JP6926595B2 - ストレージアレイ装置、ストレージシステム、ストレージアレイ制御方法、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ストレージアレイ装置、ストレージシステム、ストレージアレイ制御方法、及び、プログラムに関する。

複数のストレージデバイスを含むストレージアレイを搭載したストレージアレイ装置を利用するストレージシステムにおいては、ストレージデバイスの増設に伴うシステム全体の消費電力の増大が問題となっている。システムの設置場所やラックには電力量の上限があるため、ストレージアレイ装置の消費電力を抑えることが必要とされている。

ストレージアレイ装置の消費電力を抑える省電力技術として、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの複数の磁気ディスクを含むストレージアレイ（ディスクアレイ）を搭載したストレージアレイ装置においては、磁気ディスクの稼働を必要に応じて停止するＭＡＩＤ（Massive Array of Inactive Disks）技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。ＭＡＩＤ技術は使用しない磁気ディスクを判断し、その磁気ディスクの稼働を停止することで電力の消費を低減する。通常、ＭＡＩＤ技術ではストレージアレイ（プール）を構成する全ての磁気ディスクの稼働を停止するが、一部だけ稼働を止めてもストレージアレイが利用可能な場合は、一部の磁気ディスクのみ停止させることで消費電力を削減することができる。

また、ストレージアレイ装置には、低消費電力でＩＯ（Input／Output；入出力）性能が高いＳＳＤ（Solid State Drive；ソリッドステートドライブ）などの複数の半導体素子メモリを含むストレージアレイを搭載したオールフラッシュストレージアレイ装置がある。オールフラッシュストレージアレイ装置では、一部の半導体素子メモリに対する電力供給を遮断（稼働停止）することで消費電力を抑えることができる。

特開２０１５−１６１９９６号公報 特開２００７−１１５２３２号公報

以下の分析は、本願発明者により与えられる。

しかしながら、このようなストレージアレイ装置を利用するホスト端末では、ＩＯ（Input／Output）性能に一定の性能要件を定めている場合があり、一部のストレージデバイスの稼働を停止すると、必要な性能要件を満たせなくなる場合がある。このような場合はストレージデバイスの稼働を停止することができない。

また、ストレージデバイスには総書き込み量による上限（寿命）が存在するが、ストレージアレイを構成する一部のストレージデバイスの書き込み量に偏りが生じると、一部のストレージデバイスが寿命に早く到達するという問題がある。このようなストレージデバイスの寿命の問題は、ＳＳＤなどの半導体素子メモリを利用したストレージデバイスにおいて顕著になる。そこで、ストレージデバイスの書き込み量のバランスを考慮し、書き込み量が低いストレージデバイスになるべくデータを移行する方法が存在する（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、このような場合、電力消費は、データの移行に伴って別のストレージデバイスに移行するだけなので、消費電力を抑えることはできない。

本発明の主な課題は、ホスト端末が求める性能要件を満たし、かつ、寿命を長くしつつ、消費電力を抑えることができるストレージアレイ装置、ストレージシステム、ストレージアレイ制御方法、及び、プログラムを提供することである。

第１の視点に係るストレージアレイ装置は、複数のストレージデバイスを有するストレージアレイと、ホスト端末からの要求に応じて前記ストレージアレイに対するデータの書き込み又は読み出しを行うとともに、前記ストレージアレイを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、少なくとも前記ホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理と、決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理と、前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止する処理と、を行う。
前記第１の視点の第１の変形として、ストレージアレイ装置は、複数のストレージデバイスを有するストレージアレイと、ホスト端末からの要求に応じて前記ストレージアレイに対するデータの書き込み又は読み出しを行うとともに、前記ストレージアレイを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、少なくとも前記ホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理と、決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理と、前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止する処理と、決定した稼働数の前記ストレージデバイスを稼働し、かつ、決定した稼働数を超える前記ストレージデバイスを停止する処理と、稼働した前記ストレージデバイスを統合した論理ストレージを構築し、構築された前記論理ストレージの記憶領域と、稼働中の前記ストレージデバイスの記憶領域と、を対応付けたマッピングテーブルを設定する処理と、を行う。
前記第１の視点の第２の変形として、ストレージアレイ装置は、複数のストレージデバイスを有するストレージアレイと、ホスト端末からの要求に応じて前記ストレージアレイに対するデータの書き込み又は読み出しを行うとともに、前記ストレージアレイを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、少なくとも前記ホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理と、決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理と、前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止する処理と、前記ストレージデバイスの稼働状態及び書き込み量を定期的に監視し、監視の際、前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を取得し、取得した前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を、前記ストレージデバイスを管理するストレージアレイ管理テーブルに記録する処理と、を行い、前記第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理では、前記ストレージアレイ管理テーブルを参照して行う。

第２の視点に係るストレージシステムは、前記第１の視点に係るストレージアレイ装置と、前記ストレージアレイ装置と通信可能に接続されたホスト端末と、を備える。

第３の視点に係るストレージアレイ制御方法は、複数のストレージデバイスを有するストレージアレイを制御するストレージアレイ制御方法であって、少なくともホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定するステップと、決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断するステップと、前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止するステップと、を含む。
前記第３の視点の第１の変形として、ストレージアレイ制御方法は、複数のストレージデバイスを有するストレージアレイを制御するストレージアレイ制御方法であって、少なくともホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定するステップと、決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断するステップと、前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止するステップと、決定した稼働数の前記ストレージデバイスを稼働し、かつ、決定した稼働数を超える前記ストレージデバイスを停止するステップと、稼働した前記ストレージデバイスを統合した論理ストレージを構築し、構築された前記論理ストレージの記憶領域と、稼働中の前記ストレージデバイスの記憶領域と、を対応付けたマッピングテーブルを設定するステップと、を含む。
前記第３の視点の第２の変形として、ストレージアレイ制御方法は、複数のストレージデバイスを有するストレージアレイを制御するストレージアレイ制御方法であって、少なくともホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定するステップと、決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断するステップと、前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止するステップと、前記ストレージデバイスの稼働状態及び書き込み量を定期的に監視し、監視の際、前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を取得し、取得した前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を、前記ストレージデバイスを管理するストレージアレイ管理テーブルに記録するステップと、を含み、前記第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断するステップでは、前記ストレージアレイ管理テーブルを参照して行う。

第４の視点に係るプログラムは、複数のストレージデバイスを有するストレージアレイの制御を実行させるプログラムであって、少なくともホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理と、決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理と、前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止する処理と、を実行させる。
前記第４の視点の第１の変形として、プログラムは、複数のストレージデバイスを有するストレージアレイの制御を実行させるプログラムであって、少なくともホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理と、決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理と、前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止する処理と、決定した稼働数の前記ストレージデバイスを稼働し、かつ、決定した稼働数を超える前記ストレージデバイスを停止する処理と、稼働した前記ストレージデバイスを統合した論理ストレージを構築し、構築された前記論理ストレージの記憶領域と、稼働中の前記ストレージデバイスの記憶領域と、を対応付けたマッピングテーブルを設定する処理と、を実行させる。
前記第４の視点の第２の変形として、プログラムは、複数のストレージデバイスを有するストレージアレイの制御を実行させるプログラムであって、少なくともホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理と、決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理と、前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止する処理と、前記ストレージデバイスの稼働状態及び書き込み量を定期的に監視し、監視の際、前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を取得し、取得した前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を、前記ストレージデバイスを管理するストレージアレイ管理テーブルに記録する処理と、を行い、前記第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理では、前記ストレージアレイ管理テーブルを参照して行う。

前記第１〜４の視点によれば、ホスト端末が求める性能要件を満たし、かつ、寿命を長くしつつ、消費電力を抑えることができる。

実施形態１に係るストレージシステムの構成を模式的に示したブロック図である。 実施形態１に係るストレージシステムを論理ストレージ構築部によって仮想化されたときの構成を模式的に示したブロック図である。 実施形態１に係るストレージシステムにおいて用いられるストレージアレイ管理テーブルの構成を示したテーブルである。 実施形態１に係るストレージシステムにおいて用いられるＩＯ流量管理テーブルの構成を示したテーブルである。 実施形態１に係るストレージシステムにおけるストレージアレイ装置の制御部の動作を模式的に示したフローチャートである。 実施形態２に係るストレージシステムの構成を模式的に示したブロック図である。 実施形態２に係るストレージシステムにおけるストレージアレイ装置の制御部の動作を模式的に示したフローチャートである。

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。なお、下記の実施形態は、あくまで例示であり、本発明を限定するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。

［実施形態１］
実施形態１に係るストレージアレイ装置について図面を用いて説明する。図１は、実施形態１に係るストレージシステムの構成を模式的に示したブロック図である。図２は、実施形態１に係るストレージシステムを論理ストレージ構築部によって仮想化されたときの構成を模式的に示したブロック図である。図３は、実施形態１に係るストレージシステムにおいて用いられるストレージアレイ管理テーブルの構成を示したテーブルである。図４は、実施形態１に係るストレージシステムにおいて用いられるＩＯ流量管理テーブルの構成を示したテーブルである。

ストレージシステム１は、データを保管するシステムである（図１参照）。ストレージシステム１は、ホスト端末１０とストレージアレイ装置２０とがネットワーク３０を介して通信可能に接続されている。ストレージシステム１は、ホスト端末１０と、ストレージアレイ装置２０と、ネットワーク３０と、を有する。

ホスト端末１０は、ストレージアレイ装置２０に対してデータの読み出し命令又は書き込み命令を行う端末である（図１参照）。ホスト端末１０には、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を用いることができる。ホスト端末１０は、データの書き込み要求をストレージアレイ装置２０に送信して、対応するデータをストレージアレイ装置２０に書き込む。また、ホスト端末１０は、データの読み出し要求をストレージアレイ装置２０に送信し、対応するデータをディスクアレイ装置２０から読み出す。ホスト端末１０は、ストレージアレイ装置２０に対するデータの読み出し又は書き込みの際、ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの記憶領域の形態で提供されるのではなく、論理ストレージ４０の記憶領域の形態で提供される。

ストレージアレイ装置２０は、複数のストレージデバイス２４ａ〜２４ｄを含むストレージアレイ２４を搭載した装置である（図１参照）。ストレージアレイ装置２０は、通信部２１と、制御部２２と、記憶部２３と、ストレージアレイ２４と、を有する。

通信部２１は、ネットワーク３０を介してホスト端末１０に対してデータの送受信を行う機能部である（図１参照）。通信部２１は、制御部２２によって制御される。

制御部２２は、通信部２１、記憶部２３及びストレージアレイ２４を制御する機能部である（図１参照）。制御部２２は、プログラム、ソフトウェアを実行することで、各機能部を制御したり、情報処理を行う。制御部２２は、ネットワーク３０に対する通信部２１での情報の送受信を制御する。制御部２２は、記憶部２３及びストレージアレイ２４でのデータやファイル等の読み出し、書き込み等を制御する。制御部２２は、ストレージアレイ２４を制御するためのプログラムを実行することで、ＩＯ制御部２２ａ、論理ストレージ構築部２２ｂ、ストレージアレイ監視部２２ｃ、及びストレージアレイ稼働制御部２２ｄが実現される。

ＩＯ制御部２２ａは、ホスト端末１０からの要求に応じて論理ストレージ４０（図２参照）への書き込み又は読み出しを行う処理部である（図１参照）。ＩＯ制御部２２ａは、ホスト端末１０からの要求に応じて論理ストレージ４０への性能要件を満たすように書き込み又は読み出しを制御する。ＩＯ制御部２２ａは、ＩＯ流量管理テーブル２３ａ（図４参照）のＩＯ流量上限値又はＩＯ流量下限値に基づいて、ホスト端末１０から要求された書き込み時又は読み出し時のデータのＩＯ流量を制御する。つまり、ホスト端末１０からＩＯ流量上限値を上回るようなＩＯ流量が要求された場合、ＩＯ制御部２２ａは、論理ストレージ４０に対してＩＯ流量上限値以下となるようにＩＯ流量を制御する。一方、ホスト端末１０からＩＯ流量下限値を下回るようなＩＯ流量が要求された場合、ＩＯ制御部２２ａは、論理ストレージ４０に対してＩＯ流量下限値以上となるようにＩＯ流量を制御し、他の論理ストレージに対するＩＯ流量を抑制する。

論理ストレージ構築部２２ｂは、論理ストレージ４０（図２参照）を構築する処理部である（図１参照）。論理ストレージ構築部２２ｂは、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂの稼働状態が使用中のストレージアレイを統合した論理ストレージ４０を構築する。論理ストレージ構築部２２ｂは、構築された論理ストレージ４０と使用中のストレージデバイス２４ａ〜２４ｄに基づいてマッピングテーブル２３ｃを設定する。

論理ストレージ構築部２２ｂは、論理ストレージ４０の構築時に、ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの台数、及び、ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの素性能に基づいて、ストレージアレイ２４の素性能を計算する。図１の構成では、ストレージアレイ２４の素性能は、ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの４台分の素性能を足し合わせた値となる。

論理ストレージ構築部２２ｂは、構築される論理ストレージ４０に予め設定された性能要件（ＩＯ流量上限値又はＩＯ流量下限値）を満たすようにストレージデバイスの稼働数を決定する。例えば、ストレージアレイ稼働制御部２２ｄは、性能要件のうちＩＯ流量下限値を集計して、最低現必要とするストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼働数を決定する。また、論理ストレージ構築部２２ｂは、予め設定された論理ストレージ４０の容量（サイズ）を満たすようにストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼働数を決定する。つまり、論理ストレージ構築部２２ｂは、性能要件に基づいて稼働数を算出し、容量に基づいて稼働数を算出し、性能要件に基づく稼働数、及び、容量に基づく稼働数のうちいずれか大きい方をストレージデバイスの稼働数として決定する。なお、論理ストレージ構築部２２ｂは、ストレージアレイ２４に空き領域が十分存在しない場合、稼働対象のストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼働数を減少させる。論理ストレージ構築部２２ｂは、決定した稼働数となるように、ストレージアレイ稼働制御部２２ｄに対して要求する。

論理ストレージ構築部２２ｂは、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂ（図３参照）を定期的に参照し、稼働中の各ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの書き込み量が（チェックされたストレージデバイスの書き込み量と他の未稼働のストレージデバイスの書き込み量との差分でも可）がしきい値を超えた場合（ストレージデバイスの書き込み量に偏りが生じた場合）、稼働対象とするストレージデバイス２４ａ〜２４ｄを変更する（切り替える）ようにストレージアレイ稼働制御部２２ｄに通知する。論理ストレージ構築部２２ｂは、通知の際、書き込み量がしきい値を超えるストレージデバイス（複数ある場合は全てのストレージデバイス）を稼働停止対象とし、かつ、稼働状態が停止のストレージデバイス（複数ある場合はいずれか又は全てのストレージデバイス）を稼働開始対象として決定する。論理ストレージ構築部２２ｂは、決定された稼働停止対象及び稼働開始対象をストレージアレイ稼働制御部２２ｄに通知する。論理ストレージ構築部２２ｂは、稼働停止対象及び稼働開始対象の決定に係る通知後、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂが更新されたときに、論理ストレージ４０を再構築する。論理ストレージ構築部２２ｂは、論理ストレージ４０が再構築されたときに、マッピングテーブル２３ｃを再設定する。

ストレージアレイ監視部２２ｃは、ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼働状態及び書き込み量を定期的に監視する処理部である（図１参照）。ストレージアレイ監視部２２ｃは、監視によりストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼働状態及び書き込み量を取得しストレージアレイ管理テーブル２３ｂに記録（更新）する。

ストレージアレイ監視部２２ｃは、ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼働状態が停止から使用に変更したときに、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂを更新する。ストレージアレイ監視部２２ｃは、ストレージデバイスの書き込み量の変動が生じたときに、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂを更新する。ストレージアレイ監視部２２ｃは、ストレージデバイスの稼働状態が使用から停止に変更したときに、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂを更新する。

ストレージアレイ稼働制御部２２ｄは、ストレージアレイ２４におけるストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼働状態を制御する処理部である（図１参照）。ストレージアレイ稼働制御部２２ｄは、論理ストレージ構築部２２ｂからの要求に応じてストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼働を制御する。ストレージアレイ稼働制御部２２ｄは、論理ストレージ構築部２２ｂからのストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼働対象変更に係る要求に応じて、稼働開始対象のストレージデバイス（停止中の２４ａ〜２４ｄのいずれか）を起動し、稼働停止対象のストレージデバイス（稼働中の２４ａ〜２４ｄのいずれか）の全てのデータを、起動したストレージデバイスに移動し、稼働停止対象のストレージデバイス（２４ａ〜２４ｄのいずれか）を停止する。

記憶部２３は、情報を記憶する機能部である。記憶部２３は、制御部２２によって制御される。記憶部２３は、ホスト端末１０から受信したデータを一時的に記憶する。記憶部２３は、制御部２２で用いられる各種プログラムや各種テーブルを記憶する。記憶部２３は、ＩＯ流量管理テーブル２３ａと、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂと、マッピングテーブル２３ｃと、を記憶する。

ＩＯ流量管理テーブル２３ａは、論理ストレージ４０に係る性能要件（ＩＯ流量上限値又はＩＯ流量下限値）が設定されたテーブルである（図４参照）。ＩＯ流量管理テーブル２３ａは、論理ストレージ構築部２２ｂによって設定される。ＩＯ流量管理テーブル２３ａは、ＩＯ制御部２２ａにおいて、ホスト端末１０からの読み出し命令又は書き込み命令に係るデータのＩＯ流量を制御する際に用いられる。

ストレージアレイ管理テーブル２３ｂは、各ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼動状態及び書き込み量を管理するためのテーブルである（図１、図３参照）。ストレージアレイ管理テーブル２３ｂは、ストレージアレイ稼働制御部２２ｄによって設定される。

マッピングテーブル２３ｃは、論理ストレージ４０の仮想的な記憶領域と、ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの実際の記憶領域と、を対応付けたテーブルである。マッピングテーブル２３ｃは、論理ストレージ構築部２２ｂによって設定される。

ストレージアレイ２４は、複数のストレージデバイス２４ａ〜２４ｄで構成されたアレイである。ストレージアレイ２４は、制御部２２によって制御される。ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄは、書き込み又は読み出し可能にデータを記憶する装置である。ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄには、例えば、ＳＳＤなどの半導体素子メモリを利用したものを用いることができる。なお、ストレージアレイ２４において、書き込み又は読み出しが行われるデータは、実施形態１では、ＲＡＩＤ１０（Redundant Array of Inexpensive Disks 10）構成とし、ミラー化されたデータをストレージデバイス２４ａ〜２４ｄのいずれか又は全てにストライピングかつ分散して配置することができる。

ネットワーク３０は、ホスト端末１０とストレージアレイ装置２０とを通信可能に接続する情報通信網である。ネットワーク３０には、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＳＡＮ（Storage Area Network）、インターネット、専用回線、公衆回線等の情報通信網を用いることができる。

論理ストレージ４０は、ストレージアレイ２４における稼働中のストレージデバイス２４ａ〜２４ｄを統合した仮想上の論理的な記憶領域（格納領域）である。論理ストレージ４０は、論理ストレージ構築部２２ｂによって構築される。論理ストレージ４０は、ホスト端末１０から読み出し又は書き込みする際に用いられる。論理ストレージ４０には、性能要件（ＩＯ流量上限値又はＩＯ流量下限値）としてＩＯ流量管理テーブル２３ａ（図４参照）が設定されている。論理ストレージ４０の実際のデータの格納領域は、４台のストレージデバイス２４ａ〜２４ｄにミラー化しストライピングして分散配置することができる。

次に、実施形態１に係るストレージシステムにおけるストレージアレイ装置の動作について図面を用いて説明する。図５は、実施形態１に係るストレージシステムにおけるストレージアレイ装置の制御部の動作を模式的に示したフローチャートである。なお、ストレージシステム１における各構成部については、図１〜図４を参照されたい。

まず、ストレージデバイス監視部２２ｃは、各ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの稼働状態及び書き込み量を定期的に監視する（ステップＡ１）。

次に、論理ストレージ構築部２２ｂは、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂを定期的に参照して、書き込み量が、予め設定されたしきい値を超えるストレージデバイスがあるか否かを判断する（ステップＡ２）。書き込み量がしきい値を超えるストレージデバイスがない場合（ステップＡ２のＮＯ）、終了する。

なお、ステップＡ２の代わりに、稼働中の書き込み量が最も多いストレージデバイスの書き込み量と、未稼働のストレージデバイスの書き込み量との差分量を計算し、計算された差分量がしきい値を超えるか否かを判断してもよい。この場合、差分量がしきい値を超えるときは、稼働中の書き込み量が最も多いストレージデバイスの稼働を停止し、未稼働のストレージデバイスの稼働を開始することになる。差分量がしきい値を超えないときは、終了する。

書き込み量がしきい値を超えるストレージデバイスがある場合（ステップＡ２のＹＥＳ）、論理ストレージ構築部２２ｂは、書き込み量がしきい値を超えるストレージデバイス（複数ある場合は全てのストレージデバイス）を稼働停止対象とし、かつ、稼働状態が停止のストレージデバイス（複数ある場合はいずれか又は全てのストレージデバイス）を稼働開始対象として決定する（ステップＡ３）。

次に、論理ストレージ構築部２２ｂは、決定された稼働停止対象及び稼働開始対象をストレージアレイ稼働制御部２２ｄに通知し、ストレージアレイ稼働制御部２２ｄは、論理ストレージ構築部２２ｂからの通知に基づいて、稼働開始対象のストレージデバイスの稼働を開始する（ステップＡ４）。

次に、ストレージアレイ稼働制御部２２ｄは、論理ストレージ構築部２２ｂからの通知に基づいて、稼働停止対象のストレージデバイスのデータの全てを、稼働開始対象のストレージデバイスに移動する（ステップＡ５）。なお、データの移動は、コピーして元のデータを削除してもよい。

次に、ストレージアレイ稼働制御部２２ｄは、論理ストレージ構築部２２ｂからの通知に基づいて、稼働停止対象のストレージデバイスの稼働を停止する（ステップＡ６）。

次に、ストレージアレイ監視部２２ｃは、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂを更新する（ステップＡ７）。ここで、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂの更新では、ステップＡ４で稼働を開始するストレージデバイスの稼働状態を停止から使用に変更し、ステップＡ５のデータの移動で書き込み量の変動が生じたストレージデバイスの書き込み量を変更し、ステップＡ６で稼働を停止したストレージデバイスの稼働状態を使用から停止に変更する。なお、ストレージアレイ管理テーブル２３ｂの更新は、ステップＡ４〜Ａ６の各処理ごとに行ってもよい。

最後に、論理ストレージ構築部２２ｂは、更新されたストレージアレイ管理テーブル２３ｂに基づいて、論理ストレージ４０を再構築し、再構築された論理ストレージ４０に基づいてマッピングテーブル２３ｃを再設定し（ステップＡ８）、その後、終了する。

実施形態１によれば、複数のストレージデバイス２４ａ〜２４ｄで構成されるストレージアレイ装置２０において、必要な性能要件に基づいて稼働停止対象となるストレージデバイスの稼働を停止し、書き込み量に応じて稼働対象となるストレージデバイスを変更することにより、ストレージアレイ２４を構成するストレージデバイス２４ａ〜２４ｄが早期に寿命へ到達してストレージアレイが利用不可となる問題を解消しつつ、ストレージアレイ装置２０の消費電力を抑えることができる。つまり、ホスト端末１０が求める性能要件を満たし、かつ、ストレージデバイス２４ａ〜２４ｄの利用可能期間を延長しつつ、ストレージアレイ装置２０の消費電力を抑えることができる。

［実施形態２］
実施形態２に係るストレージシステムについて図面を用いて説明する。図６は、実施形態２に係るストレージシステムの構成を模式的に示したブロック図である。

ストレージシステム１は、データを保管するシステムである（図６参照）。ストレージシステム１は、ストレージアレイ装置２０と、ホスト端末１０と、を備える。

ストレージアレイ装置２０は、複数のストレージデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、・・・、２４ｎを有するストレージアレイ２４を搭載した装置である。ストレージアレイ装置２０は、ストレージアレイ２４と、制御部２２と、を備える。ストレージアレイ２４は、複数のストレージデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、・・・、２４ｎで構成されたアレイである。ストレージアレイ２４は、制御部２２によって制御される。ストレージデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、・・・、２４ｎは、書き込み又は読み出し可能にデータを記憶する装置である。

制御部２２は、ホスト端末１０からの要求に応じてストレージアレイ２４に対するデータの書き込み又は読み出しを行う。制御部２２は、ストレージアレイ２４を制御する。制御部２２の詳細な動作については、後述する。

ホスト端末１０は、ストレージアレイ装置２０に対してデータの読み出し命令又は書き込み命令を行う端末である。ホスト端末１０は、ストレージアレイ装置２０と通信可能に接続されている。

次に、実施形態２に係るストレージシステムにおけるストレージアレイ装置の動作について図面を用いて説明する。図７は、実施形態２に係るストレージシステムにおけるストレージアレイ装置の制御部の動作を模式的に示したフローチャートである。なお、ストレージシステム１における各構成部については、図６を参照されたい。

まず、制御部２２は、少なくともホスト端末１０から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすようにストレージデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、・・・、２４ｎの稼働数を決定する（ステップＢ１）。

次に、制御部２２は、決定した稼働数のストレージデバイス（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、・・・、２４ｎのいずれか）が稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する（ステップＢ２）。第１ストレージデバイスが発生していない場合（ステップＢ２のＮＯ）、終了する。

第１ストレージデバイスが発生した場合（ステップＢ２のＹＥＳ）、制御部２２は、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、第１ストレージデバイスの稼働を停止し（ステップＢ３）、その後、終了する。

実施形態２によれば、性能要件（入出力流量上限値又は入出力流量下限値）に基づいてストレージデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、・・・、２４ｎの稼働数を決定し、書き込み量に応じて稼働対象となるストレージデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、・・・、２４ｎを変更することにより、ホスト端末１０が求める性能要件を満たし、かつ、寿命を長くしつつ、消費電力を抑えることができる。

（付記）
本発明では、前記第１の視点に係るストレージアレイ装置の形態が可能である。

前記第１の視点に係るストレージアレイ装置において、前記制御部は、前記第１ストレージデバイスが発生しないときに、決定した稼働数の前記ストレージデバイスのままとする処理をさらに行う。

前記第１の視点に係るストレージアレイ装置において、前記制御部は、前記入出力流量上限値又は前記入出力流量下限値に基づいて、前記ホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量を制御する処理をさらに行う。

前記第１の視点に係るストレージアレイ装置において、前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理では、予め設定された容量も満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する。

前記第１の視点に係るストレージアレイ装置において、前記制御部は、決定した稼働数の前記ストレージデバイスを稼働し、かつ、決定した稼働数を超える前記ストレージデバイスを停止する処理と、稼働した前記ストレージデバイスを統合した論理ストレージを構築し、構築された前記論理ストレージの記憶領域と、稼働中の前記ストレージデバイスの記憶領域と、を対応付けたマッピングテーブルを設定する処理と、をさらに行う。

前記第１の視点に係るストレージアレイ装置において、前記制御部は、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止した後、前記論理ストレージを再構築し、かつ、前記マッピングテーブルを再設定する処理をさらに行う。

前記第１の視点に係るストレージアレイ装置において、前記制御部は、前記ストレージデバイスの稼働状態及び書き込み量を定期的に監視し、監視の際、前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を取得し、取得した前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を、前記ストレージデバイスを管理するストレージアレイ管理テーブルに記録する処理をさらに行い、前記第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理では、前記ストレージアレイ管理テーブルを参照して行う。

前記第１の視点に係るストレージアレイ装置において、前記ストレージデバイスは、半導体素子メモリである。

前記第１の視点に係るストレージアレイ装置において、前記ストレージデバイスは、ソリッドステートドライブである。

本発明では、前記第２の視点に係るストレージシステムの形態が可能である。

本発明では、前記第３の視点に係るストレージアレイ制御方法の形態が可能である。

本発明では、前記第４の視点に係るプログラムの形態が可能である。

なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（特許請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択（必要により不選択）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、本願に記載の数値及び数値範囲については、明記がなくともその任意の中間値、下位数値、及び、小範囲が記載されているものとみなされる。

１ ストレージシステム
１０ ホスト端末
２０ ストレージアレイ装置
２１ 通信部
２２ 制御部
２２ａ ＩＯ制御部
２２ｂ 論理ストレージ構築部
２２ｃ ストレージアレイ監視部
２２ｄ ストレージアレイ稼働制御部
２３ 記憶部
２３ａ ＩＯ流量管理テーブル
２３ｂ ストレージアレイ管理テーブル
２３ｃ マッピングテーブル
２４ ストレージアレイ
２４ａ〜２４ｄ、２４ｎ ストレージデバイス
３０ ネットワーク
４０ 論理ストレージ

Claims (10)

1. 複数のストレージデバイスを有するストレージアレイと、
   ホスト端末からの要求に応じて前記ストレージアレイに対するデータの書き込み又は読み出しを行うとともに、前記ストレージアレイを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   少なくとも前記ホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理と、
   決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理と、
   前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止する処理と、
   決定した稼働数の前記ストレージデバイスを稼働し、かつ、決定した稼働数を超える前記ストレージデバイスを停止する処理と、
   稼働した前記ストレージデバイスを統合した論理ストレージを構築し、構築された前記論理ストレージの記憶領域と、稼働中の前記ストレージデバイスの記憶領域と、を対応付けたマッピングテーブルを設定する処理と、
   を行う、
   ストレージアレイ装置。
2. 複数のストレージデバイスを有するストレージアレイと、
   ホスト端末からの要求に応じて前記ストレージアレイに対するデータの書き込み又は読み出しを行うとともに、前記ストレージアレイを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   少なくとも前記ホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理と、
   決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理と、
   前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止する処理と、
   前記ストレージデバイスの稼働状態及び書き込み量を定期的に監視し、監視の際、前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を取得し、取得した前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を、前記ストレージデバイスを管理するストレージアレイ管理テーブルに記録する処理と、
   を行い、
   前記第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理では、前記ストレージアレイ管理テーブルを参照して行う、
   ストレージアレイ装置。
3. 前記制御部は、前記第１ストレージデバイスが発生しないときに、決定した稼働数の前記ストレージデバイスのままとする、
   請求項１又は２記載のストレージアレイ装置。
4. 前記制御部は、前記入出力流量上限値又は前記入出力流量下限値に基づいて、前記ホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量を制御する処理をさらに行う、
   請求項１乃至３のいずれか一に記載のストレージアレイ装置。
5. 前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理では、予め設定された容量も満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する、
   請求項１乃至４のいずれか一に記載のストレージアレイ装置。
6. 前記制御部は、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止した後、前記論理ストレージを再構築し、かつ、前記マッピングテーブルを再設定する処理をさらに行う、
   請求項１記載のストレージアレイ装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一に記載のストレージアレイ装置と、
   前記ストレージアレイ装置と通信可能に接続されたホスト端末と、
   を備えるストレージシステム。
8. 複数のストレージデバイスを有するストレージアレイを制御するストレージアレイ制御方法であって、
   少なくともホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定するステップと、
   決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断するステップと、
   前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止するステップと、
   決定した稼働数の前記ストレージデバイスを稼働し、かつ、決定した稼働数を超える前記ストレージデバイスを停止するステップと、
   稼働した前記ストレージデバイスを統合した論理ストレージを構築し、構築された前記論理ストレージの記憶領域と、稼働中の前記ストレージデバイスの記憶領域と、を対応付けたマッピングテーブルを設定するステップと、
   を含むストレージアレイ制御方法。
9. 複数のストレージデバイスを有するストレージアレイを制御するストレージアレイ制御方法であって、
   少なくともホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定するステップと、
   決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断するステップと、
   前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止するステップと、
   前記ストレージデバイスの稼働状態及び書き込み量を定期的に監視し、監視の際、前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を取得し、取得した前記ストレージデバイスの稼働状態又は書き込み量を、前記ストレージデバイスを管理するストレージアレイ管理テーブルに記録するステップと、
   を含み、
   前記第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断するステップでは、前記ストレージアレイ管理テーブルを参照して行う、
   ストレージアレイ制御方法。
10. 複数のストレージデバイスを有するストレージアレイの制御を実行させるプログラムであって、
    少なくともホスト端末から要求された書き込み時又は読み出し時のデータの入出力流量が、予め設定された入出力流量上限値又は入出力流量下限値を満たすように前記ストレージデバイスの稼働数を決定する処理と、
    決定した稼働数の前記ストレージデバイスが稼働しているときに、書き込み量が予め設定されたしきい値を超えた第１ストレージデバイスが発生したか否かを判断する処理と、
    前記第１ストレージデバイスが発生したときに、未稼働の第２ストレージデバイスの稼働を開始し、前記第１ストレージデバイスのデータを前記第２ストレージデバイスに移動し、かつ、前記第１ストレージデバイスの稼働を停止する処理と、
    決定した稼働数の前記ストレージデバイスを稼働し、かつ、決定した稼働数を超える前記ストレージデバイスを停止する処理と、
    稼働した前記ストレージデバイスを統合した論理ストレージを構築し、構築された前記論理ストレージの記憶領域と、稼働中の前記ストレージデバイスの記憶領域と、を対応付けたマッピングテーブルを設定する処理と、
    を実行させるプログラム。

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