JP5674238B2

JP5674238B2 - ディスクアレイ装置及びそのバッテリ冷却方法

Info

Publication number: JP5674238B2
Application number: JP2010173737A
Authority: JP
Inventors: 加藤　康弘; 康弘加藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2030-08-02
Also published as: JP2012033099A

Description

本発明は、キャッシュメモリの電源を保持するバッテリを冷却するディスクアレイ装置及びそのバッテリ冷却方法に関する。

従来、ディスクアレイ装置のＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Independent Disks）コントローラボードが使用するキャッシュデータ保持用のバッテリは、当該ＲＡＩＤコントローラボード上に実装する方式が主流である。しかしながら、近年では、リチウムイオンバッテリが主流になることでバッテリの動作保障温度の条件が厳しくなり、従来の方式では十分に温度条件を満たすことができないというおそれがある。このため、現在では、バッテリをＲＡＩＤコントローラボードから離れた場所に設置する方式が主流になっている。

また、コントローラの温度条件を満たすように制御する装置として、例えば、特許文献１のストレージシステムが開示されている。特許文献１のストレージシステムでは、資源管理プロセッサが、コントローラの温度監視を行い、温度異常を検出して、ファンユニットの回転数を制御することにより、システム温度を調整する。

特開２００７−０１２０００号公報

しかしながら、バッテリをＲＡＩＤコントローラボードから離れた場所に設置する方式では、筐体構造によってはバッテリの実装数が制限されたり、バッテリの実装領域を考慮した筐体設計によりディスクアレイ装置がコストアップすることが想定される。

一方、単に、バッテリを冷却するためのファンを常に高速回転させる方法では、ディスクアレイ装置の騒音レベル及び消費電力を上昇させることになるという問題がある。

また、特許文献１に開示されている装置では、コントローラの温度条件を満たすようにファンユニットの回転数を制御するものであって、バッテリの温度制御を実施する枠組みを提供するものではない。

本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、信頼性を向上させ得るディスクアレイ装置及びそのバッテリ冷却方法を提案するものである。

かかる課題を解決するために本発明は、ホスト計算機から送信されるデータを、物理ディスクに対して読書きする第１の制御部と、前記データを一時的に格納するメモリと、前記メモリの電源に電力を供給するバッテリと、前記バッテリを冷却する第１のファン装置と、前記第１のファン装置を制御する第２の制御部とを備え、前記第１の制御部は、前記バッテリの温度を監視しており、前記バッテリの温度が予め設定されている温度以上となる場合には、前記第１のファン装置を高速回転させる旨の通知を前記第２の制御部に送信する一方、前記バッテリの温度が予め設定されている温度を越えない場合には、前記第１のファン装置を通常回転させる旨の通知を前記第２の制御部に送信し、前記第２の制御部は、前記第１のファン装置を高速回転させる旨の通知を受信すると、前記第１のファン装置を高速回転させる一方、前記第１のファン装置を通常回転させる旨の通知を受信すると、前記第１のファン装置を通常回転させることを特徴とする。

また、本発明は、ホスト計算機から送信されるデータを、物理ディスクに対して読書きする第１の制御部と、前記データを一時的に格納するメモリと、前記メモリの電源に電力を供給するバッテリと、前記バッテリを冷却する第１のファン装置と、前記第１のファン装置を制御する第２の制御部とを備えるディスクアレイ装置のバッテリ冷却方法であって、前記第１の制御部が、前記バッテリの温度を監視しており、前記バッテリの温度が予め設定されている温度以上となる場合には、前記第１のファン装置を高速回転させる旨の通知を前記第２の制御部に送信する一方、前記バッテリの温度が予め設定されている温度を越えない場合には、前記第１のファン装置を通常回転させる旨の通知を前記第２の制御部に送信する第１のステップと、前記第２の制御部が、前記第１のファン装置を高速回転させる旨の通知を受信すると、前記第１のファン装置を高速回転させる一方、前記第１のファン装置を通常回転させる旨の通知を受信すると、前記第１のファン装置を通常回転させる第２のステップとを備えることを特徴とする。

従って、第２の制御部がバッテリの温度を監視することができ、バッテリが充電や放電等により一時的に温度が上昇した場合においても、短時間でバッテリを冷却することができる。

本発明によれば、信頼性を向上させ得るディスクアレイ装置及びそのバッテリ冷却方法を実現することができる。

ストレージシステムのハードウェア構成を示すブロック図の一例である。ＨＤＤ状態情報の説明に供する概念図の一例である。バッテリ冷却処理手順を示すフローチャートの一例である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、本実施の形態によるストレージシステム１のハードウェア構成の一例を示している。ストレージシステム１は、複数のホスト計算機２がネックワーク３を介してディスクアレイ装置４に接続されることにより構成されている。

ホスト計算機２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等の情報処理資源、情報入力装置、情報出力装置を備えたコンピュータ装置である。ホスト計算機２は、例えば、書き込み要求をディスクアレイ装置４に送信して、対応するデータをディスクアレイ装置４に書き込む。また、ホスト計算機２は、例えば、読み出し要求をディスクアレイ装置４に送信して、対応するデータをディスクアレイ装置４から読み出す。

ネットワーク３は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＳＡＮ（Storage Area Network）、インターネット、専用回線、公衆回線等を場合に応じて適宜用いることができる。

ディスクアレイ装置４は、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Independent Disks）コントローラボード１１、バッテリ１２、ＨＤＤバックプレーン１３（バックプレーン装置）、サーバマネジメントコントローラ１４（第２の制御部）、複数の物理ディスク装置（ＨＤＤ（Hard Disk Drive））１５及び複数のファン装置１６を備えて構成されている。

ディスクアレイ装置４は、ＲＡＩＤコントローラボード１１を少なくとも１つ備えている。ＲＡＩＤコントローラボード１１は、ディスクアレイ装置４全体を制御する。ＲＡＩＤコントローラボード１１は、ホストインタフェース２１、メモリ２２、ＣＰＵ２３（第１の制御部）及びディスクインタフェース２４が所定のバス２５を介して接続されることにより構成されている。

ホストインタフェース２１は、ネットワーク３を介してホスト計算機２と接続されている。ホストインタフェース２１は、ホスト計算機２から受信した各種要求やデータの送受信を制御する。また、ホストインタフェース２１は、ネットワーク３の種類に応じた種々のインタフェースを用いることができる。

メモリ２２は、キャッシュメモリ等により構成される。メモリ２２には、ホストインタフェース２１を介して受信したデータが一時的に格納される。また、メモリ２２には、ディスクアレイ装置４内部で使用する各種プログラムや、各種テーブルが格納される。

ＣＰＵ２３は、ＲＡＩＤコントローラボード１１ごとに１つ備えられる。ＣＰＵ２３は、ＲＡＩＤコントローラボード１１全体を制御し、ホストインタフェース２１を介して受信した各種要求を解釈して、各構成要素に指示を送信する。

また、ＣＰＵ２３は、物理ディスク装置１５に対してＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Independent Disks）制御を行うことにより、ディスクアレイ装置４の信頼性、可用性及び性能を向上させる。この場合、ＣＰＵ２３は、１又は複数の物理ディスク装置１５により提供される物理的な記憶領域（ＲＡＩＤグループ）上に、１又は複数の論理ボリュームを設定する。そして、データは、この論理ボリューム内に所定の大きさのブロック単位で記憶される。

さらに、ＣＰＵ２３は、例えば、ＳＧＰＩＯ（Serial General Purpose Input/Output）バス１７を介してＨＤＤバックプレーン１３のＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６（後述）と接続されている。ＣＰＵ２３は、各物理ディスク装置１５の状態を監視していると共に、温度検出デバイス（図示せず）等によってバッテリ１２の温度状態を監視している。そして、ＣＰＵ２３は、物理ディスク装置１５の状態及びバッテリ１２の温度状態を状態情報３１（後述）として、所定のタイミングで、ＳＧＰＩＯバス１７を介してＨＤＤバックプレーン１３のＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６に送信する。

ディスクインタフェース２４は、例えば、ＳＡＳ（Serial Attached SCSI）インタフェースバス１８を介し、ＨＤＤバックプレーン１３を経由して複数の物理ディスク装置１５と接続されている。ディスクインタフェース２４は、ホスト計算機２から受信したデータのディスク装置１５に対する送受信を制御する。また、ディスクインタフェース１８は、ファイバチャネル、ＳＡＳ（Serial Attached SCSI）、ＳＡＴＡ（Serial ATA）等の種類に応じた種々のインタフェースを用いることができる。

バッテリ１２は、メモリ２２の電源に電力を供給するバッテリであり、例えば、リチウムイオンバッテリにより構成されている。また、バッテリ１２は、ＲＡＩＤコントローラボード１１から離れた位置に設置されている。

ＨＤＤバックプレーン１３は、ＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６を備えて構成されている。ＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６は、ＨＤＤ監視バス１９を介してサーバマネジメントコントローラ１４と接続されている。ＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６は、ＨＤＤバックプレーン１３全体を制御する。ＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６は、ＣＰＵ２３から受信した状態情報３１をサーバマネジメントコントローラ１４に送信する。

サーバマネジメントコントローラ１４は、複数のファン装置１６と接続されている。サーバマネジメントコントローラ１４は、ＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６から受信した状態情報３１に基づいて、複数のファン装置１６を制御する。

複数の物理ディスク装置１５は、ホスト計算機２から受信したデータを格納する。複数のファン装置１６は、複数の物理ディスク装置１５及びバッテリ１２の近傍の冷却可能位置にそれぞれ設置されており、ファンを回転させることにより、複数の物理ディスク装置１５及びバッテリ１２を冷却する。

図２は、状態情報３１の一例を示した図である。状態情報３１は、物理ディスク装置１５の状態の情報であるＨＤＤ状態情報３２及びバッテリ１２の温度状態の情報であるバッテリ温度情報３３により構成されている。ＨＤＤ状態情報３２は、例えば、物理ディスク装置１５ごとの稼働情報や温度情報により構成されている。バッテリ温度情報３３は、所定のフラグにより構成されており、温度検出デバイスがバッテリ１２の温度が予め設定されている温度以上となる場合には、フラグがオンに変更される一方、温度検出デバイスが予め設定されている温度を越えない場合には、フラグがオフに変更される。

次に、本実施形態のストレージシステム１の動作について詳細に説明する。図３は、本実施形態のストレージシステム１のバッテリ冷却処理を示すフローチャートである。

サーバマネジメントコントローラ１４は、ディスクアレイ装置４の電源がオンになると、バッテリ冷却処理手順ＲＴ１を開始して、ファン装置１６を通常回転させる（ステップＳＰ１）。続いて、ＣＰＵ２３は、所定の時間が経過するのを待機モードで待ち受ける（ステップＳＰ２）。

やがて、ＣＰＵ２３は、所定の時間が経過すると（ステップＳＰ２：ＹＥＳ）、温度検出デバイスによってバッテリ１２の温度が予め設定されている温度以上となったか否かをチェックする（ステップＳＰ３）。

そして、ＣＰＵ２３は、バッテリ１２の温度が予め設定されている温度以上となった場合（ステップＳＰ３：ＹＥＳ）には、状態情報３１の温度情報３３のフラグをオンに変更し、ＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６を経由してサーバマネジメントコントローラ１４に送信する（ステップＳＰ４）。これに対して、ＣＰＵ２３は、バッテリ１２の温度が予め設定されている温度を越えなかった場合（ステップＳＰ３：ＮＯ）には、状態情報３１の温度情報３３のフラグをオフに変更し、ＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６を経由してサーバマネジメントコントローラ１４に送信する（ステップＳＰ５）。

続いて、サーバマネジメントコントローラ１４は、ＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６から受信した状態情報３１の温度情報３３のフラグがオンであるか否かをチェックする（ステップＳＰ６）。

そして、サーバマネジメントコントローラ１４は、状態情報３１の温度情報３３のフラグがオンである場合（ステップＳＰ６：ＹＥＳ）には、バッテリ１２の近傍に設置されているファン装置１６のファンを高速回転させて、バッテリ１２を一段と冷却させる（ステップＳＰ７）。これに対して、サーバマネジメントコントローラ１４は、状態情報３１の温度情報３３のフラグがオンでない、すなわち、フラグがオフである場合（ステップＳＰ６：ＮＯ）には、バッテリ１２の近傍に設置されているファン装置１６のファンを通常回転させる（ステップＳＰ８）。

このようにして、ストレージシステム１では、ＲＡＩＤコントローラボード１１から離れた位置に設置すると共に、ファン装置１６をバッテリ１２の近傍の冷却可能位置に設置し、ＣＰＵ２３が、バッテリ１２の温度が予め設定されている温度以上となった場合には、状態情報３１の温度情報３３のフラグをオンに変更し、サーバマネジメントコントローラ１４が、状態情報３１の温度情報３３のフラグがオンである場合には、バッテリ１２の近傍に設置されているファン装置１６のファンを高速回転させる。

従って、サーバマネジメントコントローラがバッテリ１２の温度を監視することができ、バッテリ１２が充電や放電等により一時的に温度が上昇した場合においても、短時間でバッテリ１２を冷却することができる。

また、ストレージシステム１では、ＣＰＵ２３が、ＨＤＤ状態情報３２に加えてバッテリ温度情報３３を状態情報３１として、ＳＧＰＩＯバス１７を介し、ＨＤＤバックプレーン１３のＨＤＤバックプレーン制御コントローラ２６を経由して、サーバマネジメントコントローラ１４に送信することにより、サーバマネジメントコントローラ１４が、物理ディスク装置１５ごとの稼働情報や温度情報、バッテリ１２の温度情報を認識して、ファン装置１６のファンを制御することができる。

なお、本実施形態においては、バッテリ１２をＲＡＩＤコントローラボード１１から離れた位置に設置した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、バッテリ１２をＲＡＩＤコントローラボード１１の近傍に設置するようにしても良く、その他種々の位置に設置することができる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）ホスト計算機から送信されるデータを、物理ディスクに対して読書きする第１の制御部と、前記データを一時的に格納するメモリと、前記メモリの電源に電力を供給するバッテリと、前記バッテリを冷却する第１のファン装置と、前記第１のファン装置を制御する第２の制御部とを備え、前記第１の制御部は、前記バッテリの温度を監視しており、前記バッテリの温度が予め設定されている温度以上となる場合には、前記第１のファン装置を高速回転させる旨の通知を前記第２の制御部に送信する一方、前記バッテリの温度が予め設定されている温度を越えない場合には、前記第１のファン装置を通常回転させる旨の通知を前記第２の制御部に送信し、前記第２の制御部は、前記第１のファン装置を高速回転させる旨の通知を受信すると、前記第１のファン装置を高速回転させる一方、前記第１のファン装置を通常回転させる旨の通知を受信すると、前記第１のファン装置を通常回転させることを特徴とするディスクアレイ装置である。

（付記２）ホスト計算機から送信されるデータを、物理ディスクに対して読書きする第１の制御部と、前記データを一時的に格納するメモリと、前記メモリの電源に電力を供給するバッテリと、前記バッテリを冷却する第１のファン装置と、前記第１のファン装置を制御する第２の制御部とを備えるディスクアレイ装置のバッテリ冷却方法であって、前記第１の制御部が、前記バッテリの温度を監視しており、前記バッテリの温度が予め設定されている温度以上となる場合には、前記第１のファン装置を高速回転させる旨の通知を前記第２の制御部に送信する一方、前記バッテリの温度が予め設定されている温度を越えない場合には、前記第１のファン装置を通常回転させる旨の通知を前記第２の制御部に送信する第１のステップと、前記第２の制御部が、前記第１のファン装置を高速回転させる旨の通知を受信すると、前記第１のファン装置を高速回転させる一方、前記第１のファン装置を通常回転させる旨の通知を受信すると、前記第１のファン装置を通常回転させる第２のステップとを備えることを特徴とするディスクアレイ装置のバッテリ冷却方法である。

１……ストレージシステム、２……ホスト計算機、３……ネットワーク、４……ディスクアレイ装置、１１……ＲＡＩＤコントローラボード、１２……バッテリ、１３……ＨＤＤバックプレーン、１４……サーバマネジメントコントローラ、１５……物理ディスク装置、１６……ファン装置、１７……ＳＧＰＩＯバス、１８……ＳＡＳインタフェースバス、１９……ＨＤＤ監視バス、２１……ホストインタフェース、２２……メモリ、２３……ＣＰＵ、２４……ディスクインタフェース、２５……バス、２６……ＨＤＤバックプレーン制御コントローラ

Claims

ホスト計算機から送信されるデータの授受を制御する中央処理装置と、前記データを一時的に格納するメモリと、有するコントローラボードと、
前記中央処理装置とバスを介して接続される第１の制御部と、
前記メモリの電源に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、
前記バッテリを冷却するファン装置と、
前記第１の制御部からの通知に基づいて前記ファン装置を制御する第２の制御部と
を備え、
前記中央処理装置は、前記第１の制御部を経由して前記メモリに格納されたデータを物理ディスクに対して読書きし、
前記バスを介して情報を送受信して前記物理ディスクを管理すると共に前記温度検出部で検出される前記バッテリの温度を監視し、前記バッテリの温度が予め設定されている温度以上となる場合には、前記ファン装置を高速回転させる旨の通知を前記バスを介して前記第１の制御部に送信する一方、前記バッテリの温度が予め設定されている温度を越えない場合には、前記ファン装置を通常回転させる旨の通知を前記バスを介して前記第１の制御部に送信し、
前記第１の制御部は、前記バスを介して受信した通知を前記第２の制御部へ送信し、
前記第２の制御部は、
前記ファン装置を高速回転させる旨の通知を受信すると、前記ファン装置を高速回転させる一方、前記ファン装置を通常回転させる旨の通知を受信すると、前記ファン装置を通常回転させる
ことを特徴とするディスクアレイ装置。
ホスト計算機から送信されるデータの授受を制御する中央処理装置と、前記データを一時的に格納するメモリと、有するコントローラボードと、前記中央処理装置とバスを介して接続される第１の制御部と、前記メモリの電源に電力を供給するバッテリと、前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、前記バッテリを冷却するファン装置と、前記第１の制御部からの通知に基づいて前記ファン装置を制御する第２の制御部とを備えるディスクアレイ装置のバッテリ冷却方法であって、
前記中央処理装置が、前記第１の制御部を経由して前記メモリに格納されたデータを物理ディスクに対して読書きし、前記バスを介して情報を送受信して前記物理ディスクを管理すると共に前記温度検出部で検出される前記バッテリの温度を監視し、前記バッテリの温度が予め設定されている温度以上となる場合には、前記ファン装置を高速回転させる旨の通知を前記バスを介して前記第１の制御部に送信する一方、前記バッテリの温度が予め設定されている温度を越えない場合には、前記ファン装置を通常回転させる旨の通知を前記バスを介して前記第１の制御部に送信するステップと、
前記第１の制御部が、前記バスを介して受信した通知を前記第２の制御部へ送信するステップと、
前記第２の制御部が、前記ファン装置を高速回転させる旨の通知を受信すると、前記ファン装置を高速回転させる一方、前記ファン装置を通常回転させる旨の通知を受信すると、前記ファン装置を通常回転させる第２のステップと
を備えることを特徴とするディスクアレイ装置のバッテリ冷却方法。