理し、そして、動作が完了したことをホスト・
コンピユータ１０１に通知する時を決定する。第２の非
同期のタスク（図５に示したサービス・ストレージ・ユ
ニツトへの書き込みタスク）は、データを書き込むこと
と、デイスク装置１０５乃至１０８に対するパリテイを
更新することとを遂行する。
【００３３】ステツプ３０１において、アレイ・コント
ローラ１０３中の「書き込み」動作は、ホスト・コンピ
ユータから「読み取り」コマンドを受け取ることにより
開始される。ステツプ３０２において、「書き込み」コ
マンドは、メモリ２０２中の書き込みコマンドの待ち行
列中に入れられる。サービス・ストレージ・ユニツトの
書き込みタスクは、書き込みコマンドの待ち行列から書
き込みコマンドを検索して、その書き込みコマンドを直
ちに処理する。高速度書き込みタスクは、図３のステツ
プ３０３の分岐路に続く。
【００３４】ステツプ３０３において、高速度書き込み
タスクは、状態レコード２１１をチエツクして、書き込
み補佐機能が付勢されているか否かを決定することによ
つて開始する。若し、サービス・ストレージ・ユニツト
１０５乃至１０８の内の１つが故障しており、このサー
ビス・ストレージ・ユニツトのデータが書き込み補佐ス
トレージ・ユニツト１０４において再生されたならば、
以下に説明されるように、高速度書き込みタスクの機能
は滅勢される。若し、書き込み補佐機能が滅勢されてい
るならば、ステツプ３０５において、高速度書き込みタ
スクは、サービス・ストレージ・ユニツトの書き込みタ
スクが終了するのを待つ。若し、書き込み補佐機能が付
勢されていれば、高速度書き込みタスクはコマンドを分
析するための処理に進む。
【００３５】良好な実施例において、書き込み補佐デイ
スク・ユニツト（ＷＡＤ）、即ち書き込み補佐ストレー
ジ・ユニツト１０４は、すべての「書き込み」動作に対
して用いられない。ステツプ３０４において、高速度書
き込みタスクは、以下に詳しく説明するように、「書き
込み」データをキヤツシングする（キヤツシユ・メモリ
にストアする）ために書き込み補佐ストレージ・ユニツ
ト１０４を使用するか否かを決定する。本発明のストレ
ージ・サブシステムの性能を分析した結果、小さな「書
き込み」動作のキヤツシングから最高の性能の改善が得
られることと、書き込まれるデータの量が大きくなるに
従つて、性能が相対的に向上することとが判つている。
書き込み補佐ストレージ・ユニツトを使用することは性
能に何ら改善を与えないので、最終的には、書き込まれ
るべきデータは、可成り大きくなる。
【００３６】上述のような性能の改善があることには幾
つかの理由がある。サービス・ストレージ・ユニツトを
更新するために必要な仕事の量は変らないから、書き込
み補佐ストレージ・ユニツトの使用は、常に、ストレー
ジ・サブシステムに対して余分な仕事を伴う。この余分
な負担は、動作が完了することを早期に通知することに
よつて得られる性能的な利益により正当化されなければ
ならない。書き込み補佐ストレージ・ユニツトは、順番
に動作することによつて検索時間と、待ち時間とを減少
する。小さな「書き込み」動作に対する検索時間及び待
ち時間に起因する応答時間は、大きな「書き込み」動作
に対する応答時間よりも相対的に大きいから、書き込み
補佐ストレージ・ユニツトにより生じる性能の改善は、
相対的に大きい。加えて、大きな「書き込み」動作が、
サービス・ストレージ・ユニツトの同じストライプ中の
２つ、または、それ以上のブロツクにデータを書き込む
場合、パリテイ・ブロツクを更新する（後述する）のに
必要な或る種のステツプを省略したり、組み合わせるこ
とが可能なので、データの書き込みのブロツク毎に、２
つの読み取り動作及び２つの書き込み動作よりも少ない
動作数ですむ。最後に、良好な実施例においては、書き
込み補佐ストレージ・ユニツトは１つだけであり、サー
ビス・ストレージ・ユニツトは複数個あるから、書き込
み補佐ストレージ・ユニツト中の滞貨を減らすことが可
能である。
【００３７】ステツプ３０４において、書き込み補佐ス
トレージ・ユニツトを使用するか否かを決定すること
は、理想的には、動作に対して利用可能なリソースと、
書き込み補佐ストレージ・ユニツトに対して書き込みを
完了するのに必要な時間（サービス・ストレージ・ユニ
ツトに対して書き込みを完了するのに必要な時間とは対
照的に）の予測との２つを考慮することに基礎を置いて
いる。良好な実施例において、書き込み補佐ストレージ
・ユニツトは、下記の基準のすべてを満足するならば、
「書き込み」動作に用いられる。
【００３８】（ａ） 考慮している「書き込み」コマン
ド中のデータ・ブロツクの数が図６に示した「閾値＃
１」よりも小さいこと。この場合、「閾値＃１」は、バ
ツフアの大きさ、または、「書き込み」コマンドを処理
するのに利用可能な他のリソースの大きさに関する制限
を表わしている。
【００３９】（ｂ） ＷＡＤの待ち行列中の「書き込
み」コマンド中のデータ・ブロツクの数が図６に示した
「閾値＃２」よりも小さいこと。この数はＷＡＤの行列
に加えられたすべての新しいコマンドを開始する時間に
ほぼ比例する。
【００４０】（ｃ） ＷＡＤの待ち行列中のデータ・ブ
ロツクの数と、「書き込み」コマンド中のデータ・ブロ
ツクの数とを加算した数が図６に示した「閾値＃３」よ
りも小さいこと。この合計数は、書き込み補佐ストレー
ジ・ユニツトに対して、目下考慮中のコマンドの書き込
みを完了するのに必要な時間にほぼ比例する。上述の場
合、「閾値＃３」は、ＷＡＤの待ち行列のリソースの制
限か、または、コマンドを完了するのに許容された最大
時間の何れかを表わす。
【００４１】このテストは図６のグラフに示されてい
る。座標軸５０１及び５０２は、目下考慮中の「書き込
み」コマンド中のブロツクの数と、ＷＡＤの待ち行列中
の現在のブロツクの数とを夫々示している。斜線を付し
た領域５０３は、書き込み補佐ストレージ・ユニツトを
用いるべきことを決定する部分を示している。
【００４２】ステツプ３０４において、「書き込み」動
作が、書き込み補佐ストレージ・ユニツトを使用するた
めの基準を満たさないことを、若し、コントローラ１０
３が決定したならば、ステツプ３０５において、高速書
き込みタスクは、単純に、サービス・ストレージ・ユニ
ツトの書き込みタスクが完了するのを待機する。サービ
ス・ストレージ・ユニツトのタスクが完了した時、ステ
ツプ３１１において、第１のタスクは、ホスト・コンピ
ユータ１０１に対してコマンド完了メツセージを送り、
「書き込み」動作が完了したことを確定する。
【００４３】ステツプ３０４において、「書き込み」動
作が書き込み補佐ストレージ・ユニツトを使用する基準
を満足するものと決定されたならば、ステツプ３０６に
おいて、「書き込み」コマンドが書き込み補佐ストレー
ジ・ユニツトの待ち行列中に置かれて、書き込み補佐ス
トレージ・ユニツト１０４によるサービスを待つ。次
に、ステツプ３０７及び３０８において、高速書き込み
タスクは、サービス・ストレージ・ユニツトのタスクを
完了するか、あるいは、戻らない点に到達する（即ち、
書き込み補佐ストレージ・ユニツト１０４がデータを受
け取る準備完了の点に到達する）ために、書き込み補佐
ストレージ・ユニツトの待ち行列中の「書き込み」コマ
ンドを待つ。若し、サービス・ストレージ・ユニツトの
タスクが最初に完了したならば（「アレイへ書き込みを
行なう」ステツプ３０７）、ステツプ３１０において、
その書き込みコマンドは、書き込み補佐ストレージ・ユ
ニツトの待ち行列から取り除かれ、そして、ステツプ３
１１において、コマンド完了メツセージがホスト・コン
ピユータ１０１に送られる。
【００４４】サービス・ストレージ・ユニツトのタスク
が完了する前に、若し、書き込み補佐ストレージ・ユニ
ツトの待ち行列中の「書き込み」コマンドが、戻らない
点に到達したならば（ステツプ３０８）、ステツプ３１
２において、データは、書き込み補佐ストレージ・ユニ
ツト１０４に書き込まれる。処理のこの部分を完了する
のに必要なステツプは図４に示されている。ステツプ３
２１において、この「書き込み」コマンドは、先ず、ダ
イナミツクＲＡＭ２０３中の不確定リスト２１２に加え
られる。また、不確定リストのバツクアツプ・コピー
は、以下に詳しく説明するように、書き込み補佐ストレ
ージ・ユニツト１０４にも存在する。次に、ステツプ３
２２において、アレイ・コントローラは、ヘツダ・ブロ
ツク及びトレイラ・ブロツクを書き込みデータ中に作成
し、このデータを書き込み補佐ストレージ・ユニツト１
０４に送る。次に、ステツプ３２３及び３２４におい
て、サービス・ストレージ・ユニツトへの書き込みタス
クが完了するまでか、あるいは、書き込み補佐ストレー
ジ・ユニツトに送られたデータが書き込み補佐ストレー
ジ・ユニツトに物理的に書き込まれるまで、高速書き込
みタスクは待機する。若し、サービス・ストレージ・ユ
ニツトの書き込みタスクが最初に完了したならば（ステ
ツプ３２３）、コントローラ１０３は、ホスト・コンピ
ユータ１０１にコマンド完了メツセージを送り（ステツ
プ３２５）、そして、不確定リストからこの「書き込
み」コマンドを取り除く（ステツプ３２８）。若し、書
き込み補佐ストレージ・ユニツトへのデータの書き込み
が最初に完了したならば（ステツプ３２４）、ステツプ
３２６において、コントローラは、ホスト・コンピユー
タ１０１にコマンド完了メツセージを送る。次に、ステ
ツプ３２７において、高速度書き込みタスクは、サービ
ス・ストレージ・ユニツトのタスクを完了するために待
機する。サービス・ストレージ・ユニツトのタスクが完
了した後、ステツプ３２８において、この「書き込み」
コマンドは不確定リストから取り除かれる。
【００４５】代表的な動作において、「書き込み」コマ
ンドは、ブロツク３０１、３０２、３０３、３０４、３
０６、３０７、３０８、３２１、３２２、３２３、３２
４、３２６、３２７、３２８によつて表示された経路に
従つて処理される。この経路に続いて、コマンド完了メ
ツセージは、サービス・ストレージ・ユニツトへのデー
タの実際の書き込みが完了する前に（ステツプ３２
７）、コマンド完了メツセージがホスト・コンピユータ
へ送られる（ステツプ３２６）ことが判る。従つて、
「書き込み」コマンド中に含まれたデータが、ストレー
ジ・ユニツトにあたかも物理的に書き込まれ、パリテイ
が更新されたかのように（実際に行なわれる必要はない
が）、ホスト・コンピユータは、自由に処理を続ける。
【００４６】第２の非同期のタスク（サービス・ストレ
ージ・ユニツトの書き込みタスク）は、ダイナミツクＲ
ＡＭ２０３から、サービス・デイスク装置にデータを書
き込み、そしてパリテイを更新する。このタスクの流れ
図が図５に示されている。図５のステツプ４０１は、メ
モリ２０２中に待ち行列にされた「書き込み」動作の中
から１つの「書き込み」動作を選択する。選択基準は、
本発明の要部ではないが、例えば、ＦＩＦＯ（先入れ先
出し）により検索時間／待ち時間を短縮する基準とか、
または、システムの性能及び他の要件に基づく他の基準
であつてよい。「書き込み」動作が遂行された時には、
パリテイは更新されなければならない。古いデータと、
新しいデータとを排他的オア論理演算することによつ
て、「書き込み」動作により変更されたビツトのビツト
・マツプを得ることが可能である。排他的オア演算を行
なつた現状の（existing）パリテイ・データを持つこの
ビツト・マツプは、更新されたパリテイ・データを発生
する。従つて、ステツプ４０２において、ストレージに
書き込む前に、このタスクは、古いデータがダイナミツ
クＲＡＭ２０３中に、未だ変更されていないフオームで
存在するか否かを、先ずチエツクする。若し、そのよう
な古いデータが存在していなければ、ステツプ４０３に
おいて、ビツト・マツプがストアされているサービス・
ストレージ・ユニツト中のデータ・ブロツクからＲＡＭ
２０３の中に読み込まれなければならない。次に、ステ
ツプ４０４において、ＲＡＭ２０３中のこの古いデータ
は、変更されたデータ・ビツトを発生するために、ＲＡ
Ｍ２０３中の新しいデータと排他的オア演算される。ス
テツプ４０５において、新しいデータが用いられるサー
ビス・ストレージ・ユニツト中の同じデータ・ブロツク
に書き込まれている間に、ビツト・マツプは、ＲＡＭ２
０３の中に臨時的に保存される。次に、ステツプ４０
６、４０７において、古いパリテイ・データは、パリテ
イ・ブロツクの同じストライプ中の対応するパリテイ・
ブロツクからＲＡＭ２０３の中に読み取られ（若し、な
ければ、既にＲＡＭ中にある）、そして、ステツプ４０
８において、新しいパリテイ・データを発生するため
に、古いパリテイ・データとビツト・マツプとが排他的
オア論理演算される。ステツプ４０９において、この新
しいパリテイ・データは、デイスク装置中の同じパリテ
イ・ブロツクに書き戻され、第２のタスクを完了する。
第２のタスクが完了した時、適当なメツセージ、または
割込みが第１のタスクに送られる。
【００４７】図５に示されたステツプは、サービス・デ
イスクの単一ブロツクにストアされたデータを含む書き
込み動作のような特に小さな書き込み動作の代表例であ
る。大きな書き込み動作が同じストライプの中の複数ブ
ロツクを含む場合には、性能を改善するために、或る種
のステツプを除外したり、または、組み合わせることが
可能である。例えば、単一のストライプ中の２つのブロ
ツクが書き込まれる場合に、コントローラは、通常、
（１）第１のブロツク中のデータを読み取り、（２）変
更マスクを発生するために、読み取られたデータと、書
き込まれるべき新しいデータとを排他的オア演算し、
（３）新しいデータを第１のブロツクに書き込み、
（４）第２のブロツク中のデータを読み取り、（５）変
更マスクを更新するために、第１のブロツクからの変更
マスクと、読み取られたデータとを排他的オア演算し、
（６）変更マスクを再度、更新するために、第２のブロ
ツクに書き込まれるデータと、変更マスクとを排他的オ
ア演算し、（７）第２のブロツクに新しいデータを書き
込み、（８）パリテイ・ブロツクを読み取り、（９）新
しいパリテイを発生するために、変更マスクと、パリテ
イ・ブロツクとを排他的オア演算し、（１０）新しいパ
リテイを書き込む。この場合、２つの独立したブロツク
が更新されたけれども、３つの書き込みと、３つの読み
取りとを必要としただけであることには注意を要する。
ストライプ中の大部分のブロツク、またはすべてのブロ
ツクが書き込まれる場合において、各書き込みの前に読
み取るのではなく、すべてのブロツクにアクセスするこ
とが、より効率的である。この場合、コントローラは、
更新されていない各ブロツクを先ず読み取り、排他的オ
ア演算によつてパリテイを集め、次に、更新された各ブ
ロツクを書き込み、再度、相次ぐ排他的オア演算によつ
てパリテイを集める。データの最後の書き込みの後、集
められたパリテイはパリテイ・ブロツクに書き込まれ
る。これらの理由のために、書き込み補佐ストレージ・
ユニツトの使用は、大きな「読み取り」動作に対してあ
まり魅力的でない。従つて、良好な実施例においては、
ステツプ３０３において、書き込みキヤツシユ・ユニツ
トが性能を改善する可能性があるほどに、「書き込み」
動作が十分に小さいか否かを、コントローラが最初の決
定をする。
【００４８】データ冗長度を常に維持するために、書き
込み補佐ストレージ・ユニツト１０４に書き込まれた情
報は、ダイナミツク・メモリ２０３の内容が喪失された
事象においてデータを再生するのに必要な状態情報を含
んでいる。従つて、書き込み補佐ストレージ・ユニツト
へのデータの各書き込みの間で、コントローラは、ステ
ツプ３２２において示されているように、この状態情報
を含むヘツダ／トレイラ・ブロツクを作成する。図７
は、書き込み補佐ストレージ・ユニツト１０４に書き込
まれるデータ・レコードの構造の高レベルの図表であ
る。代表的なデータ・レコード６０１はヘツダ・ブロツ
ク６０２と、トレイラ・ブロツク６０６を従えた任意の
数のデータ・ブロツク６０３乃至６０５と、１つ、また
は、それ以上の性能向上ギヤツプ（performance gap）
ブロツク６０７とを含んでいる。
【００４９】ヘツダ・ブロツク及びトレイラ・ブロツク
６０２、６０６は、データを再生するために必要とする
状態及び他の情報だけを含んでいる。サービス・ストレ
ージ・ユニツト１０５乃至１０８に書き込まれるデータ
それ自身は、データ・ブロツク６０３乃至６０５の中に
すべて含まれている。トレイラ・ブロツク６０６は、第
１ヘツダ・ブロツク６０２の逐語的なコピーである。ト
レイラ・ブロツク６０２を挿入する目的は、すべてのデ
ータ・ブロツクが事実上、書き込み補佐ユニツト１０４
に書き込まれたことを、データの再生の間で照合するこ
とにある。
【００５０】性能向上ギヤツプ６０７は、使用されない
データを含む予め決められた数のブロツクである。性能
向上ギヤツプ６０７の目的は、複数のコマンドがＷＡＤ
の待ち行列中にある場合に、次の「書き込み」コマンド
を処理するのに十分な時間をコントローラに与えること
にある。アレイ・コントローラがＷＡＤの待ち行列中の
次の「書き込み」コマンドを処理している間に（即ち、
ヘツダ／トレイラの作成、状態のチエツク）、書き込み
補佐ストレージ・ユニツトは、角度的に小さな距離だけ
レコードの終端部を過ぎて回転する。若し、次のレコー
ド・ブロツクが直接次に続くブロツクの位置で開始され
たならば、アレイ・コントローラは、次の書き込み動作
が開始可能にされる前に、デイスクが完全に１回転する
のを待たなければならない。このような事態を避けるた
めに、使用しないデータを含む性能向上ギヤツプ６０７
がレコード・ブロツクの終端部に挿入されている。回転
デイスクが性能向上ギヤツプ６０７を含むレコード・ブ
ロツクを通過するのに費す経過時間の間で、アレイ・コ
ントローラは、次の「読み取り」動作に対して準備完了
状態になる。１つの性能向上ギヤツプ・ブロツク６０７
が図７に示されているけれども、このようなブロツク６
０７の実際の数は、デイスク装置の特性に従つて変更さ
れることには注意を要する。
【００５１】データ・レコード６０１に加えて、アレイ
・コントローラは、ある状態の下で、書き込み補佐スト
レージ・ユニツト１０４に更新レコードを書き込む。更
新レコードは、ヘツダ・ブロツクだけを含んでいる。更
新レコードは、書き込み補佐ストレージ・ユニツト１０
４への書き込みを待つているＷＡＤの待ち行列中に「書
き込み」動作がない時に、データ・レコードのチエーン
の終端部に付加されている。このような場合において、
更新レコードは、他の更新レコードか、あるいは、現存
のチエーンに付加されたデータ・レコードに最終的に重
ね書きされる（若し、不確定リスト中に状態の変化があ
れば）。また、更新レコードは、デイスク走査の終りに
おいて（即ち、デイスク・アームがデイスクの前面を横
切つて走査して、次のレコードを書き込むために、その
走査の開始点に戻らねばならない）データ・レコード６
０１のチエーンに付加される。データ・レコードは、走
査の終りと始めの間で分れることは絶対にないから、走
査の始めを指示する更新レコードは、走査中の残りのデ
イスク・スペースが次のデータ・レコードをストアする
のに十分である限り、チエーンの端部に挿入される。
【００５２】ヘツダ・ブロツク、またはトレイラ・ブロ
ツクの構造は、図８に示されている。このブロツクは、
コマンド識別子７０１、コマンド・アドレス７０２、状
態ブロツクの数７０３、次のコマンドのアドレス７０
４、不確定リストのエントリの数７０５、不確定リスト
のエントリ７０６、７０７、パデイング７０８、ＳＣＳ
Ｉコマンド７０９及びコマンド・エキステンシヨン７１
０とを含んでいる。
【００５３】コマンド識別子７０１は、アレイ・コント
ローラ１０３によつて発生され、書き込みレコードに関
連された特別の４バイトの識別子である。コントローラ
が新しいレコードを書き込み補佐ストレージ・ユニツト
１０４に書き込む度に、コントローラは識別子に１を加
え、識別子がＸ^FFFFFFFF^に達した後に０に戻る。デー
タ再生の一部として、書き込み補佐ストレージ・ユニツ
ト中にストアされた書き込みコマンドのチエーンを横切
つた時、識別子は、次のレコードがチエーンの実際の部
分であることを照合するのに用いられる。
【００５４】コマンド・アドレス７０２は、レコード・
ブロツクが開始する書き込み補佐ストレージ・ユニツト
中のアドレスを含んでいる。状態ブロツクの数７０３
は、ヘツダ・レコード中のブロツクの数を含んでいる。
良好な実施例において、この数は、通常１である（各ブ
ロツクは５２０バイトのデータを含んでいる）。然しな
がら、若し、不確定リストが異常に長ければ、ヘツダは
１ブロツク以上を占めることができる。他方、トレイラ
・ブロツクは、ヘツダ・ブロツクが複数のブロツクを含
んでいたとしても、ヘツダの最初のブロツクだけを反復
する。
【００５５】次のコマンドのアドレス７０４は、チエー
ン中の次のレコードがストアされている書き込み補佐ス
トレージ・ユニツトのアドレスを含んでいる。データ・
レコードの場合には、これは、性能向上ギヤツプ６０７
の直ぐ後のブロツクのアドレスである（これは、更新レ
コードか、または、次のデータ・レコードの何れかの開
始点である）。チエーン中の最後のデータ・レコードに
付加された更新レコードの場合、次のコマンドのアドレ
スは、更新レコードそれ自身の開始アドレスである（即
ち、更新レコードは、チエーンの端部を告知する次のブ
ロツクとして、それ自身を指示する）。レコードがデイ
スク・アームの走査中の最後のレコードである場合に、
若し、更新レコードが発生されたならば、ヘツダ・ブロ
ツク中の次のアドレスは、書き込み補佐ストレージの開
始アドレスを指示する。書き込み補佐ストレージ・ユニ
ツトが最初にフオーマツトされた時、ヘツダ・ブロツク
だけを含む空の更新レコードが開始アドレスの位置に挿
入され、この場合には、このヘツダ・ブロツクの次のコ
マンドのアドレスは、それ自身を指示する。従つて、デ
ータ再生の間でレコードのチエーンを横切つたときに、
コントローラは、コントローラがそれ自身を指示するア
ドレスに遭遇するまで、次のコマンドのアドレス７０４
中の各ポインタに従う。
【００５６】不確定リストのエントリの数７０５は、後
続する不確定リストのエントリ数を含んでいる。不確定
リストの各エントリ７０６、７０７は、以下に説明され
るように、サービス・ストレージ・ユニツトに未だ書き
込まれていないレコードのためのヘツダ・ブロツクの書
き込み補佐ストレージ・ユニツトのアドレスである。ヘ
ツダ／トレイラ・ブロツク中の不確定リストは、ヘツダ
／トレイラ・ブロツクが発生された時点でそれが存在し
ていた、ダイナミツクＲＡＭ中の不確定リスト２１２の
コピーである。書き込まれた後、データ・レコード中の
不確定リストは、ダイナミツクＲＡＭ中の不確定リスト
２１２の現在の状態を反映するために更新されない。そ
の代わりに、より最近の不確定リストが、データ、また
は更新レコードの次に書き込まれるヘツダ中に記録され
る。不確定リストのエントリ７０６、７０７は、図８に
示されているけれども、エントリの実際の数は種々変更
される。
【００５７】ＳＣＳＩコマンド７０９及びコマンド・エ
キステンシヨン７１０は、ヘツダ／トレイラ・ブロツク
の終端部に対して相対的に一定の位置にストアされてい
る。パデイング７０８は、ＳＣＳＩコマンド７０９の始
めにおいて、ブロツクを満たすために必要な可変長の使
用しないデータを含んでいる。ＳＣＳＩコマンド７０９
は、サービス・ストレージ・ユニツト１０５乃至１０８
に向けられる書き込みコマンドを含み、良好な実施例に
おいて、このコマンドは、アレイ・コントローラ１０３
と通信するためのＳＣＳＩ（Small Computer Systems I
nterface）プロトコルを用いている。その他の事項と共
に、ＳＣＳＩコマンドは、ヘツダ・ブロツクに続いて書
き込まれるべきデータの長さを含んでいる。コマンド・
エキステンシヨン７１０は、ＳＣＳＩコマンドの一部で
はない付加的なコマンド・パラメータを含むことができ
る。良好な実施例において、コマンド・エキステンシヨ
ン７１０は、ビツト・マツプのスキツプ・マスクに使用
され、他のデータ・ブロツクがスキツプされている間
に、レコード中の選択されたデータ・ブロツクを書き込
ませることができる。
【００５８】本発明のストレージ・サブシステムは、任
意のデイスク装置の故障事象においてデータを保護し、
あるいは、アレイ・コントローラのダイナミツク・メモ
リ２０４の内容の喪失事象においてデータを保護するた
めに設計される。前者の事象において、サブシステム
は、動的にデータを復旧（再生）して、動作を続行する
ことができる。後者の事象は、システムの電源の故障、
または、システム全体として影響を受ける他の致命的な
事象を総括的に表わしている。この場合、故障を生じた
状態が修復されるまで、コントローラは動作を続けるこ
とはできないが、ストレージ装置中のデータの一貫性は
保持される。
【００５９】アレイ・コントローラ１０３から見て、各
ストレージ・ユニツト１０４乃至１０８は、適正に機能
しているか否かをそれ自身で知る装置である。ストレー
ジ・ユニツトそれ自身は、或る種の内部的な故障に対処
することのできる内部診断及びエラー回復の機構を含む
ことができる。このような機構は、本発明の要部を構成
しない。本発明において、ストレージ・ユニツトの故障
とは、機能的な故障、つまり、データへのアクセスの故
障を意味する。このような故障は、ストレージ・ユニツ
トそれ自身の故障によつて発生することがあり、そうで
はない場合もある。後者の場合、例えば、ストレージ・
ユニツトの電源の故障とか、あるいは、データ用ケーブ
ルの遮断とかがある。アレイ・コントローラから見た場
合、原因は何であれ、これらの故障はストレージ・ユニ
ツトの故障である。このような故障を検出する検出機構
は公知である。
【００６０】書き込み補佐ストレージ・ユニツト１０４
の故障事象において、アレイ・コントローラ１０３は、
書き込み補佐ストレージ・ユニツトが最早や正常に動作
せず、以後は、書き込み補佐ストレージ・ユニツトを使
用することなく、以前のようにサービス・ストレージ・
ユニツトの動作を続行することを反映するために、不揮
発性ＲＡＭ中の状態情報を更新する。
【００６１】図９及び図１０は、サービス・ストレージ
・ユニツト１０５乃至１０８の内の１台が故障した場合
に、アレイ・コントローラ１０３によつて取られるステ
ツプを示す図である。図９は、回復処理全体を示す高レ
ベルの流れ図である。ステツプ８０１において、先ず、
アレイ・コントローラ１０３は、「書き込み」コマンド
が、書き込み補佐ストレージ・ユニツトに書き込まれな
いように、書き込み補佐ストレージ・ユニツトを滅勢す
る。次に、ステツプ８０２において、アレイ・コントロ
ーラは、パリテイの更新を含んで、不確定リスト２１２
の中にある書き込み補佐ストレージ・ユニツトへの未完
了の「書き込み」動作のすべての書き込みを完了する。
次に、ステツプ８０３において、アレイ・コントローラ
は、故障したサービス・ストレージ・ユニツトに対して
前に割り当てられていたストレージ空間を、書き込み補
佐ストレージ・ユニツトに動的に割り当てる。次に、ス
テツプ８０４において、故障したサービス・ストレージ
・ユニツト中のデータは、残りのサービス・ストレージ
・ユニツト中の同じ位置にあるデータに排他的オア論理
演算を行なつて再生され、そして、書き込み補佐ストレ
ージ・ユニツトとして前に割り当てられていた書き込み
補佐ストレージ・ユニツト中に保存される。ステツプ８
０２乃至８０４の処理は繰り返される。次に、ステツプ
８０５において、サブシステムは、故障したサービス・
ストレージ・ユニツトの機能を遂行する書き込み補佐ス
トレージ・ユニツト１０４によつて、書き込み補佐なし
で通常の機能を続行する。
【００６２】図１０は、図９において単一のブロツク８
０２によつて表わされた未完了の「書き込み」動作のす
べてを完了するのに必要とするステツプを示す図であ
る。夫々が個々の方法を必要とする幾つかの場合があ
る。若し、未完了の書き込み動作が、故障したデイスク
・ユニツトに対してその上のアクセスを必要としないな
らば（ステツプ９０１）、ステツプ９０４において、書
き込み動作は通常のように進行する。これは、書き込み
動作が故障したデイスク・ユニツトへのアクセスを必要
としない場合か、または、故障したデイスク・ユニツト
が故障する前に既にアクセスされていた場合かの何れか
である。若し、アクセスを必要とするが、読み取りアク
セスを必要としないならば（即ち、書き込みアクセスだ
けを必要とする、ステツプ９０２）、アレイ・コントロ
ーラは、単純に、故障したデイスク・ユニツトへの書き
込みを無視し、そして、、ステツプ９０５において、故
障したデイスク・ユニツトにあたかも書き込まれたかの
ように、書き込み動作を続ける。この処理は、例えば図
５のステツプ４０２、４０３がデイスク・ユニツトの故
障の前に完了したけれども、ステツプ４０５を持たない
場合である。また、この処理は、例えば、書き込み動作
が１つのストリツプ中のすべてのブロツクか、または大
部分のブロツクを含み、そして、図５に示した変更マス
クを発生するための書き込み前に各ブロツクを読み取る
代わりに、ブロツクが読み取りだけか、または書き込み
だけの何れかであり、かつ、上述したように、変更マス
クが各読み取り、または書き込みにより集められる場合
にも発生する。
【００６３】若し、故障したデイスク・ユニツトへの読
み取りアクセスを必要とするが、書き込みアクセスを必
要としないならば（ステツプ９０３）、未完了の書き込
み動作は、ストライプ中の殆どのブロツクを更新する複
数ブロツクの読み取り動作であるが、故障したデイスク
・ユニツト中のブロツクには影響しない。影響されない
ブロツクは、影響されたブロツクが書き込まれる前に読
み取られるので、影響されたブロツクは未だ変更されて
いない。この場合において、ステツプ９０６において、
図５のプロシージヤを用いることにより、書き込む前に
更新されるべき各ブロツクを読み取り、かつ、変更マス
クを集めることによつて未完了の書き込み動作を完了す
ることが可能である。
【００６４】最後の場合として、故障したデイスク・ユ
ニツトへの読み取り及び書き込みアクセスを必要とする
場合（ブロツク９０３からの「イエス」の分岐路）があ
る。この場合において、残りのすべてのサービス・スト
レージ・ユニツト（パリテイ・ブロツクを含むサービス
・ストレージ・ユニツト以外）中の同じストライプ中の
ブロツクは、ステツプ９０７において、読み取られるか
（または、更新を必要とする）、または、ステツプ９０
８において書き込まれるかのいずれかであり、関連した
読み取り、または書き込み動作からのデータは、その
後、パリテイを集めるために排他的オア論理演算処理さ
れる。ステツプ９０９において、この部分的パリテイ
は、新しいパリテイを得るために、故障したデイスク・
ユニツトに書き込まれるデータと排他的オア論理演算処
理され、ステツプ９１０において、新しいパリテイは、
パリテイ・ブロツクに書き込まれる。
【００６５】アレイ・コントローラは、デイスク・ユニ
ツトが故障した時点で、書き込み動作に対して上述の幾
つかのステツプを完了し、そして、このような場合に
は、結果物（変更マスク、読み取られたデータ等）はア
レイ・コントローラのダイナミツク・メモリ２０３の中
にあるから、アレイ・コントローラはこのようなステツ
プを反復する必要がないことには注意を払われたい。
【００６６】上述のように、未完了の書き込み動作が完
了した後に、書き込み補佐ストレージ・ユニツトは、故
障したサービス・ストレージ・ユニツトの機能を取るこ
とができる。アレイ・コントローラは、故障したサービ
ス・ストレージ・ユニツトが最早や使用できないこと
と、書き込み補佐ストレージ・ユニツトが故障したサー
ビス・ストレージ・ユニツト中に前に含まれていたデー
タを保有していることとを反映するために、コントロー
ラの状態情報を更新する。故障したサービス・ストレー
ジ・ユニツト中のデータは、一度に再生することができ
るし、必要に応じてブロツク中に再生することもでき
る。このような動的な再生技術は、１９９０年６月２１
日に出願した米国特許出願第５４２２１６号に記載され
ている。
【００６７】アレイ・コントローラのメモリの内容の喪
失事象において、書き込まれるべきデータと、未完了の
書き込み動作のリストとは、書き込み補佐ストレージ・
ユニツト１０４の中に含まれている。アレイ・コントロ
ーラの動作が復帰された後、アレイ・コントローラは、
書き込み補佐ストレージ・ユニツト中に最も新しい未確
認リストを位置付け、このリストをアレイ・コントロー
ラのダイナミツク・メモリ中にロードし、そして、スト
レージ・サブシステムの構成を作るために、そのリスト
中の各書き込み動作を遂行する。書き込み補佐ストレー
ジ・ユニツト中の最も新しい未確認リストは、書き込み
動作が完了する毎に更新される必要はないから、未確定
リスト中の幾つかの書き込み動作は既に完了されてい
る。然しながら、このデータを再書き込みすることは、
データの一貫性には影響を与えない。
【００６８】図１１は、書き込み補佐ストレージ・ユニ
ツト１０４から、最も新しい未確定リストを得るのに必
要なステツプを示す図である。アレイ・コントローラ１
０３は、先ず、最近のＷＡＤレコードのアドレスに関す
る不揮発性ＲＡＭ２０４中のレコード２１１をチエツク
する。若し、不揮発性ＲＡＭ２０４の内容が失われてい
れば（ステツプ１００１）、ステツプ１００２におい
て、現在のレコードは、デイスクの走査の開始点におい
て予め決められた位置にあるブロツクに対して開始され
る。この位置にあるブロツクは、常に、ヘツダ・ブロツ
クであり、そして、データ・レコードのチエーンの終端
にある更新レコードのためのヘツダであるデータ・レコ
ードのヘツダか、または、フオーマツトされた時に、デ
イスク上に置かれた最初のレコードのヘツダかの何れか
である。若し、不揮発性ＲＡＭ２０４の内容が完全であ
れば（ステツプ１００１）、現在のレコードは不揮発性
ＲＡＭ中に保持されたアドレス値によつて指示されたレ
コードに対して初期化される。実際の動作において、こ
の値は、アレイ・コントローラによつて定期的に更新さ
れるので、書き込み補佐ストレージ・ユニツト中の最初
のアドレスにあるレコードよりも、通常、ＷＡＤレコー
ドのチエーンの終端に近接している。然しながら、書き
込み補佐ストレージ・ユニツト中のレコードのチエーン
は、何れの場合でも横切ることができる。アレイ・コン
トローラはこの最初のレコードのヘツダを読み取る。
【００６９】若し、ヘツダ・ブロツク６０２のフイール
ド７０９において特定されたコマンドの長さが、０であ
れば（これはデータ・レコードではないことを表示す
る）（ステツプ１００４）、予め決められた位置にある
ヘツダは、最も新しい不確定リストを含んでおり、そし
て、ステツプ１０１２において、この不確定リストは、
アレイ・コントローラのダイナミツク・メモリ２０３中
にロードされる。ステツプ１００４において、若し、コ
マンドの長さが０でなければ、ヘツダ・ブロツクはデー
タ・レコードの一部である。次に、ステツプ１００５に
おいて、アレイ・コントローラは、コマンドの長さによ
つて特定されるヘツダからオフセツトして位置付けられ
たデータ・レコードのトレイラ・ブロツクを読み取る。
次に、ステツプ１００６において、アレイ・コントロー
ラはトレイラ・ブロツクとヘツダ・ブロツクとを比較す
る。若し、これらのブロツクが同じでなければ、データ
の書き込みは、ヘツダとトレイラが書き込まれた時間の
間で割り込まれている。この場合、現在のデータ・レコ
ードは、チエーンの終りとされ、そして、ヘツダ・ブロ
ツク中の不確定リストは、利用可能な最も新しい不確定
リストである。ステツプ１０１２において、アレイ・コ
ントローラは、このリストをダイナミツク・メモリ中に
ロードする。若し、トレイラ・ブロツクがヘツダ・ブロ
ツクと同じであれば、ステツプ１００７において、アレ
イ・コントローラは、書き込み補佐ストレージ・ユニツ
トの中の次のレコードのヘツダを読み取る。このレコー
ドは、現在のレコードのヘツダの次のアドレス・フイー
ルド７０４において特定されたアドレスのところに位置
付けられる。若し、次のレコードのヘツダのフイールド
７０１において特定されたコマンド識別子が現在のレコ
ードの識別子よりも大きくなければ、ステツプ１０１２
において、レコードの順序は、割り込まれており、そし
て、現在のレコードからの不確定リストは、最も新しい
不確定リストとして保存される。若し、次のレコードの
ヘツダのコマンド識別子が、現在のレコードのヘツダよ
りも１つだけ大きければ（ステツプ１００８）、次のレ
コードは、同じチエーンの事実上の部分である。この場
合は、ステツプ１００９において、次のレコードが「現
在の」レコードになる。次に、ステツプ１０１０におい
て、アレイ・コントローラは、現在のレコードが他のデ
ータ・レコードか、または、更新レコードかを決定する
ために、現在のレコードのヘツダをチエツクする。若
し、それが更新レコード（コマンドのアドレス・フイー
ルド７０２と同じである、つまりレコードがそれ自身を
指示する次のレコードのアドレス・フイールドによつて
表示される）であれば、チエーンの終端に到達してお
り、ステツプ１０１２において、現在のレコードのヘツ
ダからの不確定リストはメモリ中にロードされる。ステ
ツプ１００８において、若し、現在のレコードが他のデ
ータ・レコードであれば、プログラムは、ステツプ１０
０５に戻り、そして、終了状態に達するまでステツプ１
００５乃至１０１０を繰り返す。
【００７０】図１２は、図１１に示されたプロシージヤ
を用いて不確定リストが復旧された後、不確定リストに
おいて識別されたすべての未完了「書き込み」動作を完
了するために必要なステツプを示す図である。不確定リ
スト中の「書き込み」動作は任意の時点で割り込まれる
ので、書き込まれるべきデータ・ブロツクと同じストラ
イプ中のパリテイ・ブロツクは、正しくないパリテイを
含んでいるものとしなければならない。その結果、図５
に示したプロシージヤは、「書き込み」動作を完了する
ために使用することはできない。不確定リストに関する
各書き込み動作に対して、アレイ・コントローラは、ス
テツプ１１０１において、先ず、書き込まれるべきデー
タを書き込み補佐ストレージ・ユニツト１０４から検索
し、そして、ダイナミツク・メモリ２０３中にそのデー
タをストアする。次に、ステツプ１１０２において、ア
レイ・コントローラは、更新を必要とせずに書き込まれ
るストライプ中のすべてのデータを読み取り、そして、
相次いで読み取られたデータ・ブロツクの各々と排他的
オア論理演算を行なうことによつて新しい部分パリテイ
を集める。次に、ステツプ１１０３において、アレイ・
コントローラは、書き込まれるデータ・ブロツクを、関
連するサービス・ストレージ・ユニツト中に書き込み、
そして、新しいパリテイを得るために、書き込まれたブ
ロツクと、部分的なパリテイとを相次いで排他的オア論
理演算処理する。ステツプ１１０２及び１１０３の処理
は、読み取られるブロツクと、書き込まれるストライプ
中のすべてのデータ・ブロツクとを含まず、あるいは、
１つの読み取り及びただ１つの書き込み、または任意の
中間的な組み合わせを除くすべてのデータ・ブロツクを
含むことは注意を要する。最後に、ステツプ１１０４に
おいて、新しいパリテイをパリテイ・ブロツクに書き込
む。ステツプ１１０２乃至１１０４は、不確定リストに
関するすべての動作が完了されるまで（ステツプ１１０
５）繰り返される。次に、ステツプ１１０６において、
空の不確定リストを含む更新レコードは、書き込み補佐
ストレージ・ユニツトの中のレコードのチエーンの終端
に書き込まれる。
【００７１】良好な実施例において、１つのアレイ・コ
ントローラが、ストレージ・システム中の複数個のデイ
スク・ドライブを制御する。デイスク・ドライブそれ自
身は、任意の１つのデイスク・ドライブが故障した場合
に、コンピユータ・システムを動作状態に残すための冗
長性を持つが、しかし、アレイ・コントローラは、動作
状態に残らない。代案として、任意の１つのコントロー
ラが故障した場合に、コンピユータ・システムを動作状
態に留めるために、複数の冗長コントローラを持つサブ
システムを動作することが可能である。書き込み補佐ス
トレージ・ユニツトがデータ冗長度を維持するから、複
数のコントローラが冗長な不確定リスト、コマンドの待
ち行列及び他のデータを含むことは必要ないかもしれな
い。例えば、コントローラＡがデイスク・ドライブ１乃
至Ｎを制御し、コントローラＢがデイスク・ドライブ
（Ｎ＋１）乃至２Ｎを制御するようなコントローラＡ及
びＢを有するサブシステムを動作することが可能であ
る。任意の１つのコントローラが故障した場合、未完了
の書き込み動作を回復するために、書き込み補佐ストレ
ージ・ユニツト中の情報を用いて、他のコントローラが
すべてのデイスク・ドライブ１乃至２Ｎを制御すること
ができる。この場合、サブシステムの性能は低下するけ
れども、１つのコントローラの故障にも拘らず、サブシ
ステムは動作を続行することができる。
【００７２】良好な実施例において、１つの書き込み補
佐ストレージ・ユニツトは、サービス・ストレージ・ユ
ニツトの１つのパリテイ・グループと関連される（即
ち、パリテイを共有するサービス・ストレージ・ユニツ
トのグループのことである）。然しながら、代案とし
て、複数の書き込み補佐ストレージ・ユニツトを有する
本発明に従つたストレージ・サブシステムを動作するこ
とが可能である。加えて、１つ、または、それ以上の書
き込み補佐ストレージ・ユニツトがサービス・ストレー
ジ・ユニツトの幾つかのパリテイ・グループの間で共有
されているような複数のパリテイ・グループを有するサ
ブシステムを動作することが可能である。
【００７３】良好な実施例において、サービス・ストレ
ージ・ユニツトはＲＡＩＤのレベル５として組織され
る。サービス・デイスク・ユニツト中のストレージ・ブ
ロツクの各ストライプは、複数個のデータ・ブロツク
と、１つのパリテイ・ブロツク（データ冗長ブロツク）
を含んでいる。異なつたサービス・ストレージ・ユニツ
トの間で、パリテイ・ブロツクが分散された複数ストラ
イプがある。単一パリテイ・ブロツクの使用は、データ
冗長の単純な形式を与え、そして、パリテイ・ブロツク
の分散は、最良の性能を与えるものと信じられている。
然しながら、他の実施例として、他のタイプのストレー
ジ・ユニツトのアレイを使用して、本発明を実施するこ
とも可能である。例えば、ＲＡＩＤ−３、またはＲＡＩ
Ｄ−４の場合のように、１つのサービス・ストレージ・
ユニツトに関して１つのストライプの複数ブロツク、ま
たは、すべてのパリテイ・ブロツクがあり得る。１つの
パリテイ・ブロツクではなく、ＲＡＩＤ−２の場合のよ
うに、複数の冗長ブロツクにストアされたコード、また
は、多次元パリテイを検出し、より複雑なエラー訂正を
用いて本発明を実施することが可能である。
【００７４】良好な実施例において、すべてのストレー
ジ装置は、同じ容量を持つている。これは、制御機構を
単純化し、そして、ストレージ装置毎の置換を容易にす
る。然しながら、容量の異なつたストレージ装置によつ
て本発明を実施することも可能である。特に、書き込み
補佐ストレージ・ユニツトは、故障したストレージ装置
から再生されたデータをストアするために用いられた時
にも、書き込み補佐ストレージ・ユニツトとしての機能
を果せるように、サービス・ストレージ・ユニツトより
も大きな容量を持つことができる。
【００７５】良好な実施例において、書き込み補佐スト
レージ・ユニツトは、未完了の書き込み動作を順番に書
き込まれたログとして使用される。然しながら、代案と
して、書き込み補佐ストレージ・ユニツトを他の態様で
用いることも可能である。例えば、データは、書き込み
補佐ストレージ・ユニツトに順番に書き込まれる必要は
なく、ランダムにアクセスする態様でストアされてもよ
い。書き込み補佐ストレージ・ユニツトは、性能及び／
又は冗長度を向上する機能と同時に、サービス・ストレ
ージ・ユニツトの動作モードに切り換わる能力を持ち、
これにより、予備のストレージ・ユニツトを２倍にする
ような任意の機能を補佐するモードにおいて用いること
ができる。
【００７６】良好な実施例において、ストレージ装置
は、回転磁気デイスク・ストレージ装置である。回転磁
気デイスク装置は、現在のところ、この分野の標準的な
ストレージ・ユニツトである。然しながら、本発明は、
他の異なつた技術を用いたストレージ装置でも実施する
ことができる。例えば、光学式ストレージ装置を使用す
ることができる。
【００７７】
【発明の効果】本発明は、ストレージ装置の冗長アレイ
を有するコンピユータ・システムにおいて、１つのスト
レージ装置が故障したとしても、コンピユータ・システ
ムが動作を続行することのできる方法及び装置を与え
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の良好な実施例に従つて構成されたコン
ピユータ・システムの要素を示すブロツク図である。
【図２】本発明の良好な実施例に従つたデイスク・ユニ
ツトのアレイのコントローラの主要な要素を示すブロツ
ク図である。
【図３】本発明の良好な実施例に従つた高速書き込みタ
スクの遂行に含まれたステツプを示す流れ図である。
【図４】本発明の良好な実施例に従つた高速書き込みタ
スクを遂行するステツプを示す流れ図である。
【図５】本発明の良好な実施例に従つてサービス・スト
レージ・ユニツトの書き込みタスクを遂行するためのス
テツプを示す流れ図である。
【図６】本発明の良好な実施例に従つて「書き込み」コ
マンドが書き込み補佐ストレージ・ユニツトに書き込ま
れるべきか否かを決定するためのテストを図式的に表わ
したグラフである。
【図７】本発明の良好な実施例に従つて書き込み補佐ス
トレージ・ユニツトに書き込まれるデータ・レコードの
構造を示す図である。
【図８】本発明の良好な実施例に従つて書き込み補佐ス
トレージ・ユニツトに書き込まれたデータ・レコード中
のヘツダ／トレイラ・ブロツクの構造を示す図である。
【図９】本発明の良好な実施例に従つてサービス・スト
レージ・ユニツトの１つが故障を生じた場合に、アレイ
・コントローラによつて取られるステツプを示す流れ図
である。
【図１０】本発明の良好な実施例に従つてサービス・ス
トレージ・ユニツトの１つが故障した場合に、未完了の
書き込み動作のすべてを完了するために必要なステツプ
を示す流れ図である。
【図１１】本発明の良好な実施例に従つてデータの再生
の間で、書き込み補佐ストレージ・ユニツトから、最も
新しい不確定リストを得るのに必要なステツプを示す流
れ図である。
【図１２】本発明の良好な実施例に従つて書き込み補佐
ストレージ・ユニツトから復旧された不確定リスト中で
識別されたすべての未完了「書き込み」動作を完了する
のに必要なステツプの流れ図である。
【符号の説明】
１００ コンピユータ・システム １０１ ホスト・コンピユータ １０２ データ・バス １０３ アレイ・コントローラ １０４ 書き込み補佐ストレージ・ユニツト（ＷＡＤ） １０５、１０６、１０７、１０８ サービス・ストレー
ジ・ユニツト １１１、１１２、１１３、１１４ ストレージ・ブロツ
ク ２０１ アレイ・コントローラのプロセツサ ２０２ メモリ ２０３ 揮発性ランダム・アクセス・メモリ ２０４ 不揮発性ランダム・アクセス・メモリ ２０５ コンピユータ・バスのインターフエース回路 ２０６ ストレージ・デイスク・ユニツトのインターフ
エース回路 ２１０ ストレージ管理制御プログラム ２１１ 状態レコード ２１２ 不確定リスト

Claims (26)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プロセツサ及びメモリを有するストレー
    ジ・サブシステム・コントローラと、 上記コントローラに接続された少なくとも４つのデータ
    ・ストレージ・ユニツトを含み、上記データ・ストレー
    ジ・ユニツトの内の少なくとも１つのストレージ・ユニ
    ツトは、書き込み補佐データ・ストレージ・ユニツトで
    あり、かつ、上記データ・ストレージ・ユニツトの内の
    少なくとも３つのストレージ・ユニツトは、サービス・
    データ・ストレージ・ユニツトであることと、 夫々のストライプがデータを収納するための複数個のデ
    ータ・ストレージ・ブロツクを含むストレージ・ブロツ
    クの少なくとも１つのストライプと、そして、上記デー
    タ・ストレージ・ブロツク中にストアされたデータのデ
    ータ冗長度を含むための少なくとも１つのデータ冗長ス
    トレージ・ブロツクとを含み、上記ストレージ・ブロツ
    クは、関連するサービス・データ・ストレージ・ユニツ
    トに含まれていることと、 ストレージ・ブロツクの上記ストライプ中の上記データ
    冗長ストレージ・ブロツクを維持するための上記コント
    ローラ中の手段と、 上記データ・ストレージ・ユニツト中にストアされるデ
    ータを受け取るための、上記コントローラ中の手段と、 上記書き込み補佐データ・ストレージ・ユニツトにスト
    アされる上記データを書き込むための手段と、 上記コントローラ中にあって、上記書き込み補佐データ
    ・ストレージ・ユニツトに上記データを書き込んだ後
    で、上記サービス・データ・ストレージ・ユニツトにデ
    ータを書き込む前に、動作完了を通知するための手段
    と、 動作完了の通知の後に、上記データ・ストレージ・ユニ
    ツトの任意の１つが故障した場合に上記データを再生す
    るための手段と、 動作完了の通知の後に、上記メモリの内容が失われた場
    合に、上記データを再生するための手段とを含むコンピ
    ユータ・システムのストレージ・サブシステム。
  2. 【請求項２】 故障したサービス・データ・ストレージ
    ・ユニツトから再生されたデータを上記書き込み補佐デ
    ータ・ストレージ・ユニツトにストアするための手段を
    含む請求項１に記載のコンピユータ・システムのストレ
    ージ・サブシステム。
  3. 【請求項３】 上記故障したサービス・データ・ストレ
    ージ・ユニツトから再生された上記データが上記書き込
    み補佐データ・ストレージ・ユニツトにストアされた後
    に、上記故障したサービス・データ・ストレージ・ユニ
    ツトとして上記書き込み補佐データ・ストレージ・ユニ
    ツトを動作するための手段を含む請求項２に記載のコン
    ピユータ・システムのストレージ・サブシステム。
  4. 【請求項４】 上記データ冗長ストレージ・ブロツク
    は、上記データ・ストレージ・ブロツク中にストアされ
    たデータのパリテイを含むためのパリテイ・ストレージ
    ・ブロツクを含む請求項１に記載のコンピユータ・シス
    テムのストレージ・サブシステム。
  5. 【請求項５】 ストレージ・ブロツクの上記ストライプ
    を少なくとも２つのストライプを含み、上記パリテイ・
    ストレージ・ブロツクは、ラウンド・ロビンの態様で上
    記サービス・データ・ストレージ・ユニツトの間に分散
    されていることを含む請求項４に記載のコンピユータ・
    システムのストレージ・サブシステム。
  6. 【請求項６】 ストアされるべき上記データを上記書き
    込み補佐データ・ストレージ・ユニツトに書き込むため
    の上記手段は、上記書き込み補佐データ・ストレージ・
    ユニツト中の順番に並んだ位置にデータを書き込むこと
    を含む請求項１に記載のコンピユータ・システムのスト
    レージ・サブシステム。
  7. 【請求項７】 上記データ・ストレージ・ユニツト中に
    ストアされるデータを受け取るための上記コントローラ
    中の上記手段に応答して、上記受け取られたデータが上
    記書き込み補佐データ・ストレージ・ユニツトに書き込
    まれるべきか否かを選択的に決定する選択手段を含むこ
    とと、 上記書き込み補佐データ・ストレージ・ユニツトにスト
    アされる上記データを書き込むための上記手段は、上記
    選択手段によつて行なわれた上記決定に応答して上記書
    き込み補佐データ・ストレージ・ユニツトにデータを書
    き込むこととを含む請求項１に記載のコンピユータ・シ
    ステムのストレージ・サブシステム。
  8. 【請求項８】 コンピユータ・システムのためのストレ
    ージ装置において、書き込み補佐データ・ストレージ・
    ユニツトと、 複数個のサービス・データ・ストレージ・ユニツトと、 上記複数個のサービス・データ・ストレージ・ユニツト
    の間のデータ冗長度を維持する手段と、 上記サービス・データ・ストレージ・ユニツトに書き込
    まれるデータを上記書き込み補佐データ・ストレージ・
    ユニツト中に臨時にストアする手段と、 上記ストレージ・ユニツトの故障事象において、サービ
    ス・データ・ストレージ・ユニツト中にストアされるデ
    ータを再生する手段と、 上記書き込み補佐データ・ストレージ・ユニツトの中に
    上記再生されたデータをストアする手段とを含むコンピ
    ユータ・システムのストレージ装置。
  9. 【請求項９】 上記データ冗長度を維持する上記手段
    は、 ストレージ・ブロツクの少なくとも１つのストライプを
    含み、各ストライプは、上記データ・ストレージ・ブロ
    ツク中にストアされているデータのパリテイを含むため
    のデータ及び１つのパリテイ・ストレージ・ブロツクを
    含むために、複数個のデータ・ストレージ・ブロツクを
    含み、上記ストレージ・ブロツクの各々は関連するサー
    ビス・データ・ストレージ・ユニツト中に含まれている
    ことと、 上記複数個のデータ・ストレージ・ブロツクのパリテイ
    を決定する手段と、 上記複数個のデータ・ストレージ・ブロツクの上記パリ
    テイを上記パリテイ・ストレージ・ブロツクの中にスト
    アする手段とを含む請求項８に記載のコンピユータ・シ
    ステムのストレージ装置。
  10. 【請求項１０】 サービス・データ・ストレージ・ユニ
    ツトの故障事象において、上記書き込み補佐データ・ス
    トレージ・ユニツトの書き込み補佐機能を滅勢する手段
    と、 故障した上記サービス・データ・ストレージ・ユニツト
    として上記書き込み補佐データ・ストレージ・ユニツト
    を動作する手段とを含む請求項８に記載のコンピユータ
    ・システムのストレージ装置。
  11. 【請求項１１】 データ冗長度を維持する上記手段は、 ストレージ・ブロツクの少なくとも１つのストライプを
    含み、各ストライプは、データを含むための複数個のデ
    ータ・ストレージ・ブロツクと、上記データ・ストレー
    ジ・ブロツク中にストアされているデータのパリテイを
    含むための１つのパリテイ・ストレージ・ブロツクを含
    み、上記ストレージ・ブロツクの各々は、関連するサー
    ビス・データ・ストレージ・ユニツト中に含まれている
    ことと、 上記複数個のデータ・ストレージ・ブロツクのパリテイ
    を決定する手段と、 上記複数個のデータ・ストレージ・ブロツクの上記パリ
    テイを上記パリテイ・ストレージ・ブロツクにストアす
    る手段とを含む請求項１０に記載のコンピユータ・シス
    テムのストレージ装置。
  12. 【請求項１２】 上記サービス・データ・ストレージ・
    ユニツトに書き込まれるデータを上記書き込み補佐デー
    タ・ストレージ・ユニツト中に臨時にストアする上記手
    段は、上記書き込み補佐データ・ストレージ・ユニツト
    中に順番に並べられた位置に上記データをストアするこ
    とを含む請求項８に記載のコンピユータのストレージ装
    置。
  13. 【請求項１３】 上記サービス・ストレージ・ユニツト
    に書き込まれる上記データが上記書き込み補佐ストレー
    ジ・ユニツト中に臨時にストアされるべきか否かを選択
    的に決定する選択手段と、 上記サービス・ストレージ・ユニツトに書き込まれるデ
    ータを上記書き込み補佐ストレージ・ユニツト中に臨時
    にストアするための上記手段は、上記選択手段によつて
    行なわれた上記決定に応答して上記書き込み補佐ストレ
    ージ・ユニツトにデータを書き込むこととを含む請求項
    ８に記載のコンピユータ・システムのストレージ装置。
  14. 【請求項１４】 コンピユータ・システムにおいてデー
    タをストアするための方法において、 複数個のサービス・データ・ストレージ・ユニツト中に
    データ冗長度をストアするステツプと、 上記複数個のサービス・データ・ストレージ・ユニツト
    に書き込まれる更新データを書き込み補佐ストレージ・
    ユニツトに書き込むステツプと、 上記更新データが上記複数個のサービス・データ・スト
    レージ・ユニツトに書き込まれたことを通知するステツ
    プと、 上記複数個のサービス・データ・ストレージ・ユニツト
    に上記更新データを冗長的に書き込むステツプを含み、
    上記複数個のサービス・データ・ユニツトに上記更新デ
    ータを書き込む上記ステツプは、上記通知するステツプ
    の後に、完了することと、 上記サービス・データ・ストレージ・ユニツトの故障事
    象において、１つのサービス・データ・ストレージ・ユ
    ニツト中にデータをストアするステツプと、 上記書き込み補佐ストレージ・ユニツトに上記再生され
    たデータをストアし、その後、上記サービス・データ・
    ストレージ・ユニツトの上記故障事象において、故障し
    た上記サービス・データ・ユニツトとして上記書き込み
    補佐ストレージ・ユニツトを動作するステツプとを含む
    データのストア方法。
  15. 【請求項１５】 複数個のサービス・データ・ストレー
    ジ・ユニツト中にデータを冗長的にストアする上記ステ
    ツプは、ストレージ・ブロツクの少なくとも１つのスト
    ライプを含み、各ストライプは、データを含む複数個の
    データ・ストレージ・ブロツクと、上記データ・ストレ
    ージ・ブロツク中にストアされたデータのパリテイを含
    む１つのパリテイ・ストレージ・ブロツクとを含み、か
    つ、上記ストレージ・ブロツクの各々は、関連するサー
    ビス・データ・ストレージ・ユニツト中に含まれている
    ことと、 上記複数個のサービス・データ・ストレージ・ユニツト
    に上記更新データを冗長的に書き込む上記ステツプは、
    更新されるストレージ・ブロツクのストライプの上記パ
    リテイ・ストレージ・ブロツクを更新することとを含む
    請求項１４に記載のデータのストア方法。
  16. 【請求項１６】 上記複数個のサービス・データ・スト
    レージ・ユニツトに書き込まれる更新データを、書き込
    み補佐ストレージ・ユニツトに書き込む上記ステツプ
    は、上記書き込み補佐ストレージ・ユニツト中の順番の
    位置に上記更新データを書き込むことを含む請求項１４
    に記載のデータのストア方法。
  17. 【請求項１７】 上記複数個のサービス・データ・スト
    レージ・ユニツトに書き込まれる上記更新データは上記
    書き込み補佐ストレージ・ユニツトに書き込まれるか否
    かを選択的に決定するステツプと、 上記複数個のサービス・データ・ストレージ・ユニツト
    に書き込まれる更新データを書き込み補佐ストレージ・
    ユニツトに書き込む上記ステツプは、上記更新データが
    上記書き込み補佐ストレージ・ユニツトに書き込まれる
    ことを決定する上記選択的決定ステツプに応答して遂行
    されることとを含む請求項１４に記載のデータのストア
    方法。
  18. 【請求項１８】 コンピユータ・システムのためのスト
    レージ・サブシステムのコントローラにおいて、 プロセツサと、 メモリと、 ホスト・コンピユータと通信するためのホスト・コンピ
    ユータのインターフエースと、 上記コントローラに接続された少なくとも４つのデータ
    ・ストレージ・ユニツトと通信するためのストレージ・
    ユニツトのインターフエースを含み、上記データ・スト
    レージ・ユニツト内の少なくとも１つは書き込み補佐ス
    トレージ・ユニツトであり、上記データ・ストレージ・
    ユニツトの内の少なくとも３つはサービス・データ・ス
    トレージ・ユニツトであることと、 上記サービス・データ・ストレージ・ユニツトは、少な
    くとも１つのストレージ・ブロツクを含み、各ストライ
    プは、データを含むための複数個のデータ・ストレージ
    ・ブロツクと、上記データ・ストレージ・ブロツク中に
    ストアされたデータのデータ冗長度を含むための少なく
    とも１つのデータ冗長度のストレージ・ブロツクとを含
    み、上記ストレージ・ブロツクの各々は、関連するサー
    ビス・データ・ストレージ・ユニツトに含まれているこ
    とと、 ストレージ・ブロツクの上記ストライプ中の上記データ
    冗長度のストレージ・ブロツクを維持する手段と、 上記ホスト・コンピユータから上記データ・ストレージ
    ・ユニツト中にストアされたデータを受け取る手段と、 上記書き込み補佐ストレージ・ユニツトにストアされる
    上記データを書き込む手段と、 上記書き込み補佐ストレージ・ユニツトに上記データを
    書き込んだ後で、かつ、上記サービス・データ・ストレ
    ージ・ユニツトのすべてに上記データを書き込む前に、
    上記ホスト・コンピユータに動作の完了を通知する手段
    と、 動作の完了を通知した後に、上記データ・ストレージ・
    ユニツトのいずれか１つが故障した場合に、上記データ
    を再生する手段と、 動作の完了を通知した後に、上記メモリの内容の喪失の
    事象において、上記データを再生する手段とを含むスト
    レージ・サブシステムのコントローラ。
  19. 【請求項１９】 故障したデータ・ストレージ・ユニツ
    トから再生されたデータを上記書き込み補佐ストレージ
    ・ユニツトにストアする手段を含む請求項１８に記載の
    ストレージ・サブシステムのコントローラ。
  20. 【請求項２０】 上記故障したサービス・データ・スト
    レージ・ユニツトから再生された上記データが上記書き
    込み補佐ストレージ・ユニツトにストアされた後に、上
    記故障したサービス・データ・ストレージ・ユニツトと
    して上記書き込み補佐ストレージ・ユニツトを動作する
    手段を含む請求項１９に記載のストレージ・サブシステ
    ムのコントローラ。
  21. 【請求項２１】 上記データ冗長度ストレージ・ブロツ
    クは、上記データ・ストレージ・ブロツク中にストアさ
    れたデータのパリテイを含むパリテイ・ストレージ・ブ
    ロツクを含む請求項１８に記載のストレージ・サブシス
    テムのコントローラ。
  22. 【請求項２２】 上記書き込み補佐ストレージ・ユニツ
    トにストアされる上記データを書き込むための上記手段
    は、上記書き込み補佐ストレージ・ユニツト中の順番の
    位置にデータを書き込むことを含む請求項１８に記載の
    ストレージ・サブシステムのコントローラ。
  23. 【請求項２３】 上記ホスト・コンピユータから、上記
    データ・ストレージ・ユニツト中にストアされるデータ
    を受け取るための上記手段に応答して、上記受け取られ
    たデータが上記書き込み補佐ストレージ・ユニツトに書
    き込まれるべきか否かを選択的に決定する選択手段と、 上記書き込み補佐ストレージ・ユニツトにストアされる
    上記データを書き込むための上記手段は、上記選択手段
    によつて行なわれた決定に応答して上記書き込み補佐ス
    トレージ・ユニツトに書き込まれることとを含む請求項
    １８に記載のストレージ・サブシステムのコントロー
    ラ。
  24. 【請求項２４】 コンピユータ・システムのストレージ
    装置において、 複数個のサービス・データ・ストレージ・ユニツトと、 予備のストレージ・ユニツトになることのできる付加的
    なデータ・ストレージ・ユニツトと、 上記サービス・データ・ストレージ・ユニツトの機能を
    補佐するための補佐モードにおいて、上記付加的なデー
    タ・ストレージ・ユニツトを動作する手段と、 上記複数個のサービス・データ・ストレージ・ユニツト
    の間でデータ冗長度を維持するための手段と、 上記データ・ストレージ・ユニツトが故障した場合に、
    サービス・データ・ストレージ中にストアされたデータ
    を再生するための手段と、 予備のストレージ・ユニツトになることのできる上記付
    加的なデータ・ストレージ・ユニツト中に上記再生され
    たデータをストアし、その後、故障したサービス・デー
    タ・ストレージ・ユニツトとして、上記付加的なデータ
    ・ストレージ・ユニツトを動作させる手段とを含むコン
    ピユータ・システムのストレージ装置。
  25. 【請求項２５】 データ冗長度を維持するための上記手
    段は、 少なくとも１つのストレージ・ブロツクのストライプを
    含み、各ストライプは、データを含むための複数個のデ
    ータ・ストレージ・ブロツクと、上記データ・ストレー
    ジ・ブロツク中にストアされたデータのパリテイを含む
    ための１つのパリテイ・ストレージ・ブロツクとを含
    み、上記ストレージ・ブロツクの各々は、関連するサー
    ビス・データ・ストレージ・ユニツトに含まれているこ
    とと、 上記複数個のデータ・ストレージ・ブロツクのパリテイ
    を決定するための手段と、 上記複数個のデータ・ストレージ・ブロツクの上記パリ
    テイを上記パリテイ・ストレージ・ブロツク中にストア
    するための手段とを含む請求項２４に記載のコンピユー
    タ・システムのストレージ装置。
  26. 【請求項２６】 上記複数個のサービス・データ・スト
    レージ・ユニツトはストレージ・ブロツクの少なくとも
    ２つの上記ストライプを含み、 上記パリテイ・ストレージ・ブロツクは、ラウンド・ロ
    ビンの態様で、上記サービス・ストレージ・ユニツトの
    間に分散されていることとを含む請求項２５に記載のコ
    ンピユータ・システムのストレージ装置。
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