JP3304368B2

JP3304368B2 - アレイディスク装置及びその制御方法

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Publication number: JP3304368B2
Application number: JP28975391A
Authority: JP
Inventors: 仁角田; 善久加茂
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-11-21
Filing date: 1991-11-06
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH056624A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ等の情報処
理装置に用いられるディスクファイル装置に係り、特に
ディスク面上を複数のゾーンに分け、各ゾーン毎にトラ
ック当りのデータ容量を変えて情報が記録される複数の
ディスク装置を用いたアレイディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在のコンピュータなどの情報処理装置
においては、中央処理装置(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、ＣＰＵからの要
求に応じて２次記憶装置に対するデータの書込み、読み
出しが行なわれる。２次記憶装置には一般に不揮発な記
憶媒体が使用されている。２次記憶装置の代表的なもの
としては、磁気ディスク装置、光ディスク装置などがあ
る。

【０００３】近年、高度情報化に伴い、２次記憶装置の
処理速度等に対する高性能化が要求されてきている。例
えば磁気ディスク装置における処理能力の向上を図る一
手法として、以下に述べる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
装置が考えられている。アレイディスク装置は、ＣＰＵ
から転送されてくるデータを分割し、分割したデータの
それぞれを複数の磁気ディスク装置に同時に記録する。
また、記録したデータを読み出す場合は、これとは逆に
各々の磁気ディスク装置に記録されているデータを同時
に読み出し、各磁気ディスク装置より読み出したデータ
から元のデータを再生してＣＰＵへ転送するパラレル処
理を行う。このような、複数の磁気ディスク装置のパラ
レル処理では、パラレルに処理を行なう磁気ディスク装
置のグループを単位として記録媒体であるディスクの回
転を同期させ、グループ内の各磁気ディスク装置に対し
て同一アドレスにアクセスする。これにより、複数の磁
気ディスク装置が同じ動作を行う。

【０００４】アレイディスク装置に関する代表的な論文
として、パターソン，ギブソン，カーツ著「アケース
フォーリダンダントアレイスオブインイクス
ペンシブディスクス」（D.Patterson,G.Gibson,and
R.H.Kartz： A Case for Redundant Arrays of Inexpen
sive Disks(RAID),in ACM SIGMOD Conference,Chicago,
IL,(June1988)）がある。この論文には、１回の処理単
位であるデータを分割してパラレルに処理を行うアレイ
ディスク装置と、データを分割せずに個々のデータを分
散して独立に扱うアレイディスク装置について、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方式のアレイディスク装置が、最も
一般的なアレイディスク装置であると考えられている。

【０００５】アレイディスク装置では信頼性を向上させ
るため、データを記録するときは、分割したデータから
エラーコレクションコード（以下、単にＥＣＣという）
を作成し、データの記録と同時にＥＣＣをＥＣＣ格納用
の磁気ディスク装置（以下、ＥＣＣドライブという）に
記録しておく。このようにＥＣＣを作成しておくことに
より、分割したデータを記録した磁気ディスク装置のグ
ループの中で、ある１台のディスク装置に障害が発生
し、データが読み出せなくなったような場合でも、残り
の磁気ディスク装置に記録されたデータとＥＣＣとか
ら、障害が発生した磁気ディスク装置に記録されたデー
タを復元することができる。

【０００６】パラレル処理を行うアレイディスク装置に
使用される各々のディスク装置では、一般的なディスク
装置と同様に複数のディスク面上の同心円状のトラック
にデータが記録される。各ディスク面へのデータの読み
書きは、各ディスク面に対応して設けられるリード／ラ
イトヘッドにより行なわれ、全てのリード/ライトヘッ
ドのトラックへの位置決めは同時に行なわれる。１回の
位置決めによりアクセスすることのできるトラックの集
合をシリンダと呼び、通常、外周から内周に向けて各シ
リンダに対してシリンダアドレスが付けられている。ま
た、各トラックに記録されるデータの容量は全てのトラ
ックにおいて同一である。従って、アレイディスク装置
を構成する各磁気ディスク装置においては、どのシリン
ダ内のどのトラックをアクセスしても、同一時間で同一
のデータ量を扱うことができる。現在一般に使用されて
いるディスク装置を用いたアレイディスク装置において
パラレル処理を行う場合、アレイディスク装置を構成す
る各ディスク装置では、記録されているデータの物理的
なアドレスは全て同じになっている。そのため、各ディ
スク装置の回転を同期させ、各ディスク装置に対し同一
のアクセス命令を出すことにより、リード/ライトヘッ
ドを同一方向にシークさせ、全てのディスク装置が常に
同じアドレスを同時にアクセスするようにしている。ア
レイディスク装置では、このように複数のディスク装置
に対し、あたかも一台のディスク装置を扱うかのように
制御が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ディスク面上において
は、内周側のトラックと外周側のトラックとではその長
さが異なっている。このため、上述したように、ディス
ク面上のすべてのトラックについて各トラックに記録さ
れるデータの容量を同じにしているディスク装置では、
ディスク面上の外周側のトラックほど記録密度を低下さ
せて使用していることになる。

【０００８】しかし近年、ディスク装置の大容量化への
要求が高まり、図５に示すように、ディスク面上を複数
のゾーンに分け、それぞれのゾーン内ではトラック内に
記録されるデータの容量を同一とし、各ゾーン毎にトラ
ック内に記録されるデータの容量を変えてデータを記録
する技術が開発された。このような技術を適用すること
により、ディスク上の各トラックにおけるトラック方向
の記録密度(線密度)をほぼ同じにして、外周においても
記録密度を低下させずに、ディスク１枚当りの記憶容量
を増加させることが可能となる。従って、ディスク面上
の全てのトラックで記録されるデータの容量を一定とし
た場合に比較し、記録できるデータの容量（記憶容量）
の大きなディスク装置が実現できる。

【０００９】アレイディスク装置の記憶容量をさらに大
きくするために、アレイディスクを構成するディスク装
置として、このようなディスク面上を複数のゾーンに分
け、各ゾーン毎にトラック当りのデータ容量を変えたデ
ィスク装置を適用することが考えられる。しかし、ディ
スク面上を複数のゾーンに分け、各ゾーン毎にトラック
当りのデータ容量を変えてデータを記録するディスク装
置をアレイディスク装置に適用した場合、以下に示すよ
うな問題がある。

【００１０】アレイディスク装置でパラレル処理を行な
う場合、上述したようにアレイディスク装置を構成する
複数のディスク装置は、あたかも一台のディスク装置を
扱うように制御される。例えば、アレイディスク装置を
構成する各ディスク装置内では、物理的に同じ位置に位
置するシリンダには、同じアドレスが付けられている。
そして、データの記録・再生時には、各ディスク装置の
リード／ライトヘッドを一斉に同じシリンダ位置へアク
セスする。ディスクがゾーン毎にトラック当りのデータ
容量を変えて記録されている場合、内周側のゾーンほど
トラック当りのデータ容量が小さくなるため、このよう
に各ディスク装置が同一のゾーン（シリンダ）をアクセ
スすると、アクセスするゾーンにより同一時間で記録で
きるデータ量（データ処理速度）が異なってしまう。つ
まり、同じデータ量を処理するとき内周に行くほど読み
出し／書込みにかかる時間が大きくなるという問題を生
じる。

【００１１】例えば、ディスクの外周の半径をｒｏ，内
周の半径をｒｉとし、線密度をｃとすると、一定時間ｔ
で処理できるデータ量の比は、外周でのデータ量／内周でのデータ量＝(2×ro×π×c)/(2×ri×π×c)=ro/ri となる。従って、ディスクの内周側に対しアクセスが集
中すると、ディスク装置の処理性能は大きく低下してし
まう。

【００１２】また、このようにアクセスするゾーンによ
り処理速度が異なると、一番処理速度の高い一番外側の
ゾーンに対応した、処理回路を用意しなければならな
い。

【００１３】さらに、アレイディスク装置では複数のデ
ィスク装置を論理的に一台のディスク装置として扱うた
め、例えば、４台のディスク装置を用いるときには、４
台のディスク装置のそれぞれについて１本のトラック、
合わせて４本のトラックを１トラックとして処理する。
従って、ゾーン毎に記憶容量を変えた場合、アクセスし
ているゾーンにより、図１６（ｂ）に示すようにトラッ
ク内に記録されるデータの容量が異なってしまう。一般
に汎用大型計算機システムで用いられるＯＳでは、ディ
スク装置の各トラック内に記録されるデータの容量は、
常に一定であることを前提としている。このため、アク
セスするゾーンによりトラック内に記録されるデータの
容量が異なると、このＯＳを変更する等の対策が必要に
なる。このＯＳの変更は非常に大きな作業となり、容易
に行うことはできない。

【００１４】本発明は、ディスク面上を複数のゾーンに
分け、各ゾーン毎にトラック方向の記録密度を変えてデ
ータを記録する方式のディスク装置をアレイディスク装
置に適用した場合の上記問題点を解決し、トラックの記
録密度が一定として作られている汎用大形計算機のＯＳ
が活用できるアレイディスク装置を提供することを目的
とする。

【００１５】

【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、ディスク面上を複
数のゾーンに分け、各ゾーン毎にトラック当りのデータ
容量を変えてデータを記録する複数のディスク装置から
なり、例えばリード/ライトヘッドの位置するゾーン
と、シリンダアドレスによりリード/ライトヘッドを移
動させるシークの向きとをディスク装置によりまたはデ
ィスク装置のグループにより異ならせる。好ましくは、
複数のデータ格納用のディスク装置のそれぞれのリード
/ライトヘッドの位置するゾーンのトラックのデータ容
量の総和が、リード/ライトヘッドがアクセスするゾー
ンの位置の如何によらず、常に一定になるようゾーン毎
にトラック当りのデータ容量を設定する。

【００１６】ここで、上記のシリンダアドレスによるリ
ード/ライトヘッドの位置付けは、上位側から指定され
た同一のシリンダアドレスに対して実際にヘッドがアク
セスするゾーンを、ディスク装置によりまたはディスク
装置のグループにより異なるよう設定する。各ゾーンへ
のリード/ライトヘッドのアクセスの設定は上位装置か
ら指定されたシリンダアドレスを変換して行うものとす
ればよい。

【００１７】また、リード/ライトヘッドのシークの向
きは、ディスクの半径方向の中で、外周から内周に向か
うものと内周から外周に向かうものとの両者を有するよ
うにすればよい。

【００１８】このようなアレイディスク装置において、
ディスク装置のそれぞれに並列に同時に読み書き処理す
るためのデータの分割は、それぞれのディスク装置のヘ
ッドが位置するゾーンにおいて、同一時間に処理できる
データ量の比に分割するのが好ましい。

【００１９】さらに以上のアレイディスク装置におい
て、ＥＣＣの作成は、ディスク装置のそれぞれが処理し
たデータの中で最も長いデータの長さに合わせて作成す
るようにすればよい。ここでＥＣＣを、ディスク装置の
それぞれが処理したデータの中で最も長いデータの長さ
に合わせて作成する場合に、各ディスク装置が処理した
データと最も長いデータとの長さの差分を、あるビット
パターンで埋めて、各データの長さを最も長いデータに
揃えるように作成するのが好ましい。

【００２０】

【作用】ディスク面上を複数のゾーンに分け、各ゾーン
毎にトラック当りのデータ容量を変えてデータを記録す
る方式では、各ゾーンのトラック当りのデータ容量は半
径に比例する。このため外周側のゾーン程トラック当り
のデータ容量は大きく、内周側になる程トラック当りの
データ容量は小さくなる。したがって、リード/ライト
ヘッドの位置するゾーンと、シリンダアドレスによりリ
ード/ライトヘッドを移動するシークの向きとをディス
ク装置毎、あるいはディスク装置のグループ毎に異なら
せることにより上位側から指定されるアドレスによるア
クセス時間の差を小さくすることができる。また、複数
のデータ格納用のディスク装置のそれぞれのリード/ラ
イトヘッドの位置するゾーンのトラック当りのデータ容
量の総和が、リード/ライトヘッド位置の如何によら
ず、一定になるよう各ゾーンのトラック当りのデータ容
量を設定することにより、アレイディスク装置全体とし
て１回に処理するデータ量を、リード/ライトヘッド位
置の如何によらず、一定にすることが可能になる。

【００２１】これにより、アレイディスク装置の処理性
能の低下を招いたりすることなく、しかも従来の汎用大
型計算機のＯＳをそのまま使用することが可能になる。

【００２２】また本発明では上記のように、リード/ラ
イトヘッドの位置するゾーンが、例えばディスク装置に
より異なるようにしてデータの並列処理をしている。し
たがってデータの並列処理のためのデータの分割は、そ
れぞれのディスク装置のリード/ライトヘッドが位置す
るゾーンにおいて、同一時間に処理できるデータ量の比
に分割することにより、トラック毎のデータ容量はリー
ド/ライトヘッドの位置の如何によらず常に一定とな
り、従来の汎用大型計算機のＯＳがそのまま使用可能に
なる。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の一実施例のアレイディスク装
置の構成図である。

【００２４】１はアレイディスク装置であり、アレイデ
ィスクコントローラ２とアレイディスクユニット３によ
り構成されている。４は、アレイディスク装置１のホス
トとなるＣＰＵである。アレイディスクコントローラ２
はさらに、コマンド解読部１２、データ分割部１４、及
びＥＣＣ生成部１５を有するデータコントロールユニッ
ト（ＤＣＵ）５、データバッファ（ＤＢ）６、データ復
元部７、及びＣＰＵ４との間で入出力要求及びデータの
通信を行うインタフェースコントロールユニット１１を
含んで構成されている。また、アレイディスクユニット
３は、複数のデータ格納用のディスク装置（以下、デー
タドライブという）８、及びＥＣＣ格納用のディスク装
置（以下、ＥＣＣドライブという）９を有している。

【００２５】ＣＰＵ４から転送されてきたデータは、図
２に示すように、データ分割部１４の制御のもとで、例
えば、データ，，，と所定のデータ長に４分割
される。ＥＣＣ生成部１５は、この分割された４つのデ
ータからＥＣＣを作成する。４分割されたデータとＥＣ
Ｃは一旦データバッファ６に格納された後、コマンド解
読部１２の制御の下、それぞれデータドライブ８及びＥ
ＣＣドライブ９に格納される。なお、後で説明するよう
に、本実施例において１回のリード／ライトで使用され
るＥＣＣドライブ９はどちらか１台であるため、図２で
はＥＣＣドライブ９を１台のみ示している。

【００２６】本実施例では、ＥＣＣは図３に示すよう
に、分割したデータ，，，の互いに対応するビ
ットが構成するグループ（パリティグループ）により作
成されるパリティビットとする。図３の例では、パリテ
ィグループ内の１となるビットの数が奇数個となるよう
にＥＣＣを生成している。すなわち、ビットデータ，
，，の各対応するビットが奇数個の１を有すると
きはＥＣＣを０、データ，，，が偶数個の１を
有するときはＥＣＣを１としている。ＥＣＣをこのよう
に生成してＥＣＣドライブ９に格納しておけば、データ
再生時に各データドライブ８からのデータ，，，
とＥＣＣドライブ９からのＥＣＣが構成するパリティ
グループ内の１となるビットの数が奇数個とならない場
合、そのパリティグループ内のビットに誤りが有ること
がわかり、アレイディスクユニット３内のデータドライ
ブ８またはＥＣＣドライブ９のいずれかに障害が発生し
たことを検知することができる。

【００２７】アレイディスク装置１からデータを読み出
す場合は、ＣＰＵ４からデータを転送する場合とは逆
に、各データドライブ８からデータ，，，、Ｅ
ＣＣドライブ９からＥＣＣを読み出し、ＤＢ６に一端格
納する。その後、ＤＣＵ５のデータ分割部１４の制御の
下で、各データを組み合わせて一つのデータに再編成
し、ＣＰＵ４に転送する。

【００２８】アレイディスク装置１からデータを読み出
す場合は、ＣＰＵ４からデータを転送する場合とは逆
に、各データドライブ８からデータ，，，、Ｅ
ＣＣドライブ９からＥＣＣを読み出し、ＤＢ６に一端格
納する。その後、ＤＣＵ５のデータ分割部１４の制御の
下で、各データを組み合わせて一つのデータに再編成
し、ＣＰＵ４に転送する。

【００２９】データ復元部７は、例えば、データドライ
ブ９の内の１台に障害が発生し、その内部のデータが読
み出せなくなった場合、正常なデータドライブ８から読
み出したデータとＥＣＣドライブ９から読み出したＥＣ
Ｃとを用い、障害ドライブ内のデータを復元してＤＢ６
の該当部分に格納する。

【００３０】アレイディスクユニット３内の各データド
ライブ８とＥＣＣドライブ９の回転は同期させ、パラレ
ルに処理する。これにより、ＣＰＵ４からはあたかも一
台のディスク装置に対し処理しているようにタイミング
の制御を行う。

【００３１】図４には、データドライブ８、またはＥＣ
Ｃドライブ９として用いられるディスク装置の内部構造
を示す。

【００３２】ディスク装置内には、記録媒体となる複数
のディスク２１が一本の軸２７を中心として回転するよ
うに設けられている。各ディスク２１上では、同心円状
のトラック２８にデータが記録される。本実施例では、
図５に示すように、ディスク２１上を４つのゾーンに分
け、各ゾーン毎にトラック２８に記録できるデータの容
量を変え、全てのトラック２８におけるデータの記録密
度がほぼ等しくなるようにされている。

【００３３】ディスク２１上のデータを読み書きするリ
ード／ライトヘッド２２はアクチュエータ２３に取り付
けられており、１枚のディスク２１のデータ記録面に対
して少なくとも１個設けられる。これらのリード／ライ
トヘッド２２は、アクチュエータ２３によりディスク２
１上のトラック２８に対し同時に位置決めされる。以
下、ヘッドの位置決め動作をシーク動作という。１回の
シーク動作でアクセスすることのできるトラックの集合
がシリンダであり、各シリンダに対してシリンダアドレ
スが付けられている。このシリンダアドレスは、図６に
示すように、ディスクへの記録情報が記録されているト
ラック上のホームアドレス部にヘッドアドレス等ととも
に記録されている。

【００３４】ディスク２１上にデータを書き込み、ある
いは読みだす場合、アレイディスクコントローラ２は、
ＣＰＵ４からのコマンドをコマンド解読部１２で解析
し、アレイディスクユニット３の各ディスク装置８、９
にアクセス命令を発行する。アレイディスクユニット３
内の各ディスク装置８、９は、アクセス命令で指定され
たヘッドアドレスに対応したヘッドをヘッドセレクタ２
４で選択し、アクチュエータ２３によりシリンダアドレ
スに対応したトラックまでシーク動作を行なう。その
後、パスセレクタ２６でホストとのパスを選択し、リー
ド／ライト回路２５によりデータの読み書きを行なう。

【００３５】本実施例においては、アレイディスクユニ
ット３内の各データドライブ８を２つのグループに分け
ている。グループ１（データドライブ＃１、データドラ
イブ＃２）はディスク２１の外周から内周に向けて順に
シリンダアドレスが付され、グループ２（データドライ
ブ＃３、データドライブ＃４）は、ディスク２１の内周
から外周に向けて順にシリンダアドレスが付されてい
る。なお、本実施例ではＥＣＣドライブを２台設け、Ｅ
ＣＣドライブ＃１にはグループ１のデータドライブと同
様にシリンダアドレスが付けられ、ＥＣＣドライブ＃２
にはグループ２のデータドライブと同様にシリンダアド
レスが付けられている。

【００３６】このようにしておくことにより、アレイデ
ィスクユニット３に対し、ＤＣＵ５からアレイディスク
ユニット３を構成する各データドライブ８に対し、同一
のシリンダアドレスへのアクセス命令を発行した場合で
も、グループ１、２においてアクセスするゾーンを異な
らせることができる。例えば、図７に示すように、グル
ープ１がゾーン１をアクセスした場合、グループ２はゾ
ーン４をアクセスし（パターン１）、グループ１がゾー
ン２をアクセスした場合、グループ２はゾーン３をアク
セスする（パターン２）。同様に、グループ１がゾーン
３をアクセスした場合、グループ２はゾーン２をアクセ
スし（パターン３）、グループ１がゾーン４をアクセス
した場合、グループ２はゾーン１をアクセスする（パタ
ーン４）。

【００３７】このように、ディスク装置のグループによ
りアクセスするゾーンを変えた場合、各ゾーンにおける
トラック内のデータ容量について以下に示す。

【００３８】ゾーン１から４までの各トラックのデータ
容量をＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４としたときに、Ｃ１＋Ｃ
４とＣ２＋Ｃ３とが等しくなるように各ゾーンのトラッ
ク容量を設定する。このように各ゾーンにおけるトラッ
ク容量を設定すると、ゾーン１から４のそれぞれにおい
て、単位時間（ｔ）当りに読み書きできるデータ量ｄ
１，ｄ２，ｄ３，ｄ４の間にはｄ１＋ｄ４＝ｄ２＋ｄ３
なる関係が成立する。従って、図８に示すように上記パ
ターン１から４の各パターン相互で、単位時間当りに読
み書きできるデータの量を一定にすることができる。

【００３９】次に、本実施例におけるデータの分割方法
について説明する。

【００４０】本実施例におけるデータ分割の仕方には、
図９に示すような２つのパターンがある。パターン１
は、グループ１または２のどちらかがゾーン１内のトラ
ックをアクセスし、残りのグループがゾーン４内のトラ
ックをアクセスするような場合である。パターン２はグ
ループ１または２のどちらかがゾーン２内のトラックを
アクセスし、残りのグループがゾーン３内のトラックを
アクセスするような場合である。

【００４１】データの分割は、ＤＣＵ５のコマンド解読
部１２において上位側から指定されたシリンダアドレス
をもとに、アクセスするゾーンがパターン１あるいはパ
ターン２のいずれとなるかを判断する。この判断に基づ
いてデータ分割部１４はＣＰＵ４から転送されたデータ
を分割する。

【００４２】例えば、各ゾーンにおけるトラック当りの
データ容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４をそれぞれ、６０，
５０，４０，３０ＫＢとした場合、それぞれのゾーンで
単位時間内に読み書きできるデータ量ｄ１，ｄ２，ｄ
３，ｄ４の比は、６：５：４：３となる。ＣＰＵ４から
転送されたデータはこの比に従って分割すればよい。こ
の場合において、９０ＫＢのデータの書き込み要求が発
行され、上位側から指定されたシリンダアドレスより、
グループ１のゾーン１、グループ２のゾーン４に書き込
むパターン１であると判断された場合は、グループ１即
ちデータドライブ＃１、＃２のゾーン１に書き込むデー
タの量Ｄ１は３０ＫＢ、グループ２即ちデータドライブ
＃３、＃４のゾーン４に書き込むデータの量Ｄ４は１５
ＫＢとなる。図１０（ａ）に示すように、上位から転送
されてきたデータをデータ分割部１４の制御のもと、バ
イト単位でデータ、、、と振り分けＤＢ６に格
納していく。ことのき同時にＥＣＣ生成部１５でＥＣＣ
を作成し、同様にＤＢ６に格納していく。

【００４３】このようにバイト単位でデータを振り分け
を行ない、図１０（ｂ）に示すように、データ、に
振り分けられたデータがそれぞれ１５ＫＢのデータとな
った後は、データ、へのデータの振り分けを止め、
データ、のみに残りのデータを振り分けていく。

【００４４】アレイディスクユニット３からデータを読
み出す場合は、逆にアレイディスクユニット３からパラ
レルに転送されてきたデータをＤＢ６に一旦格納し、デ
ータ分割部１４においてバイト単位でデータ、、
、を組み立てＣＰＵ４へ転送していく。データ、
からそれぞれ１５ＫＢのデータが供給された後は、デ
ータ、のみからデータを組み立てていく。

【００４５】グループ１のゾーン４、グループ２のゾー
ン１にデータを書き込む場合も、先の場合と同様にＣＰ
Ｕ４から転送されたデータをデータ、、、に振
り分けＤＢ６に格納していき、データ、にそれぞれ
に１５ＫＢのデータを振り分けた後は、データ、の
みにデータを振り分けていく。アレイディスクユニット
３からデータを読み出す場合もアレイディスクユニット
３からパラレルに転送されてきたデータをＤＢ６内にお
いてバイト単位でデータ、、、を組み立ててい
き、データ、からそれぞれ１５ＫＢのデータが供給
された後は、データ、のみからデータを組み立てて
いく。

【００４６】データの分割の方法がパターン２となる場
合についてもパターン１と同様に処理が行なわれる。こ
の場合例えばグループ１のゾーン２、グループ２のゾー
ン３にデータを書き込むとすると、グループ１即ちデー
タドライブ＃１及びデータドライブ＃２のゾーン２に記
録されるデータは２５ＫＢ、グループ２即ちデータドラ
イブ＃３及びデータドライブ＃４のゾーン３に記録され
るデータは２０ＫＢとなる。

【００４７】図９のパターン１、またはパターン２のよ
うに分割されたデータについて図３に示すようなＥＣＣ
を作成した場合、図９に示すように、ＥＣＣの長さは分
割したデータの中で最も長いデータに等くなる。つま
り、図９中に示すようにＥＣＣのデータ量は、パターン
１ではゾーン１に書き込まれるデータの量Ｄ１に等しく
なり、パターン２ではゾーン２に書き込まれるデータの
量Ｄ２に等しくなる。

【００４８】そこで、ＥＣＣを作成する場合、図９の斜
線で表わされる部分にデータの分割がパターン１となる
ときにはＤ１とＤ４の差の分、また、パターン２となる
ときにはＤ２とＤ３の差の分だけ、あるビットパター
ン、例えば、図１０（ｂ）に示すように、斜線を施した
部分をすべて０で構成されたビット列によるビットパタ
ーン等で埋めてＥＣＣを作成する。ＥＣＣ生成部１５
は、このように分割したすべてのデータの長さを最も長
いデータの長さと等しくしてＥＣＣを生成する。このよ
うに作成されたＥＣＣは、ＥＣＣドライブ９に格納され
る。

【００４９】本実施例では上記のようにＥＣＣを作成す
るため、作成されるＥＣＣの量はゾーン１に記録される
データの量Ｄ１またはゾーン２に記録されるデータの量
Ｄ２のどちらかに等しいものとなる。そこで、これらＥ
ＣＣをデータの格納と同じタイミングで格納するには、
ＥＣＣドライブ９を２台用意しておく必要がある。

【００５０】例えば、グループ１がゾーン１、グループ
２がゾーン４をアクセスする場合ＥＣＣの量はＤ１とな
り、ＥＣＣドライブ＃１のゾーン１にＥＣＣを書き込
む。また、グループ１がゾーン２、グループ２がゾーン
３をアクセスする場合、ＥＣＣの量はＤ２となり、ＥＣ
Ｃドライブ＃１のゾーン２にＥＣＣを書き込む。グルー
プ１がゾーン３、グループ２がゾーン２をアクセスする
場合はＥＣＣドライブ＃１はゾーン３をアクセスするた
めデータ量Ｄ２のＥＣＣを書き込むにはデータ容量が不
足する。そこで、ＥＣＣを格納するドライブをＥＣＣド
ライブ＃２に切り換え、ＥＣＣドライブ＃２のゾーン２
にＥＣＣを書き込む。同様にグループ１がゾーン４、グ
ループ２がゾーン１をアクセスする場合はＥＣＣドライ
ブ＃２のゾーン１にＥＣＣを書き込む。

【００５１】以上のように各ゾーンのトラック容量を設
定し、グループ１、２ごとにアクセスするゾーンを変え
ることにより、図８に示すように、同一時間内に処理で
きるデータ量を各ドライブのアクセスするゾーンによら
ず常に一定とすることができる。

【００５２】本実施例ではアレイディスク装置８内のデ
ータドライブ９の数を４台にしたが、台数によらず実現
可能であることは明らかである。

【００５３】なお、本実施例ではＥＣＣドライブとして
専用のディスク装置を２台有する場合を例示したが、Ｅ
ＣＣドライブへのアクセスをデータドライブへのアクセ
スとは独立に扱うようにすることにより、ＥＣＣ専用の
ディスク装置を１台のみにすることも可能である。

【００５４】以上説明した第１の実施例ではＥＣＣドラ
イブ９のゾーン３及び４は、使用されないこととなり、
ディスク装置の記録領域に無駄を生じている。そこで、
データの分割の方法を変え、全ての記録領域を有効に活
用できるようにした第２の実施例について以下に説明す
る。

【００５５】図１１に第２の実施例であるアレイディス
ク装置の構成図を示す。図１１のアレイディスク装置
は、アレイディスクユニットを構成するディスク装置の
うちＥＣＣ書き込み用のＥＣＣドライブ９を省略した他
は、図１のアレイディスクと同じ構成のものである。本
実施例では、アレイディスクユニット３ａ内のディスク
装置８ａの一部をデータとＥＣＣの兼用とすることによ
り、第１の実施例のようにディスク装置内にデータ（Ｅ
ＣＣ）の読み書きがされない無駄な領域が生じることを
なくしている。

【００５６】本実施例でも先に説明した第１の実施例と
同様に、アレイディスクユニット３ａ内の各ディスク装
置８ａを、２グループに分け、グループ１（ディスク装
置＃１、ディスク装置＃２）は外周から内周に向かって
順にシリンダアドレスを付け、グループ２（ディスク装
置＃３、ディスク装置＃４）は逆に内周から外周に向か
って順にシリンダアドレスを付ける。本実施例では、ゾ
ーン１から４までの各トラックのデータ容量をＣ１，Ｃ
２，Ｃ３，Ｃ４とした場合に、Ｃ１＋Ｃ４×２＝Ｃ２＋Ｃ３×２を満たすように各ゾーンのトラックのデータ容量を設定
する。これによりアレイディスクユニット３ａでは、デ
ィスク面上のリード／ライトヘッドの位置によらず同一
時間内に処理できるデータ量を一定とすることができ
る。

【００５７】このようにトラック当りのデータ容量を設
定したことにより、ＣＰＵ４から転送されてきたデータ
を図１２に示すような２パターンで３つのデータに分割
する。

【００５８】図１２に示すような２パターンで３つに分
割されたデータについて、第１の実施例と同様の方法で
ＥＣＣを作成した場合、ＥＣＣのデータ量は分割したデ
ータの中で最も大きなデータの量に等くなる。

【００５９】つまり、データの分割がパターン１である
ときはＥＣＣの容量はＤ１に等しくなり、パターン２で
あるときはＤ２に等しくなる。ＥＣＣ生成部１５では、
図１０に斜線で表わした部分、即ちパターン１ではＤ１
とＤ４の差の部分、パターン２ではＤ２とＤ３の差の部
分をある特定のビットパターン、例えばすべて０で構成
されたビット列によるビットパターンで埋め、分割した
データの長さをすべて等しくしてＥＣＣを作成する。

【００６０】次に、アレイディスクユニット３ａ内の各
ディスク装置８ａのアクセスの様子を図１３および図１
４に示す。以下、図１３および図１４を用いて各状態に
おけるデータ、ＥＣＣの書き込み動作について説明す
る。

【００６１】図１３の状態１には、ディスク装置＃１，
＃２ではリード／ライトヘッド２２がゾーン１にあり、
ディスク装置＃３，＃４ではリード／ライトヘッド２が
ゾーン４にある場合を示す。この状態は、データの分割
が図１１のパターン１となる場合である。分割された３
つのデータのうち、データ量Ｄ１のデータはディスク装
置＃１のゾーン１に書き込み、データ量Ｄ４のデータは
ディスク装置＃３とドライブ＃４それぞれのゾーン４に
書き込む。このとき、作成されたＥＣＣはその量がＤ１
に等しいのでディスク装置＃２のゾーン１に書き込まれ
る。

【００６２】図１３の状態２は、ディスク装置＃１，＃
２ではリード／ライトヘッド２２がゾーン２にあり、デ
ィスク装置＃３，＃４ではリード／ライトヘッド２２が
ゾーン３にある場合を示している。この場合は、データ
は図１２のパターン２のように分割される。分割された
データのうち、データ量がＤ２となるデータはディスク
装置＃１のゾーン２に書き込み、データ量がＤ３となる
データはディスク装置＃３とディスク装置＃４それぞれ
のゾーン３に書き込む。このとき、作成されたＥＣＣの
データ量はＤ２に等しくなるので、ディスク装置＃２の
ゾーン２に書き込めばよい。

【００６３】一方、図１４の状態３に示すように、ディ
スク装置＃１，＃２ではリード／ライトヘッド２２がゾ
ーン４にあり、ディスク装置＃３，＃４ではリード／ラ
イトヘッド２２がゾーン１にある場合、ＣＰＵ４から転
送されてきたデータは、図１２のパターン１のように分
割される。分割されたデータのうち、データ量がＤ１で
あるデータはディスク装置＃４のゾーン１に書き込ま
れ、データの量がＤ４であるデータはディスク装置＃１
とディスク装置＃２のゾーン４に書き込まれる。このと
き、ＥＣＣ生成部１５で作成されるＥＣＣのデータ量は
Ｄ１と等しくり、ディスク装置＃３のゾーン１に書き込
まれる。図１３に示した状態１、２ではＥＣＣが書き込
まれたディスク装置＃２は、図１４に示す状態３、およ
び次に説明する状態４ではデータ書き込み用のディスク
装置となる。また、図１３に示した状態１、２ではデー
タ書き込み用のディスク装置であったディスク装置＃３
は、図１４に示す状態３、４ではＥＣＣ書き込み用のデ
ィスク装置となる。

【００６４】図１４の状態４は、ディスク装置＃１，＃
２ではリード／ライトヘッド２２がゾーン３にあり、デ
ィスク装置＃３，＃４ではリード／ライトヘッド２２が
ゾーン２にある場合を示している。この場合、ＣＰＵ４
からのデータは、図１２のパターン２のように分割され
る。分割されたデータのうち、データ量Ｄ２のデータは
ディスク装置＃４のゾーン２に書き込まれ、データ量Ｄ
３のデータはディスク装置＃１とディスク装置＃２それ
ぞれのゾーン３に書き込まれる。このとき、ＥＣＣ生成
部１５で作成されたＥＣＣは、その量がＤ２に等しくな
り、ディスク装置＃３のゾーン２に書き込まれる。

【００６５】以上のように本実施例では、ＥＣＣを書き
込むディスク装置を固定せず、リード／ライトヘッドの
移動にともなってにダイナミックに変えるものである。

【００６６】第１の実施例では、ＥＣＣドライブ９はゾ
ーン１、２しか使用せず、ＥＣＣドライブ９のゾーン
３、４にはデータ、ＥＣＣともに記録されておらず、無
駄な領域となっている。しかし本実施例ではＥＣＣを書
き込むディスク装置を固定せず、データ用のディスク装
置の一部にＥＣＣ用の領域を設け、ＥＣＣを書き込むデ
ィスク装置をダイナミックに変えて、すべてのゾーンの
使用を可能としている。なお、本実施例においても第１
の実施例と同様の効果が期待できることは明らかであ
る。また、グループの分け方、アレイディスク装置を構
成するディスク装置の台数にも制約はない。

【００６７】次に、本発明のさらに他の実施例について
説明する。

【００６８】先に説明した第１、第２の実施例では、Ｄ
ＣＵ５はディスクユニット内のディスク装置が実際にア
クセスするゾーン（シリンダ）を意識せずに、アレイデ
ィスクユニット内の各ディスク装置に同一のシリンダア
ドレスを指示し、ディスク装置のグループ毎に、シリン
ダアドレスの付け方を変えて異なるシリンダをアクセス
している。従って、第１、第２の実施例はアレイディス
クユニットにおいてシリンダアドレスの変換を行なって
いるということができる。これに対して、本実施例は、
ＤＣＵ５においてアドレス変換を行うものであり、図１
５に示すように、ＤＣＵ５のコマンド解読部１２内にア
ドレス変換部１３を有している。また、アレイディスク
ユニット３ｂを構成する全てのディスク装置８ｂのシリ
ンダアドレスは物理的に同一となるように付けられてい
る。例えば、全てのディスク装置に対し、シリンダアド
レスは、ディスクの外周側から内周側に向かって順に付
けられる。

【００６９】本実施例では、第２の実施例と同様にアレ
イディスクユニット３ｂ内の各ディスク装置を、２グル
ープに分ける。アレイディスクユニット３をアクセスす
る場合、コマンド解読部１２はＣＰＵ４からのコマンド
を解析するとともに、アドレス変換部１３でディスク装
置のグループごとにＣＰＵ４から転送されたシリンダア
ドレスをアドレス変換する。そして、ディスク装置のグ
ループごとにゾーンを変えてアクセスするようにアクセ
ス命令を発行する。

【００７０】アドレス変換部１３におけるアドレス変換
動作は、例えば、次のようにすればよい。ここで、各デ
ィスク装置のディスク面上に外周から内周に向って、０
から１０００までのシリンダアドレスがつけられている
とする。

【００７１】ＣＰＵ４からアレイディスク装置１に対し
シリンダアドレスＸへのアクセス命令が発行された場
合、ＤＣＵ５ではアドレス変換部１３において、グルー
プ１のシリンダアドレスを基準としてアドレス変換を行
なう。つまり、グループ１のシリンダアドレスをＣＰＵ
４から指定されたシリンダアドレスと一致させてアドレ
ス変換を行なう。従って、アドレス変換部１３はシリン
ダアドレスＸをそのままグループ１のシリンダアドレス
として求める。一方、グループ２のシリンダアドレス
は、シリンダアドレスの最大値である１０００からＣＰ
Ｕ４より転送されてきたシリンダアドレスを引くことに
より求める。従って、この場合アドレス変換部１３は、
１０００−Ｘをグループ２のシリンダアドレスとして求
める。

【００７２】コマンド解読部１２は、このようにして変
換されたシリンダアドレスを用いてグループ１、グルー
プ２に対しアクセス命令を発行する。このようにして、
グループ１に属するディスク装置８ｂに対してはシリン
ダアドレスＸ、グループ２に属するディスク装置８ｂに
対してはシリンダアドレス１０００−Ｘへのアクセス命
令を発行することによりそれぞれのグループ間でディス
ク上の異なるゾーンをアクセスすることができる。

【００７３】本実施例においても、アレイディスクユニ
ット３ｂ内の各ディスク装置８ｂに書き込むデータの分
割及びＥＣＣの生成、書き込みについては、先に説明し
た第２の実施例と同様に行なわれる。

【００７４】本実施例では、アレイディスクユニット３
内のディスクタドライブの数を４台とし、ＥＣＣ専用の
ＥＣＣドライブは設けないものを示したが、第１の実施
例のようにＥＣＣ書き込み専用のＥＣＣドライブを設
け、データ用のディスク装置とＥＣＣ用のディスク装置
とを分けた場合にも対応できることは明らかである。こ
の場合には、ＥＣＣドライブについてもデータドライブ
と同様の方法でアドレス変換を行なってアクセス命令を
発行すればよい。

【００７５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ア
レイディスク装置を構成するディスク装置にディスク上
を複数のゾーンに分け、このゾーン毎にトラック当りの
データ容量を変えたディスク装置を用いた場合であって
も、アレイディスク装置全体では、同一時間内に処理で
きるデータ量を均一化することができる。このため、ホ
ストから指示されるシリンダアドレスにより極端に処理
性能が変化することを防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1の実施例の構成を示す図である。

【図２】本発明の第1の実施例におけるデータ転送の様
子を示す図である。

【図３】ＥＣＣの生成方法の説明図である。

【図４】アレイディスクユニットを構成する各ディスク
装置の構造図である。

【図５】ディスク上のゾーン分けの様子を示す図であ
る。

【図６】ディスク上のトラックの構成を示す図である。

【図７】本発明におけるディスクアクセスの様子を示す
図である。

【図８】本発明のリード/ライトヘッド位置によるデー
タ量変化の説明図である。

【図９】第１の実施例のデータ分割パターンの説明図で
ある。

【図１０】各ディスク装置へのデータの振り分けの説明
図である。

【図１１】本発明の第２の実施例の構成を示す図であ
る。

【図１２】第２の実施例のデータ分割パターンの説明図
である。

【図１３】第２の実施例のシーク動作及びデータ記録の
説明図である。

【図１４】第２の実施例のシーク動作及びデータ記録の
説明図である。

【図１５】本発明の第３の実施例の構成を示す図であ
る。

【図１６】ディスクのゾーン毎にトラック当りのデータ
容量を変えたディスクドライブをアレイディスク装置に
適用したときの問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１…アレイディスク装置、２…アレイディスクコントロ
ーラ、３…アレイディスクユニット、４…ＣＰＵ、５…
データコントロールユニット、６…データバッファ、７
…データ復元部、８…データドライブ、９…ＥＣＣドラ
イブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 20/10 - 20/16 G06F 3/06 - 3/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のトラックを備えかつディスク面が複
数のゾーンに分割された記録媒体と、リード／ライトヘ
ッドと備えたディスク装置を複数備え、ホストシステム
との間で転送されるデータを前記複数のディスク装置に
同時に読み書きするアレイディスク装置であって、前記複数のゾーンは各々トラック当たりのデータ容量が
異なり、前記ホストシステムから指定されるシリンダアドレスに
基づいて、前記複数のディスク装置に搭載されたリード
／ライトヘッドの各々が位置付けされるトラックのデー
タ容量の複数のディスク装置間における和が、前記シリ
ンダアドレスによらず一定となるように、前記ディスク
装置に搭載されたリード／ライトヘッドの各々を所定の
トラックに位置付けする手段と、前記ホストシステムからの出力要求に応じて、前記ホス
トシステムから転送されたデータを複数のデータに分割
し前記複数のディスク装置のそれぞれに同時に書き込む
手段と、前記ホストシステムからの入力要求に応じて前記複数の
ディスク装置から複数のデータを同時に読みだし前記ホ
ストシステムに転送すべきデータを再生する手段と、前記分割されたデータのうちデータ長の最も長いデータ
のデータ長にあわせてエラーコレクションコードを作成
する手段と、前記エラーコレクションコードを記録する
手段とを有することを特徴とするアレイディスク装置。
【請求項２】請求項１に記載のアレイディスク装置にお
いて、前記エラーコレクションコードを作成する手段
は、分割されたデータのそれぞれについて、データ長の
最も長いデータとのデータ長の差分を所定のビットで埋
めて前記エラーコレクションコードを生成することを特
徴とするアレイディスク装置。
【請求項３】請求項１に記載のアレイディスク装置にお
いて、データが記録される前記複数のディスク装置の中
に前記エラーコレクションコードを記録するディスク装
置を兼ねたディスク装置を含むことを特徴とするアレイ
ディスク装置。
【請求項４】複数のトラックを備えかつディスク面が複
数のゾーンに分割された記録媒体と、リード／ライトヘ
ッドと備えたディスク装置を複数備え、前記ゾーン毎の
トラック当たりのデータ容量が異なり、ホストシステム
との間で転送されるデータを前記複数のディスク装置に
同時に読み書きするアレイディスク装置の制御方法にお
いて、前記ホストシステムから入出力要求及び書き込みデータ
を受け、前記ホストシステムからの入出力要求を解読
し、前記複数のディスク装置に搭載されたリード／ライトヘ
ッドの各々が位置付けされるトラックのデータ容量の複
数のディスク装置間における和が前記シリンダアドレス
によらず一定となるように前記ディスク装置に搭載され
たリード／ライトヘッドの各々を所定のトラックに位置
付けし、前記ホストシステムから転送されたデータを複数のデー
タに分割し、前記データの分割により分割されたデータのうちデータ
長の最も長いデータ長にあわせてエラーコレクションコ
ードを生成し、前記分割されたデータを同時に前記複数のディスク装置
のそれぞれに書き込み、更に前記エラーコレクションコ
ードは前記複数のディスク装置の一部のディスク装置に
書き込むことを特徴とするアレイディスク装置の制御方
法。
【請求項５】請求項４に記載のアレイディスク装置の制
御方法において、前記エラーコレクションコードを生成
するステップは、分割されたデータのそれぞれについ
て、データ長の最も長いデータとのデータ長の差分を所
定のビットで埋めるステップを有することを特徴とする
アレイディスク装置の制御方法。
【請求項６】請求項５に記載のアレイディスク装置の制
御方法において、前記エラーコレクションコードの書き
込みを前記分割されたデータの書き込みと同時に行なう
ことを特徴とするアレイディスク装置の制御方法。