JP3699797B2

JP3699797B2 - Disk array device

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Publication number: JP3699797B2
Application number: JP02176597A
Authority: JP
Inventors: 武徳星野
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-02-04
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2017-02-04
Also published as: JPH10222313A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばディスク故障時に代替えするディスクの記憶容量制限を緩和したディスクアレイ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２次記憶装置の性能及び信頼性を現実的なコストの元に改善する手段として、例えば「A Case for Reduntant Arrays of Inexpensive Disks」Patterson,ACM,1988に示されているようなＲＡＩＤアーキテクチャによるディスクアレイが提唱されている。ＲＡＩＤアーキテクチャによるディスクアレイ装置は複数の二次記憶装置により構成され、データをその複数の二次記憶装置に分割して保存するものである。ＲＡＩＤはそのアーキテクチャに応じてＲＡＩＤ１〜ＲＡＩＤ５までレベル分けされている。
【０００３】
ＲＡＩＤ１は複数のディスクに同じデータをミラーリングするものである。ＲＡＩＤ２はデータをビット単位又はバイト単位で複数のディスクに分割して記憶させるものである。エラーの訂正コードとしてハミングコードを用いる。ＲＡＩＤ３はＲＡＩＤ２において、ハミングコードを生成した代わりにパリティを生成し、これをエラー訂正コードとして用いるものである。ＲＡＩＤ３がビット単位又はバイト単位で複数のディスクに分割して記憶されているのに対し、ＲＡＩＤ４はセクタ長単位で分割されたデータを記憶するものである。ＲＡＩＤ５はＲＡＩＤ４からパリティを記憶させておく二次記憶装置を固定しないようにさせたものである。ＲＡＩＤ５は記憶したデータに並列にアクセスでき、高い処理性能を実現する。またＲＡＩＤ５は冗長なデバイスをもち、個々に他のデバイスのデータから計算したパリティデータを保持することにより、デバイスの単一障害に対するフォールトトレラント（耐故障性）を実現する。この他にパリティを持たないＲＡＩＤ３をＲＡＩＤ０ということもある。
【０００４】
図１６はディスク５台を用いたディスクアレイ装置の構成図である。図において１０はホスト計算機であり、２次記憶装置であるディスクアレイ装置１１からデータを読み込んだり、ディスクアレイ装置１１にデータを書き込んだりする計算機である。１１はディスクアレイ装置であり、ディスクアレイ装置コントローラ１２及びディスク装置１〜５で構成されている。このディスクアレイ装置１１は冗長構成となっており、信頼性を重視したものとなっている。ディスク１〜５はハードディスク装置等の固定ディスクである。ディスクアレイ装置コントローラ１２は、ホスト計算機１０から送信されたコマンドを解析し、ディスクを駆動させ、ライトデータをディスク１〜５に記憶させるための処理を行う。また、ＲＡＩＤ３やＲＡＩＤ５において、１台のディスクに障害が発生し、データが壊されても他のディスクに分散して記憶されたデータに基づいて、壊れたデータが回復できるようにパリティデータ等を生成するものである。ディスク１〜５にはホスト計算機１０からリード（読み出し）又はライト（書き込み）されるデータが記憶される。記憶されるデータの分割方法、分散方法等は、ディスクアレイ装置１１の態様により異なる。
【０００５】
図１７はＲＡＩＤ３のデータ保持形式を示す図である。ホスト計算機１０から送信されたデータはディスクアレイ装置１１のコントローラ１２によりビット単位又はバイト単位に分割され、Ｄ１１、Ｄ１２…、Ｄ１４の順にディスク１〜４に分散されて保持される。ディスク５にはＤ１１、Ｄ１２…、Ｄ１４に対して次式（１）で算出されたＰ１が保持される。
【０００６】
【数１】

【０００７】
図１８はあるディスクが障害を起こした場合の回復動作を示す図である。ディスク３が故障した場合（ａ）、ディスク３の代替えとしてディスク３Ａを置き換える（ｂ）。例えばディスク３にあるＤ１３を回復させる場合、ディスクアレイ装置コントローラ１２は、ディスク１、２、４及び５からＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１４及びＰ１を読み出し、次式（２）によりＤ１３を算出する。
【０００８】
【数２】

【０００９】
このような計算を全ての領域に対して行うことにより、ディスク３内に記憶されていた全てのデータが回復される。
【００１０】
図１９はＲＡＩＤ５のデータ保持形式を示す図である。パリティデータは横方向の各列で分散されている。図２０はデータを書き込む際のアルゴリズムである。例えばＢのデータに対して新しいデータＢ´を書く場合、Ｂの更新とパリティＰの更新を次式（３）〜（５）により行う。
【００１１】
【数３】

【００１２】
図２０はＲＡＩＤ５の書き込み時のアルゴリズムを示す図である。式（３）、（４）及び（５）より保存用データの新旧のデータと元のパリティデータより新しいパリティデータが計算できることになる。したがってデータ書き込みのアルゴリズムは次のような順序で行われる。
（１）旧保存用データＢの読み出し
（２）旧パリティデータＰの読み出し
（３）新保存用データＢ’の読み込みと新パリティデータＰ’の計算
（４）新保存用データＢ’の２次記憶装置への書き込み
（５）新パリティデータＰ’の２次記憶装置への書き込み
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のディスクアレイ装置では、２次記憶装置であるディスク装置に障害が生じた場合、記憶容量その他の性能の関係から元のディスク装置と同じ製品を置き換えることが望ましい。しかしディスク装置はライフサイクルが短く、同じディスク装置が入手できるとは限らない。別の製品で代替えする場合には、特に記憶容量の違いが大きな問題となる。例えば同じ１ＧＢ帯のハードディスク装置を用いても、製品によっては１．０２ＧＢや１．０３ＧＢのハードディスクが存在する。従って１．０３ＧＢを使用しているディスクアレイ装置には１．０２ＧＢのハードディスクは使用できないことになる。
【００１４】
そこで、記憶容量の制限を緩和でき、ディスク記憶容量を有効に利用できるようなディスクアレイ装置の実現が望まれていた。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るディスクアレイ装置は、保存用データがそれぞれ格納される複数の固定ディスクと、ホスト計算機と前記複数の固定ディスクとの間に介在し、前記保存用データを少なくとも書き込むための制御を行う制御手段とを備えたディスクアレイ装置において、前記制御手段において認識される前記複数の固定ディスクの保存用データ格納領域は、ある一定の記憶容量に定められ、前記複数の固定ディスクの保存用データ格納領域以外の未使用領域を、前記保存用データが一時的に記憶されるライトキャッシュメモリの領域とし、前記複数の固定ディスクの前記ライトキャッシュメモリは、全ての前記ライトキャッシュメモリの記憶容量が同一でない場合に、記憶容量の少ないライトキャッシュメモリの記憶容量に基づいてＲＡＩＤを構成し、残りの容量を有するライトキャッシュメモリであらためてＲＡＩＤを構成することを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の第１の実施の形態に係るディスクアレイ装置の構成図である。
図において、ホスト計算機１０、ディスクアレイ装置コントローラ１２は図１６において、同一符号を付したものと同様の性能を有するものである。ディスク１Ａ〜５Ａはそれぞれ１．０３ＧＢの記憶容量があるものとする。しかしこの記憶容量を全て使用しないで、「ある一定の使用領域（ここでは１．００ＧＢ）」を定め、ホスト計算機１０から送信されるライトデータの記憶領域を構成する。残りの０．０３ＧＢは未使用領域とする。
【００２８】
例えばディスク３が障害を起こし、同じ１ＧＢ帯の他のディスク３Ａ’（記憶容量１．０２ＧＢ）に置き換えるような場合でも、「ある一定の使用領域」よりは大きいので、この新しいディスク３Ａ’上に壊れたデータの回復をすることができる。市場に出回る１ＧＢの記憶容量と呼ばれるディスクは、１．００ＧＢよりは若干多い記憶容量を持つので、「ある一定の使用領域」を１．００ＧＢとすることで、１ＧＢ帯のディスク装置は全て使用可能となる。
【００２９】
本実施の形態によれば、ディスク１Ａ〜５Ａに「ある一定の使用領域」を定め、それ以上はライトデータを記憶しないので、同じディスク装置が用意できなかった場合でも記憶容量のばらつきを抑えることができ、同レベルの記憶容量帯のディスクを使用することができる。
【００３０】
実施形態２．
図２は本発明の第２の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。ディスクアレイ装置の構成は図１６と同じものである。
【００３１】
それぞれのディスク１Ｂ〜５Ｂに設定される「ある一定の使用領域」として５００ＭＢ、１ＧＢ及び２ＧＢを用意する。ディスク１Ｂ〜５Ｂで実際にディスクアレイ装置のデータ領域として使用される領域は、ディスク容量以下で最大の「ある一定の使用領域」となる。それぞれのディスクの記憶容量を１．０３ＧＢとした場合、選択される「ある一定の使用領域」は１．００ＧＢとなる。それぞれのディスクの残りの０．０３ＧＢは未使用領域となる。またそれぞれのディスクの記憶容量が２．０８ＧＢの場合、選択される「ある一定の使用領域」は２．００ＧＢとなる。ディスク故障時に置き換えるディスクの記憶容量は、選択された「ある一定の使用領域」以上であればよいことになる。
【００３２】
本実施の形態によれば、「ある一定の使用領域」を複数パターン用意し、それぞれのディスクの記憶容量に対応させて使用領域を選択できるようにすることで、複数の容量対において一般に供給されるディスクが故障時の置き換え用として使用することができる。
【００３３】
実施形態３．
図３は本発明の第３の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。ディスクアレイ装置の構成は図１６と同じものである。
【００３４】
ディスク１Ｃ〜５Ｃの記憶領域のうち、特定の割合（本実施の形態ではディスク容量の５％）を未使用領域とし、残りの９５％の記憶領域をディスクアレイ装置のライトデータが記憶される使用領域とする。例えば、１．１０ＧＢのディスクを使用した場合、それぞれのディスクの記憶領域のうち、１．０４５ＧＢがディスクアレイ装置のデータ記憶領域として使用され、残りの０．０５５ＧＢは未使用領域となる。また１．６０ＧＢのディスクを使用した場合、それぞれのディスクの記憶領域のうち、１．５２ＧＢがディスクアレイ装置のデータ記憶領域として使用され、残りの０．０８ＧＢは未使用領域となる。
【００３５】
ディスク故障時に置き換えるディスクの容量は最低でも元のディスクの９５％以上の記憶容量（１．１０ＧＢのディスクでは１．０４５ＧＢ、１．６０ＧＢのディスクでは１．５２ＧＢ）があれば、壊れたデータの回復ができる。
【００３６】
本実施の形態によれば、未使用領域の記憶容量を固定せず、一律前記憶容量の５％の割合を未使用領域としたので、ディスクの記憶容量が少ないほど、無駄な未使用領域を抑えることができる。
【００３７】
実施形態４．
図４は本発明の第４の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。ディスクアレイ装置の構成は図１６と同じものである。ディスクアレイをＲＡＩＤ５の構成にすると、オーバーヘッドにより書き込み速度が遅くなる。そこで、使用領域に書き込むデータを一時的に保持しておくライトキャッシュメモリとしてディスク１Ｄ〜５Ｄの使用領域以外の領域を使用する。
【００３８】
図５は本発明の第４の実施の形態に係るディスクへの書き込み動作を示す図である。図５に基づいてホスト計算機１０からの書き込み動作について説明する。ホスト計算機１０から送信されたデータはディスクアレイ装置コントローラ１２により振り分けられ、図５（ａ）のようにハードディスク１Ｄ〜５Ｄのライトキャッシュメモリに記憶される。ディスクアレイ装置コントローラ１２は、ホスト計算機１０からのアクセスがない時やアクセス時のバックグラウンドにおいて、ライトキャッシュメモリに書き込まれているデータを図５（ｂ）のように読み出し、ＲＡＩＤによる処理を行い、ディスク１Ｄ〜５Ｄの使用領域に書き込む。
【００３９】
図６は元の記憶容量よりも少ないディスクとを交換した場合のディスク領域構成図である。例えばディスク３Ｄが３Ｄ’と交換されることにより記憶容量が少なくなると、他のディスクのライトキャッシュメモリの領域が圧縮され、ディスク３Ｄ’のライトキャッシュメモリの領域と同じになり、残りは未使用領域となる。
【００４０】
本実施の形態によれば、ディスク１Ｄ〜５Ｄの使用領域以外の領域をライトキャッシュメモリとし、ホスト計算機１０から送信されたデータを一時保持させて空き時間に使用領域に書き込むようにしたので、ディスク１Ｄ〜５Ｄの記憶容量を有効に利用でき、また書き込み速度の遅いＲＡＩＤ５においても書き込み速度が速くなり、ホスト計算機１０が有効に利用できる。
【００４１】
実施形態５．
図７は本発明の第５の実施の形態に係るホスト計算機１０のディスク１Ｅ〜５Ｅへのアクセス動作を示す図である。本実施の形態においては、ディスクアレイ装置の構成は図１６と同じものである。また、ディスク領域の構成は第４の実施の形態の図４と同じである。図７に基づいてディスクへのアクセス動作について説明する。第４の実施の形態においては、使用領域以外の領域をホスト計算機１０から送信されるデータのライトキャッシュメモリとして利用した。第５の実施の形態では使用領域以外の領域をホスト計算機１０に公開し、使用領域に書き込まれるような信頼性の高さを必要とするデータを保持するのではなく、信頼性が低くても大丈夫なスワップデータやテンポラリデータの格納領域として利用する。
【００４２】
本実施の形態によれば、ディスク１Ｅ〜５Ｅの使用領域以外の領域をホスト計算機１０に公開し、信頼性が低いスワップデータやテンポラリデータの記憶領域として利用するので、ディスク１Ｅ〜５Ｅの記憶容量を有効に利用できる。
【００４３】
実施形態６．
図８は本発明の第６の実施の形態に係るディスクアレイ装置の構成図である。
図において、図１６と同一符号を付しているものは同様の動作を行うものとする。１３は光磁気ディスク装置、テープ等の低速二次記憶装置である。本実施の形態では、使用領域以外の領域を他の低速二次記憶装置のライトキャッシュメモリとして利用するものである。
【００４４】
低速二次記憶装置１３は、ディスクアレイ装置コントローラ１２Ａに接続されている。ディスクアレイ装置コントローラ１２Ａは図１のようなディスクアレイ装置コントローラ１２の役割のほかに接続された二次記憶装置１３の制御を行うメカニズムを有している。
【００４５】
図９は低速二次記憶装置１３へのデータの書き込み動作を示す図である。低速二次記憶装置１３の書き込みを指示されたデータは、図９（ａ）のように、ディスク１Ｆ〜５Ｆのライトキャッシュメモリに一時的に保持される。ホスト計算機１０からのアクセスがない時やアクセス時のバックグラウンドにおいて、ディスクアレイ装置コントローラ１２はライトキャッシュメモリに書き込まれているデータを図９（ｂ）のように読み出し、低速二次記憶装置１３の指定されたアドレスに書き込む。
【００４６】
本実施の形態によれば、ディスク１Ｆ〜５Ｆの使用領域以外の領域を他の二次記憶装置のライトキャッシュメモリとして利用するので、ディスク１Ｆ〜５Ｆの記憶容量を有効に利用できる。
【００４７】
実施形態７．
図１０は本発明の第７の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。第４、５及び６の実施の形態では使用領域以外の領域をライトデータやスワップデータ等を一時的に保持しておくライトキャッシュメモリとして利用した。本実施の形態ではそのライトキャッシュメモリを、パリティデータのないＲＡＩＤ３であるＲＡＩＤ０で構成し、送信されるデータを一時的に保持させるようにしたものである。なお、ディスクアレイ装置の構成図は図１６又は図８と同じである。
【００４８】
図１０において使用領域以外の領域は、使用領域に記憶されるライトデータやスワップ・テンポラリデータ、また二次記憶装置に記憶するデータ等のライトキャッシュメモリとして利用されている。ホスト計算機１０から送信されたデータは、ディスクアレイ装置コントローラ１２又は１２Ａにより一定のブロックに分割され、ディスク１Ｇ〜５Ｇに並列に記憶される。
【００４９】
本実施の形態においては、ホスト計算機１０から送信されるデータを一時的に保持するライトキャッシュメモリをＲＡＩＤ０で構成することで、ディスクを並列に転送処理できるので、転送速度が速くなり、高い性能を有する。
【００５０】
実施形態８．
図１１は本発明の第８の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。第４、５及び６の実施の形態では使用領域以外の領域を、データを一時的に保持しておくキャッシュメモリとして利用した。本実施の形態ではそのキャッシュメモリをＲＡＩＤ３で構成してデータを保持させるようにしたものである。なお、ディスクアレイ装置の構成図は図１６又は図８と同じである。
【００５１】
図１１において、使用領域以外の領域は、使用領域に記憶されるライトデータやスワップ・テンポラリデータ、また二次記憶装置に記憶するデータ等のライトキャッシュメモリとして利用されている。ホスト計算機１０から送信されたデータは、ディスクアレイ装置コントローラ１２又は１２Ａによりバイト単位で分割される。ディスクアレイ装置コントローラ１２又は１２Ａは分割されたデータに基づいてパリティを生成する。分割されたデータはディスク１Ｈ〜４Ｈに並列に記憶される。パリティデータは全てディスク５Ｈに記憶される。
【００５２】
本実施の形態においては、ホスト計算機１０から送信されるデータを一時的に保持するライトキャッシュメモリをＲＡＩＤ３で構成することで、ディスクの転送を並列に処理できるので転送速度が速くなり、またパリティビットを生成してデータの復旧を図ることができるので高い信頼性を有する。
【００５３】
実施形態９．
図１２は本発明の第９の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。第４、５及び６の実施の形態では、使用領域以外の領域をホスト計算機１０から送信されるデータを一時的に保持しておくライトキャッシュメモリとして利用した。本実施の形態ではそのライトキャッシュメモリをＲＡＩＤ５で構成し、データを一時的に保持させるようにしたものである。なお、ディスクアレイ装置の構成図は図１６又は図８と同じである。
【００５４】
図１２において使用領域以外の領域は、使用領域に記憶されるデータやスワップ・テンポラリデータ、また二次記憶装置に記憶するデータ等のライトキャッシュメモリとして利用されている。ホスト計算機１０から送信されたデータは、ディスクアレイ装置コントローラ１２又は１２Ａによりセクタ単位で分割される。
ディスクアレイ装置コントローラ１２又は１２Ａは分割されたデータに基づいてパリティを生成する。分割されたデータはディスク１Ｉ〜５Ｉに分散されて記憶される。パリティデータに関してもディスクを固定させずに分散されて記憶される。
【００５５】
本実施の形態においては、ホスト計算機１０から送信されるデータを一時的に保持するライトキャッシュメモリをＲＡＩＤ５で構成することで、パリティビットを生成してそれを分散してディスク１Ｉ〜５Ｉに記憶させ、データの復旧を図ることができるのでより高い信頼性を有し、パリティが分散した分だけ複数の分割データの書き込みが同時に行えるので高い処理性能を有する。
【００５６】
実施形態１０．
図１３は本発明の第１０の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。第４、５及び６の実施の形態では、使用領域以外の領域をライトキャッシュメモリとして利用した。本実施の形態ではそのライトキャッシュメモリをＲＡＩＤ１で構成し、ミラーリングを行ってホスト計算機１０から送信されたデータを一時的に保持させるようにしたものである。なお、ディスクアレイ装置の構成図は図１６又は図８と同じである。
【００５７】
図１３において使用領域以外の領域は、使用領域に記憶されるライトデータやスワップ・テンポラリデータ、また二次記憶装置に記憶するデータ等のライトキャッシュメモリとして利用されている。ホスト計算機１０から送信されたデータは、ディスクアレイ装置コントローラ１２又は１２Ａにより、ペアとなっているディスク１Ｊ及びディスク２Ｊ（ディスク４Ｊ及びディスク５Ｊでもよい）に同時に書き込まれ、一時的に保存される。同じデータが保持されているので、読み出しの際は、ディスク１Ｊ又はディスク２Ｊのどちらから読み出してもよい。
【００５８】
本実施の形態においては、ホスト計算機１０から送信されるデータを一時的に保持するライトキャッシュメモリをミラーリングであるＲＡＩＤ１で構成することで、高い信頼性を有する。
【００５９】
実施形態１１．
図１４は本発明の第１１の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。第１０の実施の形態ではキャッシュメモリとして利用した領域をディスク単位でミラーリングを行い、データの信頼性を高めた。本実施の形態では、各ディスクのキャッシュメモリをある一定のブロックを単位として分割し、別のディスクのブロックとペアにしてデータのミラーリングを行うものである。なお、ディスクアレイ装置の構成図は図１６又は図８と同じである。
【００６０】
図１４において使用領域以外の領域は、使用領域に記憶されるライトデータやスワップ・テンポラリデータ、また二次記憶装置に記憶するデータ等のライトキャッシュメモリとして利用されている。ホスト計算機１０から送信されたデータは、ディスクアレイ装置コントローラ１２又は１２Ａにより、ペアとなっているブロックに同時に書き込まれ、一時的に保持される。ペアの作り方は、例えば隣のディスクのブロックとの組み合わせにするディスク５Ｋの一番上のブロックは、ディスク１Ｋの２番目のブロックとペアにする。また、ディスク交換等により全てのディスクの容量が同じでない時、各ディスクのブロック数に差が出てくる。その場合は、隣のディスクでなくても同列であればディスク番号の大きいもの、また同列でなければブロック番号の下のものを選べばよい。それぞれのペアでは同じデータが保持されているので、読み出しの際はどちらのブロックから読み出してもよい。
【００６１】
本実施の形態においては、ディスクが奇数個接続されている場合でも、各ディスクのライトキャッシュメモリをブロックに分割し、ブロック単位でペアを作るので、ペアが作れないディスクが存在せず、記憶容量を有効に利用することができる。
【００６２】
実施形態１２．
図１５は本発明の第１２の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。第８又は９の実施の形態では、ライトキャッシュメモリでＲＡＩＤ３又は５を構成し、一時的に保持されるデータの信頼性を高めた。その際、ディスク交換等により全てのディスクの容量が同じでない時、ＲＡＩＤが構成される領域は、最低のライトキャッシュメモリの記憶容量に制限される。本実施の形態では、ＲＡＩＤが構成されたライトキャッシュメモリ以外の残りの領域にも新たなＲＡＩＤを構成し、ディスクの記憶容量の有効利用を図るものである。なお、ディスクアレイ装置の構成図は図１６又は図８と同じである。
【００６３】
図１５において、ライトキャッシュメモリの領域はＲＡＩＤを構成している。
ここで、ディスク交換等によりディスク３Ｌの記憶容量が他のディスクに比べて少なくなっている。従ってＲＡＩＤはこのディスク３Ｌのライトキャッシュメモリの領域の記憶容量に基づいて構成される。他のディスクの残りの領域に対して、残りのディスクだけであらためてＲＡＩＤを構成し、例えばＲＡＩＤ３又は５の場合には、ディスクアレイ装置コントローラ１２又は１２Ａは、データをセクタ単位で分割し、その部分に記憶されるデータに対してあらためてパリティを生成し、４台のディスクの残りの領域に記憶させる。
【００６４】
本実施の形態においては、ディスクの記憶容量が全て同じではない場合に、ＲＡＩＤを構成した部分以外のライトキャッシュメモリにおいて、あらためてＲＡＩＤを構成して利用するので、ディスクの記憶容量を有効に利用することができる。
【００６５】
ところで、上記の説明では本発明をＲＡＩＤに利用する場合について述べたが、その他のディスクフォールトトレラントを行うものにも利用できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、制御手段が認識する複数の固定ディスクの保存用データ格納領域をある一定の記憶容量に定めたので、同一容量の固定ディスクが用意できなかった場合でも保存用データ格納容量のばらつきを抑えることができ、同レベルの記憶容量帯の固定ディスクを使用することができる。
また本発明によれば、複数の固定ディスクの保存用データ格納領域以外の未使用領域を、保存用データが一時的に記憶されるライトキャッシュメモリの領域としたので、固定ディスクの有効利用を図ることができる。
また本発明によれば、複数の固定ディスクの前記ライトキャッシュメモリは、全ての前記ライトキャッシュメモリの記憶容量が同一でない場合に、記憶容量の少ないライトキャッシュメモリの記憶容量に基づいてＲＡＩＤを構成され、残りの容量を有するライトキャッシュメモリであらためてＲＡＩＤを構成されるようにしたので、固定ディスクの記憶領域を無駄なく有効に利用することができる。
【００６９】
また、本発明によれば、各固定ディスクの保存用データ格納容量以外の未使用容量を、保存用データを一時的に記憶させるライトキャッシュメモリの容量としたので、固定ディスクへの書き込み速度を速くし、ホスト計算機を有効に利用するとともに、固定ディスクの有効利用を図ることができる。
【００７０】
また、本発明によれば、各固定ディスクの保存用データ格納容量以外の未使用容量を、一時的保存用ライトキャッシュメモリの容量としたので、ホスト計算機が一時的に保存するスワップデータやテンポラリデータ等を一時的に保存することができ、固定ディスクの有効利用を図ることができる。
【００７１】
また、本発明によれば、各固定ディスクの保存用データ格納容量以外の未使用容量を、低速記憶装置に記憶させる保存用データが一時的に記憶されるライトキャッシュメモリの容量としたので、固定ディスクの有効利用を図るとともに、低速記憶装置への書き込みを速くし、ホスト計算機を有効に利用することができる。
【００７３】
また、本発明によれば、ライトキャッシュメモリには、制御手段がビット単位又はバイト単位に分割した保存用データ、一時的保存用データ又は低速記憶装置に記憶させる保存用データ並びにそれらのデータに基づいて制御手段が計算したパリティデータを、定められた順序に従って各固定ディスクに並列に、一時的に記憶されるので、複数の固定ディスクの転送を並列に処理できるので転送速度が速くなり、またパリティビットを生成してデータの復旧を図ることができるので高い信頼性を確保することができる。
【００７４】
また、本発明によれば、ライトキャッシュメモリには、制御手段がセクタ単位に分割した保存用データ、一時的保存用データ又は低速記憶装置に記憶させる保存用データ並びにそれらのデータに基づいて計算されたパリティデータを、パリティデータ及び分割された保存用データが各固定ディスクに分散されるように一時的に記憶されるので、パリティビットを生成してそれを複数の固定ディスクに分散させて記憶させ、データの復旧を図ることができるのでより高い信頼性を有し、パリティが分散した分だけ複数の分割データの書き込みが同時に行えるので高い処理性能を確保することができる。
【００７７】
また本発明によれば、全ての固定ディスクの記憶容量が同じでない場合に各固定ディスクに並列にデータを記憶させ、他の固定ディスクより記憶容量が多くて記憶されずに残った部分に対しても、データを記憶させ、あらためて制御手段にパリティデータを計算させるにしたので、記憶容量を無駄なく利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るディスクアレイ装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るディスクへの書き込み動作を示す図である。
【図６】元の記憶容量よりも少ないディスクとを交換した場合のディスク領域構成図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係るホスト計算機１０のディスク１Ｅ〜５Ｅへのアクセス動作を示す図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態に係るディスクアレイ装置の構成図である。
【図９】低速二次記憶装置１３へのデータの書き込み動作を示す図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。
【図１２】本発明の第９の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。
【図１３】本発明の第１０の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。
【図１４】本発明の第１１の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。
【図１５】本発明の第１２の実施の形態に係るディスクアレイ装置のディスク領域構成図である。
【図１６】ディスク５台を用いたディスクアレイ装置の構成図である。
【図１７】ＲＡＩＤ３のデータ保持形式を示す図である。
【図１８】あるディスクが障害を起こした場合の回復動作を示す図である。
【図１９】ＲＡＩＤ５のデータ保持形式を示す図である。
【図２０】ＲＡＩＤ５の書き込み時のアルゴリズムを示す図である。
【符号の説明】
１０ホスト計算機
１１ディスクアレイ装置
１２ディスクアレイ装置コントローラ
１３低速二次装置
１〜５Ｌディスク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk array apparatus that relaxes the storage capacity limitation of a disk that is substituted when a disk fails, for example.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a means of improving the performance and reliability of secondary storage devices at a realistic cost, for example, by using a RAID architecture as shown in “A Case for Reduntant Arrays of Inexpensive Disks” Patterson, ACM, 1988 Disk arrays have been proposed. A disk array device based on a RAID architecture is composed of a plurality of secondary storage devices, and divides and stores data in the plurality of secondary storage devices. RAID is classified into RAID 1 to RAID 5 according to the architecture.
[0003]
RAID1 mirrors the same data on a plurality of disks. RAID2 stores data divided into a plurality of disks in bit units or byte units. A Hamming code is used as an error correction code. RAID 3 generates parity instead of generating a Hamming code in RAID 2 and uses this as an error correction code. RAID3 stores data divided into a plurality of disks in bit units or byte units, whereas RAID4 stores data divided in sector length units. RAID5 is such that the secondary storage device for storing parity from RAID4 is not fixed. RAID 5 can access stored data in parallel and achieves high processing performance. RAID 5 has redundant devices, and realizes fault tolerance (fault tolerance) against a single failure of a device by holding parity data calculated from data of other devices individually. In addition, RAID 3 having no parity may be referred to as RAID 0.
[0004]
FIG. 16 is a configuration diagram of a disk array apparatus using five disks. In the figure, reference numeral 10 denotes a host computer, which is a computer that reads data from and writes data to the disk array device 11 that is a secondary storage device. Reference numeral 11 denotes a disk array device, which includes a disk array device controller 12 and disk devices 1 to 5. The disk array device 11 has a redundant configuration and emphasizes reliability. Disks 1 to 5 are fixed disks such as hard disk devices. The disk array device controller 12 analyzes a command transmitted from the host computer 10, drives the disk, and performs processing for storing write data in the disks 1 to 5. Also, in RAID3 or RAID5, even if a failure occurs in one disk and the data is corrupted, parity data etc. can be recovered so that the corrupted data can be recovered based on the data that is distributed and stored in other disks. Is to be generated. The disks 1 to 5 store data to be read (read) or written (written) from the host computer 10. The method for dividing and distributing the stored data differs depending on the mode of the disk array device 11.
[0005]
FIG. 17 is a diagram showing a data holding format of RAID3. Data transmitted from the host computer 10 is divided into bits or bytes by the controller 12 of the disk array device 11, and is distributed and held in the disks 1 to 4 in the order of D11, D12,. The disk 5 holds P1 calculated by the following equation (1) for D11, D12,.
[0006]
[Expression 1]

[0007]
FIG. 18 is a diagram showing a recovery operation when a failure occurs in a certain disk. When the disk 3 fails (a), the disk 3A is replaced as an alternative to the disk 3 (b). For example, when recovering D13 on the disk 3, the disk array controller 12 reads D11, D12, D14, and P1 from the

disks

1, 2, 4, and 5, and calculates D13 by the following equation (2).
[0008]
[Expression 2]

[0009]
By performing such a calculation for all areas, all data stored in the disk 3 is recovered.
[0010]
FIG. 19 is a diagram showing a data holding format of RAID5. Parity data is distributed in each column in the horizontal direction. Figure 20 Is an algorithm for writing data. For example, when new data B ′ is written for B data, the update of B and the update of parity P are performed by the following equations (3) to (5).
[0011]
[Equation 3]

[0012]
FIG. 20 is a diagram showing an algorithm for RAID 5 writing. From equations (3), (4), and (5), new and old data of the storage data and new parity data can be calculated from the original parity data. Therefore, the data writing algorithm is performed in the following order.
(1) Reading old storage data B
(2) Reading old parity data P
(3) Reading new storage data B ′ and calculating new parity data P ′
(4) Writing new storage data B ′ to the secondary storage device
(5) Writing new parity data P ′ to the secondary storage device
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional disk array device as described above, when a failure occurs in a disk device as a secondary storage device, it is desirable to replace the same product as the original disk device from the relationship of storage capacity and other performance. However, the disk device has a short life cycle, and the same disk device is not always available. When substituting with another product, the difference in storage capacity becomes a big problem. For example, even if the same 1 GB hard disk device is used, there are 1.02 GB and 1.03 GB hard disks depending on the product. Therefore, a 1.02 GB hard disk cannot be used for a disk array device using 1.03 GB.
[0014]
Therefore, it has been desired to realize a disk array device that can ease the limitation of storage capacity and effectively use the disk storage capacity.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The disk array device according to the present invention is interposed between a plurality of fixed disks each storing storage data and a host computer and the plurality of fixed disks, and performs control for at least writing the storage data. And a storage data storage area for the plurality of fixed disks recognized by the control means is determined to have a certain storage capacity, and storage data storage for the plurality of fixed disks is performed. An unused area other than the area is used as an area of the write cache memory in which the storage data is temporarily stored, and the write cache memories of the plurality of fixed disks do not have the same storage capacity of all the write cache memories. In this case, the RAID is configured based on the storage capacity of the write cache memory with a small storage capacity. And, wherein the configuring again RAID in the write cache memory having a remaining capacity.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1. FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a disk array device according to a first embodiment of the present invention.
In the figure, the host computer 10 and the disk array device controller 12 have the same performance as those given the same reference numerals in FIG. Each of the disks 1A to 5A is assumed to have a storage capacity of 1.03 GB. However, without using all of this storage capacity, a “certain use area (here, 1.00 GB)” is defined, and a storage area for write data transmitted from the host computer 10 is configured. The remaining 0.03 GB is an unused area.
[0028]
For example, even when the disk 3 fails and is replaced with another disk 3A ′ (storage capacity 1.02 GB) of the same 1 GB band, it is larger than the “certain use area”, so on this new disk 3A ′ You can recover corrupted data. The disk called 1GB storage capacity on the market has a slightly larger storage capacity than 1.00GB, so by setting the "certain use area" to 1.00GB, all 1GB band disk devices can be used. It becomes.
[0029]
According to the present embodiment, a “certain use area” is defined for the disks 1A to 5A, and write data is not stored beyond that, so even if the same disk device cannot be prepared, variation in storage capacity is suppressed. And a disk having the same storage capacity band can be used.
[0030]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a disk area configuration diagram of the disk array device according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the disk array device is the same as that shown in FIG.
[0031]
As a “certain use area” set for each of the disks 1B to 5B, 500 MB, 1 GB And 2 GB Prepare. disk 1B-5B Thus, the area actually used as the data area of the disk array device is the “certain use area” which is the maximum below the disk capacity. When the storage capacity of each disk is 1.03 GB, the selected “certain use area” is 1.00 GB. The remaining 0.03 GB of each disk becomes an unused area. When the storage capacity of each disk is 2.08 GB, the “certain use area” selected is 2.00 GB. The storage capacity of the disk to be replaced in the event of a disk failure may be greater than the selected “certain use area”.
[0032]
According to the present embodiment, a plurality of “certain use areas” are prepared, and the use areas can be selected according to the storage capacity of each disk, so that it is generally supplied in a plurality of capacity pairs. Can be used as a replacement in case of failure.
[0033]
Embodiment 3. FIG.
FIG. 3 is a disk area configuration diagram of a disk array apparatus according to the third embodiment of the present invention. The configuration of the disk array device is the same as that shown in FIG.
[0034]
Among the storage areas of the disks 1C to 5C, a specific ratio (5% of the disk capacity in this embodiment) is set as an unused area, and the remaining 95% of the storage area is used for storing write data of the disk array device. This is an area. For example, when a 1.10 GB disk is used, 1.045 GB of the storage area of each disk is used as a data storage area of the disk array device, and the remaining 0.055 GB is an unused area. When a 1.60 GB disk is used, 1.52 GB of the storage area of each disk is used as a data storage area of the disk array device, and the remaining 0.08 GB is an unused area.
[0035]
If the capacity of the disk to be replaced in the event of a disk failure is at least 95% of the original disk capacity (1.045 GB for the 1.10 GB disk and 1.52 GB for the 1.60 GB disk), recovery of the corrupted data Can do.
[0036]
According to the present embodiment, the storage capacity of the unused area is not fixed, and the ratio of 5% of the uniform storage capacity is set as the unused area. Can be suppressed.
[0037]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a disk area configuration diagram of a disk array device according to the fourth embodiment of the present invention. The configuration of the disk array device is the same as that shown in FIG. If the disk array has a RAID 5 configuration, the writing speed becomes slow due to overhead. Therefore, an area other than the used area of the disks 1D to 5D is used as a write cache memory that temporarily holds data to be written to the used area.
[0038]
FIG. 5 is a diagram showing a write operation to a disc according to the fourth embodiment of the present invention. A write operation from the host computer 10 will be described with reference to FIG. Data transmitted from the host computer 10 is distributed by the disk array device controller 12 and stored in the write cache memory of the hard disks 1D to 5D as shown in FIG. The disk array device controller 12 is used when there is no access from the host computer 10 or in the background at the time of access. , La The data written in the data cache memory is read out as shown in FIG. 5B, processed by RAID, and written in the used areas of the disks 1D to 5D.
[0039]
FIG. 6 is a disk area configuration diagram when a disk having a capacity smaller than the original storage capacity is replaced. For example, when the storage capacity is reduced by exchanging the disk 3D with 3D ′, the write cache memory area of the other disk is compressed, becomes the same as the write cache memory area of the disk 3D ′, and the rest is an unused area. It becomes.
[0040]
According to the present embodiment, an area other than the used area of the disks 1D to 5D is used as a write cache memory, and the data transmitted from the host computer 10 is temporarily stored and written in the used area in the free time. The storage capacity of 1D to 5D can be used effectively, and the write speed is increased even in RAID 5 having a low write speed, so that the host computer 10 can be used effectively.
[0041]
Embodiment 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an access operation to the disks 1E to 5E of the host computer 10 according to the fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the configuration of the disk array device is the same as that shown in FIG. Further, the configuration of the disk area is the same as that in FIG. 4 of the fourth embodiment. The access operation to the disk will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, an area other than the used area is used as a write cache memory for data transmitted from the host computer 10. In the fifth embodiment, an area other than the use area is disclosed to the host computer 10 and data that requires high reliability that is written in the use area is not held, but even if the reliability is low. It is used as a storage area for okay swap data and temporary data.
[0042]
According to the present embodiment, an area other than the used area of the disks 1E to 5E is made public to the host computer 10 and used as a storage area for swap data and temporary data with low reliability. Therefore, the storage capacity of the disks 1E to 5E Can be used effectively.
[0043]
Embodiment 6. FIG.
FIG. 8 is a configuration diagram of a disk array device according to the sixth embodiment of the present invention.
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 16 perform the same operation. Reference numeral 13 denotes a low-speed secondary storage device such as a magneto-optical disk device or a tape. In this embodiment, an area other than the use area is used as a write cache memory of another low-speed secondary storage device.
[0044]
The low speed secondary storage device 13 is connected to the disk array device controller 12A. The disk array device controller 12A has a mechanism for controlling the secondary storage device 13 connected in addition to the role of the disk array device controller 12 as shown in FIG.
[0045]
FIG. 9 is a diagram showing a data write operation to the low-speed secondary storage device 13. The data instructed to be written to the low-speed secondary storage device 13 is temporarily held in the write cache memories of the disks 1F to 5F as shown in FIG. When there is no access from the host computer 10 or in the background at the time of access, the disk array device controller 12 reads the data written in the write cache memory as shown in FIG. 9B, and the low speed secondary storage device 13 Write to specified address.
[0046]
According to the present embodiment, since the area other than the used area of the disks 1F to 5F is used as a write cache memory of another secondary storage device, the storage capacity of the disks 1F to 5F can be used effectively.
[0047]
Embodiment 7. FIG.
FIG. 10 is a disk area configuration diagram of the disk array device according to the seventh embodiment of the present invention. In the fourth, fifth and sixth embodiments, an area other than the used area is used as a write cache memory for temporarily storing write data, swap data, and the like. In this embodiment, the write cache memory is configured by RAID 0 which is RAID 3 without parity data, and the transmitted data is temporarily held. The configuration diagram of the disk array device is the same as FIG. 16 or FIG.
[0048]
In FIG. 10, the area other than the use area is used as a write cache memory for write data, swap / temporary data stored in the use area, and data stored in the secondary storage device. The data transmitted from the host computer 10 is divided into fixed blocks by the disk

array device controller

12 or 12A and stored in parallel on the disks 1G to 5G.
[0049]
In this embodiment, the write cache memory that temporarily holds the data transmitted from the host computer 10 is configured with RAID 0, so that the disk can be transferred in parallel, so that the transfer speed is increased and high performance is achieved. Have.
[0050]
Embodiment 8. FIG.
FIG. 11 is a disk area configuration diagram of the disk array apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. In the fourth, fifth and sixth embodiments, an area other than the used area is used as a cache memory for temporarily storing data. In this embodiment, the cache memory is configured by RAID3 to hold data. The configuration diagram of the disk array device is the same as FIG. 16 or FIG.
[0051]
In FIG. 11, the area other than the use area is used as a write cache memory for write data, swap / temporary data stored in the use area, and data stored in the secondary storage device. Data transmitted from the host computer 10 is divided in byte units by the disk

array device controller

12 or 12A. The disk

array device controller

12 or 12A generates parity based on the divided data. The divided data is stored in parallel on the disks 1H to 4H. All parity data is stored in the disk 5H.
[0052]
In this embodiment, the write cache memory that temporarily holds the data transmitted from the host computer 10 is configured by RAID 3, so that the disk transfer can be processed in parallel, so that the transfer speed is increased and the parity bit is also increased. It is possible to recover the data by generating the data, thus having high reliability.
[0053]
Embodiment 9. FIG.
FIG. 12 is a disk area configuration diagram of the disk array device according to the ninth embodiment of the present invention. In the fourth, fifth, and sixth embodiments, the area other than the used area is used as a write cache memory that temporarily holds data transmitted from the host computer 10. In the present embodiment, the write cache memory is configured with RAID 5 and data is temporarily held. The configuration diagram of the disk array device is the same as FIG. 16 or FIG.
[0054]
In FIG. 12, the area other than the use area is used as a write cache memory for data stored in the use area, swap / temporary data, data stored in the secondary storage device, and the like. The data transmitted from the host computer 10 is divided on a sector basis by the disk

array device controller

12 or 12A.
The disk

array device controller

12 or 12A generates parity based on the divided data. The divided data is distributed and stored in the disks 1I to 5I. Parity data is also distributed and stored without fixing the disk.
[0055]
In the present embodiment, a write cache memory that temporarily holds data transmitted from the host computer 10 is configured with RAID5, so that parity bits are generated and distributed and stored in the disks 1I to 5I. Since the data can be restored, it has higher reliability, and since a plurality of divided data can be written simultaneously by the amount of distributed parity, the processing performance is high.
[0056]
Embodiment 10 FIG.
FIG. 13 is a disk area configuration diagram of the disk array device according to the tenth embodiment of the present invention. In the fourth, fifth and sixth embodiments, an area other than the used area is used as a write cache memory. In this embodiment, the write cache memory is configured with RAID 1 and mirrored to temporarily hold data transmitted from the host computer 10. The configuration diagram of the disk array device is the same as FIG. 16 or FIG.
[0057]
In FIG. 13, the area other than the use area is used as a write cache memory for write data, swap / temporary data stored in the use area, and data stored in the secondary storage device. The data transmitted from the host computer 10 is simultaneously written to the paired disk 1J and disk 2J (which may be the disk 4J and disk 5J) by the disk

array device controller

12 or 12A, and is temporarily stored. Since the same data is held, the data may be read from either the disk 1J or the disk 2J.
[0058]
In the present embodiment, the write cache memory that temporarily holds the data transmitted from the host computer 10 is configured with RAID 1 that is mirroring, thereby providing high reliability.
[0059]
Embodiment 11. FIG.
FIG. 14 is a disk area configuration diagram of the disk array device according to the eleventh embodiment of the present invention. In the tenth embodiment, an area used as a cache memory is mirrored in units of disks to improve data reliability. In the present embodiment, the cache memory of each disk is divided in units of a certain block, and data is mirrored by pairing with a block of another disk. The configuration diagram of the disk array device is the same as FIG. 16 or FIG.
[0060]
In FIG. 14, the area other than the use area is used as a write cache memory for write data, swap / temporary data stored in the use area, and data stored in the secondary storage device. The data transmitted from the host computer 10 is simultaneously written into the paired blocks by the disk

array device controller

12 or 12A and temporarily held. For example, the top block of the disk 5K to be combined with the block of the adjacent disk is paired with the second block of the disk 1K. In addition, when the capacity of all the disks is not the same due to disk replacement or the like, a difference appears in the number of blocks of each disk. In that case, it is only necessary to select a disk having a large disk number if it is not in the same row, but a block below the block number if it is not the same disk. Since the same data is held in each pair, reading may be performed from either block.
[0061]
In the present embodiment, even when an odd number of disks are connected, the write cache memory of each disk is divided into blocks and pairs are created in units of blocks, so there is no disk that cannot be paired and the storage capacity Can be used effectively.
[0062]
Embodiment 12 FIG.
FIG. 15 is a disk area configuration diagram of the disk array device according to the twelfth embodiment of the present invention. In the eighth or ninth embodiment,

RAID

3 or 5 is configured with a write cache memory to improve the reliability of data temporarily held. At this time, when the capacities of all the disks are not the same due to disk replacement or the like, the area where the RAID is configured is limited to the minimum storage capacity of the write cache memory. In the present embodiment, a new RAID is also formed in the remaining area other than the write cache memory in which the RAID is configured, so as to effectively use the storage capacity of the disk. The configuration diagram of the disk array device is the same as FIG. 16 or FIG.
[0063]
In FIG. 15, the area of the write cache memory constitutes a RAID.
Here, the storage capacity of the disk 3L is reduced compared to other disks due to disk replacement or the like. Therefore, RAID is configured based on the storage capacity of the write cache memory area of the disk 3L. For the remaining area of the other disk, only the remaining disk is configured to form a RAID. For example, in the case of

RAID

3 or 5, the disk

array device controller

12 or 12A divides the data into sectors and Parity is newly generated for the data stored in, and stored in the remaining areas of the four disks.
[0064]
In the present embodiment, when the storage capacities of the disks are not all the same, the write cache memory other than the part that constitutes the RAID is newly configured and used, so that the storage capacity of the disk is used effectively. be able to.
[0065]
In the above description, the case where the present invention is used for RAID has been described. However, the present invention can be used for other disk fault tolerant devices.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the storage data storage areas of the plurality of fixed disks recognized by the control means are set to a certain storage capacity, even when a fixed disk of the same capacity cannot be prepared, Variations in data storage capacity can be suppressed, and fixed disks with the same level of storage capacity can be used.
Ma According to the present invention, the unused area other than the storage data storage area of the plurality of fixed disks is used as the area of the write cache memory in which the storage data is temporarily stored. be able to.
According to the present invention, the write cache memory of a plurality of fixed disks is configured with RAID based on the storage capacity of the write cache memory having a small storage capacity when the storage capacities of all the write cache memories are not the same. Since the write cache memory having the remaining capacity is newly configured, the storage area of the fixed disk can be used effectively without waste.
[0069]
Further, according to the present invention, the unused capacity other than the storage data storage capacity of each fixed disk is used as the capacity of the write cache memory for temporarily storing the storage data, so that the writing speed to the fixed disk is increased. In addition, the host computer can be used effectively and the fixed disk can be used effectively.
[0070]
According to the present invention, since the unused capacity other than the storage data storage capacity of each fixed disk is used as the capacity of the temporary storage write cache memory, the swap data and temporary data temporarily stored by the host computer Etc. can be temporarily stored, and the fixed disk can be effectively used.
[0071]
Further, according to the present invention, the unused capacity other than the storage data storage capacity of each fixed disk is set as the capacity of the write cache memory in which the storage data to be stored in the low-speed storage device is temporarily stored. It is possible to effectively use the disk, speed up writing to the low-speed storage device, and use the host computer effectively.
[0073]
Further, according to the present invention, the write cache memory is based on the storage data divided by the control means in bit units or byte units, temporary storage data or storage data stored in the low-speed storage device, and those data. Since the parity data calculated by the control means is temporarily stored in parallel on each fixed disk according to a predetermined order, transfer of multiple fixed disks can be processed in parallel. Since the bit can be generated to recover the data, high reliability can be ensured.
[0074]
Further, according to the present invention, the write cache memory is calculated based on the storage data divided by the control unit in units of sectors, temporary storage data, storage data stored in the low-speed storage device, and those data. The parity data is temporarily stored so that the parity data and the divided storage data are distributed to each fixed disk, so that parity bits are generated and distributed and stored in a plurality of fixed disks. Since the data can be recovered, it has higher reliability, and a plurality of divided data can be written simultaneously as the parity is dispersed, so that high processing performance can be ensured.
[0077]
Further, according to the present invention, when the storage capacity of all the fixed disks is not the same, the data is stored in parallel on each fixed disk, and the remaining storage capacity is larger than the other fixed disks. However, since the data is stored and the control means calculates the parity data again, the storage capacity can be used without waste.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a disk array device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a disk area configuration diagram of a disk array device according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a disk area configuration diagram of a disk array device according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a disk area configuration diagram of a disk array device according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram showing a write operation to a disc according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a disk area when a disk having a capacity smaller than the original storage capacity is replaced.
FIG. 7 is a diagram showing an access operation to the disks 1E to 5E of the host computer 10 according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of a disk array device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a data write operation to the low-speed secondary storage device 13;
FIG. 10 is a disk area configuration diagram of a disk array device according to a seventh embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a disk area configuration diagram of a disk array device according to an eighth embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a disk area configuration diagram of a disk array device according to a ninth embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a disk area configuration diagram of a disk array device according to a tenth embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a disk area configuration diagram of a disk array device according to an eleventh embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a disk area configuration diagram of a disk array device according to a twelfth embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a configuration diagram of a disk array device using five disks.
FIG. 17 is a diagram illustrating a data holding format of RAID 3;
FIG. 18 is a diagram illustrating a recovery operation when a failure occurs in a certain disk.
FIG. 19 is a diagram illustrating a data holding format of RAID5.
FIG. 20 is a diagram showing an algorithm at the time of RAID5 writing.
[Explanation of symbols]
10 Host computer
11 Disk array device
12 disk array device controller
13 Low speed secondary device
1-5L disc

Claims

A disk array apparatus comprising: a plurality of fixed disks each storing storage data; and a control unit that is interposed between the host computer and the plurality of fixed disks and that performs control for at least writing the storage data In
The storage data storage areas of the plurality of fixed disks recognized by the control means are determined to have a certain storage capacity,
An unused area other than the storage data storage area of the plurality of fixed disks is set as an area of a write cache memory in which the storage data is temporarily stored ,
The write cache memory of the plurality of fixed disks has a remaining capacity by configuring a RAID based on the storage capacity of the write cache memory with a small storage capacity when the storage capacities of all the write cache memories are not the same A disk array device comprising a RAID in a new write cache memory .