JP4437489B2 - 揮発性キャッシュメモリと不揮発性メモリとを備えたストレージシステム - Google Patents
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Description
Random Access Memory)など、種々の不揮発性メモリを採用することができる。不揮発性メモリは、コントローラ部に備えても良いし、コントローラ部と接続される記憶装置部に備えても良い。記憶装置部には、前述した複数の記憶装置が備えられる。
I/F)307と、バックエンドI/F(以下、BE I/F)317と、キャッシュメモリ(以下、CM)311と、不揮発性メモリ(以下、NM)313と、スイッチ(以下、SW)309と、マイクロプロセッサ(以下、MP)303とを備える。
I/F317は、複数の記憶装置353と通信可能に接続される通信インタフェース装置であり、例えば、通信ポートである。
Address)との組み合わせ)であっても良いし、該アクセスコマンドで指定されているアクセス先情報を変換することにより取得される第二種のアクセス先情報(例えば、記憶装置353の識別子とLBAとの組み合わせ)であっても良い。サブ領域属性“クリーン”とは、記憶装置353に格納済みのデータ(クリーンのデータ)を記憶しているサブ領域であることを意味する。サブ領域属性“ダーティ”とは、記憶装置353に未だ格納されていないデータ(ダーティのデータ)を記憶しているサブ領域であることを意味する。サブ領域属性“フリー”とは、データの格納先の候補となるサブ領域であることを意味する。すなわち、本実施形態では、CM311にデータを格納する場合にも、NM313にデータを格納する場合でも、MP303により、複数のサブ領域の中から、サブ領域属性が“フリー”であるサブ領域が選択されてデータが一時格納され、その格納されたデータの種類により、そのサブ領域のサブ領域属性が、“フリー”から“クリーン”或いは“ダーティ”に変更される。また、本実施形態では、MP303により、サブ領域属性が“クリーン”である複数のサブ領域から、フリー化しても良いサブ領域が選択され、選択されたサブ領域のサブ領域属性が、“クリーン”から“フリー”に変更される。また、前述した「LRUからの距離」とは、例えば、LRUポインタに対し、サブ領域に対応したエントリをカスケードに接続し、LRUポイントから何番目のエントリであるかにより、特定することができる。LRUの距離が最短であれば、LRUであることを意味し、LRUからの距離が最長であれば、MRU(Most Recently Used)であることを意味する。
I/F317が接続されている。SW309は、自分に接続されている複数の要素のうちのどの要素とどの要素とを接続するかの切り替えを行う。SW309は、例えば、LSI(Large Scale Integration)で実現することができる。SW309に代えて、バスなど他種の接続機構が採用されても良い。
I/F307で受信したリードコマンドやライトコマンドを処理することができる。
System Interface)など他の組み合わせを用いても良い。また、ストレージシステム101及び管理サーバ400間をLANで接続することとしたがこれも例示に過ぎず、別のインタフェースを用いても良い。
LU構成テーブル452−1は、各SANポートのLUNに対応するLVOL IDを決めるためのテーブルである。具体的には、例えば、LU構成テーブル452では、ホストI/F307A、307Bにおける各SANポート88毎に、ポートID、LUN(論理ユニット番号)、LVOL IDが対応付けられる。ここで、LUとは、ホスト200から認識される論理ボリュームを意味し、それに対しLVOLとは、ストレージシステム101内で認識される論理ボリュームを意味する。例えば、LUとLVOLが1対1で対応することもあれば、複数のLVOLで一つのLUとされる場合もある。
ID/スロット番号に加えてスロット内で何番目のセグメントであるかを記録し、ヒットミス判定でPG ID/スロット番号とそのセグメント番号が一致した場合にヒットと判断してもよい。
ID/スロット番号を算出する。
ID/スロット番号に対応したディレクトリエントリ553の有無の判定を行う。この判定では、例えば、コマンド処理プログラム451は、CMに関するキューを先に参照し、CMミスとなった場合に、NMに関するキューを参照する。CMを主に使用するためである。これにより、この判定(ステップ102)を短時間で終えることが期待できる。
ID/スロット番号を算出する。
ID/スロット番号と同じPG ID/スロット番号を有する、NMクリーンのディレクトリエントリ553があるか否かが判定される。そのようなディレクトリエントリ553がある場合(ステップ157でY)、ステップ158に進み、そのようなディレクトリエントリ553が無い場合(ステップ157でN)、ステップ159に進む。
ID及びスロット番号をディレクトリエントリ553に記録し、PG ID及びスロット番号のハッシュ値に対応したハッシュテーブル551のディレクトリエントリポインタへディレクトリエントリ553を接続することで、ハッシュテーブル551と、そのディレクトリエントリ553とを関連付ける。
Claims (12)
- 上位装置からアクセスコマンドを受信するストレージシステムであって、
複数の記憶装置と、
揮発性のキャッシュメモリと、
給電の有無に関わらずデータを記憶し続けることが可能なタイプのメモリである不揮発性メモリと、
前記アクセスコマンドがライトコマンドの場合、該ライトコマンドに従うデータを前記揮発性キャッシュメモリに一時記憶させ、該記憶させたデータを前記揮発性キャッシュメモリから読み出して前記複数の記憶装置の少なくとも一つに格納し、前記アクセスコマンドがリードコマンドの場合、該リードコマンドに従うデータを前記複数の記憶装置の少なくとも一つから読み出して前記揮発性キャッシュメモリに一時記憶させ、該記憶させたデータを前記揮発性キャッシュメモリから読み出して前記上位装置に送信するアクセス制御部と、
二次電源であるバッテリーと、
一次電源から揮発性キャッシュメモリへの給電が無くなった場合に、前記バッテリーからの給電により、前記揮発性キャッシュメモリに記憶されているデータを前記不揮発性メモリにコピーするキャッシュデータコピー部と
を備え、
前記キャッシュデータコピー部は、
(A)一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電がある場合にも、前記揮発性キャッシュメモリに記憶されているデータを前記不揮発性メモリにコピーし、その場合、前記不揮発性メモリが含む複数の不揮発サブ領域別に、不揮発サブ領域に対する更新の回数をカウントし、
(B)該更新回数が所定の閾値を超えたか否かを判断し、
(C)前記不揮発性メモリのうちの或る不揮発サブ領域について、前記更新回数が所定の閾値を超えたと判断した場合には、該或る不揮発サブ領域を、前記一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電が無くなった場合のデータコピー先である障害時退避先とし、それにより、以後、一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電がある間は、該或る不揮発サブ領域に、前記揮発性キャッシュメモリに記憶されているデータをコピーせず、前記一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電が無くなった場合に、前記バッテリーからの給電により、前記揮発性キャッシュメモリに記憶されているデータを、該或る不揮発サブ領域にコピーする、
ストレージシステム。 - 前記不揮発性メモリは、NAND型フラッシュメモリであり、
前記不揮発サブ領域は、ブロックであり、
前記ブロックは、前記NAND型フラッシュメモリに対する書込みの単位領域であるセグメントを複数個で構成される領域である、
請求項1記載のストレージシステム。 - 前記キャッシュデータコピー部は、前記障害時退避先とされたサブ領域に関する情報を、前記上位装置及び/又はそれとは別種の装置に通知する、
請求項1又は2記載のストレージシステム。 - 前記キャッシュデータコピー部は、前記一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電がある場合、前記揮発性キャッシュメモリに含まれる複数の揮発サブ領域のうちの、クリーンのデータが格納されている揮発サブ領域を特定し、特定した揮発サブ領域内のデータのみを、前記不揮発性メモリにコピーする、
請求項1記載のストレージシステム。 - 前記キャッシュデータコピー部は、前記クリーンのデータのうち、シーケンシャルでアクセスされるデータを、前記不揮発性メモリにはコピーせず、ランダムでアクセスされるデータを、前記不揮発性メモリにコピーする、
請求項4記載のストレージシステム。 - 前記キャッシュデータコピー部は、以下の(1)又は(2)の場合に、
(1)前記不揮発性メモリに含まれる複数の不揮発サブ領域のうち、MRU(Most Recently Used)の不揮発サブ領域であってクリーンのデータを記憶する不揮発サブ領域に該データが記憶された第一の時刻が、前記揮発性キャッシュメモリに含まれる複数の揮発サブ領域のうち、LRU(Least Recently Used)の揮発サブ領域であってクリーンのデータを記憶する揮発サブ領域に該データが記憶された第二の時刻より古い場合、
(2)前記不揮発性メモリに含まれる複数の不揮発サブ領域のうち、LRUの不揮発サブ領域であってクリーンのデータを記憶する不揮発サブ領域に該データが記憶された第三の時刻と、前記揮発性キャッシュメモリに含まれる複数の揮発サブ領域のうち、LRUの揮発サブ領域であってクリーンのデータを記憶する揮発サブ領域に該データが記憶された第四の時刻との差が大きい場合、
前記揮発性キャッシュメモリから前記不揮発性メモリへのデータコピーを行い、
前記第三の時刻と第四の時刻との差が大きい場合とは、前記第三の時刻が第四の時刻よりも古く、且つ、以下の(A)又は(B)の場合:
(A)第三の時刻と第四の時刻との差が所定の値を超えている場合;
(B)予め設定されている容量比を基にした所定の条件に合致する場合;
であり、
前記容量比は、クリーンのデータを記憶する揮発サブ領域群の容量を1とした場合の、クリーンのデータを記憶する不揮発サブ領域群の容量である、
請求項4又は5記載のストレージシステム。 - 上位装置からアクセスコマンドを受信し該アクセスコマンドに従ってデータの入出力を行うストレージシステムに搭載されるコントローラであって、
前記上位装置に接続される通信インタフェース装置である第一I/Fと、
複数の記憶装置に接続される通信インタフェース装置である第二I/Fと、
揮発性のキャッシュメモリと、
給電の有無に関わらずデータを記憶し続けることが可能なタイプのメモリである不揮発性メモリと、
前記第一I/Fで受信したアクセスコマンドがライトコマンドの場合、該ライトコマンドに従うデータを前記揮発性キャッシュメモリに一時記憶させ、該記憶させたデータを前記揮発性キャッシュメモリから読み出して、前記第二I/Fを通じて前記複数の記憶装置の少なくとも一つに格納し、前記受信したアクセスコマンドがリードコマンドの場合、該リードコマンドに従うデータを、前記第二I/Fを通じて前記複数の記憶装置の少なくとも一つから読み出し、該読み出したデータを前記揮発性キャッシュメモリに一時記憶させ、該記憶させたデータを前記揮発性キャッシュメモリから読み出して前記上位装置に送信するアクセス制御部と、
一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電が無くなった場合に、二次電源であるバッテリーからの給電により、前記揮発性キャッシュメモリに記憶されているデータを前記不揮発性メモリにコピーするキャッシュデータコピー部と
を備え、
前記キャッシュデータコピー部は、
(A)一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電がある場合にも、前記揮発性キャッシュメモリに記憶されているデータを前記不揮発性メモリにコピーし、その場合、前記不揮発性メモリが含む複数の不揮発サブ領域別に、不揮発サブ領域に対する更新の回数をカウントし、
(B)該更新回数が所定の閾値を超えたか否かを判断し、
(C)前記不揮発性メモリのうちの或る不揮発サブ領域について、前記更新回数が所定の閾値を超えたと判断した場合には、該或る不揮発サブ領域を、前記一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電が無くなった場合のデータコピー先である障害時退避先とし、それにより、以後、一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電がある間は、該或る不揮発サブ領域に、前記揮発性キャッシュメモリに記憶されているデータをコピーせず、前記一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電が無くなった場合に、前記バッテリーからの給電により、前記揮発性キャッシュメモリに記憶されているデータを、該或る不揮発サブ領域にコピーする、
コントローラ。 - 前記不揮発性メモリは、NAND型フラッシュメモリであり、
前記不揮発サブ領域は、ブロックであり、
前記ブロックは、前記NAND型フラッシュメモリに対する書込みの単位領域であるセグメントを複数個で構成される領域である、
請求項7記載のコントローラ。 - 前記キャッシュデータコピー部は、前記障害時退避先とされたサブ領域に関する情報を、前記上位装置及び/又はそれとは別種の装置に通知する、
請求項7又は8記載のコントローラ。 - 前記キャッシュデータコピー部は、前記一次電源から前記揮発性キャッシュメモリへの給電がある場合、前記揮発性キャッシュメモリに含まれる複数の揮発サブ領域のうちの、クリーンのデータが格納されている揮発サブ領域を特定し、特定した揮発サブ領域内のデータのみを、前記不揮発性メモリにコピーする、
請求項7記載のコントローラ。 - 前記キャッシュデータコピー部は、前記クリーンのデータのうち、シーケンシャルでアクセスされるデータを、前記不揮発性メモリにはコピーせず、ランダムでアクセスされるデータを、前記不揮発性メモリにコピーする、
請求項10記載のコントローラ。 - 前記キャッシュデータコピー部は、以下の(1)又は(2)の場合に、
(1)前記不揮発性メモリに含まれる複数の不揮発サブ領域のうち、MRU(Most Recently Used)の不揮発サブ領域であってクリーンのデータを記憶する不揮発サブ領域に該データが記憶された第一の時刻が、前記揮発性キャッシュメモリに含まれる複数の揮発サブ領域のうち、LRU(Least Recently Used)の揮発サブ領域であってクリーンのデータを記憶する揮発サブ領域に該データが記憶された第二の時刻より古い場合、
(2)前記不揮発性メモリに含まれる複数の不揮発サブ領域のうち、LRUの不揮発サブ領域であってクリーンのデータを記憶する不揮発サブ領域に該データが記憶された第三の時刻と、前記揮発性キャッシュメモリに含まれる複数の揮発サブ領域のうち、LRUの揮発サブ領域であってクリーンのデータを記憶する揮発サブ領域に該データが記憶された第四の時刻との差が大きい場合、
前記揮発性キャッシュメモリから前記不揮発性メモリへのデータコピーを行い、
前記第三の時刻と第四の時刻との差が大きい場合とは、前記第三の時刻が第四の時刻よりも古く、且つ、以下の(A)又は(B)の場合:
(A)第三の時刻と第四の時刻との差が所定の値を超えている場合;
(B)予め設定されている容量比を基にした所定の条件に合致する場合;
であり、
前記容量比は、クリーンのデータを記憶する揮発サブ領域群の容量を1とした場合の、クリーンのデータを記憶する不揮発サブ領域群の容量である、
請求項10又は11記載のコントローラ。
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