JPH09146842A

JPH09146842A - 記憶サブシステム

Info

Publication number: JPH09146842A
Application number: JP7300967A
Authority: JP
Inventors: Rie Kobayashi; 利恵小林; Yoshiko Matsumoto; 佳子松本; Kenji Muraoka; 健司村岡
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1997-06-06
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JP3772369B2

Abstract

(57)【要約】【課題】キャッシュを共有する複数のコントローラ間の
キャシュの排他制御をなくした制御装置を有する記憶サ
ブシステムを提供する。。【解決手段】互いに多重書きされているキャッシュ３
３、４３において、キャッシュ領域を各プロセッサ毎に
分割し、各々のコントローラ３０、４０は、自コントロ
ーラ制御エリアのみにアクセスする。各コントローラが
使用するキャッシュ領域を固定化することにより、プロ
セッサ間の排他制御を不要とし、複数プロセッサ化に伴
う性能劣化を防止することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上位装置からの情
報の入出力要求を制御する制御装置を有する記憶サブシ
ステムに関し、特に、制御装置内のコントローラ及びキ
ャッシュメモリを冗長構成とする記憶サブシステムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】コントローラ及びディスク等の記憶装置
に冗長性を持たせた記憶サブシステムとして、一方の系
が現用系として、他方の系が予備系として稼働する２重
の系で構成される記憶サブシステムがある。

【０００３】特開平４−２１５１４２に記載されている
記憶サブシステムは、現用系のディスク装置の記憶情報
を両系からアクセス可能な共用ディスク装置を介して予
備系のディスク装置に複写すること、あるいは、現用系
コントローラ障害時は、予備系のコントローラによっ
て、現用系のディスク装置の記憶情報を抽出可能とする
ことによって、コントローラ及びディスク装置障害時の
データ保全性の向上を計っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近の市場動向とし
て、記憶装置の高性能化、大容量化、低価格化の要求が
高まっており、ＲＡＩＤの技術が重視されている。ＲＡ
ＩＤの技術を適用した記憶サブシステムにおいては、複
数のディスク装置をアレイ状に構成する。そして、デー
タ書き込み時には、書き込みデータに加えて冗長データ
を書き込みデータを格納したディスク装置とは異なるデ
ィスク装置へ書き込む。アレイ構成内の任意のディスク
装置の故障に対しは、他のディスク装置のデータと前記
冗長データから障害ディスク装置上のデータを修復可能
とすることによって、ディスク装置のデータの保全性の
向上を計っている。

【０００５】しかし、ＲＡＩＤの技術を適用した記憶サ
ブシステムは、データの保全性が向上する反面、上述し
た冗長データ生成／書き込みのために処理時間が増大す
るため、ホストからのＩ／Ｏ処理と同期して冗長データ
の生成／書き込みまでを行うと、ホストからのライト性
能が大幅に劣化する。従って、ＲＡＩＤの技術を適用し
た記憶サブシステムのコントローラには、ライトキャッ
シュが不可欠となっている。

【０００６】ライトキャッシュとは、コントローラ内に
搭載された、データを一時的に書き込むキャッシュであ
り、ホストからのライト要求では、このキャッシュに書
き込みを行った時点で、ホストに終了報告を返す。そし
て、ホストのＩ／Ｏ処理とは非同期に冗長データの生
成、ライトデータ及び冗長データのディスク装置への格
納を行うことにより書き込み処理時の性能低下を防ぐ。
しかし、ライトキャッシュを用いると、データをキャッ
シュ上に書き込んだ時点でホストに終了報告をするた
め、キャッシュ上にディスク装置未反映のホストデータ
が存在する。従って、キャッシュに冗長性がなければ、
キャッシュ障害時に、ユーザデータロストとなる。した
がって、特にデータの高信頼性が強く求められる記憶サ
ブシステムに用いる制御装置では、従来のコントロー
ラ、記憶装置の冗長構成に加え、一般的にキャッシュに
も冗長性を持たせることが行われている。

【０００７】コントローラを多重化した記憶サブシステ
ムにおいて、単にキャッシュを多重化すると、キャッシ
ュ上のデータを複数の制御装置から同時にアクセスする
ことによるデータ整合性矛盾を防ぐためにキャッシュア
クセス時に複数の制御装置からの排他制御が必要にな
る。そして、コントローラを多重化した記憶サブシステ
ムでは、この排他制御により、シングルコントローラの
記憶サブシステムに比べて性能が低下する。

【０００８】本発明の目的は、コントローラの多重化及
びキャッシュの多重化に伴う、プロセッサ間のキャッシ
ュの排他制御を無くし、性能を落とすことなく信頼性を
上げることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による記憶サブシステムは、各プロセッサ毎
に処理担当の論理ボリュームを排他的に決める手段と、
あるプロセッサが受領したホストコンピュータからの要
求が、担当外であった場合は、担当プロセッサに処理要
求を通信する手段と、上記通信を受領したプロセッサ
は、処理結果を要求元プロセッサに通信する手段と、各
プロセッサ毎に、ディレクトリ／データセグメント等の
キャッシュ構成要素を持つ手段と、上記構成要素の状態
をプロセッサの負荷に応じてダイナミックに変更する手
段と、ホストコンピュータからのライトデータを複数の
コントローラ上のキャッシュへ多重書きする手段と、コ
ントローラ障害時には、障害コントローラ内プロセッサ
の持つキャッシュ構成要素の制御権を正常系コントロー
ラ内のプロセッサに切り替える手段と、コントローラ復
旧時には、該制御権を復旧プロセッサに戻す手段と、デ
ィスク装置への書き込み時にキャッシュメモリ障害が発
生した際は、多重書きしている他キャッシュからディス
ク装置に書き込みを行う手段とを有する。

【００１０】上述した手段により、複数のプロセッサ間
で、キャッシュを排他制御することなく複数のコントロ
ーラ上のキャッシュへ多重書きを行うことができ、複数
プロセッサ化に伴う性能低下の発生を防ぎ、性能を落と
すことなく信頼性の向上を計ることができる。

【００１１】また、上述の手段により、キャッシュメモ
リ障害時には、多重書きしている他キャッシュからディ
スク装置への書き込みを行い、データロストを防止でき
る。

【００１２】さらに、上記手段により、コントローラ障
害時には、自動的に、正常系に切り替えて処理続行が可
能であり、また、コントローラ復旧時には、自動的に、
復旧系に処理を戻すことが可能となり、システムの無停
止運用を実現できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の概念図である。

【００１４】図１において、１０、１１はホストコンピ
ュータ、２０はデュアルコントローラ構成をとる制御装
置、５０はディスク装置であり、ディスク装置５０は、
論理ボリューム０と論理ボリューム１の２つの論理ボリ
ュームに分割されている。

【００１５】ホストＡ１０は、制御装置２０内のコント
ローラＡ３０を介して、論理ボリューム０の処理を行っ
ており、ホストＢ１１は、制御装置２０内のコントロー
ラＢ４０を介して、論理ボリューム１の処理を行ってい
る。

【００１６】ここで、コントローラＡ３０には論理ボリ
ューム０が、コントローラＢ４０には論理ボリューム１
が処理担当論理ボリュームとして割当てられている。
又、コントローラ内のキャッシュの領域は、それぞれ、
コントローラＡ用キャッシュ３１、４１、コントローラ
Ｂ用キャッシュ３２、４２に２分割されている。そし
て、コントローラＡ用キャッシュ３１と４１の間で２重
書きを行い、又、コントローラＢ用キャッシュ３２と４
２の間でも２重書きを行う。

【００１７】コントローラＡ３０は、通常、コントロー
ラＡ用キャッシュ３１と４１を用いて、Ｉ／Ｏ処理を行
い、同様に、コントローラＢ４０は、コントローラＢ用
キャッシュ３２と４２を用いて、Ｉ／Ｏ処理を行う。こ
のように、コントローラ毎に使用するキャッシュ領域を
個別に割り当てることにより、コントローラ間の排他制
御を無くし、コントローラ台数増加に伴う性能劣化を防
ぐことができる。

【００１８】また、コントローラＢ４０障害時には、コ
ントローラＢ用キャッシュ３２、４２をコントローラＡ
３０が使用することにより、ホストＡ１０からコントロ
ーラＡ３０を介して、コントローラＢ４０の処理担当で
あった論理ボリューム１への処理を続行させることがで
きる。

【００１９】以下、本発明によるマルチコントローラ構
成の制御装置の１実施例を図面を用いて説明する。

【００２０】図２は、本発明をマルチコントローラ構成
の磁気ディスクアレイサブシステムに適用した場合の構
成図である。

【００２１】図２において、１０００、１１００、１２
００、１３００はデータ処理を行う中央処理装置である
ホストコンピュータ、２０００はマルチコントローラ構
成をとりディスク装置の制御を行う制御装置、７００
０，７１００はホストコンピュータのデータを格納する
ディスク装置である。ここで、制御装置２０００は、ホ
ストバスに直結したスロットに差し込みホスト筐体内に
組み込む場合もあるし、制御装置として独立した筐体に
組み込む場合もあるし、ディスク装置を組み込んだ筐体
として実現する場合もある。また、ディスク装置群７０
００及び７１００は、データディスクとパリティディス
クからなるパリティグループを含んでいる。さらに、デ
ィスク装置群７０００は、論理ボリューム０と論理ボリ
ューム１とに、ディスク装置群７１００は論理ボリュー
ム２と論理ボリューム３とに分割されている。

【００２２】制御装置２０００は、ホストコンピュータ
１０００、１１００とディスク装置７０００間のデータ
転送を制御するコントローラ３０００、４０００及びホ
ストコンピュータ１２００、１３００とディスク装置７
１００間のデータ転送を制御するコントローラ５００
０、６０００より構成される。

【００２３】コントローラ３０００は、ホストコンピュ
ータ１０００とのプロトコル制御を行うホストＩ／Ｆ制
御部３１００、コントローラ全体を制御するマイクロプ
ロセッサ（以下「プロセッサ」という。）３２００、デ
ータの転送を実行するデータ転送制御部３３００、ホス
トコンピュータ１０００とディスク装置７０００のデー
タ転送時及びプロセッサ間通信時に用いられるキャッシ
ュ３４００、各ディスク装置７０００とのプロトコル制
御を行うＤＲＶＩ／Ｆ制御部３５００より構成される。
コントローラ４０００、５０００、６０００はコントロ
ーラ３０００と同一の構成である。

【００２４】プロセッサ３２００は、後述の手段によ
り、あらかじめプロセッサ毎に排他的に割り当てた担当
論理ボリュームの処理を行う。このプロセッサ毎の担当
論理ボリュームの指定は、ホストコンピュータから論理
ボリューム毎の担当プロセッサ指定コマンドを受け取る
ことにより、ダイナミックに設定可能である。このプロ
セッサと担当論理ボリュームとの対応情報は、後述のキ
ャッシュ上の共通メモリ領域３４１０、４４１０に格納
する。

【００２５】データ転送制御部３３００はプロセッサ３
２００からの指示により、ホストコンピュータ１０００
からのライトデータを指定キャッシュに多重書きする機
能を備えている。この実施例の構成では、キャッシュ３
４００とキャッシュ４４００の間で２重書きを行い、ま
た、キャッシュ５４００とキャッシュ６４００の間でも
２重書きを行う。以下、キャッシュ３４００とキャッシ
ュ４４００の２面に２重書きする方式について説明す
る。

【００２６】キャッシュ３４００とキャッシュ４４００
の内容について図３を用いて説明する。尚キャッシュ３
４００とキャッシュ４４００は内部構成が同一であるた
め、キャッシュ３４００を例に説明する。キャッシュ３
４００は、プロセッサ間通信に用いる制御情報を格納し
ている共通メモリ領域３４１０、プロセッサ３２００用
領域３４８０、プロセッサ４２００用領域３４９０より
構成される。

【００２７】プロセッサ３２００用領域３４８０は、ホ
ストコンピュータとディスク装置間のデータ転送時、デ
ータを１次的に格納するデータ格納エリア３４８２、デ
ータ格納エリア３４８２を管理するデータ管理情報３４
８１より構成され、データ格納エリア３４８２に格納す
るライトデータと、このライトデータの管理情報は、キ
ャッシュ４４００内のプロセッサ３２００用領域４４８
０に２重書きを行う。同様に、プロセッサ４２００用領
域３４９０は、プロセッサ４２００により、キャッシュ
４４００内のプロセッサ４２００用領域４４９０のライ
トデータとライトデータの管理情報が２重書きされてい
る。

【００２８】共通メモリ領域３４１０は、論理ボリュー
ム担当プロセッサ情報３４２０、プロセッサ負荷情報３
４３０、多重書き情報３４５０、プロセッサ間コミュニ
ケーションメモリ３４６０より構成され、これらの情報
は全て、データ転送制御部３３００、４３００によっ
て、キャッシュ３４００と４４００に２重書きされてい
る。

【００２９】図３（ｃ）にプロセッサ間コミュニケーシ
ョンメモリの構成を示す。プロセッサ間コミュニケーシ
ョンメモリ３４６０は、プロセッサ３２００、４２０
０、５２００、６２００毎の書き込み用メモり３４６
１、３４６２、３４６３、３４６４より構成される。図
３（ｄ）にプロセッサ書き込み用メモリの構成を示す。
プロセッサ３２００書き込み用メモリ３４６１は、自プ
ロセッサ以外のプロセッサ４２００、５２００、６２０
０への要求用エリア３４７１、３４７２、３４７３と自
プロセッサ以外のプロセッサ４２００、５２００、６２
００からの要求に対する応答用エリア３４７４、３４７
５、３４７６より構成される。プロセッサ４２００、５
２００、６２００書き込み用メモリ３４６２、３４６
３、３４６４の内部構成は、プロセッサ３２００書き込
み用メモリ３４６１と同一構成である。

【００３０】キャッシュ５４００とキャッシュ６４００
との間も、共通メモリ領域を除いて、キャッシュ３４０
０とキャッシュ４４００との間と同様に２重化が行われ
ている。共通メモリ領域は、キャッシュ３４００、４４
００に２重書きされている情報を制御装置内の全プロセ
ッサで共有するため、キャッシュ５４００、６４００に
は存在しない。

【００３１】本発明を実施する制御装置では、コントロ
ーラの増設はコントローラ２台単位で行い、対になった
コントローラのキャッシュ間のみで２重書きを行うとと
もに、ドライブ側のデータバスについても、それぞれの
ディスク装置は対になったコントローラにのみ接続する
ことによりハードウェア構成を簡略化し、ドライブ側デ
ータバス上の競合を回避することが可能となる。

【００３２】次に本実施例における、磁気ディスクサブ
システムでの、ホストコンピュータ１０００からのＩ／
Ｏ処理について図４、図５、図６を用いて説明する。ま
ず最初に、プロセッサ３２００担当論理ボリュームへの
Ｉ／Ｏ処理について説明する。

【００３３】図４は、ホストからのＩ／Ｏ処理を示すフ
ローチャートである。ホストコンピュータ１０００から
の書き込み要求時、プロセッサ３２００は、まず、共通
メモリ領域３４１０内の論理ボリューム担当プロセッサ
情報３４２０によって、処理要求論理ボリュームの担当
プロセッサ情報を取得し、自処理担当論理ボリューム
（ＬＵＮ）への処理かの判定を行い（ステップ９０
２）、自プロセッサ処理担当論理ボリュームへの処理で
あることを認識する。次に、処理種別の判定を行い（ス
テップ９０３）、書き込み処理であることを認識する。
ホストＩ／Ｆ制御部３１００により、書き込み論理デー
タを受領し、データ転送制御部３３００によってキャッ
シュ３４００のコントローラ３０００用領域３４８０と
キャッシュ４４００のコントローラ３０００用領域４４
８０とにその管理情報とともに２重に格納する（ステッ
プ９０４）。そして、この時点でホストコンピュータ１
０００に終了を報告する（ステップ９０５）。

【００３４】図５は、キャッシュ内のデータをディスク
装置に格納する処理を示すフローチャートである。プロ
セッサ３２００は、ホストコンピュータ１０００からの
Ｉ／Ｏ処理とは非同期にプロセッサ３２００用領域３４
８０上のライトデータをデータ転送制御部３３００とＤ
ＲＶＩ／Ｆ制御部３５００によりディスク装置群７０
００に格納する（ステップ９２２）。この際、キャッシ
ュのメモリ障害により読み込みエラーが発生した場合
（ステップ９２３）は、２重化しているプロセッサ３２
００用領域４４８０からディスク装置７０００へ格納す
る（ステップ９２４）ことによりデータ損失を防止する
ことができる。

【００３５】ホストコンピュータ１０００からの読み込
み要求時は、プロセッサ３２００は、上記書き込み処理
同様、自プロセッサ処理担当論理ボリューム（ＬＵＮ）
への処理であることを認識（ステップ９０２）した後、
処理種別の判定を行う（ステップ９０３）。Ｉ／Ｏ処理
が読み込み処理であることを認識すると、データ転送制
御部３３００とＤＲＶＩ／Ｆ制御部３５００によりデ
ータをディスク装置群７０００からキャッシュ３４００
のコントローラ３０００用領域３４８０に格納し（ステ
ップ９０６）、ホストコンピュータに転送する（ステッ
プ９０７）。

【００３６】次にホストコンピュータ１０００からコン
トローラ４０００担当論理ボリュームへのＩ／Ｏ処理に
ついて説明する。

【００３７】ホストコンピュータ１０００からの書き込
み要求時、プロセッサ３２００は、まず、共通メモリ領
域３４１０内の論理ボリューム担当プロセッサ情報３４
２０によって、処理要求論理ボリュームの担当プロセッ
サ情報を取得し、自処理担当論理ボリュームへの処理か
の判定を行い（ステップ９０２）、処理担当外論理ボリ
ュームへの処理であることを認識する。次に、処理種別
の判定を行い（ステップ９０８）、書き込み処理である
ことを認識する。そして、ホストコンピュータ１０００
からの書き込み論理データをキャッシュメモリのコント
ローラ３０００用領域３４８０に格納し、書き込み処理
をこの論理ボリュームの担当であるコントローラ４００
０へ要求する（ステップ９０９）。

【００３８】プロセッサ３２００は、プロセッサ４２０
０に書き込み処理を要求するために、、書き込みデータ
論理アドレス、書き込みデータのキャッシュ上の格納ア
ドレス、データ長及び処理種別情報をデータ転送制御部
３３００により共通メモリ領域３４１０、４４１０内の
プロセッサ３２００書き込み用メモリ内のプロセッサ４
２００への要求用エリアに２重に格納する。ここで、処
理種別情報とは、書き込み処理か読み込み処理かを判断
する情報である。プロセッサ４２００は、例えば１０ｍ
ｓといった一定時間で、共通メモリ領域３４１０、４４
１０の自プロセッサへの要求用エリアを参照にいき、他
プロセッサからの要求を認識する。

【００３９】図６は、プロセッサ３２００からの処理要
求を受信したときのプロセッサ４２００の処理を示すフ
ローチャートである。前述の方法により、プロセッサ３
２００からの要求を認識（ステップ９３１）したプロセ
ッサ４２００は、プロセッサ３２００書き込み用メモリ
内のプロセッサ４２００への要求用エリア内の処理種別
を参照し、書き込み処理要求であることを認識する（ス
テップ９３２）。そして、プロセッサ４２００は、プロ
セッサ３２００書き込み用メモリ内のプロセッサ４２０
０への要求用エリア内の書き込み論理アドレス、書き込
みデータのキャッシュ上の格納アドレス、データ長を取
得し（ステップ９３３）、キャッシュ３４００内の該格
納アドレスからデータ長分の書き込みデータをプロセッ
サ４２００用領域３４９０と４４９０に、その管理情報
である書き込み論理アドレスとデータ長と共に、２重に
格納する（ステップ９３４）。そして、終了情報を共通
メモリ領域３４１０、４４１０内のプロセッサ４２００
書き込み用メモリ内のプロセッサ３２００からの要求に
対する応答用エリアに設定することにより、プロセッサ
３２００に処理終了を通信する（ステップ９３５）。

【００４０】プロセッサ３２００は、プロセッサ４２０
０に対する処理要求後は、プロセッサ４２００書き込み
用メモリ内のプロセッサ３２００からの要求に対する応
答用エリアを参照することにより、プロセッサ４２００
の処理の終了を監視（ステップ９１０）しており（図４
参照）、この処理終了の通信を受けて、ホストコンピュ
ータ１０００に終了を報告する（ステップ９０５）。プ
ロセッサ４２００は、この後、図５に従ってホストＩ／
Ｏ処理とは非同期に、この書き込みデータのディスク装
置７０００への書き込み処理を行う。

【００４１】図４において、ホストコンピュータ１００
０から読み込み要求があったときは、プロセッサ３２０
０は、上記書き込み要求受領時同様、処理担当外論理ボ
リューム（ＬＵＮ）への処理であることを認識した（ス
テップ９０２）後、処理種別の判定を行う（ステップ９
０８）。読み込み処理であることを認識すると、プロセ
ッサ３２００は読み込み要求論理アドレス、読み込みデ
ータのキャッシュ上の格納許可アドレス、データ長、処
理種別情報を共通メモリ領域３４１０、４４１０内のプ
ロセッサ３２００書き込み用メモリ内のプロセッサ４２
００への要求用エリアに格納することにより、該ＬＵＮ
処理担当であるプロセッサ４２００に読み込み要求を通
信する（ステップ９１１）。

【００４２】図６において、プロセッサ３２００からの
要求を認識（ステップ９３１）したプロセッサ４２００
は、共通メモリ領域内の情報により、読み込み処理であ
ることを認識する（ステップ９３２）。そして、共通メ
モリ領域から読み込み要求論理アドレス、読み込みデー
タのキャッシュ上の格納許可アドレス、データ長を取得
する（ステップ９３６）。次に、データをディスク装置
７０００からプロセッサ４２００用領域４４９０に格納
し、このデータをキャッシュ３４００上の格納許可アド
レスに格納する（ステップ９３７）。さらに、共通メモ
リ領域３４１０、４４１０内のプロセッサ４２００書き
込み用メモリ内のプロセッサ３２００からの要求に対す
る応答用エリアに終了情報を設定することにより、プロ
セッサ３２００に読み込み終了を通信する（ステップ９
３５）。

【００４３】図４において、プロセッサ４２００の処理
終了を監視（ステップ９１２）していたプロセッサ３２
００は、この読み込み終了報告を受けて、データをホス
トコンピュータに転送する（ステップ９１３）。

【００４４】このように、プロセッサ３２００は、通
常、プロセッサ３２００用領域３４８０と４４８０を用
いて、Ｉ／Ｏ処理を行う。同様に、プロセッサ４２００
は、通常、プロセッサ４２００用領域３４９０と４４９
０を用いて、Ｉ／Ｏ処理を行う。

【００４５】このように、プロセッサ毎に使用するキャ
ッシュ領域を固定化することにより、プロセッサ間の排
他制御を無くし、プロセッサ台数増加に伴う性能劣化を
防ぐことができる。特にホストコンピュータ間でファイ
ル（論理ボリューム）をシェアしないシステムにおいて
は、接続しているコントローラ内のプロセッサにこの論
理ボリュームを割り当てておくことにより、Ｉ／Ｏ処理
のときのプロセッサ間の通信制御を不要とし、さらなる
性能向上を可能とする。

【００４６】次にコントローラ４０００の障害時の自動
切り替え／復旧方式について図７、図８を用いて説明す
る。Ｉ／Ｏ処理実行中、コントローラ４０００の障害を
検知したプロセッサは、共通メモリ領域３４１０を用い
て、残りの全プロセッサにコントローラ４０００の障害
を通信する。この際、コントローラ４０００とキャッシ
ュを２重書きしているコントローラ３０００内のプロセ
ッサ３２００には、処理の引継要求も通信する。本実施
例では、プロセッサ３２００が障害を検知した場合につ
いて説明する。

【００４７】図７は、プロセッサ３２００がコントロー
ラ４０００の障害を検知した場合のプロセッサ３２００
の処理を示すフローチャートである。プロセッサ３２０
０はＩ／Ｏ処理実行中（ステップ９５０）、コントロー
ラ４０００の障害を検知（ステップ９５１）すると、前
述の方法により、プロセッサ５２００、６２００にコン
トローラ４０００の障害を通信する。そして、障害コン
トローラをシステムから切り放すため、キャッシュ３４
００と４４００へ２重書きされているホストコンピュー
タからの書き込みデータ及び共通メモリ領域のデータ
を、キャッシュ３４００への１重書きに変更することを
データ転送制御部３３００に指示する（ステップ９５
２）。また、プロセッサ３２００からの要求を認識した
プロセッサ５２００、６２００は、共通メモリ領域をキ
ャッシュ３４００への１重書きに変更する。次に、プロ
セッサ３２００は、プロセッサ４２００の処理を引き継
ぐ為に、プロセッサ４２００用領域の制御権をプロセッ
サ３２００に切り替える（ステップ９５３）。これらの
処理により、制御権の切り替えが完了し、プロセッサ３
２００は通常のＩ／Ｏ処理を再開する（ステップ９５
４）。

【００４８】図８は、障害が発生したコントローラ４０
００の復旧処理を示すフローチャートである。コントロ
ーラ４０００の障害部位が交換（ステップ９７１）され
ると、プロセッサ４２００は、共通メモリ領域３４１０
を用いて全プロセッサに復旧開始を伝達する（ステップ
９７２）。プロセッサ３２００、５２００、６２００
は、この復旧開始の伝達を受けて（ステップ９５５）、
それぞれのコントローラのデータ転送制御部にキャッシ
ュ３４００と４４００への２重書きを指示すると共に、
共通メモリ領域３４１０、４４１０を用いて、処理終了
の応答をプロセッサ４２００に通信する（ステップ９５
６）。この終了報告を全プロセッサから受領（ステップ
９７３）したプロセッサ４２００は、キャッシュ４４０
０のデータ回復を行う（ステップ９７４）。データ回復
が完了すると、共通メモリ領域３４１０、４４１０を用
いて、プロセッサ３２００に復旧完了を伝達する（ステ
ップ９７５）。

【００４９】図７において、この完了通知を受けた（ス
テップ９５８）プロセッサ３２００は、プロセッサ４２
００用領域の制御権をプロセッサ４２００に復旧（ステ
ップ９５９）させ、共通メモリ領域を用いて、制御権の
復旧をプロセッサ４２００に伝達する（ステップ９６
０）。図８において、この伝達を受けた（ステップ９７
６）プロセッサ４２００は、Ｉ／Ｏ処理を再開させる
（ステップ９７７）。

【００５０】尚、以上の実施例においては、コントロー
ラ毎にプロセッサ、ホストＩ／Ｆ制御部を１つ持った例
を示したが、これらの数は任意でも、ホストコンピュー
タからのコマンドを受け取ったプロセッサが、担当プロ
セッサに処理要求を伝達することにより、同様に実現で
きる。

【００５１】また、キャッシュの分割方式は、プロセッ
サ毎に均等ではなく、ユーザの指定により設定／変更可
能である。特に、特定プロセッサをホットスタンバイで
動作させる場合には、キャッシュ領域をホットスタンバ
イのプロセッサには割り当てないことにより、キャッシ
ュを有効に利用することができる。又、プロセッサの負
荷に応じてダイナミックに変更することも可能である。
ユーザの指定により分割を行うか、プロセッサの負荷に
応じて変更を行うかの指示は、本実施例では、ホストコ
マンドにより行うが、パネルといった装置を接続し、そ
こから入力する形を取っても、むろん良い。

【００５２】つぎに、コントローラのキャッシュの動的
割当の実現方式について、以下、説明する。まず、キャ
ッシュの管理方式について、図９を用いて説明する。

【００５３】プロセッサ毎に持つデータ格納エリアは、
セグメント９８３と呼ばれる管理単位に分割されてい
る。セグメントは、セグメント毎にセグメント管理ブロ
ック９８１（以下ＳＧＣＢという。）をデータ管理情報
内に持ち、セグメントを管理する情報とセグメントアド
レスが格納されている。又、これらのＳＧＣＢは、その
セグメントの属性によって、ダーティキュー９８０とク
リーンキュー９８２という２つキューに分けられて接続
されている。ダーティキュー９８０には、ディスク未反
映のライトデータを格納しているセグメントのＳＧＣＢ
が接続されており、それ以外のＳＧＣＢは、クリーンキ
ュー９８２に接続されている。

【００５４】キャッシュの動的割当を実現するために、
プロセッサ毎の負荷情報を共通メモリ領域に持つ。この
負荷情報として、例えば、キャッシュ内のクリーンＳＧ
ＣＢ量を用いる。各プロセッサは、ＳＧＣＢのクリー
ン、ダーティ間のキュー遷移契機に、この情報を更新す
る。プロセッサは、例えば、１分といった一定周期でこ
の情報を参照にいき、キャッシュを共有しているプロセ
ッサ内で最も負荷の低いプロセッサのクリーンキューか
ら最も負荷の高いプロセッサのクリーンキューへ、その
負荷が同じになるまでＳＧＣＢと管理セグメントを移行
させる。この際、使用中のＳＧＣＢは、移行対象外とす
る。移行の際は、ＳＧＣＢの格納データ情報はクリアす
る。この移行の間は、プロセッサ通信を用いて、移行を
行うプロセッサのＩ／Ｏ処理はとめる。

【００５５】また、以上の実施例においては、２台のコ
ントローラ間でキャッシュを共有し、各々、対コントロ
ーラのキャッシュに２重書きする例を示したが、キャッ
シュ領域がプロセッサ毎に分割されていれば、そのキャ
ッシュの共有化方式、多重書き方式は、任意の方式で
も、同様に実現できる。

【００５６】キャッシュ多重書きの例を図１０に示す。
（１）は、装置全体でキャッシュを共有しあい、２重書
きする方式である。つまり、プロセッサ３２００はキャ
ッシュ３４００、４４００を用いて、プロセッサ４２０
０はキャッシュ４４００、５４００を用いて、プロセッ
サ５２００はキャッシュ５４００、６４００を用いて、
プロセッサ６２００はキャッシュ６４００、３４００を
用いて２重書きを行っている。

【００５７】（２）は、装置全体でキャッシュを共有し
あい、全キャッシュに多重書きする方式である。つま
り、プロセッサ３２００、４２００、５２００、６２０
０は、それぞれキャッシュ３４００、４４００、５４０
０、６４００を用いて、多重書きを行っている。このケ
ースにおいて、コントローラが障害となった場合は、キ
ャッシュを共有しているプロセッサ間でもっとも負荷の
低いプロセッサが、障害コントローラ担当論理ボリュー
ムの処理を引き継ぐ。これらのケースにおいては、任意
のプロセッサが障害コントローラ担当論理ボリュームの
処理を引き継げるように、ディスク側のデータバスを、
装置内の全ディスク装置、全コントローラで共通のバス
に接続しておく。もちろん、これらの多重書き方式を装
置内で混在させることも可能である。これらの多重書き
方式の指定は、共通メモリ領域３４１０、４４１０に多
重書き情報を持ち、各々のプロセッサ３２００、４２０
０、５２００、６２００が、この情報を元に、書き込み
データの転送方式をデータ転送制御部３３００、４３０
０、５３００、６３００に指示することにより実現でき
る。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、コントローラ及びキャ
ッシュメモリを２重化した記憶サブシステムにおいて、
各コントローラにキャッシュメモリの一部及び論理ボリ
ュームを割り当てることによりキャッシュメモリに対す
るコントローラ内のプロセッサ間の排他制御が無くなる
ため、複数プロセッサ化による応答性能劣化を防ぐこと
ができる。

【００５９】また、複数のキャッシュへ多重書きするこ
とにより、キャッシュ障害時には、多重書きしている他
キャッシュからディスクに書き込むことができるため、
データロストを防ぐことができる。さらに、コントロー
ラ障害時にキャッシュメモリの制御を正常なコントロー
ラに切り替える手段とコントローラ障害から復旧する手
段を設けることにより、システムを無停止で運用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を表す構成図である。

【図２】本発明の実施例である制御装置の構成図であ
る。

【図３】本発明の実施例であるコントローラのキャッシ
ュの構成を示す図である。

【図４】本発明の実施例によるコントローラのホストか
らのＩ／Ｏ処理の動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の実施例によるコントローラのキャッシ
ュ内のデータをディスク装置に格納する動作を示すフロ
ーチャートである。

【図６】本発明の実施例による他のコントローラから処
理要求を受けとったコントローラの制御装置の動作を示
すフローチャートである。

【図７】本発明の実施例による他のコントローラの障害
を検出したコントローラの動作を示すフローチャートで
ある。

【図８】本発明の実施例による障害が発生したコントロ
ーラの復旧処理の動作を示すフローチャートである。

【図９】本発明の実施例によるコントローラおいて用い
られるキャッシュの管理方式を示す図である。

【図１０】本発明の他の実施例二夜コントローラのキャ
ッシュの構成を示す図である。

【符号の説明】

１０／１１：ホストコンピュータ２０：制御装置３０／４０：コントローラ３１／４１：コントローラＡ用キャッシュメモリ３２／４２：コントローラＢ用キャッシュメモリ３３／４３：キャッシュメモリ５０：ディスク装置１０００／１１００／１２００／１３００：ホストコン
ピュータ２０００：制御装置３０００／４０００／５０００／６０００：コントロー
ラ３１００／４１００／５１００／６１００：ホストＩ／
Ｆ制御部３２００／４２００／５２００／６２００：マイクロプ
ロセッサ３３００／４３００／５３００／６３００：データ転送
制御部３４００／４４００／５４００／６４００：キャッシュ３５００／４５００／５５００／６５００：ＤＲＶＩ／
Ｆ制御部７０００／７１００：ディスク装置群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホストコンピュータのデータを格納し、複
数の記憶領域を有する記憶装置と、該ホストコンピュータの指示に基づいて該記憶装置の制
御を行い、該ホストコンピュータと該ディスク装置との
間のデータ転送を制御し、該ホストコンピュータと該記
憶装置との間を転送されるデータを一時的に保持する複
数の領域を有するキャッシュメモリを有する複数のコン
トローラと前記複数のコントローラ間を接続するパスと
を具備する制御装置とを有する記憶サブシステムであっ
て、前記コントローラには、前記記憶装置の複数の記憶領域
のうち少なくとも１つと該コントローラのキャッシュメ
モリの複数の領域のうち少なくとも１つと前記パスによ
り接続される他のコントローラのキャッシュメモリの複
数の領域のうち少なくとも一つが割当てられることを特
徴とする記憶サブシステム。
【請求項２】請求項１記載の記憶サブシステムにおい
て、前記コントローラは、前記ホストコンピュータから
転送されるデータを該コントローラに割当てられている
複数の前記キャッシュメモリに書込むことを特徴とする
記憶サブシステム。
【請求項３】請求項２記載の記憶サブシステムにおい
て、前記コントローラに障害が発生したときは、前記他
のコントローラは該障害コントローラが担当していた前
記記憶装置の記憶領域の処理を行うことを特徴とする記
憶サブシステム。
【請求項４】請求項３記載の記憶サブシステムにおい
て、該他のコントローラはホットスタンバイしているコ
ントローラであって、ホットスタンバイしているコント
ローラには、キャッシュメモリの記憶領域を割り当てな
いことを特徴とする記憶サブシステム。
【請求項５】請求項１記載の記憶サブシステムにおい
て、前記制御装置は複数の前記コントローラ間を接続す
るパスを有し、前記コントローラが他のコントローラに
割当てられた前記記憶装置の記憶領域に対する処理要求
をホストコンピュータから受取ったときは、前記コント
ローラは、前記他のコントローラに該処理要求を通信す
ることを特徴とする記憶サブシステム。
【請求項６】請求項１記載の記憶サブシステムにおい
て、前記キャッシュ領域の分割は、コントローラの負荷
に応じて変更することを特徴とする記憶サブシステム。
【請求項７】ホストコンピュータのデータを格納する複
数の論理ボリュームを有する磁気ディスクと、該ホストコンピュータと該ディスク装置との間を転送さ
れるデータを一時的に保持する複数の領域を有するキャ
ッシュメモリと、前記キャッシュメモリとが接続され、
該データのデータ転送を制御するデータ転送制御部とを
有する複数のコントローラと、複数のコントローラ間を
接続するパスとを有し、該ホストコンピュータの指示に
基づいて該磁気ディスク装置の制御を行う制御装置とを
有する記憶サブシステムであって、前記コントローラには、前記磁気ディスク装置の複数の
論理ボリュームのうち少なくとも１つと該コントローラ
のキャッシュメモリの複数の領域のうち少なくとも１つ
と、他のコントローラのキャッシュメモリの複数の領域
のうち少なくとも１つとが割当てられることを特徴とす
る記憶サブシステム。
【請求項８】請求項７記載の記憶サブシステムにおい
て、前記コントローラは、前記ホストコンピュータから
転送されるデータを該コントローラに割当てられている
該コントローラのキャッシュメモリの領域と、該コント
ローラに割当てられている他のコントローラのキャッシ
ュメモリの領域とに書込むことを特徴とする記憶サブシ
ステム。
【請求項９】請求項８記載の記憶サブシステムにおい
て、前記コントローラに障害が発生したときは、前記他
のコントローラは該障害コントローラが担当していた前
記論理ボリュームの処理を行うことを特徴とする記憶サ
ブシステム。
【請求項１０】請求項９記載の記憶サブシステムにおい
て、前記他のコントローラはホットスタンバイしている
コントローラであって、、ホットスタンバイしているコ
ントローラには、キャッシュメモリの記憶領域を割り当
てないことを特徴とする記憶サブシステム。
【請求項１１】請求項７記載の記憶サブシステムにおい
て、前記コントローラが他のコントローラに割当てられ
た論理ボリュームに対する処理要求をホストコンピュー
タから受けとったときは、前記コントローラのデータ転
送制御部は、該他のコントローラに前記第一のパスを介
して処理要求を転送し、該処理要求を受領した該他のコ
ントローラが該論理ボリュームに対する処理を行い、処
理結果を、前記コントローラに転送することを特徴する
記憶サブシステム。
【請求項１２】請求項７記載の記憶サブシステムにおい
て、前記キャッシュ領域の分割は、コントローラの負荷
に応じて変更することを特徴とする記憶サブシステム。
【請求項１３】請求項７記載の記憶サブシステムにおい
て、前記コントローラ間のパスは、２つの前記コントロ
ーラを接続する第一のパスと、、該２つのコントローラ
の組を接続する第二のパスを含むことを特徴とする記憶
サブシステム。
【請求項１４】請求項１３記載の記憶サブシステムにお
いて、前記制御装置にコントローラを増設するときは、
前記コントローラの２台単位に増設することを特徴とす
る記憶サブシステム。
【請求項１５】ホストコンピュータのデータを格納し、
複数の記憶領域を有する記憶装置と、該ホストコンピュータの指示に基づいて該記憶装置の制
御を行い、該ホストコンピュータと該記憶装置との間の
データ転送を制御し、該ホストコンピュータと該記憶装
置との間を転送されるデータを一時的に保持する複数の
領域を有するキャッシュメモリを有する複数のコントロ
ーラと前記複数のコントローラ間を接続するパスとを具
備する制御装置とを有する記憶サブシステムであって、前記コントローラには、前記記憶装置の複数の記憶領域
のうち少なくとも１つと該コントローラのキャッシュメ
モリの複数の領域のうち少なくとも１つと前記パスによ
り接続される他のコントローラのキャッシュメモリの複
数の領域のうち少なくとも一つが割当てられ、前記ホストコンピュータから転送されるデータは、該コ
ントローラに割当てられている該コントローラのキャッ
シュメモリの領域と、該コントローラに割当てられてい
る他のコントローラのキャッシュメモリの領域に書込ま
れることを特徴とする記憶サブシステム。
【請求項１６】請求項１５記載の記憶サブシステムにお
いて、前記コントローラに障害が発生したときは、前記
他のコントローラは該障害コントローラが担当していた
前記記憶装置の記憶領域の処理を行うことを特徴とする
記憶サブシステム。
【請求項１７】請求項１５記載の記憶サブシステムにお
いて、該他のコントローラはホットスタンバイしている
コントローラであって、ホットスタンバイしているコン
トローラには、キャッシュメモリの記憶領域を割り当て
ないことを特徴とする記憶サブシステム。
【請求項１８】請求項１５記載の記憶サブシステムにお
いて、前記制御装置は複数の前記コントローラ間を接続
するパスを有し、前記コントローラが他のコントローラ
に割当てられた前記記憶装置の記憶領域に対する処理要
求をホストコンピュータから受取ったときは、前記コン
トローラは、前記他のコントローラに該処理要求を通信
することを特徴とする記憶サブシステム。
【請求項１９】請求項１５記載の記憶サブシステムにお
いて、前記キャッシュ領域の分割は、コントローラの負
荷に応じて変更することを特徴とする記憶サブシステ
ム。