JPH09258907A - 複数の記憶ディスク部を有した高可用性の外部記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部記憶装置に対して発行されたコマンドの
キューが最適に処理されておらず、レスポンスやスルー
プットといった性能が不十分である。 【解決手段】 外部記憶制御部４０のコマンドバッチ生
成部５４は、予測値テーブル５２によるコマンドの処理
時間予測値の和が所定時間となる数のコマンドをグルー
プ（バッチ）として受入キュー５０から読み出す。バッ
チは送出キュー５８に格納される。コマンドキューイン
グ部６０はその中のコマンド処理時間の予測値が最長の
ディスク装置３８を選択し、それに対するコマンドを取
り出して対応するディスク装置３８に発行するという動
作を繰り返す。送出キュー５８は空になると、これに次
のバッチが読み込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計算機システムに
用いられる複数の記憶ディスク部を有した外部記憶装置
に関し、特にそのレスポンスとスループットの向上によ
る可用性の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク装置における読み出し／書き込
み処理には機械的動作が伴うため、その処理速度は、計
算機のＣＰＵ処理速度に比べると段違いに遅い。しか
し、ディスク装置は、大量のデータを安価に記憶できる
点で優れている。このため、現在の計算機システムにお
いては、上記処理速度の格差を補う様々な工夫をした上
で、ディスク装置は大規模容量を有する外部記憶装置に
採用されている。

【０００３】図１５は、例えば特開平６−１９６２５に
示される従来の外部記憶装置の模式的な構成図である。
この外部記憶装置２は、２つの記憶ディスク部４、６を
含み、２つのディスク制御部８、１０がディスク接続部
１２を介して記憶ディスク部４、６に接続されている。
ディスク制御部８、１０にはそれぞれホスト計算機１
４、１６、１８に接続され、各ホストコンピュータは一
方のディスク制御部が使用中でももう一方のディスク制
御部にアクセスし外部記憶装置２を利用することができ
る。各ディスク制御部はホスト計算機１４、１６、１８
が発行する外部記憶装置２に対するコマンドに基づい
て、各記憶ディスク部を制御する。

【０００４】ホスト計算機１４、１６、１８が発行する
コマンドはディスク接続部１２内の共有メモリ２０に設
けられる待ち行列（キュー）に格納される。キュー内の
コマンドはバスを介して順次、記憶ディスク部に対し送
られる。記憶ディスク部がコマンドのキューイング機能
を有する場合、すなわち記憶ディスク部自身が受け付け
たコマンドのキューを備えている場合には、共有メモリ
内の前記キューからのコマンドの送出は、それ以前に送
出されたコマンドの処理終了を待たずに行うことができ
る。

【０００５】上記のようにディスク制御部を複数にする
ことにより、ディスク制御部の獲得におけるホストコン
ピュータ間の競合が緩和され、ホストコンピュータが外
部記憶装置２に対してアクセスするまでの時間が短縮さ
れる。また、記憶ディスク部を複数にすることにより、
１つの記憶ディスク部がヘッドのシークによるポジショ
ニング動作やディスクの回転動作を行う間に、ディスク
制御部８、１０と他の記憶ディスク部との間でコマンド
の発行やデータ転送を行うことができ、コンピュータが
実行するプログラム全体でのレスポンス時間の低減やス
ループットの向上が図られる。また、メモリ２０をディ
スクキャッシュとして機能させてもレスポンス時間を低
減することができる。

【０００６】さて、外部記憶装置の処理性能を向上させ
るため前記キューを用いる方法として、特開平６−２５
９１９８に、アクセスされる記憶ディスク部の領域を連
続とすることができる場合には、それに応じてキュー中
のコマンドを並べ換え、これにより上記ポジショニング
動作やディスクの回転動作を効率化する方法が示されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来は、キュー内のコ
マンドをどのように処理すれば外部記憶装置の処理性能
が向上するかについては十分な配慮がなされているとは
言えず、外部記憶装置の処理はレスポンスやスループッ
トに関し必ずしも効率的には行われていないという問題
点があった。例えば、上述の構成のように複数の記憶デ
ィスク部がバスを介してディスク制御部に接続されてい
る場合ではバスアービトレーション、すなわちバスの使
用権の獲得等を考慮しなければ、最適な処理を行うこと
はできない。ここで、複数の記憶ディスク部を有する外
部記憶装置における最適な処理とは、装置全体のレスポ
ンスやスループットが優れているだけでなく、記憶ディ
スク部間におけるレスポンスやスループットの不均衡が
ないことである。

【０００８】本発明は複数の記憶ディスク部を有した上
記最適な処理を実現する外部記憶装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る外部記憶装
置においては、外部記憶制御部は、コマンドの処理に要
すると予測される時間であるコマンド処理時間予測値を
生成する予測処理時間生成手段と、所定のタイミングで
受入キュー内のコマンドをその前記コマンド処理時間予
測値の和が所定の処理タイムスライスに応じた値となる
個数だけ格納される前記コマンドの待ち行列である送出
キューと、前記予測処理時間生成手段に基づき各記憶デ
ィスク部別の処理時間を予測する処理時間予測手段と、
この予測された処理時間が最大の前記記憶ディスク部に
対する前記コマンドを前記送出キューから取り出して対
応する前記記憶ディスク部にキューイングするコマンド
キューイング手段と、前記各送出キューが空になると前
記受入キューから前記送出キューへ前記コマンドを格納
するコマンドバッチ生成手段と、を含むことを特徴とす
る。

【００１０】本発明によれば、送出キューが空になる
と、受入キューに蓄えられたコンピュータからのコマン
ドが一群ずつ取り出され、送出キューに振り分けられ
る。このとき、この一群をなすコマンドの個数は、その
コマンド処理時間予測値の和が所定の処理タイムスライ
スに応じた値となるように定められる。送出キューから
各記憶ディスク部へのコマンドの発行は、キュー内のコ
マンドの前記コマンド処理時間予測値の和が最大である
送出キューを選択し、そのキュー内のコマンドを所定個
数（例えば１個）、取り出して送出するという動作を繰
り返す。１回の送出動作はある程度の時間を要する。こ
れは例えば、外部記憶制御部と記憶ディスク部とがバス
で接続されている場合には、１回の送出動作に、外部記
憶制御部によるバスアービトレーションの時間やバスの
専有時間が必要であるためである。各記憶ディスク部は
キューイング可能であり、複数のコマンドを受け付ける
ことができる。よって基本的にはある記憶ディスク部に
対する送出動作は、その記憶ディスク部で前に送出され
たコマンドの処理を行っている最中でも可能である。前
記コマンド処理時間予測値は、例えば記憶ディスク部の
最大シーク時間や最大回転待ち時間などに基づいて予測
処理時間生成手段により生成される。この予測処理時間
生成手段は、コマンド処理時間予測値を格納したテーブ
ルでもよい。さて、ヘッドのシークやディスクの回転と
いった機械的動作など各記憶ディスク部における処理時
間の多くは記憶ディスク部間で独立であり、その部分は
並列処理することができる。ここで上記のように処理時
間長の長い記憶ディスク部に対するコマンドの処理を優
先して開始することにより、この並列処理の割合が向上
し、上記送出キューに振り分けられた一群のコマンドの
各処理時間が短縮される。また、ある一群のコマンドの
各記憶ディスク部への送出が終了してから、次の一群の
コマンドの送出が開始される。そのためどのコマンドの
処理も基本的に処理タイムスライス以下に終了し、最大
レスポンス時間及び最低スループットが保証される。

【００１１】本発明に係る外部記憶装置においては、前
記外部記憶制御部と前記記憶ディスク部はバスにより接
続され、前記外部記憶制御部は前記記憶ディスク部に前
記コマンドを試行的に発行し、そのコマンドに対し前記
記憶ディスク部が前記バスの使用権を獲得するまでの応
答時間を計測する応答計測手段を有し、前記コマンドキ
ューイング手段は前記コマンドの発行を前記バスのフリ
ー状態の検出から前記応答時間に応じた時間、遅延させ
る遅延手段を有すること、を特徴とする。一般に、外部
記憶制御部はバス・フリー検出からアービトレーション
の実行までを記憶ディスク部より短い時間で行うことが
できる。本発明によれば、例えば記憶ディスク部に格納
されたデータに影響を及ぼさないコマンドを試行的に発
行し、その記憶ディスク部からのレスポンスが外部記憶
制御部に戻るまでの時間に基づいて応答時間を定める。
望ましくはこの応答時間として、コマンドの試行的な発
行を複数回行ってそれらの平均を採用するのがよい。こ
の応答時間だけ外部記憶制御部から記憶ディスク部への
コマンドの発行を遅延させることにより、記憶ディスク
部のバス獲得における優先度が増し、記憶ディスク部か
らのレスポンス時間が短縮される。

【００１２】本発明に係る外部記憶装置においては、前
記外部記憶制御部は、前記記憶ディスク部に対する読み
出しコマンドの処理待ち数を計数するコマンド計数手段
と、複数の読み出しコマンドに対する前記記憶ディスク
部からの読み出しデータを保持するバッファを有し、前
記処理待ち数に基づいて前記バッファを制御し複数の読
み出しコマンドの前記読み出しデータを前記バッファへ
蓄積させ、その蓄積された読み出しデータをコンピュー
タへ一括転送させるバッファ制御手段と、を含むことを
特徴とする。

【００１３】本発明によれば、コマンド計数手段が、受
入キューから取り出された一群のコマンド中の読み出し
コマンドのうち記憶ディスク部からレスポンスが帰って
きていないコマンド数である前記処理待ち数をカウント
する。バッファ制御手段はこの処理待ち数に基づき記憶
ディスク部から読み出されるデータがあるか否かを判断
し、基本的にまだ読み出されるデータがある場合にはバ
ッファからコンピュータへの転送を見合わせて次の読み
出しデータの到着を待ち、一方、もう読み出されるデー
タがない場合やバッファの残り空き容量が少ない場合に
は、バッファからコンピュータへの転送を行う。このよ
うに複数の読み出しコマンドに対応するデータを一括し
てコンピュータへ転送することにより、その転送の際の
外部記憶装置からコンピュータへのチャネルの接続処理
といった時間的オーバーヘッドが低減され、レスポンス
やスループットの向上が図られる。

【００１４】本発明に係る外部記憶装置においては、前
記外部記憶制御部は、前記各送出キューから送出され処
理待ち状態にあるコマンドについての前記コマンド処理
時間予測値の最大値をタイムアウト値として前記各記憶
ディスク部ごとに保持するタイムアウト値保持手段と、
直前のコマンドの処理終了からの経過時間を、前記各記
憶ディスク部ごとに計測する経過時間計測手段と、前記
経過時間がその対応する前記記憶ディスク部の前記タイ
ムアウト値を越えたときエラーとして判定するエラー判
定手段と、を含むことを特徴とする。

【００１５】本発明によれば、前記経過時間はコマンド
の処理が終了すればリセットされるので、経過時間はコ
マンドの処理が正常に行われているならば対応するタイ
ムアウト値よりも小さい値である。一方、前記タイムア
ウト値は前記各送出キューから送出され記憶ディスク部
側にキューイングされたコマンドのうち未処理のコマン
ドについての前記コマンド処理時間予測値の最大値であ
るので、経過時間がタイムアウト値より大きくなるとい
うことは、それら未処理コマンドのうちいずれのコマン
ドも終了しないという異常を示している。エラー判定手
段は、この経過処理時間がタイムアウト値を超えたタイ
ミングにおいてエラーを検出する。よって、エラー判定
手段は、前記各送出キューの予測された処理時間の終了
より早くエラーを検出することができる。

【００１６】本発明に係る外部記憶装置においては、前
記コマンドキューイング手段は、前記コマンドによりア
クセスされる前記記憶ディスク部のアドレスに基づい
て、アクセス時間が最小と予測されるコマンドを選択す
るアクセス最適化手段を有することを特徴とする。

【００１７】本発明によれば、アクセス最適化手段は、
前記送出キュー内の前記コマンドにより指定される前記
アドレスが例えば昇順、降順となるようにコマンドを選
択し、これらコマンドの実行における記憶ディスク部の
ヘッドのシーク時間やディスクの回転時間といったアク
セス時間を最小とする。これによりレスポンスやスルー
プットの向上が図られる。

【００１８】本発明に係る外部記憶装置においては、前
記外部記憶制御部が複数個設けられて前記記憶ディスク
部を共有し、この各外部記憶制御部はアクセスした前記
記憶ディスク部のアドレスに基づくアドレス情報を他の
外部記憶制御部に通知するアドレス情報通知手段を有
し、前記アクセス最適化手段は前記アドレス情報を参照
して前記送出キューから前記コマンドを選択すること、
を特徴とする。

【００１９】本発明によれば、アドレス情報通知手段
が、一方の外部記憶制御部において最後にアクセスされ
たアドレスに関する情報を、次の処理を行う外部記憶制
御部に通知する。次の処理を行う外部記憶制御部はこの
アドレス情報に基づいて、例えば前記アクセス時間が最
小であるコマンドから処理を開始する。これによりレス
ポンスやスループットの向上が図られる。

【００２０】本発明に係る外部記憶装置においては、前
記記憶ディスク部は２つのディスク装置を含みこれらデ
ィスク装置間においてミラーリングが行われるレベル１
のＲＡＩＤアレイ・ディスクであり、前記外部記憶制御
部は前記送出キューの中の前記２つのディスク装置に対
する読み出しコマンドをそれらの前記コマンド処理時間
予測値に基づいて前記２つのディスク装置に振り分けて
発行しこれら両ディスク装置の読み出し処理時間の均等
化を図るＲＡＩＤ１負荷分散手段を有すること、を特徴
とする。レベル１のＲＡＩＤアレイ・ディスクでは、読
み出し処理は一方のディスク装置に対してのみ行えばよ
い。本発明によれば、送出キュー中に複数の読み出しコ
マンドがあれば、それらをレベル１のＲＡＩＤアレイ・
ディスクを構成する２つのディスク装置に振り分けて発
行し、これら両ディスク装置において異なる読み出しコ
マンドを並列に処理させることにより、コマンド処理の
効率が向上する。

【００２１】本発明に係る外部記憶装置においては、前
記記憶ディスク部は複数のディスク装置を含みこれら各
ディスク装置に格納されるデータに基づいて生成される
パリティをこれら全ディスク装置に分割して保持するレ
ベル５のＲＡＩＤディスク・アレイであり、前記外部記
憶制御部は書き込みコマンドの処理における新しいパリ
ティの生成処理に用いるデータとして、更新されるデー
タと現パリティとを読み出すかこれら以外の現パリティ
の生成に用いたデータを読み出すかを、読み出し処理時
間が前記ディスク装置間にて均等化されるように前記コ
マンド処理時間予測値に基づいて選択するＲＡＩＤ５負
荷分散手段を有すること、を特徴とする。

【００２２】レベル５のＲＡＩＤディスク・アレイで
は、データの書き込み処理はパリティの更新処理を伴
う。例えばｎ個のデータをＤk （ｋ＝１〜ｎ）、これら
により生成されるパリティをＰとする。これらはレベル
５のＲＡＩＤディスク・アレイを構成する各ディスク装
置に分散して保持されている。ここでＤj （１≦ｊ≦
ｎ）をＤj ’で更新する書き込み処理を考える。新たな
ｎ個のデータに対するパリティを求める第１の方法はＤ
j ’、Ｄj 及びＰから求める方法であり、第２の方法は
Ｄj ’及びＤk （ｋ≠ｊ）から求める方法である。この
第１の方法においてはＤj 及びＰをディスク装置から読
み出さなければならない。一方、第２の方法においては
Ｄk （ｋ≠ｊ）を読み出さなければならない。この第１
の方法と第２の方法とでは、読み出し処理が行われるデ
ィスク装置が異なる。本発明によれば、ＲＡＩＤ５負荷
分散手段は送出キュー中に複数の書き込みコマンドがあ
れば、それらに伴う上記パリティ更新における読み出し
処理が、各ディスク装置に分散し処理時間が均等化する
ように、上記第１の方法、第２の方法を選択する。すな
わち書き込みコマンドに伴う読み出し処理が各ディスク
装置間において並列に処理されることにより、コマンド
処理の効率が向上する。

【００２３】本発明に係る外部記憶装置においては、前
記記憶ディスク部は複数のディスク装置を含み前記各デ
ィスク装置に格納されるデータに基づいてそのセクタ単
位にパリティを生成しこのパリティを特定の前記ディス
ク装置に集中して保持させて高転送速度を実現するレベ
ル３のＲＡＩＤディスク・アレイであり、前記外部記憶
制御部は分割された複数の前記セクタ範囲ごとに、パリ
ティを保持する前記ディスク装置が異なるようにパリテ
ィ格納位置を生成するパリティ位置割付手段を有するこ
と、を特徴とする。

【００２４】本発明によれば、例えばｍ個のディスク装
置から構成されるレベル３のＲＡＩＤディスク・アレイ
において、データはｍ個のディスク装置に格納される。
これにより、従来の１つのディスク装置がパリティ専用
であって残りの（ｍ−１）個がデータを格納するディス
ク・アレイよりも、データの分散度合いが高まり、コマ
ンド処理が各ディスク装置間において並列に処理される
可能性が高くなり、コマンド処理の効率が向上する。

【００２５】本発明に係る外部記憶装置においては、前
記外部記憶制御部は起動時に前記ディスク装置のシーク
時間及び回転時間を測定しこの測定値に基づいて前記コ
マンド処理時間予測値を設定する予測処理時間設定手段
を有することを特徴とする。本発明によれば、シーク時
間及び回転時間の実測値を利用することにより、コマン
ド処理時間予測値の精度が高まり、外部記憶制御部によ
るコマンド処理の効率向上のための制御精度が上がる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面を参照して説明する。

【００２７】［実施形態１］図１は、本発明が適用され
る共有外部記憶装置の模式的な構成図である。共有外部
記憶装置３０は、ホスト計算機３２、３４、３６で共有
される外部記憶装置である。共有外部記憶装置３０は、
データを格納する３つのディスク装置３８（ディスク装
置Ａ、Ｂ、Ｃ）を有し、これらがそれぞれ記憶ディスク
部を構成する。また共有外部記憶装置３０は、外部記憶
制御部４０を有し、これが各ホスト計算機とディスク装
置３８との間のデータの入出力を制御する。ディスク装
置３８と外部記憶制御部４０とはＳＣＳＩバス４２によ
り互いに接続されている。なお、各ホスト計算機と外部
記憶制御部４０との間もそれぞれＳＣＳＩバス４４によ
り接続されている。

【００２８】図２は共有外部記憶装置３０の内部処理を
説明するためのブロック図である。外部記憶制御部４０
内の処理を中心に説明する。受入キュー５０が、ホスト
計算機３２、３４、３６から発行された読み出しコマン
ド又は書き込みコマンドを一括して受付て蓄積する。本
外部記憶制御部４０は予測処理時間生成手段として、コ
マンド処理時間予測値を格納した予測値テーブル５２を
有している。このコマンド処理時間予測値は、ディスク
装置３８の最大シーク時間、最大回転待ち時間、ディス
ク装置３８内部のデータ転送レート、ＳＣＳＩバス４２
のデータ転送レート等の性能値から予測したコマンドの
実行時間であり、例えば読み出し／書き込みの別や転送
されるデータ量などによって異なる。

【００２９】コマンドバッチ生成部５４は、予測値テー
ブル５２に基づいて受入キュー５０内のコマンドの実行
時間を予測し、コマンド処理時間予測値の和が所定のバ
ッチ時間ｔを超えない範囲でできる限り多くのコマンド
５６を受入キュー５０の先頭から読み込む。コマンドバ
ッチ生成部５４は、読み込んだ一群（バッチ）のコマン
ドの処理が終了するまで、次の読み出し動作を行わな
い。すなわち、コマンドバッチ生成部５４は、受入キュ
ー５０をバッチ処理する。コマンド５６はコマンドバッ
チ生成部５４から送出キュー５８に格納される。

【００３０】コマンドキューイング部６０は後述するや
り方で送出キュー５８から１つずつコマンドをＳＣＳＩ
バス４２に送出する。各ディスク装置３８はディスク側
キュー６２を有しコマンド・キューイングをサポートし
ている。よってコマンドキューイング部６０はＳＣＳＩ
バス４２がフリーであれば、先に送出したコマンドのレ
スポンスがディスク装置３８から返っていなくても、同
一のディスク装置３８に対して多重にコマンドを発行す
ることができる。各ディスク装置３８は、自身に多重に
発行されたコマンドをディスク側キュー６２に蓄積し、
これから順次読み出して実行する。実行された結果、例
えば読み出しデータはディスク装置３８からＳＣＳＩバ
ス４２を介して、外部記憶制御部４０に送られるが、こ
の戻りの経路は図示していない。

【００３１】図３は、コマンドキューイング部６０の処
理を説明するための送出キューの模式図である。コマン
ドバッチ生成部５４は受入キュー５０から上述したよう
にバッチ時間ｔを基準として１群のコマンドを読み出
す。図３に示す例は、１０個のコマンドが読み出され、
そのうち４個がディスク装置Ａ、１個がディスク装置
Ｂ、５個がディスク装置Ｃを対象とするものであり、こ
れらは送出キュー５８に格納される。キュー７０、７
２、７４はそれぞれディスク装置Ａ、Ｂ、Ｃに対応する
処理待ちコマンドの列を表している。これらキューに含
まれる１〜１０の番号を付したブロックは各コマンドを
表し、これら各ブロックの高さは各コマンドのコマンド
処理時間予測値を表す。よって各キューの縦方向の長さ
は各記憶ディスク部における処理時間の予測値である。

【００３２】コマンドキューイング部６０は、送出キュ
ー５８から処理時間の予測値が最長の記憶ディスク部に
対応するコマンドを１つ選択して読み出し、ＳＣＳＩバ
スを介して、対応するディスク装置３８に送出する。例
えば、図３においてディスク装置Ｃに対応するキュー７
４が最長であるので、その中のコマンド（番号“１”で
表す）を送出する。この状態で、まだ同じキュー７４が
最長なので、このキュー７４からコマンド“２”を送出
する。すると今度は、ディスク装置Ａに対応するキュー
７０が最長となるので、そのキュー７０からコマンド
“３”を送出する。同様に続いてコマンド“４”〜“１
０”が順次送出される。なお、これら各キュー間の比較
はコマンド処理時間予測値によるものであり、コマンド
数には依存しない。例えば、コマンド“５”まで送出し
た時点で、キュー７０、７４にはコマンドがそれぞれ２
個残っており、キュー７２には１個しか残っていない。
しかし処理時間はキュー７２の方が他の２つのキューよ
りも長いので、他のキューより優先してキュー７２のコ
マンド“６”が送出される。

【００３３】図４、図５は上述したコマンドキューイン
グの効果を説明するための図である。図４は、ディスク
装置３８を２つとした場合における送出キュー内のコマ
ンド列の１例を示す模式図である。図５は、図４に示し
た例における処理のタイミングチャートである。図４に
示す例では、ディスク装置Ａに対応するキュー８０は３
個のコマンドａ、ｂ、ｃを有し、ディスク装置Ｂに対応
するキュー８２は１個のコマンドを有する。コマンド
ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれコマンド処理時間予測値とし
て２τ、４τ、６τ、７τを有する（τは任意の時間単
位）。なお、コマンドをディスク装置３８に送る際、及
びディスク装置３８からコマンドの処理結果を返す際
の、ＳＣＳＩバスの使用権の獲得からその開放までの時
間をそれぞれセンド時間、リターン時間と称することと
する。センド時間、リターン時間はこの例ではτであ
る。図５（ａ）は本実施形態のコマンドキューイング部
の処理のタイミングチャートを示す。一方、図５（ｂ）
は、本実施形態のコマンドキューイング部とは異なる処
理のタイミングチャートを示す。コマンドの対応するデ
ィスク装置への送出の順序は、図５（ａ）に示す本実施
形態の場合においてはコマンドｃ、ｄ、ｂ、ａ（それぞ
れセンド時間９０、９２、９４、９６に対応）の順であ
り、一方、図５（ｂ）に示す例ではコマンドｄ、ｃ、
ｂ、ａ（それぞれセンド時間１００、１０２、１０４、
１０６に対応）の順である。送出されたコマンドはディ
スク装置において実行された後、リターン時間１１０、
１１２、１１４、１１６、１２０、１２２、１２４、１
２６において、外部記憶制御部４０に応答が返される。

【００３４】本実施形態では、２つのキューのうち短い
処理時間を有するキュー８２の処理期間（コマンドｄの
処理期間）は処理時間の長い方のキュー８０の処理期間
（コマンドｃ、ｂ、ａの処理期間）に包含される。この
ように、上記コマンドキューイング部の処理によれば、
短い処理時間を有する記憶ディスク部の処理期間は、そ
れより長い処理時間を有する記憶ディスク部の処理期間
の背後に隠されるように、処理がスケジューリングされ
る。これに対し、本実施形態を異なる図５（ｂ）に示す
方法では、短い処理時間を有する記憶ディスク部の処理
期間は、それより長い処理時間を有する記憶ディスク部
の処理期間からはみ出す。図５（ａ）、（ｂ）に示す例
では処理開始から終了までの時間は、それぞれ１４τ、
１５τである。このように本発明の実施形態において
は、全記憶ディスク部に対するコマンド処理終了までの
時間が短縮され、レスポンス及びスループットが向上す
る。

【００３５】本実施形態の他の特徴を次に説明する。コ
マンドの処理に際して、上述のようにＳＣＳＩバスの使
用に関するセンド時間、リターン時間が必要になる。こ
れらの時間中には、外部記憶制御部４０やディスク装置
３８がバス４２の使用権を獲得するアービトレーション
という動作を実行する必要がある。しかしディスク装置
３８がバス・フリー状態を検出してアービトレーション
を開始するまでの時間は、外部記憶制御部４０のその時
間よりも遅い。さらに、ディスク装置３８のＳＣＳＩ
ＩＤの優先順位は、外部記憶制御部４０のそれよりも低
い値に設定されている。そのため、外部記憶制御部４０
が連続的にコマンドをディスク装置３８のいずれかに送
出しようとする場合、ディスク装置３８側は、バス４２
の使用権を獲得することが困難となり、ディスク装置３
８からのレスポンス時間が長くなる可能性がある。

【００３６】図６、図７は、本装置の外部記憶制御部４
０における上記問題を解決するための上記方法を説明す
るフローチャートである。図６は、本装置の電源オン時
における自己診断での動作を説明するフローチャートで
ある。外部記憶制御部４０は、本装置の電源オン時の自
己診断の一環として、バス・フリー状態を検出し試行的
にコマンドを発行して、ディスク装置３８がこのコマン
ドに対しレスポンスを返すためにバス４２の使用権を獲
得するまでの時間を測定する。ここで発行されるコマン
ドは、ディスクコネクトを要求するがディスク装置３８
内のデータに影響を及ぼさないコマンドであり、例えば
ＩＮＱＵＩＲＹ、ＲＥＡＤ、ＣＡＰＡＣＩＴＹ等であ
る。外部記憶制御部４０はこれらのコマンドを複数回発
行して、それらに対してディスク装置３８からのレスポ
ンスを得るまでの応答時間の平均値を計測する。この応
答時間の平均値は、コマンドキューイング部６０に与え
られる。図７は実際のコマンド発行処理におけるコマン
ドキューイング部６０の動作を説明するフローチャート
である。コマンドキューイング部６０はコマンドに対す
るアービトレーションの開始をバス・フリー状態の検出
から前記応答時間の平均値に応じた時間、例えば、平均
値に安全係数を乗じた時間だけ遅延させる。ちなみに、
安全係数はデフォルト値として例えば２を与える。な
お、アービトレーションの実行を遅延させている間にバ
ス・ビジー状態となった場合には、バス・フリー状態と
なるのを待って再度処理を試みる処理を行う。

【００３７】上記処理により、ディスク装置３８のバス
獲得における優先度が増し、外部記憶制御部４０がディ
スク装置３８からのレスポンスを迅速に受け取ることが
できる。また、遅延時間はディスク装置３８ごとに変え
ることができ、バス・フリー状態の検出からアービトレ
ーションの開始までの時間がディスク装置３８ごとに異
なる場合でも対応可能である。

【００３８】また本装置では、複数の読み出しコマンド
に対するホスト計算機３２へのデータ転送処理を一括し
て行う。これによるＳＣＳＩバス４４を介したホスト計
算機３２とのデータ転送の処理時間は、その処理をコマ
ンドごとに行う場合より短くなり、ホスト計算機３２に
対するレスポンスが向上する。この一括転送処理を以下
に説明する。外部記憶制御部４０は、１回のコマンドの
バッチ中に含まれる読み出しコマンドのうち処理待ち状
態にあるコマンド数を計数する機能と、ディスク装置３
８からの読み出しデータを蓄積することができるバッフ
ァとを有する。外部記憶制御部４０は、バッファにでき
るだけ多くの読み出しコマンドに対する読み出しデータ
を蓄積し、バッファが一杯になると、バッファからホス
ト計算機３２への転送処理を開始する。これにより、ホ
スト計算機３２とのバスの接続処理といったオーバーヘ
ッドが減るのでホスト計算機３２に対するレスポンスが
向上する。前記処理待ちの読み出しコマンドの数が０に
なれば、バッファが一杯にならなくても、外部記憶制御
部４０はバッファ内のデータをホスト計算機３２に転送
する。また、外部記憶制御部４０は、コマンド処理時間
予測値に基づいてコマンド処理の予測スケジュールを作
成することができるので、このスケジュールに基づいて
読み出しコマンドに対するディスク装置からの応答の間
隔を予測することができる。外部記憶制御部４０は、そ
の間隔とホスト計算機に対する転送処理のオーバーヘッ
ド時間との比較に基づいて、バッファに次の読み出しコ
マンドのデータが到着するのを待つことの得失を判断し
て、バッファからの転送処理を制御してもよい。

【００３９】本装置は、なんらかのエラーにより発行さ
れたコマンドに対するレスポンスがない場合のタイムア
ウト処理を以下のように行う。ディスク装置３８は、そ
のディスク側キュー６２内のコマンドを例えばアクセス
されるアドレスに基づいて最適な順序で実行する。外部
記憶制御部４０は、ディスク装置３８側にキューイング
済みであり処理待ちであるコマンドのコマンド処理時間
予測値の最大値をタイムアウト値として保持するととも
に、直前のコマンドの処理終了からの経過時間を計測す
る。

【００４０】図８はタイムアウト処理を説明する模式図
である。図８（ａ）はある１つのディスク装置３８に４
つのコマンドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを発行した場合の、コマン
ド処理時間予測値によるディスク装置の占有時間のタイ
ムチャートである。コマンド処理時間予測値の大小関係
は、Ａ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｂであるとする。外部記憶制御部４０
は、ディスク装置において最初に処理されるコマンドＡ
の処理が完了し、そのレスポンスが返された時点から経
過時間を計測し始める。またこれと同時にこのディスク
装置に対するタイムアウト値は、処理待ちコマンドＢ、
Ｃ、Ｄのうち最長のコマンド処理時間予測値を有するコ
マンドＢのその予測値を設定される（図８（ｂ））。次
にコマンドＢの処理が開始される。ディスク装置はコマ
ンドＢの処理をタイムアウト値以内に完了し、外部記憶
制御部４０にレスポンスを返す（図８（ｃ））。外部記
憶制御部４０はこの時点においてはディスク装置３８が
正常動作を行っていると判断し、経過時間をリセット
し、またタイムアウト値をコマンドＤのコマンド処理時
間予測値に変更する（図８（ｄ））。

【００４１】図８（ａ）に示すコマンド実行のスケジュ
ールはディスク装置により決定され、外部記憶制御部４
０はその実行順序を知らない。よって、外部記憶制御部
４０はコマンドＢのレスポンスがあった時点で、次にコ
マンドＣ、Ｄのいずれが実行されるかを知らない。しか
し、タイムアウト値は、まだ実行されていないコマンド
のうち最長のコマンド処理時間予測値である。よって、
外部記憶制御部４０は新たに設定されたタイムアウト値
以内になんらのレスポンスもディスク装置から得られな
ければ、コマンドＣ、Ｄのいずれも実行されずエラーと
判断することができる（図８（ｅ））。

【００４２】このエラーが検出されるまでの時間は、コ
マンドＡ、Ｂの処理に要した実時間とコマンドＤのコマ
ンド処理時間予測値との和である。もしコマンドのバッ
チ単位でタイムアウトを監視したならば、エラーはディ
スク装置の占有時間（コマンドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのコマン
ド処理時間予測値の和）が経過しないと検出されない。
よって上述のようにコマンド単位でタイムアウトを監視
することにより、タイムアウトの検出が早まる。これに
よりエラーに対する対応がそれだけ早く行われ、外部記
憶装置のレスポンスの向上を図ることができる。

【００４３】さらに、外部記憶制御部４０は、バッチ
（コマンドのグループ）の処理が最適に行われるよう
に、コマンド発行のスケジューリングを行う。コマンド
・キューイング機能を有するディスク装置３８は、それ
自身がスケジューリング機能を有している。このディス
ク装置３８におけるスケジューリングは、ディスク装置
の回転待ち時間、ヘッドのシーク時間、不良セクタの置
き換えなどを考慮して行われる。これらの点は外部記憶
制御部４０では把握困難であるので、これらの点に基づ
くスケジューリングはディスク装置側で行うのがよい。

【００４４】しかし、ディスク装置側は、そのディスク
側キュー６２に蓄積されたコマンドの範囲内でスケジュ
ーリングを行い、外部記憶制御部４０から未発行でディ
スク側キュー６２に無いコマンドをスケジューリングに
際して考慮することができないので、バッチ単位で見た
場合、必ずしも最適な順序で処理が行われていない可能
性がある。例えば、ディスク側キュー６２が空であると
きに受け取ったコマンドは、無条件で実行開始されるた
め、シーク時間や回転待ち時間が多くかかるコマンドか
ら処理が行われる可能性がある。

【００４５】そこで、外部記憶制御部４０は送出キュー
５８内のコマンドを各ディスク装置ごとにそのアクセス
する論理アドレスに基づき並べ換えて、順に各ディスク
装置に発行する。このとき、コマンド処理時間の予測値
が最長であるディスク装置に対するコマンドを取り出す
ことは上述した通りである。また、バッチが連続する場
合には、後のバッチの処理は、アドレスに基づいて前の
バッチの最後に実行したコマンドに対して実行時間が短
いと予想されるコマンドから始める。具体的には、コマ
ンドの発行順序をアクセスする論理アドレスの大きい順
もしくは小さい順に発行する。また例えば、前のバッチ
が論理アドレスの大きい順にコマンドを発行した場合
は、それに続くバッチは論理アドレスの小さい順にコマ
ンドを発行する。このように外部記憶制御部４０が論理
アドレスに基づいてアクセス時間が最適となるようにコ
マンドを発行することにより、ディスク装置３８がディ
スク側キュー６２にのみ基づいてスケジューリングを行
う場合の上記問題が解決され、外部記憶装置のレスポン
スが向上する。

【００４６】［実施形態２］図９は、本発明が適用され
る他の共有外部記憶装置の模式的な構成図である。図
中、特に断らない限り、図１の符号に２００を加えた構
成要素は、図１と同一の機能を有するものとする。本実
施形態と実施形態１との主たる相違点は、本実施形態の
外部記憶装置２３０は２つの外部記憶制御部２５０、２
５２を有し、これらがディスク装置２３８を共有して制
御する点にある。外部記憶制御部２５０、２５２及び２
つのディスク装置２３８（ディスク装置Ａ、Ｂ）はＳＣ
ＳＩバス２５４にて接続される。両外部記憶制御部間に
は、それらの間での通信を可能にするバス２５６が設け
られている。両外部記憶制御部は、それぞれ実施形態１
の外部記憶制御部４０と基本的には同一の動作を行う。
外部記憶制御部２５０、２５２が、外部記憶制御部４０
と異なるのは、一方の外部記憶制御部からバッチを処理
した後、続いて他のバッチをもう一方の外部記憶制御部
から処理する場合である。これは、外部記憶制御部を２
つ有する本装置に特有である。

【００４７】本装置では、一方の外部記憶制御部が処理
するバッチにおける最後のコマンドのアクセス先の論理
アドレスが、ディスク装置のアドレスの最小値、最大値
のいずれに近いかを、バス２５６を介して他方の外部記
憶制御部に通知する。すなわち、バス２５６はアドレス
情報通知手段として機能する。例えば、外部記憶制御部
２５０は各ディスク装置２３８ごとに、その最後のコマ
ンドの論理アドレスが０に近い場合には、バス２５６に
Ｌ（ｌｏｗ）レベルの制御信号を送出し、逆に論理アド
レスが最大値に近い場合にはＨ（ｈｉｇｈ）レベルの制
御信号を送出する。例えば、外部記憶制御部２５２はバ
ス２５６からディスク装置ＡについてＬレベル、ディス
ク装置ＢについてＨレベルの制御信号を受けた場合に
は、そのディスクＡに対しては、そのアクセスする論理
アドレスの小さいコマンドから順に発行し、ディスクＢ
に対しては、そのアクセスする論理アドレスの大きいコ
マンドから順に発行する。

【００４８】このように２つの外部記憶制御部２５０、
２５２間においても、コマンドが論理アドレスに基づい
てアクセス時間が最適となるよう発行され外部記憶装置
のレスポンスが向上する。

【００４９】［実施形態３］図１０は、レベル１のＲＡ
ＩＤディスク・アレイを備え本発明が適用される共有外
部記憶装置の模式的な構成図である。図中、特に断らな
い限り、図９の符号に１００を加えた構成要素は、図９
と同一の機能を有するものとする。本実施形態と実施形
態２との主たる相違点は、本実施形態の外部記憶装置３
３０は２つのレベル１のＲＡＩＤディスク・アレイ（Ｒ
ＡＩＤ１ディスク・アレイ）３５８、３６０を記憶ディ
スク部として有する点にある。各ＲＡＩＤ１ディスク・
アレイは２つのディスク装置から構成され、これらディ
スク装置間でミラーリングが行われる。各ＲＡＩＤ１デ
ィスク・アレイを構成する２つのディスク装置は互いに
異なるＳＣＳＩバス３６２、３６４に接続される。これ
ら２つのＳＣＳＩバス３６２、３６４は、外部記憶制御
部３５０、３５２にもそれぞれ接続される。両外部記憶
制御部３５０、３５２は基本的には、各ＲＡＩＤ１ディ
スク・アレイをそれぞれ１個の記憶ディスク部として扱
い、実施形態２と同様の制御を行う。但し、本装置にお
いては、読み出し処理における最適化を行う点が、上記
実施形態と異なる。以下、この点を、ＲＡＩＤ１ディス
ク・アレイ３６０を例にとって説明する。

【００５０】ＲＡＩＤ１ディスク・アレイ３６０では、
書き込み処理は、同一のデータを２つのディスク装置３
６６、３６８の双方に書き込まなければならない。しか
し、読み出し処理については、ディスク装置３６６、３
６８のいずれか一方から読み出せばよい。そこで、外部
記憶制御部３５０、３５２は、コマンド処理時間予測値
に基づいて、ＲＡＩＤ１ディスク・アレイ３６０に対す
る読み出し処理をディスク装置３６６、３６８に振り分
け、並列処理させる。これにより、コマンドの全体の処
理時間が短縮され、装置のレスポンスが向上する。

【００５１】表１は、上記処理を説明するためのＲＡＩ
Ｄ１ディスク・アレイ３６０に対するコマンド群の例を
表しており、これらは外部記憶制御部３５０から発行さ
れるものとする。表にはコマンドの読み出し／書き込み
の種別とコマンド処理時間予測値である予測実行時間が
示されている。

【００５２】

【表１】 コマンドｃ、ｅは書き込みコマンドであるので、ディス
ク装置３６６、３６８の双方に発行される。残りのコマ
ンドａ、ｂ、ｄ、ｆは読み出しコマンドであるので、デ
ィスク装置３６６、３６８のいずれかに発行されればよ
い。外部記憶制御部３５０は、これら読み出しコマンド
をそのコマンド処理時間予測値の和がなるべく均等化す
るように２つのグループに分ける。ここでは、コマンド
ａ、ｄ、ｆとコマンドｂとに分ける。これらは各グルー
プは１２０ｍＳのコマンド処理時間予測値の和を有す
る。この外部記憶制御部３５０は、コマンドａ、ｄ、ｆ
をディスク装置３６６に発行し、コマンドｂをディスク
装置３６８に発行する。

【００５３】上記の処理はＲＡＩＤタスクにて行われ
る。ＲＡＩＤタスクはコマンドバッチ生成手段であるモ
ニタにより生成されたコマンド群を受け取り、それを上
記の手法により効率的にディスク装置に割り振る。

【００５４】［実施形態４］図１１は、レベル５のＲＡ
ＩＤディスク・アレイを備え本発明が適用される共有外
部記憶装置の模式的な構成図である。図中、特に断らな
い限り、図１０の符号に１００を加えた構成要素は、図
１０と同一の機能を有するものとする。本実施形態と実
施形態３との主たる相違点は、本実施形態の外部記憶装
置４３０は２つのレベル５のＲＡＩＤディスク・アレイ
（ＲＡＩＤ５ディスク・アレイ）４５８、４６０を記憶
ディスク部として有する点にある。各ＲＡＩＤ５ディス
ク・アレイは５つのディスク装置から構成され、これら
ディスク装置の格納するデータから生成されるパリティ
は、ディスク装置間で分割して保持される。各ＲＡＩＤ
５ディスク・アレイを構成する５つのディスク装置は互
いに異なるＳＣＳＩバス４６２、４６４、４６６、４６
８、４７０に接続される。これら５つのＳＣＳＩバス
は、外部記憶制御部４５０、４５２にもそれぞれ接続さ
れる。両外部記憶制御部４５０、４５２は基本的には、
各ＲＡＩＤ５ディスク・アレイをそれぞれ１個の記憶デ
ィスク部として扱い、実施形態２と同様の制御を行う。
但し、本装置においては、パリティの書き込み処理にお
ける最適化を行う点が、上記実施形態と異なる。以下、
この点を、ＲＡＩＤ５ディスク・アレイ４６０を例にと
ってを説明する。

【００５５】ＲＡＩＤ５ディスク・アレイ４６０では、
データの書き込み処理はパリティの更新処理を伴う。例
えばｎ個のデータをＤk （ｋ＝１〜ｎ）、これらにより
生成されるパリティをＰとする。これらはレベル５のＲ
ＡＩＤディスク・アレイを構成する各ディスク装置に分
散して保持されている。ここでＤj （１≦ｊ≦ｎ）をＤ
j ’で更新する書き込み処理を考える。新たなｎ個のデ
ータに対するパリティを求める第１の方法はＤj ’、Ｄ
j 及びＰから求める方法であり、第２の方法はＤj ’及
びＤk （ｋ≠ｊ）から求める方法である。この第１の方
法においてはＤj 及びＰをディスク装置から読み出さな
ければならない。一方、第２の方法においてはＤk （ｋ
≠ｊ）を読み出さなければならない。この第１の方法と
第２の方法とでは、読み出し処理が行われるディスク装
置が異なる。そこで外部記憶制御部４５０、４５２は、
ＲＡＩＤ５ディスク・アレイ４６０に対する複数の書き
込みコマンドについての上記パリティ更新における読み
出し処理が各ディスク装置に分散し処理時間が均等化す
るように、上記第１の方法、第２の方法を選択する。す
なわち書き込みコマンドに伴う読み出し処理が各ディス
ク装置間において並列に処理される。これにより、コマ
ンドの全体の処理時間が短縮され、装置のレスポンスが
向上する。

【００５６】表２は、上記処理を説明するためのＲＡＩ
Ｄ５ディスク・アレイ４６０に対するコマンド群の例を
表しており、これらは外部記憶制御部４５０から発行さ
れるものとする。表にはコマンドの読み出し／書き込み
の種別、アクセス先の論理アドレス、データ長及び予測
実行時間が示されている。ここで書き込みコマンドの予
測実行時間は、パリティ計算のための読み出し動作に必
要な時間を含まないコマンド処理時間予測値である。

【００５７】

【表２】 コマンド処理時間予測値を求める際に、ディスク装置４
７２、４７４、４７６、４７８、４８０（ディスク装置
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）に関して、最大シーク時間は１８
ｍＳ、最大回転待ち時間は１２ｍＳ、内部データ転送レ
ートは５ＭＢ／Ｓ及びコントローラのオーバーヘッドは
０．７ｍＳであるという条件を使用し、また１ブロック
のデータ長は１ＫＢ、ＳＣＳＩバス４６２、４６４、４
６６、４６８、４７０の転送レートは１０ＭＢ／Ｓであ
るとした。

【００５８】図１２はＲＡＩＤ５ディスク・アレイ４６
０のセクタ・アドレスの割付けマップを表す模式図であ
る。セクタ・アドレスは図１２に示されるような規則性
に基づいて割り付けられる。この割付け方と表２の各コ
マンドのアドレスとに基づいて、各ディスク装置ごとの
処理時間の予測値を求めると、ディスク装置Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅそれぞれについて、９３ｍＳ、９３ｍＳ、０
ｍＳ、６２ｍＳ、６２ｍＳとなる。

【００５９】さて、コマンドｂ、ｃ、ｅ、ｆは書き込み
コマンドであるので、上述のようにパリティ計算のた
め、ディスク装置に対する読み出し動作を伴う。例え
ば、コマンドｂに対する上述の第１のパリティ生成方法
は、ディスク装置Ｂの古いデータとディスク装置Ａの古
いパリティとを読み出す動作を伴い、また第２のパリテ
ィ生成方法は、ディスク装置Ｃ、Ｄ、Ｅの対応セクタの
古いデータを読み出す動作を伴う。パリティ計算のため
の読み出し動作を含まないディスク装置の占有時間（表
２）に基づく比較では、ディスク装置Ａ、Ｂの負荷が高
くなっている。そこでコマンドｂのパリティ生成処理は
上記第２の方法により行い、ディスク装置間でその占有
時間を平均化する。コマンドｃ、ｅ、ｆについても上記
第１、第２の方法のいずれかを、ディスク装置間の処理
の均等化が図られるように選択する。これによりコマン
ド全体の処理が効率化され、外部記憶装置４３０のレス
ポンスが向上する。

【００６０】上記の処理はＲＡＩＤタスクにて行われ
る。ＲＡＩＤタスクはコマンドバッチ生成手段であるモ
ニタにより生成されたコマンド群を受け取り、それを上
記の手法により効率的にディスク装置に割り振る。

【００６１】また、上では、コマンド処理時間予測値
を、接続されるディスク装置の最大シーク時間、最大回
転待ち時間等を基に算出しているが、これらの値に代え
て、予め測定により得た評価値を用いて算出することも
できる。測定値を取り入れることで、コマンド処理時間
予測値の精度が向上し、外部記憶制御部の制御精度が向
上する。これにより、装置のレスポンスの向上も期待で
きる。

【００６２】具体的には、外部記憶制御部４５０、４５
２は電源オン時に自己診断として、ＳＥＥＫコマンドを
複数回発行する。そして、その際にシーク・回転時間を
測定し、それぞれの平均値を算出し、その値に安全係数
を掛けた値をシーク時間、回転待ち時間の評価値とす
る。この評価値に基づきコマンドの実行時間を予測する
ことにより、最大値を使用した場合より精度のよい予測
が可能となり、処理の効率向上が図られる。なお安全係
数は２をデフォルト値とし、また、システムごとに選択
・変更可能とする。

【００６３】［実施形態５］模式的な構成は図１１と同
一の装置であって記憶ディスク部４５８、４６０をレベ
ル３のＲＡＩＤディスク・アレイで置換した装置にも本
発明は適用される。この場合を図１１を流用して、実施
形態４と異なる点のみを説明する。本実施形態と実施形
態４との主たる相違点は、記憶ディスク部内のデータの
持ち方にある。図１３は、従来のＲＡＩＤ３ディスク・
アレイのセクタ・アドレスの割付けマップを表す模式図
である。従来においては、１つのディスク装置（図では
ディスク装置Ｅ）がパリティ専用に割り当てられてい
た。これに対し、図１４は本装置におけるＲＡＩＤ３デ
ィスク・アレイのセクタ・アドレスの割付けマップを表
す模式図である。本装置では、パリティを格納するディ
スク装置は、１２８セクタごとに変わる。すなわち、パ
リティは、０〜１２７セクタ（０〜５１１バイトに相
当）ではディスク装置Ｅに格納され、次の１２８〜２５
５セクタ（５１２〜１０２３バイト）ではディスク装置
Ａに格納され、以降１２８セクタごとにディスク装置
Ｂ、Ｃ、Ｄ、…に格納される。

【００６４】ここで、外部記憶制御装置が５ブロック分
（０〜２５６０バイト）のデータを読み出すコマンドを
発行した場合を説明する。既存のＲＡＩＤ３ディスク・
アレイでは、データが格納されている４つのディスク装
置Ａ〜Ｄのそれぞれに６４０回のリード・アクセスを行
う必要があった。ところが、本装置では、セクタ単位で
パリティが割り振られているため、５つのディスク装置
Ａ〜Ｅのそれぞれに５１２回のリード・アクセスを行う
こことなる。これにより、アクセスがディスク装置間に
て均等化され、２０％性能が向上する。この方式は、１
度に大量のデータ転送を必要とする画像データ等のマル
チメディアアプリケーション用データの入出力において
特に効果を発揮する。

【００６５】

【発明の効果】本発明の外部記憶装置によれば、複数の
記憶ディスク部を有する外部記憶装置において、装置全
体のレスポンスやスループットが優れているとともに、
記憶ディスク部間におけるレスポンスやスループットの
不均衡がないという効果がある。コマンドの処理をバッ
チごとに進めることにより最大レスポンス時間、最低ス
ループットが保証された外部記憶装置が得られるという
効果がある。

【００６６】また、本発明の外部記憶装置によれば、バ
ス獲得における優先度に関し、外部記憶制御部と記憶デ
ィスク部との間の均衡がとれ、記憶ディスク部からのレ
スポンス時間が短縮され、装置のレスポンスが向上する
という効果がある。

【００６７】本発明の外部記憶装置によれば、複数の読
み出しコマンドに対応するデータが一括してコンピュー
タへ転送されるので、その転送の際の外部記憶装置から
コンピュータへのチャネルの接続処理といった時間的オ
ーバーヘッドが低減され、レスポンスやスループットが
向上するという効果が得られる。

【００６８】本発明の外部記憶装置によれば、コマンド
単位でタイムアウトを監視することにより、タイムアウ
トの検出が早まる。これによりエラーに対する対応がそ
れだけ早く行われ、外部記憶装置のレスポンスの向上を
図ることができる。

【００６９】本発明の外部記憶装置によれば、送出キュ
ー内の前記コマンドにより指定される前記アドレスが例
えば昇順、降順となるようにコマンドが選択され、これ
らコマンドの実行における記憶ディスク部のヘッドのシ
ーク時間やディスクの回転時間といったアクセス時間が
最小となる。これによりレスポンスやスループットが向
上するという効果が得られる。

【００７０】本発明の外部記憶装置によれば、複数の外
部記憶制御部を有する場合、一方の外部記憶制御部にお
いて最後にアクセスされたアドレスに関する情報を、次
の処理を行う外部記憶制御部に通知する。次の処理を行
う外部記憶制御部はこのアドレス情報に基づいて、例え
ば前記アクセス時間が最小であるコマンドから処理を開
始するので、レスポンスやスループットが向上するとい
う効果が得られる。

【００７１】本発明の外部記憶装置によれば、送出キュ
ー中に複数の読み出しコマンドがあれば、それらをＲＡ
ＩＤ１アレイ・ディスクを構成する２つのディスク装置
に振り分けて発行し、これら両ディスク装置において異
なる読み出しコマンドを並列に処理させることにより、
コマンド処理の効率が向上する。

【００７２】本発明の外部記憶装置によれば、ＲＡＩＤ
５アレイ・ディスクを記憶ディスク部とする場合、送出
キュー中に複数の書き込みコマンドがあれば、それらに
伴う上記パリティ更新における読み出し処理が、各ディ
スク装置に分散し処理時間が均等化するように、上記第
１の方法、第２の方法を選択する。これにより、書き込
みコマンドに伴う読み出し処理が各ディスク装置間にお
いて並列に処理され、コマンド処理の効率が向上すると
いう効果が得られる。

【００７３】本発明の外部記憶装置によれば、ＲＡＩＤ
３アレイ・ディスクを記憶ディスク部とする場合、デー
タの分散度合いが高まり、コマンド処理が各ディスク装
置間において並列に処理される可能性が高くなり、コマ
ンド処理の効率が向上するという効果が得られる。

【００７４】本発明の外部記憶装置によれば、シーク時
間及び回転時間の実測値を利用することにより、コマン
ド処理時間予測値の精度が高まり、外部記憶制御部によ
るコマンド処理の効率向上のための制御精度が上がると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される共有外部記憶装置の模式
的な構成図。

【図２】 共有外部記憶装置の内部処理を説明するため
のブロック図。

【図３】 コマンドキューイング部の処理を説明するた
めの送出キュー内のコマンド列の模式図。

【図４】 コマンドキューイング処理を説明するための
送出キュー内のコマンド列の１例を示す模式図。

【図５】 コマンドキューイング処理を説明するタイミ
ングチャート。

【図６】 電源オン時における自己診断の動作を説明す
るフローチャート。

【図７】 実際のコマンド発行処理におけるコマンドキ
ューイング部の動作を説明するフローチャート。

【図８】 タイムアウト処理を説明する模式図。

【図９】 本発明が適用される他の共有外部記憶装置の
模式的な構成図。

【図１０】 ＲＡＩＤ１ディスク・アレイを備え本発明
が適用される共有外部記憶装置の模式的な構成図。

【図１１】 ＲＡＩＤ５ディスク・アレイを備え本発明
が適用される共有外部記憶装置の模式的な構成図。

【図１２】 ＲＡＩＤ５ディスク・アレイのセクタ・ア
ドレスの割付けマップを表す模式図。

【図１３】 従来のＲＡＩＤ３ディスク・アレイのセク
タ・アドレスの割付けマップを表す模式図。

【図１４】 実施形態におけるＲＡＩＤ３ディスク・ア
レイのセクタ・アドレスの割付けマップを表す模式図。

【図１５】 従来の外部記憶装置の模式的な構成図。

【符号の説明】

３０ 共有外部記憶装置、３２，３４，３６ ホスト計
算機、３８ ディスク装置、４０ 外部記憶制御部、４
２，４４ ＳＣＳＩバス、５０ 受入キュー、５２ 予
測値テーブル、５４ コマンドバッチ生成部、５８ 送
出キュー、６０コマンドキューイング部、６２ ディス
ク側キュー、２５０，２５２ 外部記憶制御部、２５６
バス、３５８，３６０ ＲＡＩＤ１ディスク・アレ
イ、４５８，４６０ ＲＡＩＤ５ディスク・アレイ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを格納しこのデータに対する読み
   出し／書き込みコマンドをキューイング可能な複数の記
   憶ディスク部と、コンピュータからの前記コマンドを受
   入キューに蓄え前記記憶ディスク部に順次発行し、前記
   コンピュータと前記記憶ディスク部との間のデータ入出
   力処理を制御する外部記憶制御部とを備えた外部記憶装
   置において、 前記外部記憶制御部は、 前記コマンドの処理に要すると予測される時間であるコ
   マンド処理時間予測値を生成する予測処理時間生成手段
   と、 所定のタイミングで前記受入キュー内のコマンドをその
   前記コマンド処理時間予測値の和が所定の処理タイムス
   ライスに応じた値となる個数だけ格納される、前記コマ
   ンドの待ち行列である送出キューと、 前記予測処理時間生成手段に基づき前記各記憶ディスク
   部別の処理時間を予測する処理時間予測手段と、 この予測された処理時間が最大の前記記憶ディスク部に
   対する前記コマンドを前記送出キューから取り出して、
   対応する前記記憶ディスク部にキューイングするコマン
   ドキューイング手段と、 前記各送出キューが空になると、前記受入キューから前
   記送出キューへ前記コマンドを格納するコマンドバッチ
   生成手段と、 を含むことを特徴とする外部記憶装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の外部記憶装置において、 前記外部記憶制御部と前記記憶ディスク部はバスにより
   接続され、 前記外部記憶制御部は、前記記憶ディスク部に前記コマ
   ンドを試行的に発行し、そのコマンドに対し前記記憶デ
   ィスク部が前記バスの使用権を獲得するまでの応答時間
   を計測する応答計測手段を有し、 前記コマンドキューイング手段は、前記コマンドの発行
   を前記バスのフリー状態の検出から前記応答時間に応じ
   た時間、遅延させる遅延手段を有すること、 を特徴とする外部記憶装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の外部記憶装置において、 前記外部記憶制御部は、 前記記憶ディスク部に対する読み出しコマンドの処理待
   ち数を計数するコマンド計数手段と、 複数の読み出しコマンドに対する前記記憶ディスク部か
   らの読み出しデータを保持するバッファを有し、 前記処理待ち数に基づいて前記バッファを制御し、複数
   の読み出しコマンドの前記読み出しデータを前記バッフ
   ァへ蓄積させ、その蓄積された読み出しデータをコンピ
   ュータへ一括転送させるバッファ制御手段と、 を含むことを特徴とする外部記憶装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の外部記憶装置において、 前記外部記憶制御部は、 前記各送出キューから送出され処理待ち状態にあるコマ
   ンドについての前記コマンド処理時間予測値の最大値を
   タイムアウト値として前記各記憶ディスク部ごとに保持
   するタイムアウト値保持手段と、 直前のコマンドの処理終了からの経過時間を、前記各記
   憶ディスク部ごとに計測する経過時間計測手段と、 前記経過時間がその対応する前記記憶ディスク部の前記
   タイムアウト値を越えたときエラーとして判定するエラ
   ー判定手段と、 を含むことを特徴とする外部記憶装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の外部記憶装置において、 前記コマンドキューイング手段は、前記コマンドにより
   アクセスされる前記記憶ディスク部のアドレスに基づい
   て、アクセス時間が最小と予測されるコマンドを選択す
   るアクセス最適化手段を有することを特徴とする外部記
   憶装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の外部記憶装置において、 前記外部記憶制御部が複数個設けられて前記記憶ディス
   ク部を共有し、 この各外部記憶制御部は、アクセスした前記記憶ディス
   ク部のアドレスに基づくアドレス情報を他の外部記憶制
   御部に通知するアドレス情報通知手段を有し、 前記アクセス最適化手段は、前記アドレス情報を参照し
   て前記送出キューから前記コマンドを選択すること、 を特徴とする外部記憶装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の外部記憶装置において、 前記記憶ディスク部は、２つのディスク装置を含み、こ
   れらディスク装置間においてミラーリングが行われるレ
   ベル１のＲＡＩＤアレイ・ディスクであり、 前記外部記憶制御部は、前記送出キューの中の前記２つ
   のディスク装置に対する読み出しコマンドを、それらの
   前記コマンド処理時間予測値に基づいて前記２つのディ
   スク装置に振り分けて発行し、これら両ディスク装置の
   読み出し処理時間の均等化を図るＲＡＩＤ１負荷分散手
   段を有すること、 を特徴とする外部記憶装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の外部記憶装置において、 前記記憶ディスク部は、複数のディスク装置を含み、こ
   れら各ディスク装置に格納されるデータに基づいて生成
   されるパリティをこれら全ディスク装置に分割して保持
   するレベル５のＲＡＩＤディスク・アレイであり、 前記外部記憶制御部は、書き込みコマンドの処理におけ
   る新しいパリティの生成処理に用いるデータとして、更
   新されるデータと現パリティとを読み出すか、これら以
   外の現パリティの生成に用いたデータを読み出すかを、
   読み出し処理時間が前記ディスク装置間にて均等化され
   るように前記コマンド処理時間予測値に基づいて選択す
   るＲＡＩＤ５負荷分散手段を有すること、 を特徴とする外部記憶装置。
9. 【請求項９】 請求項１記載の外部記憶装置において、 前記記憶ディスク部は、複数のディスク装置を含み、前
   記各ディスク装置に格納されるデータに基づいてそのセ
   クタ単位にパリティを生成し、このパリティを特定の前
   記ディスク装置に集中して保持させて高転送速度を実現
   するレベル３のＲＡＩＤディスク・アレイであり、 前記外部記憶制御部は、分割された複数の前記セクタ範
   囲ごとに、パリティを保持する前記ディスク装置が異な
   るようにパリティ格納位置を生成するパリティ位置割付
   手段を有すること、 を特徴とする外部記憶装置。
10. 【請求項１０】 請求項７から請求項９までのいずれか
    に記載の外部記憶装置において、 前記外部記憶制御部は、起動時に前記ディスク装置のシ
    ーク時間及び回転時間を測定し、この測定値に基づいて
    前記コマンド処理時間予測値を設定する予測処理時間設
    定手段を有することを特徴とする外部記憶装置。