JP3668922B2 - システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、システムに関し、さらに詳しくは、低コスト化と高速化とを可能とするシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
(1) ＲＡＩＤ
ディスクアレイは、複数のディスク装置を並列に動作させることで高速化を実現する技術である。しかし、ディスク装置をｎ（＞１）台並べた場合、その故障確率はｎ倍に悪化する。そこで、高速化と高信頼化を両立するための技術として、「ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）」が知られている。なお、ＲＡＩＤについての詳細は、"A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID) "; In Proc. ACM SIGMOD, June 1988（カリフォルニア大学バークレー校発行）に述べられている。
【０００３】
ＲＡＩＤは、複数のディスク装置を並列に動作させることにより、高速化を実現する。また、パリティと呼ぶ冗長データをパリティ用ディスク装置に格納しておき、データを格納するデータ用ディスク装置の１台が故障したときに、その故障したデータ用ディスク装置のデータを他のデータ用ディスク装置のデータとパリティ用ディスク装置のパリティとから復元することにより、高信頼化を実現する。ＲＡＩＤは、そのパリティの格納の方法によりレベル１からレベル５まである。
【０００４】
図１３に、レベル４のＲＡＩＤのデータ配置図の一例を示す。
この例では、ディスク装置が５台で、そのうちの４台がデータ用ディスク装置２００〜２０３、１台がパリティ用ディスク装置２０４とすると、データを所定単位のデータブロックＤ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に分解し、データ用ディスク装置２００、データ用ディスク装置２０１、データ用ディスク装置２０２、データ用ディスク装置２０３の順に分散して格納する。これらデータブロックのことをストライプと称し、この分散する制御のことをストライピングと称する。
さらに、ストライプＤ０〜Ｄ３の排他的論理和を計算し、パリティＰ０を生成し、パリティ用ディスク装置２０４に格納する。一つのパリティを生成するための同一列のストライプ及びパリティをパリティグループと称する。レベル４の外、レベル３，５が上記と同一の方法でパリティを生成する。
なお、ＲＡＩＤを構成するディスク装置群のことをＲＡＩＤグループと称する。
【０００５】
たとえば、データ（Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を読み出したいときにデータ用ディスク装置２００が故障した場合には、データＤ１，Ｄ２，Ｄ３とパリティＰ０を読み出し、これらの排他的論理和を計算し、データＤ０を復元する。
【０００６】
(2) ディスクアレイコントローラ
上記のようなＲＡＩＤ型ディスクアレイを実現するためには、ホスト（ホストコンピュータ）からのリード／ライト要求を各ディスク装置へのリード／ライト要求に変換し、ライト時にはデータを各ディスク装置へ分散し、リード時には各ディスク装置からデータを集合するデータ分散・集合制御を行う必要がある。また、パリティを計算するパリティ生成制御を行う必要がある。これらの制御を行うため、通常、ホストと複数のディスク装置の間に、ディスクアレイコントローラと呼ぶディスクアレイ制御装置を設ける。
【０００７】
図１４に、従来の計算機システムの第１例を示す。
この計算機システム５００は、ホスト３と、ディスクアレイ４とを備えてなる。３１は、ホスト３とディスクアレイコントローラ４を接続するホストインターフェースである。
【０００８】
ディスクアレイ４は、ディスクアレイコントローラ１と、ディスク装置２００〜２０４を備えてなる。２１０〜２１４は、ディスクアレイコントローラ１とディスク装置２００〜２０４を接続するディスクインタフェースである。
【０００９】
ディスクアレイコントローラ１は、ディスクアレイコントローラ全体の制御を司る中央制御手段１０と、データ分散・集中のために一時的にデータを格納するとともにキャッシュとして使用するためのデータキャッシュ手段１１と、ホストインタフェース３１に対する制御を行うホストＩ／Ｆコントローラ１２０と、ディスクインタフェース２１０〜２１４を制御するディスクＩ／Ｆコントローラ１３０〜１３４を備えてなる。
【００１０】
ホストインタフェース３１およびディスクインタフェース２１０〜２１４には、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）が使われている。そこで、このようなディスクアレイのことをＳＣＳＩ型ディスクアレイと称することにする。
【００１１】
(3) Fibre Channel
近年、ＳＣＳＩに対して性能が高く、接続距離が長いFibre Channel（以下、ＦＣと略記する）が登場してきた。
Fibre Channelは、ホストとディスクアレイを１対１で接続するポイント−ポイントトポロジの外に、複数のホストおよびディスクアレイをループ構成で接続するループトポロジ、さらには、ファブリックと呼ぶスイッチ装置を用い、ポイント−ポイントやループの任意の組み合わせで大規模なネットワークを組むことができるスイッチトポロジの３つの形態をとることができる。
特に、ループトポロジは、ＦＣ-ＡＬ（FibreChannel−Arbitrated Loop）と呼ばれ、複数のホストと複数のストレージを相互に接続するネットワークであるＳＡＮ（Storage Area Network）を容易に構築できる。
また、ＦＣ-ＡＬは、ディスク装置インタフェース２１０〜２１４にも使用されるようになってきた。ＦＣ-ＡＬは、ＳＣＳＩに対する性能、接続距離の長所に加え、ディスク装置の活線挿抜が可能、ディスク装置の接続台数が１ループあたり１２６台と多い、シリアルケーブルなので引き回しが容易、などの長所を備えており、ディスク装置インタフェースに適用するために好ましい機能を備えている。
【００１２】
(4) ＦＣ型ディスクアレイ
図１５に、従来の計算機システムの第２例を示す。
この計算機システム６００は、ホストインタフェース３１にＦＣ−ＡＬを用いると共に、ディスクインタフェース１３にもＦＣ−ＡＬを用いた構成である。
ホストホストインタフェース３１には、複数台のホスト３、３ａ、３ｂが接続しており、同様に複数台のディスクアレイ４、４ａも接続している。
ディスクアレイ４のディスクアレイコントローラ１は、１つのディスクインタフェース１３に複数台のディスク装置２００〜２０４が接続するループ構成である。ディスクインタフェース１３を制御するディスクＩ／Ｆコントローラ１３０も１つである。このようなディスクアレイを、ＦＣ型ディスクアレイと称することにする。
【００１３】
Fibre Channelをホストインタフェースに使う例は、”日経エレクトロニクス 1994.7.4 (no.612)号 特集「ポストSCSIの設計思想を探る。三つの新インタフェースを比較」p.128”に示されている。
また、Fibre Channelをディスクインタフェースに使う例は、同資料p.131に示されている。
【００１４】
(5) マルチポートＩ／Ｆ
図１４に示すＳＣＳＩ型ディスクアレイ４の場合、ＲＡＩＤグループを構築する複数のディスク装置２００〜２０４を１台ずつ異なるディスクインタフェース２１０〜２１４に接続することで、１つのディスクインタフェースに障害が発生しても運転を継続できる。
また、ホストインタフェース３１も複数本用意し、同一のホスト３から複数のホストインタフェース３１を介してディスクアレイ４に接続すると、ホストインタフェース３１についても耐障害性を持たせることができる。
このように複数ホストインタフェース、複数ディスクインタフェースを持つ構成をマルチポートＩ／Ｆと称する。
これに対して、１つのホストインタフェース、１つのディスクインタフェースしか持たない構成をシングルポートＩ／Ｆと称する。
ＦＣ型ディスクアレイにおいても、耐障害性を持たせるためには、マルチポートＩ／Ｆ化する必要があり、各々２つずつＩ／Ｆを設ける。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
(1) コスト上昇の課題
ＦＣ型ディスクアレイ（図１５）は、ＳＣＳＩ型ディスクアレイ（図１４）を越える性能、機能を実現できる。
しかしながら、Fibre Channel用のＩ／Ｆ制御手段はＳＣＳＩ用のＩ／Ｆ制御手段に対し、非常に高価であるため、ホストインタフェースとディスクインタフェースの両方にFibre Channelを使用すると、ディスクアレイ制御装置のコストが上昇してしまう問題点がある。
この問題点は、Fibre Channelに限るものではなく、一般に、高速なインタフェースになるほど高価格になる傾向があるので、他の高速インタフェースでも同様の問題点がある。マルチポートＩ／Ｆ化すると、高コスト化はさらに助長される。
【００１６】
(2) 応答時間低下、技術的困難性の課題
従来のＦＣ型ディスクアレイ、ＳＣＳＩ型ディスクアレイのいずれにしても、ディスク装置からホストにデータをリードするときに、ディスク装置からディスクアレイ制御装置内部にデータの一部もしくは全部をバッファリングしてから、そのデータをホストに転送する。そのため、応答時間が低下する問題点がある。
また、ホストインタフェース、ディスクインタフェースともにFibre Channelとした場合、その両者の転送速度を各々１００ＭＢ／Ｓとすると、この帯域を最大限発揮したデータ転送を実現するためには、ディスクアレイ制御装置内部の転送速度は少なくとも２００ＭＢ／Ｓが必要となり、高速なデータバスが必要である。また、ディスク装置がＲＡＩＤの場合、データ転送と並行してパリティも生成する必要がある。そこで、ディスクアレイ制御装置内部のキャッシュメモリには、データ転送に必要な帯域の２００ＭＢ／Ｓに加え、さらに１００ＭＢ／Ｓの帯域が必要である。また、デュアルコントローラ構成にする場合、ホストからのデータを一方のディスクアレイコントローラが受信し、そのデータを他系のディスクアレイコントローラに転送する二重化ライトを行うので、キャッシュメモリには他系から転送されるのデータをライトする分の１００ＭＢ／Ｓの帯域がさらに必要である。以上より、１００ＭＢ／Ｓのホストインタフェース、ディスクインタフェースの一対あたり、データバスには２００ＭＢ／Ｓの転送帯域、キャッシュメモリには４００ＭＢ／Ｓの転送帯域が必要である。さらに、ホストインタフェースとディスクインタフェースをｎ対にマルチポートＩ／Ｆ化した場合、そのマルチポート分の性能を発揮させようとすると、データバス、キャッシュメモリは各々上記のｎ倍の転送帯域が必要である。このように、インタフェースの高速化やマルチポート化により、ディスクアレイ制御装置内部の転送速度は非常に高い転送帯域が必要になる。そのため、内部バスやキャッシュメモリの動作周波数の向上やビット数の拡大が必要になり、技術的難易度が上昇し、実現困難になる。また、実現可能な転送速度であってもコスト的に非常に高くなってしまう問題点がある。
【００１７】
そこで、本発明の第一の目的は、高速インタフェースを使用しても低コスト化を図ることが出来るシステムを提供することにある。
また、本発明の第二の目的は、応答性を改善でき、高速インタフェースの性能を最大限発揮することができ、かつ、ディスクアレイ制御装置内部の転送速度を低く押さえ、技術的にも容易に開発可能で、さらに低コスト化を図ることが出来るシステムを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、複数のディスク装置と、前記複数のディスク装置に対するデータのリード及びライトを制御するディスク制御装置とを有し、前記複数のディスク装置、及び前記ディスク制御装置は、ホストが接続されているホストインタフェースに接続され、前記ディスク制御装置と前記ホストとの間の通信、及び前記ディスク制御装置と前記複数のディスク装置との間の通信は、前記ホストインタフェースを介して実行され、前記ディスク制御装置は、前記ホストからコマンドを受信するホストコマンド制御手段と、前記ホストから受信したコマンドを解釈し、解釈結果に応じて、該コマンドに応じたデータの転送経路を選択する転送形態制御手段と、前記ホストから受信したコマンドで指定されたアドレスを、ディスク装置に対応するアドレスに変換するアドレス変換制御手段と、変換されたアドレスに基づいて、ディスク装置に対するディスクコマンドを生成するディスクコマンド制御手段と、ディスクコマンドを前記ホストインタフェースを介してディスク装置に発行するＩ／Ｆ制御手段とを有することを特徴とするシステムを提供する。
上記第１の観点によるシステムでは、ディスク制御装置とホストの間の通信を行うホストインタフェースを利用して、ディスク制御装置とディスク装置の間の通信をも行うため、インタフェースが１つで済み、高速インタフェースでも低コスト化を実現できる。特に、ディスク制御装置のＩ／Ｆ制御手段をホスト用およびディスク装置用として共用すれば、より低コスト化できる。
【００２０】
第２の観点では、本発明は、前記転送形態制御手段は、前記ホストから受信したコマンドがリードのときには、ディスク装置から前記ディスク制御装置にデータを転送し、次いで前記ディスク制御装置から前記ホストにデータを転送するノーマル転送を選択し、前記ホストから受信したコマンドがライトのときには、前記ホストから前記ディスク制御装置にデータを転送し、次いで前記ディスク制御装置からディスク装置にデータを転送するノーマル転送を選択することを特徴とする上記第１の観点のシステムを提供する。
上記第２の観点のシステムでは、従来のホストとディスク装置とを用いて、上記第１の観点のシステムを実施可能となる。
【００２１】
第３の観点では、本発明は、前記転送形態制御手段は、前記ホストから受信したコマンドがリードのときには、ディスク装置から前記ディスク制御装置を経由せずに前記ホストにデータを直接転送するダイレクト転送を選択し、前記ホストから受信したコマンドがライトのときには、前記ホストから前記ディスク制御装置を経由せずにディスク装置にデータを直接転送するダイレクト転送を選択することを特徴とする上記第１の観点のシステムを提供する。
上記第３の観点のシステムでは、ディスク制御装置を経由せずに、ホストとディスク装置の間でデータを直接転送するため、応答性を改善でき、高速インタフェースの性能を最大限発揮することができ、かつ、ディスク制御装置内部の転送速度を低く押さえることが出来る。よって、技術的に容易に開発可能となり、低コスト化できる。また、ディスク制御装置における処理負担を軽減できる。
【００２２】
第４の観点では、本発明は、前記ディスク制御装置は更にデータキャッシュ手段を有しており、前記転送形態制御手段は、前記ホストから受信したコマンドを解析し、更にキャッシュヒットミス判定を実行し、前記ホストから受信したコマンドがリードで且つキャッシュミスである場合には、ディスク装置から前記ディスク制御装置及び前記ホストの両方にデータを転送するマルチターゲットダイレクト転送を選択し、前記ホストから受信したコマンドがライトの場合には、前記ホストから前記ディスク制御装置及びディスク装置の両方にデータを転送するマルチターゲットダイレクト転送を選択することを特徴とする上記第１の観点のシステムを提供する。
上記第４の観点のシステムでは、ディスク制御装置を経由せずに、ホストとディスク装置の間でデータを直接転送するため、応答性を改善でき、高速インタフェースの性能を最大限発揮することができ、かつ、ディスク制御装置内部の転送速度を低く押さえることが出来る。よって、技術的に容易に開発可能となり、低コスト化できる。また、ディスク制御装置における処理負担を軽減できる。
また、データをディスク制御装置にも転送するため、キャッシュによる応答性の改善も期待できる。
さらに、ホストコマンドがライトのときにマルチターゲットダイレクト転送すれば、ディスク制御装置で迅速にパリティを生成可能となり、特にディスク装置がＲＡＩＤのときに有用となる。
【００２３】
第５の観点では、本発明は、前記ディスク制御装置は更にデータキャッシュ手段を有しており、前記転送形態制御手段は、前記ホストから受信したコマンドがリードで、且つキャッシュヒットの場合には、データキャッシュ手段から前記ホストにデータを転送する転送方法を選択し、前記ホストから受信したコマンドがリードで、且つキャッシュミスの場合には、ディスク装置から前記ディスク制御装置及び前記ホストの両方にデータを転送するマルチターゲットダイレクト転送を選択することを特徴とする上記第１の観点のシステムを提供する。
【００２４】
第６の観点では、本発明は、ホストと、複数のディスク装置と、前記複数のディスク装置へのデータのリード及びライトを制御するディスク制御装置とを有し、前記複数のディスク装置、及び前記ディスク制御装置は、前記ホストが接続しているインタフェースに接続しており、前記ディスク制御装置は、前記ホストから受信したリードコマンドで指定されたアドレスを、リード対象のデータが格納されている複数のディスク装置各々に対応するアドレスに変換するアドレス変換制御部と、変換されたアドレスに基づいて、リード対象のデータが格納されている複数のディスク装置各々へのディスクコマンドを生成するディスクコマンド制御部と、ディスクコマンドをディスク装置へ発行するＩ／Ｆ制御手段とを有し、前記ホストは、前記ディスク制御装置若しくは複数のディスク装置から分割されたリード対象のデータを前記インタフェースを介して受信する手段と、受信したデータを、前記ホストが有するメモリの予め定められたメモリアドレスに格納する手段とを有することを特徴とするシステムを提供する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２７】
［第一実施形態］（ノーマル転送の例）
第一実施形態では、本発明のディスクアレイが備える転送形態の一つである「ノーマル転送」と呼ぶ転送形態を説明する。
「ノーマル転送」は、ホストとディスクアレイコントローラ、およびディスクアレイコントローラとディスク装置の間でのみデータ転送を行なう転送形態である。これは従来のディスクアレイの転送形態と同一であるが、後述するようにホストインタフェースとディスクインタフェースを一つのインタフェースに統合した点が従来と異なっている。
【００２８】
(1) ディスクアレイの構成
図１に、第一実施形態の計算機システムの構成例を示す。
この計算機システム１００は、ホスト３と、ホストインタフェース３１と、ディスクアレイ４とを具備している。
ホストインタフェース３１は、ＦＣ−ＡＬである。
ディスクアレイ４は、ディスクアレイコントローラ１と、ディスク装置２００〜２０４（これらを総称してディスク装置２と表現する）を具備している。図１では簡略化して表現しているが、ディスク装置２００〜２０４は、ホストインタフェース３１に接続している。
(2) ディスクアレイコントローラの構成
ディスクアレイコントローラ１は、中央制御手段１０と、データキャッシュ手段１１と、Ｉ／Ｆ制御手段１２と、パリティ演算手段１４と、内部バス１５とを具備している。
前記Ｉ／Ｆ制御手段１２は、ホスト３との通信に用いるときにはＩ／Ｆ制御手段１２をターゲットモードにし、ディスク装置２との通信に用いるときにはＩ／Ｆ制御手段１２をイニシエータモードに切り替える制御を行うイニシエータ／ターゲット切り替え部１２１を備えている。
【００２９】
前記中央制御手段１０は、ＭＰＵ(Micro Processing Unit）を用いて実現している。そして、各種制御部は、ＭＰＵで動作する制御プログラムで実現している。
図２に、中央制御手段１０の構成を示す。
中央制御手段１０は、Ｉ／Ｆ制御手段１２の操作を行いホスト３からコマンドを受信する等のホスト３との通信を行うホストコマンド制御部１０１と、受信したホストコマンドを解析しキャッシュのヒットミス判定やアクセスのシーケンシャル性判定などを行いコマンド毎にホスト３とディスクアレイコントローラ４とディスク装置２の間の転送の経路等のデータ転送形態を決定する転送形態制御部１０２と、ホストコマンドに格納されたディスクアレイ４への論理アドレスからディスク装置２への物理アドレスに変換するアドレス変換制御部１０３と、ディスクコマンドを生成しＩ／Ｆ制御手段１２の操作を行いディスク装置２にコマンドを発行する等のディスク装置２との通信を行うディスクコマンド制御部１０４とを具備している。
【００３０】
なお、上記において、ディスク装置２のアドレスを物理アドレスと称したが、一般に、Fibre ChannelをＩ／Ｆとするディスク装置は論理的なアドレス（ＬＢＡ：ロジカルブロックアドレス）を用いて操作する。しかし、ここでは、ホスト３からディスクアレイ４を１台のディスク装置と見なしてアクセスするために用いるアドレスを論理アドレスと呼び、ディスク装置２をアクセスするために用いるディスク装置のアドレスを物理アドレスと呼んで、両者を区別することにする。
【００３１】
また、前記転送形態制御部１０２は、第一実施形態でも使用しているが、「ノーマル転送」のみで動作する場合は省略可能である。
【００３２】
(3) ホストとディスク装置の構成
図１に戻り、ホスト３は、ディスクアレイコントローラ１を接続するホストＩ／Ｆ制御手段３２を具備している。なお、ホスト３は、ホスト転送形態制御手段３３を具備しているが、ホスト転送形態制御手段３３は第一実施形態では使用しない（第二実施形態以降で使用する）ため、説明しない。従って、第一実施形態「ノーマル転送」のみで動作する場合はホスト転送形態制御手段３３を省略可能である。
【００３３】
ディスク装置２００〜２０４は、それぞれディスクＩ／Ｆ制御手段２１を具備している。なお、ディスク装置２００〜２０４は、ディスク転送形態制御手段２２を具備しているが、ディスク転送形態制御手段２２は第一実施形態では使用しない（第三実施形態以降で使用する）ため、説明しない。従って、第一実施形態「ノーマル転送」のみで動作する場合はディスク転送形態制御手段２２を省略可能である。
【００３４】
(4) アクセス種類
一般に、アクセスの種類を大別すると、ランダムアクセスと、シーケンシャルアクセスとがある。
ランダムアクセスは、ディスクアレイ４の論理アドレス空間の任意のアドレスのリードライトを行うアクセスである。データベースのレコード参照等で発生する。一般に、ランダムアクセスは、４ＫＢ程度の小転送長でアクセスされることが多い。ランダムアクセスでは、データ転送長が短いため、転送時間はわずかである。従って、全処理時間において、ディスク装置のシーク、回転待ち時間が支配的である。
シーケンシャルアクセスは、ディスクアレイ４の連続した論理アドレスを続けてリードライトするアクセスである。バッチ処理や画像アクセス等で発生する。一般に、シーケンシャルアクセスは、６４ＫＢ等の大転送長でアクセスされることが多い。シーケンシャルアクセスでは、連続アクセスのためディスク装置のシークはほとんど発生しないし、シーケンシャルリード時にはディスク装置の内部でデータの先読みを行うので回転待ちもほとんど発生しないが、データ転送長が長いため転送時間は長い。よって、全処理時間において、データ転送時間が支配的である。
以下では、シーケンシャルアクセスとランダムアクセスの２つに分けて説明するが、シーケンシャルアクセスとランダムアクセスの中間または混合に位置するようなアクセスは、シーケンシャルアクセスとランダムアクセスのいずれかの処理方法で対処可能である。
【００３５】
(5) ランダムリード
図３は、ディスクアレイのランダムリード動作を説明する概念図である。
・リードコマンド受信（図３(1)）
ホスト３は、小転送長のリードホストコマンドを生成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１へと発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けており、リードホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、リードホストコマンドを受領する。
【００３６】
・転送形態の判定
転送形態制御部１０２は、リードホストコマンドを解析し、キャッシュのヒットミス判定を行う。
キャッシュがヒットした場合、データキャッシュ手段１１からホスト３へのデータ転送を開始する。この動作は、後述するディスクアレイコントローラ１からホスト３へのデータ転送と同一である（図３(5)(6)）。
キャッシュがミスした場合、転送形態制御部１０２は、シーケンシャルアクセス判定を行う。シーケンシャル判定は、前回のリードコマンドの論理アドレスと今回のリードコマンドの論理アドレスの連続性を判定することで行う。ここでは、ランダムアクセスのため、シーケンシャル判定がミスする。すると、転送形態制御部１０２は、転送形態を「ノーマル転送」であると判定する。
「ノーマル転送」においては、その転送形態をホスト３およびディスク装置２に通知する必要はない。そこで、続けて、転送形態制御部１０２は、データキャッシュ手段１１の適切なアドレスに、このリードホストコマンドのデータを格納するキャッシュ領域を確保する。
【００３７】
・アドレス変換
アドレス変換制御部１０３は、リードホストコマンドに格納されたディスクアレイへの論理アドレスから、ディスクアレイの構成に基づき、この論理アドレスのデータを格納するディスク装置番号を特定し、そのディスク装置の物理アドレスに変換する。
【００３８】
・ディスクコマンドの発行（図３(2)）
ディスクコマンド制御部１０４は、対象ディスク装置へのリードディスクコマンドを生成し、Ｉ／Ｆ制御部１２にリードディスクコマンドを発行する。Ｉ／Ｆ制御手段１２は、このリードディスクコマンドを受信する。イニシエータ／ターゲット切り替え制御部１２１は、Ｉ／Ｆ制御部１２をターゲットモードに切り替える。Ｉ／Ｆ制御部１２は、ホストインタフェース３１を介し、ディスク装置２にリードディスクコマンドを発行する。リードディスクコマンドは、Fibre Channelのフレームとして送信する。
【００３９】
・ディスク装置２からディスクアレイコントローラ４へのデータ転送（図３(3)）
ディスク装置２は、リードディスクコマンドを受領すると、リードディスクコマンドを解析し、ヘッドのシーク、回転待ちを行い、指示された物理アドレスから指示された転送長のデータをリードする。次に、全データ転送に必要な個数のデータフレームを生成し、ディスクアレイコントローラ１にホストインタフェース３１を介し発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、イニシエータモードとして動作し、データフレームを受信し、データキャッシュ手段１１に転送する。
【００４０】
・ディスクコマンド終了（図３(4)）
ディスク装置２は、データフレームの転送終了後に、ステータスを格納したフレームを作成し、ディスクアレイコントローラ１に送信する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ステータスを格納したフレームを受信し、中央制御手段１０に通知する。
中央制御手段１０のディスクコマンド制御部１０４は、正常にコマンド処理が終了したことを確認する。
【００４１】
・ディスクアレイコントローラからホストへのデータ転送（図３(5)）
ホストコマンド制御部１０１は、Ｉ／Ｆ制御手段１２にデータ転送開始を指示する。Ｉ／Ｆ制御手段１２のイニシエータ／ターゲット切り替え制御部１２１は、Ｉ／Ｆ制御手段１２をターゲットモードに切り替える。Ｉ／Ｆ制御手段１２は、データキャッシュ手段１１からデータをリードし、データフレームを作成し、ホスト３にホストインタフェース３１を介し転送を行う。
【００４２】
・リードホストコマンドの終了（図３(6)）
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、全データフレームを転送終了すると、ステータスフレームを生成し、ホスト３に送信する。
ホスト３は、ステータスフレームを受信し、データ転送が完了し、リードコマンドが正常終了したことを確認する。
【００４３】
(6) ランダムライト
図４に、ディスクアレイ４のランダムリード動作の概念図を示す。
・ライトホストコマンドの処理（図４(1)(2)(3)）
ホスト３は、ライトホストコマンドを生成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１へと発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けており、ライトホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、ライトホストコマンドを受領する。
転送形態制御部１０２は、ホストコマンドを解析し、「ノーマル転送」と判断し、データを格納するためのキャッシュ領域をデータキャッシュ手段１１に確保する。
ホストコマンド制御部１０１は、Ｉ／Ｆ制御手段１２にキャッシュ領域のアドレスを通知し、転送開始を指示する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、転送許可フレームをホスト３に送信する。
ホスト３は、データフレームを送信する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、データを受信し、データキャッシュ手段１１の指定された領域に格納し、転送が終了したらステータスフレームをホスト３に送信し、データ転送が完了したことを中央制御手段１０に通知する。
ホスト３は、ステータスフレームを受信し、転送が完了し、ライトホストコマンドが正常終了したことを確認する。
【００４４】
以上のように、ディスクアレイコントローラ１のデータキャッシュ手段１１にデータをライトした時点でホストコマンドを終了する方法を、ライトバックキャッシュと呼ぶ。また、データキャッシュ手段１１中にディスク装置２には書き込まれずに保存されているデータをダーティデータと呼び、ダーティデータを保存しているキャッシュのことを、ダーティキャッシュと呼ぶ。
ダーティデータの量が規定値以上になった場合や所定時間以上ダーティデータが保存されていた場合、ディスクアレイコントローラ１は、ダーティデータをディスク装置２に書き戻す処理を行う。この処理を、デステージ処理と呼ぶ。
【００４５】
・パリティの生成（図４(4)(5)(6)）
デステージに先立ち、ダーティデータに対応するパリティを生成する。ここで、ダーティデータがＤ１(new)であるとすると、それに対応した新パリティＰ０(new)は、Ｄ１(new)とＤ１(old)とＰ０(old)の排他的論理和により求める。このため、Ｄ１(old)とＰ０(old)をディスク装置２からリードする必要がある。そこで、両データをデータキャッシュ制御手段１１上に一時的に格納する領域を割り当て、その領域に前記リードホストコマンドに対するディスク装置からディスクアレイコントローラへのデータ転送と同一の方法でリードする。
中央制御手段１０は、パリティ演算手段１４にパリティＰ０(new)の生成要求を発行する。
パリティ演算手段１４は、パリティＰ０(new)を生成し、データキャッシュ手段１１に予め用意した領域に格納する。
【００４６】
・デステージ処理（ディスク装置ライト処理）（図４(7)(8)(9)）
新データと新パリティのデステージ処理は、前記リードホストコマンドに対するディスク装置からディスクアレイコントローラへのデータ転送と基本的に同一である。相違点は、転送方向が逆である（リードがライトになる）こと、および、ディスクアレイコントローラ１がディスク装置２にライトディスクコマンドを発行すると、ディスク装置２は転送許可フレームをディスクアレイコントローラ１に発行し、これを受信したディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２がデータフレームをディスク装置２に送出することである。
【００４７】
ディスク装置２は、データのライトが終了すると、ステータスフレームをディスクアレイコントローラ１に送信する。
これを受信すると、ディスクアレイコントローラ１の中央制御手段１０は、新データおよび新パリティのデータキャッシュ領域をダーティからクリーンに属性を変更すると共に、旧データおよび旧パリティのデータキャッシュ領域を無効化する。以上で、ライトホストコマンドの処理を終了する。
【００４８】
・シーケンシャルアクセス
キャッシュのヒットミス判定でミスし、さらにシーケンシャル判定でヒットすると、シーケンシャルアクセスの処理の行なうが、これは上記ランダムアクセスと基本的に同一の手順である。異なる点は、シーケンシャルリード時には、複数のディスク装置２０１〜２０４に対し同時に複数のリードコマンドを発行し、データキャッシュ手段１１上でデータを集合しホスト３に転送することと、シーケンシャルライト時には、データキャッシュ手段１１上にパリティグループのデータがそろう場合があるため、ディスク装置２から旧データ，旧パリティをリードすることなく新パリティを生成する場合があることである。
【００４９】
(7) 第一実施形態の効果
以上の第一実施形態によれば、ディスクアレイコントローラ１は、ホスト３との接続インタフェースおよびディスク装置２との接続インタフェースを一つのホストインタフェース３１で共用し、これを唯一つのＩ／Ｆ制御手段１２で制御しているので、fibre channelのような高価なインタフェースであっても、ディスクアレイコントローラ１を低コスト化できる。
【００５０】
［第二実施形態］（ダイレクト転送の例１）
第二実施形態では、本発明のディスクアレイが備える転送形態の一つである「ダイレクト転送」と呼ぶ転送形態を説明する。
「ダイレクト転送」は、ホストとディスク装置がディスクアレイコントローラを介さずにデータ転送を行なう転送形態である。「ダイレクト転送」は、主にシーケンシャルリード時に有効な転送形態である。
【００５１】
(1) ディスクアレイの構成
ディスクアレイ１は、図１，図２を参照して第一実施形態で説明した構成と同様である。「ダイレクト転送」を行う際には、図２の中央制御手段１０の転送形態制御手段１０２を使用する。
【００５２】
(2) ホストの構成
ホスト３は、図１を参照して第一実施形態で説明した構成と同様である。「ダイレクト転送」を行う際には、ホスト転送形態制御手段３３を使用する。ホスト転送形態制御手段３３は、ディスクアレイコントローラ１が決定し通知してきた転送形態情報を受信し、指示された転送形態を用いてデータを授受できるようにホストＩ／Ｆ制御手段３２を制御する。
【００５３】
(3) ディスク装置の構成
ディスク装置２は、図１を参照して第一実施形態で説明した構成と同様である。なお、ディスク装置２００〜２０４は、ディスク転送形態制御手段２２を具備しているが、ディスク転送形態制御手段２２は第二実施形態では使用しない（第三実施形態以降で使用する）ため、説明しない。従って、第一実施形態「ノーマル転送」および第二実施形態「ダイレクト転送の例１」のみで動作する場合はディスク転送形態制御手段２２を省略可能である。
【００５４】
(4) シーケンシャルリード
・リードコマンド受信（図５(1)）
ホスト３は、シーケンシャルアクセスを行うため、リードホストコマンドを生成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１に発行する。ここで、転送長は６４ＫＢであると仮定する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けしており、リードホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、リードホストコマンドを受領する。
【００５５】
・転送形態の判定
中央制御手段１０の転送形態制御部１０２は、リードホストコマンドを解析し、キャッシュのヒットミス判定を行う。シーケンシャルアクセスなのでキャッシュはミスする。
キャッシュがミスした場合、転送形態制御部１０２は、シーケンシャルアクセス判定を行う。ここでは、シーケンシャルアクセスなので、シーケンシャル判定はヒットする。すると、転送形態制御部１０２は、転送形態を「ダイレクト転送」と決定する。
【００５６】
・アドレス変換
アドレス変換制御部１０３は、リードホストコマンドの論理アドレスからディスクアレイの構成に基づき、この論理アドレスのデータを格納するディスク装置番号を特定し、そのディスク装置の物理アドレスに変換する。この変換を次に具体的に説明する。
図６は、ＲＡＩＤ４もしくはＲＡＩＤ５のディスクアレイの一つのパリティグループを示した図である。
ストライプ２２０，…，２２４は、ディスク装置２００，…，２０４のそれぞれのストライプを示している。ステップ２２０〜２２３はデータストライプであり、ストライプ２２４はパリティストライプである。ストライプサイズは、６４ＫＢとする。
シーケンシャルアクセス対象のデータの転送長が６４ＫＢであるが、アドレス変換の結果、このデータがディスク装置２００のストライプ２２０の後半１６ＫＢとディスク装置２０１のストライプ２２１の前半４８ＫＢに該当する場合、シーケンシャルアクセス対象のデータは図６の斜線のようになる。
【００５７】
図７は、論理アドレスと物理アドレスの関係の説明図である。
一般に、ホスト３のホストメモリは、仮想記憶と呼ばれるメモリメカニズムを使用しており、４ＫＢ等のメモリブロックをページと呼び、ページ単位で必要なメモリの割り当てを行っている。このため、アプリケーションから見て連続した論理アドレスでも、実際のホストメモリへのマッピングは、いくつかの領域に分断されていることが多い。そこで、ホストメモリアドレスと論理アドレスとディスクアレイ４の物理アドレスの対応を管理している。
そして、その対応に従って、ホストＩ／Ｆ制御手段３２は、受信したデータを適切なホストメモリアドレスに転送する。
このようなメカニズムをScatter/Gather（Ｓ／Ｇ）と呼び、論理アドレスとメモリアドレスとの関係を示したリストをＳ／Ｇリストと呼び、ホストコマンドを発行する際には、ホスト３が生成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２に通知してある。このリストに従って、ホストＩ／Ｆ制御手段３２が、データ転送を行う。
【００５８】
図８に、アドレス変換制御部１０３が作成するアドレス変換リスト１０３０を例示する。
このアドレス変換リスト１０３０は、ある論理アドレス（例えばＬＡ０）からある転送長分（例えば１６ＫＢ）のデータが特定のディスク装置（例えばディスク装置２００）の特定の物理アドレス（例えばＰＡ１）から開始することを示している。
【００５９】
・ダイレクト転送メッセージの転送（図５(2)、(3)）
図５に戻り、次にホストコマンド制御部１０１は、ホスト３に対するダイレクト転送メッセージを作成し、Ｉ／Ｆ制御手段１２に発行する。ダイレクト転送メッセージには、ダイレクト転送メッセージであることを示す識別子と、上記アドレス変換リスト１０３０を格納する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、メッセージフレームを作成し、そのメッセージフレームをホスト３に送付し、さらに、ステータスフレームをホスト３に転送し、リードホストコマンドを一旦終了する。
【００６０】
・ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストの生成
ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、メッセージフレームを受信し、さらに続けてステータスフレームを受信し、ここで一旦リードホストコマンドを仮終了とする。
ホスト転送形態制御手段３３は、このメッセージフレームに格納されたダイレクト転送メッセージを解析し、転送形態が「ダイレクト転送」であることを認識する。そして、ダイレクト転送メッセージに格納された上記アドレス変換リスト１０３０とＳ／Ｇリストを比較し、各ディスク装置毎の物理アドレスとメモリ転送先アドレスとの関係を調査し、各ディスク装置２００，２０１に対応したダイレクト転送Ｓ／Ｇリストを生成する。
図９に、ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストを例示する。
ダイレクト転送Ｓ／Ｇリスト３３００がディスク装置２００に対応し、ダイレクト転送Ｓ／Ｇリスト３３０１がディスク装置２０１に対応する。
【００６１】
・ダイレクト転送の実行（図５(4)、(5)、(6)）
次に、ホスト転送形態制御手段３３は、アドレス変換リスト１０３０を用い、各ディスク装置に対するディスクコマンドを作成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２に発行する。
ホストＩ／Ｆ制御手段３２は、ホストインタフェース３１を介して、各ディスク装置２００，２０１にディスクコマンドを発行する。
ディスク装置２００，３００は、独立にシーク，回転待ちを行い、どちらか先に準備の出来たものからデータ転送を開始する。
ホストＩ／Ｆ制御手段３２は、データフレームを受信し、フレームのヘッダから転送元ディスク装置の番号を確認し、それぞれのディスク装置毎のダイレクト転送Ｓ／Ｇリストに従ってホストメモリにデータ転送を行う。この例では、ディスク装置２００からデータが送られてきた場合、最初の８ＫＢをホストメモリのメモリアドレスＭＡ０に格納し、次の８ＫＢをメモリアドレスＭＡ１に格納する。また、ディスク装置２０１からデータが送られてきた場合、最初の２４ＫＢをメモリアドレス（ＭＡ１＋８ＫＢ）に格納し、次の２４ＫＢをメモリアドレスＭＡ２に格納する。この際、ディスク装置２００，２０１の物理アドレスは意識する必要はなく、送られてきたデータの順番にダイレクト転送Ｓ／Ｇリストに従ってデータを格納していけばよい。
全てのディスク装置からのデータ転送が完了し、ステータスフレームを受信すると、ディスクコマンドが正常終了する。
【００６２】
・ホストコマンドの終了
全てのディスクコマンドが正常終了した時点で、データ転送が完了するので、ホストＩ／Ｆ制御手段３２は、先に仮終了したホストコマンドを正常終了し、この要求を発行したアプリケーションに対して正常終了ステータスを返し、処理を終える。
【００６３】
(5) シーケンシャルリード以外の処理
上記ではシーケンシャルリードの処理について説明したが、シーケンシャルリード以外（例えばランダムリード）においても上記と同様にダイレクト転送を行うことが出来る。
【００６４】
上記ダイレクト転送の場合、ディスクアレイコントローラ１内部のデータキャッシュ手段１１にデータをキャッシュすることが出来ないため、キャッシュヒットによるアクセスの高速化を実現できなくなる。
しかし、２度と使わないデータであることが分かっている（キャッシュをする必要がない）場合や、データキャッシュ手段１１のメモリ容量が小さい（データキャッシュ手段１１でのキャッシュのヒットが期待できない）場合や、ホスト３に設けたディスク装置キャッシュの容量が大きい（データキャッシュ手段１１を使う必要がない）場合などでは、上記ダイレクト転送も有効である。
なお、後述の第四実施形態では、ディスクアレイコントローラ１においてキャッシングを行うと同時にダイレクト転送を行う。
【００６５】
(6) 第二実施形態の効果
以上の第二実施形態によれば、シーケンシャルリードの際には、ディスク装置２からリードしたデータをディスクアレイコントローラ１を経由せず、直接ホスト３に転送するので、ホストインタフェース３１の転送速度を最大限に利用したデータ転送を実現できる。また、ホストＩ／Ｆとディスク装置Ｉ／Ｆが１本になり、低価格化できる。さらに、第一実施形態の「ノーマル転送」のようにディスク装置２からディスクアレイコントローラ１への転送とディスクアレイコントローラ１からホスト３への転送の２回に渡って同一のＩ／Ｆを使用するのでは性能の低下があるが、このような性能の低下を引き起こすことなく高速転送を実現できる。すなわち、データを一旦ディスクアレイコントローラ１のデータキャッシュ手段１１にリードするデータバッファリングに要していた処理時間を削減でき、アクセス応答時間を短縮できる。
【００６６】
さらに、ディスク装置２からのデータは、ディスクアレイコントローラ１内部のデータバスを通らないので、ディスクアレイコントローラ１のデータバスとキャッシュメモリの帯域を大きくする必要がない。その結果、バスのビット幅を減らしたり、周波数を下げたり、メモリのビット幅を減らしたり、インタリーブの数を少なくしたりすることができ、ディスクアレイコントローラ１を容易に開発でき、さらにディスクアレイコントローラ１のコストを著しく低下させることができる。
【００６７】
さらに、シーケンシャルアクセス時にはキャッシュヒットはほとんどないため、従来のディスクアレイにおいて無駄にデータキャッシュを使用していたことによるキャッシュヒット率の低下を防止することができ、ランダムアクセスのようなキャッシュヒットするアクセスの高速化を実現できる。
【００６８】
さらに、従来と同一のディスク装置を使用したままでダイレクト転送による高速化を実現でき、従来システムからの移行が容易である。
【００６９】
［第三実施形態］（ダイレクト転送の例２）
第三実施形態では、上記第二実施形態とは異なる「ダイレクト転送」を説明する。
第三実施形態の「ダイレクト転送」も、第二実施形態同様、主にシーケンシャルリード時に有効な転送形態である。
(1) ディスクアレイの構成
上記第二実施形態と同一である。
(2) ホストの構成
上記第二実施形態と同一である。
(3) ディスク装置の構成
上記第二実施形態と同一である。第三実施形態では、ディスクアレイコントローラ１が決定した転送形態を受信し、それに基づき転送形態を決定するディスク転送形態制御手段２２を使用する。
【００７０】
(4)シーケンシャルリード
・リードコマンド受信（図１０(1)）
ホスト３は、シーケンシャルアクセスを行うため、リードホストコマンドを生成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１に発行する。ここで、転送長は６４ＫＢであると仮定する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けしており、リードホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、リードホストコマンドを受領する。
【００７１】
・転送形態の判定
中央制御手段１０の転送形態制御部１０２は、リードホストコマンドを解析し、キャッシュのヒットミス判定を行う。シーケンシャルアクセスなのでキャッシュはミスする。
キャッシュがミスした場合、転送形態制御部１０２は、シーケンシャルアクセス判定を行う。ここでは、シーケンシャルアクセスなので、シーケンシャル判定はヒットする。すると、転送形態制御部１０２は、転送形態を「ダイレクト転送」と決定する。
【００７２】
・アドレス変換
アドレス変換制御部１０３は、リードホストコマンドの論理アドレスからディスクアレイの構成に基づき、この論理アドレスのデータを格納するディスク装置番号を特定し、そのディスク装置の物理アドレスに変換する。ここで、アドレス変換制御部１０３は、図８に示すアドレス変換リスト１０３０を生成したものとする。
【００７３】
・ダイレクト転送メッセージの転送（図１０(2)）
図１０に戻り、次にホストコマンド制御部１０１は、ホスト３に対するダイレクト転送メッセージを作成し、Ｉ／Ｆ制御手段１２に発行する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、メッセージフレームを作成し、そのメッセージフレームをホスト３に送付する。ただし、第二実施形態とは異なり、この時点では、ステータスフレームは送出しない。
【００７４】
・ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストの生成
ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、メッセージフレームを受信する。
ホスト転送形態制御手段３３は、受信したメッセージフレームに格納されたダイレクト転送メッセージを解析し、転送形態が「ダイレクト転送」であることを認識する。
そして、第二実施形態と同様にして、ダイレクト転送Ｓ／Ｇリスト３３００，３３０１を生成し、ディスク装置２からデータ転送が行われるのを待機する。
【００７５】
・ディスク装置へのコピーコマンドの発行（図１０(3)）
一方、ディスクアレイコントローラ１において、中央制御手段１０のディスクコマンド制御部１０４は、アドレス変換リスト１０３０に基づいて、ディスク装置２の指定アドレスから指定長のデータをホスト３に対して転送するよう指示するコピーコマンドを生成し、Ｉ／Ｆ制御手段１２に発行する。このコピーコマンドは、ディスクアレイコントローラ１にディスク装置２からデータをリードするリードコマンドとは区別する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、各ディスク装置２００，２０１にそれぞれコピーコマンドを発行する。
【００７６】
・コピーコマンドによるダイレクト転送の実行（図１０(4)、(5)）
ディスク装置２００，２０１では、それぞれのディスクＩ／Ｆ制御手段２１がコピーコマンドを受信する。
ディスク転送形態制御手段２２は、コピーコマンドによるダイレクト転送を実施することを確認する。
そして、ディスク装置２００，２０１は、独立にシーク、回転待ちを行い、どちらか先に準備の出来たものからホスト３に対しデータ転送を開始する。
ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、データフレームを受信し、そのデータフレームのヘッダから転送元ディスク装置の番号を確認し、それぞれのディスク装置毎のダイレクト転送Ｓ／Ｇリスト３３００，３３０１に従ってホストメモリにデータ転送を行う。
全てのディスク装置からのデータ転送が完了すると、ディスク装置２００，２０１は、ステータスフレームを作成し、ディスクアレイコントローラ１に送出する。
そのステータスフレームをディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２が受信すると、コピーコマンドが正常終了する。
【００７７】
・ホストコマンドの終了
全てのコピーコマンドが正常終了した時点で、ディスクアレイコントローラ１のホストコマンド制御部１０１は、リードホストコマンドに対するステータスを作成する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、ステータスフレームを作成し、ホスト３に送出する。ホスト３は、このステータスフレームを受信し、ホストコマンドが正常終了したことを認識し、この要求を発行したアプリケーションに対して正常終了ステータスを返し、処理を終える。
【００７８】
(5) 第三実施形態の効果
以上の第三実施形態によっても、第二実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
［第四実施形態］（マルチターゲットダイレクト転送の例）
第四実施形態では、本発明のディスクアレイが備える転送形態の一つである「マルチターゲットダイレクト転送」と呼ぶ転送形態を説明する。
「マルチターゲットダイレクト転送」は、主にランダムリード時に有効な転送形態であり、第二および第三実施形態と同様にインタフェース帯域の消費と応答時間の遅延の両方を解決できると共に、キャッシュによる高速化も可能となる。(1) ディスクアレイの構成
第三実施形態と同一である。
(2) ホストの構成
第三実施形態と同一である。
(3) ディスク装置の構成
第三実施形態と同一である。
【００８０】
(4)ランダムリード
・リードコマンド受信（図１１(1)）
図１１に示すように、ホスト３は、リードアクセスを行うため、リードホストコマンドを生成し、ホストインタフェース制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１に発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けしており、リードホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、リードホストコマンドを受領する。
【００８１】
・転送形態の判定
転送形態制御部１０２は、リードホストコマンドを解析し、キャッシュのヒットミス判定を行う。ここでは、キャッシュミスであったとする。すると、転送形態制御部１０２は、次にシーケンシャルアクセス判定を行う。ここでは、ランダムアクセスなので、ミスヒットとなる。そこで、転送形態制御部１０２は、転送形態を「マルチターゲットダイレクト転送」と決定する。
【００８２】
・アドレス変換
次に、アドレス変換制御部１０３は、リードホストコマンドの論理アドレスからディスクアレイの構成に基づきディスク装置番号と物理アドレスを得て、対象ディスク装置へのマルチターゲットリードディスクコマンドを生成する。このマルチターゲットリードディスクコマンドは、ディスク装置２からリードしたデータをディスクアレイコントローラ１とホスト３の両方に同時に転送することを指令する命令であり、イニシエータＩＤと複数のターゲットＩＤとを持つことができる。
【００８３】
・ダイレクト転送メッセージの転送（図１１(2)）
次に、ホストコマンド制御部１０１は、ホスト３に対するダイレクト転送メッセージを作成し、Ｉ／Ｆ制御手段１２に発行する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、メッセージフレームを作成し、ホスト３に送付する。
【００８４】
・ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストの生成
ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、メッセージフレームを受信する。
ホスト転送形態制御手段３３は、受信したメッセージフレームに格納されたダイレクト転送メッセージを解析し、転送形態が「マルチターゲットダイレクト転送」であることを認識する。そして、ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストを生成し、ディスク装置２からデータ転送が行われるのを待機する。
【００８５】
・マルチターゲットリードディスクコマンドの発行（図１１(3)）
一方、ディスクコマンド制御部１０４は、Ｉ／Ｆ制御部１２に、マルチターゲットリードディスクコマンドを発行する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、ホストインタフェース３１を介し、ディスク装置２にコマンドフレームを発行する。
【００８６】
・ディスク装置からディスクアレイコントローラとホストへのデータ転送（図１１(4)）
ディスク装置２のディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、コマンドフレームを受領する。
ディスク転送形態制御手段２２は、コマンドを解析し、マルチターゲットリードディスクコマンドであることを認識し、データをディスクアレイコントローラ１とホスト３の両者に転送することを判断する。そして、ヘッドのシーク，回転待ちを行い、目的の物理アドレスから指示された転送長のデータをリードする。
次に、ディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、ディスクアレイコントローラ１とホスト３の２つのターゲットＩＤを有するデータフレームを全データ転送に必要な個数生成し、ホストインタフェース３１を介して発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２とホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２とは、同一のデータフレームを受信する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、あらかじめ指示されたデータキャッシュ手段１１の領域にデータを格納する。
また、ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、ダイレクトＳ／Ｇリストに従ってホストメモリにデータを格納する。
【００８７】
・ディスクコマンド終了（図１１(5)）
転送終了後に、ディスク装置２のディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、ステータスを格納したフレームを作成し、ディスクアレイコントローラ１に送信する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、これを受信し、中央制御手段１０に通知する。
中央制御手段１０のディスクコマンド制御部１０４は、正常にコマンド処理が終了したことを確認する。
【００８８】
・ホストコマンドの終了（図１１(6)）
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ステータスフレームを生成し、ホスト３に送信する。
ホスト３は、ステータスフレームを受信し、データ転送が完了し、リードコマンドが正常終了したことを確認する。
【００８９】
(5)シーケンシャルライト
・ライトコマンド受信（図１２(1)）
図１２に示すように、ホスト３は、ライトアクセスを行うため、ライトホストコマンドを生成し、ホストインタフェース制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１に発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けしており、ライトホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、ライトホストコマンドを受領する。
【００９０】
・転送形態の判定
転送形態制御部１０２は、ライトホストコマンドを解析し、パリティグループの全データのライトであることを認識し、「マルチターゲットダイレクト転送」と判定する。
【００９１】
・アドレス変換
次に、アドレス変換制御部１０３は、ライトホストコマンドの論理アドレスからディスクアレイの構成に基づきディスク装置番号と物理アドレスを得て、対象ディスク装置へのマルチターゲットライトディスクコマンドを生成する。このマルチターゲットライトディスクコマンドは、ライトするデータをホスト３からディスク装置２とディスクアレイコントローラ１の両方に同時に転送することを指令する命令であり、イニシエータＩＤと複数のターゲットＩＤとを持つことができる。
【００９２】
・ダイレクト転送メッセージの転送（図１２(2)）
次に、ホストコマンド制御部１０１は、ホスト３に対するダイレクト転送メッセージを作成し、Ｉ／Ｆ制御手段１２に発行する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、メッセージフレームを作成し、ホスト３に送付する。
【００９３】
・ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストの生成
ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、メッセージフレームを受信する。
ホスト転送形態制御手段３３は、受信したメッセージフレームに格納されたダイレクト転送メッセージを解析し、転送形態が「マルチターゲットダイレクト転送」であることを認識する。そして、ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストを生成する。
【００９４】
・マルチターゲットライトディスクコマンドの発行（図１２(3)）
一方、ディスクコマンド制御部１０４は、Ｉ／Ｆ制御部１２に、マルチターゲットライトディスクコマンドを発行する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、ホストインタフェース３１を介し、ディスク装置２にコマンドフレームを発行する。
ディスク装置２のディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、コマンドフレームを受領する。
ディスク転送形態制御手段２２は、コマンドを解析し、マルチターゲットライトディスクコマンドであることを認識する。
【００９５】
・ホストからディスク装置とディスクアレイコントローラへのデータ転送（図１２(4)）
ホスト３は、ディスク装置２とディスクアレイコントローラ１の両方にデータを転送する。
ディスクアレイコントローラ１は、キヤッシュにデータを格納する。
ディスク装置２は、データを格納する。
【００９６】
・ディスクコマンド終了（図１２(5)）
データ格納終了後に、ディスク装置２のディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、ステータスを格納したフレームを作成し、ディスクアレイコントローラ１に送信する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、これを受信し、中央制御手段１０に通知する。
中央制御手段１０のディスクコマンド制御部１０４は、正常にコマンド処理が終了したことを確認する。
【００９７】
・ホストコマンドの終了（図１２(6)）
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ステータスフレームを生成し、ホスト３に送信する。
ホスト３は、ステータスフレームを受信し、データ転送が完了し、ライトコマンドが正常終了したことを確認する。
【００９８】
・パリティのライト（図１２(7)(8)）
ディスクアレイコントローラ１は、キャッシュにパリティグループの全データがそろっていれば、パリティを生成し、ディスク装置２にライトする。一方、パリティグループの全データがそろわない場合は、ディスクアレイコントローラ１がディスク装置２から旧データおよび旧パリティのリードを行い、新データと旧データと旧パリティから新パリティを生成し、新パリティをディスク装置２にライトする。
【００９９】
・ディスクコマンドの終了（図１２(9)）
パリティ格納終了後に、ディスク装置２のディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、ステータスを格納したフレームを作成し、ディスクアレイコントローラ１に送信する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、これを受信し、中央制御手段１０に通知する。
中央制御手段１０のディスクコマンド制御部１０４は、正常にコマンド処理が終了したことを確認する。
【０１００】
(6) ランダムリードおよびシーケンシャルライト以外の処理
ランダムライトやシーケンシャルリードの場合も、上記と同様にマルチターゲットダイレクト転送を行える。
【０１０１】
(7) 第四実施形態の効果
以上の第四実施形態によれば、ホスト３とディスクアレイコントローラ１とディスク装置２のすべてが同一のホストインタフェース３１に接続しているので、１回のディスク装置２からの転送によりホスト３とディスクアレイコントローラ１の両方に同時にデータを転送できると共に１回のホスト３からの転送によりディスク装置２とディスクアレイコントローラ１の両方に同時にデータを転送でき、ホストインタフェース３１のトラフィックを低減できる。すなわち、第二実施形態と同様の効果をすべてのアクセス種類において実現できる。また、ディスクアレイコントローラ１のデータキャッシュ手段１１にデータをキャッシュできる。特に、常時パリティグループ単位でライトするＲＡｌＤ３のライト動作で有効に機能する。
【０１０２】
［第五実施形態］（デュアルコントローラ構成）
第五実施形態では、第一実施形態〜第四実施形態において、同一のディスクアレイコントローラを２台設け、それぞれが同一のホストインタフェースとディスク装置Ｉ／Ｆ（とディスク装置）を共有する構成にする。このような構成をデュアルコントローラ構成と称する。
デュアルコントローラ構成では、コントローラ内部のバス、ＭＰＵ、キャッシュメモリ等の構成部のそれぞれの障害に対して耐性を持たせることができる。
【０１０３】
第１実施形態または第四実施形態にデュアルコントローラ構成を適用した場合、ホスト３からのデータライト時には、一方のディスクアレイコントローラがデータをキャッシュにライトすると同時に、他方のディスクアレイコントローラのキャッシュにもライトし、データを二重化する。
このとき、一方のディスクアレイコントローラがデータを受け取った後、そのディスクアレイコントローラが他方のディスクアレイコントローラにデータをコピーしてもよいが、マルチターゲット転送によりホスト３から両方のディスクアレイコントローラに同時にデータを転送するのが好ましい。これにより、ディスクアレイコントローラ間のコピー処理を削減できる。
【０１０４】
［第六実施形態］（インタフェースの分離）
上記第一実施形態〜第五実施形態では、ホスト３に対する通信を行うＩ／Ｆ制御手段とディスク装置２に対する通信を行うＩ／Ｆ制御手段とを一つのＩ／Ｆ制御手段１２で共用したが、両者を別々のＩ／Ｆ制御手段に分離し、両Ｉ／Ｆ制御手段を同一のホストインタフェース３１に接続する構成としてもよい。
この場合、Ｉ／Ｆ制御手段のコストが２倍になるものの、イニシエータ／ターゲットを切り替えずに使用できるので、制御が容易になり、性能が向上する。
【０１０５】
［追記］
本発明の転送形態は、上記第一から第四の実施形態で説明したアクセス種類との組み合わせに限定されるものではなく、任意のアクセス種類（上記していないアクセス種類でもよい）と組み合わせて使用することができる。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明のシステムによれば、次の効果が得られる。
（１）高速インタフェースを採用したとしても、ホスト用インタフェースとディスク装置用インタフェースを１つのインタフェースで共用するので、低コスト化できる。
（２）ダイレクト転送を用いることで、ディスク制御装置を経由せずに、ディスク装置とホスト間でデータを直接転送することができるので、バッファリングに要していたオーバヘッド時間を削減でき、応答性を改善でき、高速インタフェースの性能を最大限発揮することができ、かつ、ディスク制御装置内部の転送速度を低く押さえることができるので、技術的にも容易に開発可能となり、低コスト化を図ることができる。
（３）マルチターゲットダイレクト転送を用いることで、ダイレクト転送による上記効果と、キャッシュによる応答性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の計算機システムの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態のディスクアレイコントローラにおける中央制御手段の内部構成図である。
【図３】本発明の第一実施形態のランダムリードにおける「ノーマル転送」の動作説明図である。
【図４】本発明の第一実施形態のランダムライトにおける「ノーマル転送」の動作説明図である。
【図５】本発明の第二実施形態のシーケンシャルリードにおける「ダイレクト転送」の動作説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態を説明するためのリードデータの概念図である。
【図７】本発明の第二実施形態を説明するための論理アドレスと物理アドレスの関係の説明図である。
【図８】本発明の第二実施形態を説明するためのアドレス変換リストの構成図である。
【図９】本発明の第二実施形態を説明するためのダイレクト転送Ｓ／Ｇリストの構成図である。
【図１０】本発明の第三実施形態のシーケンシャルリードにおける「ダイレクト転送」の動作説明図である。
【図１１】本発明の第四実施形態のランダムリードにおける「マルチターゲットダイレクト転送」の動作説明図である。
【図１２】本発明の第四実施形態のシーケンシャルライトにおける「マルチターゲットダイレクト転送」の動作説明図である。
【図１３】従来のＲＡＩＤ型ディスクアレイのデータ構造の説明図である。
【図１４】従来のＳＣＳＩ型ディスクアレイの一例の構成図である。
【図１５】従来のＦＣ型ディスクアレイの一例の構成図である。
【符号の説明】
１ ディスクアレイコントローラ
２ ディスク装置
３ ホスト
４ ディスクアレイ
１０ 中央制御手段
１１ データキャッシュ手段
１２ Ｉ／Ｆ制御手段
１４ パリティ演算手段
２１ ディスクＩ／Ｆ制御手段
２２ ディスク転送形態制御手段
３１ ホストインタフェース
３２ ホストＩ／Ｆ制御手段
３３ ホスト転送形態制御手段
１００ 計算機システム
１０１ ホストコマンド制御部
１０２ 転送形態制御部
１０３ アドレス変換制御部
１０４ ディスクコマンド制御部
１２１ イニシエータ／ターゲット切り替え制御部
２００〜２０４ ディスク装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、システムに関し、さらに詳しくは、低コスト化と高速化とを可能とするシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
(1) ＲＡＩＤ
ディスクアレイは、複数のディスク装置を並列に動作させることで高速化を実現する技術である。しかし、ディスク装置をｎ（＞１）台並べた場合、その故障確率はｎ倍に悪化する。そこで、高速化と高信頼化を両立するための技術として、「ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）」が知られている。なお、ＲＡＩＤについての詳細は、"A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID) "; In Proc. ACM SIGMOD, June 1988（カリフォルニア大学バークレー校発行）に述べられている。
【０００３】
ＲＡＩＤは、複数のディスク装置を並列に動作させることにより、高速化を実現する。また、パリティと呼ぶ冗長データをパリティ用ディスク装置に格納しておき、データを格納するデータ用ディスク装置の１台が故障したときに、その故障したデータ用ディスク装置のデータを他のデータ用ディスク装置のデータとパリティ用ディスク装置のパリティとから復元することにより、高信頼化を実現する。ＲＡＩＤは、そのパリティの格納の方法によりレベル１からレベル５まである。
【０００４】
図１３に、レベル４のＲＡＩＤのデータ配置図の一例を示す。
この例では、ディスク装置が５台で、そのうちの４台がデータ用ディスク装置２００〜２０３、１台がパリティ用ディスク装置２０４とすると、データを所定単位のデータブロックＤ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に分解し、データ用ディスク装置２００、データ用ディスク装置２０１、データ用ディスク装置２０２、データ用ディスク装置２０３の順に分散して格納する。これらデータブロックのことをストライプと称し、この分散する制御のことをストライピングと称する。
さらに、ストライプＤ０〜Ｄ３の排他的論理和を計算し、パリティＰ０を生成し、パリティ用ディスク装置２０４に格納する。一つのパリティを生成するための同一列のストライプ及びパリティをパリティグループと称する。レベル４の外、レベル３，５が上記と同一の方法でパリティを生成する。
なお、ＲＡＩＤを構成するディスク装置群のことをＲＡＩＤグループと称する。
【０００５】
たとえば、データ（Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を読み出したいときにデータ用ディスク装置２００が故障した場合には、データＤ１，Ｄ２，Ｄ３とパリティＰ０を読み出し、これらの排他的論理和を計算し、データＤ０を復元する。
【０００６】
(2) ディスクアレイコントローラ
上記のようなＲＡＩＤ型ディスクアレイを実現するためには、ホスト（ホストコンピュータ）からのリード／ライト要求を各ディスク装置へのリード／ライト要求に変換し、ライト時にはデータを各ディスク装置へ分散し、リード時には各ディスク装置からデータを集合するデータ分散・集合制御を行う必要がある。また、パリティを計算するパリティ生成制御を行う必要がある。これらの制御を行うため、通常、ホストと複数のディスク装置の間に、ディスクアレイコントローラと呼ぶディスクアレイ制御装置を設ける。
【０００７】
図１４に、従来の計算機システムの第１例を示す。
この計算機システム５００は、ホスト３と、ディスクアレイ４とを備えてなる。３１は、ホスト３とディスクアレイコントローラ４を接続するホストインターフェースである。
【０００８】
ディスクアレイ４は、ディスクアレイコントローラ１と、ディスク装置２００〜２０４を備えてなる。２１０〜２１４は、ディスクアレイコントローラ１とディスク装置２００〜２０４を接続するディスクインタフェースである。
【０００９】
ディスクアレイコントローラ１は、ディスクアレイコントローラ全体の制御を司る中央制御手段１０と、データ分散・集中のために一時的にデータを格納するとともにキャッシュとして使用するためのデータキャッシュ手段１１と、ホストインタフェース３１に対する制御を行うホストＩ／Ｆコントローラ１２０と、ディスクインタフェース２１０〜２１４を制御するディスクＩ／Ｆコントローラ１３０〜１３４を備えてなる。
【００１０】
ホストインタフェース３１およびディスクインタフェース２１０〜２１４には、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）が使われている。そこで、このようなディスクアレイのことをＳＣＳＩ型ディスクアレイと称することにする。
【００１１】
(3) Fibre Channel
近年、ＳＣＳＩに対して性能が高く、接続距離が長いFibre Channel（以下、ＦＣと略記する）が登場してきた。
Fibre Channelは、ホストとディスクアレイを１対１で接続するポイント−ポイントトポロジの外に、複数のホストおよびディスクアレイをループ構成で接続するループトポロジ、さらには、ファブリックと呼ぶスイッチ装置を用い、ポイント−ポイントやループの任意の組み合わせで大規模なネットワークを組むことができるスイッチトポロジの３つの形態をとることができる。
特に、ループトポロジは、ＦＣ-ＡＬ（FibreChannel−Arbitrated Loop）と呼ばれ、複数のホストと複数のストレージを相互に接続するネットワークであるＳＡＮ（Storage Area Network）を容易に構築できる。
また、ＦＣ-ＡＬは、ディスク装置インタフェース２１０〜２１４にも使用されるようになってきた。ＦＣ-ＡＬは、ＳＣＳＩに対する性能、接続距離の長所に加え、ディスク装置の活線挿抜が可能、ディスク装置の接続台数が１ループあたり１２６台と多い、シリアルケーブルなので引き回しが容易、などの長所を備えており、ディスク装置インタフェースに適用するために好ましい機能を備えている。
【００１２】
(4) ＦＣ型ディスクアレイ
図１５に、従来の計算機システムの第２例を示す。
この計算機システム６００は、ホストインタフェース３１にＦＣ−ＡＬを用いると共に、ディスクインタフェース１３にもＦＣ−ＡＬを用いた構成である。
ホストホストインタフェース３１には、複数台のホスト３、３ａ、３ｂが接続しており、同様に複数台のディスクアレイ４、４ａも接続している。
ディスクアレイ４のディスクアレイコントローラ１は、１つのディスクインタフェース１３に複数台のディスク装置２００〜２０４が接続するループ構成である。ディスクインタフェース１３を制御するディスクＩ／Ｆコントローラ１３０も１つである。このようなディスクアレイを、ＦＣ型ディスクアレイと称することにする。
【００１３】
Fibre Channelをホストインタフェースに使う例は、”日経エレクトロニクス 1994.7.4 (no.612)号 特集「ポストSCSIの設計思想を探る。三つの新インタフェースを比較」p.128”に示されている。
また、Fibre Channelをディスクインタフェースに使う例は、同資料p.131に示されている。
【００１４】
(5) マルチポートＩ／Ｆ
図１４に示すＳＣＳＩ型ディスクアレイ４の場合、ＲＡＩＤグループを構築する複数のディスク装置２００〜２０４を１台ずつ異なるディスクインタフェース２１０〜２１４に接続することで、１つのディスクインタフェースに障害が発生しても運転を継続できる。
また、ホストインタフェース３１も複数本用意し、同一のホスト３から複数のホストインタフェース３１を介してディスクアレイ４に接続すると、ホストインタフェース３１についても耐障害性を持たせることができる。
このように複数ホストインタフェース、複数ディスクインタフェースを持つ構成をマルチポートＩ／Ｆと称する。
これに対して、１つのホストインタフェース、１つのディスクインタフェースしか持たない構成をシングルポートＩ／Ｆと称する。
ＦＣ型ディスクアレイにおいても、耐障害性を持たせるためには、マルチポートＩ／Ｆ化する必要があり、各々２つずつＩ／Ｆを設ける。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
(1) コスト上昇の課題
ＦＣ型ディスクアレイ（図１５）は、ＳＣＳＩ型ディスクアレイ（図１４）を越える性能、機能を実現できる。
しかしながら、Fibre Channel用のＩ／Ｆ制御手段はＳＣＳＩ用のＩ／Ｆ制御手段に対し、非常に高価であるため、ホストインタフェースとディスクインタフェースの両方にFibre Channelを使用すると、ディスクアレイ制御装置のコストが上昇してしまう問題点がある。
この問題点は、Fibre Channelに限るものではなく、一般に、高速なインタフェースになるほど高価格になる傾向があるので、他の高速インタフェースでも同様の問題点がある。マルチポートＩ／Ｆ化すると、高コスト化はさらに助長される。
【００１６】
(2) 応答時間低下、技術的困難性の課題
従来のＦＣ型ディスクアレイ、ＳＣＳＩ型ディスクアレイのいずれにしても、ディスク装置からホストにデータをリードするときに、ディスク装置からディスクアレイ制御装置内部にデータの一部もしくは全部をバッファリングしてから、そのデータをホストに転送する。そのため、応答時間が低下する問題点がある。
また、ホストインタフェース、ディスクインタフェースともにFibre Channelとした場合、その両者の転送速度を各々１００ＭＢ／Ｓとすると、この帯域を最大限発揮したデータ転送を実現するためには、ディスクアレイ制御装置内部の転送速度は少なくとも２００ＭＢ／Ｓが必要となり、高速なデータバスが必要である。また、ディスク装置がＲＡＩＤの場合、データ転送と並行してパリティも生成する必要がある。そこで、ディスクアレイ制御装置内部のキャッシュメモリには、データ転送に必要な帯域の２００ＭＢ／Ｓに加え、さらに１００ＭＢ／Ｓの帯域が必要である。また、デュアルコントローラ構成にする場合、ホストからのデータを一方のディスクアレイコントローラが受信し、そのデータを他系のディスクアレイコントローラに転送する二重化ライトを行うので、キャッシュメモリには他系から転送されるのデータをライトする分の１００ＭＢ／Ｓの帯域がさらに必要である。以上より、１００ＭＢ／Ｓのホストインタフェース、ディスクインタフェースの一対あたり、データバスには２００ＭＢ／Ｓの転送帯域、キャッシュメモリには４００ＭＢ／Ｓの転送帯域が必要である。さらに、ホストインタフェースとディスクインタフェースをｎ対にマルチポートＩ／Ｆ化した場合、そのマルチポート分の性能を発揮させようとすると、データバス、キャッシュメモリは各々上記のｎ倍の転送帯域が必要である。このように、インタフェースの高速化やマルチポート化により、ディスクアレイ制御装置内部の転送速度は非常に高い転送帯域が必要になる。そのため、内部バスやキャッシュメモリの動作周波数の向上やビット数の拡大が必要になり、技術的難易度が上昇し、実現困難になる。また、実現可能な転送速度であってもコスト的に非常に高くなってしまう問題点がある。
【００１７】
そこで、本発明の第一の目的は、高速インタフェースを使用しても低コスト化を図ることが出来るシステムを提供することにある。
また、本発明の第二の目的は、応答性を改善でき、高速インタフェースの性能を最大限発揮することができ、かつ、ディスクアレイ制御装置内部の転送速度を低く押さえ、技術的にも容易に開発可能で、さらに低コスト化を図ることが出来るシステムを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、複数のディスク装置と、前記複数のディスク装置に対するデータのリード及びライトを制御するディスク制御装置とを有し、前記複数のディスク装置、及び前記ディスク制御装置は、ホストが接続されているホストインタフェースに接続され、前記ディスク制御装置と前記ホストとの間の通信、及び前記ディスク制御装置と前記複数のディスク装置との間の通信は、前記ホストインタフェースを介して実行され、前記ディスク制御装置は、前記ホストからコマンドを受信するホストコマンド制御手段と、前記ホストから受信したコマンドを解釈し、解釈結果に応じて、該コマンドに応じたデータの転送経路を選択する転送形態制御手段と、前記ホストから受信したコマンドで指定されたアドレスを、ディスク装置に対応するアドレスに変換するアドレス変換制御手段と、変換されたアドレスに基づいて、ディスク装置に対するディスクコマンドを生成するディスクコマンド制御手段と、ディスクコマンドを前記ホストインタフェースを介してディスク装置に発行するＩ／Ｆ制御手段とを有することを特徴とするシステムを提供する。
上記第１の観点によるシステムでは、ディスク制御装置とホストの間の通信を行うホストインタフェースを利用して、ディスク制御装置とディスク装置の間の通信をも行うため、インタフェースが１つで済み、高速インタフェースでも低コスト化を実現できる。特に、ディスク制御装置のＩ／Ｆ制御手段をホスト用およびディスク装置用として共用すれば、より低コスト化できる。
【００２０】
第２の観点では、本発明は、前記転送形態制御手段は、前記ホストから受信したコマンドがリードのときには、ディスク装置から前記ディスク制御装置にデータを転送し、次いで前記ディスク制御装置から前記ホストにデータを転送するノーマル転送を選択し、前記ホストから受信したコマンドがライトのときには、前記ホストから前記ディスク制御装置にデータを転送し、次いで前記ディスク制御装置からディスク装置にデータを転送するノーマル転送を選択することを特徴とする上記第１の観点のシステムを提供する。
上記第２の観点のシステムでは、従来のホストとディスク装置とを用いて、上記第１の観点のシステムを実施可能となる。
【００２１】
第３の観点では、本発明は、前記転送形態制御手段は、前記ホストから受信したコマンドがリードのときには、ディスク装置から前記ディスク制御装置を経由せずに前記ホストにデータを直接転送するダイレクト転送を選択し、前記ホストから受信したコマンドがライトのときには、前記ホストから前記ディスク制御装置を経由せずにディスク装置にデータを直接転送するダイレクト転送を選択することを特徴とする上記第１の観点のシステムを提供する。
上記第３の観点のシステムでは、ディスク制御装置を経由せずに、ホストとディスク装置の間でデータを直接転送するため、応答性を改善でき、高速インタフェースの性能を最大限発揮することができ、かつ、ディスク制御装置内部の転送速度を低く押さえることが出来る。よって、技術的に容易に開発可能となり、低コスト化できる。また、ディスク制御装置における処理負担を軽減できる。
【００２２】
第４の観点では、本発明は、前記ディスク制御装置は更にデータキャッシュ手段を有しており、前記転送形態制御手段は、前記ホストから受信したコマンドを解析し、更にキャッシュヒットミス判定を実行し、前記ホストから受信したコマンドがリードで且つキャッシュミスである場合には、ディスク装置から前記ディスク制御装置及び前記ホストの両方にデータを転送するマルチターゲットダイレクト転送を選択し、前記ホストから受信したコマンドがライトの場合には、前記ホストから前記ディスク制御装置及びディスク装置の両方にデータを転送するマルチターゲットダイレクト転送を選択することを特徴とする上記第１の観点のシステムを提供する。
上記第４の観点のシステムでは、ディスク制御装置を経由せずに、ホストとディスク装置の間でデータを直接転送するため、応答性を改善でき、高速インタフェースの性能を最大限発揮することができ、かつ、ディスク制御装置内部の転送速度を低く押さえることが出来る。よって、技術的に容易に開発可能となり、低コスト化できる。また、ディスク制御装置における処理負担を軽減できる。
また、データをディスク制御装置にも転送するため、キャッシュによる応答性の改善も期待できる。
さらに、ホストコマンドがライトのときにマルチターゲットダイレクト転送すれば、ディスク制御装置で迅速にパリティを生成可能となり、特にディスク装置がＲＡＩＤのときに有用となる。
【００２３】
第５の観点では、本発明は、前記ディスク制御装置は更にデータキャッシュ手段を有しており、前記転送形態制御手段は、前記ホストから受信したコマンドがリードで、且つキャッシュヒットの場合には、データキャッシュ手段から前記ホストにデータを転送する転送方法を選択し、前記ホストから受信したコマンドがリードで、且つキャッシュミスの場合には、ディスク装置から前記ディスク制御装置及び前記ホストの両方にデータを転送するマルチターゲットダイレクト転送を選択することを特徴とする上記第１の観点のシステムを提供する。
【００２４】
第６の観点では、本発明は、ホストと、複数のディスク装置と、前記複数のディスク装置へのデータのリード及びライトを制御するディスク制御装置とを有し、前記複数のディスク装置、及び前記ディスク制御装置は、前記ホストが接続しているインタフェースに接続しており、前記ディスク制御装置は、前記ホストから受信したリードコマンドで指定されたアドレスを、リード対象のデータが格納されている複数のディスク装置各々に対応するアドレスに変換するアドレス変換制御部と、変換されたアドレスに基づいて、リード対象のデータが格納されている複数のディスク装置各々へのディスクコマンドを生成するディスクコマンド制御部と、ディスクコマンドをディスク装置へ発行するＩ／Ｆ制御手段とを有し、前記ホストは、前記ディスク制御装置若しくは複数のディスク装置から分割されたリード対象のデータを前記インタフェースを介して受信する手段と、受信したデータを、前記ホストが有するメモリの予め定められたメモリアドレスに格納する手段とを有することを特徴とするシステムを提供する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２７】
［第一実施形態］（ノーマル転送の例）
第一実施形態では、本発明のディスクアレイが備える転送形態の一つである「ノーマル転送」と呼ぶ転送形態を説明する。
「ノーマル転送」は、ホストとディスクアレイコントローラ、およびディスクアレイコントローラとディスク装置の間でのみデータ転送を行なう転送形態である。これは従来のディスクアレイの転送形態と同一であるが、後述するようにホストインタフェースとディスクインタフェースを一つのインタフェースに統合した点が従来と異なっている。
【００２８】
(1) ディスクアレイの構成
図１に、第一実施形態の計算機システムの構成例を示す。
この計算機システム１００は、ホスト３と、ホストインタフェース３１と、ディスクアレイ４とを具備している。
ホストインタフェース３１は、ＦＣ−ＡＬである。
ディスクアレイ４は、ディスクアレイコントローラ１と、ディスク装置２００〜２０４（これらを総称してディスク装置２と表現する）を具備している。図１では簡略化して表現しているが、ディスク装置２００〜２０４は、ホストインタフェース３１に接続している。
(2) ディスクアレイコントローラの構成
ディスクアレイコントローラ１は、中央制御手段１０と、データキャッシュ手段１１と、Ｉ／Ｆ制御手段１２と、パリティ演算手段１４と、内部バス１５とを具備している。
前記Ｉ／Ｆ制御手段１２は、ホスト３との通信に用いるときにはＩ／Ｆ制御手段１２をターゲットモードにし、ディスク装置２との通信に用いるときにはＩ／Ｆ制御手段１２をイニシエータモードに切り替える制御を行うイニシエータ／ターゲット切り替え部１２１を備えている。
【００２９】
前記中央制御手段１０は、ＭＰＵ(Micro Processing Unit）を用いて実現している。そして、各種制御部は、ＭＰＵで動作する制御プログラムで実現している。
図２に、中央制御手段１０の構成を示す。
中央制御手段１０は、Ｉ／Ｆ制御手段１２の操作を行いホスト３からコマンドを受信する等のホスト３との通信を行うホストコマンド制御部１０１と、受信したホストコマンドを解析しキャッシュのヒットミス判定やアクセスのシーケンシャル性判定などを行いコマンド毎にホスト３とディスクアレイコントローラ４とディスク装置２の間の転送の経路等のデータ転送形態を決定する転送形態制御部１０２と、ホストコマンドに格納されたディスクアレイ４への論理アドレスからディスク装置２への物理アドレスに変換するアドレス変換制御部１０３と、ディスクコマンドを生成しＩ／Ｆ制御手段１２の操作を行いディスク装置２にコマンドを発行する等のディスク装置２との通信を行うディスクコマンド制御部１０４とを具備している。
【００３０】
なお、上記において、ディスク装置２のアドレスを物理アドレスと称したが、一般に、Fibre ChannelをＩ／Ｆとするディスク装置は論理的なアドレス（ＬＢＡ：ロジカルブロックアドレス）を用いて操作する。しかし、ここでは、ホスト３からディスクアレイ４を１台のディスク装置と見なしてアクセスするために用いるアドレスを論理アドレスと呼び、ディスク装置２をアクセスするために用いるディスク装置のアドレスを物理アドレスと呼んで、両者を区別することにする。
【００３１】
また、前記転送形態制御部１０２は、第一実施形態でも使用しているが、「ノーマル転送」のみで動作する場合は省略可能である。
【００３２】
(3) ホストとディスク装置の構成
図１に戻り、ホスト３は、ディスクアレイコントローラ１を接続するホストＩ／Ｆ制御手段３２を具備している。なお、ホスト３は、ホスト転送形態制御手段３３を具備しているが、ホスト転送形態制御手段３３は第一実施形態では使用しない（第二実施形態以降で使用する）ため、説明しない。従って、第一実施形態「ノーマル転送」のみで動作する場合はホスト転送形態制御手段３３を省略可能である。
【００３３】
ディスク装置２００〜２０４は、それぞれディスクＩ／Ｆ制御手段２１を具備している。なお、ディスク装置２００〜２０４は、ディスク転送形態制御手段２２を具備しているが、ディスク転送形態制御手段２２は第一実施形態では使用しない（第三実施形態以降で使用する）ため、説明しない。従って、第一実施形態「ノーマル転送」のみで動作する場合はディスク転送形態制御手段２２を省略可能である。
【００３４】
(4) アクセス種類
一般に、アクセスの種類を大別すると、ランダムアクセスと、シーケンシャルアクセスとがある。
ランダムアクセスは、ディスクアレイ４の論理アドレス空間の任意のアドレスのリードライトを行うアクセスである。データベースのレコード参照等で発生する。一般に、ランダムアクセスは、４ＫＢ程度の小転送長でアクセスされることが多い。ランダムアクセスでは、データ転送長が短いため、転送時間はわずかである。従って、全処理時間において、ディスク装置のシーク、回転待ち時間が支配的である。
シーケンシャルアクセスは、ディスクアレイ４の連続した論理アドレスを続けてリードライトするアクセスである。バッチ処理や画像アクセス等で発生する。一般に、シーケンシャルアクセスは、６４ＫＢ等の大転送長でアクセスされることが多い。シーケンシャルアクセスでは、連続アクセスのためディスク装置のシークはほとんど発生しないし、シーケンシャルリード時にはディスク装置の内部でデータの先読みを行うので回転待ちもほとんど発生しないが、データ転送長が長いため転送時間は長い。よって、全処理時間において、データ転送時間が支配的である。
以下では、シーケンシャルアクセスとランダムアクセスの２つに分けて説明するが、シーケンシャルアクセスとランダムアクセスの中間または混合に位置するようなアクセスは、シーケンシャルアクセスとランダムアクセスのいずれかの処理方法で対処可能である。
【００３５】
(5) ランダムリード
図３は、ディスクアレイのランダムリード動作を説明する概念図である。
・リードコマンド受信（図３(1)）
ホスト３は、小転送長のリードホストコマンドを生成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１へと発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けており、リードホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、リードホストコマンドを受領する。
【００３６】
・転送形態の判定
転送形態制御部１０２は、リードホストコマンドを解析し、キャッシュのヒットミス判定を行う。
キャッシュがヒットした場合、データキャッシュ手段１１からホスト３へのデータ転送を開始する。この動作は、後述するディスクアレイコントローラ１からホスト３へのデータ転送と同一である（図３(5)(6)）。
キャッシュがミスした場合、転送形態制御部１０２は、シーケンシャルアクセス判定を行う。シーケンシャル判定は、前回のリードコマンドの論理アドレスと今回のリードコマンドの論理アドレスの連続性を判定することで行う。ここでは、ランダムアクセスのため、シーケンシャル判定がミスする。すると、転送形態制御部１０２は、転送形態を「ノーマル転送」であると判定する。
「ノーマル転送」においては、その転送形態をホスト３およびディスク装置２に通知する必要はない。そこで、続けて、転送形態制御部１０２は、データキャッシュ手段１１の適切なアドレスに、このリードホストコマンドのデータを格納するキャッシュ領域を確保する。
【００３７】
・アドレス変換
アドレス変換制御部１０３は、リードホストコマンドに格納されたディスクアレイへの論理アドレスから、ディスクアレイの構成に基づき、この論理アドレスのデータを格納するディスク装置番号を特定し、そのディスク装置の物理アドレスに変換する。
【００３８】
・ディスクコマンドの発行（図３(2)）
ディスクコマンド制御部１０４は、対象ディスク装置へのリードディスクコマンドを生成し、Ｉ／Ｆ制御部１２にリードディスクコマンドを発行する。Ｉ／Ｆ制御手段１２は、このリードディスクコマンドを受信する。イニシエータ／ターゲット切り替え制御部１２１は、Ｉ／Ｆ制御部１２をターゲットモードに切り替える。Ｉ／Ｆ制御部１２は、ホストインタフェース３１を介し、ディスク装置２にリードディスクコマンドを発行する。リードディスクコマンドは、Fibre Channelのフレームとして送信する。
【００３９】
・ディスク装置２からディスクアレイコントローラ４へのデータ転送（図３(3)）
ディスク装置２は、リードディスクコマンドを受領すると、リードディスクコマンドを解析し、ヘッドのシーク、回転待ちを行い、指示された物理アドレスから指示された転送長のデータをリードする。次に、全データ転送に必要な個数のデータフレームを生成し、ディスクアレイコントローラ１にホストインタフェース３１を介し発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、イニシエータモードとして動作し、データフレームを受信し、データキャッシュ手段１１に転送する。
【００４０】
・ディスクコマンド終了（図３(4)）
ディスク装置２は、データフレームの転送終了後に、ステータスを格納したフレームを作成し、ディスクアレイコントローラ１に送信する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ステータスを格納したフレームを受信し、中央制御手段１０に通知する。
中央制御手段１０のディスクコマンド制御部１０４は、正常にコマンド処理が終了したことを確認する。
【００４１】
・ディスクアレイコントローラからホストへのデータ転送（図３(5)）
ホストコマンド制御部１０１は、Ｉ／Ｆ制御手段１２にデータ転送開始を指示する。Ｉ／Ｆ制御手段１２のイニシエータ／ターゲット切り替え制御部１２１は、Ｉ／Ｆ制御手段１２をターゲットモードに切り替える。Ｉ／Ｆ制御手段１２は、データキャッシュ手段１１からデータをリードし、データフレームを作成し、ホスト３にホストインタフェース３１を介し転送を行う。
【００４２】
・リードホストコマンドの終了（図３(6)）
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、全データフレームを転送終了すると、ステータスフレームを生成し、ホスト３に送信する。
ホスト３は、ステータスフレームを受信し、データ転送が完了し、リードコマンドが正常終了したことを確認する。
【００４３】
(6) ランダムライト
図４に、ディスクアレイ４のランダムリード動作の概念図を示す。
・ライトホストコマンドの処理（図４(1)(2)(3)）
ホスト３は、ライトホストコマンドを生成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１へと発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けており、ライトホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、ライトホストコマンドを受領する。
転送形態制御部１０２は、ホストコマンドを解析し、「ノーマル転送」と判断し、データを格納するためのキャッシュ領域をデータキャッシュ手段１１に確保する。
ホストコマンド制御部１０１は、Ｉ／Ｆ制御手段１２にキャッシュ領域のアドレスを通知し、転送開始を指示する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、転送許可フレームをホスト３に送信する。
ホスト３は、データフレームを送信する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、データを受信し、データキャッシュ手段１１の指定された領域に格納し、転送が終了したらステータスフレームをホスト３に送信し、データ転送が完了したことを中央制御手段１０に通知する。
ホスト３は、ステータスフレームを受信し、転送が完了し、ライトホストコマンドが正常終了したことを確認する。
【００４４】
以上のように、ディスクアレイコントローラ１のデータキャッシュ手段１１にデータをライトした時点でホストコマンドを終了する方法を、ライトバックキャッシュと呼ぶ。また、データキャッシュ手段１１中にディスク装置２には書き込まれずに保存されているデータをダーティデータと呼び、ダーティデータを保存しているキャッシュのことを、ダーティキャッシュと呼ぶ。
ダーティデータの量が規定値以上になった場合や所定時間以上ダーティデータが保存されていた場合、ディスクアレイコントローラ１は、ダーティデータをディスク装置２に書き戻す処理を行う。この処理を、デステージ処理と呼ぶ。
【００４５】
・パリティの生成（図４(4)(5)(6)）
デステージに先立ち、ダーティデータに対応するパリティを生成する。ここで、ダーティデータがＤ１(new)であるとすると、それに対応した新パリティＰ０(new)は、Ｄ１(new)とＤ１(old)とＰ０(old)の排他的論理和により求める。このため、Ｄ１(old)とＰ０(old)をディスク装置２からリードする必要がある。そこで、両データをデータキャッシュ制御手段１１上に一時的に格納する領域を割り当て、その領域に前記リードホストコマンドに対するディスク装置からディスクアレイコントローラへのデータ転送と同一の方法でリードする。
中央制御手段１０は、パリティ演算手段１４にパリティＰ０(new)の生成要求を発行する。
パリティ演算手段１４は、パリティＰ０(new)を生成し、データキャッシュ手段１１に予め用意した領域に格納する。
【００４６】
・デステージ処理（ディスク装置ライト処理）（図４(7)(8)(9)）
新データと新パリティのデステージ処理は、前記リードホストコマンドに対するディスク装置からディスクアレイコントローラへのデータ転送と基本的に同一である。相違点は、転送方向が逆である（リードがライトになる）こと、および、ディスクアレイコントローラ１がディスク装置２にライトディスクコマンドを発行すると、ディスク装置２は転送許可フレームをディスクアレイコントローラ１に発行し、これを受信したディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２がデータフレームをディスク装置２に送出することである。
【００４７】
ディスク装置２は、データのライトが終了すると、ステータスフレームをディスクアレイコントローラ１に送信する。
これを受信すると、ディスクアレイコントローラ１の中央制御手段１０は、新データおよび新パリティのデータキャッシュ領域をダーティからクリーンに属性を変更すると共に、旧データおよび旧パリティのデータキャッシュ領域を無効化する。以上で、ライトホストコマンドの処理を終了する。
【００４８】
・シーケンシャルアクセス
キャッシュのヒットミス判定でミスし、さらにシーケンシャル判定でヒットすると、シーケンシャルアクセスの処理の行なうが、これは上記ランダムアクセスと基本的に同一の手順である。異なる点は、シーケンシャルリード時には、複数のディスク装置２０１〜２０４に対し同時に複数のリードコマンドを発行し、データキャッシュ手段１１上でデータを集合しホスト３に転送することと、シーケンシャルライト時には、データキャッシュ手段１１上にパリティグループのデータがそろう場合があるため、ディスク装置２から旧データ，旧パリティをリードすることなく新パリティを生成する場合があることである。
【００４９】
(7) 第一実施形態の効果
以上の第一実施形態によれば、ディスクアレイコントローラ１は、ホスト３との接続インタフェースおよびディスク装置２との接続インタフェースを一つのホストインタフェース３１で共用し、これを唯一つのＩ／Ｆ制御手段１２で制御しているので、fibre channelのような高価なインタフェースであっても、ディスクアレイコントローラ１を低コスト化できる。
【００５０】
［第二実施形態］（ダイレクト転送の例１）
第二実施形態では、本発明のディスクアレイが備える転送形態の一つである「ダイレクト転送」と呼ぶ転送形態を説明する。
「ダイレクト転送」は、ホストとディスク装置がディスクアレイコントローラを介さずにデータ転送を行なう転送形態である。「ダイレクト転送」は、主にシーケンシャルリード時に有効な転送形態である。
【００５１】
(1) ディスクアレイの構成
ディスクアレイ１は、図１，図２を参照して第一実施形態で説明した構成と同様である。「ダイレクト転送」を行う際には、図２の中央制御手段１０の転送形態制御手段１０２を使用する。
【００５２】
(2) ホストの構成
ホスト３は、図１を参照して第一実施形態で説明した構成と同様である。「ダイレクト転送」を行う際には、ホスト転送形態制御手段３３を使用する。ホスト転送形態制御手段３３は、ディスクアレイコントローラ１が決定し通知してきた転送形態情報を受信し、指示された転送形態を用いてデータを授受できるようにホストＩ／Ｆ制御手段３２を制御する。
【００５３】
(3) ディスク装置の構成
ディスク装置２は、図１を参照して第一実施形態で説明した構成と同様である。なお、ディスク装置２００〜２０４は、ディスク転送形態制御手段２２を具備しているが、ディスク転送形態制御手段２２は第二実施形態では使用しない（第三実施形態以降で使用する）ため、説明しない。従って、第一実施形態「ノーマル転送」および第二実施形態「ダイレクト転送の例１」のみで動作する場合はディスク転送形態制御手段２２を省略可能である。
【００５４】
(4) シーケンシャルリード
・リードコマンド受信（図５(1)）
ホスト３は、シーケンシャルアクセスを行うため、リードホストコマンドを生成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１に発行する。ここで、転送長は６４ＫＢであると仮定する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けしており、リードホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、リードホストコマンドを受領する。
【００５５】
・転送形態の判定
中央制御手段１０の転送形態制御部１０２は、リードホストコマンドを解析し、キャッシュのヒットミス判定を行う。シーケンシャルアクセスなのでキャッシュはミスする。
キャッシュがミスした場合、転送形態制御部１０２は、シーケンシャルアクセス判定を行う。ここでは、シーケンシャルアクセスなので、シーケンシャル判定はヒットする。すると、転送形態制御部１０２は、転送形態を「ダイレクト転送」と決定する。
【００５６】
・アドレス変換
アドレス変換制御部１０３は、リードホストコマンドの論理アドレスからディスクアレイの構成に基づき、この論理アドレスのデータを格納するディスク装置番号を特定し、そのディスク装置の物理アドレスに変換する。この変換を次に具体的に説明する。
図６は、ＲＡＩＤ４もしくはＲＡＩＤ５のディスクアレイの一つのパリティグループを示した図である。
ストライプ２２０，…，２２４は、ディスク装置２００，…，２０４のそれぞれのストライプを示している。ステップ２２０〜２２３はデータストライプであり、ストライプ２２４はパリティストライプである。ストライプサイズは、６４ＫＢとする。
シーケンシャルアクセス対象のデータの転送長が６４ＫＢであるが、アドレス変換の結果、このデータがディスク装置２００のストライプ２２０の後半１６ＫＢとディスク装置２０１のストライプ２２１の前半４８ＫＢに該当する場合、シーケンシャルアクセス対象のデータは図６の斜線のようになる。
【００５７】
図７は、論理アドレスと物理アドレスの関係の説明図である。
一般に、ホスト３のホストメモリは、仮想記憶と呼ばれるメモリメカニズムを使用しており、４ＫＢ等のメモリブロックをページと呼び、ページ単位で必要なメモリの割り当てを行っている。このため、アプリケーションから見て連続した論理アドレスでも、実際のホストメモリへのマッピングは、いくつかの領域に分断されていることが多い。そこで、ホストメモリアドレスと論理アドレスとディスクアレイ４の物理アドレスの対応を管理している。
そして、その対応に従って、ホストＩ／Ｆ制御手段３２は、受信したデータを適切なホストメモリアドレスに転送する。
このようなメカニズムをScatter/Gather（Ｓ／Ｇ）と呼び、論理アドレスとメモリアドレスとの関係を示したリストをＳ／Ｇリストと呼び、ホストコマンドを発行する際には、ホスト３が生成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２に通知してある。このリストに従って、ホストＩ／Ｆ制御手段３２が、データ転送を行う。
【００５８】
図８に、アドレス変換制御部１０３が作成するアドレス変換リスト１０３０を例示する。
このアドレス変換リスト１０３０は、ある論理アドレス（例えばＬＡ０）からある転送長分（例えば１６ＫＢ）のデータが特定のディスク装置（例えばディスク装置２００）の特定の物理アドレス（例えばＰＡ１）から開始することを示している。
【００５９】
・ダイレクト転送メッセージの転送（図５(2)、(3)）
図５に戻り、次にホストコマンド制御部１０１は、ホスト３に対するダイレクト転送メッセージを作成し、Ｉ／Ｆ制御手段１２に発行する。ダイレクト転送メッセージには、ダイレクト転送メッセージであることを示す識別子と、上記アドレス変換リスト１０３０を格納する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、メッセージフレームを作成し、そのメッセージフレームをホスト３に送付し、さらに、ステータスフレームをホスト３に転送し、リードホストコマンドを一旦終了する。
【００６０】
・ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストの生成
ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、メッセージフレームを受信し、さらに続けてステータスフレームを受信し、ここで一旦リードホストコマンドを仮終了とする。
ホスト転送形態制御手段３３は、このメッセージフレームに格納されたダイレクト転送メッセージを解析し、転送形態が「ダイレクト転送」であることを認識する。そして、ダイレクト転送メッセージに格納された上記アドレス変換リスト１０３０とＳ／Ｇリストを比較し、各ディスク装置毎の物理アドレスとメモリ転送先アドレスとの関係を調査し、各ディスク装置２００，２０１に対応したダイレクト転送Ｓ／Ｇリストを生成する。
図９に、ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストを例示する。
ダイレクト転送Ｓ／Ｇリスト３３００がディスク装置２００に対応し、ダイレクト転送Ｓ／Ｇリスト３３０１がディスク装置２０１に対応する。
【００６１】
・ダイレクト転送の実行（図５(4)、(5)、(6)）
次に、ホスト転送形態制御手段３３は、アドレス変換リスト１０３０を用い、各ディスク装置に対するディスクコマンドを作成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２に発行する。
ホストＩ／Ｆ制御手段３２は、ホストインタフェース３１を介して、各ディスク装置２００，２０１にディスクコマンドを発行する。
ディスク装置２００，３００は、独立にシーク，回転待ちを行い、どちらか先に準備の出来たものからデータ転送を開始する。
ホストＩ／Ｆ制御手段３２は、データフレームを受信し、フレームのヘッダから転送元ディスク装置の番号を確認し、それぞれのディスク装置毎のダイレクト転送Ｓ／Ｇリストに従ってホストメモリにデータ転送を行う。この例では、ディスク装置２００からデータが送られてきた場合、最初の８ＫＢをホストメモリのメモリアドレスＭＡ０に格納し、次の８ＫＢをメモリアドレスＭＡ１に格納する。また、ディスク装置２０１からデータが送られてきた場合、最初の２４ＫＢをメモリアドレス（ＭＡ１＋８ＫＢ）に格納し、次の２４ＫＢをメモリアドレスＭＡ２に格納する。この際、ディスク装置２００，２０１の物理アドレスは意識する必要はなく、送られてきたデータの順番にダイレクト転送Ｓ／Ｇリストに従ってデータを格納していけばよい。
全てのディスク装置からのデータ転送が完了し、ステータスフレームを受信すると、ディスクコマンドが正常終了する。
【００６２】
・ホストコマンドの終了
全てのディスクコマンドが正常終了した時点で、データ転送が完了するので、ホストＩ／Ｆ制御手段３２は、先に仮終了したホストコマンドを正常終了し、この要求を発行したアプリケーションに対して正常終了ステータスを返し、処理を終える。
【００６３】
(5) シーケンシャルリード以外の処理
上記ではシーケンシャルリードの処理について説明したが、シーケンシャルリード以外（例えばランダムリード）においても上記と同様にダイレクト転送を行うことが出来る。
【００６４】
上記ダイレクト転送の場合、ディスクアレイコントローラ１内部のデータキャッシュ手段１１にデータをキャッシュすることが出来ないため、キャッシュヒットによるアクセスの高速化を実現できなくなる。
しかし、２度と使わないデータであることが分かっている（キャッシュをする必要がない）場合や、データキャッシュ手段１１のメモリ容量が小さい（データキャッシュ手段１１でのキャッシュのヒットが期待できない）場合や、ホスト３に設けたディスク装置キャッシュの容量が大きい（データキャッシュ手段１１を使う必要がない）場合などでは、上記ダイレクト転送も有効である。
なお、後述の第四実施形態では、ディスクアレイコントローラ１においてキャッシングを行うと同時にダイレクト転送を行う。
【００６５】
(6) 第二実施形態の効果
以上の第二実施形態によれば、シーケンシャルリードの際には、ディスク装置２からリードしたデータをディスクアレイコントローラ１を経由せず、直接ホスト３に転送するので、ホストインタフェース３１の転送速度を最大限に利用したデータ転送を実現できる。また、ホストＩ／Ｆとディスク装置Ｉ／Ｆが１本になり、低価格化できる。さらに、第一実施形態の「ノーマル転送」のようにディスク装置２からディスクアレイコントローラ１への転送とディスクアレイコントローラ１からホスト３への転送の２回に渡って同一のＩ／Ｆを使用するのでは性能の低下があるが、このような性能の低下を引き起こすことなく高速転送を実現できる。すなわち、データを一旦ディスクアレイコントローラ１のデータキャッシュ手段１１にリードするデータバッファリングに要していた処理時間を削減でき、アクセス応答時間を短縮できる。
【００６６】
さらに、ディスク装置２からのデータは、ディスクアレイコントローラ１内部のデータバスを通らないので、ディスクアレイコントローラ１のデータバスとキャッシュメモリの帯域を大きくする必要がない。その結果、バスのビット幅を減らしたり、周波数を下げたり、メモリのビット幅を減らしたり、インタリーブの数を少なくしたりすることができ、ディスクアレイコントローラ１を容易に開発でき、さらにディスクアレイコントローラ１のコストを著しく低下させることができる。
【００６７】
さらに、シーケンシャルアクセス時にはキャッシュヒットはほとんどないため、従来のディスクアレイにおいて無駄にデータキャッシュを使用していたことによるキャッシュヒット率の低下を防止することができ、ランダムアクセスのようなキャッシュヒットするアクセスの高速化を実現できる。
【００６８】
さらに、従来と同一のディスク装置を使用したままでダイレクト転送による高速化を実現でき、従来システムからの移行が容易である。
【００６９】
［第三実施形態］（ダイレクト転送の例２）
第三実施形態では、上記第二実施形態とは異なる「ダイレクト転送」を説明する。
第三実施形態の「ダイレクト転送」も、第二実施形態同様、主にシーケンシャルリード時に有効な転送形態である。
(1) ディスクアレイの構成
上記第二実施形態と同一である。
(2) ホストの構成
上記第二実施形態と同一である。
(3) ディスク装置の構成
上記第二実施形態と同一である。第三実施形態では、ディスクアレイコントローラ１が決定した転送形態を受信し、それに基づき転送形態を決定するディスク転送形態制御手段２２を使用する。
【００７０】
(4)シーケンシャルリード
・リードコマンド受信（図１０(1)）
ホスト３は、シーケンシャルアクセスを行うため、リードホストコマンドを生成し、ホストＩ／Ｆ制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１に発行する。ここで、転送長は６４ＫＢであると仮定する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けしており、リードホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、リードホストコマンドを受領する。
【００７１】
・転送形態の判定
中央制御手段１０の転送形態制御部１０２は、リードホストコマンドを解析し、キャッシュのヒットミス判定を行う。シーケンシャルアクセスなのでキャッシュはミスする。
キャッシュがミスした場合、転送形態制御部１０２は、シーケンシャルアクセス判定を行う。ここでは、シーケンシャルアクセスなので、シーケンシャル判定はヒットする。すると、転送形態制御部１０２は、転送形態を「ダイレクト転送」と決定する。
【００７２】
・アドレス変換
アドレス変換制御部１０３は、リードホストコマンドの論理アドレスからディスクアレイの構成に基づき、この論理アドレスのデータを格納するディスク装置番号を特定し、そのディスク装置の物理アドレスに変換する。ここで、アドレス変換制御部１０３は、図８に示すアドレス変換リスト１０３０を生成したものとする。
【００７３】
・ダイレクト転送メッセージの転送（図１０(2)）
図１０に戻り、次にホストコマンド制御部１０１は、ホスト３に対するダイレクト転送メッセージを作成し、Ｉ／Ｆ制御手段１２に発行する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、メッセージフレームを作成し、そのメッセージフレームをホスト３に送付する。ただし、第二実施形態とは異なり、この時点では、ステータスフレームは送出しない。
【００７４】
・ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストの生成
ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、メッセージフレームを受信する。
ホスト転送形態制御手段３３は、受信したメッセージフレームに格納されたダイレクト転送メッセージを解析し、転送形態が「ダイレクト転送」であることを認識する。
そして、第二実施形態と同様にして、ダイレクト転送Ｓ／Ｇリスト３３００，３３０１を生成し、ディスク装置２からデータ転送が行われるのを待機する。
【００７５】
・ディスク装置へのコピーコマンドの発行（図１０(3)）
一方、ディスクアレイコントローラ１において、中央制御手段１０のディスクコマンド制御部１０４は、アドレス変換リスト１０３０に基づいて、ディスク装置２の指定アドレスから指定長のデータをホスト３に対して転送するよう指示するコピーコマンドを生成し、Ｉ／Ｆ制御手段１２に発行する。このコピーコマンドは、ディスクアレイコントローラ１にディスク装置２からデータをリードするリードコマンドとは区別する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、各ディスク装置２００，２０１にそれぞれコピーコマンドを発行する。
【００７６】
・コピーコマンドによるダイレクト転送の実行（図１０(4)、(5)）
ディスク装置２００，２０１では、それぞれのディスクＩ／Ｆ制御手段２１がコピーコマンドを受信する。
ディスク転送形態制御手段２２は、コピーコマンドによるダイレクト転送を実施することを確認する。
そして、ディスク装置２００，２０１は、独立にシーク、回転待ちを行い、どちらか先に準備の出来たものからホスト３に対しデータ転送を開始する。
ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、データフレームを受信し、そのデータフレームのヘッダから転送元ディスク装置の番号を確認し、それぞれのディスク装置毎のダイレクト転送Ｓ／Ｇリスト３３００，３３０１に従ってホストメモリにデータ転送を行う。
全てのディスク装置からのデータ転送が完了すると、ディスク装置２００，２０１は、ステータスフレームを作成し、ディスクアレイコントローラ１に送出する。
そのステータスフレームをディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２が受信すると、コピーコマンドが正常終了する。
【００７７】
・ホストコマンドの終了
全てのコピーコマンドが正常終了した時点で、ディスクアレイコントローラ１のホストコマンド制御部１０１は、リードホストコマンドに対するステータスを作成する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、ステータスフレームを作成し、ホスト３に送出する。ホスト３は、このステータスフレームを受信し、ホストコマンドが正常終了したことを認識し、この要求を発行したアプリケーションに対して正常終了ステータスを返し、処理を終える。
【００７８】
(5) 第三実施形態の効果
以上の第三実施形態によっても、第二実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
［第四実施形態］（マルチターゲットダイレクト転送の例）
第四実施形態では、本発明のディスクアレイが備える転送形態の一つである「マルチターゲットダイレクト転送」と呼ぶ転送形態を説明する。
「マルチターゲットダイレクト転送」は、主にランダムリード時に有効な転送形態であり、第二および第三実施形態と同様にインタフェース帯域の消費と応答時間の遅延の両方を解決できると共に、キャッシュによる高速化も可能となる。(1) ディスクアレイの構成
第三実施形態と同一である。
(2) ホストの構成
第三実施形態と同一である。
(3) ディスク装置の構成
第三実施形態と同一である。
【００８０】
(4)ランダムリード
・リードコマンド受信（図１１(1)）
図１１に示すように、ホスト３は、リードアクセスを行うため、リードホストコマンドを生成し、ホストインタフェース制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１に発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けしており、リードホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、リードホストコマンドを受領する。
【００８１】
・転送形態の判定
転送形態制御部１０２は、リードホストコマンドを解析し、キャッシュのヒットミス判定を行う。ここでは、キャッシュミスであったとする。すると、転送形態制御部１０２は、次にシーケンシャルアクセス判定を行う。ここでは、ランダムアクセスなので、ミスヒットとなる。そこで、転送形態制御部１０２は、転送形態を「マルチターゲットダイレクト転送」と決定する。
【００８２】
・アドレス変換
次に、アドレス変換制御部１０３は、リードホストコマンドの論理アドレスからディスクアレイの構成に基づきディスク装置番号と物理アドレスを得て、対象ディスク装置へのマルチターゲットリードディスクコマンドを生成する。このマルチターゲットリードディスクコマンドは、ディスク装置２からリードしたデータをディスクアレイコントローラ１とホスト３の両方に同時に転送することを指令する命令であり、イニシエータＩＤと複数のターゲットＩＤとを持つことができる。
【００８３】
・ダイレクト転送メッセージの転送（図１１(2)）
次に、ホストコマンド制御部１０１は、ホスト３に対するダイレクト転送メッセージを作成し、Ｉ／Ｆ制御手段１２に発行する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、メッセージフレームを作成し、ホスト３に送付する。
【００８４】
・ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストの生成
ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、メッセージフレームを受信する。
ホスト転送形態制御手段３３は、受信したメッセージフレームに格納されたダイレクト転送メッセージを解析し、転送形態が「マルチターゲットダイレクト転送」であることを認識する。そして、ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストを生成し、ディスク装置２からデータ転送が行われるのを待機する。
【００８５】
・マルチターゲットリードディスクコマンドの発行（図１１(3)）
一方、ディスクコマンド制御部１０４は、Ｉ／Ｆ制御部１２に、マルチターゲットリードディスクコマンドを発行する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、ホストインタフェース３１を介し、ディスク装置２にコマンドフレームを発行する。
【００８６】
・ディスク装置からディスクアレイコントローラとホストへのデータ転送（図１１(4)）
ディスク装置２のディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、コマンドフレームを受領する。
ディスク転送形態制御手段２２は、コマンドを解析し、マルチターゲットリードディスクコマンドであることを認識し、データをディスクアレイコントローラ１とホスト３の両者に転送することを判断する。そして、ヘッドのシーク，回転待ちを行い、目的の物理アドレスから指示された転送長のデータをリードする。
次に、ディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、ディスクアレイコントローラ１とホスト３の２つのターゲットＩＤを有するデータフレームを全データ転送に必要な個数生成し、ホストインタフェース３１を介して発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２とホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２とは、同一のデータフレームを受信する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、あらかじめ指示されたデータキャッシュ手段１１の領域にデータを格納する。
また、ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、ダイレクトＳ／Ｇリストに従ってホストメモリにデータを格納する。
【００８７】
・ディスクコマンド終了（図１１(5)）
転送終了後に、ディスク装置２のディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、ステータスを格納したフレームを作成し、ディスクアレイコントローラ１に送信する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、これを受信し、中央制御手段１０に通知する。
中央制御手段１０のディスクコマンド制御部１０４は、正常にコマンド処理が終了したことを確認する。
【００８８】
・ホストコマンドの終了（図１１(6)）
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ステータスフレームを生成し、ホスト３に送信する。
ホスト３は、ステータスフレームを受信し、データ転送が完了し、リードコマンドが正常終了したことを確認する。
【００８９】
(5)シーケンシャルライト
・ライトコマンド受信（図１２(1)）
図１２に示すように、ホスト３は、ライトアクセスを行うため、ライトホストコマンドを生成し、ホストインタフェース制御手段３２を制御し、ホストインタフェース３１を介して、ディスクアレイコントローラ１に発行する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ターゲットモードでコマンドを待ち受けしており、ライトホストコマンドを受信し、中央制御手段１０に通知する。
通知を受けた中央制御手段１０のホストコマンド制御部１０１は、ライトホストコマンドを受領する。
【００９０】
・転送形態の判定
転送形態制御部１０２は、ライトホストコマンドを解析し、パリティグループの全データのライトであることを認識し、「マルチターゲットダイレクト転送」と判定する。
【００９１】
・アドレス変換
次に、アドレス変換制御部１０３は、ライトホストコマンドの論理アドレスからディスクアレイの構成に基づきディスク装置番号と物理アドレスを得て、対象ディスク装置へのマルチターゲットライトディスクコマンドを生成する。このマルチターゲットライトディスクコマンドは、ライトするデータをホスト３からディスク装置２とディスクアレイコントローラ１の両方に同時に転送することを指令する命令であり、イニシエータＩＤと複数のターゲットＩＤとを持つことができる。
【００９２】
・ダイレクト転送メッセージの転送（図１２(2)）
次に、ホストコマンド制御部１０１は、ホスト３に対するダイレクト転送メッセージを作成し、Ｉ／Ｆ制御手段１２に発行する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、メッセージフレームを作成し、ホスト３に送付する。
【００９３】
・ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストの生成
ホスト３のホストＩ／Ｆ制御手段３２は、メッセージフレームを受信する。
ホスト転送形態制御手段３３は、受信したメッセージフレームに格納されたダイレクト転送メッセージを解析し、転送形態が「マルチターゲットダイレクト転送」であることを認識する。そして、ダイレクト転送Ｓ／Ｇリストを生成する。
【００９４】
・マルチターゲットライトディスクコマンドの発行（図１２(3)）
一方、ディスクコマンド制御部１０４は、Ｉ／Ｆ制御部１２に、マルチターゲットライトディスクコマンドを発行する。
Ｉ／Ｆ制御手段１２は、ホストインタフェース３１を介し、ディスク装置２にコマンドフレームを発行する。
ディスク装置２のディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、コマンドフレームを受領する。
ディスク転送形態制御手段２２は、コマンドを解析し、マルチターゲットライトディスクコマンドであることを認識する。
【００９５】
・ホストからディスク装置とディスクアレイコントローラへのデータ転送（図１２(4)）
ホスト３は、ディスク装置２とディスクアレイコントローラ１の両方にデータを転送する。
ディスクアレイコントローラ１は、キヤッシュにデータを格納する。
ディスク装置２は、データを格納する。
【００９６】
・ディスクコマンド終了（図１２(5)）
データ格納終了後に、ディスク装置２のディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、ステータスを格納したフレームを作成し、ディスクアレイコントローラ１に送信する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、これを受信し、中央制御手段１０に通知する。
中央制御手段１０のディスクコマンド制御部１０４は、正常にコマンド処理が終了したことを確認する。
【００９７】
・ホストコマンドの終了（図１２(6)）
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、ステータスフレームを生成し、ホスト３に送信する。
ホスト３は、ステータスフレームを受信し、データ転送が完了し、ライトコマンドが正常終了したことを確認する。
【００９８】
・パリティのライト（図１２(7)(8)）
ディスクアレイコントローラ１は、キャッシュにパリティグループの全データがそろっていれば、パリティを生成し、ディスク装置２にライトする。一方、パリティグループの全データがそろわない場合は、ディスクアレイコントローラ１がディスク装置２から旧データおよび旧パリティのリードを行い、新データと旧データと旧パリティから新パリティを生成し、新パリティをディスク装置２にライトする。
【００９９】
・ディスクコマンドの終了（図１２(9)）
パリティ格納終了後に、ディスク装置２のディスクＩ／Ｆ制御手段２１は、ステータスを格納したフレームを作成し、ディスクアレイコントローラ１に送信する。
ディスクアレイコントローラ１のＩ／Ｆ制御手段１２は、これを受信し、中央制御手段１０に通知する。
中央制御手段１０のディスクコマンド制御部１０４は、正常にコマンド処理が終了したことを確認する。
【０１００】
(6) ランダムリードおよびシーケンシャルライト以外の処理
ランダムライトやシーケンシャルリードの場合も、上記と同様にマルチターゲットダイレクト転送を行える。
【０１０１】
(7) 第四実施形態の効果
以上の第四実施形態によれば、ホスト３とディスクアレイコントローラ１とディスク装置２のすべてが同一のホストインタフェース３１に接続しているので、１回のディスク装置２からの転送によりホスト３とディスクアレイコントローラ１の両方に同時にデータを転送できると共に１回のホスト３からの転送によりディスク装置２とディスクアレイコントローラ１の両方に同時にデータを転送でき、ホストインタフェース３１のトラフィックを低減できる。すなわち、第二実施形態と同様の効果をすべてのアクセス種類において実現できる。また、ディスクアレイコントローラ１のデータキャッシュ手段１１にデータをキャッシュできる。特に、常時パリティグループ単位でライトするＲＡｌＤ３のライト動作で有効に機能する。
【０１０２】
［第五実施形態］（デュアルコントローラ構成）
第五実施形態では、第一実施形態〜第四実施形態において、同一のディスクアレイコントローラを２台設け、それぞれが同一のホストインタフェースとディスク装置Ｉ／Ｆ（とディスク装置）を共有する構成にする。このような構成をデュアルコントローラ構成と称する。
デュアルコントローラ構成では、コントローラ内部のバス、ＭＰＵ、キャッシュメモリ等の構成部のそれぞれの障害に対して耐性を持たせることができる。
【０１０３】
第１実施形態または第四実施形態にデュアルコントローラ構成を適用した場合、ホスト３からのデータライト時には、一方のディスクアレイコントローラがデータをキャッシュにライトすると同時に、他方のディスクアレイコントローラのキャッシュにもライトし、データを二重化する。
このとき、一方のディスクアレイコントローラがデータを受け取った後、そのディスクアレイコントローラが他方のディスクアレイコントローラにデータをコピーしてもよいが、マルチターゲット転送によりホスト３から両方のディスクアレイコントローラに同時にデータを転送するのが好ましい。これにより、ディスクアレイコントローラ間のコピー処理を削減できる。
【０１０４】
［第六実施形態］（インタフェースの分離）
上記第一実施形態〜第五実施形態では、ホスト３に対する通信を行うＩ／Ｆ制御手段とディスク装置２に対する通信を行うＩ／Ｆ制御手段とを一つのＩ／Ｆ制御手段１２で共用したが、両者を別々のＩ／Ｆ制御手段に分離し、両Ｉ／Ｆ制御手段を同一のホストインタフェース３１に接続する構成としてもよい。
この場合、Ｉ／Ｆ制御手段のコストが２倍になるものの、イニシエータ／ターゲットを切り替えずに使用できるので、制御が容易になり、性能が向上する。
【０１０５】
［追記］
本発明の転送形態は、上記第一から第四の実施形態で説明したアクセス種類との組み合わせに限定されるものではなく、任意のアクセス種類（上記していないアクセス種類でもよい）と組み合わせて使用することができる。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明のシステムによれば、次の効果が得られる。
（１）高速インタフェースを採用したとしても、ホスト用インタフェースとディスク装置用インタフェースを１つのインタフェースで共用するので、低コスト化できる。
（２）ダイレクト転送を用いることで、ディスク制御装置を経由せずに、ディスク装置とホスト間でデータを直接転送することができるので、バッファリングに要していたオーバヘッド時間を削減でき、応答性を改善でき、高速インタフェースの性能を最大限発揮することができ、かつ、ディスク制御装置内部の転送速度を低く押さえることができるので、技術的にも容易に開発可能となり、低コスト化を図ることができる。
（３）マルチターゲットダイレクト転送を用いることで、ダイレクト転送による上記効果と、キャッシュによる応答性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の計算機システムの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態のディスクアレイコントローラにおける中央制御手段の内部構成図である。
【図３】本発明の第一実施形態のランダムリードにおける「ノーマル転送」の動作説明図である。
【図４】本発明の第一実施形態のランダムライトにおける「ノーマル転送」の動作説明図である。
【図５】本発明の第二実施形態のシーケンシャルリードにおける「ダイレクト転送」の動作説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態を説明するためのリードデータの概念図である。
【図７】本発明の第二実施形態を説明するための論理アドレスと物理アドレスの関係の説明図である。
【図８】本発明の第二実施形態を説明するためのアドレス変換リストの構成図である。
【図９】本発明の第二実施形態を説明するためのダイレクト転送Ｓ／Ｇリストの構成図である。
【図１０】本発明の第三実施形態のシーケンシャルリードにおける「ダイレクト転送」の動作説明図である。
【図１１】本発明の第四実施形態のランダムリードにおける「マルチターゲットダイレクト転送」の動作説明図である。
【図１２】本発明の第四実施形態のシーケンシャルライトにおける「マルチターゲットダイレクト転送」の動作説明図である。
【図１３】従来のＲＡＩＤ型ディスクアレイのデータ構造の説明図である。
【図１４】従来のＳＣＳＩ型ディスクアレイの一例の構成図である。
【図１５】従来のＦＣ型ディスクアレイの一例の構成図である。
【符号の説明】
１ ディスクアレイコントローラ
２ ディスク装置
３ ホスト
４ ディスクアレイ
１０ 中央制御手段
１１ データキャッシュ手段
１２ Ｉ／Ｆ制御手段
１４ パリティ演算手段
２１ ディスクＩ／Ｆ制御手段
２２ ディスク転送形態制御手段
３１ ホストインタフェース
３２ ホストＩ／Ｆ制御手段
３３ ホスト転送形態制御手段
１００ 計算機システム
１０１ ホストコマンド制御部
１０２ 転送形態制御部
１０３ アドレス変換制御部
１０４ ディスクコマンド制御部
１２１ イニシエータ／ターゲット切り替え制御部
２００〜２０４ ディスク装置
Claims (6)
- 複数のディスク装置と、
前記複数のディスク装置に対するデータのリード及びライトを制御するディスク制御装置とを有し、
前記複数のディスク装置、及び前記ディスク制御装置は、ホストが接続されているホストインタフェースに接続され、
前記ディスク制御装置と前記ホストとの間の通信、及び前記ディスク制御装置と前記複数のディスク装置との間の通信は、前記ホストインタフェースを介して実行され、
前記ディスク制御装置は、
前記ホストからコマンドを受信するホストコマンド制御手段と、
前記ホストから受信したコマンドを解釈し、解釈結果に応じて、該コマンドに応じたデータの転送経路を選択する転送形態制御手段と、
前記ホストから受信したコマンドで指定されたアドレスを、ディスク装置に対応するアドレスに変換するアドレス変換制御手段と、
変換されたアドレスに基づいて、ディスク装置に対するディスクコマンドを生成するディスクコマンド制御手段と、
ディスクコマンドを前記ホストインタフェースを介してディスク装置に発行するＩ／Ｆ制御手段とを有することを特徴とするシステム。 - 前記転送形態制御手段は、
前記ホストから受信したコマンドがリードのときには、ディスク装置から前記ディスク制御装置にデータを転送し、ついで前記ディスク制御装置から前記ホストにデータを転送するノーマル転送を選択し、
前記ホストから受信したコマンドがライトのときには、前記ホストから前記ディスク制御装置にデータを転送し、ついで前記ディスク制御装置からディスク装置にデータを転送するノーマル転送を選択することを特徴とする請求項１記載のシステム。 - 前記転送形態制御手段は、
前記ホストから受信したコマンドがリードのときには、ディスク装置から前記ディスク制御装置を経由せずに前記ホストにデータを直接転送するダイレクト転送を選択し、
前記ホストから受信したコマンドがライトのときには、前記ホストから前記ディスク制御装置を経由せずにディスク装置にデータを直接転送するダイレクト転送を選択することを特徴とする請求項１記載のシステム。 - 前記ディスク制御装置は更にデータキャッシュ手段を有しており、
前記転送形態制御手段は、
前記ホストから受信したコマンドを解析し、更にキャッシュヒットミス判定を実行し、
前記ホストから受信したコマンドがリードで、且つキャッシュミスである場合には、ディスク装置から前記ディスク制御装置及び前記ホストの両方にデータを転送するマルチターゲットダイレクト転送を選択し、
前記ホストから受信したコマンドがライトの場合には、前記ホストから前記ディスク制御装置及びディスク装置の両方にデータを転送するマルチターゲットダイレクト転送を選択することを特徴とする請求項１記載のシステム。 - 前記ディスク制御装置は更にデータキャッシュ手段を有しており、
前記転送形態制御手段は、
前記ホストから受信したコマンドがリードで、且つキャッシュヒットの場合には、データキャッシュ手段から前記ホストにデータを転送する転送方法を選択し、
前記ホストから受信したコマンドがリードで、且つキャッシュミスの場合には、ディス ク装置から前記ディスク制御装置及び前記ホストの両方にデータを転送するマルチターゲットダイレクト転送を選択することを特徴とする請求項１記載のシステム。 - ホストと、
複数のディスク装置と、
前記複数のディスク装置へのデータのリード及びライトを制御するディスク制御装置とを有し、
前記複数のディスク装置、及び前記ディスク制御装置は、前記ホストが接続しているインタフェースに接続しており、
前記ディスク制御装置は、
前記ホストから受信したリードコマンドで指定されたアドレスを、リード対象のデータが格納されている複数のディスク装置各々に対応するアドレスに変換するアドレス変換制御部と、
変換されたアドレスに基づいて、リード対象のデータが格納されている複数のディスク装置各々へのディスクコマンドを生成するディスクコマンド制御部と、
ディスクコマンドをディスク装置へ発行するＩ／Ｆ制御手段とを有し、
前記ホストは、
前記ディスク制御装置若しくは複数のディスク装置から、分割されたリード対象のデータを前記インタフェースを介して受信する手段と、
受信したデータを、前記ホストが有するメモリの予め定められたメモリアドレスに格納する手段とを有することを特徴とするシステム。
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