JP4131888B2 - ディスクアレイ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は並列接続された複数のHDD(ハード・ディスク・ドライブ)で構成されたディスクアレイ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
計算機システムに組込まれるディスクアレイ装置においては、ホストコンピユータから出力されるHDDに対する書込要求のデータを複数に分割して、並列接続された複数のHDDに対して並列に書込むと共に、HDDに対する読出要求に応じて複数のHDDに分割されて記憶されている各データを並列に読出すことによって、HDDに対するアクセスの高速化を図ることができる。
【0003】
このような基本機能を有したディスクアレイ装置は図6に示すように構成されている。すなわち、ディスクアレイ装置1は、複数のHDD2と、外部装置としてのホストコンピユータ3からのアクセス要求に応じて各HDD2を制御するディスクアレイコントローラ4とで構成されている。
【0004】
ディスクアレイコントローラ4内には、ホストコンピユータ3に対して各種データ及び情報の入出力を実行するホスト入出力部5、ホストコンピユータ3と各HDD2との間で転送されるデータを一時記憶するデータバッファ6、各HDD2に対して実際にデータの書込み、読出しを実施する複数のHDD入出力部8、及び装置全体の動作を制御する制御部としてのマイクロプロセッサ7とが収納されている。
【0005】
このように構成されたディスクアレイ装置1においては、ホストコンピユータ3がディスクアレイ装置1にデータを書込む場合、書込データ及び書込領域を指定した書込要求をディスクアレイ装置1へ送出する。書込データ及び書込領域を指定した書込要求はホスト入出力部5を介して一旦データバッファ6内に書込まれる。次に、マイクロプロセッサ7が起動して、データバッファ6内に書込まれた書込データを分割して各HDD入出力部8を介して各HDD2に並列に書込む。
【0006】
一方、ホストコンピユータ3がディスクアレイ装置1に記憶されたデータを読出す場合は、読出し領域を指定した読出し要求をディスクアレイ装置1へ送出する。読出し領域を指定した読出し要求はホスト入出力部5を介して一旦データバッファ6内に書込まれる。次に、マイクロプロセッサ7が起動して、各HDD入出力部8を介して各HDD2に分割されて記憶された各データを並列に読出して、読出しデータとしてデータバッファ6に書込む。ホスト入出力部5はデータバッファ6に書込まれた各読出しデータをまとめて一つの読出しデータとしてホストコンピユータ3へ送信する。
【0007】
このような構成のディスクアレイ装置1においては、ディスクアレイ装置1の信頼性を確保するために、各HDD入出力部8は、自己が管轄するHDD2に対してデータを書込んだ時点で、その書込んデータを読出して照合するベリファイ処理を実施する。そして、不一致の場合は、その領域を欠陥領域と認定し、この欠陥領域を予備領域へ交代する。
【0008】
それ以降、ホストコンピユータ3から欠陥領域を指定したアクセス要求が入力されると、ディスクアレイ装置1は欠陥領域に代えて正常な予備領域をアクセスする。すなわち、ホストコンピユータ3は欠陥領域を意識することなくアクセス可能である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図6に示すように構成されたディスクアレイ装置1においてもまだ改良すべき次のような課題があった。
【0010】
すなわち、前述したベリファイ処理によって各HDD2に対してデータを書込んだ直後においては、正常にデータが書込まれたことを確認できるが、ある程度時間が経過した後において、書込んだデータを読出せない事態が発生する場合が多発する。これは、主として記録媒体の経時変化特性のバラツキによると推定されるが、確立された対策はまだ開発されていない。
【0011】
このような事態になると、HDD2に書込んだデータを読出すことができないので、該当データが喪失する懸念があった。したがって、ディスクアレイ装置全体の信頼性が低下する。
【0012】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、外部装置による正規のアクセス以外に、一定周期で各HDDに対する欠陥領域の有無を調べることにより、各HDDにおけるデータ書込時では発見できなかった欠陥領域を確実に検出でき、かつ欠陥領域に書込まれていたデータを予備領域に修復でき、大規模なハード部品を付加することなく、装置全体の信頼性を大幅に向上できるディスクアレイ装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、それぞれデータを記憶するための複数の領域が形成された複数のHDDと、外部装置からの各HDDに対する書込要求の書込領域及び書込データ、読出要求結果の読出領域及び読出しデータを各領域に一時記憶するデータバッファと、外部装置の書込要求を受けてデータバッファに一時記憶された書込データを各HDDの指定された書込領域に書込むと共に、外部装置の読出要求を受けて各HDDの指定された読出領域からデータを読出してデータバッファへ読出しデータとして書込む制御部とを備えたディスクアレイ装置に適用される。
【0014】
そして、上記課題を解消するために、本発明のディスクアレイ装置における制御部は、バックグランド処理において、複数のHDDにおける全ての領域に対して一定周期でデータ読出しアクセスを実行してデータの読出不能領域の有無を調べる欠陥検出手段と、この欠陥検出手段にてHDDにおける読出不能領域が検出された場合には、データバッファに、当該読出不能領域に対する過去に実施された書込要求及び読出要求時のデータが書込まれた領域の残存の有無を判定するデータバッファ検索手段と、このデータバッファ検索手段にてデータが書込まれた領域が残存する場合、当該領域に記憶されているデータを、読出不能領域と同一のHDDに予め形成されている予備領域へ保存するデータ保存手段と、データバッファ検索手段にてデータが書込まれた領域が残存しない場合、読出不能領域の存在箇所を示す情報を記憶保持する読出不能領域記憶手段とを実施する。
さらに、外部装置から読出不能領域記憶手段に記憶された読出不能領域を指定したデータ書込要求が入力されると、当該データを前記読出不能領域と同一のHDDに予め形成されている予備領域へ書込む。
【0015】
このように構成されたディスクアレイ装置においては、外部装置が各HDDに書込むデータ及びHDDから読出したデータがデータバッファに一時記憶されることを利用している。複数のHDDにおける全ての領域に対して一定周期でデータ読出しアクセスを実行して、読出不能領域の有無を調べる。そして、読出不能領域が発見されると、この読出不能領域に書込まれていたデータを、この読出不能領域が正常時である時にこの領域に書き込んだデータがデータバッファに記憶保持されていれば、この記憶保持されているデータを予備領域に書込む。したがって、これ以降この予備領域を用いることによって、読出不能領域をあたかも正常な領域として継続して使用できる。
【0017】
さらに、検出された読出不能領域に記憶されていたデータがデータバッファに記憶保持されていないとき、このデータバッファのデータを用いて即座にデータをHDDの予備領域に復元できないので、この読出不能領域を一旦記憶保持して、次に外部装置から該当読出不能領域に対するデータ書込要求が発生したときに、この書込データをHDDに予め形成されている予備領域に保存される。したがって、正常状態に戻る。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係るディスクアレイ装置の概略構成を示すブロック図である。図6に示す従来のディスクアレイ装置と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
【0019】
この第1実施形態のディスクアレイ装置1aにおける制御部としてのマイクロプロセッサ7aは、外部装置としてのホストコンピユータ3からの書込要求又は読出し要求に対しては、図6に示した従来のディスクアレイ装置1と同じ手順で各HDD2に対してデータを書込み、かつデータを読出す。
【0020】
この第1実施形態のディスクアレイ装置1aのマイクロプロセッサ7aは上述した通常のホストコンピユータ3からの書込要求又及び読出し要求に対する応答処理の他に、一定周期Taで図2に示すバックグランド処理を実行する。
【0021】
予め設置された例えば1秒等の一定期間Taが経過すると(S1)、全部のHDD2の全部の領域に対してそれぞれHDD入出力部8を介して読出しアクセスを実施する(S2)。そして各領域からデータが正常に読出されたか否かを検査する(S3)。正常であれば、S1へ戻り、次の一定周期Taが到来するのを待つ。
【0022】
図3に示すように、HDD2内に読出不能の領域、すなわち、欠陥領域2aが存在すれば、データバッファ6内の該当欠陥領域2aに対応する領域6aが存在するか否かを検索する(S4)。存在すれば(S5)、この欠陥領域2aが欠陥状態に移行する前にホストコンピユータ3の書込要求にて書き込まれたデータ(書込データ)が、データバッファ6の該当領域6aに記憶保持されているので、該当HDD2のHDD入出力部8に対して、前記欠陥領域2aを同じHDD2内に予め準備されている予備領域2bへ変更(交代)する指令を送出する(S6)。その後、データバッファ6内の該当欠陥領域2aに対応する領域6aに記憶保持されているデータを予備領域2bへ書き込む(S7)。
【0023】
なお、データバッファ6内に該当欠陥領域2aに対応する領域6aが存在しないと、ホストコンピユータ3にHDD2に欠陥領域2aが存在する情報を送信する(S8)。
【0024】
このように構成された第1実施形態のディスクアレイ装置1aにおいては、ホストコンピユータ3が各HDD2に書込むデータがデータバッファ6に一時記憶されることを利用している。
【0025】
したがって、ホストコンピユータ3がこのディスクアレイ装置2aにデータを書込んだ直後にHDD2において欠陥領域2aが発生したとしても、この時点でデータバッファ6に先に書込んだデータが記憶保持されているので、欠陥領域2aに書込まれたデータが喪失することが未然に防止される。すなわち、ホストコンピユータ3が実際に欠陥領域2aに対してアクセスを実行する前に欠陥領域2を予備領域2bで復元させている。
【0026】
その結果、このディスクアレイ装置2aが組込まれた計算機システム全体の信頼性を大幅に向上できる。
【0027】
しかも、この欠陥領域2aの検出処理及びこの欠陥領域2aを予備領域2bで復元させる処理は、マイクロコンピユータ7aが一定周期Taでバックグランド処理で実行しているので、ホストコンピユータ3としては、各HDD2で欠陥領域2aが発生したことを何等意識する必要はない。よって、このディスクアレイ装置1aが組込まれた計算機システム全体の処理能率を向上できる。
【0028】
(第2実施形態)
図4は本発明の第2実施形態に係るディスクアレイ装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示す第1実施形態のディスクアレイ装置1aと同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
【0029】
この第2実施形態のディスクアレイ装置1bにおける制御部としてのマイクロプロセッサ7b内には欠陥領域保存メモリ9が形成されている。ホストコンピユータ3からの書込要求又は読出し要求に対しては、図6に示した従来のディスクアレイ装置1と同じ手順で各HDD2に対してデータを書込み、かつデータを読出す。
【0030】
この第2実施形態のディスクアレイ装置1bのマイクロプロセッサ7bはホストコンピユータ3からの書込要求又及び読出し要求に対する通常の応答処理の他に、一定周期Taで図5に示すバックグランド処理を実行する。
【0031】
予め設置された例えば1秒等の一定期間Taが経過すると(Q1)、全部のHDD2の全部の領域に対してそれぞれHDD入出力部8を介して読出しアクセスを実施する(Q2)。そして各領域からデータが正常に読出されたか否かを検査する(Q3)。正常であれば、Q1へ戻り、次の一定周期Taが到来するのを待つ。
【0032】
HDD2内に読出不能の領域、すなわち、欠陥領域2aが存在すれば、データバッファ6内の該当欠陥領域2aに対応する領域6aが存在するか否かを検索する(Q4)。存在すれば(Q5)、この欠陥領域2aが欠陥状態に移行する前にホストコンピユータ3の書込要求にて書き込まれたデータ(書込データ)が、データバッファ6の該当領域6aに記憶保持されていれば、該当HDD2のHDD入出力部8に対して、前記欠陥領域2aを同じHDD2内に予め準備されている予備領域2bへ変更(交代)する指令を送出する(Q6)。その後、データバッファ6内の該当欠陥領域2aに対応する領域6aに記憶保持されているデータを予備領域2bへ書き込む(Q7)。
【0033】
なお、図4示すように、データバッファ6内に該当欠陥領域2aに対応する領域6aが存在しないと、このデータバッファ6内にデータが存在しないので即座に欠陥領域2aを予備領域2bでもって復元できないので、ひとまずこの欠陥領域2aのアドレスをマイクロプロセッサ7a内の欠陥領域保存メモリ9へ書込む(Q8)。
【0034】
そして、マイクロプロセッサ7bは、この図5に示すバックグランド処理でなくて、ホストコンピユータ3からのHDD2に対する通常のアクセス要求に応じる過程で欠陥領域2aを予備領域2bでもって継続使用させる処理を実施する。
【0035】
マイクロプロセッサ7bは、ホストコンピユータ3から欠陥領域保存メモリ9に記憶されている欠陥領域2a及び書込データを指定した書込要求が入力すると、この欠陥領域2aを同じHDD2内に予め準備されている予備領域2bへ変更(交代)する指令を対応するHDD入出力部8へ送出する。そして、ホストコンピユータ3からの書込データを予備領域2bへ書込む。
【0036】
したがって、欠陥領域2aはホストコンピユータ3からの該当欠陥領域2aを指定した書込要求が入力した時点で予備領域2bでもって継続使用可能となる。
【0037】
このように構成された第2実施形態のディスクアレイ装置1bにおいては、上述した第1実施形態のディスクアレイ装置1aと同様に、マイクロプロセッサ7bが複数のHDD2における全ての領域に対して一定周期で読出しアクセスを実行して欠陥領域2aの有無を調べ、欠陥領域2aが発見されると、データバッファ6内の該当欠陥領域2aに対応する領域6aに記憶保持されているデータを予備領域2bに書込むことにとって、欠陥領域2aを正常な領域2bとして継続使用させている。
【0038】
したがって、上述した第1実施形態装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
【0039】
さらに、この第2実施形態のディスクアレイ装置1bにおいては、データバッファ6内に該当欠陥領域2aに対応する領域6aが存在しないと、その場で、即座に、ホストコンピユータ3に対して、欠陥領域2aの発生を報告するのではなく、ひとまずこの欠陥領域2aのアドレスをマイクロプロセッサ7a内の欠陥領域保存メモリ9へ書込む。そして、ホストコンピユータ3からのHDD2に対する通常のアクセス要求に応じる過程で欠陥領域2aを予備領域2bでもって継続使用させる処理を実施する。
【0040】
したがって、ホストコンピユータ3の処理負担がさらに軽減され、このディスクアレイ装置1bが組込まれた計算機システム全体の処理能率及び信頼性をより一層向上できる。
【0041】
また、データバッファ6内に該当欠陥領域2aに対応する領域6aが存在しないと、その場で、ホストコンピユータ3に対して、欠陥領域2aの発生を報告することによって、このホストコンピユータ3がユーザに対して欠陥領域2aの発生を警告することも可能である。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のディスクアレイ装置においては、外部装置による正規のアクセス以外に、一定周期で各HDDの全ての領域に対する欠陥領域の有無を調べている。
【0043】
したがって、各HDDにおけるデータ書込時では発見できなかった欠陥領域を確実に検出でき、かつ欠陥領域に書込まれていたデータを予備領域に修復でき、大規模なハード部品を付加することなくディスクアレイ装置全体の信頼性を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係わるディスクアレイ装置の概略構成を示すブロック図
【図2】同第1実施形態のディスクアレイ装置におけるマイクロプロセッサのバックグランド処理の動作を示す流れ図
【図3】同第1実施形態のディスクアレイ装置における欠陥領域の復元動作を示す模式図
【図4】本発明の第1実施形態に係わるディスクアレイ装置における欠陥領域の復元動作を示す模式図
【図5】同第2実施形態のディスクアレイ装置におけるマイクロプロセッサのバックグランド処理の動作を示す流れ図
【図6】従来のディスクアレイ装置の概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
1,1a,1b…ディスクアレイ装置
2…HDD
2a…欠陥領域
2b…予備領域
3…ホストコンピユータ
4…ディスクアレイコントローラ
5…ホスト入出力部
6…データバッファ
5a…領域
7,7a,7b…マイクロプロセッサ
8…HDD入出力部
9…欠陥領域保存メモリ
Claims (1)
- それぞれデータを記憶するための複数の領域が形成された複数のHDDと、
外部装置からの前記各HDDに対する書込要求の書込領域及び書込データ、読出要求結果の読出領域及び読出しデータを各領域に一時記憶するデータバッファと、
前記外部装置の書込要求を受けて前記データバッファに一時記憶された書込データを前記各HDDの指定された書込領域に書込むと共に、前記外部装置の読出要求を受けて前記各HDDの指定された読出領域からデータを読出して前記データバッファへ読出しデータとして書込む制御部と
を備えたディスクアレイ装置において、
前記制御部は、バックグラウンド処理において、
前記複数のHDDにおける全ての領域に対して一定周期でデータ読出しアクセスを実行してデータの読出不能領域の有無を調べる欠陥検出手段と、
この欠陥検出手段にて前記HDDにおける読出不能領域が検出された場合には、前記データバッファ内に、当該読出不能領域に対する過去に実施された書込要求及び読出要求時のデータが書込まれた領域の残存の有無を判定するデータバッファ検索手段と、
このデータバッファ検索手段にて前記データが書込まれた領域が残存する場合、当該領域に記憶されているデータを、前記読出不能領域と同一のHDDに予め形成されている予備領域へ保存するデータ保存手段と、
前記データバッファ検索手段にて前記データが書込まれた領域が残存しない場合、前記読出不能領域の存在箇所を示す情報を記憶保持する読出不能領域記憶手段と
を実施するとともに、
前記外部装置から前記読出不能領域記憶手段に記憶された読出不能領域を指定したデータ書込要求が入力されると、当該データを前記読出不能領域と同一のHDDに予め形成されている予備領域へ書込む
ことを特徴とするディスクアレイ装置。
Priority Applications (1)
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JP13587199A JP4131888B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | ディスクアレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP13587199A JP4131888B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | ディスクアレイ装置 |
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JP4131888B2 true JP4131888B2 (ja) | 2008-08-13 |
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Family Applications (1)
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1999
- 1999-05-17 JP JP13587199A patent/JP4131888B2/ja not_active Expired - Fee Related
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