JP4463771B2 - Storage device - Google Patents
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Description
本発明はストレージ装置に関し、特に振動や衝撃を検出して、検出時にはディスク又はストレージ装置の動作モードを適宜切り替えるストレージ装置の保護に関するものである。 The present invention relates to a storage apparatus, and more particularly to protection of a storage apparatus that detects vibrations and shocks and appropriately switches the operation mode of a disk or storage apparatus upon detection.
近年、ストレージ装置は、その大容量化により、膨大なデータ量を扱うようになり、24時間及び365日連続して稼動する必要がある。そのため、いかなる場合でもデータの欠落又はマシンダウンが許されない状況となっている。しかしながら、長時間使用されるディスクへの衝撃によって故障が誘発されたり、また地震等によるストレージ装置へのダメージでデータ保護に欠ける現状では、長時間における高品質とデータ保護の観点から十分とはいえない。 In recent years, storage devices have been handling huge amounts of data due to their large capacities, and have to operate continuously for 24 hours and 365 days. Therefore, in any case, data loss or machine down is not allowed. However, in the present situation where data protection is lacking due to damage to the storage device due to the impact of the disk used for a long time or damage to the storage device due to earthquake etc., it can be said that it is sufficient from the viewpoint of high quality and data protection for a long time Absent.
そのため、従来において、振動感知センサを備えて振動感知時には磁気ディスクに対するアクセス動作を停止させるディスクアレイ装置が開示されている(特許文献1参照)。また、振動感知時にヘッドをアンロードさせるタイミングを調整することによってデータ破壊やヘッドクラッシュを低減させる回転型記憶装置が開示されている(特許文献2参照)。さらにまた、振動感知時にデータ記憶装置へのアクセスを停止し、スタティックな記憶素子により構成されたバッファメモリ(補助記憶装置)へデータを一時的に記憶し、そのデータを使ってハードディスク等の大容量データ記憶装置(主記憶装置)の内容を回復する等のことが行われていた(特許文献3参照)。 For this reason, a disk array device that includes a vibration detection sensor and stops an access operation to a magnetic disk when vibration is detected has been disclosed (see Patent Document 1). Further, there is disclosed a rotary storage device that reduces data destruction and head crash by adjusting the timing of unloading the head when sensing vibration (see Patent Document 2). Furthermore, when vibration is detected, access to the data storage device is stopped, data is temporarily stored in a buffer memory (auxiliary storage device) composed of static storage elements, and the data is used to store a large capacity such as a hard disk. The contents of the data storage device (main storage device) have been restored (see Patent Document 3).
しかしながら、24時間及び365日連続して稼動することが要求されるデータ記憶装置へのアクセスを、衝撃や振動検知毎にいちいち停止していたのではデータの保護及び管理運用上で支障をきたすという問題があった。かといって、衝撃や振動に弱い回転機構を有するハードディスク等の大容量記憶装置に、ディスク保証を超えた衝撃や振動を与えるとヘッドクラッシュ等により即故障したり、又は最初は正常に動作していたがその後に徐々にエラーが多発して最終的に故障に至るケースが発生し得る。 However, if access to a data storage device that is required to operate continuously for 24 hours and 365 days is stopped each time an impact or vibration is detected, it will hinder data protection and management operations. There was a problem. However, if a large-capacity storage device such as a hard disk that has a rotating mechanism that is weak against shock and vibration is given a shock and vibration that exceeds the disk guarantee, it may immediately fail due to a head crash or the like, or it may be operating normally at first. However, there may occur a case where errors gradually occur thereafter and eventually lead to failure.
そこで本発明の目的は、上記問題点に鑑み、特に振動感知手段を備えることで地震等による振動状態を細分類し、キャッシュからのデータ吐き出しを適宜制御することで運用中データの早期保全を図り、規格以内の軽度の振動状態における連続稼動を可能にすることを目的とする。なお、ここでいう吐き出しとは、キャッシュ上のいわゆるダーティデータをハードディスクに書き戻すことをいう。 Therefore, in view of the above-described problems, the object of the present invention is to subdivide vibration states due to earthquakes and the like by providing vibration sensing means, and to control the discharge of data from the cache as appropriate, thereby achieving early maintenance of operational data. The purpose is to enable continuous operation in mild vibration conditions within the specification. In this case, the discharge means that the so-called dirty data on the cache is written back to the hard disk.
また本発明の目的は、ハードディスク等の安全基準を超える衝撃や振動を感知した場合(重度の衝撃又は振動状態)には、ハードディスク(主記憶装置)等へのアクセスを禁止してスタティックメモリ素子等からなる補助記憶装置へ一時的にデータを退避して、後にその退避データを使って主記憶装置のデータ回復・更新を図ることを目的とする。 Another object of the present invention is to prohibit access to a hard disk (main storage device) or the like when a shock or vibration exceeding a safety standard such as a hard disk is detected (severe shock or vibration state). It is an object of the present invention to temporarily save data to an auxiliary storage device consisting of the above, and to recover and update data in the main storage device later using the saved data.
これらを適宜組み合わせることによって、装置全体として高品質なデータ保護管理がなされたストレージ装置を提供することが可能となる。 By appropriately combining these, it is possible to provide a storage apparatus in which high-quality data protection management is performed as the entire apparatus.
本発明によれば、ディスク回転機構を有する主記憶装置と、ディスクキャッシュ手段と、振動/衝撃感知手段と、ディスクコントローラと、を具備したストレージ装置において、前記振動/衝撃感知手段が運用規定値以内の振動を感知すると、前記ディスクコントローラが、前記振動の大きさに基づいて分類された、他の分類より前記振動が小さくライトバック方式が適用される第1の分類と、前記第1の分類より前記振動が大きくライトスルー方式が適用される第2の分類と、前記第2の分類より前記振動が大きくライトバック方式が適用される第3の分類と、に基づいて、前記ディスクキャッシュ手段においてライトバック方式およびライトスルー方式のいずれか一方を適用するストレージ装置が提供される。 According to the present invention, in a storage apparatus comprising a main storage device having a disk rotation mechanism, disk cache means, vibration / impact sensing means, and a disk controller, the vibration / impact sensing means is within an operation specified value. Upon sensing the vibration of the disk controller, the classified based on the magnitude of vibration, the first classification the vibration than other classification is applied is small write-back method, than the first classification Based on the second classification in which the vibration is large and the write-through method is applied, and the third classification in which the vibration is larger than the second classification and the write-back method is applied , the disk cache means is used. A storage apparatus to which either the write back method or the write through method is applied is provided.
また本発明によれば、前記ストレージ装置は、さらにバッテリと、バックアップ用の補助記憶装置と、を具備し、前記振動/衝撃感知手段が運用規定値を超える振動を感知すると、前記ディスクコントローラは前記主記憶装置へのアクセスを停止して前記バッテリで動作する前記補助記憶装置へデータを退避し、前記主記憶装置へのアクセス再開時には前記補助記憶装置からの退避データを転送して、前記主記憶装置のデータを回復又は更新するストレージ装置が提供される。 According to the invention, the storage device further includes a battery and a backup auxiliary storage device. When the vibration / shock sensing means senses a vibration exceeding an operation specified value, the disk controller The access to the main storage device is stopped and the data is saved to the auxiliary storage device operated by the battery. When the access to the main storage device is resumed, the saved data from the auxiliary storage device is transferred, and the main memory is transferred. A storage device for recovering or updating device data is provided.
そして、前記振動/衝撃感知手段が非運用時の規定値を超える衝撃を感知すると、その旨をアラーム表示又は通知して前記主記憶装置の交換を要求する。 When the vibration / shock sensing means senses an impact exceeding a specified value during non-operation, an alarm is displayed or notified to that effect and the main storage device is requested to be replaced.
本発明によれば、軽度の振動状態を細分類し、各分類に応じたキャッシュ方式を適用することで、運用データの早期保全が可能となり、ストレージ装置の高品質な連続稼動が可能となる。 According to the present invention, it is possible to subdivide light vibration states and apply a cache method according to each classification, thereby enabling early maintenance of operation data and high-quality continuous operation of the storage apparatus.
また、運用中にハードディスク等の安全基準を超える振動を感知した場合(重度の振動状態)には、ハードディスク(主記憶装置)等へのアクセスを禁止して補助記憶装置(不揮発性メモリ等)へ一時的にデータを退避し、後にその退避データを使って主記憶装置のデータ回復・更新を図ることができる。 In addition, if vibration exceeding the safety standards of hard disks or the like is detected during operation (severe vibration state), access to the hard disk (main storage device) etc. is prohibited and access to auxiliary storage devices (non-volatile memory, etc.) Data can be temporarily saved, and the saved data can be used later to recover and update data in the main storage device.
これらを適宜組み合わせることで、全体として高品質でデータ保護管理が改善され、さらには連続稼動が可能なストレージ装置が提供される。 By appropriately combining these, a high-quality data protection management is improved as a whole, and a storage device capable of continuous operation is provided.
図1は、本発明によるストレージ装置の基本構成を示したものである。
図1において、ホストコンピュータ1は、インタフェース21を介してハードディスク等のストレージ装置2へアクセスする。本願のストレージ装置2は衝撃及び振動を感知する振動/衝撃センサ26を備えており、コントローラ(CONT)22が感知された振動/衝撃とその装置規格とを比較して対応する処理動作を実行する。ストレージ本体(STORAGE)はハードディスク等からなる主記憶装置であり、キャッシュメモリ(Chache)23を介してホスト1からアクセスされる。
FIG. 1 shows a basic configuration of a storage apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, a
バッテリ(BAT)24は、ストレージ装置2の主電源OFF時にもキャッシュメモリ23、センサ26、コントローラ22及び後述する補助記憶装置3へ電源を供給して、それらの動作を保証する。補助記憶装置3は、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリからなり、基準の規格を超える振動や衝撃の感知時に小容量のバックアップメモリ3として機能する。コントローラ22は、主電源ON時に補助記憶装置3からのバックアップデータをロードして、主記憶装置25のデータ回復や更新を試みる。
The battery (BAT) 24 supplies power to the
図2は、本発明によるストレージ装置及びそのデータの保護処理の概要を示している。
本発明では、ストレージ装置2へ振動/衝撃を感知する2種類のセンサを取り付けており、ストレージ装置2の品質改善及びデータ保護を図っている。図2において、ストレージ装置2の図示しない主電源OFF時(非通電時)には、バックアップ電源(BAT)24のみが有効となり、輸送時における衝撃測定機能を有効としている(S01及び03)。
FIG. 2 shows an overview of the storage apparatus and its data protection processing according to the present invention.
In the present invention, two types of sensors for sensing vibration / impact are attached to the
この輸送時(非通電時)における衝撃測定機能では、図6に示すように、補助記憶装置3に過去6ヶ月分のバッテリ駆動による衝撃情報(衝撃値と衝撃日時)をLOG情報として採取して保存する。そして、ストレージ装置2の主電源ON時に、規格値を超えるLOG情報についてアラーム表示又は通知を行う(S21及び22)。これにより、保守作業員等による不良ディスクの全数交換等の早期の対処が可能となる。
As shown in FIG. 6, the impact measurement function during transportation (during non-energization) collects battery-driven impact information (impact value and impact date) for the past six months as LOG information, as shown in FIG. save. Then, when the main power supply of the
また、図2の運用中(通電中)の振動測定機能(S02)では、本発明により運用中の地震等による振動状態を細分類し、各分類に応じてハードディスクキャッシュからのデータ吐き出しを適宜制御している。これにより、運用中データの早期保全を図り、軽度の振動状態における連続稼動を可能にしている。 In addition, the vibration measurement function (S02) during operation (energization) in FIG. 2 subdivides the vibration state due to an earthquake or the like in operation according to the present invention, and appropriately controls the data discharge from the hard disk cache according to each classification. is doing. As a result, early maintenance of in-operation data is possible, and continuous operation in a light vibration state is possible.
ここでは、軽度の振動状態に応じてキャッシュ機能のライトバック機能とライトスルー機能を適宜切替えている。図3には、ライトバック機能とライトスルー機能とを図式的に示している。図3の(a)に示すライトバック機能(WB)では、ホスト1がキャッシュメモリ23に保存すべきデータを書き込むと、その時点でメモリから正常終了が返送される。キャッシュメモリへ格納されたデータは、ある程度蓄積されるとディスクへライト(吐き出す)される。このため、ホスト1はヘッドのシーク時間を待つ必要がなくなりストレージ25へのアクセスが高速化されるとともに、ストレージ25へのアクセス頻度が低減され、振動感知時におけるヘッドクラッシュ等の可能性も低減される。通常のストレージ動作ではライトバック機能(WB)が用いられる。
Here, the write-back function and the write-through function of the cache function are appropriately switched according to the mild vibration state. FIG. 3 schematically shows the write back function and the write through function. In the write back function (WB) shown in FIG. 3A, when the
一方、図3の(b)に示すライトスルー機能(WT)では、ホスト1がキャッシュメモリ23に保存すべきデータを書き込むと、そのデータがストレージ25に書き込まれた(吐き出された)時点で正常終了が返送される。このため、保存すべきデータの吐き出し速度は速くなるが、その一方でホスト1によるストレージ25へのアクセス速度が低下し、またストレージ25へのアクセス頻度が増加することになる。このように、ライトスルーは、データの吐き出しを高速に行うのに適した方式である。
On the other hand, in the write-through function (WT) shown in FIG. 3B, when the
図4は、本発明による振動測定機能の一例を示したものである。図5には、ストレージ装置の環境仕様の一例を示している。
図4では、動作時の振動が環境仕様の範囲内(図5)にある場合(軽度の振動)にキャッシュ機能であるライトバックとライトスルーを適宜切替えている。なお、振動が環境仕様の範囲外(S14)となる場合(重度の振動)の処理の一例については図7に示している。
FIG. 4 shows an example of a vibration measuring function according to the present invention. FIG. 5 shows an example of the environmental specifications of the storage apparatus.
In FIG. 4, when the vibration at the time of operation is within the environmental specification range (FIG. 5) (slight vibration), the write back and the write through which are cache functions are appropriately switched. FIG. 7 shows an example of processing when the vibration is outside the environmental specification range (S14) (severe vibration).
図4では、ストレージの振動が規格内の1.0G以下を複数の振動状態A〜Cに分類し、各振動状態に適したキャッシュ方式(WB又はWT)を適用している。これにより、運用中のデータが早期に保全され、振動が規格内の軽度の振動状態における連続稼動を可能にしている。 In FIG. 4, storage vibration of 1.0 G or less within the standard is classified into a plurality of vibration states A to C, and a cache method (WB or WT) suitable for each vibration state is applied. As a result, data in operation is maintained at an early stage, and continuous operation is possible in a light vibration state where the vibration is within the standard.
なお、振動が規格を超える重度の振動状態Cについては、図7に示すように、ストレージ25へのアクセスを禁止(システムの主電源をOFFにして停止)してその間の保存すべきデータは補助記憶装置3へ一時的に退避している(S31)。その後、主記憶装置25の主電源がONすると、コントローラ22が補助記憶装置3から主記憶装置25へ退避データを転送し、退避データの回復・更新を試みる(S32及び33)。一方、重度の振動状態Cによるヘッドクラッシュ等によりデータ回復ができない場合は、その旨のアラーム表示又は通知を行ってディスク交換等を促すようにしている(S34及び35)。
For severe vibration state C where the vibration exceeds the standard, as shown in FIG. 7, access to the
図4に戻って、軽度の振動状態A(0<A<0.3G)は(S11)、ストレージ装置の運用動作に殆ど影響しない振動状態であり、そのため通常動作時におけるキャッシュ方式であるライトバック(WB)が適用される。次の軽度の振動状態B(0.3<B<0.7G)では(S12)、ライトスルー方式(WT)が適用される。なぜならば、振動状態Bはハードディスクへの書き込み可能な範囲内であり、ライトスルー方式に変更した後はいわゆるダーティデータは変更時点以上に増えることはなく、かつ、既に存在しているダーティデータはいわゆるキャッシュヒットによって徐々に減少していくことになる。 Referring back to FIG. 4, the light vibration state A (0 < A <0.3G) (S11) is a vibration state that hardly affects the operation operation of the storage apparatus. (WB) applies. In the next mild vibration state B (0.3 < B <0.7G) (S12), the write-through method (WT) is applied. This is because the vibration state B is within a writable range of the hard disk, so after changing to the write-through method, so-called dirty data does not increase beyond the time of change, and already existing dirty data is so-called It will gradually decrease due to a cache hit.
さらに、次の軽度の振動状態C(0.7<C<1.0G)は(S13)、重度の振動状態(C以上)に隣接しており、頻繁にリトライ機能が発生し、最悪の場合はヘッドクラッシュが発生することも考えられるため、ハードディスクへのアクセス回数を低減することを優先したライトバック方式(WB)が適用される。最後に環境規格値を越える振動を感知した場合は(S14)、もはや動作保証範囲外なためストレージ装置のシステムを停止(PowerOFF)して、先に説明したように補助記憶装置3へデータを退避している(図7のS31)。 Furthermore, the next mild vibration state C (0.7 < C <1.0G) is adjacent to the severe vibration state (C or more) (S13), and the retry function frequently occurs, which is the worst case. Since a head crash may occur, a write back method (WB) giving priority to reducing the number of accesses to the hard disk is applied. Finally, when vibration exceeding the environmental standard value is detected (S14), the system of the storage device is stopped (PowerOFF) because it is no longer in the guaranteed operating range, and the data is saved in the auxiliary storage device 3 as described above. (S31 in FIG. 7).
以上、本発明によれば、軽度の振動状態を細分類し、各分類に応じたキャッシュ方式を適用することで、運用データの早期保全が可能となり、ストレージ装置の軽度の振動状態における安全な連続稼動が可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to subdivide the mild vibration state and apply the cache method according to each classification, thereby enabling early maintenance of operation data, and safe continuous operation in the light vibration state of the storage apparatus. Operation becomes possible.
また、運用中にハードディスク等の安全基準を超える振動を感知した場合(重度の振動状態)には、ハードディスク(主記憶装置)等へのアクセスを禁止して補助記憶装置へ一時的にデータを退避して、後にその退避データを使って主記憶装置のデータ回復・更新を図ることができる。 In addition, if vibration exceeding the safety standards of hard disks, etc. is detected during operation (severe vibration state), access to the hard disk (main storage device) etc. is prohibited and data is temporarily saved to the auxiliary storage device Then, data recovery / update of the main storage device can be achieved later using the saved data.
これらを適宜組み合わせることにより、全体として高品質でデータ保護管理が改善されたストレージ装置を提供することが可能となる。 By appropriately combining these, it is possible to provide a storage apparatus with high quality and improved data protection management as a whole.
1 ホスト
2 ストレージ装置
3 補助記憶装置
21 インタフェース
22 コントローラ
23 キャッシュメモリ
24 バッテリ
25 主記憶装置
26 振動又は衝撃センサ
1
Claims (4)
ディスクキャッシュ手段と、
振動/衝撃感知手段と、
ディスクコントローラと、
を具備したストレージ装置において、
前記振動/衝撃感知手段が運用規定値以内の振動を感知すると、前記ディスクコントローラが、前記振動の大きさに基づいて分類された、
他の分類より前記振動が小さくライトバック方式が適用される第1の分類と、
前記第1の分類より前記振動が大きくライトスルー方式が適用される第2の分類と、
前記第2の分類より前記振動が大きくライトバック方式が適用される第3の分類と、
に基づいて、前記ディスクキャッシュ手段においてライトバック方式およびライトスルー方式のいずれか一方を適用することを特徴とすることを特徴とするストレージ装置。 A main storage device having a disk rotation mechanism;
Disk cache means;
Vibration / impact sensing means;
A disk controller;
In a storage device comprising
When the vibration / impact detecting means for sensing the vibrations within operational prescribed value, the disk controller has been classified based on the magnitude of the vibration,
A first classification in which the vibration is smaller than other classifications and a light-back method is applied;
A second classification in which the vibration is larger than the first classification and a light-through method is applied;
A third classification in which the vibration is larger than that of the second classification and a light back method is applied;
A storage device which is characterized by, that is characterized by applying one of the disk cache means have you to be write-back method and a write-through method based on.
バッテリと、
バックアップ用の補助記憶装置と、
を具備し、
前記振動感知手段が前記運用規定値を超える振動を感知すると、前記ディスクコントローラは前記主記憶装置へのアクセスを停止して前記バッテリで動作する前記補助記憶装置へデータを退避し、前記主記憶装置へのアクセス再開時には前記補助記憶装置からの退避データを転送して、前記主記憶装置のデータを回復又は更新することを特徴とする請求項1または2に記載のストレージ装置。 Further, the storage device
Battery,
An auxiliary storage device for backup;
Comprising
When the vibration sensing means to sense vibrations exceeding the operational prescribed value, said disk controller saves the data to the auxiliary memory device operating in the battery to stop access to the main memory, the main memory device 3. The storage apparatus according to claim 1, wherein when the access to the storage is resumed, the saved data from the auxiliary storage device is transferred to recover or update the data in the main storage device.
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