JPH08171462A - ディスクアレイ装置のパリティ情報格納方法 - Google Patents

ディスクアレイ装置のパリティ情報格納方法

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JPH08171462A
JPH08171462A JP6334185A JP33418594A JPH08171462A JP H08171462 A JPH08171462 A JP H08171462A JP 6334185 A JP6334185 A JP 6334185A JP 33418594 A JP33418594 A JP 33418594A JP H08171462 A JPH08171462 A JP H08171462A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
disk
parity
message
parity information
Prior art date
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Pending
Application number
JP6334185A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Kishimura
剛 岸村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mutoh Industries Ltd
Original Assignee
Mutoh Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mutoh Industries Ltd filed Critical Mutoh Industries Ltd
Priority to JP6334185A priority Critical patent/JPH08171462A/ja
Publication of JPH08171462A publication Critical patent/JPH08171462A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大量データの扱いを効率よく行うことが可能
で、且つデータ書込みプログラム作成を容易にするディ
スクアレイ装置のパリティ情報格納方法を提供する。 【構成】 複数台のディスク装置HDD0〜HDDnに
データを分散して格納すると共に、パリティ情報を分散
して格納するディスクアレイ装置において、パリティ情
報P0〜Pnをディスク装置HDD0〜HDDnの同じ
セクタアドレスnに格納するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数台のディスク装置
を配置して、これらにデータを分散させて格納するディ
スクアレイ装置に係り、特にそのパリティ情報格納方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】大量のデータを複数台の小型ディスク装
置に分散して記憶し、これらのディスク装置にアクセス
するディスクアレイ装置として、RAID(Redundant
Arraysof Inexpensive Disks )が知られている。RA
IDには1から5までのレベルがあり、2〜4のレベル
では、一部のディスクを除く他のディスクにデータを分
散して記憶し、残りのディスクにエラー訂正用のハミン
グ・コード又はパリティ情報を記憶する。レベル5のR
AIDでは、パリティ情報を全てのディスクに分散して
記憶する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来提案されているレ
ベル5のRAIDでは、パリティ情報は各ディスクの順
次異なるセクタアドレスに記憶するようになっている。
この様なパリティ情報の格納法では、1度に読み出すデ
ータ量が多い場合には、パリティ情報が格納されたセク
タアドレスを挟んでアクセス動作を分割しなければなら
ないことが多く、読み出し効率が悪くなる。また各ディ
スクでパリティ情報を記憶するセクタアドレスが異なる
ことは、データ書込みプログラムの作成を難しくする。
【0004】本発明は、この様な事情を考慮してなされ
たもので、大量データの扱いを効率よく行うことが可能
で、且つデータ書込みプログラム作成を容易にするディ
スクアレイ装置のパリティ情報格納方法を提供すること
を目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数台のディ
スク装置にデータを分散して格納すると共に、エラー訂
正用のパリティ情報を前記複数台のディスク装置に分散
して格納するディスクアレイ装置において、前記パリテ
ィ情報を前記複数台のディスク装置の同じセクタアドレ
スに格納することを特徴としている。
【0006】
【作用】本発明によると、パリティ情報を複数台のディ
スクの同じセクタアドレスに記憶することによって、1
度に読み出すデータ量が大きい場合にも、パリティ情報
が記憶されたセクタアドレスを間に挟むことなく連続し
て読み出し得る確率が高くなり、効率的な読み出し動作
が可能になる。またパリティ情報が複数台のディスクの
同じセクタアドレスに記憶されるため、プログラム作成
も容易になる。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図1は本発明の一実施例のディスクアレイ装置
の構成を示す。この装置は、複数台のディスク装置HD
D0〜HDDnにデータを分散して記憶するもので、各
ディスク装置HDD0〜HDDnにはディスクアクセス
手段としてデータトラムDT0〜DTnがそれぞれ接続
されている。これらのデータトラムDT0〜DTnは、
並列データ転送可能な通信プロセッサからなる。また、
図示しないホストコンピュータに対してアクセスするデ
ータ転送手段として、マネージャトラムMTが設けられ
ている。このマネージャトラムMTもデータトラムDT
0〜DTnと同様の通信プロセッサからなる。
【0008】ディスク装置HDD0〜HDDnへのデー
タ書込み時は、マネージャトラムMTがホストコンピュ
ータからのコマンド及びデータを受信して、データ分割
及びパリティ情報の生成を行い、データトラムDT0〜
DTnを介してディスク装置HDD0〜HDDnに分割
データ及びパリティ情報を格納する。この実施例の装置
は、レベル5のRAIDであって、パリティ情報につい
ても全てのディスク装置HDD0〜HDDnに分散させ
て格納する。
【0009】図2は、この実施例でのディスク装置HD
D0〜HDDnへのデータ及びパリティ情報の格納法を
示す。パリティ情報は、各ディスク装置HDD0〜HD
Dnの同じセクタアドレス、図2の場合セクタアドレス
nにP0〜Pnとして格納される。パリティ情報の生成
及び格納法を簡単に説明すれば、ディスク装置HDD0
からHDDn−1までのそれぞれセクタアドレス0に分
割して格納されるデータD0からDn−1までの排他的
論理和をとって、これをパリティ情報Pnとしてディス
ク装置HDDnのセクタアドレスnに格納する。ディス
ク装置HDDnのセクタアドレス0から、ディスク装置
HDD0〜HDDn−2のセクタアドレス1に格納され
るデータDnからD2n−1までの排他的論理和をとっ
て、これをパリティ情報Pn−1としてディスク装置H
DDn−1のセクタアドレスnに格納する。
【0010】以下同様にして、n個のディスク装置に分
散記憶されるデータの排他的論理和によりパリティ情報
を生成して、これを残りのディスク装置のセクタアドレ
スnに格納する。したがってセクタアドレス0〜nに限
って言えば、データxに関するパリティ情報は、最初の
ディスク装置HDD0から数えて、n−1−x/(n−
1)番目のディスク装置のセクタアドレスnに格納され
ることになる。
【0011】次に、より具体的にデータ格納法を説明す
る。いま、ディスクの台数をDS(3以上の自然数)、
パリティ格納の階層をRn(=2n,nは0以上の整
数)とする。Rn=16であれば、パリティデータは1
6ブロック連続したところに格納される。ホストコンピ
ュータから見たディスクアレイ装置の論理アドレスをグ
ローバルアドレスGA(0以上の整数)、各ディスクの
論理アドレスをローカルアドレスLA(0以上の整数)
とする。またディスクの番号をDn(0≦Dn≦Ds−
1)、パリティデータを格納するディスクの番号をPD
n(0≦PDn≦Ds−1)、パリティデータを格納す
るアドレスをPLAとおく。
【0012】いま、GA0=(Ds−1)で割り切れる
値、GAs=GA0+DS−2とし、GAを、GA0≦
GA≦GASとすると、グローバルアドレスGAのデー
タを格納するディスクの番号は、 Dn=GA%DS であり、上記データの格納されるローカルアドレスLA
は、 LA=((GA/(DS*(DS−1)*Rn))*
((DS−1)*Rn+Rn))+((GA%(DS*
(DS−1)*Rn))/DS) である。
【0013】また、上記データが関連するパリティデー
タを格納するディスク番号PDnは、 PDn=(DS−1)−(((((LA%((DS−
1)*Rn+Rn))%(DS−1))%DS)*DS
+Dn)/(DS−1) であり、格納するパリティデータのアドレスPLAは、 PLA=((LA%((DS−1)*Rn+Rn))/
(DS−1))+((LA/((DS−1)*Rn+R
n))*((DS−1)*Rn+Rn))+((DS−
1)*Rn) である。
【0014】以上のような方法で、グローバルアドレス
GA0〜GAsのデータDATAGA0 〜DATAGAs
排他的論理和をとってパリティデータを生成し、ディス
ク番号PDnのパリティアドレス番号PLAに格納す
る。図3及び図4は、ハードウェア構成上でのリード及
びライト動作略図を示している。
【0015】リード動作は、図3に示すように、ホス
トコンピュータがグローバルアドレス及びブロックサイ
ズをホストサイドマネージャ(図1のマネージャトラム
に相当)に指定し、ホストサイドマネージャは同様の
メッセージをディスクサイドマネージャ(図1のデータ
トラムに相当)に送る。ディスクサイドマネージャは
グローバルアドレスをローカルアドレスに変換し、ブロ
ックサイズを自ディスク分のブロックサイズに変換し
て、リードコマンドを送信する。そして、ディスク
サイドマネージャは、ディスクからのデータを受信し、
これをホストサイドマネージャに送信し、ホストサ
イドマネージャはこれをホストコンピュータに送信す
る。
【0016】ライト動作は、図4に示すように、ホス
トコンピュータがグローバルアドレス及びブロックサイ
ズをホストサイドマネージャに指定し、ホストサイド
マネージャは同様のメッセージをディスクサイドマネー
ジャに送る。ディスクサイドマネージャではそのデー
タを受信して、パリティデータを格納するディスク番号
PDnを求める。これと同時に、ホストサイドマネージ
ャはデータを受信し、これをディスクサイドマネージ
ャに送信する。
【0017】ディスクサイドマネージャは、ディスク
にライトコマンドを送信すると同時に、パリティデータ
を別の対応ディスクサイドマネージャに送信し、次い
でディスクにデータ送信している間、同時に他方の対応
ディスクサイドマネージャでは、送られたデータからパ
リティデータのアドレスPLAを求め、排他的論理和
をとってパリティデータを生成し、ディスクにライト
コマンドを送信して、データ送信を行う。
【0018】図5及び図6は、上述のリード及びライト
動作をタスク間のメッセージ・フローで示したものであ
る。具体的に各タスクとタスク内のリード/ライトのフ
ロー説明すれば、次のようになる。HOST MAIN
は、ホストコンピュータとのインターフェースを司り、
ホストコンピュータからのコマンド命令を処理する。H
OST TRANCEIVERは、HOST MAIN
からのリード/ライトメッセージに対して各ディスクサ
イドのDISK MAINにリード/ライトメッセージ
送信や、データの集配・分配を行う。HOST WRI
TERは、ライト時において全DISK MAINより
send flushメッセージを受信した後、全DI
SK MAINにデータ書込みOKのflushメツセ
ージを送信する。DISK MAINはデータ処理タス
ク、DISK PARITYはパリティデータ生成タス
ク、DISK SCSIは、ディスクとのインターフェ
ースを司るタスクである。
【0019】HOST MAINのwrite動作フロ
ーは、次のようになる。 1.ホストコンピュータからのwriteコマンド解
析。 2.HOST TRANCEIVERにwriteコマ
ンドの内容をwriteメツセージとして送信。 3.HOST TRANCEIVERからの受信可能デ
ータブロックサイズ(request dataメッセ
ージ)待ち。 4.上記メッセージ受信後、ホストコンピュータからデ
ータ受信。 5.1ブロックデータ受信毎にHOST TRANCE
IVERにstoreメッセージとして送信。 6.受信可能データブロック分データ受信後、ホストコ
ンピュータから全データブロック受信完了であれば、ス
テップ7に、そうでなければステップ3に戻る。 7.writeコマンド処理終了。
【0020】HOST MAINのread動作フロー
は、次のようになる。 1.ホストコンピュータからのreadコマンド解析。 2.HOST TRANCEIVERにreadコマン
ドの内容をreadメツセージとして送信。 3.HOST TRANCEIVERからの1ブロック
データメッセージ(send hostメッセージ)待
ち。 4.上記メッセージ受信後、ホストコンピュータにデー
タ送信。 5.全データ送信であれば、ステップ6に、そうでなけ
ればステップ3に戻る。 6.readコマンド処理終了。
【0021】HOST TRANCEIVERのwri
te動作フローは、次のようになる。 1.HOST MAINからのwriteメツセージの
内容を解析。 2.各ディスクサイドのDISK MAINにwrit
eメツセージと同じ内容をdo writeメツセージ
として送信。 3.データ受信可能ブロックサイズ算出後、reque
st dataメツセージとしてHOST MAINに
送信。 4.終了。
【0022】HOST TRANCEIVERのsto
re動作フローは、次のようになる。 1.HOST MAINからのstoreメツセージの
データを格納するディスクに該当するDISK MAI
Nからsendメッセージを受け取っていれば、sto
reメッセージとしてそのDISK MAINに送信。
受け取っていなければ、保存。 2.終了。
【0023】HOST TRANCEIVERのsen
d動作フローは、次のようになる。 1.sendメッセージを送信したDISK MAIN
に該当するデータが保存されていれば、そのデータをs
toreメッセージとしてまとめて、そのDISK M
AINに送信。 2.終了。
【0024】HOST TRANCEIVERのrea
d動作フローは、次のようになる。 1.HOST MAINからのreadメツセージの内
容を解析。 2.各ディスクサイドのDISK MAINにread
メツセージと同じ内容をdo readメツセージとし
て送信。 3.DISK MAINから1ブロックデータのsen
d hostメッセージ待ち。 4.上記メッセージ受信後、HOST MAINに送信
できるデータであれば、send hostメッセージ
として送信。そうでなければ、保存。 5.HOST MAINに送信したデータを格納するデ
ィスクサイドのDISKMAINにまだデータを要求す
る必要があれば、そのDISK MAINに1ブロック
データ要求のsend dataメッセージ送信。 6.全データをHOST MAINに送信完了で終了。
そうでなければステップ7に。 7.次にHOST MAINに送るべきデータが保存さ
れていれば、これを送信してステップ5に移る。保存さ
れていなければ、ステップ4に戻る。
【0025】DISK MAINのdo write動
作フローは次のようになる。 1.HOST TRANCEIVERにデータ要求のs
endメッセージ送信。 2.HOST TRANCEIVERからのdo wr
iteメッセージ解析。 3.パリティデータ生成の為のデータ読み込みが必要な
場合、DISK SCSIにread for wri
teメッセージを送信。必要でない場合、HOST W
RITERにsend flushメッセージ送信。 4.終了。
【0026】DISK MAINのstore動作フロ
ーは次のようになる。 1.HOST TRANCEIVERからのsendメ
ッセージ解析。ホストコンピュータからのグローバルア
ドレスを自ディスクのローカルアドレスに変換。 2.storeメッセージのデータのパリティを司るD
ISK PARITYにstoreメッセージのデータ
をmake parityメッセージとして送信。 3.HOST WRITERからflushメッセージ
を受信していれば、DISK SCSIにstoreメ
ッセージのデータをwriteメッセージとして送信。
そうでなければ保存。 4.終了。
【0027】DISK MAINのdo reply
of read for write動作フローは次の
ようになる。 1.受信したdo reply of read fo
r writeメッセージのデータのパリティを司るD
ISK PARITY にmake parityメッ
セージに変換して送信。 2.パリティ生成のためのデータ読み込みが終了した場
合、HOST WRITERにsend flushメ
ツセージ送信。 3.終了。
【0028】DISK MAINのflush動作は、
保存してある書込みデータがあれば、DISK SCS
Iにwriteメッセージとして送信する。DISK
MAINのdo read動作フローは次のようにな
る。 1.HOST TRANCEIVERからのdo re
adメッセージ解析。 2.DISK SCSIにreadメッセージ送信。 3.HOST TRANCEIVERからのデータ要求
フラグセット。 4.終了。
【0029】DISK MAINのdo reply
of read動作フローは次のようになる。 1.HOST TRANCEIVERからのデータ要求
フラグがセットされていれば、1ブロックデータをse
nd hostメッセージとしてHOST TRANC
EIVERに送信してデータ要求フラグをリセット。デ
ータ要求フラグがセットされていなければ、保存。 2.終了。
【0030】DISK MAINのsend data
動作フローは次のようになる。 1.保存されているデータがあれば、send hos
tメッセージとして送信。なければデータ要求フラグを
セット。 2.終了。
【0031】DISK PARITY のmake p
arity動作フローは次のようになる。 1.make parityメッセージを解析。 2.該当するデータが保存されていなければ、保存して
終了。保存されていれば、ステップ3に移る。 3.保存データとmake parityメッセージの
データの排他的論理和計算を行う。 4.パリティデータ生成完了であれば、DISK SC
SIにwriteメッセージとして送信。そうでなけれ
ば保存。 5.終了。
【0032】この実施例によると、パリティ情報を分散
させることによりパリティ情報書換えの負担が全てのデ
ィスク装置について等しくなり、これにより、 (1)ホストコンピュータからのディスクアレイ装置に
対するデータのリード/ライト動作において、特に大量
データを扱う場合に、従来方式より効率が向上する。 (2)取扱いの異なる通常データとパリティデータの書
込み処理を独立してプログラム記述することができるた
め、夫々の書込み方式が区別可能で且つ、プログラムを
簡潔に作成することができる。
【0033】より具体的に上記(1)の効果を、図7を
参照して説明する。図7は、具体的に5台のディスク装
置の場合に、それぞれの同じセクタアドレスにパリティ
情報を記憶した実施例と、それぞれの順次異なるセクタ
アドレスにパリテイ情報を記憶した従来例を示してい
る。いまホストコンピュータからデータ0〜19までの
読み出し要求があったとする。従来方式の場合ディスク
HDD1,HDD2,HDD3では、データ部分の間に
パリティデータが挟まる。この場合、リード動作として
は次のような方式が考えられる。
【0034】(a)パリティデータを一緒に読み込んで
1回のリード動作で済ませる。例えば、HDD1に対し
ては、論理アドレス0から5ブロックのリードを一緒に
行う。 (b)データ部分だけを読む。従ってリード動作は2回
となる。例えばHDD1に対しては、論理アドレス0か
ら3ブロック、論理アドレス4から1ブロックの2回の
リード動作となる。
【0035】これに対して、図7の実施例のパリティデ
ータ格納法では、同じようなデータ読み出し要求があっ
た場合、データ部分にパリティデータが挟まることはな
い。従って上記(a)に比べて、パリティデータを読む
時間が省ける。(b)に対しては、リードの動作回数が
1/2となるため、効率がよい。
【0036】次に上記(2)の効果について補足すれ
ば、データとパリティデータの書込み処理を独立させて
プログラム記述すると、プログラム仕様の変更が容易で
ある。また、データとパリティデータの書込み処理を独
立させると、例えばデータの書込みの場合はライトスル
ー方式、パリティデータ書込みの場合はライトバック方
式といった区別が可能になる。このときパリティデータ
が連続するアドレスに格納されていれば、従来方式に比
べてパリティデータ書込みの動作回数が減り、効率向上
が可能になる。
【0037】本発明は上記実施例に限られない。図8
(a)〜(c)は他の実施例のパリティ情報格納法を示
している。図中斜線部がパリティ情報格納部である。図
8(a)は、一つのディスク装置に着目するとパリティ
情報を複数のセクタアドレスに分散させて格納するが、
ディスク装置相互間で見ると全て同じセクタアドレスに
パリティ情報を格納したものである。図8(b)は、図
8(a)の方式を拡張したもので、ディスク装置内でパ
リティ情報格納部を隣接する複数のセクタアドレスに割
り当てたものである。図8(c)は更に、各ディスク装
置の一箇所、例えばセクタアドレスの最後端部にパリテ
ィ情報格納部をまとめて配置したものである。
【0038】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、パリ
ティ情報を複数台のディスクの同じセクタアドレスに記
憶することによって、特に1度に読み出すデータ量が大
きい場合に効率的な読み出しが可能になり、またプログ
ラム作成も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例のディスクアレイ装置の構
成を示す。
【図2】 同実施例のデータ及びパリティ情報格納法を
示す。
【図3】 同実施例のハードウェア上でのリード動作を
示す。
【図4】 同実施例のハードウェア上でのライト動作を
示す。
【図5】 同実施例のソフトウェア上でのリード動作を
示す。
【図6】 同実施例のソフトウェア上でのライト動作を
示す。
【図7】 実施例と従来例のパリテイ情報格納法を比較
して示す。
【図8】 他の実施例のパリティ情報格納法を示す。
【符号の説明】
HDD0〜HDDn…ディスク装置、DT0〜DTn…
データトラム、MT…マネージャトラム。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数台のディスク装置にデータを分散し
    て格納すると共に、エラー訂正用のパリティ情報を前記
    複数台のディスク装置に分散して格納するディスクアレ
    イ装置において、 前記パリティ情報を前記複数台のディスク装置の同じセ
    クタアドレスに格納することを特徴とするディスクアレ
    イ装置のパリティ情報格納方法。
JP6334185A 1994-12-16 1994-12-16 ディスクアレイ装置のパリティ情報格納方法 Pending JPH08171462A (ja)

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JP6334185A JPH08171462A (ja) 1994-12-16 1994-12-16 ディスクアレイ装置のパリティ情報格納方法

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JP6334185A JPH08171462A (ja) 1994-12-16 1994-12-16 ディスクアレイ装置のパリティ情報格納方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7197617B2 (en) 2003-05-29 2007-03-27 International Business Machines Corporation Process, apparatus, and system for storing data check information using standard sector data field sizes

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7197617B2 (en) 2003-05-29 2007-03-27 International Business Machines Corporation Process, apparatus, and system for storing data check information using standard sector data field sizes

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