JP2856336B2 - アレイディスク装置とその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高性能なコンピュータシステムに係り、特に
省電力化を可能とするアレイディスク装置とその制御方
法に関する。

［従来の技術］ 現在のコンピュータシステムにおいては、CPU等の上
位側が必要とするデータは２次記憶装置に格納され、CP
Uが必要とする時に応じて２次記憶装置に対してデータ
の書込み、読み出しを行っている。

近年高度情報化に伴い、コンピュータシステムにおい
て、２次記憶装置の高性能化が要求されてきた。その一
つの解として、以下に示すような多数の比較的容量の小
さな磁気ディスク装置により構成されるアレイディスク
が考えられている。このアレイディスクは、CPUから転
送されてくるデータを分割し、複数の磁気ディスク装置
に同時に格納し、読み出す場合は逆に各々の磁気ディス
ク装置から同時に読み出し、CPUへ高速に転送するパラ
レル処理を行う。このような、パラレル処理では、パラ
レルに処理する磁気ディスク装置を第１図（ａ）に示す
ようにグループに分け、そのグループを単位として同じ
動作を行う。

なお上記の２次記憶装置としては一般に不揮発な記憶
媒体が使用され、代表的なものとして磁気ディスク装
置、光ディスク装置などがあげられる。

従来このようなアレイディスク装置に関する文献例と
して、パターソン、キブソン、カーツ著；「ア ケイス
フォー リダンダント アレイス オブ インイック
スペンシブ ディスクス」 「D.Patterson,G.Gibson,and R.H.Kartz;A Case for Re
dundant Arrays of Inexpensive Disks（RAID）,in ACM
SIGMOD Conference,Chicago,IL,（June1988）」 があげられる。

この文献には、データを分割してパラレルに処理を行
うアレイディスクと、データを分散して独立に扱うアレ
イディスクについて、その性能および信頼性の検討結果
が報告されている。現在この論文に書かれている両方式
が最も一般的なアレイディスクと考えられている。

そこで、次に、データを分割してパラレルに処理を行
うアレイディスクについて説明する。アレイディスクは
多数の比較的容量の小さな磁気ディスク装置により構成
される。第３図に示すようにCPUから転送されてきたデ
ータを分割し、複数のデータディスク７とパリティディ
スク８に同時にパラレルに格納する。また、読み出す場
合は逆に各々の磁気ディスク装置から同時にパラレルに
読み出してきてCPUへ転送する。このようにパラレルに
処理することにより高速にデータを転送することが可能
となる。このアレイディスクでは信頼性を向上させるた
めに、分割したデータからパリティを作成しパリティデ
ィスク８に格納しておく。このパリティは分割したデー
タを格納した磁気ディスク装置の中の１台に障害が発生
し、データが読み出せなくなった場合、残りの磁気ディ
スク装置内のデータとパリティから、障害が発生した磁
気ディスク装置内のデータを復元するためのものであ
る。アレイディスクのような多数の磁気ディスク装置に
より構成される装置では、信頼性の向上を図るため、こ
のようなパリティを用意する必要がある。

このようなシステムについてはストリッジ コンセプ
ト社等の企業から製品発表がなされている。

「発明が解決しようとする課題」 第２図はデータディスク７、およびパリティディスク
８の内部構造を示す。複数のディスク12が一本の軸17を
中心に回転し、各ディスク12上のデータを読み書きする
R/Wヘッド13がアクチュエータ11に取り付けられてい
る。このR/Wヘッド13は一枚のディスク12の一面に対し
最低一個必要で、アクチュエータ11により、全てのR/W
ヘッド13は同じ動きをする。読み出しまたは書き込みを
行う場合、CPU1から発行された当該データが格納されて
いるアドレスへアクセスしに行く。具体的にはCPU1から
発行されたアドレス内のヘッドアドレスに対応したヘッ
ド番号をヘッドセレクタ14により選択し、シリンダアド
レスに対応したトラックまでアクチュエータ11によりヘ
ッド13を移動させるシークを行う。当該データの格納さ
れているアドレスへのアクセスが完了した後、パスセレ
クタ16により上位とのパスを選択し、R/W回路15により
データを読み書きする。

パラレル処理を行うアレイディスクではCPU1から送ら
れてきた読み出し、書き込み要求をパラレル処理を行う
単位のデータディスク７、パリティディスク８により構
成されるグループに発行する。そのグループ内では、各
データディスク７およびパリティディスク８に対し読み
出し、書き込み要求を発行し、上記のような処理を、グ
ループ内の各データディスク７およびパリティディスク
８で同時に行う。このため、グループ内の各データディ
スク７およびパリティディスク８についてディスク12の
回転を同期させ、各データディスク７およびパリティデ
ィスク８において常に同じアドレスをアクセスするよう
な、複数ディスク装置をあたかも一台のディスク装置の
ように扱う制御が必要となる。

そこで、このようなアレイディスクで、一度に大量な
データを扱う場合のデータの格納および読み出し時の問
題点について次に説明する。

データの格納は各データディスク７およびパリティデ
ィスク８で、シリンダ内のヘッド番号＃０に対応したト
ラックにデータを格納した後、ヘッド番号＃１に対応し
たトラックにデータを格納し、順次ヘッド番号＃2,3,4,
5,6,7,8とデータを格納する。シリンダ内においてヘッ
ド番号＃８のトラックまで格納し終わるとアクチュエー
タ11によりシークを行い、ヘッド13を移動し隣りのシリ
ンダにおいて同様にヘッド番号＃0,1,2,3,4,5,6,7,8に
対応するトラックに順にデータを格納する。読み出す際
は、このように格納されたデータを同様に読み出す。

このように、アレイディスクでは一台のデータディス
ク７およびパリティディスク８内で一度に処理するデー
タの量が、１シリンダの容量より大きな場合、途中に隣
のトラックにヘッドを移動させるシークが必要となる。

第２図に示すような磁気ディスク装置では、１台当り
最大で4.5Aの電流が必要となる。その内訳は、ディスク
12を回転するモータに1A、シークに2.8A、その他で0.7A
である。このような磁気ディスク装置を多数集めたアレ
イディスクにおいて、パラレル処理を行い上記のような
シークが同時に発生した場合、非常に大きな電流が必要
となる。また、このようなアレイディスクでは稼働中に
停電等の障害が発生した場合、格納途中でデータが格納
し終わるまで、バッテリでバックアップする必要があ
る。このような大電流を供給する場合非常に大きなバッ
テリが必要となる。

本発明は、アレイディスク装置に必要とする電流、な
かでもシーク時に必要な大きな電流を小さく抑え、併せ
てこれにより停電等の障害時に備えるバッテリ容量を小
さくできるようなアレイディスク装置とその制御方法を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明のアレイディスク
装置は、例えば第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すよ
うに、多くのディスク装置を複数の該ディスク装置から
なるグループ単位に分け、少なくとも一部のグループ相
互間では、ヘッドが位置付けされたトラック位置を変え
るためヘッドを移動させるシークの開始タイミングを異
ならせるよう制御し、同一グループ内では、上記シーク
の開始タイミングをすべてのディスク装置について同じ
に、もしくは一部のディスク装置相互間で異ならせるよ
う制御する手段を上記制御装置に備えることを特徴とす
る。

ここで、上記の、シークの開始タイミングをグループ
相互間で、もしくはディスク装置相互間で異ならせるよ
う制御する手段は、ディスク面上のデータの書き込みま
たは読み出し開始基準としてのインデックスの位置を上
記グループ相互間で、もしくは上記ディスク装置相互間
でずらして回転同期をかけるものとすればよい。

この場合に制御装置の中のデータ処理手段として、上
記各グループに同時に転送された分割データを、該各グ
ループ内ではバッファメモリに一旦格納し、該グループ
の上記インデックスの位置のずれに対応してデータの書
き込みまたは読み出し処理をするようにすれば、容易に
パラレル処理ができ好ましい。

またあるいは、上記の、シークの開始タイミングをグ
ループ相互間で、もしくはディスク装置相互間で異なら
せるよう制御する手段は、例えば第７図（ａ）、（ｂ）
のように、ディスク面上のインデックスの位置をずらす
こともなしに、上記シークを開始するタイミングを上記
グループ相互間で、もしくはディスク装置相互間で相互
に意識的にずらすものであってもよい。この場合にイン
デックスの位置がすべて揃っているので、ディスクを回
転同期させる制御が容易な利点がある。

さらにあるいは、上記の、シークの開始タイミングを
グループ相互間で、もしくはディスク装置相互間で異な
らせるよう制御する手段は、例えば第８図（ａ）、
（ｂ）のように、ディスク面上のインデックスの位置を
上記グループ別にずらすこともなしに、データの書き込
きまたは読み出しを開始するヘッドアドレスをグループ
相互間で、もしくはディスク装置相互間で相互に変える
ものでもよい。ヘッドアドレスをグループ別に変えるこ
とはソフト的に容易に行えるので制御が楽になる利点が
ある。

また、上記の目的を達成するための本発明の制御方法
は、ヘッドが位置付けされたトラック位置を変えるため
ヘッドを移動させるシークを少なくとも一部のディスク
装置について同時には発生させないようにすることを特
徴とする。

ここで、上記のシークを同時には発生させないように
する制御方法としては、ディスク上のインデックスの位
置をずらせるか、またはこれをずらせることなく、シー
クの開始タイミングを変え、もしくはデータの書き込み
または読み出しを開始するヘッドアドレスを変えるよう
にすればよい。この場合に、上記のシークを同時には発
生させないようにする制御方法として、多くのディスク
装置を複数の該ディスク装置からなるグループ単位に分
け、該グループ相互間でシークを同時には発生させない
ようにするとともに、そのグループ分けを、ディスクの
一回転期間内に、グループにより異なるタイミングにシ
ークが発生し、かつ同一期間内にその異なるタイミング
で発生したシークのすべてが終了するようグループ分け
すれば電力消費を小さくでき好ましい。

［作 用］ パラレル処理を行うディスク装置において、一般にデ
ィスク面上のヘッドの位置関係は多くのディスク装置が
一体であるかのように同じ動作をする。すなわち、ディ
スクは相互に同期回転しており、ディスク面上のヘッド
のトラック位置との関係も同じに動作する。

そこでパラレル処理を行う多くのディスク装置を複数
のグループに分け、このグループを単位として、シーク
を行う時間をずらすことにより、大きなシーク電流が同
時に集中して流れるようなことがなくなる。したがって
アレイディスク装置全体への供給電流が小さくなり、停
電等の障害時に備えて用意するバッテリ容量も小さくて
すむようになる。

ディスク面上でのインデックスの位置をグループ別に
ずらすことにより、「ヘッドとトラックとの間でデータ
の授受をして一回転を終え、シークを開始するタイミン
グ」をグループ別にずらすことが可能になり、シーク電
流を小さく抑えることが可能になる。

シークを行うには後述するように一回転の中で所要の
シーク時間を要し、その間ディスクはデータの授受に関
係なく回転することになる。そこでむしろこの期間をグ
ループ別のシークを行う期間に有効に利用することとし
て、上記のインデックスの位置はずらすことなしに、シ
ークを行うタイミングを上記期間の中でグループ別に相
互に異なるように意識的にずらせば、上記期間を有効に
利用してのシーク電流の低減が可能になる。

シークを行うのは、同じディスク装置内で特定のヘッ
ドアドレスのヘッド（例えば第２図で一番下のヘッド）
によってディスク面上のあるトラックにおけるデータの
授受を完了したうえで行われることになるから、データ
の格納あるいは読み出しを開始するヘッドアドレスをグ
ループ別に変えてもシークを行うタイミングをグループ
別に変えられ、シーク電流の低減が可能になる。

上記の説明ではシークを行うタイミングをグループ別
に変える場合について述べたが、同一グループの中のデ
ィスク装置相互間でこのタイミングを相互に変えるよう
にしても同様にシーク電流の低減をもたらすことにな
る。

シーク電流を小さく抑えることによりアレイディスク
装置への供給電力が少なくて済めば、停電等の障害時に
備えるバッテリの容量を小さくできるだけでなく、障害
時の装置動作の信頼性を高めることが可能になり、また
電源供給設備の小形化を招き得ることはいうまでもな
い。

［実施例］ （実施例１） 以下本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図（ａ）は一実施例の構成図、第１図（ｂ）、（ｃ）は
その実施例のデータ格納説明図である。第１図（ａ）に
示すように、本実施例はCPU1、アレイディスクコントロ
ラ Array Disk Controller（以下ADCという）２、アレ
イディスクユニット Array Disk Unit（以下ADUとい
う）３により構成される。

ADU3は複数のパリティグループ４により構成され、個
々のパリティグループ４はグループコントローラ（GC）
５と４台のデータディスク７、１台のパリティディスク
８により構成される。このシステムではデータ線６によ
り各データディスク７、パリティディスク８とCPU1の間
でデータの入出力処理が行われ、また、各パリティグル
ープ４へは電源10から電源線９により電流が供給され
る。なお、このデータディスク７、パリティディスク８
の数はシステムに供給可能な電源により決まる。

このパリティグループ４はパリティを作成する単位で
あり、本実施例では個々のデータディスク７内のデータ
により１つのパリティが作成される。パリティグループ
４を構成する各データディスク７、パリティディスク８
は第２図に示すような構造となっている。

このディスク装置では、ディスクの回転数を3600rpm
（ディスクの一回転の時間16.6ms）、ディスクからのデ
ータ転送レートを3MB/sとする。ディスク面上では同心
円のトラックにデータが記録されている。このトラック
はヘッド13を固定し、１個のヘッド13によりディスク面
上で決定される。ヘッド＃０から８まではアクチュエー
タ11により当該ディスク12面上の当該トラックに位置ず
けられる。各ヘッド13はアクチュエータ11により同時に
同じ距離移動する。このとき、アクチュエータ11の一回
の位置ずけによりヘッド＃０から８までの９本のトラッ
クがアクチュエータ11に対し決定でき、このトラックの
集合をシリンダという。一ディスク面上においてディス
クの一回転により読み出せるデータ容量をトラック当り
の容量とし、この容量が35KBでは、一シリンダ当りヘッ
ド13が９個あるため、シリンダの容量は35×９＝315KB
となる。

CPU1から10MBの書き込み要求が発行され、第１図
（ａ）に示すようなシステムにおいて、パリティグルー
プ４を５グループ備えたシステムにパラレルに書き込み
を行う場合の例を以下に示す。なお、以下全実施例にお
いて読み出す場合も書き込みと同じ動作をすると考え
る。この場合、第３図に示すように、一つのパリティグ
ループ４へは2000KBのデータを書き込む。そこで、各パ
リティグループ４内の各データディスク７へは500KBの
データを書き込まなければならない。

この場合の、パリティグループ４内におけるデータデ
ィスク７またはパリティディスク８について処理のタイ
ムチャートを第４図に示す。

CPU1から転送されてきたデータは315KBまでをシリン
ダ＃１に格納し、残りの185KBをシリンダ＃２に格納す
る。シリンダ＃１ではまずヘッド＃０がヘッドセレクタ
14により選択され、ヘッド＃０に対応したトラックにイ
ンデックスの位置からデータが書き込まれる。このイン
デックスは、ディスク面上にデータを書き込む場合の書
き込み開始基準となる。ヘッド＃０に対応したトラック
一回転分のデータの書き込みを終了すると、次にヘッド
＃１を選択し同様にインデックスからトラック一周分の
データを書き込む。このヘッド切り替えは電気的なスイ
ッチにより行われるため、その切り替え時間はほとんど
無視できる。このように、ヘッド＃2,3,4,5・・・・・
８と書き込んだ後、次のシリンダへアクチュエータ11に
よりヘッド＃０から８まで一度に移動させる。以上のこ
とから一シリンダに書き込む時間はディスク12の一回転
時間の９倍となり約150msとなる。上記のように、隣の
シリンダに引き続きデータを書き込む際、そのシリンダ
にアクチュエータによりヘッド群を移動させるシークが
必要となる。このシーク時間は約3msであり、シークの
時間内にディスクは3/16.6回転すなわち約1/5回転して
しまい、次のインデックスが来るまで回転待ちをしなけ
ればならない。そこでこの回転待ちを含めるとディスク
一回転分に相当する16.6msのデータを転送できない時間
が生じる。つまり、この一回転中にシークを行い、かつ
これを完了しておけばよい。また、この時の消費電流を
考えると、通常はデータディスク７またはパリティディ
スク８を一台動かすには、約1.7Aの電流が必要となる。
しかし、シークを行う場合はさらにシーク電流が加わっ
て最大4.5Aの電流が必要となる。各パリティグループ４
には４台のデータディスク７と一台のパリティディスク
８の計５台のディスク装置が同じ動作を行っているた
め、このようなシークを行う場合はパリティグループ４
には最大で4.5A×５＝22.5A必要となる。この電流は電
源10から電源線９により各パリティグループ４のグルー
プコントローラ５に供給される。このグループコントロ
ーラ５は第５図に示すようにコマンド処理部18とディス
ク制御部19、データ処理部20、パリティジェネレータ21
により構成される。コマンド処理部18はADC2とグループ
４との間のコマンド処理を行う。ディスク制御部19はコ
マンド処理部18からの指示により具体的にパリティグル
ープ４内の制御を行う。また、データ処理部20は上位と
パリティグループ４内との間のデータの分割または再編
成を行う。このデータ処理部20にはデータの書き込み時
にパリティを作成したり、パリティグループ４内のある
ディスク装置に障害が発生しデータの読み出しができな
くなった場合、その障害ディスク装置内のデータを復元
するパリティジェネレータ21がついている。

ディスク制御部19はパリティグループ４内の各データ
ディスク７とパリティディスク８の回転を同期させ、グ
ループ内のパラレル処理をあたかも一台のディスク装置
に対し行っているようにタイミングの制御を行ったり、
また、グループ内の各ディスク装置が正常に動いている
かのチェックやグループ内の電源の管理を行う。

なお、本実施例ではパリティグループ４間の回転同期
のタイミング制御をADC2で行う。

ADC2ではCPU1から転送されてきたデータを分割して当
該パリティグループ４に割り当てる。また、パリティグ
ループ４間において同時にシークが必要にならないよう
に、各パリティグループ４に対し回転同期タイミングの
制御を行う。具体的な制御について第１図（ｂ）、
（ｃ）に示す。第１図（ｂ）はデータディスク７、パリ
ティディスク８の回転を同期している各パリティグルー
プ４内における、ディスク面上のインデックスの位置の
状態を示す。

本実施例ではパラレル処理を行う際第１図（ｂ）に示
すようにデータの書き込みを開始するインデックスの位
置をグループ間で意識的にずらす。CPU1から転送された
データはADC2により分割され、各当該パリティディスク
４へ同時に転送される。各当該パリティグループ４内で
は、そのデータをデータ処理部20内のバッファに一旦格
納し、各パリティグループ４内で独立にグループ内のデ
ータディスク７、パリティディスク８に格納する。この
時の、各パリティグループ４間のデータ格納タイミング
を第１図（ｃ）に示す。第４図に示すようにパリティグ
ループ４内のデータディスク７に対し、シリンダ容量を
超えるデータを格納する場合、シリンダを変えるためシ
ークが必要となり、そのため、データ格納途中にディス
ク１回転分の時間だけ処理できない待ち時間がどうして
も生じる。そこで、第１図（ｃ）に示すように、パラレ
ル処理を行う当該パリティグループ４の集合に含まれる
各パリティグループ４のインデックスをずらして各グル
ープ間で回転同期をかけることにより、各パリティグル
ープ４に対してシークの開始タイミングをずらす。シー
クの開始タイミングをずらさない場合システムは、シー
ク電流として2.8A×５×５＝70Aを含めて、22.5×５＝1
22.5Aの電流を供給しなければならないが、本発明によ
り、システムが供給する電流は、シーク電流として2.8A
×５＝14Aを含め、4.5×５＝22.5Aと小さくすることが
可能になる。このシークの開始タイミングのずらし方は
システムが供給できる電流により決定できる。例えば、
５パリティグループ４に対し45Aの電流が供給できる場
合は、第６図のように各パリティグループ４に対し回転
同期タイミングの制御を行っても構わない。

本発明により上記のようにシーク電流が少なくて済む
ので、電源供給設備および停電等の障害の発生に備える
バッテリの容量が小さくて済む。

（実施例２） 本実施例は実施例１で示したようなアレイディスクに
おいて、第７図に示すように各グループのインデックス
の位置はずらさず、パラレル処理を行う当該パリティグ
ループ４の集合に含まれる、各パリティグループ４のイ
ンデックスに対し同位相で回転同期をかける。このよう
にすると、データの格納については当該パリティグルー
プ４の集合に含まれる、各パリティグループ４に対し同
時に行えるが、シークが同時に発生する。そこで、当該
パリティグループ４の集合に含まれる、各パリティグル
ープ４に対しインデックスとは関係なくシークを開始さ
せるようにシークの開始するタイミングをずらす。

通常はシリンダ内においてヘッド＃８のトラックまで
格納した後、すぐにシーク動作に入るが、本実施例では
各当該パリティグループ４に対しシークを開始するタイ
ミングを意識的にずらしておく。

そこで、以下に各パリティグループ４におけるシーク
の開始タイミングをずらす方法について説明する。

第４図に示すようにパリティグループ４内のデータデ
ィスク７に対し、シリンダ容量を超えるデータを格納す
る場合、シリンダを変えるためシークが必要となる。

データはグループコントローラ５がディスク面上のイ
ンデックスを認識した後にそのトラックに格納を開始す
る。データの格納中にシークが入った場合隣のトラック
に引き続きデータを格納するため隣のトラックにヘッド
を移動させるシークには約3msの時間がかかり、このシ
ーク完了後にディスクは3/16.6回転している。この間に
インデックスが当該ヘッド13を通り過ぎてしまうため、
インデックスが当該ヘッド13の所に再び来るまで待たな
ければならない。

このため、シーク自体は3msで終了するが、実際はデ
ータ格納途中にディスク１回転分の時間だけ、処理がで
きない待ち時間が必ず生じる。この時間は、待つだけの
時間で、何も処理を行わないため、その間に各パリティ
グループ４においてシークを完了しておけばよい。

各パリティグループ４内においてシークはグループコ
ントローラ５内のディスク制御部19が管理している。

パラレル処理を行う当該パリティグループ４の集合は
予めADC2が設定し、その集合に含まれる各パリティグル
ープ４に対し、シークの開始をずらす時間をグループコ
ントローラ５内のディスク制御部19に指示する。ディス
ク制御部19ではシリンダ内においてヘッド＃８のトラッ
クまで格納した後、すぐにシーク動作に入らず、予めAD
C2より指示された時間だけずらしでシーク動作に入るよ
うに制御する。具体的には、第７図に示すように５個の
パリティグループ４でパラレル処理を行う場合、グルー
プ＃１ではヘッド＃８のトラックまで格納した後、すぐ
にシーク動作に入るが、グループ＃２ではグループ＃１
のシークが完了するまで待ち、グループ＃１のシークが
完了した後シークを開始する。同様に、グループ＃３は
グループ＃２のシーク完了後、グループ＃４はグループ
＃３のシーク完了後、グループ＃５はグループ＃４のシ
ーク完了後にシークを開始するように時間をずらしてシ
ーク動作を制御する。各パリティグループ４の各データ
ディスク７、パリティディスク８は回転同期しており、
パリティグループ４内ではデータディスク７、パリティ
ディスク８に同時にシークが発生する。隣のシリンダに
シークを行う場合約3msの時間がかかるが、このよう
に、シーク開始時間をずらすことにより、処理ができな
いディスク１回転分の待ち時間内において、パラレル処
理を行う全ての当該パリティグループ４のシークが完了
する。

本実施例ではシークのタイミングはグループコントロ
ーラ５からのシーク動作の制御により、シーク開始タイ
ミングを自動的にずらす。この方法では、CPU1側は一シ
リンダ内に格納できずに、隣のシリンダに書き込むこと
は意識せず、グループコントローラ５により自動的に隣
のシリンダにシークして書き込む。

この実施例では、シークをずらすのはADC2からのコマ
ンドの発行のタイミングをソフト的にずらすだけでよ
く、ディスクについてはインデックスが揃っているので
回転を同期させる制御が容易である利点がある。

なお、ディスク面上にシークの開始のタイミングを示
す情報をずらして記録しておいてもよい。

（実施例３） 現状の大型計算機のオペレーティング システム（O
S）では、実施例１、２で示したように、複数シリンダ
にまたがるような大きなデータを処理する場合、一回の
入出力要求では処理できない。一回の入出力要求で処理
できる最大のデータ量は一シリンダの容量である。そこ
で、このような複数シリンダにまたがる大きなデータを
処理する場合、シリンダ単位で入出力要求を分け、シリ
ンダ数分だけ上位から入出力要求をを発行することにな
る。第７図に示すように５パリティグループ４に対しシ
リンダ＃１、２にわたりデータを格納するようなパラレ
ル処理を行う場合、大型計算機ではCPU1からシリンダ＃
１に格納するデータに対し一回の入出力要求を発行し、
シーク命令を発行しシークを行なった後、シリンダ＃２
に格納するデータに対し、さらに一回の入出力要求を発
行する。

この時、パラレル処理を行うパリティグループ４の集
合に対しては、CPU1からは同時にシーク命令が発行され
る。このシーク命令はADC2を介しパラレル処理を行う各
当該パリティグループ４のグループコントローラ５に発
行されるが、ADC2は第７図の（ｂ）のように各当該パリ
ティグループ４のグループコントローラ５に対するシー
ク命令の発行をずらし、シークの開始タイミングをずら
す。

このようにすることにより、実施例２と同様に処理が
できないディスク１回転分の待ち時間内において、パラ
レル処理を行う全ての当該パリティグループ４のシーク
が完了する。

（実施例４） 実施例１ではパラレル処理を行うパリティグループ４
の集合において、各パリティグループ４においては同一
ヘッドアドレス、同一シリンダアドレスにデータを格納
する。本実施例では第８図に示すように、各グループに
おいてデータを格納開始する際にデータを格納開始する
ヘッドアドレスを変える。パラレル処理を行う当該パリ
ティグループ４の集合は予めADC2が設定し、その集合に
含まれる各パリティグループ４に対し、同一のデータ格
納開始アドレスをグループコントローラ５内のディスク
制御部19に指示するが、このグループコントローラ５内
のコマンド処理部18においてヘッドアドレスを変換す
る。

例えば第８図の（ａ）に示すようにパリティグループ
４内の各データディスク７、パリティディスク８がそれ
ぞれ５枚のディスクにより構成され、各ディスクではそ
の上面にのみ記録するとする。この場合、１シリンダは
５トラックにより構成される。各グループに対し６トラ
ック分のデータを格納する場合、グループ＃１ではヘッ
ド＃０から格納しヘッド＃１、２、３、４と格納した後
シークを行ない隣のシリンダのヘッド＃０に格納する。
グループ＃２についてはヘッド＃１から格納し、ヘッド
＃２、３、４と格納した後シークを行ない隣のシリンダ
のヘッド＃０、１に格納する。グループ＃３については
ヘッド＃２から格納し、ヘッド＃３、４と格納した後シ
ークを行ない隣のシリンダのヘッド＃０、１、２に格納
する。グループ＃４についてはヘッド＃３から格納し、
ヘッド＃４を格納した後シークを行ない隣のシリンダの
ヘッド＃０、１、２、３に格納する。グループ＃５につ
いてはヘッド＃４に格納し、ヘッド＃４を格納した後シ
ークを行ない隣のシリンダのヘッド＃０、１、２、３、
４に格納する。以上のように各当該パリティグループ４
毎に格納を開始するヘッドアドレスを変えることによ
り、各パリティグループ４のシークの開始タイミングが
ずれる。

なお、本実施例ではADC2がその集合に含まれる各パリ
ティグループ４に対し、同一のデータ格納開始アドレス
をグループコントローラ５内のディスク制御部19に指示
し、グループコントローラ５内のコマンド処理部18によ
りヘッドアドレスを変換して処理したが、ADC2において
データ格納開始アドレスを変換してグループコントロー
５に指示しても同様の効果が得られるのは明らかであ
る。

以上述べてきた本発明では、パラレル処理を行うパリ
ティグループ４の集合において、シークが同時に多数発
生するため、大きな電流が必要となるのを防ぐため、各
パリティグループ４について、シークの開始タイミング
をずらすことについて説明した。これは、パラレル処理
を行う場合、読み出し、書き込みの開始タイミングをず
らし、その際に必要とする電流を小さくするということ
についても、本発明と同様に考えられることは明らかで
ある。

本実施例ではヘッドアドレスを変えることはソフト的
にできるのでシークをずらす制御を容易に行うことがで
きる利点がある。

以上の実施例では、グループ相互間でシークの開始タ
イミングをずらす例について述べたが、同一グループ内
のディスク装置相互間で同様にシークの開始タイミング
をずらしても同様の効果が得られることはいうまでもな
い。

［発明の効果］ 本発明を用いることにより、アレイディスク装置に供
給する電流が少なくて済み、さらに、停電等によるデー
タの消失を防ぐためのバッテリの容量が小さくて済む。
また、このことから比較的小さな容量のバッテリを用意
することにより長時間のバッテリバックアップが可能と
なり、停電等によるデータの消失に対する信頼度が向上
する。また以上により電源供給設備としても小形化でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例１を示す構成図、第１図
（ｂ）、（ｃ）は実施例１のデータ格納説明図、第２図
はデータディスクまたはパリティディスクの装置内部の
構成図、第３図はデータのパラレル処理説明図、第４図
はデータディスクまたはパリティディスクへのデータ格
納タイミングチャート、第５図はグループコントローラ
の内部構成図、第６図（ａ）、（ｂ）は実施例１の別の
データ格納例の説明図、第７図（ａ）、（ｂ）は実施例
２、３のデータ格納説明図、第８図（ａ）、（ｂ）は実
施例４のデータ格納説明図。 符号の説明 １……CPU ２……アレイディスクコントローラ（ADC） ３……アレイディスクユニット（ADU） ４……パリティグループ ５……グループコントローラ ６……データ線 ７……データディスク（装置） ８……パリティディスク（装置） ９……電源線 10……電源 11……アクチュエータ 12……ディスク 13……R/Wヘッド 14……ヘッドセレクタ 15……R/W回路 16……パスセレクタ 17……軸

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】CPU等の上位装置に接続されて使用され、
   多くのディスク装置と、ディスクの回転やヘッドの位置
   およびデータ処理等を制御する制御装置とを有して、上
   位装置から転送されてくるデータを分割し、該分割デー
   タを同時にディスク装置毎に並列に授受するパラレル処
   理によりデータの読み書きを行うアレイディスク装置に
   おいて、上記の多くのディスク装置を複数の該ディスク
   装置からなるグループ単位に分け、少なくとも一部のグ
   ループ相互間では、ヘッドが位置付けされたトラック位
   置を変えるためヘッドを移動させるシークの開始タイミ
   ングを異ならせるよう制御し、同一グループ内では、上
   記シークの開始タイミングをすべてのディスク装置につ
   いて同じに、もしくは一部のディスク装置相互間で異な
   らせるよう制御する手段を上記制御装置に備えることを
   特徴とするアレイディスク装置。
2. 【請求項２】上記の、シークの開始タイミングをグルー
   プ相互間で、もしくはディスク装置相互間で異ならせる
   よう制御する手段は、ディスク面上のデータの書き込み
   または読み出し開始基準としてのインデックスの位置を
   上記グループ相互間で、もしくは上記ディスク装置相互
   間でずらして回転同期をかけるものであることを特徴と
   する請求項１記載のアレイディスク装置。
3. 【請求項３】上記の各グループに同時に転送された分割
   データを、該各グループ内ではバッファメモリに一旦格
   納し、該グループの上記インデックスの位置のずれに対
   応してデータの書き込みまたは読み出し処理をするデー
   タの処理手段を上記制御装置に備えることを特徴とする
   請求項１または請求項２記載のアレイディスク装置。
4. 【請求項４】上記の、シークの開始タイミングをグルー
   プ相互間で、もしくはディスク装置相互間で異ならせる
   よう制御する手段は、ディスク面上のインデックスの位
   置をずらすこともなしに、上記シークを開始するタイミ
   ングを上記グループ相互間で、もしくはディスク装置相
   互間で相互にずらすものであることを特徴とする請求項
   １記載のアレイディスク装置。
5. 【請求項５】上記の、シークの開始タイミングをグルー
   プ相互間で、もしくはディスク装置相互間で異ならせる
   よう制御する手段は、ディスク面上のインデックスの位
   置を上記グループ別にずらすこともなしに、データの書
   き込みまたは読み出しを開始するヘッドアドレスをグル
   ープ相互間で、もしくはディスク装置相互間で相互に変
   えるものであることを特徴とする請求項１記載のアレイ
   ディスク装置。
6. 【請求項６】多くのディスク装置との間で、データのパ
   ラレル処理を行うアレイディスク装置の制御方法におい
   て、ヘッドが位置付けされたトラック位置を変えるため
   ヘッドを移動させるシークを少なくとも一部のディスク
   装置について同時には発生させないようにすることを特
   徴とするアレイディスク装置の制御方法。
7. 【請求項７】上記のシークを同時には発生させないよう
   にする制御方法は、ディスク上のインデックスの位置を
   ずらせるか、またはこれをずらせることなく、シークの
   開始タイミングを変え、もしくはデータの書き込みまた
   は読み出しを開始するヘッドアドレスを変える方法によ
   るものであることを特徴とする請求項６記載のアレイデ
   ィスク装置の制御方法。
8. 【請求項８】上記のシークを同時には発生させないよう
   にする制御方法が、上記の多くのディスク装置を複数の
   該ディスク装置からなるグループ単位に分け、該グルー
   プ相互間でシークを同時には発生させないようにするも
   のであるとともに、そのグループ分けを、ディスクの一
   回転期間内に、グループにより異なるタイミングにシー
   クが発生し、かつ同一期間内にその異なるタイミングで
   発生したシークのすべてが終了するようグループ分けす
   るものであることを特徴とする請求項６または請求項７
   記載のアレイディスク装置の制御方法。