JP4933211B2 - ストレージ装置、制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
あって、前記上位装置から送受信されるデータを格納する不揮発メモリと、前記上位装置
から送受信されるデータを格納するディスク装置と、前記上位装置から送受信されるデー
タを一時的に格納するキャッシュメモリと、前記不揮発メモリに対する前記データの読み
書きを制御する第1の制御部と、前記ディスク装置に対する前記データの読み書きを制御
する第2の制御部と、前記キャッシュメモリに対する前記データの読み書きを制御する第
3の制御部と、前記上位装置との間のデータの送受信を制御する第4の制御部とを備え、
前記第1、第2、第3及び第4の制御部は、相互接続網を介して接続され、前記第3の制御部は、前記上位装置から送信される前記データを前記キャッシュメモリに二重書きに格納して冗長化し、当該冗長化されたデータを前記キャッシュメモリから読み出して前記第2の制御部に送信する都度、前記キャッシュメモリにおいてパリティを生成し、前記第2の制御部は、前記第3の制御部から送信される前記データを前記パリティと共に前記ディスク装置に格納し、所定の条件を満たす場合、該データを前記ディスク装置から読み出して前記第1の制御部に送信し、前記第1の制御部は、前記第2の制御部から送信される前記データを、前記パリティを用いて冗長化して前記不揮発メモリに格納し、第4の制御部は、前記上位装置から前記データの読出し要求が与えられたときに、まず、前記ストレージ装置の現在のデータ読出しモードが第1のデータ読出しモード及び第2のデータ読出しモードのいずれに設定されているかを判定し、その判定の結果、第1のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、次に当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれかに記憶されているか否かを判定し、当該データがキャッシュメモリに格納されているときには、前記第3の制御部により当該データを前記キャッシュメモリから読み出させ、読み出された当該データを前記上位装置に送信し、当該データが前記ディスク装置に格納されているときには、前記第2の制御部により当該データを前記ディスク装置から読み出させ、読み出された当該データを前記キャッシュメモリを介して前記上位装置に送信し、当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれにも格納されていないときには、前記第1の制御部により当該データを前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記キャッシュメモリに一旦、格納した後、該キャッシャメモリから読み出して前記上位装置に送信し、また、前記判定の結果、第2のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記上位装置に直接的に送信することを特徴とする。
って、前記上位装置から送受信されるデータを格納する不揮発メモリに対する前記データ
の読み書きを制御する第1の制御部と、前記上位装置から送受信されるデータを格納する
ディスク装置に対する前記データの読み書きを制御する第2の制御部と、前記上位装置か
ら送受信されるデータを一時的に格納するキャッシュメモリに対する前記データの読み書
きを制御する第3の制御部と、前記上位装置との間のデータの送受信を制御する第4の制御部とを備え、前記第1、第2及び第3の制御部は、相互接続網を介して接続され、前記第3の制御部は、前記上位装置から送信される前記データを前記キャッシュメモリに二重書きに格納して冗長化し、当該冗長化されたデータを前記キャッシュメモリから読み出して前記第2の制御部に送信する都度、前記キャッシュメモリにおいてパリティを生成し、
前記第2の制御部は、前記第3の制御部から送信される前記データを前記パリティと共に前記ディスク装置に格納し、所定の条件を満たす場合、該データを前記ディスク装置から読み出して前記第1の制御部に送信し、前記第1の制御部は、前記第2の制御部から送信される前記データを、前記パリティを用いて冗長化して前記不揮発メモリに格納し、第4の制御部は、前記上位装置から前記データの読出し要求が与えられたときに、まず、前記ストレージ装置の現在のデータ読出しモードが第1のデータ読出しモード及び第2のデータ読出しモードのいずれに設定されているかを判定し、その判定の結果、第1のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、次に当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれかに記憶されているか否かを判定し、当該データがキャッシュメモリに格納されているときには、前記第3の制御部により当該データを前記キャッシュメモリから読み出させ、読み出された当該データを前記上位装置に送信し、当該データが前記ディスク装置に格納されているときには、前記第2の制御部により当該データを前記ディスク装置から読み出させ、読み出された当該データを前記キャッシュメモリを介して前記上位装置に送信し、当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれにも格納されていないときには、前記第1の制御部により当該データを前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記キャッシュメモリに一旦、格納した後、該キャッシャメモリから読み出して前記上位装置に送信し、また、前記判定の結果、第2のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記上位装置に直接的に送信することを特徴とする。
あって、前記ストレージ装置は、前記上位装置から送受信されるデータを格納する不揮発
メモリと、前記上位装置から送受信されるデータを格納するディスク装置と、前記上位装
置から送受信されるデータを一時的に格納するキャッシュメモリとを有し、前記上位装置から送信される前記データを前記キャッシュメモリに二重書きに格納して冗長化し、当該冗長化されたデータを前記キャッシュメモリから読み出してディスク装置に送信する都度、前記キャッシュメモリにおいてパリティを生成する第1のステップと、前記パリティと共に送信される前記データを前記ディスク装置に格納し、所定の条件を満たす場合、該データを前記ディスク装置から読み出す第2のステップと、前記ディスク装置から読み出された前記データを、前記パリティを用いて冗長化して前記不揮発メモリに格納する第3のステップと、前記上位装置から前記データの読出し要求が与えられたときに、前記ストレージ装置の現在のデータ読出しモードが第1のデータ読出しモード及び第2のデータ読出しモードのいずれに設定されているかを判定するステップと、その判定の結果、第1のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、次に当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれかに記憶されているか否かを判定するステップと、当該データがキャッシュメモリに格納されているときには、当該データを前記キャッシュメモリから読み出すステップと、読み出した当該データを前記上位装置に送信し、当該データが前記ディスク装置に格納されているときには、当該データを前記ディスク装置から読み出さし、読み出した当該データを前記キャッシュメモリを介して前記上位装置に送信するステップと、当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれにも格納されていないときには、当該データを前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記キャッシュメモリに一旦、格納した後、該キャッシャメモリから読み出して前記上位装置に送信し、また、前記判定の結果、第2のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記上位装置に直接的に送信する第4のステップとを備えることを特徴とする。
(1−1)ストレージシステムの外観構成
図1において、1は全体として本実施の形態によるストレージシステムを示す。このストレージシステム1は、データの入出力制御を行なうデータ入出力制御機能が搭載された記憶制御装置2と、複数のフラッシュメモリパッケージ13が収納された記憶装置3とを備えて構成される。
図3は、本実施の形態によるストレージシステム1の内部構成を示す。この図3に示すように、ストレージシステム1は、チャネル制御部31、ハードディスクドライブ41、ディスク制御部32、フラッシュメモリ20、フラッシュメモリ制御部33、キャッシュメモリ34、キャッシュメモリ制御部35、接続部36及びプロセッサ部37を備えて構成される。
(1−3−1)データ読書き処理の概要及びデータ管理テーブルの構成
次に、かかるストレージシステム1におけるデータ書込み処理及びデータ読出し処理の概要について説明する。
次に、本実施の形態によるストレージシステム1におけるデータ書込み処理の詳細について説明する。
(1−3−2−1−1)第1のデータ書込みモード時における処理の流れ
ストレージシステム1においては、データ書込みモードとして第1のデータ書込みモードが設定された場合、図10及び図11に示す流れで書込み対象データのフラッシュメモリ20への書き込みが行なわれる。
図12〜図14は、上述のような第1のデータ書込みモード時におけるマイクロプロセッサ39の具体的な処理内容を示すフローチャートである。
(1−3−2−2−1)第2のデータ書込みモード時における処理の流れ
一方、ストレージシステム1においては、データ書込みモードとして第2のデータ書込みモードが設定されている場合、図15に示す流れで書込み対象データをフラッシュメモリ20に書き込む。
図16及び図17は、上述のような第2のデータ書込みモード時におけるマイクロプロセッサ39の具体的な処理内容を示すフローチャートである。
(1−3−2−3−1)第3のデータ書込みモード時における処理の流れ
他方、ストレージシステム1においては、データ書込みモードとして第3のデータ書込みモードが設定されている場合、図18及び図19に示す流れで書込み対象のデータをフラッシュメモリ20に書き込む。
図20は、上述のような第3のデータ書込みモード時におけるマイクロプロセッサ39の具体的な処理内容を示すフローチャートである。
図21は、データ書込みモードとして第4のデータ書込みモードが設定されている場合のストレージシステム1における処理の流れを示している。
ところで、かかるストレージシステム1においては、上述のようにキャッシュメモリ34に格納された書込み対象データをハードディスクドライブ41に移行した場合、データ管理テーブル50上の対応する「CMヒットミス情報」フィールド50Bに格納されたCMヒットミス情報が「ミス」、対応する「HDDヒットミス情報」フィールド50Cに格納されたHDDヒットミス情報が「ヒット」にそれぞれ設定される。そして、マイクロプロセッサ39は、この後、これらCMヒットミス情報及びHDDヒットミス情報に基づいて、書込み対象データがハードディスクドライブ41に格納されていると判定することとなる。
次に、第1〜第4のデータ書込みモードにおいて、ハードディスクドライブ41に格納された書込み対象データをフラッシュメモリ20に移行するタイミングについて説明する。
次に、本実施の形態によるストレージシステム1におけるデータ読出し処理の詳細について説明する。
次に、ストレージシステム1におけるデータ保護方法について説明する。
以上のように本実施の形態によるストレージシステム1は、フラッシュメモリ20を記憶デバイスとして採用すると共に、その前段に当該フラッシュメモリ20よりもデータ書込み可能回数が多いハードディスクドライブ41をバッファとして配置するようにしているため、フラッシュメモリ20に対するデータの書込み回数を低減させることができ、その分、フラッシュメモリ20を長寿命化させて、フラッシュメモリ20の故障に起因する不具合の発生を格段的に低減させることができる。かくするにつき、アクセス速度が速く、低消費電力でありながら、信頼性の高いストレージ装置を実現できる。
(2−1)本実施の形態によるストレージシステムの構成
図3との対応部分に同一符号を付した図28は、第2の実施の形態によるストレージシステム60を示す。このストレージシステム60では、各チャネル制御部61、各ディスク制御部62及び各フラッシュメモリ制御部63にそれぞれマイクロプロセッサ61A〜63A及びメモリ61B〜63Bが搭載されている。各メモリ61B〜63Bには、それぞれ各種制御プログラムが格納されており、これら制御プログラムをマイクロプロセッサ61A〜63Aが実行することにより、チャネル制御部61、ディスク制御部72及びフラッシュメモリ制御部63がそれぞれ全体として後述のような各種処理を実行する。
(2−2−1)データ書込み処理の詳細
次に、かかるストレージシステム60におけるデータ読書き処理の処理内容について説明する。このストレージシステム60は、図10〜図24について上述した第1〜第4のデータ書込みモードと同様の第1〜第4のデータ書込みモードを有する。
図29及び図30は、ストレージシステム60における第1のデータ書込みモード時における処理の流れを示す。
図33は、ストレージシステム60の第2のデータ書込みモード時における処理の流れを示している。
図36及び図37は、ストレージシステム60における第3のデータ書込みモード時における処理の流れを示している。
図39は、ストレージシステム60の第4のデータ書込みモード時における処理の流れを示している。
次に、本実施の形態によるストレージシステム60におけるデータ読出し処理の詳細について説明する。
以上の構成によれば、図28のような構成のストレージシステム60についても第1の実施の形態によるストレージシステム1と同様に、フラッシュメモリ20を長寿命化させて、フラッシュメモリ20の故障に起因する不具合の発生を格段的に低減させることができる。かくするにつき、アクセス速度が速く、低消費電力でありながら、信頼性の高いストレージ装置を実現できる。
(3−1)第3の実施の形態によるストレージシステムの構成
図3との対応部分に同一符号を付して示す図41は、第3の実施の形態によるストレージシステム70を示す。このストレージシステム70は、「0系」及び「1系」の2つのコントローラ部71A,71Bと、これらコントローラ部71A,71Bにそれぞれ対応させて設けられたノースブリッジ72、メモリ93及びマイクロプロセッサ74と、キャッシュメモリ34、フラッシュメモリ20及びハードディスクドライブ41とを備えて構成される。
以上の構成によれば、図41のような構成のストレージシステム70についても第1の実施の形態によるストレージシステム1と同様に、フラッシュメモリ20を長寿命化させて、フラッシュメモリ20の故障に起因する不具合の発生を格段的に低減させることができる。かくするにつき、アクセス速度が速く、低消費電力でありながら、信頼性の高いストレージ装置を実現できる。
なお上述の第1〜第3の実施の形態においては、フラッシュメモリパッケージ13をハードディスクドライブユニット12との互換を考慮せずに作成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図1との対応部分に同一符号を付した図42に示すように、フラッシュメモリパッケージ90とハードディスクドライブ41との互換性をもたせるように、フラッシュメモリパッケージ90及びハードディスクドライブ41を同じ大きさ及び同じ形状に形成するようにしてもよい。
Claims (6)
- 上位装置に接続されるストレージ装置であって、
前記上位装置から送受信されるデータを格納する不揮発メモリと、
前記上位装置から送受信されるデータを格納するディスク装置と、
前記上位装置から送受信されるデータを一時的に格納するキャッシュメモリと、
前記不揮発メモリに対する前記データの読み書きを制御する第1の制御部と、
前記ディスク装置に対する前記データの読み書きを制御する第2の制御部と、
前記キャッシュメモリに対する前記データの読み書きを制御する第3の制御部と、
前記上位装置との間のデータの送受信を制御する第4の制御部と
を備え、
前記第1、第2、第3及び第4の制御部は、相互接続網を介して接続され、
前記第3の制御部は、前記上位装置から送信される前記データを前記キャッシュメモリに二重書きに格納して冗長化し、当該冗長化されたデータを前記キャッシュメモリから読み出して前記第2の制御部に送信する都度、前記キャッシュメモリにおいてパリティを生成し、
前記第2の制御部は、前記第3の制御部から送信される前記データを前記パリティと共に前記ディスク装置に格納し、所定の条件を満たす場合、該データを前記ディスク装置から読み出して前記第1の制御部に送信し、
前記第1の制御部は、前記第2の制御部から送信される前記データを、前記パリティを用いて冗長化して前記不揮発メモリに格納し、
第4の制御部は、前記上位装置から前記データの読出し要求が与えられたときに、まず、前記ストレージ装置の現在のデータ読出しモードが第1のデータ読出しモード及び第2のデータ読出しモードのいずれに設定されているかを判定し、その判定の結果、第1のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、次に当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれかに記憶されているか否かを判定し、当該データがキャッシュメモリに格納されているときには、前記第3の制御部により当該データを前記キャッシュメモリから読み出させ、読み出された当該データを前記上位装置に送信し、当該データが前記ディスク装置に格納されているときには、前記第2の制御部により当該データを前記ディスク装置から読み出させ、読み出された当該データを前記キャッシュメモリを介して前記上位装置に送信し、当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれにも格納されていないときには、前記第1の制御部により当該データを前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記キャッシュメモリに一旦、格納した後、該キャッシャメモリから読み出して前記上位装置に送信し、
また、前記判定の結果、第2のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記上位装置に直接的に送信する
ことを特徴とするストレージ装置。 - 前記所定の条件は、
最後に前記ディスク装置に格納された前記データを前記不揮発メモリに移動させてから
一定時間が経過したこと、及び前記ディスク装置に格納されている前記データのデータ量
が所定量を超過したことの少なくとも一方である
ことを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。 - 上位装置に接続されるストレージ装置を制御する制御装置であって、
前記上位装置から送受信されるデータを格納する不揮発メモリに対する前記データの読
み書きを制御する第1の制御部と、
前記上位装置から送受信されるデータを格納するディスク装置に対する前記データの読
み書きを制御する第2の制御部と、
前記上位装置から送受信されるデータを一時的に格納するキャッシュメモリに対する前
記データの読み書きを制御する第3の制御部と、
前記上位装置との間のデータの送受信を制御する第4の制御部と
を備え、
前記第1、第2及び第3の制御部は、相互接続網を介して接続され、
前記第3の制御部は、前記上位装置から送信される前記データを前記キャッシュメモリに二重書きに格納して冗長化し、当該冗長化されたデータを前記キャッシュメモリから読み出して前記第2の制御部に送信する都度、前記キャッシュメモリにおいてパリティを生成し、
前記第2の制御部は、前記第3の制御部から送信される前記データを前記パリティと共に前記ディスク装置に格納し、所定の条件を満たす場合、該データを前記ディスク装置から読み出して前記第1の制御部に送信し、
前記第1の制御部は、前記第2の制御部から送信される前記データを、前記パリティを用いて冗長化して前記不揮発メモリに格納し、
第4の制御部は、前記上位装置から前記データの読出し要求が与えられたときに、まず、前記ストレージ装置の現在のデータ読出しモードが第1のデータ読出しモード及び第2のデータ読出しモードのいずれに設定されているかを判定し、その判定の結果、第1のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、次に当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれかに記憶されているか否かを判定し、当該データがキャッシュメモリに格納されているときには、前記第3の制御部により当該データを前記キャッシュメモリから読み出させ、読み出された当該データを前記上位装置に送信し、当該データが前記ディスク装置に格納されているときには、前記第2の制御部により当該データを前記ディスク装置から読み出させ、読み出された当該データを前記キャッシュメモリを介して前記上位装置に送信し、当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれにも格納されていないときには、前記第1の制御部により当該データを前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記キャッシュメモリに一旦、格納した後、該キャッシャメモリから読み出して前記上位装置に送信し、
また、前記判定の結果、第2のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記上位装置に直接的に送信する
ことを特徴とする制御装置。 - 前記所定の条件は、
最後に前記ディスク装置に格納された前記データを前記不揮発メモリに移動させてから
一定時間が経過したこと、及び前記ディスク装置に格納されている前記データのデータ量
が所定量を超過したことの少なくとも一方である
ことを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 - 上位装置に接続されるストレージ装置を制御する制御方法であって、
前記ストレージ装置は、
前記上位装置から送受信されるデータを格納する不揮発メモリと、
前記上位装置から送受信されるデータを格納するディスク装置と、
前記上位装置から送受信されるデータを一時的に格納するキャッシュメモリと
を有し、
前記上位装置から送信される前記データを前記キャッシュメモリに二重書きに格納して冗長化し、当該冗長化されたデータを前記キャッシュメモリから読み出してディスク装置に送信する都度、前記キャッシュメモリにおいてパリティを生成する第1のステップと、
前記パリティと共に送信される前記データを前記ディスク装置に格納し、所定の条件を満たす場合、該データを前記ディスク装置から読み出す第2のステップと、
前記ディスク装置から読み出された前記データを、前記パリティを用いて冗長化して前記不揮発メモリに格納する第3のステップと、
前記上位装置から前記データの読出し要求が与えられたときに、前記ストレージ装置の現在のデータ読出しモードが第1のデータ読出しモード及び第2のデータ読出しモードのいずれに設定されているかを判定するステップと、その判定の結果、第1のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、次に当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれかに記憶されているか否かを判定するステップと、当該データがキャッシュメモリに格納されているときには、当該データを前記キャッシュメモリから読み出すステップと、読み出した当該データを前記上位装置に送信し、当該データが前記ディスク装置に格納されているときには、当該データを前記ディスク装置から読み出さし、読み出した当該データを前記キャッシュメモリを介して前記上位装置に送信するステップと、当該データが前記キャッシュメモリ及び前記ディスク装置のいずれにも格納されていないときには、当該データを前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記キャッシュメモリに一旦、格納した後、該キャッシャメモリから読み出して前記上位装置に送信し、また、前記判定の結果、第2のデータ読出しモードに設定されていると判定された場合は、前記不揮発メモリから読み出された当該データを前記上位装置に直接的に送信する第4のステップと
を備えることを特徴とする制御方法。 - 前記所定の条件は、
最後に前記ディスク装置に格納された前記データを前記不揮発メモリに移動させてから
一定時間が経過したこと、及び前記ディスク装置に格納されている前記データのデータ量
が所定量を超過したことの少なくとも一方である
ことを特徴とする請求項5に記載の制御方法。
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