JP7326379B2 - ハードディスク故障対処方法、アレイコントローラ、およびハードディスク - Google Patents
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Description
既存のSCSIプロトコルでは、追加センスコード(ASC)およびアタッチメントセンスコード修飾子(ASCQ)が定義され、異なるASCおよびASCQが、ハードディスク中で生成された例外を識別するのに用いられる。ハードディスクの例外が検出された後、例外に対応するASCおよびASCQは、情報例外ログページ(informational exception log page)に記録される。情報例外ログページは、SCSIプロトコルにおいて定義されるとともに、ハードディスクの例外を記録するのに用いられるログページである。既存のSCSIプロトコルでは、ASCが5Dであるとき、これは、障害予測閾値を超えたこと(FAILURE PREDICTION THRESHOLD EXCEEDED)を示す。具体的には、監視されているハードディスク中のパラメータが、指定された閾値を超えると、パラメータは、アレイコントローラに報告される必要がある。ハードディスク中で検出される必要がある各パラメータは、5Dに対応する各ASCQ中で定義される。ハードディスク中の故障域を報告するのに用いられるASCQは、既存のSCSIプロトコルでは定義されず、故障域の容量を報告することができないので、故障域の故障状況を示すASCQコード6Dおよび6Eについては、本発明の本実施形態において定義する。図5は、本発明の実施形態による、新たに定義されたASCQコード6Dおよび6Eの定義を示す。ここにおいて、6Dは、ハードディスク中で故障域が発生したが、どのデータも失われていないことを示し、6Eは、ハードディスク中で故障域が発生し、データが失われていることを示す。ハードディスク中の故障域が検出され、総故障容量が予め設定された値に達すると、故障域中のデータが失われているかどうかに基づいて、6Dまたは6Eが情報例外ログページに記録される。図6は、情報例外ログページの例の図である。故障域の故障容量が予め設定された値に達し、どのデータも失われていないとき、情報例外ログページ上の第8のバイトによって示される情報例外ASC(INFORMATIONAl EXCEPTION ADDITIONAL SENSE CODE)の中に5Dが満たされ、情報例外ログページ上の第9のバイトによって示される情報例外ASCQ(INFORMATIONAL EXCEPTION ADDITIONAL SENSE CODE QUALIFIER)の中に6Dが満たされる。故障域の容量が予め設定された値に達し、データが失われたとき、情報例外ログページ上の第8のバイトによって示される情報例外ASCの中に5Dが満たされ、情報例外ログページ上の第9のバイトによって示される情報例外ASCQの中に6Eが満たされる。さらに、任意選択で、故障域の容量は、情報例外ログページ上の情報(information)バイト中に記録される。図6に示すように、「00 00 00 00 00 01 00 00」(16進法)が運ばれ、すなわち、8GBの故障容量となる。上記のASCQコード6Dおよび6Eは、説明のための例にすぎない。実際に使用される場合は、ASC 5D中のプロトコルにおいて使用されないどのASCQが使用されてもよい。
ATAプロトコルでは、ソリッドステートデバイス統計(Solid State Device Statistics)ページが定義され、統計ページは、ハードディスクによって検出される、ハードディスクの例外の例外情報を記録するのに用いられる。本発明の本実施形態では、新規例外情報、すなわち、訂正不可能フラッシュユニットエラー情報(Uncorrectable Flash Unit Error Information)が定義され、ハードディスク中の故障域の故障情報を記録するのに用いられる。図8に示すように、情報は、64ビットの2進数を用いることによって表される。ビット0~ビット15は、00000010にセットされ(図では、16進法の0002によって表される)、ソリッドステートデバイス統計ページの識別子である。ビット16~ビット23は、ハードディスク中に故障域があるかどうかを示すのに用いられる。故障域がある場合、ビット16~ビット23は00000001にセットされる(図では、16進法の01によって表される)。故障域がない場合、ビット16~ビット23は00000000にセットされる(図では、16進法の00によって表される)。ビット24~ビット31は、故障域中のデータが失われているかどうかを示すのに用いられる。データが失われている場合、ビット24~ビット31は00000001にセットされる(図では、16進法の01によって表される)。どのデータも失われていない場合、ビット24~ビット31は00000000にセットされる(16進法の00によって表され得る)。加えて、ハードディスクは、故障域の容量をソリッドステートデバイス統計ページにさらに記録する。たとえば、パラメータ、すなわち、訂正不可能容量パラメータ(uncorrectable capacity parameter)が、図8のバイト24~31において定義され、やはり64ビットである。故障域の故障容量は、パラメータに対応するロケーションに記録される。本発明の本実施形態では、報告される容量は00 00 00 00 00 01 00 00(16進法)、すなわち、8Gである。
NVMeプロトコルでは、ヘルス情報ログ(Health Information Log)が定義され、このログは、ハードディスクによって検出される、ハードディスクの例外の例外情報を記録するのに用いられる。図9に示すように、ハードディスク中の異なる例外情報が、ヘルス情報ログ中のバイト0の中の異なるビットにおいて定義される。第1、第2、第3、および第4のビットは、既存のNVMeプロトコルにおいて定義される例外情報であり、これらのビットは本発明に関連しないので、本明細書では記載しない。本発明の本実施形態では、第5のビットが、ハードディスク105中で故障域が発生したかどうかを示すために新たに定義される。第5のビットの値が1であるとき、それは、ハードディスク105中で故障域が発生したことを示す。さらに、32ビットの文字列が4バイト、すなわち、第6~第9のバイトで定義される。最上位ビット、すなわち、第9のバイト中のbit 7が、故障域中のデータが失われているかどうかを示すのに用いられる。たとえば、ビットが1にセットされているとき、それは、故障域中のデータが失われていることを示し、またはビットが0にセットされているとき、それは、故障域中のどのデータも失われていないことを示す。最上位ビットの後のビットは、故障チャンクの故障容量を示すのに用いられる。たとえば、16進法での「00 00 00 00 00 01 00 00」は、故障チャンク中のどのデータも失われていないことを示し、故障チャンクの故障容量は8GBであり、「80 00 00 00 00 01 00 00」(16進法での最上位ビットは8であり、つまり、2進法での最上位ビットは1である)は、故障チャンク中のどのデータも失われていないことを示し、故障チャンクの故障容量は8GBである。
101 アレイコントローラ
102 バス
103 メモリ
104 通信インターフェース
105,106,107,108 ハードディスク
201,202,203 チャンク
204 チャンクグループ
205,206,207 チャンク
208 チャンクグループ
209 記憶リソースプール
210 ホットスペア空間
211 冗長空間
1101 論理ディスクLNU
1102 ホットスペア空間
1103 冗長空間
1104,1105,1106,1107,1108 独立ハードディスク
1200 ハードディスク
1201 識別モジュール
1202 マーキングモジュール
1203 報告モジュール
1300 アレイコントローラ
1301 取得モジュール
1302 追加モジュール
1303 回復モジュール
1304 記録モジュール
1400 アレイコントローラ
1401 取得モジュール
1402 追加モジュール
1403 移動モジュール
1404 記録モジュール
Claims (13)
- データストレージシステムであって、
不揮発性メモリエクスプレス(NVMe)ハードディスクと、
コントローラと
を備え、
前記NVMeハードディスクは、NVMeプロトコルを介して前記コントローラと通信し、
前記NVMeハードディスクは、
前記NVMeハードディスク中の複数の故障論理アドレスを検出し、
前記複数の故障論理アドレスを記録し、
前記コントローラに非同期警報を送信して、前記NVMeハードディスクが前記複数の故障論理アドレスのうちの1つ以上の故障論理アドレスを有することを前記コントローラに通知する
ように構成され、
前記コントローラは、前記非同期警報に応答して、前記NVMeハードディスクに照会コマンドを送信するように構成され、
前記NVMeハードディスクは、前記照会コマンドを受信したことに応答して、前記複数の故障論理アドレスを報告するようにさらに構成される、システム。 - 前記コントローラが、前記複数の故障論理アドレスを受信したことに応答して、前記1つ以上の故障論理アドレスのデータを回復するようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記コントローラが、前記1つ以上の故障論理アドレスに対応する元の論理アドレスの位置に前記1つ以上の故障論理アドレスのデータを書き込むようにさらに構成される、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記NVMeハードディスクが、閾値を超える数の前記複数の故障論理アドレスに応答して、前記非同期警報を送信するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- データストレージシステムに適用される故障対処方法であって、前記システムがNVMeハードディスクとコントローラとを備え、前記NVMeハードディスクがNVMeプロトコルを介して前記コントローラと通信し、前記方法が、
前記NVMeハードディスクにより、前記NVMeハードディスク中の複数の故障論理アドレスを検出するステップと、
前記NVMeハードディスクにより、前記複数の故障論理アドレスを記録するステップと、
前記NVMeハードディスクにより、前記コントローラに非同期警報を送信して、前記NVMeハードディスクが前記複数の故障論理アドレスのうちの1つ以上の故障論理アドレスを有することを前記コントローラに通知するステップと、
前記コントローラにより、前記非同期警報に応答して、前記NVMeハードディスクに照会コマンドを送信するステップと、
前記NVMeハードディスクにより、前記照会コマンドを受信したことに応答して、前記複数の故障論理アドレスを報告するステップと
を含む、方法。 - 前記コントローラにより、前記複数の故障論理アドレスを受信したことに応答して、前記1つ以上の故障論理アドレスのデータを回復するステップ
をさらに含む、請求項5に記載の方法。 - 前記コントローラにより、前記1つ以上の故障論理アドレスに対応する元の論理アドレスの位置に前記1つ以上の故障論理アドレスのデータを書き込むステップ
をさらに含む、請求項5または6に記載の方法。 - 前記非同期警報を送信することが、
閾値を超える数の前記複数の故障論理アドレスに応答して、前記非同期警報を送信すること
を含む、請求項5に記載の方法。 - NVMeハードディスクであって、
前記NVMeハードディスク中の複数の故障論理アドレスを検出し、前記複数の故障論理アドレスを記録するように構成された検出モジュールと、
前記NVMeハードディスクが前記複数の故障論理アドレスのうちの1つ以上の故障論理アドレスを有することを通知するための非同期警報を送信するように構成された報告モジュールと、
前記非同期警報に応答してコントローラによって送信された照会コマンドを受信するように構成された受信モジュールと
を備え、
前記報告モジュールが、前記照会コマンドを受信したことに応答して、前記複数の故障論理アドレスを報告するようにさらに構成される、NVMeハードディスク。 - 前記報告モジュールが、閾値を超える数の前記複数の故障論理アドレスに応答して、前記非同期警報を送信するように構成される、請求項9に記載のNVMeハードディスク。
- NVMeハードディスクであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに接続され、前記プロセッサによる実行のためのプログラミング命令を格納した非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と
を備え、
前記プログラミング命令が、前記プロセッサに請求項5または8に記載の方法を実施させる、NVMeハードディスク。 - プログラムを格納したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムが、NVMeハードディスクに請求項5または8に記載の方法を実施させる、コンピュータ可読記憶媒体。
- コンピュータに請求項5または8に記載の方法を実施させるプログラム。
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