JPH096549A

JPH096549A - 積層型ディスクアレイ装置

Info

Publication number: JPH096549A
Application number: JP7158935A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Tsunoda; 仁角田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ディスクアレイコントローラとドライブとの
インターフェース制御を行うLSIを一体化し，これにド
ライブを直接装着し，積層化しこれらの集合体によりデ
ィスクアレイを実現する。【構成】ディスクアレイコントローラとドライブとの
インターフェース制御を行うLSI４を一体化し，これに
ドライブ２を直接装着し，積層化しこれらの集合体によ
りディスクアレイとする。【効果】非常に小さなディスクアレイを実現できるこ
とが可能となり，また，ケーブルで接続せず，ピンによ
り，短距離での接続が可能になり，データ転送速度やデ
ィスクアレイ制御を高速にしかも高性能に行うことが可
能になった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高信頼および高可用な
入出力動作を可能とするディスクサブシステム装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】現在のコンピュータシステムにおいて
は、ＣＰＵが必要とするデータは２次記憶装置に格納さ
れ、ＣＰＵが必要とするときに２次記憶装置に対してデ
ータの書き込み、読み出しを行うようになっている。こ
の２次記憶装置としては、一般に不揮発な記憶媒体が使
用され、代表的なものとして磁気ディスク装置や光ディ
スクなどがあげられる。以下、磁気ディスク装置をドラ
イブと呼ぶものとする。現在、二次記憶装置で使用され
るドライブは3.5インチで、インターフェースはSCSIと
なっている。

【０００３】一方、特開平３−１０８１７８号では、ド
ライブの電力消費を削減する目的で、小径化かつ小型化
されたドライブを半導体デバイスと同様に半導体デバイ
スを装着する基板上に直接装着する方法について開示し
ている。

【０００４】特開平４−２２８１５３号では、特開平３
−１０８１７８号と同様に、ドライブを半導体デバイス
と同様に半導体デバイスを装着する基板上に直接装着
し、その基板内に装着されている複数のドライブによっ
てディスクアレイを構成する方法について開示してい
る。

【０００５】さらに、特開平4−２７６３７５号では、
小型かつ低消費電力のドライブを実現するため、ドライ
ブの回路基板上に外部システムとの間の制御信号とデー
タ信号用のコネクタと電源端子を設けた磁気ディスク装
置について開示している。

【０００６】また、特願平６−１５６９７５号では、複
数のドライブとこれらのドライブを制御する制御機構を
同一の基板上に実装する方法について開示している。

【０００７】これらの従来技術では基板上にドライブを
実装する方法についてのみ開示しており、複数のドライ
ブを積層し、この積層したドライブ群によりディスクア
レイを構成する方法については開示していない。また、
ドライブを積層する際にディスクアレイの制御を行うLS
Iも同様に積層し、このLSIとドライブが積層されディス
クアレイとする方法についても開示していない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平４−２２８
１５３号では、特開平３−１０８１７８号と同様に、ド
ライブを半導体デバイスと同様に半導体デバイスを装着
する基板上に直接装着し、その基板内に装着されている
複数のドライブによってディスクアレイを構成する方法
について開示している。しかし、この方法では基板上に
おけるドライブ数でしかディスクアレイを構成すること
ができず、基板上におけるドライブ数には面積上の制限
があり、多くのドライブを配置することができない。も
し、多くのドライブを配置したい場合は、面積の大きな
基板を使用しなければならない。

【０００９】本発明の目的は、ドライブおよびドライブ
のディスクアレイを制御する制御LSIを積層し、この積
層したLSIとドライブでディスクアレイを構成すること
にある。また、別の目的はこのように積層たディスクア
レイの構成を自由に設定することを可能にすることにあ
る。また、別の目的としては、従来はドライブから離れ
ていた場所に置かれていたディスクアレイ制御装置およ
びドライブとのインターフェース装置をドライブと密着
させることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明ではドライブおよ
びドライブのインターフェース制御やディスクアレイ制
御を行う制御LSIを積層し、この積層したLSIとドライブ
でディスクアレイを構成する。この積層されたLSIおよ
びドライブの集合をRAIDタワーと呼び、このRAIDタワー
単位がディスクアレイとなる。

【００１１】

【作用】従来では基板上におけるドライブのみでしかデ
ィスクアレイを構成することができなかったが、本発明
を用いることにより、3次元に実装されたドライブでデ
ィスクアレイを構成することが可能となり、基板当りで
より実装密度を高めてディスクアレイを構成することが
可能となる。また、従来は、ドライブから離れていた場
所に置かれていたディスクアレイ制御装置およびドライ
ブのインターフェース制御装置をドライブと密着させる
ことにより、ディスクアレイおよびドライブのインター
フェース制御を高性能に行うことが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１３】（実施例１）（１）構成の概要図１は、本発明の第１の実施例に係るRAIDタワー１の実
装の状態を示す外観図である。各ボード（基板）３上に
はドライブのRAID制御用マイクロプロセッサとドライブ
2のインターフェース制御の両方を行う行うLSI（以下RA
IDコントローラと呼ぶ）４がCPU５およびメモリ6がドラ
イブ2と同様にボード上に装着されている。各RAIDコン
トローラ４上には複数のドライブ２が積層されて実装さ
れ、RAIDタワー１を構成する。ボード３はマザーボード
4上に設けられたコネクタ5に差し込まれており、引き出
すことによりマザーボード4から取り外すことができる
ようになっている。

【００１４】図７にドライブ２の内部構成図を示す。ド
ライブ２はメイン基板１１０上に磁気ディスク１００が
軸受け１１３により実装され、この磁気ディスク１００
上へは、ヘッド１０１によりデータの読み出または書き
込みが行われる。このヘッド１０１はボイスコイルモー
タ１０２により動かされて目的のトラックへ位置付けさ
れる。ヘッド１０１から読み出されたデータは読み出し
書き込みアンプ１０３により増幅され回路基板１０５上
の読み出し書き込み回路に送られる。また、書き込みの
場合は逆に、読み出し書き込み回路から読み出し書き込
みアンプ１０３にデータが送られ、ヘッド１０１から磁
気ディスク１００上にデータは書き込まれる。上記ドラ
イブ２の動作は一般のドライブの動作と同じである。次
に本発明のドライブ２の特徴を説明する。ドライブ２の
磁気ディスク１００やヘッド１０１等はハウジング１１
２により覆われ、防塵される。ハウジング１１２にはド
ライブホール１１があけられ、ドライブピン１２および
ボードピン１０はドライブホール１１を介し、メイン基
板１１０上のドライブホールパイプ１０４に差し込ま
れ、回路基板１０５に接続される。ハウジング１１２と
メイン基板１１０は固定ねじ１１１によりねじ止めされ
て接続される。

【００１５】図８はこのドライブ２の断面図を示してい
る。この図からわかるようドライブホールパイプ１０４
はドライブホール１１を介してハウジング１１２を貫通
し、回路基板１０５に接続されている。ドライブホール
１１に差し込まれたドライブピン１２およびボードピン
１０はドライブホールパイプ１０４に接触することによ
り回路基板１０５上の読み出し書き込み回路１０６との
間でデータのやり取りが可能となる。また、ドライブピ
ン１２もドライブホールパイプ１０４と同様に回路基板
１０５に接続されており、回路基板１０５上の読み出し
書き込み回路１０６との間でデータのやり取りが可能で
ある。ドライブピン１２およびボードピン１０はドライ
ブホールパイプ１０４により固定され、積層されたドラ
イブ２間やボード３とドライブ２間の接続を固定する。
これにより、ドライブ２の積層実装やボード３との直接
接続が可能となる。

【００１６】本発明ではこのようにドライブ２内にドラ
イブピン１２またはボードピン１０が差し込まれる。ド
ライブピン１２およびボードピン１０の長さは５±2mm
とし、ドライブ２の高さも５±2mmとする。また、磁気
ディスク１００の径を１インチとするとドライブ２の幅
は30±4mm、長さは40±5mmとする。

【００１７】図２はRAIDタワー1を構成する方法を示
す。図２に示すようにボード３にはRAIDコントローラ４
と接続するためのホール（ボードホール）１３があけら
れている。

【００１８】RAIDコントローラ４には上面にドライブ２
のボードピン１２が差し込まれるホール（RAIDコントロ
ーラホール）１４があけられ、下面にはボード３に差し
込むピン（RAIDコントローラピン）１５が出ている。ド
ライブ2のドライブピン１２をRAIDコントトローラ４の
ホール１４に差し込むことでドライブ2とRAIDコントロ
ーラ４は接続される。RAIDコントローラホール１４およ
びドライブピン１２はSCSIインターフェースの信号およ
びデータが流れる。RAIDコントローラ４とドライブ２の
接続と同様にドライブ２間も接続される。各ドライブ２
には上面には他のドライブ2のドライブピン１２が差し
込まれるドライブホール１１と下面にはドライブピン１
２が出ている。ドライブ2間を積層する場合は一方のド
ライブのドライブピン１２をもう一方のドライブホール
１１に差し込む込むことで、2台のドライブ２を接続す
ることが可能となり、同様に複数台のドライブの積層が
可能となる。各ドライブ２のドライブホール11およびド
ライブピン１２にはSCSIインターフェースの信号および
データが流れる。

【００１９】このように、ドライブホール１１にドライ
ブピン１２を差し込み、各ドライブのドライブピン１２
によりドライブ2間の信号およびデータの授受を行な
う。

【００２０】なお、本発明では積層されるドライブ数に
制限は無い。

【００２１】（２）内部動作の概要図3はRAIDタワー１を実装したボード３を示す。そこ
で、図３を参照して、RAIDタワー１の内部動作の概要を
説明する。

【００２２】ＣＰＵ２０より発行された読み出しまたは
書き込みコマンドは、MPバス１６を通って、RAIDタワー
１のRAIDコントローラ４に入力する。ＣＰＵ２０からRA
IDコントローラ４にコマンドが発行されると、RAIDコン
トローラ４はコマンドの受付が可能かどうか判断する。
受け付け可能な場合は、RAIDコントローラ４は、コマン
ドの受付け処理を行なう。他の読み出しまたは書き込み
処理を行なっているため、受け付けられない場合は、RA
IDコントローラ４はＣＰＵ２０に対し、受付不可の応答
を送る。ＣＰＵ２０からのコマンドがデータの書き込み
コマンドであり、ＣＰＵ２０から転送された書き込みデ
ータをデータ＃１とする。

【００２３】本実施例では、ＣＰＵ２０から書き込みま
たは読み出すデータのデータ長は常に４ＫＢの大きさの
固定長データであるとする。したがって、ＣＰＵ２０か
らの書き込みデータ＃１も４ＫＢである。なお、このデ
ータ長により本発明が限定されることは無い。

【００２４】ＣＰＵ２０からの書き込みデータ＃１は、
MPバス１６を経由して当該RAIDタワー１に転送され、当
該RAIDタワー１のRAIDコントローラ４はＣＰＵ２０に対
しデータ＃１をMPバス１６を介しメモリ２２に転送する
ように指示する。データ#1のメモリ２２への格納が完了
したら、RAIDコントローラ４はＣＰＵ２０に対しデータ
#1のメモリ２２への格納の完了を報告する。この完了報
告を受け取ったＣＰＵ２０は当該RAIDコントローラ４に
対し当該ドライブ2への書き込み要求を発行するように
指示する。この指示を受け取ったRAIDコントローラ４は
当該ドライブ2に対しSCSIインターフェースの処理手順
に従ってデータ#1の書き込み処理を行なう。

【００２５】以上のようにして、ＣＰＵ２０からのデー
タの書き込みが行われる。

【００２６】ＣＰＵ２０からデータの読み出しが要求さ
れた時は、上述した書き込み処理とは逆に、当該データ
を当該ドライブ2から読み出し、メモリ２２に格納し、M
Pバス１６を介して、ＣＰＵ２０に送る。

【００２７】次に、より詳細に本実施例を説明する。以
下では、（３）でアドレス変換用テーブルについて、
（４）で読みだしおよび書き込み動作についてそれぞれ
詳細に説明する。

【００２８】（３）アドレス変換用テーブル本実施例では、RAIDタワー1を構成するドライブ2として
ＳＣＳＩインターフェースのドライブを使用する。した
がって、ＣＰＵ２０は従来のインターフェースで書き込
みや読み出しのコマンドを発行する。

【００２９】ＣＰＵ２０内のオペレーティングシステム
（OS）からRAIDタワー1のRAIDコントローラ４にデータ
の書き込みを指示する場合、ＣＰＵ２０内のOSは、書き
込みデータに論理アドレス（データ名またはデータ番
号）を付して当該RAIDコントローラ４に転送する。この
時当該RAIDコントローラ４では書き込みデータが更新を
行なう場合、図４に示すアドレステーブル３０により、
論理アドレス３１から、このデータが格納されるドライ
ブ2が装着されているRAIDタワー１のアドレスであるタ
ワー番号３２と、RAIDレベル３３と当該ドライブ2のア
ドレスであるドライブ番号３４と当該ドライブ２内の実
際にデータが格納されている物理アドレスであるSCSIア
ドレス３５と更新するデータに関連するパリティの論理
アドレス３７とこのパリティが格納されているパリティ
ドライブ番号３８を認識する。

【００３０】一方、書き込みデータが新規に書き込むデ
ータの場合は、CPU２０はアドレステーブル３０におい
て論理アドレス３１が登録されていないエントリを探
し、そこに、論理アドレスを登録する。アドレステーブ
ル３０の論理アドレス３１を登録した後は更新の場合と
同じように、このデータが格納されるドライブ2が装着
されているRAIDタワー１のアドレスであるタワー番号３
２と、RAIDレベル３３と当該ドライブ2のアドレスであ
るドライブ番号３４と当該ドライブ２内の実際にデータ
が格納されている物理アドレスであるSCSIアドレス３５
と更新するデータに関連するパリティの論理アドレス３
７とこのパリティが格納されているパリティドライブ番
号３８を認識する。

【００３１】アドレステーブル３０においてドライブ障
害フラグ３９はドライブ2に障害が発生している場合オ
ン（１）となり、正常時はオフ（０）とする。このドラ
イブ障害フラグ３９の設定は、RAIDコントローラ４がド
ライブ2に対し読みだしまたは書き込み要求を発行した
時に、処理が実行できず、何回かリトライを行ない、設
定回数を越えてリトライを行なっても実行できない場
合、RAIDコントローラ４はドライブ2に障害が発生した
と認識しアドレステーブル３０のドライブ障害フラグ３
９をオン（１）に設定する。

【００３２】上記のアドレステーブル３０は、RAIDコン
トローラ４用のメモリ２２内の適当な領域に格納されて
いる。アドレステーブル３０は、システムの電源をオン
したときに、ある特定のドライブ2からメモリ２２に自
動的に読み込まれる。一方、電源をオフするときは、RA
IDコントローラ４により、メモリ２２内のアドレステー
ブルが、元のドライブ2内の所定の場所に自動的に格納
される。

【００３３】（４）データの読みだしおよび書き込み動
作次に、以上のようなアドレステーブル３０を用いたRAID
コントローラ４によるデータの読み出しまたは書き込み
処理について詳細に説明する。RAIDコントローラ４はデ
ィスクアレイ制御を行うプロセッサとドライブ間のイン
ターフェース制御を行うハードウェアが１つのLSI内に
収められている。以下に示すのは、RAIDコントローラ４
内のディスクアレイ制御を行うプロセッサ部のマイクロ
プログラムによる動作である。

【００３４】図5は図4のアドレステーブル３０を元に、
実際にデータおよびパリティが格納されている状態を示
している。具体的には、ドライブ#1のSD#1のSCSIアドレ
ス３５にデータ#1が格納され、SD#2にはパリティ＃２、
SD#3にはデータ#３が格納されている。SCSIアドレス３
５はドライブ２内の物理的なアドレスを示しており、シ
リンダアドレスとヘッド番号とトラック内のデータ番号
が示されている。図５ではドライブ＃１、２、３、４の
SD＃１のデータ＃１、４、７からパリティ＃１が作成さ
れ、ドライブ#１、２、３、４のSD＃２のデータ＃５、
８、１１からパリティ＃２が作成され、ドライブ#１、
２、３、４のSD＃３のデータ＃３、９、１２からパリテ
ィ＃３が作成され、パリティはドライブ＃１、２、３、
４に分散されているため、RAID5になっている。

【００３５】図６のフローチャートを用いて書き込み処
理方法について説明する。

【００３６】図３において、まずＣＰＵ２０からRAIDコ
ントローラ４に対し読みだしまたは書き込み命令が発行
されたとする（ステップ４１）。

【００３７】RAIDコントローラ４はメモリ２２内のアド
レステーブル３０により論理アドレス２１からタワー番
号３２、RAIDレベル３３、ドライブ番号３４、ドライブ
障害フラグ３９、SCSIアドレス３５を特定する（ステッ
プ４２）。次にCPU２０からRAIDコントローラ４に対し
発行された要求が読みだし要求か書き込み要求かを判定
する(ステップ４３）。

【００３８】もし、書き込み要求の場合はアドレステー
ブル３０により論理アドレス２１からパリティ論理アド
レス３７とパリティドライブ番号３８を特定する（ステ
ップ４４）。RAIDコントローラ４はデータを格納するSC
SIアドレス３５に格納されている旧データとパリティ論
理アドレス３７から特定された、旧パリティが格納され
ているSCSIアドレス３５に対し旧データと旧パリティの
読み出し要求を発行する（ステップ４５）。読み出し要
求を発行されたドライブ２では当該SCSIアドレス３５に
対しシーク、回転待ちを行い、旧データおよび旧パリテ
ィの読み出しが可能になり、SCSIバスの使用が可能にな
った方から旧データと旧パリティの読み出しを行う（ス
テップ４６）。RAIDコントローラ４へ旧データと旧パリ
ティの読み出しが完了したら、当該RAIDコントローラ４
において旧データと旧パリティと新データにより排他的
論理和を行い、新パリティの作成を行う（ステップ４
７）。新データは予めCPU２０からメモリ２２へ格納さ
れているため、この排他的論理和を行う場合は、当該RA
IDコントローラ４はメモリ２２から当該新データを読み
出す。次に当該RAIDコントローラ４は当該ドライブ２の
当該SCSIアドレス３５に対し新たに書き込む新データと
新パリティの書き込み要求を発行する（ステップ４
８）。当該ドライブ２においては、当該SCSIアドレス３
５に対しシーク、回転待ちを行い（ステップ４９）、新
データおよび新パリティの書き込みが可能になり、SCSI
バスの使用が可能になった方から新データと新パリティ
の書き込みを行う（ステップ５０）。

【００３９】一方、ステップ４３においてCPU２０から
の要求を判定した結果、読み出し要求の場合は、当該ド
ライブ２の当該SCSIアドレス３５に対し読み出し要求を
発行する（ステップ５１）。読み出し要求を発行された
当該ドライブ２においては、当該SCSIアドレス３５に対
しシーク、回転待ちを行い、SCSIバスの使用が可能にな
った方から当該データの読み出しが可能になったら読み
出しを行う（ステップ５２）。

【００４０】次に、ドライブ２に障害時が発生した場合
のデータ回復方法について図５を用いて説明する。本実
施例のようなRAID5のディスクアレイではドライブ＃１
に障害が発生し、ドライブ#１内のデータが破壊された
場合は、ドライブ＃２、３、４からドライブ#１内のデ
ータを回復することが可能である。具体的には、ドライ
ブ#１のSD#1のアドレスに格納されているデータ#１は、
ドライブ＃２のSD#1のアドレスに格納されているデータ
#４、ドライブ＃３のSD#1のアドレスに格納されている
データ#７とドライブ＃４のSD#1のアドレスに格納され
ているパリティ＃１の排他的論理和をとることにより回
復することが可能である。同様にドライブ#１のSD#３の
アドレスに格納されているデータ#３は、ドライブ＃２
のSD#３のアドレスに格納されているパリティ#３、ドラ
イブ＃３のSD#３のアドレスに格納されているデータ#９
とドライブ＃４のSD#３のアドレスに格納されているデ
ータ#１２の排他的論理和をとることにより回復するこ
とが可能である。このようにして、ドライブ２に障害が
発生した場合、障害が発生したドライブ２内のデータを
回復することが可能である。

【００４１】本発明ではディスクアレイの制御およびド
ライブとのインターフェース制御を行うRAIDコントロー
ラ４とドライブ２を図２のように積層し、この積層した
集合でディスクアレイとすることで、従来のように制御
装置とドライブ２をケーブルで接続する必要がなくな
り、非常に小さなディスクアレイを実現できることが特
徴である。また、ケーブルで接続せず、ピンにより、短
距離での接続が可能になり、データ転送速度やディスク
アレイ制御を高速にしかも高性能に行うことが可能にな
った。

【００４２】（実施例２）本実施例では１つのRAIDコン
トローラ４に，複数のRAIDタワー１が接続される。

【００４３】図９は本実施例の全体構成図を示してお
り，１つのRAIDコントローラ４に，RAIDタワー（１）１
RAIDタワー（２）１の２つのRAIDタワー１が接続されて
いる。図９の例ではRAIDタワー(1)１は実施例１と同様
であり，RAIDタワー(2)１はRAIDタワー(1)１とは異なる
構成になっている。つまり，RAIDタワー(1)１は４台の
ドライブ２によりRAID5となっているが，RAIDタワー(2)
１は２台のドライブで二重化を行うRAID1となってい
る。また，図９において，RAIDタワー(3)１，RAIDタワ
ー(4)１も一つのRAIDコントローラ４上に接続されてい
るが，RAIDタワー(3)１，RAIDタワー(4)１は実施例１と
同様に４台のドライブ２によりRAID5となっている。こ
のように，本実施例では，１つのRAIDコントローラ４に
複数のRAIDタワー１が接続され，それぞれのRAIDタワー
１の構成は自由に設定できることが特徴である。

【００４４】図１０は実際にRAIDコントローラ４に複数
のRAIDタワー１を接続する方法を示している。実施例１
と同様にボード３にはRAIDコントローラ４と接続するた
めのホール（ボードホール）１３があけられている。RA
IDコントローラ４には上面にドライブ２のボードピン１
２が差し込まれるホール（RAIDコントローラホール）１
４が２ドライブ２差し込まれるようにあけられ，下面に
はボード３に差し込むピン（RAIDコントローラピン）１
５が出ている。なお，本実施例では１つのRAIDコントロ
ーラ４には２つのRAIDタワー１が接続されているが，３
つ以上のRAIDタワー１が接続されても構わない。ドライ
ブ２をRAIDコントローラ４に接続する方法は実施例１と
同じである。つまり，ドライブ2のドライブピン１２をR
AIDコントトローラ４のホール１４に差し込むことでド
ライブ2とRAIDコントローラ４は接続される。RAIDコン
トローラホール１４およびドライブピン１２はSCSIイン
ターフェースの信号およびデータが流れる。RAIDコント
ローラ４とドライブ２の接続と同様にドライブ２間も接
続される。各ドライブ２には上面には他のドライブ2の
ドライブピン１２が差し込まれるドライブホール１１と
下面にはドライブピン１２が出ている。ドライブ2間を
積層する場合は一方のドライブのドライブピン１２をも
う一方のドライブホール１１に差し込む込むことで，2
台のドライブ２を接続することが可能となり，同様に複
数台のドライブの積層が可能となる。各ドライブ２のド
ライブホール11およびドライブピン１２にはSCSIインタ
ーフェースの信号およびデータが流れる。

【００４５】このように，ドライブホール１１にドライ
ブピン１２を差し込み，各ドライブのドライブピン１２
によりドライブ2間の信号およびデータの授受を行な
う。

【００４６】（２）内部動作の概要図１１はRAIDタワー１を実装したボード３を示す。

【００４７】ボード３の内部動作の概要は実施例１と同
じである。実施例１と異なるのは，実施例１ではRAIDタ
ワー１は１セットのためRAIDタワー１内のドライブパス
１３０は１本であったが，本実施例では１台のRAIDコン
トローラ４には２セットのRAIDタワー１が接続されてお
り，これらのRAIDタワー１内にはそれぞれのドライブ２
をドライブパス１３０で接続されているためドライブパ
ス１３０が２本になっている。

【００４８】次に，より詳細に本実施例を説明する。以
下では，（３）でアドレス変換用テーブルについて，
（４）で読みだしおよび書き込み動作についてそれぞれ
詳細に説明する。

【００４９】（３）アドレス変換用テーブル実施例１と同様にＣＰＵ２０内のオペレーティングシス
テム（OS）からRAIDタワー1のRAIDコントローラ４にデ
ータの書き込みを指示する場合，ＣＰＵ２０内のOSは，
書き込みデータに論理アドレス（データ名またはデータ
番号）を付して当該RAIDコントローラ４に転送する。本
実施例では，この時当該RAIDコントローラ４では書き込
みデータが更新を行なう場合，図１２に示すアドレステ
ーブル３０により，論理アドレス３１から，このデータ
が格納されるドライブ2が装着されているRAIDタワー１
のアドレスであるタワー番号３２を認識する。タワー番
号３２がRT#1の場合は実施例１と同様に，RAIDレベル３
３と当該ドライブ2のアドレスであるドライブ番号３４
と当該ドライブ２内の実際にデータが格納されている物
理アドレスであるSCSIアドレス３５と更新するデータに
関連するパリティの論理アドレス３７とこのパリティが
格納されているパリティドライブ番号３８を認識する。

【００５０】しかし，タワー番号がRT#2の場合は，RAID
レベル３３と当該ドライブ2のアドレスであるドライブ
番号３４と当該ドライブ２内の実際にデータを格納する
物理アドレスであるSCSIアドレス３５を認識する。

【００５１】一方，書き込みデータが新規に書き込むデ
ータの場合は，CPU２０はアドレステーブル３０におい
て論理アドレス３１が登録されていないエントリを探
し，そこに，論理アドレスを登録する。もし，RAID5で
格納したいのならタワー番号３２がRT#1の領域において
論理アドレス３１が登録されていないエントリを探し，
RAID１で格納したいのならタワー番号３２がRT#２の領
域において論理アドレス３１が登録されていないエント
リを探す。アドレステーブル３０の論理アドレス３１を
登録した後は更新の場合と同じように，タワー番号３２
によりアドレステーブル３０内の情報を認識する。

【００５２】（４）データの読みだしおよび書き込み動
作次に，以上のようなアドレステーブル３０を用いたRAID
コントローラ４によるデータの読み出しまたは書き込み
処理について詳細に説明する。以下に示すのは，RAIDコ
ントローラ４内のディスクアレイ制御を行うプロセッサ
部のマイクロプログラムによる動作である。

【００５３】図１３のフローチャートを用いて書き込み
処理方法について説明する。

【００５４】図１３において，まずＣＰＵ２０からRAID
コントローラ４に対し読みだしまたは書き込み命令が発
行されたとする（ステップ１３２）。

【００５５】RAIDコントローラ４はメモリ２２内のアド
レステーブル３０により論理アドレス２１からタワー番
号３２を認識する（ステップ１３３）。タワー番号３２
を認識した後アドレステーブル３０からRAIDレベル３
３，ドライブ番号３４，ドライブ障害フラグ３９，SCSI
アドレス３５を特定する（ステップ１３４）。次にステ
ップ１３４で認識したRAIDレベル３３から，当該データ
がRAID5の処理を行うのかRAID1の処理を行うのかを判定
する（ステップ１３５）。もし，RAID5の処理であれ
ば，実施例１と同様に処理する。しかし，RAID1の処理
の場合は，CPU２０からRAIDコントローラ４に対し発行
された要求が読みだし要求か書き込み要求かを判定する
(ステップ１３６）。

【００５６】もし，書き込み要求の場合はアドレステー
ブル３０により論理アドレス２１から２台の当該ドライ
ブ番号３４を特定し，新データの書き込み要求を２台の
ドライブ２に対し発行する（ステップ１３７）。書き込
み要求を発行されたドライブ２では当該SCSIアドレス３
５に対しシーク，回転待ちを行う（ステップ１３８）。
SCSIバスの使用が可能になり，新データの書き込みが可
能になったら方のドライブから新データの書き込みを行
う（ステップ１３９）。

【００５７】一方，ステップ１３６においてCPU２０か
らの要求を判定した結果，読み出し要求の場合は，当該
ドライブ２の当該SCSIアドレス３５に対し読み出し要求
を発行する（ステップ１４０）。読み出し要求を発行さ
れた当該ドライブ２においては，当該SCSIアドレス３５
に対しシーク，回転待ちを行い，SCSIバスの使用が可能
になり，当該データの読み出しが可能になったら読み出
しを行う（ステップ１４１）。

【００５８】次に，ドライブ２に障害時が発生した場合
はタワー番号３２がRT#1のRAID5で処理しているRAIDタ
ワー１では，実施例１と同様に回復処理を行う。もし，
タワー番号３２がRT#２のRAID１で処理しているRAIDタ
ワー１でドライブ２に障害が発生した場合は，RAID1で
はデータの二重化が行われているため，正常な方のドラ
イブ２からデータを読み出せばよい。

【００５９】本実施例では１つのRAIDコントローラ４に
複数のRAIDタワー１を接続し，１つのRAIDコントローラ
４に構成や機能の異なる複数のRAIDタワーを実装するこ
とを可能にした点が特徴である。

【００６０】（実施例３）実施例１，２ではRAIDタワー
１内のデータやコマンドがながれるドライブバス１３０
は１本であった。このため，実施例１において図１４に
示すようにドライブ#１，２に対し旧データ，旧パリテ
ィの読み出し要求が発行された場合，ドライブ＃１でSE
EK，回転待ちが完了しても，SCSIバスであるドライブバ
ス１３０がドライブ#２で使用されているため，ドライ
ブ#１はSCSIバスであるドライブバス１３０が使用可能
になるまで待たなければならない。そこで，本実施例で
は図１５に示すように，RAIDコントローラ４と各ドライ
ブ２を接続するドライブバス１３０をドライブバス１
１５０とドライブバス２１５１の２本とする。これに
より，一方のドライブバス１１５０が使用中でも，も
う一方のドライブバス２１５１を使用することにより処
理することが可能となる。本実施例では，このように，
ドライブバス１１５０，ドライブバス２１５１の２
本のドライブバスを用意し，どちらか使用可能な方のバ
スの使用を可能にすることで，バスが使用できないため
に待たされることがなくなる。図１６は本実施例のRAID
コントローラ４とドライブ２の接続方法の説明図で，RA
IDコントローラ４上には２組みのRAIDコントローラ上ホ
ール１４があけられ，下面にはボード３に差し込むピン
（RAIDコントローラピン）１５が出ている。本実施例で
も実施例１，２と同様にドライブ2のドライブピン１２
をRAIDコントトローラ４のホール１４に差し込むことで
ドライブ2とRAIDコントローラ４は接続される。だた
し，本実施例では，２組用意されている。RAIDコントロ
ーラホール１４およびドライブピン１２はSCSIインター
フェースの信号およびデータが流れる。RAIDコントロー
ラ４とドライブ２の接続と同様にドライブ２間も接続さ
れるが，各ドライブ２においても２組用意されている。
各ドライブ２には上面には他のドライブ2のドライブピ
ン１２が差し込まれるドライブホール１１が２組用意さ
れ，下面には２組のドライブピン１２が出ている。ドラ
イブ2間を積層する場合は実施例１，２と同様に一方の
ドライブのドライブピン１２をもう一方のドライブホー
ル１１に差し込む込むことで，2台のドライブ２を接続
することが可能となり，同様に複数台のドライブの積層
が可能となる。各ドライブ２のドライブホール11および
ドライブピン１２にはSCSIインターフェースの信号およ
びデータが流れる。

【００６１】このように，ドライブホール１１にドライ
ブピン１２を差し込み，各ドライブのドライブピン１２
によりドライブ2間の信号およびデータの授受を行な
う。

【００６２】

【発明の効果】従来では基板上におけるドライブのみで
しかディスクアレイを構成することができなかったが，
本発明を用いることにより，3次元に実装されたドライ
ブでディスクアレイを構成することが可能となり，基板
当りでより実装密度を高めてディスクアレイを構成する
ことが可能となる。また，従来は，ドライブから離れて
いた場所に置かれていたディスクアレイ制御装置をドラ
イブと密着させることにより，ディスクアレイおよびド
ライブのインターフェース制御を高性能に行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の全体構成図。

【図２】第１の実施例のボード，ドライブ接続方法説明
図。

【図３】第１の実施例の内部構成図。

【図４】第１の実施例のアドレステーブルの説明図。

【図５】第１の実施例のデータ格納説明図。

【図６】第１の実施例の読みだし，書き込み処理説明
図。

【図７】第１の実施例のドライブ構成図。

【図８】第１の実施例のドライブ断面図。

【図９】第２の実施例の全体構成図。

【図１０】第２の実施例のボード，ドライブ接続方法説
明図。

【図１１】第２の実施例の内部構成図。

【図１２】第２の実施例のアドレステーブルの説明図。

【図１３】第２の実施例の読みだし，書き込み処理説明
図。

【図１４】第３の実施例のタイムチャート。

【図１５】第３の実施例の構成図。

【図１６】第３の実施例のボード，ドライブ接続方法説
明図。

【符号の説明】

１…RAIDタワー、２…ドライブ、３…ボード、４…RAID
コントローラ、５…コネクタ、６…CPU用メモリ、７…
マザーボード、１０…ボードピン、１１…ドライブホー
ル、１２…ドライブピン、１３…ボードホール、１４…
RAIDコントローラ上ホール、１５…RAIDコントローラ用
ピン、１６…MPバス、２０…CPU、２２…メモリ、３０
…アドレステーブル、３１…論理アドレス、３２…タワ
ー番号、３３…RAIDレベル、３４…ドライブ番号、３５
…SCSIアドレス、３７…パリティ論理アドレス、３８…
パリティドライブ番号、３９…ドライブ障害フラグ、１
００…磁気ディスク、１０１…ヘッド、１０２…ボイス
コイルモータ、１０３…読み出し書き込みアンプ、１０
４…ドライブホールパイプ、１０５…回路基板、１０６
…読み出し書き込み回路、１１０…磁気ディスク、１１
１…固定ねじ、１１２…ハウジング、１１３…軸受け、
１３０…ドライブバス、１５０…ドライブバス１、１５
１…ドライブバス２。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスクアレイ制御とドライブとのインタ
ーフェース制御を行うRAIDコントローラを接続するため
のホールがあけられているボードと、入出力ピンを有す
るRAIDコントローラと、入出力ピンを有するディスクド
ライブからなり、該ホールにRAIDコントローラのピンを
差し込んで接続し、上記RAIDコントローラの上面には上
記ドライブのピンが差し込まれるホールを有し、上記ド
ライブのピンがRAIDコントローラのホールに差し込まれ
てドライブとRAIDコントローラを接続し、各ドライブも
上面に他のドライブのピンが差し込まれるドライブホー
ルを有し、一方のドライブのピンをもう一方のドライブ
のホールに差し込む込むことで2台のドライブを接続し
てドライブを積層し、複数台のドライブとRAIDコントロ
ーラを積層してRAIDタワーとすることを特徴とする積層
型ディスクアレイ装置。
【請求項２】前記RAIDコントローラのホールおよびピン
とドライブのホールおよびピンによりデータおよびコマ
ンドが転送されることを特徴とする請求項1記載の積層
型ディスクアレイ装置。
【請求項３】前記積層されたRAIDコントローラおよびド
ライブによりディスクアレイ制御を行うことを特徴とす
る請求項１または２記載の積層型ディスクアレイ装置。
【請求項４】前記RAIDコントローラを一つのLSIから構
成したことを特徴とする請求項１記載の積層型ディスク
アレイ装置。
【請求項５】前記RAIDタワーのアドレスであるタワー番
号と、RAIDレベルと当該ドライブのアドレスであるドラ
イブ番号と当該ドライブ内の実際にデータが格納されて
いる物理アドレスであるSCSIアドレスと更新するデータ
に関連するパリティの論理アドレスとこのパリティが格
納されているパリティドライブ番号により構成されるア
ドレステーブルを持つことを特徴とする請求項１記載の
積層型ディスクアレイ装置。
【請求項６】前記RAIDコントローラに２個以上の積層さ
れたドライブの集合を接続することを特徴とする請求項
１記載の積層型ディスクアレイ装置。
【請求項７】前記RAIDコントローラ上には、複数のRAID
タワーを接続するため、複数の組のホールを持つことを
特徴とする請求項６記載の積層型ディスクアレイ装置。
【請求項８】前記RAIDコントローラに２個以上の積層さ
れたドライブの集合を接続した際に、それぞれのドライ
ブの集合毎にディスクアレイとすることを特徴とする請
求項６記載の積層型ディスクアレイ装置。
【請求項９】前記RAIDコントローラに２個以上の積層さ
れたドライブの集合を接続した際に、それぞれのドライ
ブの集合毎にRAIDのレベルやドライブ数を変えてディス
クアレイとしたことを特徴とする請求項６または８記載
の積層型ディスクアレイ装置。
【請求項１０】前記RAIDコントローラに２個以上の積層
されたドライブの集合を接続するために、RAIDコントロ
ーラの上面に複数組のドライブのピンが差し込まれるホ
ールがあけられていることを特徴とする請求項１または
６記載の積層型ディスクアレイ装置。
【請求項１１】前記RAIDタワー内のドライブのピンとホ
ールおよびRAIDコントローラのホールで構成されるバス
を、一つのRAIDタワーに２組以上持たせたことを特徴と
する請求項６記載の積層型ディスクアレイ装置。
【請求項１２】前記RAIDタワー内のドライブのピンとホ
ールおよびRAIDコントローラのホールで構成されるバス
を、一つのRAIDタワーに２組以上持たせ、RAIDタワー内
の各ドライブは、使用可能な方のバスを使用することを
特徴とする請求項１１記載の積層型ディスクアレイ装
置。