JPH09251353A - ディスク・アレイ・システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構成する各ディスクドライブの寿命期間を越え
る長期間の使用を可能にして、最小限のコスト負担で各
ＨＤＤの寿命に依存しない高信頼性のディスク・アレイ
・システムを提供することにある。 【解決手段】複数のＨＤＤ１〜１０を内蔵するディスク
・アレイ・システムであって、少なくとも１台以上のデ
ィスクドライブを予備ディスクドライブとして停止状態
にして、停止状態の開始から時間経過を監視し、所定の
時間が経過する毎に停止状態のディスクドライブをアイ
ドリング動作状態に移行させるコントローラ１２を備え
たシステムである。コントローラ１２は、故障したＨＤ
Ｄ２と予備ディスクドライブ６とを交換する制御を実行
する。このようなシステムにより、寿命がきたディスク
ドライブ２と交換可能な予備ディスクドライブ６〜１０
を準備すると共に、予備ディスクドライブ６〜１０を所
定の間隔でアイドリング動作状態にすることにより、使
用時に機能不全となるような事態を防止することができ
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、複数のディスクド
ライブを並列に駆動制御するディスク・アレイ・システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大記憶容量と共に、高信頼性に対
する要求の強い大規模システムに適用する記憶システム
として、冗長性を有するＲＡＩＤ（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ
ａｒｒａｙｓ ｏｆ ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ ｄｉ
ｓｋｓ）装置またはディスク・アレイ・システムと称す
る磁気ディスクシステムが開発されている。

【０００３】このようなＲＡＩＤの採用により、システ
ムの信頼性を向上させることが可能となったが、長期的
には装置寿命の点で必ずしも十分ではなく、ある期間を
経過すると信頼性が急激に低下する恐れがある。

【０００４】即ち、ＲＡＩＤは、複数のハードディスク
ドライブ（ＨＤＤ）を内蔵しており、各ＨＤＤの保証寿
命が通常では５年程度であるため、５年を経過してから
信頼性の問題が発生することになる。実際には、各ＨＤ
Ｄの寿命にはばらつきがあるため、保証期間を経過を過
ぎると、ドライブを構成する部品の磨耗等を要因として
故障するＨＤＤが次々と発生することになる。

【０００５】従って、高信頼性を得るために複数のＨＤ
Ｄを組み合わてＲＡＩＤを構成しても、通常では５年以
上が経過すると、統計的には半数以上のＨＤＤに寿命が
来て、故障したＨＤＤの交換が必要になる。このため、
例えば工場施設等で、１０年、２０年のように連続して
長期間の使用を前提としている場合、５年毎に運転を中
止してＨＤＤを交換することになる。

【０００６】しかしながら、通常では５年も経過する
と、ＲＡＩＤのディスクドライブとして採用したＨＤＤ
は陳腐化して、生産中止になっている場合も多い。そこ
で、事前に交換用のＨＤＤを準備しておくことになる
が、５年間のような長期間の保存を行なうと、ＨＤＤは
正常に動作しない場合が多い。これは、例えば磁気ヘッ
ドがディスク上に吸着するような状態になったり、ディ
スクを回転させるスピンドルモータやヘッドアクチュエ
ータのグリースが固化して、正常に機能しない状態が発
生するためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、ＲＡ
ＩＤ装置は、複数のＨＤＤを組み合わせて高信頼性の記
憶システムを構築できるが、その寿命は各ＨＤＤの寿命
に依存する５年程度が限度である。このため、長期間の
連続使用に耐えるＲＡＩＤシステムを維持するには、交
換用の予備のＨＤＤを準備するか、交換時に製造元から
ＨＤＤを供給してもらう必要がある。しかしながら、予
備のＨＤＤを準備する方法は、前述したような原因によ
り、使用時に正常に機能しない場合がある。また、製造
元からＨＤＤを供給してもらう方法は、５年以上経過し
ていると交換用のＨＤＤが旧型になるため、いわば特注
の製品供給となり、コスト負担が大きくなる。

【０００８】本発明の目的は、構成する各ディスクドラ
イブの寿命期間を越える長期間の使用を可能にして、最
小限のコスト負担で各ＨＤＤの寿命に依存しない高信頼
性のディスク・アレイ・システムを提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、複数の
ディスクドライブを内蔵するディスク・アレイ・システ
ムであって、少なくとも１台以上のディスクドライブを
予備ディスクドライブとして停止状態にして、停止状態
の開始から時間経過を監視し、所定の時間が経過する毎
に停止状態のディスクドライブをアイドリング動作状態
に移行させるコントローラ手段を備えたシステムであ
る。コントローラ手段は、所定の条件で動作状態のディ
スクドライブと予備ディスクドライブとを交換する制御
を実行する。このようなシステムにより、寿命がきたデ
ィスクドライブと交換可能な予備ディスクドライブを準
備すると共に、予備ディスクドライブを所定の間隔でア
イドリング動作状態にすることにより、使用時に機能不
全となるような事態を防止することができる。

【００１０】具体的には、Ｎ（≧３）台以上のディスク
ドライブを内蔵し、外部からはＭ（≦Ｎ−２）台のディ
スクドライブ容量として取り扱われるディスク・アレイ
・システムにおいて、故障のディスクドライブの台数を
Ｎｋとし、動作可能なディスクドライブの台数をＮｅ
（Ｎ−Ｎｋ）としたときに、「Ｎｅ≧Ｍ＋２」の条件で
は、少なくとも１台以上のディスクドライブを予備ディ
スクドライブとして停止状態に移行させて、前記予備デ
ィスクドライブが動作状態に移行することなく、所定時
間を経過する毎にアイドリング動作を実行させ、かつ前
記故障のディスクドライブを停止状態に移行させるとき
に、前記予備ディスクドライブを動作状態に移行させる
と共に、故障したディスクドライブの全データを前記予
備ディスクドライブに復元する処理を実行するシステム
である。

【００１１】ここで、所定時間はこれ以上ディスクドラ
イブを停止状態に保持しておくと、装置寿命を低下させ
る要因に基づいて設定される。例えば、ヘッドがディス
クに吸着する事を防止するために設定する時間である。
即ち、これ以上ヘッドとディスクを接触保持すると吸着
の危険が生ずるであろう時間に安全係数を見込んで短め
の時間を設定することが好ましい。通常では、その所定
時間は、スピンドルモータやアクチュエータに使ってい
るボールベアリングのグリースが固化し、正常に動作し
なくなる時間より短時間である。

【００１２】本発明の第２は、複数のディスクドライブ
を２群以上のグループに分割し、少なくとも１群のディ
スクドライブを所定の時間周期で動作状態と停止状態と
を交互に繰り返すように制御するディスク・アレイ・シ
ステムである。さらに、一方の群が停止状態に移行する
前に、停止状態の他方の群のディスクドライブを動作状
態に移行して、一方の群のディスクドライブのデータを
他方の群のディスクドライブに受け渡すように制御す
る。

【００１３】具体的には、例えば２群のディスクドライ
ブにより構成されているシステムでは、動作中の一群の
ディスクドライブがβ時間動作後停止状態になる前に、
停止中の他群のディスクドライブにデータを受け渡す時
間をαとする。一群のディスクドライブの動作時間は
（β＋α）時間となり、他群のディスクドライブの停止
時間は（β−α）時間となる。このようにして、２群の
ディスクドライブはそれぞれ、２β時間周期で動作状態
と停止状態とが繰り返されることになる。また、３群の
ディスクドライブにより構成されているシステムでは、
１群のディスクドライブが動作しているときに、データ
の受け渡し時間以外は他の２群のディスクドライブを停
止状態にする。このとき、各群のディスクドライブにお
いて、動作時間は（β＋α）時間となり、停止時間は
（２β−α）時間となる。このようにして、３群のディ
スクドライブはそれぞれ、３β時間周期で動作状態と停
止状態とが繰り返されることになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は第１の実施形態に関係するデ
ィスク・アレイ・システムの要部を示すブロック図であ
り、図２と図３は本実施形態の動作を説明するためのフ
ローチャートであり、図４〜図７は本実施形態の動作を
説明するための概念図である。 （システム構成）本実施形態のシステム１１は、図１に
示すように、例えばレベル３のＲＡＩＤを想定してお
り、コントローラ（ディスク・アレイ・制御装置）１
２、および複数のハードディスクドライブ（以下ＨＤＤ
と称する）１〜１０を有する。コントローラ１２は、各
ＨＤＤ１〜１０を駆動制御し、ホストコンピュータ１３
との間でデータの授受を行なうためのインターフェース
機能を有する。

【００１５】各ＨＤＤ１〜１０において、ＨＤＤ（Ｐ
Ｄ）５は、パリティ情報を保存している専用ドライブで
ある。このＰＤ５に保存されたパリティ情報に基づい
て、コントローラ１２は故障したＨＤＤ（Ｄ２Ｘ）２の
全データを復元する機能を有する。なお、ＨＤＤ（Ｄ２
Ｓ）６は故障したＨＤＤ（Ｄ２Ｘ）２の代替ＨＤＤであ
ることを意味し、またＨＤＤ（Ｄ７Ｎ〜Ｄ１０Ｎ）７〜
１０は停止状態（休止状態）のＨＤＤであることを意味
する。

【００１６】なお、本実施形態は、前記のようにパリテ
ィ情報専用のＨＤＤ（ＰＤ）５を有するレベル３を想定
して説明するが、パリティ情報を各ＨＤＤに分散させる
レベル５の場合でも同様に適用することができる。 （本実施形態の故障発生処理）以下図２のフローチャー
トを参照して本実施形態の動作について説明する。

【００１７】本実施形態では、システムのＨＤＤの全台
数をＮ（ここでＮ＝１０）としたとき、外部からはＭ
（≦Ｎ−２）台のＨＤＤを有するＲＡＩＤシステムとし
て取り扱われるものと想定する。コントローラ１２は、
Ｍ＋１番目のＨＤＤ５までの各ＨＤＤ１〜５を動作状態
にして稼働させ、残りのＨＤＤ６〜１０を休止状態にさ
せる（ステップＳ１）。

【００１８】コントローラ１２は、休止状態の開始から
時間経過を監視し、予め設定した所定時間（Ｔａ）が経
過したときに、休止状態の各ＨＤＤ６〜１０をアイドリ
ング動作状態にさせる（ステップＳ２のＹＥＳ，Ｓ
３）。ここで、アイドリング動作状態とは、実際のデー
タ記録再生動作時と同様に、スピンドルモータによりデ
ィスクを定常回転速度で回転させて、ヘッドアクチュエ
ータを駆動してヘッドをディスクの最内周から最外周ま
で数回乃至数十回シークさせる動作である。また、所定
時間（Ｔａ）は、ＨＤＤを停止状態に保持しているとき
に、装置寿命を低下させる要因の内容に基づいて設定す
る。例えば、ヘッドがディスクに吸着する事を防止する
ために設定する時間である。即ち、これ以上ヘッドとデ
ィスクを接触保持すると吸着の危険が生ずるであろう時
間に、安全係数を見込んで短めの時間を設定することが
好ましい。通常では、所定時間（Ｔａ）は、スピンドル
モータやヘッドアクチュエータに使っているボールベア
リングのグリースが固化し、正常に動作しなくなる時間
よりも短時間に設定される。また、ヘッドをロード／ア
ンロードする方式（ランプロード方式）のＨＤＤの場合
には、例えば前記グリースの固化時間を目安にして設定
することが望ましい。

【００１９】ここで、稼働中のＨＤＤ１〜５の中で、１
台のＨＤＤ（Ｄ２Ｘ）２が故障した場合を想定すると、
コントローラ１２は、休止状態のＨＤＤ６〜１０の中で
例えばＨＤＤ６を代替ＨＤＤ（Ｄ２Ｓ）として起動させ
る（ステップＳ４のＹＥＳ，Ｓ５）。このとき、コント
ローラ１２は、ＨＤＤ（ＰＤ）５に保存されているパリ
ティ情報（冗長データ）を利用して、故障したＨＤＤ
（Ｄ２Ｘ）２の全データを復元して、代替ＨＤＤ６に格
納する（ステップＳ６）。

【００２０】以下同様にして、つぎの故障ＨＤＤが発生
したときに、休止状態のＨＤＤ７〜１０から代替ＨＤＤ
を設定して交換させる処理を行なう。この交換処理は、
休止状態のＨＤＤから代替ＨＤＤが無くなるまで実行さ
れる。このような方式であれば、故障したＨＤＤが発生
したときに、例えば５年程度の寿命期間に相当する期間
が経過している場合、新規のＨＤＤの供給が困難であっ
ても、予め準備した休止状態のＨＤＤから代替ＨＤＤと
交換することができる。この代替ＨＤＤは、前記のよう
に、所定時間Ｔａの間隔でアイドリング動作を繰り返す
ため、５年程度が経過してから使用する場合でも、直ち
に正常な動作状態に移行することが可能である。これに
より、寿命により故障したＨＤＤを正常な代替ＨＤＤに
交換することにより、５年を越える長期間でも高信頼性
を維持することができる。 （本実施形態の交互運転方式）次に、図３のフローチャ
ートと図４〜図７を参照して、本実施形態の各ＨＤＤ１
〜１０において、動作状態と休止状態とを交互に行なう
方式について説明する。ここでは、図１に示すシステム
において、ＨＤＤ（Ｄ２Ｘ）２も正常動作のＨＤＤであ
ると想定し、初期時にはＨＤＤ６〜１０を休止状態のＨ
ＤＤとして想定する。従って、初期時には、外部からは
ＨＤＤ１〜５によりＲＡＩＤシステムが構成されている
ように見える。

【００２１】コントローラ１２は時間経過を監視し、所
定時間（Ｔｂ）が経過すると、休止状態のＨＤＤ６を起
動させて、稼働中のＨＤＤ１を休止状態にさせる（ステ
ップＳ１２〜１４）。このとき、コントローラ１２は、
稼働中のＨＤＤ１を休止状態にさせる前に、ＨＤＤ１に
保存されている全データを起動させたＨＤＤ６に転送す
る（ステップＳ１３）。この場合、稼働中のＨＤＤ１を
休止状態にして、ＨＤＤ（ＰＤ）５に保存されているパ
リティ情報（冗長データ）を利用して、ＨＤＤ１の全デ
ータを復元して、ＨＤＤ６に格納してもよい。

【００２２】以下、図４から図７を参照して具体的に説
明する。所定時間（Ｔｂ）をα時間としたときに、図４
に示すように、システムの初期状態から、休止状態のＨ
ＤＤ６が起動した状態に移行する。ここで、ＨＤＤ１か
らＨＤＤ６に全データを転送（コピー）に要する時間を
β時間とすると、（α＋β）時間の経過後に、ＨＤＤ１
は休止状態に移行する。以下同様の動作を順に繰り返す
と、一連のＨＤＤ１〜１０をサイクリックに稼働させる
と、定常状態における１周期は１０＊（α＋β）時間と
なる。なお、休止状態のＨＤＤは、前記の所定時間Ｔａ
毎にアイドリング動作を実行しても良い。

【００２３】ここで、特定の１台の連続動作時間は｛５
＊（α＋β）＋β｝時間となり、停止時間は｛５＊（α
＋β）−β｝時間となる。通常では、「α＞＞β」とす
れば平均稼働率は約５０％となる。即ち、一般化した場
合に、定常状態における１周期では、２（Ｍ＋１）＊
（α＋β）時間のうち特定の１台の連続動作時間は
｛（Ｍ＋１）＊（α＋β）＋β｝時間となり、停止時間
は｛（Ｍ＋１）＊（α＋β）−β｝時間となる。通常α
＞＞βとすれば平均稼働率は約５０％となる。また、３
（Ｍ＋１）台により構成されているシステムでは、（Ｍ
＋１）台のＨＤＤが動作しているとき、他のＨＤＤは停
止していることになり、α＞＞βとすれば特定のドライ
ブの平均稼働率は約３３％となる。

【００２４】また、バッファメモリを使用することによ
り、故障したＨＤＤの全データの復元中を含めたＨＤＤ
の交換作業中においても、システムを連続使用すること
ができる。休止状態にさせるべきＨＤＤが無くなった場
合には、当然ながら残る全ＨＤＤを動作状態にさせる。
さらに、ＨＤＤの連続運転の上限を決める前記所定時間
（Ｔｂ）が前記所定時間（Ｔａ）より短時間に設定すれ
ば、アイドリング時間を設ける必要が無くなるので好適
である。ＨＤＤ間のデータ転送処理に実用上の支障にな
らなければ、「Ｔｂ≦Ｔａ」と設定してもよい。

【００２５】本実施形態は、ＨＤＤを１台ずつを順番に
交換させる場合ついて説明したが、一度に交換させるＨ
ＤＤは複数であっても良い。１台のＨＤＤを順に交換さ
せる場合に比べて、一般にバッファメモリを初めとする
ハードウェア量が増えるとともにデータ書換の時間が長
くなるが、前記の所定時間Ｔｂ，Ｔａにおいて「Ｔｂ＝
Ｔａ」の条件を満たすことができる場合は、アイドリン
グが不要になるという特長を有する。

【００２６】次に、本実施形態の応用例として、図５に
示すように、故障したＨＤＤ２が発生した場合に、代替
ＨＤＤ６を使用した修復処理後に、故障したＨＤＤ２に
続くＨＤＤ３から、前記の休止状態とデータの復元処理
を実行する方式もある。即ち、修復処理後のα時間後か
ら一連のＨＤＤ１〜１０をサイクリックに稼働させる
と、定常状態における１周期は１７＊（α＋β）時間と
なる。また、図６に示すように、故障したＨＤＤ２が発
生した場合でも、本来のＨＤＤ１からの順番で動作状態
と休止状態の各ＨＤＤを交換する方法でもよい。この場
合、ＨＤＤ１の次は故障したＨＤＤ２の代替ＨＤＤ６と
なる（２（α＋β）時間後）。一方、このような順番と
は全く関係無く、連続稼働時間の長いものから順に交換
させる方法でもよい。

【００２７】さらに、図７に示すように、ＨＤＤ１〜５
とＨＤＤ８〜１０のディスクドライブ群によりＲＡＩＤ
システムを構成し、残りの２台のＨＤＤ６，７をミラー
ディスク装置（Ｍ１，Ｍ２）として構成する方式を提案
する。この方式であれば、アクセス頻度の高いデータを
ミラーディスク装置（Ｍ１，Ｍ２）に格納し、それ以外
のデータをＨＤＤ１〜５に振り分けることができる。従
って、ＨＤＤ１〜５の記録時のオーバーヘッドを軽減化
することができる。また、高速の画像データをＲＡＩＤ
に格納し、それ以外のデータをミラーディスク装置（Ｍ
１，Ｍ２）に格納してもよい。本実施形態では、ミラー
ディスク装置（Ｍ１，Ｍ２）として設定したＨＤＤ６，
７を除く残りのＨＤＤ１〜５とＨＤＤ８〜１０に対し
て、休止状態と動作状態を順番に交換させる。要する
に、この方式であれば、本実施形態の利点とミラーディ
スク装置（Ｍ１，Ｍ２）としての利点の両方を得ること
が可能である。

【００２８】以上のような本実施形態の動作を一般化し
た場合に、Ｋ台のＨＤＤをサイクリックに稼働させる
と、定常状態における１周期は、Ｋ（α＋β）時間とな
り、このうち特定の１台の連続動作時間は｛（Ｍ＋１）
＊（α＋β）＋β｝時間となり、停止時間は｛（Ｋ−Ｍ
＋１）＊（α＋β）−β｝時間となる。従って、ＨＤＤ
の平均稼働率（％）は｛（Ｍ＋１）（α＋β）＋β｝／
｛Ｋ（α＋β）｝＊１００（％）となる。即ち、特定の
ＨＤＤの平均稼働率（Ｄ）は「Ｄ＝（Ｍ＋１）（α＋
β）＋β｝／｛Ｋ（α＋β）｝」となる。単独ＨＤＤの
平均寿命をＬとすると、各ＨＤＤの平均寿命Ｌｔは１／
Ｄ倍となり、「Ｌｔ＝Ｌ／Ｄ＝Ｌ＊（α＋β）／（Ｍ＋
１）（α＋β）＋β｝」となる。本実施形態のように１
０台のＨＤＤからなるシステムであれば、外部からは４
台分のＨＤＤ容量を有するようなシステムとした場合
に、「α＋β」を２４時間、βを０．５時間とした場合
を例にとれば、各ＨＤＤの平均寿命は９．９６年とな
り、ほぼ２倍の寿命となる。 （第２の実施形態）次に、図８と図９を参照して第２の
実施形態について説明する。第２の実施形態は、２群以
上のＨＤＤ２１Ａ，２１Ｂに分割したシステム（図
８）、または２群以上のＲＡＩＤ３１〜３３からなるシ
ステム（図９）を想定し、各ＨＤＤまたは各ＲＡＩＤを
交互に動作状態と停止状態を繰り返す方式である。

【００２９】具体的には、図８に示すシステムにおい
て、コントローラ２０は、例えば２台のＨＤＤ２１Ａ，
２１Ｂそれぞれ、交互に動作と停止を繰り返すように制
御する。このとき、コントローラ２０は、ＨＤＤ２１
Ａ，２１Ｂを例えば２４時間の並列動作を実行し、次に
ＨＤＤ２１Ｂのみ２４時間の停止状態とする。次に、Ｈ
ＤＤ２１Ｂを動作させて、ＨＤＤ２１ＡからＨＤＤ２１
Ｂにデータを転送させる。

【００３０】この間に、ホストコンピュータからコント
ローラ２０に対して、データ出力（データの読出し）の
指令があったときには、コントローラ２０はＨＤＤ２１
Ａからデータを出力する。また、データ入力（データの
書き込み）の指令があったときには、コントローラ２０
はＨＤＤ２１Ｂにデータを入力する。データの授受が終
了した時点で、コントローラ２０はＨＤＤ２１Ａを停止
状態に移行させて、ＨＤＤ２１Ｂのみを動作させる。

【００３１】そして、ＨＤＤ２１Ｂの動作状態で２４時
間が経過すると、コントローラ２０はＨＤＤ２１Ａを起
動して、ＨＤＤ２１ＢからＨＤＤ２１Ａにデータを転送
させる。以下同様の動作を繰り返して、ＨＤＤ２１Ａと
ＨＤＤ２１Ｂを交互に動作させることにより、ＲＡＩＤ
システム全体の寿命は、個々のＨＤＤの寿命のおよそ２
倍となる。

【００３２】また、ＨＤＤ２１ＡとＨＤＤ２１Ｂ間のデ
ータの転送時間は短いほど、システムの寿命は長くなる
ため、全データを受け渡すのではなく、書き換えられた
データのみ受け渡すことの方が良い。ＨＤＤ２１ＡとＨ
ＤＤ２１Ｂのいずれもが動作中で故障すると、最新デー
タは失われるが、停止状態のＨＤＤがバックアップとし
て機能するため、故障する１ステップ前のデータは確保
することができる。従って、前記のように初期時に、Ｈ
ＤＤ２１ＡとＨＤＤ２１Ｂを並列に動作させるのはバッ
クアップを取るためである。なお、ＨＤＤ２１ＡとＨＤ
Ｄ２１Ｂ間で、データ受け渡し中に、ホストコンピュー
タから入力されたデータは最新データとして保護するた
め、データの受け渡し処理を禁止する。

【００３３】また、本実施形態の応用例として、図９に
示すように、３群のＲＡＩＤ３１〜３３からなるシステ
ムであり、各ＲＡＩＤ３１〜３３が並列に同時動作する
ミラーディスク構成のＨＤＤ３１Ａ，３１Ｂ、ＨＤＤ３
２Ａ，３２Ｂ、およびＨＤＤ３３Ａ，３３Ｂを有するシ
ステムを想定している。

【００３４】このようなシステムにおいて、コントロー
ラ３０は、１群のＲＡＩＤ３１が例えば２４時間動作し
ているときに、他の２群のＲＡＩＤ３２，３３が４８時
間停止するように、それぞれ交互に動作と停止とを繰り
返す制御を行なう。これにより、システムの各ＲＡＩＤ
の寿命に対して、約３倍に寿命を延ばすことが可能とな
る。各ＲＡＩＤ３１〜３３をそれぞれ、ミラーディスク
構成にすることにより、故障によりデータを消失する確
率を大幅に低下させることができる。また、各ＲＡＩＤ
３１〜３３は動作と停止が間欠的に起きるため、磁気ヘ
ッドは定期的にディスク上のＣＳＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ
Ｓｔａｒｔ Ｓｔｏｐ）エリアに移動することになる
（ＨＤＤの停止時）。従って、ヘッドはＣＳＳエリアに
接触するため、ごみ等の汚れが取れて、連続浮上してい
るときに生じやすいヘッドクラッシュを防止することも
できる。

【００３５】なお、交互に停止と動作を繰り返すディス
クシステムは、単体の装置でも良いし、ＲＡＩＤシステ
ムでもよい。ＲＡＩＤシステムでは、故障時にデータが
破壊されることはない。

【００３６】以上のような本実施形態の内容を一般化す
ると、１群のＨＤＤまたはＲＡＩＤの動作時間を（β＋
α）時間とし、他群の停止時間を（β−α）時間とする
と、動作と停止をこのように繰り返すことにより、一周
期２β時間中に個々の装置（ＨＤＤまたはＲＡＩＤ）は
（β＋α）時間しか動作しないことになる。このため個
々の装置の寿命をＬ時間とすると、システム全体の寿命
Ｌｔは、「Ｌｔ＝Ｌ＊２β／（β＋α）」となる。ここ
で、β＝２４時間、α＝０．５時間、Ｌ＝５年、のと
き、システムとしての寿命Ｌｔは９．８年となる。

【００３７】また、３群のＨＤＤまたはＲＡＩＤにより
構成されているシステムでは、動作時間は（β＋α）時
間、停止時間は（２β−α）時間とすると、個々の装置
寿命をＬとするシステム全体の装置寿命Ｌｔは、「Ｌｔ
＝Ｌ＊３β／（β＋α）」となり、Ｌ＝５年、β＝２４
時間、α＝０．５時間では、Ｌｔ＝１４．７年となり、
結果的に長寿命を得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、第
１に常に予備のディスクドライブを準備し、予備のディ
スクドライブを定期的に停止状態と動作状態とを交互に
繰り返すことにより、長期間の経過後でも正常に動作さ
せることを実現して、結果的にシステム全体の寿命を個
々のディスクドライブの寿命より延ばすことができる。
従って、ディスクドライブの交換が必要となときに、特
注の製品供給等をなくすことが可能であるため、最小限
のコスト負担で長期間の連続使用に耐える高信頼性のＲ
ＡＩＤシステムを提供することができる。また、冗長性
を持たせる２群以上のディスクドライブ（ＲＡＩＤも含
む）を動作状態と停止状態とを繰り返すことにより、前
記と同様に、システム全体の寿命を個々のディスクドラ
イブの寿命より延ばすことができる。従って、結果的
に、最小限のコスト負担で、各ＨＤＤの寿命に依存しな
い高信頼性のＲＡＩＤシステムを構築することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に関係するディスク・
アレイ・システムの要部を示すブロック図。

【図２】第１の実施形態の動作を説明するためのフロー
チャート。

【図３】第１の実施形態の動作を説明するためのフロー
チャート。

【図４】第１の実施形態の動作を説明するための概念
図。

【図５】第１の実施形態の動作を説明するための概念
図。

【図６】第１の実施形態の動作を説明するための概念
図。

【図７】第１の実施形態の動作を説明するための概念
図。

【図８】第２の実施形態に関係するシステムの構成を示
すブロック図。

【図９】第２の実施形態に関係するシステムの構成を示
すブロック図。

【符号の説明】

１〜１０，２１Ａ，２１Ｂ…ディスクドライブ（ＨＤ
Ｄ） １１，３１，３２，３３…ＲＡＩＤシステム １２，２０，３０…コントローラ １３…ホストコンピュータ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のディスクドライブを内蔵して、各
   ディスクドライブを並列に駆動制御するディスク・アレ
   イ・システムであって、 前記各ディスクドライブの中で、少なくとも１台以上の
   ディスクドライブを予備ディスクドライブとして停止状
   態に移行させて、 前記停止状態の開始から時間経過を監視し、所定の時間
   が経過する毎に前記停止状態のディスクドライブをアイ
   ドリング動作状態に移行し、 所定の条件で動作状態のディスクドライブと前記予備デ
   ィスクドライブとを交換する制御を実行するコントロー
   ラ手段を具備したことを特徴とするディスク・アレイ・
   システム。
2. 【請求項２】 前記コントローラ手段は、動作中のディ
   スクドライブの中で故障したディスクドライブを停止状
   態に移行させて、 前記予備ディスクドライブを動作状態にすると共に、前
   記故障したディスクドライブに格納されている全データ
   を復元して、前記予備ディスクドライブに格納する処理
   を実行することを特徴とする請求項１記載のディスク・
   アレイ・システム。
3. 【請求項３】 前記コントローラ手段は、前記アイドリ
   ング動作状態として、前記予備ディスクドライブのディ
   スクを定常回転速度で回転させる動作またはヘッドアク
   チュエータをディスクの半径方向に所定回数だけシーク
   させる動作の中で、少なくともいずれかの動作を実行さ
   せることを特徴とする請求項１記載のディスク・アレイ
   ・システム。
4. 【請求項４】 複数のディスクドライブを内蔵して、各
   ディスクドライブを並列に駆動制御するディスク・アレ
   イ・システムであって、 前記各ディスクドライブの中で、少なくとも１台以上の
   ディスクドライブを予備ドライブとして停止状態にし、 前記各ディスクドライブの連続動作時間を監視し、所定
   の時間が経過したディスクドライブを停止状態に移行さ
   せる処理を実行し、 前記停止状態に移行させるときに、前記予備ディスクド
   ライブを動作状態に移行すると共に、前記停止状態に移
   行させるディスクドライブに格納されている全データを
   前記予備ディスクドライブに復元する処理を実行するコ
   ントローラ手段を具備したことを特徴とするディスク・
   アレイ・システム。
5. 【請求項５】 Ｎ（≧３）台以上のディスクドライブを
   内蔵し、外部からはＭ（≦Ｎ−２）台のディスクドライ
   ブ容量として取り扱われるディスク・アレイ・システム
   において、 故障のディスクドライブの台数をＮｋとし、動作可能な
   ディスクドライブの台数をＮｅ（Ｎ−Ｎｋ）としたとき
   に、「Ｎｅ≧Ｍ＋２」の条件では、 少なくとも１台以上のディスクドライブを予備ディスク
   ドライブとして停止状態に移行させて、 前記予備ディスクドライブが動作状態に移行することな
   く、所定時間を経過する毎にアイドリング動作を実行さ
   せ、 かつ前記故障のディスクドライブを停止状態に移行させ
   るときに、前記予備ディスクドライブを動作状態に移行
   させると共に、故障したディスクドライブの全データを
   前記予備ディスクドライブに復元する処理を実行するコ
   ントローラ手段を具備したことを特徴とするディスク・
   アレイ・システム。
6. 【請求項６】 前記コントローラ手段は、「Ｍ≦Ｎｅ≦
   Ｍ＋１」の条件では、残る全ディスクドライブを動作状
   態にする処理を実行することを特徴とする請求項５記載
   のディスク・アレイ・システム。
7. 【請求項７】 複数のディスクドライブを内蔵して、各
   ディスクドライブを駆動制御するディスク・アレイ・シ
   ステムであって、 前記複数のディスクドライブを２群以上のグループに分
   割し、 ディスクドライブを所定の時間周期で動作状態と停止状
   態とを交互に繰り返すように制御するコントローラ手段
   を具備したことを特徴とするディスク・アレイ・システ
   ム。
8. 【請求項８】 前記コントローラ手段は、所定の時間周
   期で動作状態と停止状態とを交互に繰り返す２群のディ
   スクドライブ間において、一方の群が停止状態に移行す
   る前に、停止状態の他方の群のディスクドライブを動作
   状態に移行して前記一方の群のディスクドライブのデー
   タを前記他方の群のディスクドライブに受け渡すように
   制御することを特徴とする請求項７記載のディスク・ア
   レイ・システム。