JP6006402B2 - ストレージ装置、及びストレージ装置の記憶制御部 - Google Patents
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Description
まず、本発明の一実施形態に係るストレージ装置及びそれに実装される記憶制御部について説明する前提として、本実施形態のストレージ装置が設けられるストレージシステムの基本構成を説明する。図1に、ストレージシステムSの基本構成例を示す。
次に、本実施形態によるストレージ装置1の基本構成について説明する。図2は、ストレージ装置1の外観の一例を示す斜視図である。図1、図2に示すように、ストレージ装置1は、概略、記憶制御部100と、ディスクユニット200とが、筺体フレーム300に設置されて構成されている。
MPパッケージ(MPPK)110
MPPK110には、記憶制御部100の機能を実現するための各種制御プログラムを実行するMPが実装されている。MPとしては、例えば適宜のマルチコア構成のプロセッサを使用することができる。またMPPK110には、MPで実行される前記制御プログラム及び制御データ等を格納した共有メモリ等の記憶デバイス、及び他のプロセッサ周辺回路部品が実装される。記憶制御部100内での発熱量に関しては、このMPPK110と後述のCM120とが特に問題となる。
CM120には、ホストから送信される、ディスクユニット200のHDD202に書き込まれるべきデータ、及びホストHからの読み出し命令によってHDD202から読み出されたデータを一時的に記憶させて、データ入出力処理効率を向上させるための記憶デバイスであるキャッシュメモリが設けられている。記憶デバイスとしては例えばフラッシュメモリ等を採用することができる。キャッシュメモリに一時的に格納されてまだHDD202に記録されていないデータ(以下「ダーティデータ」)は、電源障害等によりキャッシュメモリの電源が失効した場合、消失することになる。このようなデータロスを避けるため、電源障害発生時には、後述するバックアップ電源からの給電により、キャッシュメモリに格納されているダーティデータをHDD202に記録する処理であるデステージ処理が実行される。
DKA130は、記憶制御部100とディスクユニット200との間での書き込み及び読み出しデータ及び各種のHDD制御用データの通信インターフェイスとして機能し、当該インターフェイスチップ及びその周辺回路等が実装される。CHA135は、記憶制御部100をホストHとの間の通信ネットワークNに接続するための通信インターフェイス機能を実現するもので、通信ネットワークNがFCプロトコルを採用するSANとして構成される場合には、FCインターフェイスチップとその周辺回路等が実装される。
SVP140は、記憶制御部100及びディスクユニット200の動作状況を監視すると共に、外部の入力デバイスからこれらに操作命令を与えることを可能とする機能が設けられている。SVP140は、一般に、前記監視機能及び前記操作命令入力機能等の機能を、例えばSNMP(Simple Network Management Protocol)によって実現するための各種プログラムを実行するコンピュータを1枚の回路基板上に実装して構成されている。
PS150は、記憶制御部100内に電力を供給するための電源部である。PS150には、外部電源系統からの入力電力から制御用電力を作成するためのDC/DCコンバータ、及びノイズ対策用のフィルタ回路用LC部品等が実装される。なお、後述するように、電源系統の障害に対して記憶制御部100の可用性を高めるために、記憶制御部100に設けられる各パッケージを2つのクラスタに区分し、各クラスタに対するPS150からの入力電源系統を分離する構成が通常採用される。図1では、これらのクラスタがC1、C2として示されている。
BU160は、PS150を含む電源系統障害発生時に、非常用電源として機能するユニットであり、例えばリチウムイオン二次電池等の充電可能な電源を備えている。記憶制御部100では、電源系統障害発生時に、このBU160からMPPK110、CM120及び一部の冷却ファンユニットFUに給電しつつ、キャッシュメモリに格納されているダーティデータのデステージ処理を実行する。
次に、以上説明した構成を有する記憶制御部100におけるデステージ処理時の冷却ファン制御について説明する。前記したように、デステージ処理は、電源障害発生時にデータロスを防止するため、バックアップ電源からの給電を受けて、CM120のキャッシュメモリに格納されているダーティデータをディスクユニット200のHDD202に記録する処理である。デステージ処理時には、CM120内の発熱部品を集中的に冷却する必要がある。またその一方で、バックアップ電源への負荷を軽減させるため、動作させることができる冷却ファンFANの数は限定される。このため、本実施形態では、デステージ処理実行時において、図8A、図8Bに例示するように冷却ファンFANの動作を制御する。
このように、本実施形態の冷却ファンFANの制御方式によれば、デステージ処理実行時に冷却ファンFANの消費電力を抑制しつつ発熱量が増加するCM120を効率的に冷却することができる。
次に、記憶制御部100において電源障害が発生した場合の冷却ファンFANの制御について説明する。図9Aに、本実施形態の記憶制御部100における冷却ファンユニットFUの冷却ファンFANに対する電源系統区分を模式的に示している。図5に関して説明したように、本実施形態の記憶制御部100では、前面側に配置されている冷却ファンユニットFUのグループである冷却ファン群FUG1が、記憶制御部100の背面側に配置されているMPPK110、DKA130、CHA135を冷却する。また、背面側に配置されている冷却ファンユニットFUのグループである冷却ファン群FUG2が、記憶制御部100の前面側に配置されているCM120、MPPK110を冷却する。これらの冷却ファンFANの動作電源は、2系統の電源系統から常時並行して供給されており、いずれかの電源系統に障害が発生した場合でも、記憶制御部100内の各機能ユニットが継続して動作可能となるように構成されている。
次に、本実施形態の記憶制御部100に実装されるパッケージにおける放熱構造について説明する。本実施形態の記憶制御部100は、小型化の要請から高密度実装となっているため、例えば記憶制御部100の背面側に実装されるDKAPK130等のパッケージは従来よりも厚さ寸法が薄く形成されている。DKAPK130等に実装される回路部品には、各種演算処理を実行するためのLSI(Large-Scale Integrated circuit)が含まれ、このような発熱部品には、放熱部材としてのヒートシンクが取り付けられている。しかし、上記のようにパッケージの厚さの制約からヒートシンクも十分な表面積を確保することができるほど大きくすることができないため、ヒートシンクから冷却風への伝熱のみで発熱部品を十分に冷却することは困難と考えられた。
次に、本実施形態におけるストレージ装置1を構成している筺体フレーム300の下部構造について説明する。図12は、ストレージ装置1の筺体フレーム300に記憶制御部100が取り付けられた状態を示す部分斜視図である。本実施形態では、ストレージ装置1に高密度実装を採用しているため、記憶制御部100は筺体フレーム300の最下部にある底板301に直接取り付けられており、記憶制御部100の底部と筺体フレーム300の底部(底部板材である底板301)との間には間隙はない。
Claims (13)
- 外部装置に対してデータ記憶領域としての論理記憶領域を提供するストレージ装置であって、
前記ストレージ装置は、
前記論理記憶領域を生成するための物理記憶媒体と、
前記外部装置と前記論理記憶領域との間でのデータ入出力処理を制御するために前記物理記憶媒体と通信可能に接続されている記憶制御部とを備え、
前記記憶制御部は、
前記記憶制御部における所定の機能を実現する回路基板と、当該回路基板を収容する回路基板ケースとを有する回路パッケージと、
前記回路パッケージの前記回路基板に取り付けられている回路部品を冷却するための冷却風を生成する複数の冷却ファンユニットと、
前記回路パッケージ及び前記冷却ファンユニットを収容するように構成されている筐体とを備え、
前記複数の回路パッケージの少なくとも一部は前記筐体の幅方向にわたって前記筐体の一方の開口部から並置されるように挿入されて収容されており、
前記複数の冷却ファンユニットの少なくとも一部は、前記一方の開口部と対向する前記筐体の他方の開口部から前記筐体の幅方向にわたって並置されるように挿入されて収容され、前記並置された複数の冷却ファンユニットは、それらの冷却風取り入れ側又は冷却空気排出側が前記複数の回路パッケージのうちの少なくとも一部と向き合うように配置されており、
互いに向かい合う前記複数の回路パッケージの少なくとも一部と、前記複数の冷却ファンユニットとの間に、前記筐体の幅方向にわたる圧力調整領域が形成され、
前記筐体の幅方向に並置された前記回路パッケージには、前記物理記憶媒体に書き込み、あるいはこれから読み出されるデータを一時的に格納するキャッシュメモリを備えたキャッシュメモリパッケージが含まれ、
前記ストレージ装置は、その電源障害時に前記回路パッケージに非常電源を供給するバックアップ電源を備え、
電源障害時に前記バックアップ電源の非常電源によって、前記キャッシュメモリに一時格納されているデータを前記物理記憶媒体へ書き込むデステージ処理が実行される場合、前記筐体の幅方向に並置された前記回路パッケージに向かい合う前記複数の冷却ファンユニットのうち、前記キャッシュメモリパッケージに実質的に相対している前記冷却ファンユニットに含まれる冷却ファンが駆動される、
ストレージ装置。 - 請求項1に記載のストレージ装置であって、
各前記冷却ファンユニットは、冷却空気の流れ方向に沿って直列に配置される2個の冷却ファンを備え、前記2個の冷却ファンのうちの下流側の冷却ファンの下流側に隣接して、前記冷却空気の流れを整えるための整流格子が設けられている、
ストレージ装置。 - 請求項1に記載のストレージ装置であって、
前記複数の回路パッケージは、互いに同等の処理機能を備えた2つの回路パッケージ群に区分され、各前記回路パッケージ群にはそれぞれ別個の電源系統が接続されており、
各前記冷却ファンユニットは、冷却空気の流れ方向に沿って直列に配置される2個の冷却ファンを備え、前記冷却ファンユニットの上流側及び下流側の前記冷却ファンのうち、上流側の冷却ファン群は前記電源系統の一方に接続され、下流側の冷却ファン群は前記電源系統の他方に接続されている、
ストレージ装置。 - 請求項3に記載のストレージ装置であって、
前記電源系統のいずれかに障害が発生し、前記上流側の冷却ファン群及び前記下流側の冷却ファン群のうち一方の冷却ファン群が停止した場合、他方の冷却ファン群に属する前記冷却ファンは、前記電源系統が正常に稼働していた場合の動作回転数よりも大きな動作回転数で駆動される、
ストレージ装置。 - 請求項1に記載のストレージ装置であって、
前記回路パッケージのいずれかが有する回路基板に取り付けられている回路部品が、当該回路部品から発生する熱を放散させるために、前記回路パッケージの前記回路基板ケースに熱的に結合されている、
ストレージ装置。 - 請求項1に記載のストレージ装置であって、
前記ストレージ装置の筐体フレームには底部板材が設けられ、当該底部板材の上に前記記憶制御部が設置されており、
前記底部板材の、前記記憶制御部の前面側であって、前記記憶制御部の両側面より外方の少なくとも一方には、前記ストレージ装置内に収容される前記記憶制御部及び前記物理記憶媒体に電力を供給するための電源ケーブルが引き込まれる貫通穴が形成されている、
ストレージ装置。 - 外部装置に対してデータ記憶領域としての論理記憶領域を提供するための物理記憶媒体を備えるストレージ装置において、前記外部装置と前記論理記憶領域との間でのデータ入出力処理を制御するために前記物理記憶媒体と通信可能に接続されている記憶制御部であって、
前記記憶制御部における所定の機能を実現する回路基板と、当該回路基板を収容する回路基板ケースとを有する回路パッケージと、
前記回路パッケージの前記回路基板に取り付けられている回路部品を冷却するための冷却風を生成する複数の冷却ファンユニットと、
前記回路パッケージ及び前記冷却ファンユニットを収容するように構成されている筐体とを備え、
前記複数の回路パッケージの少なくとも一部は前記筐体の幅方向にわたって前記筐体の一方の開口部から並置されるように挿入されて収容されており、
前記複数の冷却ファンユニットの少なくとも一部は、前記一方の開口部と対向する前記筐体の他方の開口部から前記筐体の幅方向にわたって並置されるように挿入されて収容され、前記並置された複数の冷却ファンユニットは、それらの冷却風取り入れ側又は冷却空気排出側が前記複数の回路パッケージのうちの少なくとも一部と向き合うように配置されており、
互いに向かい合う前記複数の回路パッケージの少なくとも一部と、前記複数の冷却ファンユニットとの間に、前記筐体の幅方向にわたる圧力調整領域が形成されており、
前記筐体の幅方向に並置された前記回路パッケージには、前記物理記憶媒体に書き込み、あるいはこれから読み出されるデータを一時的に格納するキャッシュメモリを備えたキャッシュメモリパッケージが含まれ、
前記ストレージ装置は、その電源障害時に前記回路パッケージに非常電源を供給するバックアップ電源を備え、
電源障害時に前記バックアップ電源の非常電源によって、前記キャッシュメモリに一時格納されているデータを前記物理記憶媒体へ書き込むデステージ処理が実行される場合、前記筐体の幅方向に並置された前記回路パッケージに向かい合う前記複数の冷却ファンユニットのうち、前記キャッシュメモリパッケージに実質的に相対している前記冷却ファンユニットに含まれる冷却ファンが駆動される、
ストレージ装置の記憶制御部。 - 請求項7に記載のストレージ装置の記憶制御部であって、
各前記冷却ファンユニットは、冷却空気の流れ方向に沿って直列に配置される2個の冷却ファンを備え、前記2個の冷却ファンのうちの下流側の冷却ファンの下流側に隣接して、前記冷却空気の流れを整えるための整流格子が設けられている、
ストレージ装置の記憶制御部。 - 請求項7に記載のストレージ装置の記憶制御部であって、
前記複数の回路パッケージは、互いに同等の処理機能を備えた2つの回路パッケージ群に区分され、各前記回路パッケージ群にはそれぞれ別個の電源系統が接続されており、
各前記冷却ファンユニットは、冷却空気の流れ方向に沿って直列に配置される2個の冷却ファンを備え、前記冷却ファンユニットの上流側及び下流側の前記冷却ファンのうち、上流側の冷却ファン群は前記電源系統の一方に接続され、下流側の冷却ファン群は前記電源系統の他方に接続されている、
ストレージ装置の記憶制御部。 - 請求項9に記載のストレージ装置の記憶制御部であって、
前記電源系統のいずれかに障害が発生し、前記上流側の冷却ファン群及び前記下流側の冷却ファン群のうち一方の冷却ファン群が停止した場合、他方の冷却ファン群に属する前記冷却ファンは、前記電源系統が正常に稼働していた場合の動作回転数よりも大きな動作回転数で駆動される、
ストレージ装置の記憶制御部。 - 請求項7に記載のストレージ装置の記憶制御部であって、
前記回路パッケージのいずれかが有する回路基板に取り付けられている回路部品が、当該回路部品から発生する熱を放散させるために、前記回路パッケージの前記回路基板ケースに熱的に結合されている、
ストレージ装置の記憶制御部。 - 請求項7に記載のストレージ装置の記憶制御部であって、
前記ストレージ装置の筐体フレームには底部板材が設けられ、当該底部板材の上に前記記憶制御部が設置されており、
前記底部板材の、前記記憶制御部前面開口部側であって、当該前面開口部の両側面より外方の少なくとも一方には、前記ストレージ装置内に収容される前記記憶制御部及び前記物理記憶媒体に電力を供給するための電源ケーブルが引き込まれる貫通穴が形成されている、
ストレージ装置の記憶制御部。 - 外部装置に対してデータ記憶領域としての論理記憶領域を提供するストレージ装置であって、
前記論理記憶領域を生成するための物理記憶媒体と、
前記外部装置と前記論理記憶領域との間でのデータ入出力処理を制御するために前記物理記憶媒体と通信可能に接続されている記憶制御部とを備え、
前記記憶制御部は、
前記記憶制御部における所定の機能を実現する回路基板と、当該回路基板を収容する回路基板ケースとを有する回路パッケージと、
前記回路パッケージの前記回路基板に取り付けられている回路部品を冷却するための冷却風を生成する複数の冷却ファンユニットと、
前記回路パッケージ及び前記冷却ファンユニットを収容するように構成されている筐体とを備え、
前記複数の回路パッケージの少なくとも一部は前記筐体の幅方向にわたって前記筐体の一方の開口部から並置されるように挿入されて収容されており、
前記複数の冷却ファンユニットの少なくとも一部は、前記一方の開口部と対向する前記筐体の他方の開口部から前記筐体の幅方向にわたって並置されるように挿入されて収容され、前記並置された複数の冷却ファンユニットは、それらの冷却風取り入れ側又は冷却空気排出側が前記複数の回路パッケージのうちの少なくとも一部と向き合うように配置されており、
互いに向かい合う前記複数の回路パッケージの少なくとも一部と、前記複数の冷却ファンユニットとの間に、前記筐体の幅方向にわたる圧力調整領域が形成され、
各前記冷却ファンユニットは、冷却空気の流れ方向に沿って直列に配置される2個の冷却ファンを備え、前記2個の冷却ファンのうちの下流側の冷却ファンの下流側に隣接して、前記冷却空気の流れを整えるための整流格子が設けられ、
前記筐体の幅方向に並置された前記回路パッケージには、前記物理記憶媒体に書き込み、あるいはこれから読み出されるデータを一時的に格納するキャッシュメモリを備えたキャッシュメモリパッケージが含まれ、
前記ストレージ装置は、その電源障害時に前記回路パッケージに非常電源を供給するバックアップ電源を備え、
電源障害時に前記バックアップ電源の非常電源によって、前記キャッシュメモリに一時格納されているデータを前記物理記憶媒体へ書き込むデステージ処理が実行される場合、前記筐体の幅方向に並置された前記回路パッケージに向かい合う前記複数の冷却ファンユニットのうち、前記キャッシュメモリパッケージに実質的に相対している前記冷却ファンユニットに含まれる前記冷却ファンが駆動され、
前記複数の回路パッケージは、互いに同等の処理機能を備えた2つの回路パッケージ群に区分され、各前記回路パッケージ群にはそれぞれ別個の電源系統が接続されており、
各前記冷却ファンユニットは、冷却空気の流れ方向に沿って直列に配置される2個の冷却ファンを備え、前記冷却ファンユニットの上流側及び下流側の前記冷却ファンのうち、上流側の冷却ファン群は前記電源系統の一方に接続され、下流側の冷却ファン群は前記電源系統の他方に接続され、前記電源系統のいずれかに障害が発生し、前記上流側の冷却ファン群及び前記下流側の冷却ファン群のうち一方の冷却ファン群が停止した場合、他方の冷却ファン群に属する前記冷却ファンは、前記電源系統が正常に稼働していた場合の動作回転数よりも大きな動作回転数で駆動され、
前記回路パッケージのいずれかが有する回路基板に取り付けられている回路部品が、当該回路部品から発生する熱を放散させるために、前記回路パッケージの前記回路基板ケースに熱的に結合され、
前記ストレージ装置の筐体フレームには底部板材が設けられ、当該底部板材の上に前記記憶制御部が設置されており、
前記底部板材の、前記記憶制御部前面開口部側であって、当該前面開口部の両側面より外方の少なくとも一方には、前記ストレージ装置内に収容される前記記憶制御部及び前記物理記憶媒体に電力を供給するための電源ケーブルが引き込まれる貫通穴が形成されている、
ストレージ装置。
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