JP3057498B2 - アレイディスク装置およびそのデータ読み出し方法 - Google Patents

アレイディスク装置およびそのデータ読み出し方法

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JP3057498B2 JP1199217A JP19921789A JP3057498B2 JP 3057498 B2 JP3057498 B2 JP 3057498B2 JP 1199217 A JP1199217 A JP 1199217A JP 19921789 A JP19921789 A JP 19921789A JP 3057498 B2 JP3057498 B2 JP 3057498B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第12図，第13図） 発明が解決しようとする課題（第14図） 課題を解決するための手段 （第１図（ａ），第１図（ｂ），第２図（ａ），第２図
（ｂ）） 作用 実施例（第３図〜第11図） アレイディスク装置におけるデータ書込み制御方法の
実施例（第５図〜第７図） アレイディスク装置におけるデータ読出し制御方法の
実施例（第８図〜第11図） 発明の効果 〔概要〕 アレイディスク装置におけるデータ書込み制御方法及
びデータ読出し制御方法に関し、 ディスク装置の記録面に不良ブロックがあったとして
も、装置の性能を低下させることなくデータの書込み読
出し処理を行なうことができるようにすることを目的と
し、 データ書込み方法を不良ブロックがあるときにはその
不良ブロックに書込むべきデータを不揮発性メモリ格納
し、不揮発性メモリに格納したデータをアレイディスク
装置の空時間に不良ブロックの交代領域に書込み、ま
た、データ読出し方法をディスク装置に不良ブロックが
あり、上記不揮発性メモリに当該データが格納されてい
る場合にはこの不揮発性メモリからデータを読み出し、
不揮発性メモリにデータが格納されていない場合にはデ
ータ復元部で不良ブロックの交代領域に格納されている
べきデータを他のデータおよびパリティデータから復元
して出力するように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アレイディスク装置におけるデータ書込み
制御方法及びデータ読出し制御方法に係り、特にデータ
を並列的に書込む複数のデータ書込み用ディスク装置と
書込んだデータのパリティデータを書込むパリティデー
タ書込み用ディスク装置とを制御するアレイディスク装
置のデータ書込み制御方法及びデータ読出し制御方法に
関する。
〔従来の技術〕
近年の情報処理装置のデータ処理の高速化に伴ない、
ディスク装置もデータの書込み、読出しを高速に行なう
必要がある。このため、サブシステムとして第12図に示
すように磁気ディスク装置を複数個並列的に接続した、
アレイディスク装置が提案されている。
このアレイディスク装置は複数、例えばＮ台のデータ
書込み用磁気ディスク装置10-11〜10-1Nと１台のパリテ
ィデータ書込み用磁気ディスク装置10-1N+1とを組合せ
たものであり、第13図に示すようにホスト装置からシリ
アルに伝送されるデータ、例えばデータ１乃至データＮ
をアレイディスク制御装置11でパラレルなものとして夫
々第１の磁気ディスク装置10-11乃至第Ｎの磁気ディス
ク10-1Nに並列的に書込むものとしている。そして、こ
れらのデータのパリティチェックのためのパリティデー
タをこのアレイディスク制御装置で作成して、上記のパ
リティデータ書込み用の磁気ディスク装置10-1N+1に書
込むものとしている。
そして第12図に示した例において、ホスト装置はこの
ような（Ｎ＋１）台の磁気ディスク装置を１組として、
これらの磁気ディスク装置の組みをｎ組使用することが
できるようにしたものである。
このようにすることにより、磁気ディスク装置への書
込み及び磁気ディスクからの読出しを通常の磁気ディス
ク制御装置よりも高速に実行することができる。尚第12
図に示した例においては、アレイディスク制御装置11は
ホスト装置の複数のI/Oチャネルに接続しているものと
している。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで上述のような磁気ディスク装置において、磁
気ディスクの磁性面に不良個所（不良ブロック）があ
り、その部分にはデータが書込めないことがある。この
ような個所は磁気ディスクのフォーマット時点で判明す
るため、通常はこの不良ブロックに記録すべきデータは
同一磁気ディスクの二次領域に設けた交代領域に記録す
る不良交代処理を行なうものとしている。
ところが、このような不良交代処理を行なうものとす
ると、交代領域への磁気ヘッドの移動、位置合せ等の機
械的動作が必要となり、データ転送の準備に時間がかか
り、第14図に示すように不良交代処理分のデータの転送
に時間を要してしまうものとなる。この例では第２の磁
気ディスク装置の第２ブロックが不良ブロックで、第２
の磁気ディスク装置の磁気ヘッドをこの第２のブロック
に書込むべきデータを書込んである交代領域に移動する
時間T1と、不良交代領域のデータを読出した後、再び磁
気ヘッドを第３ブロックまで移動する時間T2とが余計に
かかる。このような時間の遅れはデータの読出し時だけ
ではなくデータの書き込み時においても同様に発生す
る。
ところで、上述のような高速にデータを伝送すること
ができるアレイディスク装置であってもこのような不良
交代処理を行なうとすると、装置の能力を最大限に発揮
することができない。
そこで本発明は、高速でデータを伝送することができ
るアレイディスク装置の記録面に不良ブロックがあった
としても、装置の性能を低下させることなくデータの書
込み読出し制御を行なうことができるアレイディスク装
置及び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〕
本発明にあって、上記の課題を解決するための手段
は、分配したデータと、当該データから作成したパリテ
ィデータとを格納する複数のディスク装置と、前記複数
のディスク装置に分配格納されたデータを合成してホス
ト装置へ転送させるアレイデータ制御部と、不良ブロッ
クと交代ブロックとの対応関係を示す不良交代テーブル
とを備えて成るアレイディスク装置において、前記アレ
イデータ制御部は、前記ディスク装置のいずれかのブロ
ックに対する読み出しを開始する前に、前記不良交代テ
ーブルを参照することで当該ブロックが不良ブロックか
否かを判断し、該ブロックが不良ブロックでない場合
は、該ブロックのデータを読み出すことを当該ディスク
装置に指示し、該ブロックが不良ブロックである場合
は、前記パリティデータを格納しているディスク装置
と、当該不良ブロックに格納されていたデータ以外の前
記分配したデータを格納しているディスク装置と、にパ
リティデータ又はデータを読み出すことを指示し、当該
パリティデータとデータとから不良ブロックに格納され
ているべきデータを再生すること、を特徴とするアレデ
ィスク装置である。
また、上記の課題を解決するための第２の手段は、分
配したデータと、当該データから作成したパリティデー
タとを格納する複数のディスク装置と、前記複数のディ
スク装置に分配格納されたデータを合成してホスト装置
へ転送させるアレイデータ制御部と、不良ブロックと交
代ブロックとの対応関係を示す不良交代テーブルと、を
備えて成るアレイディスク装置において、前記ディスク
装置のいずれかのブロックに対する読み出しを開始する
前に、前記不良交代テーブルを参照することで当該ブロ
ックが不良ブロックか否かを判断し、該ブロックが不良
ブロックでない場合は、該ブロックのデータをディスク
装置から読み出して転送し、該ブロックが不良ブロック
である場合は、前記パリティデータと当該不良ブロック
に格納されていたデータ以外の前記分配したデータと、
から当該不良ブロックに格納されているべきデータを復
元して転送すること、を特徴とするアレイディスク装置
のデータ読み出し方法である。
〔作用〕
本発明によれば、アレイディスク装置からのデータ読
み出し時において、ディスク装置のいずれかのブロック
に対する読み出しを開始する前に、当該ブロックが不良
ブロックか否かを判断し、該ブロックが不良ブロックで
ない場合は、該ブロックのデータをディスク装置から読
み出して転送し、該ブロックが不良ブロックである場合
は、不良ブロックが交代領域に割り当てられていた場合
であっても、ディスク装置に格納されている冗長データ
と、上記不良ブロックに格納されていたデータ以外の前
記分配されてディスク装置に格納されている不良でない
データとから当該不良ブロックに格納されていたデータ
を復元して転送するものとしているから、再生ヘッドの
移動に伴うデータ転送の中断即ちデータ読み出し時間の
遅れが生じることなく、高速な磁気ディスク装置の性能
を低下させることはない。
〔実施例〕
以下本発明に係るアレイディスク装置におけるデータ
書込み制御方法及び読出し制御方法の実施例を図面に基
づいて説明する。
先ず、本発明に係るアレイディスク装置におけるデー
タ書込み制御方法及び読出し制御方法について説明す
る。
第３図は本発明に係るアレイディスク制御装置を示す
ものである。本実施例においてアレイデータ制御部２は
ホスト装置の複数のI/Oチャネルに接続されている一
方、Ｎ台のデータ格納用磁気ディスク装置（図示してい
ない）と１台のパリティデータ格納用磁気ディスク装置
（図示していない）に接続されており、第13図で説明し
たようにホスト装置からのシリアルデータをパラレルデ
ータとしてＮ台の磁気ディスク装置に並列的に書込むも
のである。
第３図において、21はホスト装置のI/Oチャネルとの
インターフェースをとるチャネルインターフェース回
路、22はチャネル制御部、23はこのアレイデータ制御部
を制御するマイクロプロセッサ（MPU）、24はこのマイ
クロプロセッサ23のプログラム等を格納したコントロー
ラストレージ、25はチャネル制御部22からのシリアルデ
ータを並列的にすると共に、これらのデータから誤り訂
正用のパリティデータを作成し各磁気ディスク装置に出
力するアレイデータ制御部、26はアレイデータ制御部25
からの各データを各磁気ディスク装置に出力するディス
クインターフェース部を示している。そして上記のアレ
イデータ制御部25はパリティデータを作成すると共に、
不良ブロックのデータをこのパリティデータに基いて修
正復元する修正復元回路／パリティ回路27と、各磁気デ
ィスク装置に対応するデータバッファ28-1〜28-N+1とこ
のデータバッファに設けた不揮発性メモリ29-1〜29-N+1
と、各データに付加されているECCデータから各データ
のエラーをチェックして訂正するECC回路部30とからな
る。
そして、この不揮発性メモリ29-1〜29-N+1は、LRU制
御（Least Recentry Used制御）するものとし、第４図
に示すように、LRU制御情報格納部29a、磁気ディスク番
号，不良ブロック番号及び交代ブロック用データ格納領
域番号の格納部29b及び交代ブロック用データ格納領域2
9cとを有するものとしている。
［アレイディスク装置におけるデータ書込み制御方法の
実施例］ 第５図乃至第７図は本願の第１の発明であるアレイデ
ィスク装置におけるデータ書込み制御方法の実施例を示
すものである。本実施例では第５図に示すようにデータ
書込み用としてＮ台の磁気ディスク装置31-1〜31-Nとパ
リティデータ書込み用の一台の磁気ディスク装置31-N+1
を設け、これらの磁気ディスク装置31-1〜31-N+1はアレ
イデータ制御部に接続されている。尚、第５図において
アレイデータ制御部25は後段のみ記載されており、デー
タバッファ28-1〜28-N+1及び不揮発性メモリ29-1〜29
-N+1とを示している。
今、第５図に示すように、磁気ディスク装置31-1〜31
-N+1のあるブロック32-1〜32-N+1にデータの書込みしよ
うとする。このときに、第６図に示すように、まず次の
ブロックが不良ブロックであるかを判定し（ST21）、不
良ブロックでない場合には現在書込みをしているブロッ
クの書込みの終了を待って（ST22）磁気ディスク装置の
次のブロックにデータを書込む（ST23）。
次のブロックが不良ブロックであるときには、交代ブ
ロックの領域が既に不揮発性メモリに登録されているか
を確認し（ST24）、登録されている場合には、現在のブ
ロックの書込みを終了した後に（ST25）不揮発性メモリ
にデータを格納する（ST26）。この処理を第５図におい
て、磁気ディスク装置31-3のブロック31-3が不良ブロッ
クで有るため不揮発性メモリ31-3にデータを格納した状
態を実線で示している。不揮発性メモリに交代ブロック
が登録されていないときには、不揮発性メモリに空領域
が有ることを確認して（ST27）、当該不揮発性メモリに
交代ブロックを登録して（ST28）、データを不揮発性メ
モリに格納する（ST26）。不揮発性メモリに空領域が無
いときには、現在のブロックへの書込み終了後に（ST2
9）磁気ディスク装置の交代ブロックに書込みを行なっ
て（ST30,ST31）、不良ブロックの次のブロックに磁気
ヘッドを移動する（ST32）。
上述のように、不揮発性メモリに交代領域を設定した
後、磁気ディスク制御装置が空き状態（アイドリング状
態）になったとき、第７図に示すように不揮発性メモリ
に充分な空がなくなった事をきっかけとして（ST41）、
不揮発性メモリに登録されているブロックを磁気ディス
ク装置の交代ブロックに書込む（ST42〜ST44）。そして
この書込んだ内容を不揮発性メモリから削除して（ST4
5）一連の処理は終了する。この処理は第５図において
不揮発性メモリ29-3の内容を磁気ディスク装置29-3の交
代領域34に書込むことを破線で示している。
従って本実施例によれば磁気ディスク装置に不良ブロ
ックがあったとしても、磁気ディスク装置のデータの書
込み中には磁気ディスク装置の交代ブロックには書込み
を行なうことはないから、磁気ディスク装置に書込み中
に磁気ヘッドを交代領域に移動したり、書込み後におい
て、磁気ヘッドを不良ブロックの次のブロックに戻すと
いった処理は行なう必要はなくなり迅速に磁気ディスク
装置にデータを書込むことができる。
［アレイディスク装置におけるデータ読出し制御方法の
実施例］ 第８図乃至第11図はアレイディスク装置におけるデー
タ読出し制御方法の実施例を示すものである。本実施例
においてアレイディスク装置（図示していない）は上述
した書込み方法に用いたものと同一である。
そしてアレイディスク装置からのデータはアレイデー
タ制御部２に入力される。この場合、アレイデータ制御
部２はECC回路30と、データバッファ28と不揮発性メモ
リ29とデータ復元修正回路27と、マルチプレクサ41,42
と、バッファレジスタ43とが使用され、第９図に示すよ
うな手順でデータの読出しが行なわれる。
先ず次の読出し先が不良ブロックか否かが判定され
（ST51）、不良ブロックでないときには次のブロックは
現在のブロックの読出しが終了した後（ST52）、磁気デ
ィスク装置から読出される（ST53）。
次のブロックが不良ブロックである場合には、当該不
良ブロックに該当するデータが不揮発性メモリに格納さ
れているか否かを判定して（ST54）、当該データが不揮
発性メモリに格納されている場合には、第10図に示すよ
うに次のブロックのデータを不揮発性メモリから読出す
（ST55,ST56）。このデータが不揮発性メモリに格納さ
れていないときには、その対象とするデータを書込んだ
磁気ディスク装置以外の磁気ディスク装置に故障が発生
していないかを確認して（ST57）、故障が発生していな
い場合には、第11図に示すように次のデータは強制的に
リードエラーを発生して当該不良ブロックのデータをデ
ータ復元修正回路で他の磁気ディスク装置からのデータ
及び、パリティデータから復元してバッファレジスタを
介してホスト装置に伝送する（ST58,ST59）。他の磁気
ディスク装置に故障が有るときには、通常の処理のよう
に磁気ディスク装置の交代領域から不良ブロックに書込
まなかったデータを読出す（ST60〜ST63）。
従って本実施例によれば、アレイディスク装置からの
データの読出し時において、必要なデータが不揮発性メ
モリに格納されているときには当該データはアレイディ
スク装置からではなく不揮発性メモリから読出すものと
しているから、読出し時間を短縮することができる。ま
た、必要なデータが不揮発性メモリに格納されていない
場合には、アレイディスク装置から読出すが、磁気ディ
スク装置の磁性面に不良ブロックが存在している場合に
は、そのブロックの交代領域に書き込まれているデータ
を、磁気ヘッドを移動して読出すのではなく、他のデー
タ及びパリティデータから復元して出力するものとして
いるから、磁気ヘッドの移動に伴なう読出し時間の遅れ
は生じることはなくなり、高速な磁気ディスク装置の性
能を低下させることはない。
以上の説明は磁気ディスク装置を並列的に接続したア
レイディスク装置について述べたものであるが、光磁気
ディスク装置等を並列的に接続したアレイディスク装置
であってもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、アレイディス
ク装置からのデータ読み出し時において、ディスク装置
のいずれかのブロックに対する読み出しを開始する前
に、当該ブロックが不良ブロックか否かを判断し、該ブ
ロックが不良ブロックでない場合は、該ブロックのデー
タをディスク装置から読み出して転送し、該ブロックが
不良ブロックである場合は、不良ブロックが交代領域に
割り当てられていた場合であっても、ディスク装置に格
納されている冗長データと、上記不良ブロックに格納さ
れていたデータ以外の前記分配されてディスク装置に格
納されている不良でないデータとから当該不良ブロック
に格納されていたデータを復元して転送するものとして
いるから、再生ヘッドの移動に伴うデータ転送の中断即
ちデータ読み出し時間の遅れが生じることなく、また特
別な管理手段を必要とすることなく不良交代処理を迅速
に行うことができ、高速な磁気ディスク装置の性能を低
下させることはない。
よって、全体として個々のディスク装置に不良ブロッ
クが存在しても、高速動作可能なアレイディスク装置の
性能を低下させることなく所定の性能を発揮させること
ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ），（ｂ）は本出願の第１の発明の原理図、
第２図（ａ），（ｂ）は本出願の第２の発明の原理図、
第３図は本出願の各発明が適用されるアレイディスク装
置のアレイデータ制御部を示すブロック図、第４図は不
揮発性メモリの格納内容を示す図、第５図はアレイディ
スク装置の書込み制御方法の実施例の説明図、第６図は
第５図に示したアレイディスク制御装置の書込み制御方
法を示すフローチャート、第７図は第５図に示したアレ
イディスク制御装置の書込み制御方法の交代ブロックへ
の書込み動作を示すフローチャート、第８図はアレイデ
ィスク制御装置の読出し制御方法の実施例の説明図、第
９図は第８図に示したアレイディスク装置の読出し制御
方法を示すフローチャート、第10図及び第11図は第８図
に示したアレイディスク制御装置のデータ読出し制御方
法の作動を示すタイムチャート、第12図は本願の発明が
適用されるアレイディスク装置の概要を示すブロック
図、第13図は第12図に示したアレイディスク装置サブシ
ステムのデータの流れを説明する図、第14図は第12図に
示したアレイディスク装置において不良交代処理を実行
した場合のタイムチャートである。 1-1〜1-N……ディスク装置 1-N+1……パリティデータ格納用ディスク装置 ２……アレイデータ制御部 ３……パリティデータ作成部 4-1〜4-N+1……不揮発性メモリ ５……データ復元部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−148928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−21525（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−57459（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−101831（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】分配したデータと、当該データから作成し
    たパリティデータとを格納する複数のディスク装置と、 前記複数のディスク装置に分配格納されたデータを合成
    してホスト装置へ転送させるアレイデータ制御部と、 不良ブロックと交代ブロックとの対応関係を示す不良交
    代テーブルとを備えて成るアレイディスク装置におい
    て、 前記アレイデータ制御部は、 前記ディスク装置のいずれかのブロックに対する読み出
    しを開始する前に、前記不良交代テーブルを参照するこ
    とで当該ブロックが不良ブロックか否かを判断し、 該ブロックが不良ブロックでない場合は、該ブロックの
    データを読み出すことを当該ディスク装置に指示し、 該ブロックが不良ブロックである場合は、前記パリティ
    データを格納しているディスク装置と、当該不良ブロッ
    クに格納されていたデータ以外の前記分配したデータを
    格納しているディスク装置と、にパリティデータ又はデ
    ータを読み出すことを指示し、 当該パリティデータとデータとから不良ブロックに格納
    されているべきデータを再生すること、を特徴とするア
    レイディスク装置。
  2. 【請求項２】分配したデータと、当該データから作成し
    たパリティデータとを格納する複数のディスク装置と、 前記複数のディスク装置に分配格納されたデータを合成
    してホスト装置へ転送させるアレイデータ制御部と、 不良ブロックと交代ブロックとの対応関係を示す不良交
    代テーブルと、 を備えてなるアレイディスク装置において、 前記ディスク装置のいずれかのブロックに対する読み出
    しを開始する前に、前記不良交代テーブルを参照するこ
    とで当該ブロックが不良ブロックか否かを判断し、 該ブロックが不良ブロックでない場合は、該ブロックの
    データをディスク装置から読み出して転送し、 該ブロックが不良ブロックである場合は、前記パリティ
    データと、当該不良ブロックに格納されていたデータ以
    外の前記分配したデータと、から当該不良ブロックに格
    納されていたデータを復元して転送すること、 を特徴とするアレイディスク装置のデータ読み出し方
    法。
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