JPH10312246A - 記憶装置サブシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】更新データに対する更新パリティ生成における
負荷を軽減し、さらに更新前パリティリードや更新デー
タライトにおける平均シーク／サーチ時間を短縮するこ
とで、記憶装置サブシステム全体のスループット向上を
図る。 【解決手段】更新データのパリティ生成およびライトを
行う際に、パリティグループ内の一つ以上の更新データ
の新データを各データディスク装置１０５に転送して、
各データディスク装置１０５では、旧データをリード
後、新データをライトし、新旧データをパリティディス
ク装置１０５に転送する。パリティディスク装置１０５
では旧パリティリードと新パリティ生成およびライトを
実行する。パリティ生成のための排他的論理和演算をパ
リティディスク装置１０５で一括実行することで、演算
に要するオーバヘッドを削減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスクアレイ向
きの高機能ディスク装置、および、ディスクアレイ向き
の高機能ディスク装置と記憶制御装置により構成される
記憶装置サブシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】発明に最も近い公知例として、シカゴの
イリノイ大学で開かれたＡＣＭＳＩＧＭＯＤ 会議にお
いて発表されたＤ．Ｐatterson，Ｇ．gibson，and
Ｒ．Ｈ．Ｋartz；Ａ Ｃase for Ｒedundant Ａrray
s of Ｉnexpensive Ｄisks（ＲＡＩＤ），ＡＣＭ
ＳＩＧＭＯＤ Ｃonference，Ｃhicago，ＩＬ，（Ｊune
１９８８），ｐｐ．１０９−１１６なる論文が知られて
いる。

【０００３】Ｐattersonの論文は、ディスクアレイ上の
データ配置に関する技術を開示したものである。ディス
クアレイシステムでは、物理的には複数のディスク装置
をデータ処理装置に対しては１台の論理的なディスク装
置に見せかけることで高性能化を実現している。また、
データを格納したディスク装置に障害が発生した場合、
障害が発生したディスク装置に記憶されているデータの
回復を行うことを可能とする冗長データをデータを記憶
したディスク装置とは別のディスク装置に格納しておく
ことにより高信頼化を達成している。

【０００４】通常、ディスク装置に格納されたデータの
リード／ライト単位をレコードと呼ぶ。ただし、ディス
クアレイの場合、データ処理装置から見たリードライト
単位であるレコードと、ディスク装置に実際に記録され
るレコードとではデータ長が異なる場合がある。以下、
前者を論理レコード、後者を物理レコードと呼ぶ。

【０００５】Ｐattersonの論文では、いくつかの論理レ
コードの配置方法がＲＡＩＤ１からＲＡＩＤ５の５段階
のレベルのＲＡＩＤ構成として紹介され、性能および信
頼性の検討結果が報告されている。このうち、ＲＡＩＤ
５のディスクアレイは各論理レコードを１つの物理レコ
ードとしてディスク装置に格納し、互いに異なるディス
ク装置に格納されたｍ（ｍ≧１）個の論理レコードに対
して、その排他的論理和であるパリティと呼ばれる冗長
データを作成し、１つの物理レコードとしてディスク装
置に格納したものである。以下、処理装置が直接リード
／ライトする論理レコードを格納した物理レコードをデ
ータレコード、パリティを格納した物理レコードをパリ
ティレコード、データレコードを記憶するディスク装置
をデータディスク装置、パリティレコードを記憶するデ
ィスク装置をパリティディスク装置と呼ぶ。また、ｍ個
のデータレコードとパリティレコードから構成されるレ
コードのグループをパリティグループと呼ぶ。ＲＡＩＤ
５のディスクアレイは、更新のあったデータレコードに
対して、パリティ生成時にデータレコードとパリティレ
コードの更新前の値である旧データと旧パリティをそれ
ぞれのレコードが格納されるディスク装置からリード
し、データレコードの更新値である新データと排他的論
理和をとってパリティレコードの更新値である新パリテ
ィを生成し、ディスク装置へ新パリティをライトする必
要があるため、ライト処理に付随するオーバヘッドは大
きい。このようなパリティ生成処理を効率よく行い、シ
ステムの高性能化を実現する技術としては次のような技
術がある。

【０００６】特開平４−２４５３４２号に開示される技
術では、論理レコード（＝データレコード）に対する更
新処理をキャッシュ上で実行し、新パリティの作成や新
データと新パリティのディスク装置への書き込みは後か
ら実行する。ある更新データレコードに対して新パリテ
ィの作成を開始する前に、同じパリティレコードに対応
する他のデータレコードに更新があった場合、新パリテ
ィの作成をまとめて実行することにより高性能化を実現
している。このように、処理装置からの論理レコード更
新に対し、ディスク装置への反映を非同期で行う方式を
一般にライトアフタと呼ぶ。

【０００７】特開平５−４６３２４号には、新パリティ
の生成に必要な情報をパリティレコードのあるパリティ
ディスク装置に転送し、ディスク装置側で新パリティを
生成することで、記憶制御装置の負荷や、データ更新時
に発生する記憶制御装置とディスク装置との間のデータ
転送回数を削減し、ディスクアレイシステムの高性能化
を図る技術が開示されている。この技術では、パリティ
生成に必要な情報をパリティディスク装置に送出する方
法の一つとして、記憶制御装置と各ディスク装置をブロ
ードキャスト可能なネットワークで接続し、パリティグ
ループの１データの新データをデータディスク装置とパ
リティディスク装置にブロードキャストして、旧データ
はデータディスク装置からパリティディスク装置へ直接
転送することで、インタフェースにおける転送量を低減
する方法が開示されている。

【０００８】また、転送量の低減を図る技術としては、
特開平７−２６１９４６号で、更新データレコードの新
データをデータディスク装置に転送し、ディスク装置側
で旧データを読んで新データを書き込み、新旧データか
ら中間値を生成し、生成した中間値をパリティディスク
装置に直接転送する技術が開示されている。新旧データ
をそのまま転送するのではなく、中間値に変換して転送
することで、データディスク装置とパリティディスク装
置間のデータ転送量を低減できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ＲＡＩＤ５のディスク
アレイを用いた場合、記憶制御装置がデータ処理装置か
らライト要求を受けて、データレコードを更新するのに
伴って、新パリティの生成、およびパリティレコードの
更新が必要とする。ｍ個のデータレコードとパリティレ
コードから構成されるパリティグループの新パリティ生
成方法としては、（ａ）パリティグループのｍ個のデー
タレコードすべての排他的論理和により算出する方法の
他に、排他的論理和の性質を利用して、（ｂ）パリティ
グループのいくつかの更新データレコードの旧データと
新データとパリティレコードの旧パリティとの排他的論
理和から算出する方法がある。通常、（ｂ）の方法の方
が、新パリティの生成に必要な情報を揃えるためのオー
バヘッドが小さいため、（ｂ）の方法を前提に以下の説
明を行う。パリティ生成に必要な情報を揃えるための転
送処理として、（ｂ）に示した値を得る処理を実行する
と、パリティグループに更新データレコードが一つだけ
の場合でも、更新データレコードの旧データ、および対
応する旧パリティをディスク装置から読み込むために２
回、新データと新パリティをディスク装置に書き込むた
めに２回、計４回の記憶制御装置とディスク装置間のデ
ータ転送が生じ、キャッシュメモリの割り当てとディス
ク装置間のバス確保などのオーバヘッドが発生する。さ
らに、そろえた情報を元に新パリティを生成するオーバ
ヘッドも生じる。

【００１０】特開平５−４６３２４号に開示された技術
は、ディスク装置に新パリティを作成する機能を持たせ
ることで、記憶制御装置の負荷をある程度分散させるこ
とができる。また、データ転送は、更新データレコード
の新データをデータディスク装置とパリティディスク装
置にブロードキャストするのに１回、更新データレコー
ドの旧データを読み込んでパリティディスク装置に転送
するのに１回、計２回で済むことになる。

【００１１】ただ、この技術では、ブロードキャストさ
れた新データをパリティディスク装置で受信しても、デ
ータディスク装置から対応する旧データを受信するまで
は新パリティ生成を行なえない。このため、複数の更新
データレコードの新データをディスク装置内のバッファ
メモリに保持することになるが、保持した複数の新デー
タのスケジュールにはほとんど自由度がなく、あくまで
旧データ到着順とせざるを得ない。仮に、平均シーク時
間を短縮するべく、現ディスクヘッド位置から最短シー
クとなる新データから処理しようとするなら、旧データ
が未到着で処理可能でない新データとともに、旧データ
が到着して処理可能となった新データをも複数保持せね
ばならず、ディスク装置に搭載するバッファメモリを大
容量のものにする必要が生じ、製造コストを押し上げる
ことになる。

【００１２】一方、特開平７−２６１９４６号公報の技
術では、データディスク装置に新旧データから中間値を
作成する手段を設けることで、データ転送を、データデ
ィスク装置への新データ転送に１回、パリティディスク
装置への新旧データの中間値転送に１回、計２回に抑え
ている。

【００１３】しかし、この技術では、新データと旧デー
タの排他的論理和演算をデータディスク装置で、その結
果生成した中間値と旧パリティの排他的論理和演算をパ
リティディスク装置で、それぞれ分割して実行するた
め、パリティディスク装置で三者の排他的論理和演算を
一括実行する方法に比べて、各データを一時的に格納す
るバッファメモリへのロード／ストア実行回数が増加
し、その結果、演算に要する総オーバヘッドは増大する
ものと考えられる。

【００１４】また、この技術では、データレコードへの
更新に伴ってパリティレコードへの更新が発生し、互い
に独立に動作しているデータディスク装置とパリティデ
ィスク装置へ同じ契機にアクセスを行なうことになる。
このため、両ディスク装置の平均シーク時間の低減に対
しては何ら考慮されていない。

【００１５】本発明の目的は、パリティ生成に要するオ
ーバヘッドの軽減を図り、記憶装置サブシステム全体の
スループット増大を図ることである。

【００１６】本発明の別の目的は、パリティ生成におけ
るデータレコードとパリティレコードの更新を非同期化
し、各ディスク装置アクセスに伴う平均シーク時間を軽
減し、スループット増大を図ることである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明では、記憶装置サ
ブシステム全体のスループット増大を図るという目的を
実現するために、以下の２つの観点で示した記憶制御方
法を実現する記憶装置サブシステムを提供する。

【００１８】第一の観点では、記憶制御装置はデータ処
理装置から更新され、キャッシュ上に蓄積したデータレ
コードのライトアフタ処理を行うために、同一パリティ
グループのデータレコードのうち、キャッシュ上に存在
するものの新データを対応するデータディスク装置に送
信する。データディスク装置では、受信した新データに
対する旧データをリードした後、新データをディスクに
ライトし、新旧データを対応するパリティディスク装置
へ転送する。一方、パリティディスク装置では、受信し
た新旧データに対応するパリティレコードの旧パリティ
をリードし、新パリティを生成してディスクにライトす
る。

【００１９】第二の観点でも、記憶制御装置は、第一の
観点と同様に、同一パリティグループの複数のデータレ
コードの新データを各データディスク装置に転送し、デ
ータディスク装置では、対応する旧データをリード後、
新データをライトする。第二の観点が第一の観点と異な
るのは、ここでリードした旧データを一旦記憶制御装置
に転送する点である。記憶制御装置では、ディスク装置
への反映が完了し、旧データを読み込んだデータレコー
ドをしばらくキャッシュ上に溜め置き、データディスク
装置への反映とは非同期にパリティディスク装置への反
映処理を実行する。

【００２０】これらの結果、パリティ生成のための排他
的論理和演算はパリティディスク装置で一括して実行す
るので、演算の際のメモリロード／ストア回数を削減で
き、オーバヘッドを軽減することができる。さらに、パ
リティレコードの更新をデータレコードの更新と非同期
に実行可能となり、シーク時間を考慮したディスク装置
の割り当てスケジューリングを行なうことで、各ディス
ク装置アクセス時の平均シーク時間を短縮することがで
きる。

【００２１】以上の内容を適用すると、更新データのラ
イトの際に、ディスク装置でのパリティ生成オーバヘッ
ド削減、かつ平均シーク時間短縮によるディスク装置占
有時間削減を実現することで、記憶装置サブシステム全
体のスループットを増大させることが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。なお、これにより本発明が限定されるものでは
ない。

【００２３】本発明の実施例は、第１の実施例と第２の
実施例がある。

【００２４】第１の実施例は、記憶制御装置から新デー
タを受信したデータディスク装置で、旧データを記憶媒
体から読み出し、受信した新データを記憶媒体に書き込
み、新旧データを併せて、対応するパリティディスク装
置に直接送信するものである。

【００２５】第２の実施例は、記憶制御装置から新デー
タを受信したデータディスク装置で、旧データを記憶媒
体から読み出し、受信した新データを記憶媒体に書き込
み、旧データを記憶制御装置に送信し、記憶制御装置か
らパリティディスク装置へ新旧データを送信するもので
ある。

【００２６】まず、図１〜図１１を参照して、第１の実
施例を説明する。

【００２７】図１は、本発明の対象となる記憶装置サブ
システムのブロック図である。

【００２８】記憶装置サブシステムは、データ処理装置
１００と、記憶制御装置１０４と、１台以上のディスク
装置１０５を接続してなっている。

【００２９】データ処理装置１００は、ＣＰＵ１０１
と、主記憶１０２と、チャネル１０３とを有している。

【００３０】記憶制御装置１０４は、１つ以上のディレ
クタ１０６と、キャッシュメモリ１０７と、ディレクト
リ１０８と、不揮発性メモリ１０９と、不揮発性メモリ
管理情報１１０を有している。

【００３１】ディレクタ１０６は、チャネル１０３とデ
ィスク装置１０５の間のデータ転送、チャネル１０３と
キャッシュメモリ１０７の間のデータ転送およびキャッ
シュメモリ１０７とディスク装置１０５の間のデータ転
送を行なう。

【００３２】キャッシュメモリ１０７には、ディスク装
置１０５の中のアクセス頻度の高いデータをロードして
おく。このロード処理は、ディレクタ１０６が実行す
る。ロードデータの具体的な例は、ＣＰＵ１０１からア
クセス対象となったデータレコードや、このデータレコ
ードと物理ディスク装置１０５のディスク位置が近いデ
ータレコードのデータ等である。また根、キャッシュメ
モリ１０７には、ＣＰＵ１０１から更新がかかり、ライ
トアフタで処理する新データを格納する。これらの新デ
ータは、キャッシュメモリ１０７に格納した段階でライ
ト完了報告を出し、更新とは非同期にパリティ生成およ
びディスク装置１０５への書き込みを行う。

【００３３】ディレクトリ１０８は、キャッシュメモリ
１０７の管理情報を格納する。

【００３４】不揮発性メモリ１０９は、不揮発の媒体で
あり、キャッシュメモリ１０７に格納した新データが物
理ディスク装置１０５への反映が完了する前に消失しな
いよう、新データを格納し、キャッシュメモリ１０７と
併せて二重管理する。

【００３５】不揮発性メモリ管理情報１１０も不揮発の
媒体であり、不揮発性メモリ１０９の管理情報を格納す
る。

【００３６】ディスク装置１０５は、データレコードを
記録するディスク１１０とデータを一時的に格納するバ
ッファ１０９と記録されたデータを読み書きする装置か
ら構成される。データを読み書きする装置は、排他的論
理和演算により新パリティを生成する機能を有する。バ
ッファ１１３は、複数のデータを格納することができる
容量を持ち、必要があれば不揮発の媒体を用いる。

【００３７】各ディスク装置１０５間は互いに接続さ
れ、複数のディスク装置１０５間でのデータの送受信が
可能である。

【００３８】図２は、本実施例におけるキャッシュメモ
リ１０７の構成である。

【００３９】キャッシュメモリ１０７は複数のセグメン
ト２００で構成される。一つのセグメント２００には、
１つのデータレコードもしくはパリティレコードを格納
しうる。どのセグメント２００にどのレコードを割り当
てるかについては、従来公知の方法を用いることができ
る。レコードが割り当てられていない空き状態のセグメ
ント２００も存在しうる。

【００４０】図３は、ディレクトリ１０８の構造であ
る。

【００４１】ディレクトリ１０８は、キャッシュ割り当
て情報３００、セグメント管理情報３０１、空きセグメ
ントキューポインタ３０２から構成される。なお、セグ
メント管理情報３０１は、セグメント２００の数だけ存
在する。ただし、セグメント２００に静的に１対１対応
するわけではない。以下、各情報を詳細に説明する。

【００４２】図４は、キャッシュ割り当て情報３００の
構造である。データレコードやパリティレコードにセグ
メント２００が割り当てられ、キャッシュメモリ１０７
上に格納されているかを表わす。レコード割り当てポイ
ンタ４００は、データレコードとパリティレコードに対
応して設ける情報である。対応するデータレコードやパ
リティレコードがキャッシュ１０７上に格納されていれ
ば、レコード割り当てポインタ４００は当該セグメント
管理情報３０１をポイントする。格納されていなければ
ヌル値となる。

【００４３】図５は、セグメント管理情報３０１の中で
本発明に関係した情報を表わしたものである。ライト面
セグメントポインタ５００について以下説明する。デー
タレコードのセグメント管理情報３０１の場合、新パリ
ティを生成していない新データを格納したセグメント２
００をポイントする。パリティレコードのセグメント管
理情報３０１の場合、キャッシュメモリ１０７上で新パ
リティを生成する際に、一時的に利用するセグメント２
００をポイントする。以後、ライト面セグメントポイン
タ５０１でポイントするこれらのセグメント２００をラ
イト面セグメントと呼ぶ。

【００４４】リード面セグメントポインタ５０１につい
て以下説明する。データレコードのセグメント管理情報
３０１の場合、新パリティを作成済みの値を格納したセ
グメント２００をポイントする。パリティレコードのセ
グメント管理情報３０１の場合、原則的に、本ポインタ
が示すセグメント２００にその値を格納する。以後、リ
ード面セグメントポインタ５０１でポイントするこれら
のセグメント２００をリード面セグメントと呼ぶ。

【００４５】ホストダーティフラグ５０２は、ライト面
セグメントの値がデータ処理装置１００から書き込まれ
たままで、パリティ生成もディスク装置１０５への反映
も行なわれていないことを示す。物理ダーティフラグ５
０２は、リード面セグメント値がパリティ生成が完了し
たが、まだディスク装置１０５に書き込まれていないこ
とを示す。パリティ未反映フラグ５０２は、ライト面セ
グメントの値が、ディスク装置１０５へ反映されたが、
パリティ生成がまだ行なわれていないことを示す。ライ
ト面バリッドフラグ５０３はライト面セグメントに、リ
ード面バリッドフラグ５０４はリード面セグメントに有
効な値が入っていることを示す。使用中フラグ５０５
は、そのセグメント管理情報３０１が割り当てられてい
るデータまたはパリティレコードが何らかの処理で使用
中であることを示し、処理間の排他に用いられる。レコ
ード状態５０６は、個々のデータまたはパリティレコー
ドの状態を示す。状態としては、「正常」の他に、ディ
スク装置１０５の障害等が原因で書き込みが出来ないこ
とを示す「ライト不可」、読み込みが出来ないことを示
す「リード不可」などがあり、複数の状態が同時に設定
されることもある。空きポインタ５０７は、空き状態に
あるセグメント管理情報３０１同士を結合する。

【００４６】図６は、空きセグメントキューの構造であ
る。図に示すように、空き状態にあるセグメント２００
の管理情報３０１を空きセグメントキューポインタ３０
２に結合する。

【００４７】本実施例におけるキャッシュメモリ管理方
法の説明の最後に、各セグメント２００に格納されるデ
ータまたはパリティレコードの状態について述べる。

【００４８】図７は、セグメント２００に格納されるデ
ータまたはパリティレコードの状態遷移の様子である。
処理装置１００から更新がかかり、パリティ生成を行う
前で、ライト面セグメントに新データを格納し、ライト
面バリッドフラグ５０３とホストダーティフラグ５０２
がオンの状態をホストダーティ状態７００と呼ぶ。ホス
トダーティ状態７００から、当該データレコードに対す
るパリティ生成が完了し、新データを格納したライト面
セグメントをリード面セグメントに切り替え、リード面
バリッドフラグ５０４と物理ダーティフラグをオンに、
ホストダーティフラグ５０２をオフにした状態を物理ダ
ーティ状態７０１と呼ぶ。キャッシュ１０７上で生成し
た新パリティも物理ダーティ状態７０１で保持する。ま
た、ホストダーティ状態から、当該データレコードのデ
ィスク装置１０５より旧データを読んでリード面セグメ
ントに格納し、新データをディスク装置１０５へ反映
し、ホストダーティフラグ５０２をオフ、パリティ未反
映フラグをオンにした状態をパリティ未反映状態７０２
とする。さらに、物理ダーティ状態７０１のセグメント
２００に対して、当該データまたはパリティレコードの
ディスク装置１０５への反映が完了し、物理ダーティフ
ラグ５０２をオフにした状態、および、パリティ未反映
状態７０２のセグメント２００に対して、当該データレ
コードのパリティ生成が完了し、パリティ未反映フラグ
５０２をオフにした状態をクリーン状態７０３と呼ぶ。

【００４９】以下の説明では、あるセグメント２００を
ホストダーティ状態、物理ダーティ状態、パリティ未反
映状態、クリーン状態にすることを、単にホストダーテ
ィ化、物理ダーティ化、パリティ未反映化、クリーン化
と呼ぶ。また、あるデータ又はパリティセグメント２０
０の割り当てを解除して、セグメント２００およびセグ
メント管理情報３０１を空き状態にすることを、セグメ
ント破棄と呼ぶ。セグメント２００破棄の際には、設定
されているフラグ、状態、ポインタを全てクリアする。

【００５０】図８は、本実施例におけるディスク装置内
バッファ１０９の構成である。バッファ１０９は複数の
バッファセグメント８００で構成される。一つのバッフ
ァセグメント８００には１物理レコード分の値を格納で
き、ディスク装置１０５と記憶制御装置１０４間でやり
とりするデータまたはパリティレコードの値を格納す
る。リード処理時はディスク１１０からリードされた値
が一時格納され、ライト処理時には記憶制御装置１０４
から転送された書き込み値が一時格納される。

【００５１】次に本実施例での記憶制御装置１０４とデ
ィスク装置１０５の動作を説明する。

【００５２】図９は、本実施例における記憶制御装置１
０４とディスク装置１０５の動作を詳細に表わした図で
ある。

【００５３】まず、データ処理装置１００によりライト
されたデータレコード９２０に対してセグメント２００
を割り当て、新データを格納する。この段階で、ライト
処理の完了をデータ処理装置１００に報告し、ホストダ
ーティ状態の当該データレコード９２０をライト要求と
は非同期にディスク装置１０５に反映する。

【００５４】この第１の実施例では、キャッシュ１０７
上に保持されているホストダーティ状態のデータレコー
ド９２０の中から、ライトアフタ処理対象となるものを
選択し、対象データレコード９２０の新データを、当該
データを格納するデータディスク装置１０５に送出す
る。次に、データディスク装置１０５では、受信した新
データに対し、旧データのディスク１１０からの読みだ
しと新データのディスク１１０への書き込み、および対
応するパリティを格納するパリティディスク装置１０５
への新旧データの送出を行なう。以下、データディスク
装置１０５でのこれら一連の処理をリード＆ライト処理
と呼ぶ。新旧データを受信したパリティディスク装置１
０５では、旧パリティのディスク１１０からの読み出し
と新パリティ生成、および新パリティのディスク１１０
への書き込みを行なう。以下、パリティディスク装置１
０５でのこれら一連の処理をパリティ生成ライト処理と
呼ぶ。最後に、要求したデータディスク装置からの処理
完了報告を受けたライト転送処理９００が、当該更新デ
ータレコード９２０のセグメント２００をクリーン化、
およびパリティレコードのセグメント２００を破棄す
る。

【００５５】以下では、ライトアフタ処理９００と、デ
ィスク装置コマンド実行処理９１０について順に説明す
る。

【００５６】第一に、ライトアフタ処理９００について
説明する。

【００５７】記憶制御装置１０４からディスク装置１０
５への処理要求は、処理指定情報と処理対象データから
構成される。指定情報は以下のような内容である。

【００５８】指定情報１…要求処理種別を指定する。要
求処理には、リード、ライト、リード＆ライト、パリテ
ィ生成ライトなどがある。本実施例において、対象更新
データレコードの新データを送信する際には要求処理種
別にはリード＆ライトを、データディスク装置１０５か
らパリティディスク装置１０５へ新旧データを送信する
際にはパリティ生成ライトをそれぞれ設定する。

【００５９】指定情報２…ディスク装置での処理対象範
囲を指定する。

【００６０】処理対象データには、ライト要求やリード
＆ライト要求の場合には更新データの新データが該当す
る。

【００６１】ライトアフタ処理９００では、セグメント
２００に格納されている更新データレコード９２０のリ
ード＆ライト要求をデータディスク装置１０５に送信
し、データレコードとパリティレコードの更新完了を待
って、データレコードに割り当てたセグメント２００の
クリーン化などの処理を行なう。

【００６２】図１０はライトアフタ処理９００の処理フ
ロー図である。

【００６３】ステップ１０００では、セグメント２００
に格納され、キャッシュ１０７上に蓄積されたホストダ
ーティ状態のデータレコードの中から、処理対象を選び
出す。このとき、同一パリティグループに属する複数の
更新データレコードが存在する場合は、同時に処理対象
とする。

【００６４】ステップ１００１では、ステップ１０００
で選出した各更新データレコード９２０に対応するパリ
ティレコードにセグメント２００を割り当て、当該セグ
メント管理情報３０１の使用中フラグ５０５をオンにす
る。こうして、他処理による当該パリティグループのデ
ータに対するパリティ生成を禁じ、排他を実現する。

【００６５】ステップ１００２では、ステップ１０００
で選出した各更新データレコード１４２０のセグメント
管理情報３０１の使用中フラグ５０５をオンにする。

【００６６】ステップ１００３では、処理対象の更新デ
ータレコード９２０の新データと処理指定情報からなる
リード＆ライト要求を各データディスク装置１０５に送
出し、データディスク装置１０５におけるリード＆ライ
ト処理、およびパリティディスク装置１０５におけるパ
リティ生成ライト処理を行なわせる。

【００６７】ステップ１００４では、データディスク装
置１０５とパリティディスク装置１０５に対する更新の
完了した更新データレコード９２０のセグメント２００
をクリーン化し、使用中フラグ５０５をオフする。ここ
で、セグメント２００を破棄ではなく、クリーン化する
のは、以降のアクセスによる当該データレコードへのキ
ャッシュヒットを期待するためである。

【００６８】ステップ１００５では、当該更新データレ
コード９２０のライト処理のために割り当てたパリティ
セグメント２００を破棄する。

【００６９】第二に、ディスク装置コマンド実行処理９
１０について説明する。

【００７０】ライト転送処理９００により転送されたリ
ード＆ライト要求を受信したデータディスク装置１０５
では、当該データレコードの旧データリードと新データ
ライトを実行後、パリティディスク装置１０５へ新旧デ
ータと共にパリティ生成ライト要求を送信する。パリテ
ィ生成ライト要求を受信したパリティディスク装置１０
５では、旧パリティリードと新パリティ生成、および新
パリティライトを行なう。

【００７１】図１１はディスク装置コマンド実行処理９
１０の本発明に関係した部分のみを抜粋した処理フロー
図である。

【００７２】ステップ１１００では、受信した処理指定
情報の要求処理種別を調べる。処理種別がリード＆ライ
トの場合にはステップ１１０１に遷移し、パリティ生成
ライトの場合にはステップ１１０６にジャンプする。

【００７３】ステップ１１０１では、処理指定情報とと
もに送信されてきた対象データレコードの新データをデ
ィスク装置１０５内のバッファセグメント９３０に取り
込む。

【００７４】ステップ１１０２では、指定情報２で指定
されたディスク１１０上の格納位置から、対象データレ
コードの旧データをリードし、新データを格納したのと
は別のバッファセグメント９３０に格納する。

【００７５】ステップ１１０３では、ディスク１１０上
の格納位置に、バッファセグメント９３０に格納した対
象データレコードの新データをライトする。

【００７６】ステップ１１０４では、各々バッファセグ
メント９３０に格納した新旧データと処理指定情報から
なるパリティ生成ライト要求をパリティディスク装置１
０５に送出する。

【００７７】ステップ１１０５では、要求処理が完了し
たことをライトアフタ処理９００に報告し、処理を終了
する。

【００７８】ステップ１１０６では、パリティ生成ライ
ト処理を行なうために、処理指定情報とともに送信され
てきた新旧データをバッファセグメント９３０に各々取
り込む。

【００７９】このとき、対象データレコードが複数存在
する場合には、データレコード毎にパリティ生成ライト
を行なっても良いし、全データレコード分の新旧データ
を同時にバッファセグメント９３０に取り込み、新パリ
ティを一括生成しても構わない。また、パリティ生成ラ
イト要求の新旧データを複数のパリティレコード分バッ
ファ内に１０９にため込み、シーク時間最短のものから
対象にするなど、適当なスケジューリングを行なっても
構わない。

【００８０】ステップ１１０７では、パリティ生成ライ
ト処理を行なう。まず、ディスク１１０から新パリティ
生成に必要な旧パリティをリードして、バッファセグメ
ント９３０に格納する。次にバッファ１０９上の新デー
タと旧データ、および旧パリティから新パリティを生成
し、また別のバッファセグメント９３０に格納する。最
後に、ディスク１１０上の先ほどリードしたパリティ格
納位置に、新パリティをライトする。

【００８１】次に、図１２〜図１５を参照して、第２の
実施例を説明する。

【００８２】図１２は、第２の実施例における記憶制御
装置１０４とディスク装置１０５の動作を詳細に表した
図である。

【００８３】この第２の実施例では、新データのデータ
ディスク装置１０５への反映が終った段階で、データレ
コード９２０をパリティ未反映化して、キャッシュ上に
保持し、パリティディスク装置１０５への反映処理を別
の契機に行なう。まず、ホストダーティ状態のデータレ
コード９２０の中から、データ反映処理対象となるもの
を選択し、当該データレコード９２０の新データを、当
該データレコードを格納するデータディスク装置１０５
に送出する。次に、データディスク装置１０５では、受
信した新データに対し、旧データのディスク１１０から
の読みだしと新データのディスク１１０への書き込みを
行ない、記憶制御装置１０４に旧データを送出する。以
下、データディスク装置１０５での、これら一連の処理
も第１の実施例と同様に、リード＆ライト処理と呼ぶ。
記憶制御装置１０４では、旧データを受信したデータレ
コード９２０をパリティ未反映化して、当該データレコ
ード９２０に対する処理を一旦打ち切る。キャッシュ１
０７上に保留されたデータレコード９２０に対しては、
この後、別の契機でパリティ反映処理を実行し、完了
後、セグメント２００をクリーン化する。

【００８４】以下では、データ反映処理１２００と、パ
リティ反映処理１２１０と、ディスク装置コマンド実行
処理１２２０について順に説明する。

【００８５】第一に、データ反映処理１２００について
説明する。

【００８６】データ反映処理１２００では、更新データ
レコード９２０のリード＆ライト要求をデータディスク
装置１０５に送信し、データレコードの更新完了を待っ
て、受信した旧データをセグメント２００に格納し、デ
ータレコード９２０のパリティ未反映化などの処理を行
なう。

【００８７】図１３はデータ反映処理１２００の処理フ
ロー図である。

【００８８】ステップ１３００では、セグメント２００
に格納され、キャッシュ１０７上に蓄積されたホストダ
ーティ状態のデータレコード９３０の中から、処理対象
を選び出す。

【００８９】ステップ１３０１では、ステップ１３０１
で選出した更新データレコード９２０のセグメント管理
情報３０１の使用中フラグ５０５をオンにする。

【００９０】ステップ１３０２では、処理対象の更新デ
ータレコード９２０の新データと処理指定情報からなる
リード＆ライト要求をデータディスク装置１０５に送出
し、リード＆ライト処理を行なわせる。

【００９１】ステップ１３０３では、データディスク装
置１０５に対する反映の完了した更新データレコード９
２０をパリティ未反映化し、使用中フラグをオフする。

【００９２】第二に、パリティ反映処理１２１０につい
て説明する。

【００９３】パリティ反映処理１２１０では、データ反
映処理１２００によってデータディスク装置１０５への
反映処理が完了して、キャッシュ１０７上にパリティ未
反映状態で蓄積されているデータレコード９２０のパリ
ティ生成ライト要求をパリティディスク装置１０５に送
信し、パリティレコードの更新完了を待って、データレ
コード９２０のクリーン化などの処理を行なう。

【００９４】図１４はパリティ反映処理１２１０の処理
フロー図である。

【００９５】ステップ１４００では、セグメント２００
に格納され、キャッシュ１０７上に蓄積されたパリティ
未反映状態のデータレコード９３０の中から、処理対象
を選び出す。

【００９６】ステップ１４０１では、ステップ１４０１
で選出した更新データレコード９２０のセグメント管理
情報３０１の使用中フラグ５０５をオンにする。

【００９７】ステップ１４０２では、処理対象の更新デ
ータレコード９２０の新旧データと処理指定情報からな
るパリティ生成ライト要求をパリティディスク装置１０
５に送出し、パリティ生成ライト処理を行なわせる。

【００９８】ステップ１４０３では、パリティディスク
装置１０５に対する反映の完了した更新データレコード
９２０をクリーン化し、使用中フラグをオフする。

【００９９】第三に、ディスク装置コマンド実行処理１
２２０について説明する。

【０１００】データ反映処理１２００により転送された
リード＆ライト要求を受信したデータディスク装置１０
５では、当該データレコードの旧データリードと新デー
タライトを実行後、記憶制御装置１０４へ旧データを転
送する。また、パリティ反映処理１２１０からパリティ
生成ライト要求を受信したパリティディスク装置１０５
では、旧パリティリードと新パリティ生成、および新パ
リティライトを行なう。

【０１０１】図１５はディスク装置コマンド実行処理１
２２０の本発明に関係した部分のみを抜粋した処理フロ
ー図である。

【０１０２】ステップ１５００からステップ１５０７の
うち、ステップ１５０４以外は図１１と全く同じである
ので、説明は繰り返さない。

【０１０３】ステップ１５０４では、ステップ１５０２
でディスク１１０から読み込み、バッファセグメント９
３０に格納した旧データを記憶制御装置１０４に送出す
る。

【０１０４】

【発明の効果】本発明の記憶制御方法および記憶装置サ
ブシステムによれば、データライト時の記憶制御装置の
負荷軽減、かつ平均シーク／サーチ時間短縮を実現した
パリティ生成ライトが可能となり、記憶制御装置のオー
バヘッド削減の助長やドライブ占有時間削減などの効果
により記憶装置サブシステム全体のスループットを増大
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が対象とする記憶装置サブシステムのブ
ロック図である。

【図２】本発明の実施例におけるキャッシュメモリの構
成例示図である。

【図３】本発明の実施例におけるディレクトリの構成例
示図である。

【図４】本発明の実施例におけるキャッシュ割り当て情
報の構成例示図である。

【図５】本発明の実施例におけるセグメント管理情報の
構成例示図である。

【図６】本発明の実施例における空きセグメントキュー
の構成例示図である。

【図７】本発明の実施例におけるセグメント状態遷移図
である。

【図８】本発明の実施例におけるディスク装置内のバッ
ファの構成例示図である。

【図９】本発明の第１の実施例において、キャッシュ上
に保持された、データ処理装置からの新データをディス
ク装置へ書き込む際の、制御装置およびディスク装置の
動作を示すブロック図である。

【図１０】本発明の第１の実施例において、更新データ
レコードのリード＆ライト要求を行うライトアフタ処理
の処理フロー図である。

【図１１】本発明の第１の実施例において、記憶制御装
置からの要求を処理するディスク装置コマンド実行処理
の処理フロー図である。

【図１２】本発明の第２の実施例において、キャッシュ
上に保持された、データ処理装置からの新データをディ
スク装置へ書き込む際の、制御装置およびディスク装置
の動作を示すブロック図である。

【図１３】本発明の第２の実施例において、更新データ
レコードのリード＆ライト要求を行うデータ反映処理の
処理フロー図である。

【図１４】本発明の第２の実施例において、パリティ未
反映状態のデータレコードのパリティ生成ライト要求を
行うパリティ反映処理の処理フロー図である。

【図１５】本発明の第２の実施例において、記憶制御装
置からの要求を処理するディスク装置コマンド実行処理
の処理フロー図である。

【符号の説明】

１００…データ処理装置、 １０１…ＣＰＵ、 １
０２…主記憶、１０３…チャネル、 １０４…記
憶制御装置、１０５…ディスク装置、１０６…ディレク
タ、 １０７…キャッシュメモリ、１０８…キャッ
シュディレクトリ、１０９…バッファ、１１０…ディス
ク、１１１…ＮＶＳ、 １１２…ＮＶＳ管理情
報、２００…セグメント、３０１…セグメント管理情
報、８００…バッファセグメント、９００…第１の実施
例のライトアフタ転送処理部、９１０…第１の実施例の
ディスク装置コマンド実行処理部、９２０…キャッシュ
上のデータセグメント、９３０…バッファに格納された
ライトアフタ要求、１２００…第２の実施例のデータ反
映処理部、１２１０…第２の実施例のパリティ反映処理
部、１２２０…第２の実施例のディスク装置コマンド実
行処理部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれのパリティグループがｍ個（ｍ≧
   １）のデータと前記データを回復するための冗長データ
   から構成され、少なくとも１つ以上の前記パリティグル
   ープに属する１つ以上の前記データ、あるいは、１つ以
   上の前記冗長データを格納する記憶媒体を有する１つ以
   上の記憶装置と、データ処理装置と、前記データ処理装
   置と前記記憶装置との間に介在し、前記データ処理装置
   と前記記憶装置とのデータ転送を制御する記憶制御装置
   からなる記憶装置サブシステムにおいて、前記記憶制御
   装置が、前記パリティグループに属する一つ以上の前記
   データの更新値をね前記データを格納する一つ以上の第
   １の記憶装置に送信する手段を有し、前記第１の記憶装
   置が前記記憶制御装置から前記データの更新値を受信す
   る手段と、前記データの更新前の値を前記記憶媒体から
   読み出す手段と、前記データの更新値を前記記憶媒体に
   書き込む手段と、前記データの更新値と更新前の値を前
   記冗長データを格納する第２の記憶装置に直接送信する
   手段を有し、前記第２の記憶装置が前記第１の記憶装置
   から前記データの更新値と更新前の値を受信する手段
   と、前記冗長データの更新前の値を前記記憶媒体から読
   み出す手段と、前記データの更新値と更新前の値と前記
   冗長データの更新前の値から前記冗長データの更新値を
   作成する手段と、前記冗長データの更新値を前記記憶媒
   体に書き込む手段を有することを特徴とする記憶装置サ
   ブシステム。
2. 【請求項２】それぞれのパリティグループがｍ個（ｍ≧
   １）のデータと前記データを回復するための冗長データ
   から構成され、少なくとも１つ以上の前記パリティグル
   ープに属する１つ以上の前記データ、あるいは、１つ以
   上の前記冗長データを格納する記憶媒体を有する１つ以
   上の記憶装置と、データ処理装置と、前記データ処理装
   置と前記記憶装置との間に介在し、前記データ処理装置
   と前記記憶装置とのデータ転送を制御する記憶制御装置
   からなる記憶装置サブシステムにおいて、前記記憶制御
   装置が、前記パリティグループに属する一つ以上の前記
   データの更新値を、前記データを格納する１つ以上の第
   １の記憶装置に送信する手段と、前記データの更新前の
   値を前記第１の記憶装置から受信する手段と、前記デー
   タの更新値と更新前の値を前記冗長データを格納する第
   ２の記憶装置に送信する手段を有し、前記第１の記憶装
   置が前記記憶制御装置から前記データの更新値を受信す
   る手段と、前記データの更新前の値を前記記憶媒体から
   読み出す手段と、前記データの更新値を前記記憶媒体に
   書き込む手段と、前記データの更新前の値を前記記憶制
   御装置に送信する手段を有し、前記第２の記憶装置が前
   記記憶制御装置から前記データの更新値と更新前の値を
   受信する手段と、前記冗長データの更新前の値を前記記
   憶媒体から読み出す手段と、前記データの更新値と更新
   前の値と前記冗長データの更新前の値から前記冗長デー
   タの更新値を作成する手段と、前記冗長データの更新値
   を前記記憶媒体に書き込む手段を有することを特徴とす
   る記憶装置サブシステム。
3. 【請求項３】請求項２で、前記記憶制御装置が、複数の
   前記データの更新値と更新前の値を同時に格納できるキ
   ャッシュメモリを有し、前記第１の記憶装置から前記デ
   ータの更新前の値を受信後、前記データの更新値ととも
   に前記キャッシュメモリに溜め置き、前記データの前記
   第１の記憶装置への反映処理とは非同期に、シーク／サ
   ーチ動作時間を考慮したスケジュールにより、前記第２
   の記憶装置上の前記冗長データへの反映処理を行うこと
   を特徴とする記憶装置サブシステム。
4. 【請求項４】請求項１で、前記第２の記憶装置が、複数
   の前記データの更新値と更新前の値を同時に格納できる
   バッファメモリを有し、前記第１の記憶装置から前記デ
   ータの更新値と更新前の値を受信後、バッファメモリに
   溜め置き、前記データの前記第１の記憶装置への反映処
   理とは非同期に、シーク／サーチ動作時間を考慮したス
   ケジュールにより、前記第２の記憶装置上の前記冗長デ
   ータへの反映処理を行うことを特徴とする記憶装置サブ
   システム。