JPH05324206A - ディスクアレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は新規なＲＡＩＤ４，ＲＡＩＤ５の規
格に準拠したディスクアレイ装置に関し、データ更新処
理をより高速にすることを目的とする。 【構成】 マイクロプロセッサ１０１は、ホスト機器か
らデータ読み込み要求を受け取ると、該当ディスクコン
トローラＣＮＴＬ_i （ｉ＝１，２，・・・ｎ），ＣＮＴ
Ｌ_j （ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２，・・・ｎ）を介し、要求さ
れた該当データとその該当データに係わる関連パリティ
データを該当ドライブｄｒ_i ，ｄｒ_j から読み出しキャ
ッシュメモリ１０４に格納する。マイクロプロセッサ１
０１は、続いてホスト機器から上記該当データ（旧デー
タ）の更新データの書き込み要求を受け取ると、パリテ
ィ生成部１０３に上記更新データ及びキャッシュメモリ
１０４から読み出した上記旧データ並びに上記関連パリ
ティデータ（旧パリティデータ）を転送する。これを受
けて、パリティデータ生成部１０３は新パリティデータ
を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ランダムアクセス可能
な複数のディスクがアレイ状に配置されて成るディスク
アレイ装置におけるデータ更新時のパリティデータの書
込み方式に関する。

【０００２】近年、複数のユーザが外部記憶装置、プリ
ンタ等の高価な周辺装置やファイル等の資源（リソー
ス；ｒｅｓｏｕｒｃｅ）を共有して、資源の有効利用化
を図るためにＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワー
ク；Local Area Network）の構築が急速に普及しつつあ
る。

【０００３】このようなＬＡＮにおいて、資源（ｒｅｓ
ｏｕｒｃｅ）の共有という点で優れているのがクライア
ント／サーバ・モデルである。このクライアント／サー
バ・モデルとは、サービスを要求するクライアント装置
とサービスを提供するサーバ装置とをＬＡＮ回線により
接続し、クライアント装置とサーバ装置間で相互通信を
行うことにより、分散処理システムを実現するものであ
る。

【０００４】クライアント／サーバ・モデルにおける代
表的なサーバ装置としては、プリントサーバ装置，ター
ミナルサーバ装置，及びディスクサーバ装置などがあ
る。これらのサーバ装置の中で、ディスクサーバ装置
は、ＬＡＮ回線に接続された各クライアント装置に対し
大容量の外部記憶装置を提供するノードである。このデ
ィスクサーバ装置には、大量のデータ管理やデータ管理
の高い信頼性が要求される。

【０００５】このような要求に対処するためのディスク
サーバ装置に接続される大容量の外部記憶装置として、
磁気ディスク装置や光磁気ディスク装置等のランダム・
アクセス可能で書き換え可能なディスク装置を有するド
ライブ（ディスク・ドライブ）がアレイ状に配置された
装置（以後、ディスクアレイ装置と表現する）が提供さ
れるようになってきている。

【０００６】このディスクアレイ装置は、アレイ状に配
置された各ドライブに格納データのパリティデータを分
散させて記憶させることにより、誤りデータの検出やデ
ィスク・クラッシュ時のデータ復旧が可能になってい
る。このような冗長検査（redunda-ncy check ）機能を
有する大容量で低価格のディスクアレイ装置に対する需
要は、今後、益々高まってくるものと思われる。

【０００７】

【従来の技術】上述したような冗長検査機能を有するデ
ィスクアレイ装置の規格の代表的なものとしては、アメ
リカ合衆国のカリフォルニア大学バークレー校の研究員
によって規格化されたＲＡＩＤ１（Redundant Array of
Iｎexpensive Disks 1 ），ＲＡＩＤ３，ＲＡＩＤ４及
びＲＡＩＤ５等がある。

【０００８】ＲＡＩＤ１は、ディスクを二重化するもの
である。ＲＡＩＤ３は、１つのトランスザクションデー
タをドライブ数分に分割して、それらの分割したデータ
を並行処理により各ドライブのディスクに同時に格納す
る方式である。

【０００９】ＲＡＩＤ４は、複数のトランザクションデ
ータを同時に各ドライブに分散して格納する方式であ
り、各ドライブ内のディスクの同一物理セクタに格納さ
れるデータに対してパリティデータを生成し、そのパリ
ティデータをパリティデータ格納専用に設けられたドラ
イブ内のディスクの上記と同一の物理セクタに格納する
方式であり、各ドライブは独立に制御可能であるため、
各ドライブからデータを同時に複数読み出しすることが
可能である。

【００１０】図７に、上記ＲＡＩＤ４における各ドライ
ブ内のディスク上のデータ格納方式の一例を示す。同図
に示す例は、データ格納用のドライブを４台（ドライブ
ｄｒ₁ ，ドライブｄｒ₂ ，ドライブｄｒ₃ ，ドライブｄ
ｒ₄ ）、パリティデータ格納用のドライブを１台（ドラ
イブｄｒ₅ ）を有する冗長ディスクアレイ装置の例であ
る。

【００１１】同図において、ａ₀ 〜ａ₅ ，ｂ₀ 〜ｂ₅ ，
ｃ₀ 〜ｃ₅ ，ｄ₀ 〜ｄ₅ は、それぞれトランザクション
データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのセクタデータである。同図に示
すように、パリティデータ格納専用のドライブｄｒ₅ の
ディスクのセクタｎ（ｎ０＝０，１，２・・・）には、
ドライブｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，ｄｒ₃ ，ｄｒ₄ のディスクの
セクタｎに格納されているトランザクションデータＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄのデータａ₀ ，ｂ₀ ，ｃ₀ ，ｄ₀ から生成さ
れるパリティデータＰ₀ が格納される。同様にして、ド
ライブｄｒ₅ のセクタｎ＋ｉ（ｉ＝１，２，・・・５）
には、トランザクションデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのデータ
ａｉ，ｂｉ，ｃｉ，ｄｉから生成されるパリティデータ
Ｐｉが格納される。

【００１２】ＲＡＩＤ５は、ＲＡＩＤ４と同様に各ドラ
イブからデータを同時複数に読み出すことが可能である
が、パリティデータ格納用のドライブは固定ではなく、
パリティデータは同一グループ内の各ドライブに分散し
て格納される。

【００１３】図８に、ＲＡＩＤ５における各ドライブ内
のディスク上のデータ格納方式の一例を示す。同図に示
す例は、５台のドライブ（ｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，ｄｒ₃ ，ｄ
ｒ₄ ，ｄｒ₅）を有する冗長ディスクアレイ装置の例で
ある。

【００１４】同図に示すように、トランザクションデー
タＡ（ａ₀ 〜ａ₄ ），Ｂ（ｂ₀ 〜ｂ ₄ ），Ｃ（ｃ₀ 〜ｃ
₄ ），Ｄ（ｄ₀ 〜ｄ₄ ），Ｅ（ｅ₀ 〜ｅ₄ ）は、それぞ
れドライブｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，ｄｒ₃ ，ｄｒ₄ ，ｄｒ₅ に
分散して個別に格納されるが、ドライブｄｒ₁ 〜ｄｒ₅
の同一物理セクタに格納されるトランザクションデータ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各データを基に生成されるパリテ
ィデータＰ₀ （セクタデータａ₀ ，ｂ₀ ，ｃ₀ ，ｄ₀ か
ら生成されるパリティデータ）、パリティデータＰ
₁ （セクタデータａ₁ ，ｂ₁ ，ｃ₁ ，ｅ₀ から生成され
るパリティデータ）、パリティデータＰ₂ （セクタデー
タａ₂ ，ｂ₂ ，ｄ₁ ，ｅ₁ から生成されるパリティデー
タ）、パリティデータＰ₃ （セクタデータａ₃ ，ｃ₂ ，
ｄ₂ ，ｅ₂ から生成されるパリティデータ）、パリティ
データＰ₄ （セクタデータｂ₃ ，ｃ₃，ｄ₃ ，ｅ₃ から
生成されるパリティデータ）、及びパリティデータＰ₅
（セクタデータａ₄ ，ｂ₄ ，ｃ₄ ，ｄ₄ から生成される
パリティデータ）は、それぞれドライブｄｒ₅ ，ドライ
ブｄｒ₄ ，ドライブｄｒ₃ ，ドライブｄｒ₂ ，ドライブ
ｄｒ₁ ，及びドライブｄｒ₅ に分散して格納される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記ＲＡＩＤ４，ＲＡ
ＩＤ５は、上記ＲＡＩＤ１，ＲＡＩＤ３よりもデータの
信頼性は高いという利点を有するものの、いずれかのド
ライブでセクタデータの更新が行われる毎に新たにパリ
ティデータを生成し、そのパリティデータを当該ドライ
ブの当該セクタに書き込む処理が必要であるため、ディ
スクに対するアクセスが遅いという欠点があった。

【００１６】この欠点を、図９の模式図及び図１０の動
作タイミングチャートを参照しながらより具体的に説明
する。図９は、ドライブｄｒ₃ のあるセクタに格納され
るデータをデータＣからデータＣ′に更新する場合に、
ディスクアレイ装置内に設けられたパリティ生成部（パ
リティデータ生成部）３０によりパリティデータを生成
する際の動作並びにそのパリティデータの書き込み動作
を説明する模式図であり、図１０はその動作のタイミン
グチャートを示す図である。

【００１７】ディスクアレイ装置内の特に図示していな
いマイクロプロセッサは、ホスト機器からドライブｄｒ
₃ に対してディスクのあるセクタにデータＣ′を書き込
む旨のＷＲＩＴＥ要求を受け取ると、その更新データ
Ｃ′をパリティ生成部３０に送ると共に、ドライブｄｒ
₃ のディスクの上記セクタから更新すべきデータＣ（旧
データＣ）を読み出し（図１０の参照）、さらに続い
てドライブｄｒ₅ のディスクの上記セクタから当該パリ
ティデータＰ（旧パリティデータＰ）を読み出し（図１
０の参照）、共にパリティ生成部３０に転送する。

【００１８】パリティ生成部３０は、上記転送されてき
た旧データＣ，Ｃ′，及び旧パリティデータＰから、新
たなパリティデータＰ′を生成する。パリティ生成部３
０は、このパリティデータＰ′を、下記の式（１）で示
す論理演算を実行することにより生成する。

【００１９】 新パリティデータＰ′＝（旧データＣ．ＸＯＲ．更新デ
ータＣ′）．ＸＯＲ．（旧パリティデータＰ）・・・
（１） そして、上記マイクロプロセッサによりドライブｄｒ₃
のディスクの上記セクタに更新データＣ′が、ドライブ
ｄｒ₅ のディスクの上記セクタに新パリティデータＰ′
が書き込まれる（図１０の，参照）。

【００２０】このように、ＲＡＩＤ４，ＲＡＩＤ５で
は、１回のデータ更新（データＣ→データＣ′）に、該
当ディスクに対する更新データ（データＣ′）の書き込
み動作以外に、他の該当ディスクに対する新パリティデ
ータ（新パリティデータＰ′）の書き込み動作に加え、
２回のさらに他の該当ディスクからの読み出し動作（旧
データＣ及び旧パリティデータＰの読み出し）を行う必
要があるため、１回のデータ更新毎にディスクに対し４
回のアクセスが必要となる。

【００２１】このため、ＲＩＤＩ４，ＲＡＩＤ５の規格
に準拠したディスクアレイ装置は、ディスクに対する高
い信頼性があるものの、データの入出力性能が低いとい
う欠点があった。

【００２２】本発明は、ＲＡＩＤＩ４，ＲＡＩＤＩ５の
規格に準拠したディスクアレイ装置において、そのデー
タの入出力性能を向上させることを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理ブ
ロック図である。本発明は、少なくも１台のランダムア
クセス可能なディスク装置を有するドライブ１−１，１
−２，・・・１−Ｎが複数個アレイ状に配置され、それ
らの各ドライブ１−１，１−２，・・・１−Ｎに対する
データの入出力制御を行うディスク制御装置２−１，２
−２，・・・２−Ｎが、それらの各ドライブ１−１，１
−２，・・・１−Ｎ毎に個別に設けられた、ディスクア
レイ装置を前提とする。

【００２４】データ読み出し手段３は、ホスト機器から
データの読み出し要求が送られてきたときに、該当ディ
スク制御装置２−ｉ（ｉ＝１，２，・・・Ｎ），２−ｊ
（ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２，・・・Ｎ）を介して、該当ドラ
イブ１−ｉ（ｉ＝１，２，・・・Ｎ），１−ｊ（ｊ≠
ｉ；ｊ＝１，２，・・・Ｎ）から読み出し要求のあった
該当データとその該当データに係わる関連パリティデー
タとを読み出す。

【００２５】このデータ読み出し手段３は、例えばマイ
クロプロセッサ等から成る。記憶手段４は、データ読み
出し手段３により読み出された上記該当データと上記関
連パリティデータを記憶する。

【００２６】この記憶手段４は、例えば高速アクセス可
能なキャッシュメモリから成り、ＳＲＡＭ（スタティッ
クＲＡＭ）等により構成される。パリティデータ生成手
段５は、前記ホスト機器から上記該当データに対する更
新データの書き込み要求が送られてきたときに、前記記
憶手段４から上記該当データと上記関連パリティデータ
とを入力し、上記該当データ、データ読み出し手段３か
ら入力する上記更新データ、及び上記関連パリティデー
タとから上記更新データに係わる新パリティデータを生
成する。

【００２７】このパリティデータ生成手段５は、例えば
ハードウェア論理回路等から成る。データ書き込み手段
６は、パリティデータ生成手段５により生成された上記
新パリティデータと上記更新データとを、それぞれのデ
ータに対応する該当ディスク制御装置２−ｉ（ｉ＝１，
２，・・・Ｎ），２−ｊ（ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２，・・・
Ｎ）をを介して、それぞれのデータに対応する該当ドラ
イブ１−ｉ（ｉ＝１，２，・・・Ｎ），１−ｊ（ｊ≠
ｉ；ｊ＝１，２，・・・Ｎ）の該当ディスクの該当領域
に書き込む。

【００２８】このデータ書き込み手段６は、例えば、マ
イクロプロセッサ等から成る。

【００２９】

【作用】本発明では、ホスト機器からドライブ１−ｉ
（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）のディスク上のあるデータの
読み出し要求が送られてくると、データ読み出し手段３
がその読み出し要求により指定されたデータ（該当デー
タ）をディスク制御装置２−ｉ（ｉ＝１，２・・・Ｎ）
を介してドライブ１−ｉ（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）から
読み出すと共に、その該当データに係わるパリティデー
タ（関連パリティデータ）を該当ディスク制御装置２−
ｊ（ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２・・・ｎ）を介して該当ドライ
ブ１−ｊ（ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２・・・Ｎ）から読み出
す。そして、データ読み出し手段３は、それらのデータ
（上記該当データ及び上記関連パリティデータ）を記憶
手段４に格納し、上記該当データを上記ホスト機器に送
る。続いて、上記ホスト機器から上記該当データに対す
る更新データの書き込み要求が送られてくると、パリテ
ィデータ生成手段５は記憶手段４から上記該当データ
（旧データ）と上記関連パリティデータ（旧パリティデ
ータ）を入力し、それらのデータとデータ読み出し手段
３から入力する上記更新データとを用いて、所定の論理
演算を行い上記更新データに係わる新パリティデータを
生成する。

【００３０】続いて、データ書き込み手段６は、上記更
新データ及び上記新パリティデータを、それぞれ該当デ
ィスク制御装置２−ｉ（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）及び該
当ディスク制御装置２−ｊ（ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２・・・
Ｎ）を介して、該当ドライブ１−ｉ（ｉ＝１，２，・・
・Ｎ）及び該当ドライブ１−ｊ（ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２，
・・・Ｎ）の当該ディスクの該当領域に書き込む。

【００３１】このように、データの読み出し時に、該当
データのみならずその該当データに係わる関連パリティ
データを読み出し、それらのデータをドライブ１−１，
１−２，・・・１−Ｎよりも高速アクセス可能な記憶手
段４に格納するため、上記該当データの更新時に新パリ
ティデータを生成する時は、上記該当データ（旧デー
タ）及び上記関連パリティデータ（旧パリティデータ）
をそれぞれの該当ドライブ１−ｉ（ｉ＝１，２，・・・
Ｎ），１−ｊ（ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２・・・Ｎ）から読み
出す代わりに、それらの該当ドライブ１−ｉ（ｉ＝１，
２，・・・Ｎ），１−ｊ（ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２，・・・
Ｎ）よりも、高速アクセス可能な記憶手段４から読み出
すので、ＲＡＩＤ４，ＲＡＩＤ５の規格に準拠したディ
スクアレイ装置においてデータ更新処理時のオーバヘッ
ドを従来よりも著しく減少することができその結果、デ
ータの入出力性能が従来よりも著しく向上する。

【００３２】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図２は、本発明の一実施例である前記ＲＡＩ
Ｄ４またはＲＡＩＤ５の規格に準拠したディスクアレイ
装置１００の内部構成を示すブロック図である。

【００３３】このディスクアレイ装置１００は、一本の
バス（ＢＵＳ）１１０に、マイクロプロセッサ１０１、
ホストインタフェース（ホストＩ／Ｆ）１０２，パリテ
ィ生成部１０３，キャッシュメモリ１０４，およびｎ台
のディスクコントローラＣＮＴＬ₁ ，ＣＮＴＬ₂ ，・・
・ＣＮＴＬ_n が接続された構成となっている。

【００３４】そして、上記ｎ台のディスクコントローラ
ＣＮＴＬ₁ ，ＣＮＴＬ₂ ，・・・ＣＮＴＬ_n には、それ
ぞれ磁気ディスクや光磁気ディスク等のランダムアクセ
ス可能でかつデータの書き換え可能なディスクが装着さ
れているディスク装置を少なくとも１台備えたｎ台のド
ライブ（ディスク・ドライブ）ｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，・・・
ｄｒ_n が接続されている。

【００３５】ホストインタフェース１０２は、特に図示
していないホスト機器との間で、上記ｎ台のドライブｄ
ｒ₁ ，ｄｒ₂ ，・・・ｄｒ_n に装着されたディスクに対
するアクセス要求コマンド（ＲＥＡＤコマンド，ＷＲＩ
ＴＥコマンド）や、そのアクセス結果を送受する。

【００３６】マイクロプロセッサ１０１は、上記ホスト
インタフェース１０２を介して前記ホスト機器から送ら
れてくる任意のドライブｄｒ_i （ｉ＝１，２，・・・
ｎ）に対するアクセス要求コマンドを受け取り、そのア
クセス要求コマンドを解釈して、該当ディスクコントロ
ーラＣＮＴＬ_i （ｉ＝１，２，・・・ｎ）を制御し、上
記アクセス要求コマンドにより指示されているドライブ
ｄｒ_i （ｉ＝１，２，・・・ｎ）に装着されているディ
スクに対してデータの書き込みやデータの読み出し等の
該当アクセス処理を行う。

【００３７】パリティ生成部１０３は、ホストインタフ
ェース１０２に前記ホスト機器から任意のドライブｄｒ
_i （ｉ＝１，２，・・・ｎ）に対するデータのＷＲＩＴ
Ｅ要求コマンドが送られてきたとき、マイクロプロセッ
サ１０１から旧データと更新データ及び旧パリティデー
タを受け取り、それらのデータから新たなパリティデー
タを生成する。このパリティデータは、マイクロプロセ
ッサ１０１により該当ディスクコントローラ（ディスク
制御装置）ＣＮＴＬ_i （ｉ＝１，２，・・・ｎ）を介し
てパリティデータ書き込み用の該当ドライブｄｒ_j （ｊ
＝１，２，・・・ｎ）に装着されたディスクの該当セク
タに書き込まれる。

【００３８】キャッシュメモリ１０４は、マイクロプロ
セッサ１０１が前記ホスト機器から受け取るデータのＲ
ＥＡＤ要求に応じて読み出す該当データとその該当デー
タの関連パリティデータを一時的に格納するメモリであ
り、高速アクセス可能なＳＲＡＭ（スタティックＲＡ
Ｍ）等から成る。

【００３９】ディスクコントローラ（ディスク制御装
置）ＣＮＴＬ₁ ，ＣＮＴＬ₂ ，・・・ＣＮＴＬ_n は、マ
イクロプロセッサ１０１によりそれぞれ独立に制御さ
れ、自己に接続されたドライブｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，・・・
ｄｒ_n を駆動制御し、マイクロプロセッサ１０１により
指示されたデータ（読み出しデータ及びその読み出しデ
ータに対応するパリティデータ）の読み出しや、データ
（新規データ，更新データ，及びそれらのデータに伴っ
て新たに生成されたパリティデータ）の書き込み等を行
う。

【００４０】各ドライブｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，・・・ｄｒ_n
は、１台または複数台の固定ディスク装置（Hard Disk
Drive)もしくは光磁気ディスク装置等のディスク装置
を、例えば小型コンピュータシステムインタフェース
（ＳＣＳＩ）チャネルに直列接続されて成り、各ディス
ク装置に装着されたディスクに対するアクセスは、対応
するディスクコントローラＣＮＴＬ₁ ，ＣＮＴＬ₂ ，・
・・ＣＮＴＬ_n により行われる。

【００４１】上記構成においてマイクロプロセッサ１０
１、ホストインタフェース１０２、パリティ生成部１０
３、キャッシュメモリ１０４、及びｎ台のディスクコン
トローラＣＮＴＬ₁ ，ＣＮＴＬ₂ ，・・・ＣＮＴＬ
_n は、アレイコントローラ１２０を構成している。

【００４２】また、ｎ台の各ディスクコントローラＣＮ
ＴＬ₁ ，ＣＮＴＬ₂ ，・・・ＣＮＴＬ_n は、マイクロプ
ロセッサ１０１の制御により独立に動作可能であり、こ
のためｎ台のドライブｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，・・・ｄｒ_n に
対するアクセスは並行して同時に実行可能である。

【００４３】次に、上記構成のディスクアレイ装置１０
０の動作を説明する。図３は、上記動作を説明する模式
図である。尚、同図は、ｎ＝５すなわち５台のドライブ
ｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，・・・ｄｒ₅ を備えたディスクアレイ
装置１００の例である。

【００４４】マイクロプロセッサ１０１は、ホストイン
タフェース１０２を介してホスト機器からＲＥＡＤ要求
コマンドを受け取ると、そのＲＥＡＤ要求コマンドによ
り指示されている該当データＣが格納されているドライ
ブｄｒ₃ とその該当データＣに対応するパリティデータ
Ｐが格納されているドライブｄｒ₅ へ、それぞれドライ
ブコントローラＣＮＴＬ₃ ，ＣＮＴＬ₅ を介して該当デ
ータＣ，パリティデータＰの読み出しを要求する。

【００４５】マイクロプロセッサ１０１は、次にドライ
ブｄｒ₃ ，ｄｒ₅ から読み出された上記該当データ，パ
リティデータＰを、それぞれドライブコントローラＣＮ
ＴＬ ₃ ，ＣＮＴＬ₅ を介して入力すると、それらのデー
タをキャッシュメモリ１０４に格納した後、該当データ
のみをホストインタフェース１０２を介してホスト機器
へ転送する。

【００４６】次に、マイクロプロセッサ１０１は、ホス
トインタフェース１０２を介して上記該当データＣの更
新データＣ′のＷＲＩＴＥ要求を受け取ると、キャッシ
ュメモリ１０４に格納されている上記該当データＣ（旧
データＣ）と上記パリティデータＰ（旧パリティデータ
Ｐ）をパリティ生成部１０３に転送すると共に、上記更
新データＣ′もパリティ生成部１０３に転送する。

【００４７】パリティ生成部１０３は、上記旧データ
Ｃ，上記旧パリティデータＰ，及び上記更新データＣ′
を入力すると、前記式（１）の論理演算を行い、新パリ
ティデータＰ′を生成する。

【００４８】続いて、マイクロプロセッサ１０１は、パ
リティ生成部１０３から上記新パリティデータＰ′を入
力し、更新データＣ′，新パリティデータＰ′をそれぞ
れドライブコントローラＣＮＴＬ₃ ，ドライブコントロ
ーラＣＮＴＬ₅ を介して、ドライブｄｒ₃ ，ドライブｄ
ｒ₅ の該当ディスクの該当セクタに書き込む。

【００４９】尚、この更新データＣ′，新パリティデー
タＰ′の書き込み動作時、該当ドライブｄｒ₃ ，ｄｒ₅
以外の他のドライブｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，ｄｒ₄ もアクセス
可能である。

【００５０】本実施例では、ホスト機器からＲＥＡＤ要
求があったデータはほとんどの場合データ更新が行われ
る場合が多いという経験則から、このようにホスト機器
からデータのＲＥＡＤ要求があった場合、その該当デー
タを読み込むのと同時にその該当データの関連パリティ
データも読み出し、それらのデータをキャッシュメモリ
１０４に退避させておく。そして、上記ＲＥＡＤ要求に
続いて、そのＲＥＡＤ要求により読み出したデータの更
新データの書き込みを指示するＷＲＩＴＥ要求を受け取
った場合、新たなパリティデータ生成のためにパリティ
生成部１０３が必要とする旧データ（上記該当データ）
とその関連パリティデータを、従来のように該当ドライ
ブｄｒ_i （ｉ＝１，２，・・・ｎ）からではなく、ドラ
イブｄｒ _i （ｉ＝１，２，・・・ｎ）よりもアクセス速
度がはるかに速いキャッシュメモリ１０４から読み出し
てパリティ生成部１０３に転送する。このため、従来の
ディスクアレイ装置に比較した場合、ディスクのデータ
更新処理の際のオーバーヘッドが著しく減少するので、
ディスク上でのデータ更新処理を従来よりもはるかに高
速に行うことができる。

【００５１】次に、図４及び図５のフローチャートを参
照しながら、上記ディスクアレイ装置１００のマイクロ
プロセッサ１０１により行われる動作をより詳細に説明
する。

【００５２】まず、図４のフローチャートを参照しなが
ら、ホスト機器からディスクアレイ装置１００にデータ
読み取り要求（データＲＥＡＤ要求）が送られてきた場
合の動作を説明する。

【００５３】マイクロプロセッサ１０１は、ホストイン
タフェース１０２を介してホスト機器の送信してきたデ
ータの読み取り要求（ＲＥＡＤコマンド）を受け取る
と、読み取り要求がなされたデータＣ（以後、該当デー
タＣと記述する）がいずれのドライブｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，
・・・ｄｒ_n に格納されているか否かを調べる（ＳＲ
１）。

【００５４】この該当データの有無の判断は、例えばＲ
ＥＡＤコマンドのパラメータにファイル指定があった場
合、ファイル管理情報等を検索することにより行う。マ
イクロプロセッサ１０１は、上記該当データＣが無かっ
た場合には（ＮＯ）、直ちに上記該当データの読み出し
処理を終了するが、上記該当データＣが有する場合には
（ＹＥＳ）、該当ディスクコントローラＣＮＴＬ_i （ｉ
＝１，２，・・・ｎ）を介して該当ドライブｄｒ_i （ｉ
＝１，２，・・・ｎ）から上記該当データＣを読み取る
（ＳＲ２）。

【００５５】続いて、マイクロプロセッサ１０１は、上
記該当データに対応するパリティデータＰ（以後、関連
パリティデータＰと表現する）を、該当ドライブコント
ローラＣＮＴＬ_j （ｊ≠ｉ，ｊ＝１，２・・・ｎ）を介
して該当ドライブｄｒ_j から読み取る（ＳＲ３）。

【００５６】そして、次に、マイクロプロセッサ１０１
は、上記該当データＣと上記関連パリティデータＰをキ
ャッシュメモリ１０４に格納した後（ＳＲ４）、上記該
当データＣをホストインタフェース１０２を介して上記
ホスト機器に転送する（ＳＲ５）。

【００５７】上記動作により、ホスト機器からあるデー
タＣの読み取り要求が送られてきた場合、そのデータＣ
（該当データＣ）のみならずそのデータＣの関連パリテ
ィデータＰも読み取られ、それらのデータがキャッシュ
メモリ１０４に格納された後、該当データのみが上記ホ
スト機器に転送される。

【００５８】続いて、図５のフローチャートを参照しな
がら、ホスト機器からデータの書き込み要求（ＷＲＩＴ
Ｅ要求）が送られてきた場合のマイクロプロセッサ１０
１の動作を説明する。

【００５９】マイクロプロセッサ１０１は、ホストイン
タフェース１０２を介してデータの書き込み要求（ＷＲ
ＩＴＥコマンド）を受け取ると、まず新規データの書き
込みであるか否かを判別する（ＳＷ１）。

【００６０】そして、マイクロプロセッサ１０１は新規
データの書き込みであると判別すると（ＹＥＳ）、次に
その新規データの関連パリティデータがキャッシュメモ
リ１０４内部に格納されているか否かを判別する（ＳＷ
２）。

【００６１】そして、マイクロプロセッサ１０１は、上
記新規データに対応する関連パリティデータがキャッシ
ュメモリ１０４内に格納されている場合には（ＹＥ
Ｓ），上記新規データをパリティ生成部１０３へ転送し
た後（ＳＷ３）キャッシュメモリ１０４から上記関連パ
リティデータを読み出しパリティ生成部１０３へ転送す
る（ＳＷ４）。

【００６２】パリティ生成部１０３は、上述のようにし
て入力される新規データと関連パリティデータ（旧パリ
ティデータ）を基に、所定の論理演算を行い、新パリテ
ィデータを生成する（ＳＷ８）。

【００６３】続いて、マイクロプロセッサ１０１は、パ
リティ生成部１０３から上記新パリティデータを入力
し、上記新規データと上記新パリティデータをそれぞれ
に対応する該当ディスクコントローラＣＮＴＬ_j （ｊ≠
ｉ，ｊ＝１，２・・・ｎ）を介して、該当ドライブｄｒ
_i ，ｄｒ_j に装着さているディスクの当該領域に書き込
む（ＳＷ９）。

【００６４】上記動作により、ホスト機器から新規デー
タの書き込み要求があった場合、その新規データに対応
する関連パリティデータがキャッシュメモリ１０４内に
格納されていた場合には、従来のようにその関連パリテ
ィデータを該当ドライブから読み出すことなく、キャッ
シュメモリ１０４からその関連パリティデータを読み出
して新パリティデータを生成できる。

【００６５】一方、マイクロプロセッサ１０１は、上記
処理ＳＷ２で上記新規データの上記関連パリティデータ
がキャッシュメモリ１０４内に無い場合には、上記新規
データをパリティ生成部１０３へ転送した後（ＳＷ
５）、該当ディスクコントローラＣＮＴＬ_j （ｊ＝１，
２・・・ｎ）を介し該当ドライブｄｒ_j （ｊ＝１，２・
・・ｎ）から上記関連パリティデータを読み出し（ＳＷ
６）、その関連パリティデータをパリティ生成部１０３
に転送する（ＳＷ７）。

【００６６】続いて、パリティ生成部１０３及びマイク
ロプロセッサ１０１により、それぞれ上記処理ＳＷ８，
ＳＷ９が行われ、マイクロプロセッサ１０１は上記新規
データとパリティ生成部１０３により生成された新パリ
ティデータＰ′を、それぞれの当該ドライブの当該ディ
スクの該当セクタに書き込む。

【００６７】上記動作により、ホスト機器から新規デー
タの書き込み要求があった場合、その新規データに対応
する関連パリティデータがキャッシュメモリ１０４内に
格納されていない場合には、上記関連パリティデータを
該当ドライブから読み出して新パリティデータを生成す
る。

【００６８】また、マイクロプロセッサ１０１は、上記
処理ＳＷ１でホスト機器が書き込みを要求するデータが
新規データでないと判断すると、次にその書き込み要求
データが更新データＣ′であるか否かを判別する（ＳＷ
１０）。

【００６９】そして、マイクロプロセッサ１０１は、上
記書き込み要求データが更新データＣ′であると判断す
ると、続いて、その更新データＣ′をパリティ生成部１
０３に転送する（ＳＷ１１）。

【００７０】続いて、マイクロプロセッサ１０１は、上
記更新データＣ′に更新されるべき旧データＣとその旧
データＣに対応する関連パリティデータＰ（以後、旧パ
リティデータＰと表現する）がキャッシュメモリ１０４
内に格納されているか否かを調べ（ＳＷ１２）、それら
のデータが共にキャッシュメモリ１０４内に格納されて
いる場合には、それらのデータ（旧データＣと旧パリテ
ィデータＰ）をキャッシュメモリ１０４から読み出しパ
リティ生成部１０３へ転送する（ＳＷ１３）。

【００７１】パリティ生成部１０３は、上記旧データＣ
と上記旧パリティデータＰを入力すると、それらのデー
タと既に入力している更新データＣ′とを用いて前記式
（１）の論理演算を行い新パリティデータＰ′を生成す
る（ＳＷ１６）。

【００７２】マイクロプロセッサ１０１は、パリティ生
成部１０３から上記新パリティデータＰ′を入力し、上
記更新データＣ′と上記新パリティデータＰ′を、それ
ぞれの該当ドライブコントローラＣＮＴＬ_i （ｉ＝１，
２，・・・ｎ），該当ドライブコントローラＣＮＴＬ_j
（ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２・・・ｎ）を介して、該当ドライ
ブｄｒ_i ，ｄｒ_j の該当ディスクの該当セクタに書き込
む（ＳＷ１７）。

【００７３】上記動作により、ホスト機器から更新デー
タＣ′の書き込み要求があった場合、その更新データ
Ｃ′に更新されるべき旧データＣとその旧データＣに対
応する旧パリティデータＰが共にキャッシュメモリ１０
４内に格納されている場合には、従来のようにそれぞれ
の該当ドライブから旧データＣ並びに旧パリティデータ
Ｐを読み出す処理を行うことなく、それらのデータをキ
ャッシュメモリ１０４から読み出して新パリティデータ
Ｐ′を生成することができる。

【００７４】一方、マイクロプロセッサ１０１は、前記
処理ＳＷ１２において上記旧データＣ及び上記パリティ
データＰが共にキャッシュメモリ１０４内に無いことを
知ると（ＮＯ）、上記旧データＣ、上記旧パリティデー
タＰを、それぞれの該当ディスクコントローラＣＮＴＬ
_i （ｉ＝１，２，・・・ｎ），ＣＮＴＬ_j （ｊ≠ｉ，ｊ
＝１，２・・・ｎ）を介して、該当ドライブｄｒ_i ，ｄ
ｒ_j から読み出し（ＳＷ１４）、それらのデータ（上記
旧データＣと上記旧パリティデータＰ）をパリティ生成
部１０３へ転送する（ＳＷ１５）。

【００７５】そして、以後、パリティ生成部１０３とマ
イクロプロセッサ１０１が、それぞれ前記処理ＳＷ１
６，ＳＷ１７を行い、マイクロプロセッサ１０１は上記
更新データＣ′と上記新パリティデータＰ′をそれぞれ
の該当ドライブｄｒ_i ，ｄｒ_jの該当ディスクの該当セ
クタに書き込む。

【００７６】上記動作により、ホスト機器から書き込み
要求があった更新データＣ′に更新されるべき旧データ
Ｃとその旧データＣに対応する旧パリティデータＰがキ
ャッシュメモリ１０４に格納されていない場合には、従
来と同様にして上記旧データＣと上記旧パリティデータ
Ｐが、それぞれの該当ドライブから読み出されて、新パ
リティデータＰ′が生成される。

【００７７】尚、マイクロプロセッサ１０１は、書き込
み要求のあったデータが新規データまたは更新データ
Ｃ′のいずれでも無い場合には直ちに処理を終了する。
このように、本実施例においては、図６の模式的なタイ
ミングチャートに示すように、ホスト機器から更新デー
タＣ′の書き込み要求（ＷＲＩＴＥ要求）があった場
合、キャッシュメモリ１０４内にその更新データＣ′に
更新されるべき旧データＣとその旧データＣに対応する
旧パリティデータが格納されていれば、それらのデータ
を該当ドライブから読み出すことなく、ドライブｄｒ_i
（ｉ＝１，２，・・・ｎ）に比べてアクセス速度がはる
かに速いキャッシュメモリ１０４から読み出してパリテ
ィ生成部１０３に転送するので、ホスト機器から更新デ
ータＣ′の書き込み要求（ＷＲＩＴＥ要求）を受けてか
ら新パリティデータＰ′が生成されるまでの時間ＴＰ
_NEW を、従来よりも著しく短縮することができる（ＴＰ
_NEW ＜ＴＰ_OLD ；図６及び図１０を比較参照）。

【００７８】また、本実施例では、ホスト機器からのデ
ータ読み取り要求（ＲＥＡＤ要求）に応じて該当ドライ
ブｄｒ_i （ｉ＝１，２，・・・ｎ）から該当データを読
み出す際に、該当データのみならずその該当データに対
応する関連パリティデータもキャッシュメモリ１０４に
格納するようにしているので、データの更新時にキャッ
シュメモリ１０４内に更新データＣ′に更新されるべき
旧データＣとその旧データＣに対応する旧パリティデー
タＰが存在する確率（ヒット率）は非常に高くなる。何
故ならば、ホスト機器から読み出し要求のあったデータ
はほとんどの場合、続いてデータの更新が行われるから
である。

【００７９】したがって、本実施例においては、データ
更新処理の際のオーバーヘッドを著しく減少することが
でき、従来よりも更新データＣ′の書き込みを高速に行
うことができる。

【００８０】また、新規データの書き込みにおいても、
そのデータに関連するパリティデータがキャッシュメモ
リ１０４内に格納されている場合、新パリティデータを
従来よりも早く生成できるので新規データの書き込みも
従来よりも高速に行うことができる。

【００８１】さらに、本実施例においては、各ドライブ
ｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，・・・ｄｒ_n から該当データを読み出
す際に、その該当データに対応する関連パリティデータ
も同時に読み出して、それらのデータをキャッシュメモ
リ１０４に格納するので、キャッシュメモリ１０４内に
は常に最新のデータ並びに最新のパリティデータが格納
される。

【００８２】ところで、上記実施例において、キャッシ
ュメモリ１０４に格納する該当データの単位は、各ドラ
イブｄｒ₁ ，ｄｒ₂ ，・・・ｄｒ_n に装着されたディス
クに対する物理的なデータの書き込み／読み出しの最小
単位であるセクタであってもよいし、各ドライブｄ
ｒ₁ ，ｄｒ₂ ，・・・ｄｒ_n における物理的な入出力単
位であるブロック転送に適した１個または複数のセクタ
から成るブロックであっても良い。また、さらに、上記
データの単位はファイルであってもよいし、またそのフ
ァイルを構成する所定長のレコードであってもよい。ま
た、この場合、上記該当データに付随してキャッシュメ
モリ１０４に格納されるパリティデータの単位も、上記
該当データと同一となる。

【００８３】また、上記実施例においては、ホスト機器
からデータの読み出し要求がある毎にドライブｄｒ₁ ，
ｄｒ₂ ，・・・ｄｒ_n から読み出した該当データ及びそ
れに対応する関連パリティデータをキャッシュメモリ１
０４に格納するようにしているが、キャッシュメモリ１
０４への上記各データの格納は、上記タイミングに限定
されるものではなく、各システムに応じた最適なタイミ
ングを選択することができる。したがって、例えば、最
初のデータ更新が行われた後以降、または所定回数以上
データの更新が連続した後以降とか、各種タイミングが
適用できる。

【００８４】さらに、キャッシュメモリ１０４の容量も
各システムに応じた最適な容量に設定してよい。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データの読み取り要求時に該当読み出しデータとそのデ
ータに関連するパリティデータとをドライブ（ディスク
・ドライブ）よりもアクセスが高速な記憶手段に先読み
して格納するようにしたので、データ更新時に更新デー
タに更新されるべき旧データとその旧データに関連する
パリティデータ（旧パリティデータ）が上記記憶手段に
格納されている確率（ヒット率）が高くなる。従って、
この結果、新たなパリティデータを生成するのに要する
処理時間を従来よりも大幅に短縮することが可能となる
ため、データの更新処理を従来よりも高速に実行するこ
とができる。そして、このことにより、複数ドライブか
らの同時読み出しが可能なＲＡＩＤ４，ＲＡＩＤ５の規
格に準拠した従来のディスクアレイ装置の欠点であった
データ更新処理におけるオーバヘッドの専有率を著しく
減少することができ、データの入力性能を従来よりも著
しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例のシステム構成図である。

【図３】上記一実施例の動作を説明する模式図である。

【図４】ホスト機器からデータ読み取り要求があった場
合のマイクロプロセッサの動作を説明するフローチャー
トである。

【図５】ホスト機器からデータ書き込み要求があった場
合のマイクロプロセッサの動作を説明するフローチャー
トである。

【図６】上記、一実施例におけるデータ更新処理動作の
タイミングチャートである。

【図７】ＲＡＩＤ４のデータ格納方式の一例を示す図で
ある。

【図８】ＲＡＩＤ５のデータ格納方式の一例を示す図で
ある。

【図９】従来のＲＡＩＤ４，ＲＡＩＤ５に準拠したディ
スクアレイ装置におけるデータ更新処理の動作の一例を
説明する模式図である。

【図１０】従来のＲＡＩＤ４，ＲＡＩＤ５の規格に準拠
したディスクアレイ装置におけるデータ更新処理動作の
タイミングチャートである。

【符号の説明】 １−１，１−２，・・・１−Ｎ ドライブ ２−１，２−２，・・・２−Ｎ ディスク制御装置 ３ データ読み出し手
段 ４ 記憶手段 ５ パリティデータ生
成手段 ６ データ書き込み手
段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくも１台のランダムアクセス可能な
   ディスク装置を有するドライブ（１−１），（１−
   ２），・・・（１−Ｎ）が複数個アレイ状に配置され、
   それらの各ドライブ（１−１），（１−２），・・・
   （１−Ｎ）に対するデータの入出力制御を行うディスク
   制御装置（２−１），（２−２），・・・（２−Ｎ）
   が、それらの各ドライブ（１−１），（１−２），・・
   ・（１−Ｎ）毎に個別に設けられたディスクアレイ装置
   において、 ホスト機器からデータの読み出し要求が送られてきたと
   きに、該当ディスク制御装置（２−ｉ；ｉ＝１，２，・
   ・・Ｎ），（２−ｊ；ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２，・・・Ｎ）
   を介して、該当ドライブ（１−ｉ；ｉ＝１，２，・・・
   Ｎ），（１−ｊ；ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２，・・・Ｎ）から
   読み出し要求のあった該当データとその該当データに係
   わる関連パリティデータとを読み出すデータ読み出し手
   段（３）と、 該データ読み出し手段（３）により読み出された上記該
   当データと上記関連パリティデータを記憶する記憶手段
   （４）と、 前記ホスト機器から上記該当データに対する更新データ
   の書き込み要求が送られてきたときに、前記記憶手段
   （４）から上記該当データと上記関連パリティデータと
   を入力し、上記該当データ、前記読み出し手段（３）か
   ら入力する上記更新データ、及び上記関連パリティデー
   タとから上記更新データに係わる新パリティデータを生
   成するパリティデータ生成手段（５）と、 該パリティデータ生成手段（５）により生成された上記
   新パリティデータと上記更新データとを、それぞれのデ
   ータに対応する該当ディスク制御装置（２−ｉ；ｉ＝
   １，２，・・・Ｎ），（２−ｊ；ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２，
   ・・・Ｎ）を介して、それぞれのデータに対応する該当
   ドライブ（１−ｉ；ｉ＝１，２，・・・Ｎ），（１−
   ｊ；ｊ≠ｉ；ｊ＝１，２，・・・Ｎ）の該当ディスクの
   該当領域に書き込むデータ書き込み手段（６）と、 を備えたことを特徴とするディスクアレイ装置。