JP7044403B2 - Storage system, storage control method and storage control program - Google Patents
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Description
本開示はストレージシステム、ストレージ制御方法およびストレージ制御プログラムに関する。 The present disclosure relates to storage systems, storage control methods and storage control programs.
ソリッドステートドライブ(SSD)等のストレージシステムにおいて、読み出し処理を高速化するため、リード・キャッシュ用のメモリを用いることが知られている。しかしリード・キャッシュ用のメモリは高価であり、大容量化が難しい。
またSSDに用いられるフラッシュメモリは、書き込み可能容量に制限が有り、書き込み可能容量を超えて書き込まれたデータは劣化による読み込みエラーが発生し易く、書き込まれたデータの信頼性が低下する。
In a storage system such as a solid state drive (SSD), it is known to use a memory for read cache in order to speed up the read process. However, the memory for read cache is expensive, and it is difficult to increase the capacity.
Further, the flash memory used for the SSD has a limited writable capacity, and data written in excess of the writable capacity is liable to cause a read error due to deterioration, and the reliability of the written data is lowered.
そこで特許文献1には、書き込み回数が上限以上となったドライブを、これよりも読み出し速度が低いドライブに格納されるホットデータのキャッシュとして転用するストレージシステムが開示されている。
また特許文献2には、データディスク装置の二次キャッシュとして機能し、冗長構成を有する2つのSSDを備える情報記憶装置が開示されている。この特許文献2に記載の情報記憶装置は、書き込み回数が閾値以上に達したSSDを検知した場合、もう一方のSSDのデータをスペアディスク装置にコピーし、かつ書き込み要求にかかるデータを、バッファメモリを介してスペアディスク装置に複製する。
Therefore,
Further,
しかし特許文献1に記載のストレージシステムでは、書き込み回数が上限以上となったドライブは、もはやデータストレージとして使用することができない。また他のドライブの書き込み回数が上限以上となった場合は、その後に書き込まれたデータの信頼性が確保できないという問題がある。
また特許文献2に記載の情報記憶装置では、二次キャッシュとして機能するSSDに加えて、バッファメモリおよびスペアディスク装置が必要となり、回路構成が複雑かつ大規模となるという問題がある。
However, in the storage system described in
Further, the information storage device described in
本開示の目的は、上述した課題に鑑み、処理性能の改善およびデータ信頼性低下の防止を簡易な構成で実現するストレージシステム、ストレージ制御方法およびストレージ制御プログラムを提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a storage system, a storage control method, and a storage control program that realize improvement of processing performance and prevention of deterioration of data reliability with a simple configuration in view of the above-mentioned problems.
本開示の一態様にかかるストレージシステムは、第1データを記憶する第1記憶領域および第2データを記憶する第2記憶領域を有する記憶部と、前記第1記憶領域および前記第2記憶領域に対して、データの読み出しおよび書き込みを、モードに応じて制御する記憶制御部とを備える。前記記憶制御部は、前記第1記憶領域の累積書き込み量が予め定められた第1閾値未満である第1モードにおいて、所定時間内の読み出し回数が予め定められた第2閾値以上であるホットデータが前記第1データから検出されたことに応じて、前記ホットデータの複製を前記第2記憶領域に記憶させる。また前記記憶制御部は、前記第1記憶領域の累積書き込み量が前記第1閾値以上である第2モードにおいて、前記第1記憶領域へのデータの書き込み要求を受信したことに応じて、前記書き込み要求にかかるデータを前記第2記憶領域に記憶させる。 The storage system according to one aspect of the present disclosure includes a storage unit having a first storage area for storing the first data and a second storage area for storing the second data, and the first storage area and the second storage area. On the other hand, it is provided with a storage control unit that controls reading and writing of data according to the mode. The storage control unit is hot data in which the number of reads within a predetermined time is equal to or greater than a predetermined second threshold value in the first mode in which the cumulative write amount of the first storage area is less than a predetermined first threshold value. Is detected in the first data, and a copy of the hot data is stored in the second storage area. Further, the storage control unit receives the data write request to the first storage area in the second mode in which the cumulative write amount of the first storage area is equal to or greater than the first threshold value. The requested data is stored in the second storage area.
本開示の一態様にかかるストレージ制御方法は、記憶部の第1記憶領域の累積書き込み量が予め定められた第1閾値未満である場合、モードを第1モードに設定し、前記記憶部の第1記憶領域の累積書き込み量が前記第1閾値以上である場合、モードを第2モードに設定し、前記第1モードにおいて、所定時間内の読み出し回数が予め定められた第2閾値以上であるホットデータが、前記第1記憶領域に記憶される第1データから検出されたことに応じて、前記ホットデータの複製を記憶部の第2記憶領域に記憶させ、前記第2モードにおいて、前記第1記憶領域へのデータの書き込み要求を受信したことに応じて、前記書き込み要求にかかるデータを前記第2記憶領域に記憶させる。 In the storage control method according to one aspect of the present disclosure, when the cumulative write amount of the first storage area of the storage unit is less than a predetermined first threshold value, the mode is set to the first mode, and the storage unit is the first. When the cumulative write amount of one storage area is equal to or greater than the first threshold value, the mode is set to the second mode, and in the first mode, the number of reads within a predetermined time is equal to or greater than a predetermined second threshold value. When the data is detected from the first data stored in the first storage area, the duplicate of the hot data is stored in the second storage area of the storage unit, and in the second mode, the first In response to receiving a request to write data to the storage area, the data related to the write request is stored in the second storage area.
本開示の一態様にかかるストレージ制御プログラムは、ストレージ制御方法をコンピュータに実行させる。前記ストレージ制御方法は、記憶部の第1記憶領域の累積書き込み量が予め定められた第1閾値未満である場合、モードを第1モードに設定し、前記記憶部の第1記憶領域の累積書き込み量が前記第1閾値以上である場合、モードを第2モードに設定し、前記第1モードにおいて、所定時間内の読み出し回数が予め定められた第2閾値以上であるホットデータが、前記第1記憶領域に記憶される第1データから検出されたことに応じて、前記ホットデータの複製を記憶部の第2記憶領域に記憶させ、前記第2モードにおいて、前記第1記憶領域へのデータの書き込み要求を受信したことに応じて、前記書き込み要求にかかるデータを前記第2記憶領域に記憶させる。 The storage control program according to one aspect of the present disclosure causes a computer to execute a storage control method. In the storage control method, when the cumulative write amount of the first storage area of the storage unit is less than a predetermined first threshold value, the mode is set to the first mode, and the cumulative write of the first storage area of the storage unit is performed. When the amount is equal to or greater than the first threshold value, the mode is set to the second mode, and in the first mode, the hot data in which the number of readings within a predetermined time is equal to or greater than the predetermined second threshold value is the first. In response to the detection from the first data stored in the storage area, the duplicate of the hot data is stored in the second storage area of the storage unit, and in the second mode, the data to the first storage area is stored. In response to receiving the write request, the data related to the write request is stored in the second storage area.
本開示により、処理性能の改善およびデータ信頼性低下の防止を簡易な構成で実現するストレージシステム、ストレージ制御方法およびストレージ制御プログラムを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present disclosure, it is possible to provide a storage system, a storage control method, and a storage control program that realize improvement of processing performance and prevention of deterioration of data reliability with a simple configuration.
以下、実施形態を通じて本開示を説明するが、特許請求の範囲にかかる開示を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。 Hereinafter, the present disclosure will be described through embodiments, but the disclosure relating to the scope of claims is not limited to the following embodiments. Moreover, not all of the configurations described in the embodiments are indispensable as means for solving the problem. In each drawing, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted as necessary.
<実施形態1>
まず図1~2を参照して、本開示の実施形態1について説明する。図1は、実施形態1にかかるストレージシステム(以下、ストレージ装置と呼ぶ)1の構成を示すブロック図である。ストレージ装置1は、記憶部12と、記憶制御部15とを備える。
<
First,
記憶部12は、第1記憶領域13および第2記憶領域14を有する記憶媒体である。ここで第1記憶領域13は、第1データを記憶する記憶領域であり、第2記憶領域14は、第2データを記憶する記憶領域である。
記憶制御部15は、第1記憶領域13および第2記憶領域14に対して、データの読み出しおよび書き込みを、モード(制御モード)に応じて制御する。
The
The
図2は、実施形態1にかかるストレージ装置1の処理の一例を示すフローチャートである。
まずステップS10において、ストレージ装置1の記憶制御部15は、外部からの書き込み要求を取得する。
次にステップS11において、記憶制御部15は、第1記憶領域13の累積書き込み量が予め定められた第1閾値未満であるか否かを判定する。記憶制御部15は、累積書き込み量が第1閾値未満であると判定する場合(ステップS11でYes)、処理をステップS12に進め、そうでない場合(ステップS11でNo)、処理をステップS16に進める。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of processing of the
First, in step S10, the
Next, in step S11, the
ステップS12において、記憶制御部15は、制御モードを第1モードに設定する。すなわち、第1モードは、第1記憶領域13の累積書き込み量が第1閾値未満である場合の記憶制御部15による制御モードである。
次にステップS13において、記憶制御部15は、書き込み要求にかかるデータ(書き込み対象データと呼ぶ)を、記憶部12の第1記憶領域13に格納する。
In step S12, the
Next, in step S13, the
次にステップS14において、記憶制御部15は、第1記憶領域13に記憶される第1データからホットデータが検出されたか否かを判定する。ここでホットデータは、読み出し頻度が予め定められた第2閾値以上であるデータである。また読み出し頻度は、所定時間内の読み出し回数である。記憶制御部15は、ホットデータが検出された場合(ステップS14でYes)、処理をステップS15に進め、そうでない場合(ステップS14でNo)、処理を終了する。
Next, in step S14, the
ステップS15において、記憶制御部15は、検出されたホットデータを第2記憶領域14に複製する。
In step S15, the
またステップS16において、記憶制御部15は、制御モードを第2モードに設定する。すなわち、第2モードは、第1記憶領域13の累積書き込み量が第1閾値以上である場合の記憶制御部15による制御モードである。
次にステップS17において、記憶制御部15は、書き込み要求にかかる書き込み対象データを、記憶部12の第2記憶領域14に格納する。そして記憶制御部15は、処理を終了する。
Further, in step S16, the
Next, in step S17, the
このように実施形態1によれば、ストレージ装置1の記憶制御部15は、第1モードにおいて、ホットデータが第1記憶領域13の第1データから検出されたことに応じて、ホットデータの複製を第2記憶領域14に記憶させる。これにより第2記憶領域14は、第1記憶領域13のキャッシュとして機能することが可能となり、読み出し処理を高速化できる。そして記憶制御部15は、第2モードにおいて、第1記憶領域13へのデータの書き込み要求を受信したことに応じて、書き込み対象データを第2記憶領域14に記憶させる。このように、第1記憶領域13のキャッシュとして機能する第2記憶領域14が、累積書き込み量超えが生じた場合には信頼性確保のためのデータの格納先としても機能する。したがってストレージ装置1は、簡易な構成で、処理性能の改善およびデータ信頼性低下の防止を実現することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
<実施形態2>
次に図3~12を用いて、本開示の実施形態2について説明する。図3は、実施形態2にかかるストレージ装置2の構成の一例をホスト装置4とともに示すブロック図である。ここでホスト装置4は、ストレージ装置2に対してデータの入出力が可能なコンピュータ等の装置である。ホスト装置4は、ストレージ装置2に対して、データの読み出しまたは書き込み要求を送信し、ストレージ装置2からデータを取得し、またはデータをストレージ装置2に記憶させる。
<
Next,
ストレージ装置2は、ホスト装置4からの要求に応じて、データの読み出し処理または書き込み処理を行う記憶装置である。本図に示すように、ストレージ装置2は、通信部21と、記憶部22と、記憶制御部25と、監視部27とを備える。
The
通信部21は、ホスト装置4と通信可能に接続され、ホスト装置4との間でデータの送受信を行う。
The
記憶部22は、ホスト装置4からの書き込み要求にかかる書き込み対象データを記憶する、ソリッドステートドライブ(SSD)等の不揮発性記憶媒体である。記憶部22は、パーティション分割により互いに論理的に区別された第1記憶領域23および第2記憶領域24の2つの記憶領域を有する。
The
第1記憶領域23は、書き込み要求によりホスト装置4から指定されたデータを保存するためのメインのデータ領域である。実施形態2では第1記憶領域23は、書き込み要求によりホスト装置4から指定されたデータを第1データとして記憶する。
The
第2記憶領域24は、ストレージ装置2の読み出し処理性能を改善し、かつ記憶部22が記憶するデータの信頼性低下を防止するために使用される付加的なデータ領域である。第2記憶領域24は、第1記憶領域23に記憶される第1データの少なくとも一部を保存する。実施形態2では第2記憶領域24は、第1データに含まれる少なくとも一部のデータを複製し、当該複製を第2データとして一時的に記憶する。
The
記憶制御部25は、ストレージ装置2の各構成要素に接続される。記憶制御部25は、ホスト装置4からの読み出しまたは書き込み要求を、通信部21を介して取得したことに応じて、第1記憶領域23および第2記憶領域24に対して、制御モードに応じた読み出しまたは書き込み処理を実行する。本実施形態2では記憶制御部25は、後述するアドレス対照テーブルを用いて、第1記憶領域23および第2記憶領域24に対して当該処理を実行する。
The
監視部27は、記憶部22の使用状況を監視し、管理する。そして監視部27は、記憶制御部25に監視結果にかかる情報を供給する。監視部27は、データ使用状況監視部28と、累積書込量監視部29とを有する。
The
データ使用状況監視部28は、記憶部22の第1記憶領域23および第2記憶領域24に記憶されるデータの使用状況を監視し、管理する。ここでデータの使用状況は、データの読み出し頻度を含み、データ使用状況監視部28は、後述する読み出し頻度管理テーブルを用いて、当該データの読み出し頻度に関する情報を管理する。
The data usage
累積書込量監視部29は、記憶部22を構成する記憶素子の累積書き込み量を監視し、管理する。ここで累積書き込み量は、各記憶領域を構成する記憶素子に書き込まれた累積の書き込みデータのサイズであるが、当該記憶素子に対する累積の書き込み回数であってもよい。本実施形態2では累積書込量監視部29は、後述する書き込み量管理テーブルを用いて、各記憶領域を構成する記憶素子の累積書き込み量に関する情報を管理する。
The cumulative write
図4は、実施形態2にかかるストレージ装置2のハードウェア構成の一例を示す概略構成図である。本実施形態2でストレージ装置2は、SSDである。ストレージ装置2は、インターフェイス200、インターフェイスコントローラ205、バッファメモリ210、第1および第2記憶素子群230,240、記憶素子制御部270、データ使用状況監視部280および記憶素子使用状況監視部290を備える。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of the hardware configuration of the
インターフェイス200は、Serial Advanced Technology Attachment(SATA)インターフェイスまたはPeripheral Component Interconnect Express(PCIe)インターフェイス等のストレージインターフェイスである。インターフェイス200は、ストレージ装置2をホスト装置4に通信可能に接続させる。
インターフェイスコントローラ205は、通信用コントローラである。インターフェイスコントローラ205は、インターフェイス200を介してホスト装置4、およびストレージ装置2のバッファメモリ210、第1記憶素子群230、第2記憶素子群240および記憶素子制御部270に電気的に接続される。インターフェイス200およびインターフェイスコントローラ205は、図3に示す通信部21として機能する。
The
バッファメモリ210は、書き込みまたは読み込み処理に必要なデータを一時的に記憶する記憶媒体である。バッファメモリ210は、Dynamic Random Access Memory(DRAM)またはStatic Random Access Memory(SRAM)等の記憶素子で構成されていてよい。
The
第1記憶素子群230および第2記憶素子群240は、図3に示す記憶部22として機能する。
第1記憶素子群230は、NAND型フラッシュメモリである第1記憶素子を複数有する。本図では一例として、第1記憶素子群230は、直列に接続されたn個の第1記憶素子のセット(たとえば230-1~230-n)がk個並列に接続される構成を有する(nおよびkは自然数)。第1記憶素子群230は、図3に示す第1記憶領域23として機能する。
The first
The first
第2記憶素子群240は、NAND型フラッシュメモリである第2記憶素子を複数有する。第2記憶素子は、第1記憶素子と同様の構成を有してよい。本図では一例として、第2記憶素子群240は、n個の第2記憶素子240-1~240-nが直列に接続される構成を有する。第2記憶素子群240は、図3に示す第2記憶領域24として機能する。
The second
記憶素子制御部270は、第1記憶素子群230および第2記憶素子群240の記憶素子の使用を制御し、使用状況を管理するメモリコントローラである。記憶素子制御部270は、ストレージ装置2の各構成要素に電気的に接続され、図3に示す記憶制御部25として機能する。
The storage
データ使用状況監視部280は、第1記憶素子群230および第2記憶素子群240に含まれる記憶素子に書き込まれているデータの使用状況およびデータのアクセス頻度に関する情報を監視および解析するコンポーネントである。データ使用状況監視部280は、図3に示す監視部27のデータ使用状況監視部28として機能する。
The data usage
記憶素子使用状況監視部290は、記憶素子制御部270と連携して動作し、第1記憶素子群230および第2記憶素子群240に含まれる記憶素子の書き込み量を監視および管理するコンポーネントである。記憶素子使用状況監視部290は、一例として、Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology(S.M.A.R.T.)機能を実装していてよい。記憶素子使用状況監視部290は、図3に示す監視部27の累積書込量監視部29として機能する。
The storage element usage
なお、第1記憶領域23および第2記憶領域24はそれぞれ、第1記憶素子群230および第2記憶素子群240で構成されるとしたが、NAND型フラッシュメモリである記憶素子内部のデータ消去の最少単位であるブロック単位で構成されていてもよい。
Although it is assumed that the
次に図5~7を用いて、ストレージ装置2の各種処理に用いられる各種テーブルについて説明する。図5は、実施形態2にかかる記憶制御部25が読み出しおよび書き込み処理において用いるアドレス対照テーブルの一例を示す図である。アドレス対照テーブルは、データ格納先の第1記憶領域23におけるアドレス情報(第1記憶領域アドレス)と、当該データの複製先または複製の格納先の第2記憶領域24におけるアドレス情報(第2記憶領域アドレス)とを関連付けるテーブルである。たとえば本図に示すように、第1記憶領域アドレス「A001」は、第2記憶領域アドレス「B001」に関連付けられる。すなわちこれは、第1記憶領域23の「A001」に記憶されるデータの複製が、第2記憶領域24の「B001」に記憶されていることを示す。一方、第1記憶領域アドレス「A002」には、関連付けられた第2記憶領域アドレスがない。すなわちこれは、第1記憶領域23の「A002」に記憶されるデータの複製が、第2記憶領域24のどこにも記憶されていないことを示す。
Next, various tables used for various processes of the
これにより記憶制御部25は、特に読み出し要求にかかるデータ(読み出し対象データと呼ぶ)の格納先の第1記憶領域アドレスを用いて、読み出し対象データが第2記憶領域24にもあるか否かを確認し、その格納場所を取得できる。
As a result, the
なお本図に示すように、アドレス対照テーブルは、付加情報を有してもよい。たとえば付加情報は、第2記憶領域アドレスにデータが書き込まれた日時を含んでよい。また付加情報は、書き込み要求にかかる書き込み処理が行われたことにより、またはウェアレベリングが行われたことによりアドレス対照テーブルが更新された場合の更新日時を含んでよい。 As shown in this figure, the address control table may have additional information. For example, the additional information may include the date and time when the data was written to the second storage area address. Further, the additional information may include the update date and time when the address control table is updated due to the write processing related to the write request or the wear leveling.
図6は、実施形態2にかかるデータ使用状況監視部28が管理する読み出し頻度管理テーブルの一例を示す図である。読み出し頻度管理テーブルは、第1記憶領域アドレスと、データの読み出し頻度とを関連付けるテーブルである。本図に示すように、たとえば格納先が第1記憶領域アドレス「A001」であるデータの読み出し頻度は、「10」回であり、格納先が第1記憶領域アドレス「A002」であるデータの読み出し頻度は、「0」回である。
なおデータ使用状況監視部28は、第2記憶領域24からデータが読み出されたことに応じて、読み出された第2記憶領域アドレスに関連付けられた第1記憶領域アドレスのデータの読み出し頻度をインクリメントする。またデータ使用状況監視部28は、第1記憶領域23からデータが消去されたことに応じて、消去された第1記憶領域アドレスのデータの読み出し頻度を「0」に更新してよい。またデータ使用状況監視部28は、第1記憶領域アドレスが割り当てなおされた場合に、直前の第1記憶領域アドレスのデータの読み出し頻度を、新たな第1記憶領域アドレスのデータの読み出し頻度として引き継いでよい。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a read frequency management table managed by the data usage
The data usage
図7は、実施形態2にかかる累積書込量監視部29が管理する書き込み量管理テーブルの一例を示す図である。書き込み量管理テーブルは、記憶領域の種別と累積書き込み量とを関連付けるテーブルである。本図では書き込み量管理テーブルは、これに加えて、素子識別情報(素子ID)と、アドレス情報と、個別累積書き込み量とを関連付けてよい。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a write amount management table managed by the cumulative write
素子IDは、第1記憶領域23および第2記憶領域24として機能する第1記憶素子群230および第2記憶素子群240を構成する記憶素子を識別する識別情報である。
アドレス情報は、記憶領域が第1記憶領域23の場合は、第1記憶領域アドレスであり、記憶領域が第2記憶領域24の場合は、第2記憶領域アドレスを示す。
個別累積書き込み量は、記憶素子ごとの累積書き込み量を示す。
The element ID is identification information that identifies the storage elements constituting the first
The address information is the first storage area address when the storage area is the
The individual cumulative write amount indicates the cumulative write amount for each storage element.
累積書込量監視部29は、書き込み処理が実行されたことに応じて、個別累積書き込み量を更新し、個別累積書き込み量の合計を、その記憶領域を構成する記憶素子の累積書き込み量として、書き込み量管理テーブルを更新してよい。
The cumulative write
次に図8~9を用いて、ストレージ装置2の書き込み処理について説明する。図8は、実施形態2にかかるストレージ装置2の書き込み処理の一例を示すフローチャートである。なお、初期の制御モードは第1モードとする。
Next, the writing process of the
まずステップS20において、ストレージ装置2の通信部21は、ホスト装置4から第1記憶領域23へのデータの書き込み要求を受信する。通信部21は、当該書き込み要求先の第1記憶領域アドレスを含む情報を記憶制御部25に供給する。このとき通信部21は、書き込み要求によりホスト装置4から指定されたデータを書き込み対象データとして図4に示すバッファメモリ210に一時保存してよい。
First, in step S20, the
次にステップS21において、記憶制御部25は、累積書込量監視部29の書き込み量管理テーブルを参照し、第1記憶領域23の累積書き込み量が第1閾値未満であるか否かを判定する。本実施形態2で第1閾値は、第1記憶領域23の書き込み可能容量であってもよく、予め定められた任意の値であってもよい。記憶制御部25は、累積書き込み量が第1閾値未満であると判定する場合(ステップS21でYes)、処理をステップS22に進め、そうでない場合(ステップS21でNo)、処理をステップS26に進める。
Next, in step S21, the
次にステップS22において、記憶制御部25は、制御モードを第1モードに引き続き設定する。
Next, in step S22, the
次にステップS23において、記憶制御部25は、書き込み対象データを第1記憶領域23における書き込み要求先の第1記憶領域アドレスに格納する。
Next, in step S23, the
ステップS26において、記憶制御部25は、ステップS21で累積書き込み量が第1閾値未満であると判定しなかったことに応じて、制御モードを第2モードに設定する。
In step S26, the
次にステップS27において、記憶制御部25は、書き込み対象データを第1記憶領域23および第2記憶領域24に格納する。このとき記憶制御部25は、書き込み要求先の第1記憶領域アドレスに書き込み対象データを格納するとともに、第1記憶領域アドレスに対応する第2記憶領域アドレスを割り当て、割り当てた第2記憶領域アドレスに書き込み対象データを複製してよい。
Next, in step S27, the
そしてステップS28において、ストレージ装置2は、関連する各種テーブルを更新する。たとえば記憶制御部25は、第1モードにおいて、累積書込量監視部29に対して書き込み量管理テーブルを更新するように要求する。また記憶制御部25は、第2モードにおいて、アドレス対照テーブルを更新し、かつ累積書込量監視部29に対して書き込み量管理テーブルを更新するように要求する。そして累積書込量監視部29は、記憶制御部25の要求を受けて、書き込み量管理テーブルを更新する。
Then, in step S28, the
このように、記憶制御部25は、第1モードにおいて、第1記憶領域23へのデータの書き込み要求を受信したことに応じて、書き込み対象データを第1記憶領域23に記憶させる。また記憶制御部25は、第2モードにおいて、第1記憶領域23へのデータの書き込み要求を受信したことに応じて、書き込み対象データを第1記憶領域23および第2記憶領域24に記憶させる。これにより、第2記憶領域24は、累積書き込み量超えが生じた後に発行されたWriteコマンドにかかるデータの冗長的な記憶領域として機能し、当該コマンドの信頼性低下を防止することができる。
As described above, in the first mode, the
なおステップS21に代えて、記憶制御部25は、第1記憶領域23を構成する第1記憶素子のうち、個別累積書き込み量が所定閾値未満である第1記憶素子があるか否かを判定してもよい。この場合、記憶制御部25は、個別累積書き込み量が所定閾値未満であると判定するとき、処理をステップS22に進め、そうでないとき、処理をステップS26に進めてよい。
Instead of step S21, the
ここで記憶制御部25は、ステップS27に示す処理に並行して、第2記憶領域24にすでに記憶されるデータの一部を選択的に消去してよい。図9は、実施形態2にかかるストレージ装置2の第2モードにおける書き込み処理を説明するための図である。本図は、第2記憶領域24の記憶状態を模式的に示しており、選択的消去処理の前後の第2記憶領域24をそれぞれ、「24a」および「24b」と表記している。たとえば本図に示す第2記憶領域アドレス「B001」、「B002」および「B003」にはそれぞれ、「Data-1」、「Data-2」および「Data-3」のデータが格納されているとする。ここで第2記憶領域アドレス「B001」の「Data-1」および「B002」の「Data-2」は、書き込まれた日時が古く、かつこの時点での読み出し頻度が後述する第2閾値以下であるデータであるとする。この場合、記憶制御部25は、アドレス対照テーブルおよびデータ使用状況監視部28の読み出し頻度管理テーブルを参照し、第2記憶領域24から「Data-1」および「Data-2」を消去してよい。そして記憶制御部25は、第2記憶領域24における残りのデータに対して、第2記憶領域アドレスを割り当てなおしてよい。その後、記憶制御部25は、アドレス対照テーブルを更新する。
Here, the
このように記憶制御部25は、第2モードにおいて第2記憶領域24に記憶されるデータを、書き込まれた時期および読み出し頻度の少なくとも1つに基づいて選択的に消去して、第2記憶領域24に記憶されるデータの整理を行う。なお本整理処理は、第2モードにおける任意の時点で行われてもよい。また本整理処理は、第1モードにおいても任意の時点で行われてもよい。
In this way, the
これによりストレージ装置2は、第2記憶領域24のデータ量を最低限に抑えつつ、読み出し処理を高速化または格納データの信頼性の確保に資することができる。特に、第2モードにおいては、第2記憶領域24は新規の書き込み要求が行われるごとに新規データを格納するため第2記憶領域24のデータ量が急激に増大する。したがって第2モードにおいては、第2記憶領域24のデータ量を最低限に抑えつつ、格納データの信頼性を所定量確保するという効果が顕著に得られる。
なお実施形態2では、本整理処理において第2記憶領域24から消去されたデータは、第1記憶領域23にオリジナルのデータとして格納されているため、消去による不利益は少ない。
As a result, the
In the second embodiment, the data erased from the
次に図10~12を用いて、ストレージ装置2の読み出し処理について説明する。図10および図11は、実施形態2にかかるストレージ装置2の読み出し処理の一例を示すフローチャートである。
Next, the read process of the
まずステップS30において、ストレージ装置2の通信部21は、ホスト装置4から第1記憶領域23へのデータの読み出し要求を受信する。通信部21は、当該読み出し要求先の第1記憶領域アドレスを含む情報を記憶制御部25に供給する。
First, in step S30, the
そしてステップS31において、記憶制御部25は、データ使用状況監視部28に対して、読み出し頻度管理テーブルを更新するように要求する。これによりデータ使用状況監視部28は、読み出し頻度管理テーブルにおいて、読み出し要求先の第1記憶領域アドレスに関連付けられたデータの読み出し頻度をインクリメントする。
Then, in step S31, the
次にステップS32において、記憶制御部25は、制御モードが第1モードであるか否かを判定する。記憶制御部25は、制御モードが第1モードであると判定した場合(ステップS32でYes)、処理をステップS33に進め、そうでない場合(ステップS32でNo)、処理をステップS39に進める。
Next, in step S32, the
ステップS33において、記憶制御部25は、第2記憶領域24に読み出し対象データが記憶されているか否かを判定する。このとき記憶制御部25は、アドレス対照テーブルを参照し、読み出し要求先の第1記憶領域アドレスに関連付けられた第2記憶領域アドレスがあるか否かを判定することにより、第2記憶領域24に読み出し対象データが記憶されているか否かを判定してよい。記憶制御部25は、第2記憶領域24に読み出し対象データが記憶されていると判定した場合(ステップS33でYes)、処理をステップS37に進め、そうでない場合(ステップS33でNo)、処理をステップS34に進める。
In step S33, the
ステップS34において、記憶制御部25は、第1記憶領域23から読み出し対象データを取得する。記憶制御部25は図4に示すバッファメモリ210に読み出し対象データを一時保存してよい。
In step S34, the
ステップS35において、記憶制御部25は、読み出し対象データの読み出し頻度が第2閾値未満であるか否かを判定する。このとき記憶制御部25は、データ使用状況監視部28の読み出し頻度管理テーブルを参照し、読み出し対象データの読み出し頻度に関する情報を取得してよい。記憶制御部25は、読み出し対象データの読み出し頻度が第2閾値未満であると判定した場合(ステップS35でYes)、処理をステップS38に進め、そうでない場合(ステップS35でNo)、処理をステップS36に進める。
In step S35, the
ステップS36において、記憶制御部25は、第1記憶領域23に記憶されている読み出し対象データをホットデータとして、第2記憶領域24の新規に割り当てた第2記憶領域アドレスに複製する。そして記憶制御部25は、アドレス対照テーブルを更新する。そして記憶制御部25は、処理をステップS38に進める。
In step S36, the
一方ステップS37において、記憶制御部25は、第2記憶領域24から読み出し対象データを取得する。記憶制御部25は図4に示すバッファメモリ210に読み出し対象データを一時保存してよい。そして記憶制御部25は、処理をステップS38に進める。
On the other hand, in step S37, the
ステップS38において、記憶制御部25は、通信部21を介してホスト装置4に読み出し対象データを出力する。
In step S38, the
またステップS39において、記憶制御部25は、制御モードが第2モードであると判定したことに応じて(ステップS32でNo)、ステップS33と同様に、第2記憶領域24に読み出し対象データが記憶されているか否かを判定する。記憶制御部25は、第2記憶領域24に読み出し対象データが記憶されていると判定した場合(ステップS39でYes)、処理をステップS41に進め、そうでない場合(ステップS39でNo)、処理をステップS40に進める。
Further, in step S39, the
ステップS40において、記憶制御部25は、ステップS34と同様に、第1記憶領域23から読み出し対象データを取得する。そして記憶制御部25は、処理をステップS42に進める。
In step S40, the
またステップS41において、記憶制御部25は、ステップS37と同様に、第2記憶領域24から読み出し対象データを取得する。そして記憶制御部25は、処理をステップS42に進める。
Further, in step S41, the
そしてステップS42において、記憶制御部25は、ステップS38と同様に、通信部21を介してホスト装置4に読み出し対象データを出力する。
Then, in step S42, the
このように、記憶制御部25は、第1モードにおいて、第1記憶領域23に記憶される第1データからホットデータが検出されたことに応じて、ホットデータの複製を第2記憶領域24に記憶させる。そして記憶制御部25は、第1モードにおいて、データの読み出し要求を受信したことに応じて、読み出し対象データを第2記憶領域24から優先的に出力する。これにより、ストレージ装置2は、第2記憶領域24を第1記憶領域23のリード・キャッシュとして機能させ、読み出し処理を高速化することができる。なお本実施形態2では、記憶制御部25は、第2モードにおいても、読み出し対象データを第2記憶領域24から優先的に出力し、読み出し処理を高速化することができる。
As described above, in the first mode, the
図12は、実施形態2にかかる第1記憶領域23および第2記憶領域24の第1モードにおける任意の時点での記憶状態を模式的に示す図である。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a storage state at an arbitrary time point in the first mode of the
ここで図12に示すように、記憶部22の第1記憶領域23において、第1記憶領域アドレス「A001」、「A002」および「A003」にはそれぞれ、「Data-1」、「Data-2」および「Data-3」のデータが格納されている。ここで第1記憶領域アドレス「A001」の「Data-1」は、読み出し時点で読み出し頻度が第2閾値以上のホットデータであり、「A002」の「Data-2」および「A003」の「Data-3」は、読み出し時点で読み出し頻度が第2閾値未満のコールドデータであるとする。この場合、ホットデータである「Data-1」は、読み出し処理により、第2記憶領域24の第2記憶領域アドレス「B001」に複製され、コールドデータは第2記憶領域24に複製されない。
Here, as shown in FIG. 12, in the
なお記憶制御部25は、データ使用状況監視部28の読み出し頻度管理テーブルを参照し、データの読み出し頻度に基づいて、第2記憶領域24におけるデータに対して、第2記憶領域アドレスを割り当てなおしてよい。一例として、記憶制御部25は、読み出し頻度が高い順に第2記憶領域アドレスを割り当てなおしてよい。
なお本処理は、第1モードにおける任意の時点で行われてもよい。また本処理は、第2モードにおいても任意の時点で行われてよい。
The
This process may be performed at any time in the first mode. Further, this process may be performed at any time even in the second mode.
このように実施形態2によれば、第1記憶領域23のキャッシュとして機能する第2記憶領域24が、累積書き込み量超えが生じた場合の信頼性確保のためのデータの格納先としても機能する。したがってストレージ装置2は、簡易な構成で、処理性能の改善およびデータ信頼性低下の防止を実現することができる。これにより、ストレージ装置2の低コスト化を実現することができる。
なお、データ使用状況監視部28および累積書込量監視部29は、汎用の機能を転用することで容易に実装することができる。
As described above, according to the second embodiment, the
The data usage
<実施形態3>
次に図13~14を用いて、本開示の実施形態3について説明する。実施形態3は、ストレージ装置が読み込みエラー発生時により信頼性の高いデータに訂正することに特徴を有する。
図13は、実施形態3にかかるストレージ装置3の構成の一例をホスト装置4とともに示すブロック図である。実施形態3にかかるストレージ装置3は、実施形態2にかかるストレージ装置2と基本的に同様の構成および機能を有する。ただし実施形態3にかかるストレージ装置3は、記憶制御部25に代えて記憶制御部35を備える点で実施形態2にかかるストレージ装置2と相違する。
<
Next,
FIG. 13 is a block diagram showing an example of the configuration of the
記憶制御部35は、記憶制御部25の構成および機能に加えて、訂正部36を有する。
訂正部36は、第2モードにおいて、データの読み出し要求に対する読み込みエラーが発生したことに応じて、読み出し対象データが第2記憶領域24に記憶される場合に、読み出し対象データを第2記憶領域24から取得する。そして訂正部36は、読み出し対象データを、通信部21を介してホスト装置4に出力する。
The
When the read target data is stored in the
図14は、実施形態3にかかるストレージ装置3の第2モードにおける読み出し処理の一例を示すフローチャートである。ストレージ装置3は、読み出しが要求されたことに応じて、図10~11のステップS39~42に代えて、ステップS50~57に示す読み出し処理を実行する。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of read processing in the second mode of the
まずステップS50において、記憶制御部35は、図10に示すステップS32で制御モードが第2モードであると判定した場合(ステップS32でNo)、第1記憶領域23から読み出し対象データを読み込み、取得する。記憶制御部35は、取得したデータを図4に示すバッファメモリ210に一時保存する。
First, in step S50, when the
次にステップS51において、記憶制御部35は、読み込みエラーが発生したか否かを判定する。記憶制御部35は、読み込みエラーが発生したと判定する場合(ステップS51でYes)、処理をステップS52に進め、そうでない場合(ステップS51でNo)、処理をステップS57に進める。
Next, in step S51, the
ステップS52において、記憶制御部35の訂正部36は、第1記憶領域23から取得した読み出し対象データをバッファメモリ210から破棄する。
In step S52, the
そしてステップS53において、記憶制御部35の訂正部36は、アドレス対照テーブルを用いて、第2記憶領域24に読み出し対象データが記憶されているか否かを判定する。訂正部36は、第2記憶領域24に読み出し対象データが記憶されていると判定した場合(ステップS53でYes)、処理をステップS54に進め、そうでない場合(ステップS53でNo)、処理をステップS56に進める。
Then, in step S53, the
ステップS54において、記憶制御部35の訂正部36は、第2記憶領域24から読み出し対象データを読み込み、取得する。記憶制御部35の訂正部36は、取得したデータをバッファメモリ210に一時保存する。
In step S54, the
次にステップS55において、記憶制御部35の訂正部36は、読み込みエラーが発生したか否かを判定する。訂正部36は、読み込みエラーが発生したと判定する場合(ステップS55でYes)、処理をステップS56に進め、そうでない場合(ステップS55でNo)、処理をステップS57に進める。
Next, in step S55, the
ステップS56において、記憶制御部35の訂正部36は、第2記憶領域24から取得した読み出し対象データをバッファメモリ210から破棄し、通信部21を介してホスト装置4にデータエラーが発生したことを通知する。
In step S56, the
一方ステップS57において、記憶制御部35は、通信部21を介してホスト装置4に読み出し対象データを出力する。
On the other hand, in step S57, the
このように実施形態3によれば、ストレージ装置3は、第2モードにおいて、読み出しエラーが発生した場合に、第2記憶領域24に記憶された、より劣化の少ないデータを出力する。これにより第2記憶領域は、累積書き込み量超えが生じた場合のデータの信頼性を確保することができる。
As described above, according to the third embodiment, the
なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present disclosure is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit.
また、上述の実施形態では、本開示をハードウェアの構成として説明したが、本開示は、これに限定されるものではない。本開示は、任意の処理を、プロセッサにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。プロセッサとしては、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)およびASIC(Application Specific Integrated Circuit)等が用いられてもよい。また、これらのうち複数個を並列に用いてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the present disclosure has been described as a hardware configuration, but the present disclosure is not limited thereto. The present disclosure can also be realized by causing a processor to execute a computer program. As the processor, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like may be used. Further, a plurality of these may be used in parallel.
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、DVD(Digital Versatile Disc)、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 In the above example, the program can be stored and supplied to the computer using various types of non-transitory computer readable medium. Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs. Includes CD-R / W, DVD (Digital Versatile Disc), semiconductor memory (eg, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)). The program may also be supplied to the computer by various types of transient computer readable medium. Examples of temporary computer readable media include electrical, optical, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
1,2,3 ストレージシステム(ストレージ装置)
4 ホスト装置
12,22 記憶部
13,23 第1記憶領域
14,24 第2記憶領域
15,25,35 記憶制御部
21 通信部
27 監視部
28 データ使用状況監視部
29 累積書込量監視部
36 訂正部
200 インターフェイス
205 インターフェイスコントローラ
210 バッファメモリ
230 第1記憶素子群
240 第2記憶素子群
270 記憶素子制御部
280 データ使用状況監視部
290 記憶素子使用状況監視部
1,2,3 storage system (storage device)
4
Claims (10)
前記第1記憶領域および前記第2記憶領域に対して、データの読み出しおよび書き込みを、モードに応じて制御する記憶制御部と
を備え、
前記記憶制御部は、
前記第1記憶領域の累積書き込み量が予め定められた第1閾値未満である第1モードにおいて、所定時間内の読み出し回数が予め定められた第2閾値以上であるホットデータが前記第1データから検出されたことに応じて、前記ホットデータの複製を前記第2記憶領域に記憶させ、
前記第1記憶領域の累積書き込み量が前記第1閾値以上である第2モードにおいて、前記第1記憶領域へのデータの書き込み要求を受信したことに応じて、前記書き込み要求にかかるデータを前記第2記憶領域に記憶させ、
前記第2モードにおいて、データの読み出し要求に対する読み込みエラーが発生したことに応じて、前記読み出し要求にかかるデータが前記第2記憶領域に記憶される場合に、前記読み出し要求にかかるデータを前記第2記憶領域から出力する
ストレージシステム。 A storage unit having a first storage area for storing the first data and a second storage area for storing the second data, and a storage unit.
The first storage area and the second storage area are provided with a storage control unit that controls reading and writing of data according to a mode.
The memory control unit
In the first mode in which the cumulative write amount of the first storage area is less than the predetermined first threshold value, the hot data in which the number of reads within the predetermined time is equal to or more than the predetermined second threshold value is obtained from the first data. Depending on what is detected, a copy of the hot data is stored in the second storage area.
In the second mode in which the cumulative write amount of the first storage area is equal to or greater than the first threshold value, the data related to the write request is transferred to the first storage area in response to the receipt of the data write request to the first storage area. 2 Store in the storage area
In the second mode, when the data related to the read request is stored in the second storage area in response to the occurrence of a read error for the data read request, the data related to the read request is stored in the second storage area. Output from storage area
Storage system.
前記第1記憶領域および前記第2記憶領域に対して、データの読み出しおよび書き込みを、モードに応じて制御する記憶制御部と A storage control unit that controls reading and writing of data to the first storage area and the second storage area according to a mode.
を備え、 Equipped with
前記記憶制御部は、 The memory control unit
前記第1記憶領域の累積書き込み量が予め定められた第1閾値未満である第1モードにおいて、所定時間内の読み出し回数が予め定められた第2閾値以上であるホットデータが前記第1データから検出されたことに応じて、前記ホットデータの複製を前記第2記憶領域に記憶させ、 In the first mode in which the cumulative write amount of the first storage area is less than the predetermined first threshold value, the hot data in which the number of reads within the predetermined time is equal to or more than the predetermined second threshold value is obtained from the first data. Depending on what is detected, a copy of the hot data is stored in the second storage area.
前記第1モードから、前記第1記憶領域の累積書き込み量が前記第1閾値以上である第2モードになった場合、前記第1記憶領域へのデータの書き込み要求にかかるデータの格納先に、前記第2記憶領域を追加する When the cumulative write amount of the first storage area changes from the first mode to the second mode in which the cumulative write amount of the first storage area is equal to or greater than the first threshold value, the data storage destination for the data write request to the first storage area is set. Add the second storage area
ストレージシステム。 Storage system.
請求項2に記載のストレージシステム。 The storage system according to claim 2.
請求項1から3のいずれか一項に記載のストレージシステム。 The storage system according to any one of claims 1 to 3, wherein the first storage area and the second storage area are storage areas that are logically distinguished from each other.
請求項1から4のいずれか一項に記載のストレージシステム。 In the second mode, the storage control unit sends the data related to the write request to the first storage area and the second storage area in response to receiving the data write request to the first storage area. The storage system according to any one of claims 1 to 4 to be stored.
請求項1から5のいずれか一項に記載のストレージシステム。 Any of claims 1 to 5, wherein the storage control unit selectively erases the data stored in the second storage area in the second mode based on the writing time or the number of readings within a predetermined time. The storage system described in one item.
前記記憶部の記憶素子の累積書き込み量を監視する累積書込量監視部と
をさらに備える
請求項1から6のいずれか一項に記載のストレージシステム。 A data usage monitoring unit that monitors the usage status of data stored in the first storage area, and a data usage monitoring unit.
The storage system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a cumulative write amount monitoring unit that monitors the cumulative write amount of the storage element of the storage unit.
前記記憶部の第1記憶領域の累積書き込み量が前記第1閾値以上である場合、モードを第2モードに設定し、
前記第1モードにおいて、所定時間内の読み出し回数が予め定められた第2閾値以上であるホットデータが、前記第1記憶領域に記憶される第1データから検出されたことに応じて、前記ホットデータの複製を記憶部の第2記憶領域に記憶させ、
前記第2モードにおいて、前記第1記憶領域へのデータの書き込み要求を受信したことに応じて、前記書き込み要求にかかるデータを前記第2記憶領域に記憶させ、
前記第2モードにおいて、データの読み出し要求に対する読み込みエラーが発生したことに応じて、前記読み出し要求にかかるデータが前記第2記憶領域に記憶される場合に、前記読み出し要求にかかるデータを前記第2記憶領域から出力する
ストレージ制御方法。 When the cumulative write amount of the first storage area of the storage unit is less than the predetermined first threshold value, the mode is set to the first mode, and the mode is set to the first mode.
When the cumulative write amount of the first storage area of the storage unit is equal to or greater than the first threshold value, the mode is set to the second mode.
In the first mode, the hot data in which the number of times of reading within a predetermined time is equal to or more than a predetermined second threshold value is detected from the first data stored in the first storage area. Data duplication is stored in the second storage area of the storage unit,
In the second mode, in response to receiving a request to write data to the first storage area, the data related to the write request is stored in the second storage area .
In the second mode, when the data related to the read request is stored in the second storage area in response to the occurrence of a read error for the data read request, the data related to the read request is stored in the second storage area. Output from storage area
Storage control method.
前記記憶部の第1記憶領域の累積書き込み量が前記第1閾値以上である場合、モードを第2モードに設定し、 When the cumulative write amount of the first storage area of the storage unit is equal to or greater than the first threshold value, the mode is set to the second mode.
前記第1モードにおいて、所定時間内の読み出し回数が予め定められた第2閾値以上であるホットデータが、前記第1記憶領域に記憶される第1データから検出されたことに応じて、前記ホットデータの複製を記憶部の第2記憶領域に記憶させ、 In the first mode, the hot data in which the number of times of reading within a predetermined time is equal to or more than a predetermined second threshold value is detected from the first data stored in the first storage area. Data duplication is stored in the second storage area of the storage unit,
前記第1モードから前記第2モードになった場合、前記第1記憶領域へのデータの書き込み要求にかかるデータの格納先に、前記第2記憶領域を追加する When the mode is changed from the first mode to the second mode, the second storage area is added to the storage destination of the data related to the request for writing the data to the first storage area.
ストレージ制御方法。 Storage control method.
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