JP4968342B2 - Ｒａｉｄ制御装置及びｒａｉｄシステム - Google Patents

Description

本発明は、ＲＡＩＤを構成する物理ディスク装置に、ＲＡＩＤフォーマットを書き込み処理するＲＡＩＤ制御装置及びＲＡＩＤシステムに関し、特に、ＲＡＩＤフォーマット中に、ホストＩ／Ｏ処理を行うためのＲＡＩＤ制御装置及びＲＡＩＤシステムに関する。

磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の記憶媒体を利用したストレージ機器では、データ処理装置の要求で、記憶媒体を実アクセスする。所望の単位で、記憶媒体をリード／ライトするには、記憶媒体にフォーマットの書き込みが必要である。

このフォーマットとして、ＣＫＤフォーマット等の物理フォーマットと、データ領域をホストＯＳの処理単位（例えば、ブロック単位）に区切り、識別を施す論理フォーマットとがある。このような記憶媒体のフォーマット化により、ホストＯＳのホストコマンドにより、記憶媒体のアクセス（リード／ライト等）が可能となる。

物理フォーマットは、媒体のトラック単位の初期化処理であり、論理フォーマットは、物理フォーマットされたトラックのデータ領域のブロック単位のフォーマット処理を意味する。論理フォーマット処理は、媒体の全てのブロックをフォーマットする（初期化する）には、時間がかかる。このため、ホストは、フォーマットされていない媒体を、実際に使用するため、長時間（例えば、３０分以上）のフォーマット処理を待つ必要があった。

このため、記憶媒体のフォーマット処理を初期化処理として行わずに、ホストＩ／Ｏを受け付け、ホストＩ／Ｏ処理のバックグラウンドで、フォーマット処理を実行する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２、３）。

このフォーマット処理（クイックフォーマット処理という）として、例えば、特許文献１では、２種類の方法を実行している。ＲＡＩＤフォーマットが済んでない領域を含んだホストＩ／Ｏを受けた時に、ホストＩ／Ｏ処理によって、ＲＡＩＤフォーマットを実行する第１のフォーマット方法（ワン・ポイント・フォーマットという）と、ＲＡＩＤグループ先頭から末尾までを、順次、ＲＡＩＤフォーマットを実行する第２のフォーマット方法（シーケンシャル・フォーマットという）とである。

図１５は、従来のワン・ポイント・フォーマット処理の説明図である。ホスト１００に接続されたＲＡＩＤ（Redundancy Array Independent Disk）装置２００は、チャネルアダプタ２０２（ＣＡ）と、制御モジュール２０４と、複数の物理ディスク装置２１０，２１２，２１４とからなる。

ここでは、２つのデータディスク装置と、１つのパリテイディスク装置とで構成されたＲＡＩＤ５（２＋１）の構成を示す。ホスト１００からのＩ／Ｏ要求を、チャネルアダプタ２０２を介し、制御モジュール２０４が、受ける。制御モジュール２０４が、このＩ／Ｏ要求の範囲が、ＲＡＩＤフォーマット済みか未実施を判定する。制御モジュール２０４は、要求範囲が、ＲＡＩＤフォーマット済である場合は、ホストからのＩ／Ｏ要求（リード又はライト）を継続処理する。

一方、制御モジュールは、ＲＡＩＤフォーマットが未実施の場合は、各ディスク装置のＳｔｒｉｐｅ幅（サイズ）で、ＲＡＩＤフォーマットを実行し、その後にＩ／Ｏ要求を実行する。図１５では、物理ディスク装置２１０〜２１４において、フォーマット済み領域ＡＦと未フォーマット領域ＵＦが、混在している例を示す。

図１５において、Ｉ／Ｏ要求が、物理ディスク２１２のデータ＃５へのリード要求の場合には、データ＃５の格納ストライプ（領域）は、未フォーマット領域ＵＦであるため、データバッファ２０８上に、各ディスク装置２１０，２１２，２１４のストライプ幅のフォーマットデータＰａｒｉｔｙ＃２，Ｄａｔａ＃５，Ｄａｔａ＃４を作成する。そして、各々を、各ディスク装置２１０，２１２，２１４の同じストライプ番号の領域に書き込む。これにより、ＲＡＩＤフォーマットが完了する。

その後、物理ディスク２１２のデータ＃５のリードを行い、キャッシュメモリ２０６にステージングする。更に、キャッシュメモリ２０６のデータ＃５を、チャネルアダプタ２０２を介し、ホストへ転送する。このようにして、ホストからのＩ／Ｏ要求を実行する。

一方、シーケンシャルフォーマット方法は、Ｉ／Ｏ要求が所定時間到来しない場合に、内部スケジュールに従い、順次、ディスク装置２１０，２１２，２１４の先頭から末尾まで、ＲＡＩＤフォーマットを実行する。従って、シーケンシャルフォーマットで未だフォーマットされていない領域のＩ／Ｏアクセスがあった場合、その対象領域を、Ｉ／Ｏ要求のため、先にフォーマットする方法が、ワン・ポイント・フォーマットである。

このＲＡＩＤフォーマットに要する時間は、そのまま、Ｉ／Ｏレスポンス時間に加算されるため、ＲＡＩＤフォーマットのサイズ（領域）を大きくすることは、得策でない。このため、従来は、ワン・ポイント・フォーマットと、シーケンシャル・フォーマットとのＲＡＩＤフォーマットサイズは、いずれも同サイズとしていた。このサイズは、ホストＩ／Ｏレスポンスの遅延が極端に悪くならないサイズに設定していた。
特開２００３−２９９３３号公報 特開２００３−２４１９０４号公報 特開２００５−１１３１７号公報

近年、大容量ディスク装置（例えば、５００ＧＢｙｔｅ，７５０ＧＢｙｔｅのディスク装置）の登場によって、１台のディスク装置の容量が増加している。このような大容量ディスク装置で、ＲＡＩＤグループを構成した時に、前述のＲＡＩＤフォーマットサイズを用いると、１台のディスク装置当たりのフォーマット書き込み処理の回数が増加する。このため、ＲＡＩＤフォーマット実施時間が、長時間になってしまう傾向である。

これを防止するため、ＲＡＩＤフォーマットサイズを大きくすると、ホストＩ／Ｏレスポンスの遅延が、大きくなり、Ｉ／Ｏ処理性能を低下する。

従って、本発明の目的は、大容量のディスク装置を使用しても、ＲＡＩＤフォーマットに要する時間の長期化を防止するためのＲＡＩＤ制御装置及びＲＡＩＤシステムを提供することにある。

又、本発明の他の目的は、ホストＩ／Ｏレスポンスの遅延を防止しつつ、ＲＡＩＤフォーマットに要する時間の長期化を防止するためのＲＡＩＤ制御装置及びＲＡＩＤシステムを提供することにある。

更に、本発明の他の目的は、ディスク装置の容量やＲＡＩＤ構成に応じて、適切なＲＡＩＤフォーマットサイズを決定するためのＲＡＩＤ制御装置及びＲＡＩＤシステムを提供することにある。

この目的の達成のため、本発明の複数の物理ディスク装置のＲＡＩＤフォーマットの書込み完了前に、ホストからのＩ／Ｏ要求を受け、処理するＲＡＩＤ制御装置は、前記ホストとのインタフェース制御のためのチャネルアダプタと、前記ホストからのＩ／Ｏ要求が到来した時に、前記Ｉ／Ｏ要求で要求された範囲が、ＲＡＩＤフォーマット済みでなかった場合に、前記Ｉ／Ｏ要求で要求された範囲に相当する前記物理ディスク装置の領域に、ＲＡＩＤフォーマットを書込むワン・ポイント・フォーマット処理と、前記複数の物理ディスク装置で構成されるＲＡＩＤ構成の先頭論理ブロックアドレスから末尾論理ブロックアドレスまで、順次、ＲＡＩＤフォーマットを書き込むシーケンシャル・フォーマット処理とを実行する制御ユニットと、前記複数の物理ディスク装置に接続され、前記複数の物理ディスク装置とのインタフェース制御のためのデバイスアダプタとを有し、前記制御ユニットは、１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを、前記ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズより、大きくして、前記シーケンシャル・フォーマットを実行する。

又、本発明の複数の物理ディスク装置のＲＡＩＤフォーマットの書込み完了前に、ホストからのＩ／Ｏ要求を受け、処理するＲＡＩＤ制御システムは、前記複数の物理ディスク装置と、前記ホストとのインタフェース制御のためのチャネルアダプタと、前記ホストからのＩ／Ｏ要求が到来した時に、前記Ｉ／Ｏ要求で要求された範囲が、ＲＡＩＤフォーマット済みでなかった場合に、前記Ｉ／Ｏ要求で要求された範囲に相当する前記物理ディスク装置の領域に、ＲＡＩＤフォーマットを書込むワン・ポイント・フォーマット処理と、前記複数の物理ディスク装置で構成されるＲＡＩＤ構成の先頭論理ブロックアドレスから末尾論理ブロックアドレスまで、順次、ＲＡＩＤフォーマットを書き込むシーケンシャル・フォーマット処理とを実行する制御ユニットと、前記複数の物理ディスク装置に接続され、前記複数の物理ディスク装置とのインタフェース制御のためのデバイスアダプタとを有し、前記制御ユニットは、１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを、前記ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズより、大きくして、前記シーケンシャル・フォーマットを実行する。

更に、本発明では、好ましくは、前記制御ユニットは、前記ＲＡＩＤを構成する前記複数の物理ディスク装置の容量と、トラックサイズとを問い合わせ、前記容量と前記トラックサイズから、前記１回のシーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを決定する。

更に、本発明では、好ましくは、前記制御ユニットは、１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを、前記物理ディスク装置のトラック１周の容量に設定して、前記シーケンシャル・フォーマットを実行する。

更に、本発明では、好ましくは、前記制御ユニットは、１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理の起動前に、前記ＲＡＩＤフォーマットサイズで規定された領域内に、前記ワン・ポイント・フォーマットで前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域があるかを判定し、前記１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズで規定された領域に、前記ワン・ポイント・フォーマット処理で前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域が存在する場合に、前記ワン・ポイント・フォーマット処理で前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域を跨ぐように、前記ＲＡＩＤフォーマットサイズを変更して、前記シーケンシャル・フォーマット処理を実行する。

更に、本発明では、好ましくは、前記制御ユニットは、前記ホストからのＩ／Ｏ要求が、所定時間到来しなかったことを検出して、前記シーケンシャル・フォーマット処理を起動する。

更に、本発明では、好ましくは、前記制御ユニットは、前記ＲＡＩＤフォーマットの進捗状況を管理するＲＡＩＤフォーマット管理テーブルを有し、前記ＲＡＩＤフォーマット管理テーブルを参照して、前記ＲＡＩＤフォーマットサイズで規定された領域内に、前記ワン・ポイント・フォーマットで前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域があるかを判定する。

更に、本発明では、好ましくは、前記制御ユニットは、前記シーケンシャル・フォーマット処理の先頭領域を格納するポインタを有し、前記ポインタを参照して、前記シーケンシャル・フォーマット処理の前記ＲＡＩＤフォーマットサイズで規定された領域を決定する。

更に、本発明では、好ましくは、前記制御ユニットは、前記シーケンシャル・フォーマット処理時に、前記ＲＡＩＤフォーマットを用意するバッファを有し、前記容量と前記トラックサイズから決定された前記１回のシーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズと、前記バッファの容量とを比較して、前記ＲＡＩＤフォーマットサイズが、前記バッファの容量を越える場合に、前記決定されたＲＡＩＤフォーマットサイズより小さいＲＡＩＤフォーマットサイズに設定する。

更に、本発明では、好ましくは、前記制御ユニットは、キャッシュメモリに、前記ＲＡＩＤフォーマットパターンを作成して、前記ワン・ポイント・フォーマット処理を実行し、前記ＲＡＩＤフォーマットパターンをバッファに作成して、前記シーケンシャル・フォーマット処理を実行する。

更に、本発明では、好ましくは、前記制御ユニットは、前記ＲＡＩＤを構成する前記複数の物理ディスク装置の容量と、トラックサイズとを問い合わせ、前記ＲＡＩＤ構成と、前記容量と前記トラックサイズから、前記１回のシーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを決定する。

シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳを、ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＯＦＳより、大きくしたので、ホストＩ／Ｏの処理の遅延を少なくして、ＲＡＩＤフォーマット時間を短縮できる。

本発明の一実施形態を示すＲＡＩＤシステムの構成図である。 図１のＲＡＩＤ構成のストライプの説明図である。 図１のＲＡＩＤフォーマット管理テーブルの説明図である。 図１のシーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズと、ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズとの関係を示す図である。 図４のシーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズと、ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズとにおけるシーケンシャル・フォーマット処理の説明図である。 図１のＲＡＩＤフォーマットパターンの説明図である。 本発明の一実施の形態のフォーマット処理を含むＩ／Ｏ処理フロー図である。 図７のワン・ポイント・フォーマット処理の動作説明図である。 本発明の一実施の形態のシーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズ決定処理フロー図である。 図９の処理のためのＲＡＩＤ構成テーブルの説明図である。 図９の処理のためのディスク情報テーブルの説明図である。 図９の処理のための物理トラック情報テーブルの説明図である。 図７のシーケンシャル・フォーマット処理フロー図である。 図１３のシーケンシャル・フォーマット処理の動作説明図である。 従来のＲＡＩＤフォーマット処理の説明図である。

符号の説明

１ ホスト
２ ＲＡＩＤ装置
２０−１〜２０−ｍ チャネルアダプタ
２２−１〜２２−ｎ 制御モジュール
２４−１〜２４−３ 物理ディスク装置
２６ Ｆｉｂｒｅ チャネル
３０ ＣＰＵ
３２ キャッシュメモリ
３４ データバッファ
３６ 制御テーブル
３８，３９ デバイスアダプタ
４０ ＲＡＩＤフォーマット管理テーブル
４２ シーケンシャル・フォーマット・ポインタ
ＳＦＳ シーケンシャル・フォーマットのＲＡＩＤフォーマットサイズＯＦＳ ワン・ポイント・フォーマットのＲＡＩＤフォーマットサイズ

以下、本発明の実施の形態を、ＲＡＩＤシステム、ＲＡＩＤフォーマット処理、フォーマット処理を含むＩ／Ｏ処理、シーケンシャル・フォーマット処理、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。

（ＲＡＩＤシステム）
図１は、本発明の一実施の形態のＲＡＩＤシステムの構成図、図２は、図１のＲＡＩＤ５のストライプ制御の説明図、図３は、図１のＲＡＩＤフォーマット管理部の説明図である。

図１に示すように、ＲＡＩＤシステム２は、ホスト１に接続され、ホスト１からＩ／Ｏ要求を受け、Ｉ／Ｏ処理を実行する。ホスト１は、例えば、ＵＮＩＸ（登録商標）サーバや、ＩＡ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ａｌｌｉａｎｃｅ）サーバを使用できる。又、Ｉ／Ｏ要求は、データのリード又はライト要求である。

ＲＡＩＤシステム２は、ホスト１とのインタフェース制御を行う複数のチャネルアダプタ２０−１〜２０−ｍと、複数の制御モジュール２２−１〜２２−ｎと、複数のディスク装置（ここでは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ））２４−１，２４−２，２４−３、…、とで構成される。

各制御モジュール２０−１〜２０−ｎは、ＣＰＵ（Central
Processing Unit）３０と、キャッシュメモリ３２と、ＣＭ間転送回路３３と、データバッファ３４と、制御テーブル３６と、一対のデバイスアダプタ３８，３９と、これら要素を接続する内部バス３５で構成される。キャッシュメモリ３２は、ディスク装置２４−１、２４−２、…のデータの一部を格納しておき、ホストＩ／Ｏに対し、ディスク装置をアクセスすることなく、Ｉ／Ｏ処理するためのものである。

データバッファ３４は、ＣＰＵ３０の処理のためのワーク領域として利用され、又データを一時格納するものである。制御テーブル３６は、ＣＰＵ３０が、ＲＡＩＤ制御を行うためのパラメータ等を格納するものであり、本実施の形態では、フォーマット処理の進捗状況を管理するＲＡＩＤフォーマット管理テーブル４０と、シーケンシャル・フォーマットにおける次回の先頭ストライプ番号を格納するシーケンシャル・フォーマットポインタ４２も、格納されている。

ＣＭ間転送回路３３は、１の制御モジュール２２−１が、他の制御モジュール２２−ｎと直接、データ等のやりとりを行うものであり、例えば、キャッシュメモリのミラーリングや、状態情報のやりとりに使用される。

デバイスアダプタ３８，３９は、Ｆｉｂｒｅチャネル２６により各ディスク装置２４−１〜に接続し、各ディスク装置とコマンド、データのやりとりを実行する。

図２は、ＲＡＩＤ５のデータ構成の説明図である。ここでは、（２＋１）のＲＡＩＤ５構成で説明する。１つのデータ１，２は、２つのデータ１，２に分割され、２つのデータ１，２に対し、１つのパリテイデータＰ０が作成される。この２つのデータ１，２とパリテイデータＰ０は、３つのディスク装置２４−１〜２４−３に分散して、格納される。そして、この格納位置は、ストライプ番号で表記される。

例えば、データ０は、ディスク装置２４−１のストライプ番号１の位置に、データ１は、ディスク装置２４−２のストライプ番号１の位置に、パリテイデータＰ０は、ディスク装置２４−３のストライプ番号１の位置に、格納される。同様に、データ２は、ディスク装置２４−３のストライプ番号２の位置に、データ３は、ディスク装置２４−１のストライプ番号２の位置に、パリテイデータＰ１は、ディスク装置２４−２のストライプ番号２の位置に、格納される。

図３は、図１のＲＡＩＤフォーマット管理テーブル４０の説明図である。図３に示すように、管理テーブル４０は、ビットマップ形式のテーブルで構成され、各ビットが、ストライプ番号に対応する。ＲＡＩＤフォーマット済みのストライプ番号のビットに、フラグ（「１」）がセットされる。図３では、ビットマップの各ビットに、対応するストライプ番号を記入してある。又、斜線部分が、ＲＡＩＤフォーマット済みを示し、ここでは、シーケンシャルフォーマット処理が、ストライプ番号１〜８に対し実施済みであり、ストライプ番号１３に対し、ワン・ポイント・フォーマットによるＲＡＩＤフォーマットが完了している例を示す。

（ＲＡＩＤフォーマット処理）
図４は、本発明の一実施の形態のＲＡＩＤフォーマットサイズの説明図、図５は、ＲＡＩＤフォーマット処理の説明図、図６は、ＲＡＩＤフォーマットの形式の説明図である。

本発明では、図４に示すように、１面の磁気ディスク５０のシーケンシャル・フォーマットで処理するＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳと、ワン・ポイント・フォーマットで処理するＲＡＩＤフォーマットサイズＯＦＳを変える。即ち、シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳを、ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＯＦＳより、大きくする。

前述のように、ワン・ポイント・フォーマット処理は、ホストＩ／Ｏを契機に実行されるため、ホストＩ／Ｏの処理の遅延を長引かせないという制約があり、そのＲＡＩＤフォーマットサイズＯＦＳを大きくできない。

一方、シーケンシャル・フォーマット処理は、ホストＩ／Ｏが所定時間到来しない場合に、実行されるため、ホストＩ／Ｏの処理の遅延をそれ程、考慮する必要がない。このため、本発明では、シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳを、ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＯＦＳより、大きくして、クイックフォーマットに要する時間を短縮する。

好適な例として、シーケンシャル・フォーマットのＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳを、ストリップ幅×ｎ（ｎ≧２で、整数）とし、ワン・ポイント・フォーマットのＲＡＩＤフォーマットサイズＯＦＳを、ストリップ幅とすると良い。

ディスクの性能から見て、一回のシーケンシャル・フォーマット処理が、ディスク５０の物理トラック１周分の処理であると、シーク（アクセス）１回で、ディスク１周分の領域をフォーマットでき、時間短縮に都合が良い。このため、倍数としたのは、サイズＳＦＳを、ディスク１周分に相当するように、ｎ倍に設定できるようにするためである。又、後述するように、ＲＡＩＤ構成と初期化パターン用データバッファの資源管理の関係から、ｎ倍を変更出来るようにするためである。

例えば、ディスク装置の種類(メーカー、世代、容量、型番)や、ＲＡＩＤ構成(ＲＡＩＤレベル、メンバーディスク数)や、初期パターン構築用バッファ容量(データバッファ３４)から、シーケンシャル・フォーマット処理のサイズＳＦＳを決定すると良い。

図４では、シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳを、ディスク５０の物理トラック１周分のサイズとし、ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＯＦＳを、物理トラックの１／８周分のサイズとしている。

図６に示すように、ＲＡＩＤフォーマットの形式は、１データブロック５２を、５２０Ｂｙｔｅとすると、ユーザデータ（５１２Ｂｙｔｅ）５３に対し、８バイトのＢＣＣ（Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）部５４を付す形式である。このＢＣＣ部５４は、ブロックのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Code）５５と、ブロックのアドレスを示す論理ブロック参照タグ５８と論理ブロックアプリケーションタグ５６とからなるブロックＩＤ部５７とからなる。このタグ５６に、ＳＬＵ（論理ユニット番号）や、ブロック全体のパリテイデータ等が記録される。

ＲＡＩＤフォーマット時は、このユーザデータ５３として、初期パターンを作成し、ＢＣＣ５４を生成し、このブロックを、ＲＡＩＤフォーマットサイズ分、用意する。そして、この複数のブロックを有するＲＡＩＤフォーマットデータを、ディスクに書き込む。

このように、両フォーマット処理の処理サイズを変更すると、図５に示すように、実行しようとするシーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳの領域Ｎ〜Ｎ＋７に、ワン・ポイント・フォーマット処理で、フォーマットされた領域Ｎ＋３が、存在する場合がある。

このような場合に、シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳの領域Ｎ〜Ｎ＋７に、前述のＲＡＩＤフォーマットデータを書き込むと、ワン・ポイント・フォーマットでフォーマット処理された領域のデータが破壊される。このため、シーケンシャル・フォーマット処理は、２回に分割して、行う。即ち、ＲＡＩＤフォーマットサイズＮ〜Ｎ＋２の第１のシーケンシャル・フォーマット処理ＳＦＳ−１と、ＲＡＩＤフォーマットサイズＮ＋４〜Ｎ＋７の第２のシーケンシャル・フォーマット処理ＳＦＳ−２に分割する。従って、ワン・ポイント・フォーマットされた領域Ｎ＋３を跨ぐ形に、変更されるため、ワン・ポイント・フォーマットでフォーマット処理された領域のデータの破壊を防止できる。

（フォーマット処理を含むＩ／Ｏ処理）
図７は、フォーマット処理を含むホストＩ／Ｏ処理フロー図、図８は、ホストＩ／Ｏ処理の延長線上で、ＲＡＩＤフォーマットを実施するワン・ポイント・フォーマット処理の説明図である。

（Ｓ１０）制御モジュール２２−１は、チャネルアダプタ２０−１が、ホストＩ／Ｏ要求を受けたかを判定する。

（Ｓ１２）制御モジュール２２−１は、ホストＩ／Ｏ要求を受けたと判定すると、キャッシュメモリ３２に、ホストＩ／Ｏの対象データ領域があるかないか（Cache Hit/Miss）を判定する。キャッシュヒットと判定すると、ヒット処理する。即ち、ホストＩ／Ｏが、リードの場合には、キャッシュメモリ３２から要求データを、チャネルアダプタ２０−１を介し、ホスト１へ転送する。一方、ホストＩ／Ｏが、ライトの場合には、ホスト１からのライトデータを、キャッシュメモリ３２の対象領域に格納する。

（Ｓ１４）逆に、制御モジュール２２−１は、キャッシュミスと判定した場合には、キャッシュミスと判定された要求範囲が、ＲＡＩＤフォーマット済か未実施かを判定する。ここで、判定のために、図１及び図３のＲＡＩＤフォーマット管理テーブル４０を参照する。

（Ｓ１６）制御モジュール２２−１は、要求範囲が、ＲＡＩＤフォーマット済領域と判定すると、従来のミス処理を行う。例えば、Ｉ／Ｏ要求が、リード若しくはライトであるなら、キャッシュメモリ３２に、格納領域を割り当て、当該要求範囲のディスクの物理アドレスを特定し、リード又はライトコマンドを、ディスク装置２４−１〜２４−３を発行する。

（Ｓ１８）制御モジュール２２−１は、要求範囲が、ＲＡＩＤフォーマット未実施領域と判定すると、キャッシュメモリ３２に、ＲＡＩＤストライプ幅単位で、領域を割当てる。当該領域は、全てライトデータとして扱う。図８に示すように、キャッシュメモリ３２に割り当てたＲＡＩＤストライプ幅の領域を、初期化パターンで埋める（更新する）。そして、ホストへ応答を返す。これは、ミス・ステージング後にホスト接続してデータ転送を行う動作になり、キャッシュメモリ３２上に初期パターンを埋めた状態からデータ転送を行う処理も同じになる。

（Ｓ２０）制御モジュール２２−１は、Ｉ／Ｏ処理を実行する。即ち、ステップＳ１６のミス動作の場合で、ホストＩ／Ｏが、リードの場合には、当該ディスク装置２４−１〜２４−３からリードデータを受け、キャッシュメモリ３２に格納後、要求データを、チャネルアダプタ２０−１を介し、ホスト１へ転送する。一方、ホストＩ／Ｏが、ライトの場合や、ステップＳ１８のワン・ポイント・フォーマット処理の場合には、キャッシュメモリ３２のライトデータや初期化データにパリテイを作成し、ここのディスク装置２４−１〜２４−３に、追い出しタイミングで、ライトバック(Write Back)する。

この場合に、ワン・ポイント・フォーマットでは、キャッシュメモリ３２に初期化データ（ＲＡＩＤフォーマット）を作成した段階で、ホスト１に、応答（リードなら、初期化データ、ライトなら、ライト完了）を返しているため、キャッシュメモリ３２に初期化データ作成後は、ホストと非同期のライトバックにより、ＲＡＩＤフォーマットを書き込むことができる。

（Ｓ２２）ステップＳ１０で、制御モジュール２２−１は、ホストＩ／Ｏ要求を受けていないと判定すると、連続した所定時間、ホストＩ／Ｏを受けていないかを判定する。制御モジュール２２−１は、ホストＩ／Ｏを受けていない時間が、所定時間に達していないと判定すると、ステップＳ１０に戻る。

（Ｓ２４）ステップＳ２２で、制御モジュール２２−１は、ホストＩ／Ｏを受けていない時間が、所定時間に達したと判定すると、図９以下で説明するシーケンシャル処理を実行し、ステップＳ１０に戻る。

即ち、ホストＩ／Ｏ処理の延長線上のワン・ポイント・フォーマット処理は、キャッシュミス且つ未フォーマット領域と判定された場合に実行される。そして、キャッシュメモリ３２を、ＲＡＩＤグループのストライプ幅で割当を行い、ＲＡＩＤフォーマットパターン（初期化パターン）で埋め、ホストＩ／Ｏ処理を継続する。これによって、ＲＡＩＤフォーマット処理のディスクアクセスが、ホストＩ／Ｏに伴わないため、高速に処理することができる。

また、キャッシュヒットの場合は、既に、ＲＡＩＤフォーマット済領域になっている。即ち、キャッシュメモリ３２の割当時にＲＡＩＤフォーマット完了/未完了を判断しているため、ＲＡＩＤフォーマット済み領域とすることができる。

（シーケンシャル・フォーマット処理）
図９は、本発明の一実施の形態のシーケンシャル・フォーマット処理のサイズ決定処理フロー図、図１０乃至図１２は、その説明図である。

図９は、シーケンシャル・フォーマット処理の初期に行うサイズ決定処理フロー図である。

（Ｓ３０）制御モジュール２２−１は、ディスク装置２４−１〜２４−３が、ＲＡＩＤ装置に組み込まれた時に、次のＳＣＳＩ（Small Component System Interface）コマンドにより、各ディスク装置２４−１〜２４−３に、ディスク情報を問い合わせ、制御テーブル３６に保持する。図１１で説明するように、このディスク情報テーブルから、ディスクの種類を特定出来る。例えば、ＳＣＳＩのINQUIRYコマンドで、ディスク装置のメーカー、ディスク型番等を、ＳＣＳＩのMODE
SENSEコマンドで、ディスクの回転数を、ＳＣＳＩのREAD CAPACITYコマンドで、ディスクの容量を問い合わせる。

（Ｓ３２）次に、制御モジュール２２−１は、ＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳを算出する。先ず、図１０で説明するＲＡＩＤ構成テーブルから、ＲＡＩＤグループを構成するディスクの種類を特定し、そこから、ディスクの物理トラック１周分に相当するサイズを決定する。次に、ＲＡＩＤ構成からＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳを算出する。

（Ｓ３４）ここで、算出したＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳと、初期化パターン用データバッファ３４のサイズとを比較する。そして、ＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳが、初期化パターン用データバッファ３４のサイズを超えるような場合は、サイズの補正を行なう。

図１０〜図１２を参照して、具体的に説明する。

図１０のＲＡＩＤ構成テーブル４４−１は、予め与えられているものとし、図１１のディスク情報テーブル４４−２、図１２の物理トラック情報テーブル４４−３は、ステップＳ３０で作成されているものとする。

先ず、図１０のＲＡＩＤ構成テーブル４４−１のＲＡＩＤ構成から目的のディスク装置種類を特定する。即ち、ＲＡＩＤ構成テーブル４４−１にあるメンバーディスク欄に格納されたDisk#0から、図１１のディスク情報テーブル４４−２を参照して、ディスク装置Ｄｉｓｋ＃０を、FJ製の“MAX3147FD”に決定する。

図１２のＲＡＩＤフォーマット開始論理ブロックアドレスＬＢＡ(0x447E0E8)が、物理トラック情報テーブル４４−３で指定された何番目のゾーン番号毎に含まれる論理ブロックアドレス内にあるかを検索する。図１２では、ゾーン番号＃１になるので、物理トラックサイズは、５２０ＫＢｙｔｅ（トラックサイズ）となる。

次に、ステップＳ３２のＲＡＩＤフォーマットサイズを算出する。即ち、ディスク装置当りのＲＡＩＤフォーマットサイズ（実行ストライプ数）を求める。ここで、ＲＡＩＤグループのストライプサイズバウンダリに丸めることも必要である。ここで、ＲＡＩＤ構成テーブル４４−１からストリップ幅は、６５ＫＢｙｔｅ，物理トラック情報テーブル４４−３から、トラックサイズが、５２０ＫＢｙｔｅであるため、実行ストライプ数（ＲＡＩＤフォーマットサイズ）は、下記（１）式で計算する。

実行ストライプ数＝物理トラックサイズ／Strip
＝ 520KB ／ 65KB
＝ 8 （余り無し） （１）
（１）式の結果、若し、余りがあった場合は、計算された実行ストライプ数に、プラス「１」する。即ち、今回実施か、次回実施の違いだけである。

そして、ＲＡＩＤ構成のメンバーディスク装置数（ここでは、２＋１）と、計算した実行ストライプ数と、ストリップ幅から、下記（２）式により、ＲＡＩＤフォーマットサイズ（ｋＢｙｔｅ）を計算する。

ＲＡＩＤフォーマットサイズ ＝
ディスク装置当りのＲＡＩＤフォーマットサイズ × メンバーディスク数
＝ 実行ストライプ数 × Strip × メンバーDisk数
＝ ８ × ６５KB × (２＋１)
＝１５６０ＫＢｙｔｅ （２）
更に、このＲＡＩＤフォーマットを用意するバッファサイズと比較する。先ず、算出したＲＡＩＤフォーマットサイズと初期化パターン用データバッファサイズ(例えば、６４ＭＢｙｔｅとする)を超えていた場合は，ＲＡＩＤフォーマットサイズを変更する。ここでは、以下の（３）式が成立するので、データバッファサイズ内なので、ＲＡＩＤフォーマットサイズを変更しない。
ＲＡＩＤフォーマットサイズ＜初期化パターン用データバッファサイズ
＝１５６０ＫＢ ＜ ６４ＭＢ （３）
一方、（３）式において、（ＲＡＩＤフォーマットサイズ＞初期化パターン用データバッファサイズ）となった場合は、実行ストライプ数を減算して、（３）式の条件に満たすようにする。

尚、ワン・ポイント・フォーマットを実行する時のＲＡＩＤフォーマットサイズは、ストライプ幅×１にする。この理由は、ＲＡＩＤフォーマットサイズの最小サイズにすることで、ホストＩ／Ｏ処理の遅延を最小とするためである。即ち、ＲＡＩＤ５／６では、初期パターンのデータからパリテイデータ生成を行う必要があり、フォーマットサイズが小さい程、遅延を最小にできる。

次に、図１３は、シーケンシャル・フォーマット処理フロー図、図１４は、シーケンシャル・フォーマット処理の説明図である。図１４を用いて，図１３の処理を説明する。

（Ｓ４０）シーケンシャル・フォーマットは、ＲＡＩＤグループ作成時から、ＲＡＩＤグループの先頭ＬＢＡから末尾ＬＢＡまでを、ＲＡＩＤフォーマットを実施していく。そこで、図１で説明した次回の先頭ストライプ番号を示すシーケンシャル・フォーマットポインタ４２を参照して、今回のＲＡＩＤフォーマット範囲（ここでは、先頭ストライプ番号から、８つのストライプ番号の範囲）を決定する。次に、制御モジュール２２−１は、ＲＡＩＤフォーマット実行時に、当該領域がフォーマット実施済か未実施かを判断するため、ＲＡＩＤフォーマット管理テーブル４０（図３参照）を参照し、その決定範囲に、フォーマット済みの領域があるかを判定する。

（Ｓ４２）制御モジュール２２−１は、決定範囲に、フォーマット済みの領域がないと判定すると、通常サイズ（即ち、８ストライプ幅）の初期データとパリテイデータを、データバッファ３４（図１４参照）を作成し、各ディスク装置２４−１〜２４−３に、８ストライプ分のＲＡＩＤフォーマットデータ（図６参照）を書込み、ＲＡＩＤフォーマットを実行する。

（Ｓ４４）一方、制御モジュール２２−１は、決定範囲に、フォーマット済みの領域があると判定すると、決定範囲のＲＡＩＤフォーマットが済んだかを判定する。制御モジュール２２−１は、決定範囲のＲＡＩＤフォーマットが済んだと判定すると、ステップＳ４８に進む。

（Ｓ４６）一方、制御モジュール２２−１は、決定範囲のＲＡＩＤフォーマットが済んでいないと判定すると、ステップＳ４０で、先に、ワン・ポイント・フォーマットによって、ＲＡＩＤフォーマット済領域を検出しているため、図５で説明したように、その領域をスキップするようにし、ＲＡＩＤフォーマットサイズを変更して実行する。そして、ステップＳ４４に戻る。

（Ｓ４８）次に、前述のシーケンシャル・フォーマットポインタ４２の値から、ＲＡＩＤフォーマット完了（末尾ＬＢＡまでＲＡＩＤフォーマット完了）かを判定する。完了していない場合には、ポインタ４２を「８」ストライプ分、インクリメントし、図７のステップＳ１０に戻り、ステップＳ２２で、所定時間ホストＩ／Ｏ要求がないと判定されると、ステップＳ４０から開始する。逆に、完了している場合には、シーケンシャル・フォーマットを終了する。

（他の実施の形態）
前述の実施の形態では、ディスク記憶装置を、磁気ディスク装置の適用の例で説明したが、光ディスク装置等の他のディスク装置や、回転する記憶媒体を使用する装置にも適用できる。又、ＲＡＩＤ構成も、ＲＡＩＤ５に限らず、ＲＡＩＤ０，１，２、６等であっても良い。更に、データバッファサイズが大きい場合には、図９のＳ３４の判定は、不要である。

以上、本発明を、実施の形態で説明したが、本発明は、その趣旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これを本発明の範囲から排除するものではない。

シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＳＦＳを、ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズＯＦＳより、大きくしたので、ホストＩ／Ｏの処理の遅延を少なくして、ＲＡＩＤフォーマット時間を短縮できる。

Claims (10)

1. 複数の物理ディスク装置のＲＡＩＤフォーマットの書込み完了前に、ホストからのＩ／Ｏ要求を受け、処理するＲＡＩＤ制御装置において、
   前記ホストとのインタフェース制御のためのチャネルアダプタと、
   前記ホストからのＩ／Ｏ要求が到来した時に、前記Ｉ／Ｏ要求で要求された範囲が、ＲＡＩＤフォーマット済みでなかった場合に、前記Ｉ／Ｏ要求で要求された範囲に相当する前記物理ディスク装置の領域に、ＲＡＩＤフォーマットを書込むワン・ポイント・フォーマット処理と、前記複数の物理ディスク装置で構成されるＲＡＩＤ構成の先頭論理ブロックアドレスから末尾論理ブロックアドレスまで、順次、ＲＡＩＤフォーマットを書き込むシーケンシャル・フォーマット処理とを実行する制御ユニットと、
   前記複数の物理ディスク装置に接続され、前記複数の物理ディスク装置とのインタフェース制御のためのデバイスアダプタとを有し、
   前記制御ユニットは、１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを、前記ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズより、大きくして、前記シーケンシャル・フォーマットを実行することを
   特徴とするＲＡＩＤ制御装置。
2. 前記制御ユニットは、前記ＲＡＩＤを構成する前記複数の物理ディスク装置の容量と、トラックサイズとを問い合わせ、前記容量と前記トラックサイズから、前記１回のシーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを決定することを
   特徴とする請求項１のＲＡＩＤ制御装置。
3. 前記制御ユニットは、１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを、前記物理ディスク装置のトラック１周の容量に設定して、前記シーケンシャル・フォーマットを実行することを
   特徴とする請求項２のＲＡＩＤ制御装置。
4. 前記制御ユニットは、１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理の起動前に、前記ＲＡＩＤフォーマットサイズで規定された領域内に、前記ワン・ポイント・フォーマットで前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域があるかを判定し、前記１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズで規定された領域に、前記ワン・ポイント・フォーマット処理で前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域が存在する場合に、前記ワン・ポイント・フォーマット処理で前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域を跨ぐように、前記ＲＡＩＤフォーマットサイズを変更して、前記シーケンシャル・フォーマット処理を実行することを
   特徴とする請求項１のＲＡＩＤ制御装置。
5. 前記制御ユニットは、前記ＲＡＩＤフォーマットの進捗状況を管理するＲＡＩＤフォーマット管理テーブルを有し、前記ＲＡＩＤフォーマット管理テーブルを参照して、前記ＲＡＩＤフォーマットサイズで規定された領域内に、前記ワン・ポイント・フォーマットで前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域があるかを判定することを
   特徴とする請求項４のＲＡＩＤ制御装置。
6. 複数の物理ディスク装置のＲＡＩＤフォーマットの書込み完了前に、ホストからのＩ／Ｏ要求を受け、処理するＲＡＩＤ制御システムにおいて、
   前記複数の物理ディスク装置と、
   前記ホストとのインタフェース制御のためのチャネルアダプタと、
   前記ホストからのＩ／Ｏ要求が到来した時に、前記Ｉ／Ｏ要求で要求された範囲が、ＲＡＩＤフォーマット済みでなかった場合に、前記Ｉ／Ｏ要求で要求された範囲に相当する前記物理ディスク装置の領域に、ＲＡＩＤフォーマットを書込むワン・ポイント・フォーマット処理と、前記複数の物理ディスク装置で構成されるＲＡＩＤ構成の先頭論理ブロックアドレスから末尾論理ブロックアドレスまで、順次、ＲＡＩＤフォーマットを書き込むシーケンシャル・フォーマット処理とを実行する制御ユニットと、
   前記複数の物理ディスク装置に接続され、前記複数の物理ディスク装置とのインタフェース制御のためのデバイスアダプタとを有し、
   前記制御ユニットは、１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを、前記ワン・ポイント・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズより、大きくして、前記シーケンシャル・フォーマットを実行することを
   特徴とするＲＡＩＤシステム。
7. 前記制御ユニットは、前記ＲＡＩＤを構成する前記複数の物理ディスク装置の容量と、トラックサイズとを問い合わせ、前記容量と前記トラックサイズから、前記１回のシーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを決定することを
   特徴とする請求項６のＲＡＩＤシステム。
8. 前記制御ユニットは、１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズを、前記物理ディスク装置のトラック１周の容量に設定して、前記シーケンシャル・フォーマットを実行することを
   特徴とする請求項７のＲＡＩＤシステム。
9. 前記制御ユニットは、１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理の起動前に、前記ＲＡＩＤフォーマットサイズで規定された領域内に、前記ワン・ポイント・フォーマットで前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域があるかを判定し、前記１回の前記シーケンシャル・フォーマット処理のＲＡＩＤフォーマットサイズで規定された領域に、前記ワン・ポイント・フォーマット処理で前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域が存在する場合に、前記ワン・ポイント・フォーマット処理で前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域を跨ぐように、前記ＲＡＩＤフォーマットサイズを変更して、前記シーケンシャル・フォーマット処理を実行することを
   特徴とする請求項６のＲＡＩＤシステム。
10. 前記制御ユニットは、前記ＲＡＩＤフォーマットの進捗状況を管理するＲＡＩＤフォーマット管理テーブルを有し、前記ＲＡＩＤフォーマット管理テーブルを参照して、前記ＲＡＩＤフォーマットサイズで規定された領域内に、前記ワン・ポイント・フォーマットで前記ＲＡＩＤフォーマットされた領域があるかを判定することを
    特徴とする請求項９のＲＡＩＤシステム。

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