JPH1011229A - 記憶装置冗長配列 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記憶装置冗長配列において、保護情報の記憶
に同一の保護情報用記憶装置を使用している２つ以上の
異なる情報用記憶装置に対する連続した書込を、コスト
の負担増を避けて短時間で行う。 【解決手段】 ＣＰＵ１１は、先行するリクエスト１が
あると、ＨＤＤ１６からの旧データの読み出しとシリコ
ンディスクユニット１５からの旧保護情報の読み出しを
行う。続いてリクエスト２があると、これに応じた旧デ
ータと旧保護情報の読み出しを行う。この場合、シリコ
ンディスクユニット１５のアクセス速度はＨＤＤ１６の
アクセス速度よりも高速であるので、リクエスト１に関
わる旧保護情報の読み出しは旧データの読み出しよりも
早く終了する。したがって、リクエスト１に関わる旧デ
ータの読み出し終了を待たずに、リクエスト２に関わる
旧データおよび旧保護情報の読み出しを開始できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スクアレイのＲＡＩＤ（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ａｒｒａ
ｙｓ ｏｆ ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ ｄｉｓｋｓ）の
ような記憶装置冗長配列（記憶装置アレイ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような記憶装置冗長配列に
おいては、任意個数の情報用記憶装置に記憶されている
情報に対して、例えばパリティコードなどの保護情報を
生成しこの保護情報を別の保護情報用記憶装置に記憶す
ることで、いずれかの記憶装置の情報がトラブルなどで
失われた場合にも、失われた情報を他の記憶装置に記憶
されている情報から復元可能としている。このため情報
の消失に対する信頼性は高いのであるが、情報の書き込
み時には、一つの情報用記憶装置に対する書き込みであ
っても、書き込み終了後にすべての記憶装置から情報を
読み出し、保護情報を生成して保護情報用記憶装置に書
き込むため、情報の読み出しに対して書き込みには時間
がかかること(ライトペナルティ)が知られている。

【０００３】この問題を解決するために、保護情報と、
新しい情報（新情報という）を書き込む情報用記憶装置
の書き込み先に記憶されている情報（旧情報という）の
みを読み出しておき、新情報の書き込み後に、予め読み
出しておいた旧情報と新情報の差分から新たな保護情報
を生成する方法が存在する。

【０００４】この手法によれば、保護情報の記憶にそれ
ぞれ異なる保護情報用記憶装置を使用している２つ以上
の異なる情報用記憶装置に対する連続した書き込みに関
しては、ある程度の高速化が望める。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この旧
情報と新情報の差分を利用する手法も、保護情報の記憶
に同一の保護情報用記憶装置を使用している２つ以上の
異なる情報用記憶装置に対する連続した書き込みについ
ては、高速化も十分ではなかった。

【０００６】例えば情報用記憶装置としてのハードディ
スク（ＨＤＤ）１、２を備え、保護情報用記憶装置もハ
ードディスク（ＨＤＤ）を使用する冗長配列の場合に
は、図４（ｂ）に示すように、ＨＤＤ１に対する書き込
みリクエスト（リクエスト１）があると、ＨＤＤ１から
旧情報を読み出し、これと並行して保護情報用ＨＤＤか
ら旧保護情報を読み出す。一般に、情報と保護情報とは
ほぼ同程度のデータ量になるから、旧情報と旧保護情報
の読み出しはほぼ同時になる。両情報の読み出しが完了
すると、これらと新情報とから新保護情報を生成し、新
情報をＨＤＤ１に書き込み、新保護情報を保護情報用Ｈ
ＤＤに書き込む。

【０００７】そして、このリクエスト１に関わる処理が
完了する前に、ＨＤＤ２に対する書き込みリクエスト
（リクエスト２）があっても、少なくとも保護情報用Ｈ
ＤＤの読み出し／書き込みはできないから、リクエスト
２に関わる処理はリクエスト１に関わる処理の完了後に
開始されることになる。

【０００８】すなわち、保護情報の記憶に同一の保護情
報用記憶装置を使用している２つ以上の異なる情報用記
憶装置に対する連続した書き込みに関しては、保護情報
用記憶装置に対するアクセス待ち時間が発生するため、
高速化の度合いは上記の異なる保護情報用記憶装置を使
用する場合に比較して低下する。

【０００９】なお、記憶装置冗長配列において単に書き
込み速度を向上させるだけならば、例えば広く使用され
ているハードディスク装置に代えて、これよりもアクセ
ス速度が高い記憶装置（例えば半導体メモリ装置）を使
用すればよいのであるが、コスト対記録容量（コストパ
フォーマンス）を考慮すると、例えばハードディスク装
置に代えて半導体メモリ装置を使用するのは、特別な場
合以外には引き合わなかった。

【００１０】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、記憶装置冗長配列において、保
護情報の記憶に同一の保護情報用記憶装置を使用してい
る２つ以上の異なる情報用記憶装置に対する連続した書
き込みをより短時間で行うことを、コスト面での負担増
を避けて実現することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の記憶装置冗長配列は、情報を格納す
る情報用記憶装置を２つ以上と、前記情報を元に保護情
報を生成する保護情報生成手段と、生成された保護情報
を格納する保護情報用記憶装置を１つ以上と、情報用記
憶装置に対する情報の読み出し/書き込みおよび保護情
報用記憶装置に対する保護情報の読み出し/書き込みを
制御する制御手段とを有する記憶装置冗長配列であっ
て、前記保護情報用記憶装置は少なくとも２台の前記情
報用記憶装置に格納されている前記情報の前記保護情報
を格納する記憶装置冗長配列において、保護情報用記憶
装置は、情報用記憶装置よりも高速に読み出し／書き込
みが可能であり、制御手段は、前記保護情報の更新に際
して、該更新対象となる保護情報の読み出しと更新され
た保護情報の書き込みとの間に、その保護情報用記憶装
置に他の保護情報の読み出しを実行させることが可能で
あることを特徴とする。 この記憶装置冗長配列におい
ては、情報を格納する情報用記憶装置を２つ以上、保護
情報を格納する保護情報用記憶装置を１つ以上有してい
て、１台の保護情報用記憶装置は少なくとも２台の情報
用記憶装置に格納されている情報の保護情報を格納す
る。そして、保護情報用記憶装置は、情報用記憶装置よ
りも高速に読み出し／書き込みが可能である（アクセス
速度が高速である）。このような情報用記憶装置と保護
情報用記憶装置の組み合わせの例として、請求項２に記
載される情報用記憶装置例えばハードディスク装置と、
請求項３に記載される保護情報用記憶装置例えばＲＡＭ
ディスクのような半導体メモリ装置の組み合わせが挙げ
られる。

【００１２】ここで、図４（ａ）を参照して、情報用記
憶装置として２台のハードディスク装置（ＨＤＤ）１、
２と保護情報用記憶装置としてシリコンディスクユニッ
ト１台を使用する場合を例にして、本発明の記憶装置冗
長配列の基本的な動きについて説明する。なお、これら
は例示であり、ハードディスク装置とシリコンディスク
ユニットの組み合わせに限定されるわけではない。

【００１３】図４（ａ）は、上述の従来例と同じく、Ｈ
ＤＤ１に対する書き込みリクエスト（リクエスト１）と
ＨＤＤ２に対する書き込みリクエスト（リクエスト２）
が連続した際の、時間軸に沿った処理状況の説明図であ
る。この図４（ａ）に示すように、リクエスト１がある
と、リクエスト１用の旧情報と旧保護情報の読み出しを
開始する。旧情報と旧保護情報とが同じデータ量である
として、シリコンディスクユニットとＨＤＤ１とのアク
セス速度の違いから、旧保護情報の読み出しは旧情報の
読み出しとくらべてきわめて短時間で完了する。

【００１４】シリコンディスクユニットからのリクエス
ト１に関わる読み出しが済めば、リクエスト２に関わる
読み出しが可能になる。そこで、すぐにリクエスト２用
の旧情報と旧保護情報の読み出しを開始する。その後
は、リクエスト１用の旧情報の読み出しが完了した時点
で、リクエスト１に関わる保護情報の生成を開始する。
新保護情報が生成されたなら、新情報と新保護情報の書
き込みを開始する。このとき、シリコンディスクユニッ
トからのリクエスト２用の旧保護情報の読み出しが終わ
っていれば、ＨＤＤ２がアクセス中であってもかまわな
い。

【００１５】同様に、リクエスト２用の旧情報の読み出
しが完了した時点で、リクエスト２に関わる保護情報の
生成を開始する。新保護情報が生成されたなら、新情報
と新保護情報の書き込みを開始する。このとき、シリコ
ンディスクユニットにおいてリクエスト１用の新保護情
報の書き込みが終わっていれば、ＨＤＤ１がアクセス中
であってもかまわない。

【００１６】このように、本発明の記憶装置冗長配列に
おいては、保護情報用記憶装置に対するアクセス待ちの
時間が短縮されるから、保護情報の記憶に同一の保護情
報用記憶装置を使用している２つ以上の異なる情報用記
憶装置に対する連続した書き込みを、より短時間で行う
ことが可能になる。しかも、情報用記憶装置として例え
ばハードディスク装置のように比較的安価で大容量の記
憶装置を使用し、保護情報用記憶装置として例えばシリ
コンディスクユニットのようにアクセス速度が高速な記
憶装置を使用すれば、全体的なコストアップは少ないか
らコスト面での負担増も少ない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明し、発明の実施の形態の説明とする。図１
は、本発明の記憶装置冗長配列としてのディスクアレイ
装置１０の構成をを示すブロック図である。このディス
クアレイ装置１０は、一般にＲＡＩＤ４と呼ばれる冗長
配列の形式を採用している。

【００１８】ディスクアレイ装置１０は、ホスト装置と
のデータの受け渡しを行うインタフェース（Ｉ／Ｆ）１
４、制御手段としてのＣＰＵ１１、ＣＰＵ１１の動作プ
ログラムを格納するＲＯＭ１２、ＣＰＵ１１が動作プロ
グラムに従って動作する際にその動作に必要なワークエ
リアが確保されるＲＡＭ１３、保護情報用記憶装置とし
ての１台のシリコンディスクユニット１５、情報用記憶
装置としての複数のハードディスク装置（ＨＤＤ）１６
等を備えている。

【００１９】ＣＰＵ１１は、ホスト装置からの要求をＩ
／Ｆ１４を通して受け付け、入力されたデータをＨＤＤ
１６に記憶させ、またＨＤＤ１６に記憶されている情報
を読み出して、Ｉ／Ｆ１４を通じてホスト装置に通知す
ることができる。また、ＣＰＵ１１は、各ＨＤＤ１６内
の同一セクタに記録されたデータからパリティコードを
計算し、保護情報としてシリコンディスクユニット１５
に記憶させることができる。

【００２０】なお、言うまでもないが、シリコンディス
クユニット１５へのアクセスに要する時間は、ＨＤＤ１
６へのアクセスに要する時間と比較してきわめて短く、
ディスクアレイ装置１０ではデータ（ＨＤＤ１６）より
も保護情報（シリコンディスクユニット１５）により高
速にアクセスできる。

【００２１】次に、このディスクアレイ装置１０がホス
ト装置からリクエストを受け取った場合の処理につい
て、ＣＰＵ１１が実行するリクエスト受付処理のフロー
チャート（図２）およびデータ書き込み処理のフローチ
ャート（図３）を参照しながら説明する。なお、リクエ
スト書き込み処理は、ホスト装置からのリクエストが受
信される毎に実行されるイベントドリブンルーチンであ
って、ＣＰＵ１１は複数のリクエスト受付処理を並行し
て実行可能であり、データ書き込み処理はリクエスト受
付処理のサブルーチンとして実行される。

【００２２】ディスクアレイ装置１０が起動されて装置
内の初期設定を終えると、ＣＰＵ１１はホスト装置から
のリクエストを待ち続け、ホスト装置からのリクエスト
を受信すると、図２に示されるリクエスト受付処理を開
始する。図２に示すように、リクエスト受付処理におい
ては、ＣＰＵ１１は、リクエストの受信完了を待ち（ス
テップ２１、以下ステップをＳと略記する）、リクエス
トの受信が完了したなら（Ｓ２１：ＹＥＳ）、リクエス
トの内容を確認する（Ｓ２２）。

【００２３】リクエストがデータの読み出しを指示する
ものであれば（Ｓ２２：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、指定さ
れたＨＤＤ１６に指示して、その指定されたセクタに記
憶されているデータを読み出させ、ＨＤＤ１６から送ら
れてくるデータをＩ／Ｆ１４を通じてホスト装置に送信
する（Ｓ２３）。

【００２４】一方、リクエストがデータ書き込みを指示
するものであれば（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、
指定されたＨＤＤ１６とは別のＨＤＤ１６で同じセクタ
に対する書き込みを実行中でないかどうかを確認し、す
でに別のＨＤＤ１６で同じセクタに対する書き込みを実
行中であれば、その書き込み処理の終了を待つ（Ｓ２
４）。これは、それぞれのＨＤＤ１６の同一セクタで保
護情報を共有しており、別のＨＤＤ１６で書き込みを実
行しているセクタと同一のセクタに対して書き込みを行
うと、保護情報の整合性がとれなくなる可能性があるた
め、そのような事態を回避するためのものである。

【００２５】この後、ＣＰＵ１１は、シリコンディスク
ユニット１５は他の処理のためにアクセス中であるか、
つまりこの処理のためにシリコンディスクユニット１５
にアクセス可能であるかどうかを判断し、シリコンディ
スクユニット１５にアクセス可能であれば（Ｓ２５：Ｙ
ＥＳ）、データ書き込み処理を行う（Ｓ２６）。

【００２６】図３に示すように、データ書き込み処理で
は、ＣＰＵ１１は、指定されたＨＤＤ１６に指示してそ
の指定されたセクタのデータ（旧データ）を読み出し、
シリコンディスクユニット１５に指示してそのデータに
対応する保護情報（旧保護情報）を読み出す（Ｓ３
１）。次に、ＣＰＵ１１は、ホスト装置からの書き込み
リクエストで受け取ったデータ（新データ）と旧データ
のパリティ差分をとり（Ｓ３２）、そのパリティ差分と
旧保護情報とから新しい保護情報（新保護情報）を算出
する（Ｓ３３）。この新保護情報は、新データの内容を
反映したものになっている。続いて、ＣＰＵ１１は、新
データを指定されたＨＤＤ１６に送り指定されたセクタ
に書き込ませ、新保護情報をシリコンディスクユニット
１５に送って書き込ませる（Ｓ３４）。

【００２７】このディスクアレイ装置１０においては、
以上のようにしてデータの書き換え処理が実行される。
ところで、前述のようにリクエスト受付処理はイベント
ドリブンであって並行して実行可能であるから、ホスト
装置からのリクエストが連続すれば、リクエスト受信の
時間差をもって、複数のリクエスト受付処理がパラレル
に実行される。そのような場合について、２つのリクエ
スト（リクエスト１、２）が連続した場合を例にして図
４（ａ）を参照して説明する。

【００２８】まず先行するリクエスト１があると、ＣＰ
Ｕ１１はこのリクエスト１に応じてリクエスト受付処理
（こちらを受付処理１という）を行うので、リクエスト
１で指定されたＨＤＤ１６（図４ではＨＤＤ１）からの
旧データの読み出しとシリコンディスクユニット１５
（図４では保護情報用シリコンディスクユニット）から
の旧保護情報の読み出しが行われる。

【００２９】リクエスト１に続いてリクエスト２がある
と、リクエスト２に応じたリクエスト受付処理（これを
受付処理２という）が実行され、旧データと旧保護情報
の読み出しが行われることになる。なお、このリクエス
ト２ではリクエスト１とは別のＨＤＤ１６（図４ではＨ
ＤＤ２）が指定されているとする。

【００３０】受付処理１にわずかに遅れて受付処理２が
開始されるので、受付処理２においては、受付処理１の
ためのシリコンディスクユニット１５へのアクセスが終
わるのを待つ必要がある（図２、Ｓ２５参照）。しか
し、シリコンディスクユニット１５のアクセス速度はＨ
ＤＤ１６のアクセス速度よりも高速であるから、図４に
示されるようにＨＤＤ１のアクセスが終了する前に、受
付処理２のためのシリコンディスクユニット１５（図４
では保護情報用シリコンディスクユニット）へのアクセ
スが可能になる。つまり、受付処理１における旧保護情
報の読み出しのためのシリコンディスクユニット１５へ
のアクセスさえ済めば、受付処理２における実質的な処
理作業（データの読み書きやパリティの演算）を開始で
きる。よって、図４（ｂ）に示される従来の技術による
処理のように、リクエスト１に関わるＨＤＤ１および保
護情報用ＨＤＤへの読み出しと書き込みの終了を待って
からリクエスト２のための読み出しを開始する必要はな
い。

【００３１】このように、本実施例のディスクアレイ装
置１０によれば、書き込みのリクエストが連続した場合
には、最低限必要な待ち時間だけで後続のリクエストの
データ書き込み処理を開始することができ、ひいては書
き込みに必要な時間を短縮することができる。当然なが
ら書き込みに当たってのパリティの整合性も確保されて
いる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、請
求項１記載の記憶装置冗長配列は、保護情報の記憶に同
一の記憶装置を使用している2つ以上の異なる記憶装置
に対する連続した書き込みを、より短時間で行うことが
可能になる。その際に、読み出し／書き込みが高速であ
ることを要するのは保護情報用記憶装置だけであるか
ら、コスト面での負担増も少なくて済む。

【００３３】また、請求項２記載のように、情報用記憶
装置として、回転ディスクを記録媒体としするもの例え
ばハードディスク装置を採用すれば、記録媒体の信頼性
やコスト面で有利である。この場合、請求項３記載のよ
うに、保護情報用記憶装置として半導体メモリを記録媒
体とするものを採用すると、本発明の効果を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例におけるディスクアレイ装置のブロッ
ク図である。

【図２】 実施例におけるディスクアレイ装置のホスト
装置からのリクエスト受付処理手順を示したフローチャ
ートである。

【図３】 実施例におけるディスクアレイ装置のデータ
書き込み処理手順を示したフローチャートである。

【図４】 本発明の手法と従来の手法の書き込み処理の
実行状態を比較する説明図であり、図４（ａ）は本発明
の手法の書き込み処理の実行状態の説明図、図４（ｂ）
は従来の手法の書き込み処理の実行状態の説明図であ
る。

【符号の説明】

１０・・・ディスクアレイ装置（記憶装置冗長配列）、
１１・・・ＣＰＵ（保護情報生成手段、制御手段）、１
５・・・シリコンディスクユニット（保護情報用記憶装
置）、１６・・・ハードディスク装置（情報用記憶装
置）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報を格納する情報用記憶装置を２つ以
   上と、前記情報を元に保護情報を生成する保護情報生成
   手段と、該生成された保護情報を格納する保護情報用記
   憶装置を１つ以上と、前記情報用記憶装置に対する前記
   情報の読み出し/書き込みおよび前記保護情報用記憶装
   置に対する前記保護情報の読み出し/書き込みを制御す
   る制御手段とを有する記憶装置冗長配列であって、 前記保護情報用記憶装置は少なくとも２台の前記情報用
   記憶装置に格納されている前記情報の前記保護情報を格
   納する記憶装置冗長配列において、 前記保護情報用記憶装置は、前記情報用記憶装置よりも
   高速に読み出し／書き込みが可能であり、 前記制御手段は、前記保護情報の更新に際して、該更新
   対象となる保護情報の読み出しと更新された保護情報の
   書き込みとの間に、その保護情報用記憶装置に他の保護
   情報の読み出しを実行させることが可能であることを特
   徴とする記憶装置冗長配列。
2. 【請求項２】 請求項１記載の記憶装置冗長配列におい
   て、 前記情報用記憶装置は回転ディスクを記録媒体としてい
   ることを特徴とする記憶装置冗長配列。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の記録装置冗長配
   列において、 前記保護情報用記憶装置は半導体メモリを記録媒体とし
   ていることを特徴とする記録装置冗長配列。