JPH1083614A - 磁気ディスク装置の制御方法およびディスクアレイ装置の制御方法ならびにディスクアレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクアレイ装置の長時間連続稼働後の停
止および再開において多数の磁気ディスク装置が一斉に
起動困難に陥ることを回避する。 【解決手段】 ＲＡＩＤを構成する複数の磁気ディスク
装置２０４〜２０７と、これらを制御するＭＰＵ２０
１、制御記憶２０１ａ、パリティ演算回路２０２、キャ
ッシュメモリ２０３等からなるディスクアレイ装置にお
いて、制御記憶２０１ａに、許容連続稼働時間Ｔｉ、停
止時間Ｔｓが格納された稼働時間管理テーブル２０１ｂ
を設け、磁気ディスク装置２０４〜２０７の各々を、個
別に許容連続稼働時間Ｔｉ毎に停止時間Ｔｓだけ意図的
に停止させる操作を行う。停止中の１台の磁気ディスク
装置へのデータ読み出し要求に対してはＲＡＩＤの１台
故障時のデータ復元機能を利用して応答し、停止中の磁
気ディスク装置へのデータ書き込み要求に対しては代替
のスペアディスク装置２０８への書き込みによって応答
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、磁気ディスク装置
の制御技術およびディスクアレイ装置の制御技術ならび
にディスクアレイ装置に関し、特に、単体の磁気ディス
ク装置や、複数の磁気ディスク装置によって構成された
ディスクアレイ装置の信頼性の向上等に有効な技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置の分野では、ＲＡＩＤ
（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙｓｏｆ Ｉｎｅｘｐ
ｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋｓ）と呼ばれるディスクアレイ
装置があり、その、低価格性や高信頼性等により急速に
普及し始めている。ディスクアレイ装置では、アレイを
構成する磁気ディスク装置群のうち何らかの障害等によ
り仮に、その中の１台が停止してしまっても容易に元の
状態に回復することができる。そのような場合における
データ回復手段としては、たとえば、特開平６−２３０
９０３号公報等に開示された技術が知られている。すな
わち、ディスクアレイ中の１台の磁気ディスク装置に故
障が発生したとき、残りの健全な磁気ディスク装置にお
ける空き記憶領域の総和が、故障した磁気ディスク装置
に格納されているデータ量よりも大きい場合には、健全
な磁気ディスク装置中のデータとパリティデータからデ
ータ回復処理を行って回復されたデータを健全な磁気デ
ィスク装置の空き領域に格納するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、データ回復
能力以上の複数の磁気ディスク装置が同時に停止した場
合には、特に有効といえる回復手段はなく、何らかのバ
ックアップ装置からデータを転送するという方法をとる
しかなく、大きな障害になる可能性が懸念される。

【０００４】たとえば、磁気ディスク装置では、回転す
る磁気ディスク上に狭い浮上間隙にて対向するヘッドに
よってデータの記録／再生が行われるが、磁気ディスク
上のデータ記録密度は浮上間隙にほぼ逆比例する関係に
あるため、浮上間隙は狭小化の一途を辿っている。この
狭い浮上間隙を実現するために、最近では、磁気ディス
クの回転停止時にはヘッド支持構造からの押圧力によっ
てヘッドが磁気ディスク上に接触し、磁気ディスクが所
定の回転数になった時に当該磁気ディスクの表面に形成
される気流による揚力とヘッド支持構造からの押圧力と
が均衡して所望のヘッド浮上間隙が得られるようにし
た、いわゆるＣＳＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｓｔａｒｔ Ｓ
ｔｏｐ）方式が一般に用いられている。

【０００５】このようなＣＳＳ方式では、装置停止時に
磁気ディスク上にヘッドが固着して起動困難になる粘着
障害に対する配慮が必要である。すなわち、ＣＳＳ方式
では、長時間の稼働中に浮上中のヘッドと磁気ディスク
との間隙に、たとえば汚染物質や潤滑剤等が多量に集積
し、装置停止時にヘッドと磁気ディスクが密着すると、
潤滑剤や汚染物質等の表面張力や粘着力等によってヘッ
ドと磁気ディスクとが強く固着する懸念があり、磁気デ
ィスク装置を長時間、連続稼働させた後に停止させる
と、再起動時に粘着障害による起動困難が発生しやすい
という技術的課題がある。

【０００６】このことは、たとえば、ディスクアレイを
構成する複数の磁気ディスク装置を、長時間の稼働後に
一斉に停止させると、複数の磁気ディスク装置が一斉に
再起動困難に陥る懸念があることを示している。すなわ
ち、ディスクアレイ中の１台の磁気ディスク装置の故障
を想定した、たとえばパリティ等の冗長データの生成に
よるデータ保証措置ではデータ回復が不可能な致命的な
障害に陥ることとなる。

【０００７】本発明の目的は、磁気ディスク装置の長時
間稼働後の停止および再起動における起動困難等の障害
の発生を未然に防止することが可能な磁気ディスク装置
およびその制御技術を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、ＲＡＩＤを構成する
複数のディスク装置が何らかの障害等により同時に起動
困難に陥ることを未然に防止し、ＲＡＩＤ本来の高信頼
性を確保することが可能な磁気ディスク装置およびその
制御技術を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、複数の磁気ディスク
装置からなるディスクアレイにおいて、長時間稼働後の
停止および再起動において複数の磁気ディスク装置が一
斉に起動困難に陥る障害を未然に防止し、ディスクアレ
イによって構成されるＲＡＩＤ本来の高信頼性の維持を
実現することが可能なディスクアレイ装置およびその制
御技術を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、複数の磁気ディスク
装置からなるディスクアレイにおいて、長時間稼働に係
る稼働実績を蓄積し、ディスクアレイ装置の保守及び保
全を容易にする技術を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク装
置の制御方法は、所定の稼働時間毎に、磁気ディスク装
置を意図的に一旦停止させるものである。

【００１２】また、本発明のディスクアレイ装置および
その制御方法では、ディスクアレイを構成する複数の磁
気ディスク装置を、所定の稼働継続時間毎に個別に、意
図的に一旦停止させるものである。

【００１３】本願の発明者らは、前記粘着による起動障
害が発生することを防止するために、所定期間の連続運
転の後に磁気ディスクの回転を停止する時間は、磁気デ
ィスク装置の機種に依存すること、そして例えば、機種
Ａは機種Ｂより長時間の連続運転の後に磁気ディスク装
置を停止することで本願発明の効果があることを発見し
た。本願発明は、例えば、連続運転１０００時間に対
し、停止時間は数分から１０時間程度で効果がある。

【００１４】たとえば、特開平６−２３０９０３号公報
等に例示されるＲＡＩＤ方式を用いたディスクアレイ装
置に於いては、内部を構成する複数の磁気ディスク装置
の内、１台の磁気ディスク装置が故障停止しても、他の
磁気ディスク装置によってそのデータを復元し稼働を続
ける機能を有する。この機能を用いて、ディスクアレイ
装置を停止することなく、その内部を構成する個々の磁
気ディスク装置をある時間をおきながら順次に１台だけ
意図的に停止させることにより、個々の磁気ディスク装
置の連続稼働時間を短くし、磁気ディスク装置の長期稼
働後の停止によるヘッドと磁気ディスクの粘着等に起因
する起動困難等の障害を未然に防ぐ。

【００１５】停止中の磁気ディスク装置に対するデータ
の読み出し要求に対しては、当該磁気ディスク装置が故
障停止の場合に実行されるＲＡＩＤのデータ回復機能を
利用し、他の磁気ディスク装置から得たデータを計算し
て復元することにより応答する。

【００１６】停止中の磁気ディスク装置に対するデータ
の書き込み要求に対しては、たとえば、パリティデータ
の計算を行わずに、稼働している磁気ディスク装置列に
データのみを分散し記録する。若しくは、信頼性の低下
を防ぐために通常動作時と同様にパリティデータの計算
も行い、停止中の磁気ディスク装置の機能を補うことが
可能な別の代替記憶手段に書き込みデータを一旦格納し
ておき、再度磁気ディスク装置が稼働を始めた後に、代
替記憶手段から稼働を再開した磁気ディスク装置に書き
込みデータを移し替える。

【００１７】また、たとえばディスクアレイ装置の稼働
スケジュール等によって、予めデータ書き込みが発生し
ない時間帯が知られている場合には、当該時間帯を利用
して、複数の磁気ディスク装置を個別に停止させること
もできる。この場合には、データ書き込みが発生しない
ことが判っているので、代替記憶手段を設ける必要が無
くなる。この場合、過去の稼働実績から得られる統計的
な情報に基づいて、ホストからの書き込み要求が発生し
ないか、あるいは書き込み要求が少なくなる時間帯を検
出し、当該時間帯に複数の磁気ディスク装置を個別に停
止させることもできる。

【００１８】また、停止中の磁気ディスク装置に対する
データ書き込み要求に対しては、デバイスビジー等を書
き込み要求元に応答して、停止中の磁気ディスク装置に
対するデータ書き込みを保留することにより、代替記憶
手段を省くこともできる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施の形態であるディ
スクアレイ装置およびその制御方法の作用の一例を示す
フローチャートであり、図２は、本実施の形態のディス
クアレイ装置の構成の一例を示すブロック図、図３、図
４、図５、図６、図７、図８は、本実施の形態のディス
クアレイ装置およびその制御方法の作用の一例を示す概
念図、図９は、磁気ディスク装置におけるヘッドと磁気
ディスクの粘着力と稼働時間の関係の一例を示す線図、
図１０は、本実施の形態のディスクアレイ装置を構成す
る磁気ディスク装置の構成の一例を一部破断して示す斜
視図である。

【００２１】図２を参照して、複数の磁気ディスク装置
によって構成される本実施の形態のディスクアレイ装置
のハードウェアについて説明する。２００は、ディスク
アレイ装置全体を示す。２０４〜２０７が第１列を構成
する磁気ディスク装置を示し、一般に複数の列構成を持
つ。２０８は、スペアディスク装置を示し、２０４〜２
０７の磁気ディスク装置に於いて障害が生じたときの代
替えディスクとなる。２０３はキャッシュメモリ（ＣＡ
ＣＨＥ）を示し、２０２はパリティ演算回路（ＤＲＲ）
を示す。ホストからのデータ読み出しおよびデータ書き
込み処理は、キャッシュメモリ２０３およびＤＲＲ２０
２を介して行われる。すなわちデータ書き込みの場合、
ホストからの連続するデータを一旦キャッシュメモリ２
０３に格納し、ＤＲＲ２０２を介してパリティデータＰ
Ｄを生成し、それらのデータを列を構成する磁気ディス
ク装置２０４〜２０７に分散して書き込む。データ読み
出しでは、読み出し要求のあったブロックに対するデー
タを分散された磁気ディスク装置２０４〜２０７からキ
ャッシュメモリ２０３上に読み出し、データを集合して
ホストに返す。列内の任意の１台の磁気ディスク装置が
故障したときのデータ読み出し処理では、正常なディス
ク列に分散されているデータからＤＲＲ２０２を介して
故障ディスク上のデータを計算して応答する。これら一
連の処理は、ホストからのアクセス要求に対し、マイク
ロプロセッサ２０１（ＭＰＵ）がＤＲＲ２０２〜キャッ
シュメモリ２０３、さらには磁気ディスク装置２０４〜
２０７、スペアディスク装置２０８の動作を制御するこ
とによって行われる。

【００２２】磁気ディスク装置２０４〜２０７、スペア
ディスク装置２０８の各々は、一例として、たとえば図
１０に例示されるような構成となっている。

【００２３】すなわち、複数の磁気ディスク３１６が共
通のスピンドル３１４に所定の間隔で同軸かつ平行な姿
勢で固定され、個々の磁気ディスク３１６の複数の記録
面の各々には、ロードアーム３１１の先端部に個別に保
持された複数のヘッド３１５がセットされている。ロー
ドアーム３１１の基端部はピボット軸３１２ａを中心と
して揺動するアクチュエータ３１２に支持され、このア
クチュエータ３１２はさらにボイスコイルモータ３１３
によって駆動される。

【００２４】すなわち、ボイスコイルモータ３１３に対
する通電方向や通電量の制御によって、アクチュエータ
３１２およびロードアーム３１１は磁気ディスク３１６
と平行な平面内を、揺動速度や角度が制御された揺動運
動をし、この揺動運動によって、ロードアーム３１１の
先端部に支持されているヘッド３１５は磁気ディスク３
１６の記録面上を当該磁気ディスク３１６の径方向に移
動し、たとえば磁気ディスク３１６の記録面上に同心円
状に配置された複数のトラックの間の移動（シーク動
作）や、特定のトラックに対して追従する動作を行う。

【００２５】本実施の形態の場合、定常回転状態の磁気
ディスク３１６に対してヘッド３１５が所定の間隙をも
って浮上し、停止時は、磁気ディスク３１６にヘッド３
１５が密着するＣＳＳ方式である。すなわち、ロードア
ーム３１１からヘッド３１５に作用する磁気ディスク３
１６への押圧力は、定常回転状態の磁気ディスク３１６
の表面に形成される気流によってヘッド３１５に発生す
る揚力と均衡し、この均衡状態でヘッド３１５と磁気デ
ィスク３１６との間に所定の間隙が形成される。従っ
て、磁気ディスク３１６の回転起動時には、ヘッド３１
５は磁気ディスク３１６に摺動しつつ徐々に浮上し、逆
に、停止時には、磁気ディスク３１６の回転速度の低下
とともにヘッド３１５が磁気ディスク３１６の表面に徐
々に摺動し、停止時には密着する。なお、このような起
動時および停止時におけるＣＳＳに際しては、ヘッド３
１５は、自動的に、たとえば磁気ディスク３１６の最内
周領域等に設けられ、通常のデータの記録等には使用さ
れないＣＳＳ領域３１６ａに移動され、このＣＳＳ領域
３１６ａにおいてヘッド３１５と磁気ディスク３１６と
が接触状態となるように制御される。

【００２６】尚、磁気ディスク装置２０４〜２０７、ス
ペアディスク装置２０８はＣＳＳ方式でなくとも良い。
例えば、ニアコンタクト方式の磁気ディスク装置を用い
ても、本発明の効果を奏することができる。

【００２７】ＭＰＵ２０１は、制御記憶２０１ａに格納
されている制御プログラムや制御情報によって、前述の
ような制御動作を行う。この場合、制御記憶２０１ａに
は、通常の制御情報の他に、ディスクアレイを構成する
複数の磁気ディスク装置２０４〜２０７、スペアディス
ク装置２０８の各々を、所定の連続稼働時間毎に個別に
意図的に停止させる制御を行うために用いられる稼働時
間管理テーブル２０１ｂが設けられている。この稼働時
間管理テーブル２０１ｂには、たとえば、ヘッド／ディ
スク間の粘着障害防止等の観点から見た連続稼働の許容
限界を示す許容連続稼働時間Ｔｉ、および、停止時間Ｔ
ｓが、設定されている。また、特に図示しないが、ＭＰ
Ｕ２０１の制御プログラムには、ディスクアレイ装置２
００の連続稼働時間や、個々の磁気ディスク装置の停止
時間を計時するためのタイマルーチンが備えられてい
る。

【００２８】なお、連続稼働時間や停止時間の計時方法
としては、このタイマルーチンを用いたソフトウェア的
な方法に限らず、図示しないハードウェアタイマ機能を
用いてもよい。また、許容連続稼働時間Ｔｉ、および、
停止時間Ｔｓの設定方法としては、制御記憶２０１ａに
テーブルとして設定することに限らず、ディップスイッ
チ等によるハードウェア的な設定でもよい。

【００２９】更に、磁気ディスク装置２０４等の内部
に、当該磁気ディスク装置の所定時間の稼働経過後に計
時信号を外部又はＭＰＵ２０１に発する機能を持たせて
も良い。この場合に磁気ディスク装置内にタイマールー
チンをソフトウェアで備えても良いし、ハードウェアタ
イマを組込んでも良い。この場合には保守作業の際、各
磁気ディスク装置２０４等の稼働状況をチェックして、
磁気ディスク装置をディスクアレイ装置２００の内部で
ローテーションすることが容易となる。

【００３０】そして、ＭＰＵ２０１は、後述のようにし
て、タイマルーチンによる計時結果と、稼働時間管理テ
ーブル２０１ｂに設定されている許容連続稼働時間Ｔｉ
を比較することにより、所定の間隔で、ディスクアレイ
を構成する複数の磁気ディスク装置２０４〜２０７、ス
ペアディスク装置２０８を個別に停止させる、という制
御動作を行う。

【００３１】なお、本実施の形態のディスクアレイ装置
では、必要に応じて、図１４に例示される方法にて、デ
ィスクアレイ装置２００を構成する磁気ディスク装置２
０４〜２０７の各々の稼働ログを収集して記録する。

【００３２】ここで稼働ログとは、少なくとも磁気ディ
スク装置２０４〜２０７、スペアディスク装置２０８に
ついて取得された、その各々の稼働時間や停止時間等の
稼働実績をいう。稼働ログは後出の統計情報の基礎とな
るデータ量である。具体的には、例えば、各磁気ディス
ク装置において磁気ディスク３１６を回転駆動させるス
ピンドルモータの電流値が監視し易い。

【００３３】図１４は、本実施の形態のディスクアレイ
装置を構成する磁気ディスク装置の稼働ログをいかにし
て取得するかの一例を示している。すなわち、図１４に
例示された磁気ディスク装置４０１は、図２に例示され
たディスクアレイ装置２００を構成する複数の磁気ディ
スク装置２０４、２０５、２０６および２０７の各々を
表している。

【００３４】図１４に例示される記憶装置４０６は、磁
気ディスク装置４０１の稼働ログを記録する。すなわ
ち、この記憶装置４０６は、ディスクアレイ装置２００
を構成する磁気ディスク装置２０４〜２０７の稼働ログ
を記録する。

【００３５】記憶装置４０１として公知のデータロガー
を用いるときは、通常は、ディスクアレイ装置２００の
外部に当該データロガーを設置することとなる。データ
ロガーの形状、大きさによっては、ディスクアレイ装置
２００の内部に当該データロガーを設置しても良い。ま
た、データロガーの能力に応じて、挿入コネクタ４０３
から取り込むデータは、挿入コネクタの有するピン（信
号接点）の全てに対応する信号でも良い。通常はピンの
うちいくつかの信号をデータロガーに取り込む。本願発
明では、少なくとも、磁気ディスクのスピンドルの回転
又は停止に対応した信号を取り込む必要がある。

【００３６】挿入コネクタ４０３は、磁気ディスク装置
４０１の側に設けられたコネクタ４０２と、マイクロプ
ロセッサ２０１等のアレイ制御手段側のコネクタ４０４
との間に介設される。通常は、コネクタ４０２とコネク
タ４０４が直接的に接続されており、稼働ログの収集時
に必要に応じて、挿入コネクタ４０３が両者の間に介設
される。

【００３７】挿入コネクタ４０３は、磁気ディスク装置
４０１とアレイ制御手段との間で授受される信号を、ケ
ーブル４０５を経由して記憶装置４０６に伝達する。

【００３８】この図１４に例示される方法により、挿入
コネクタ４０３を経由して記憶装置４０６に格納された
稼働ログを解析することにより、個々の磁気ディスク装
置４０１の様々な動作を知ることができる。なお、記憶
装置４０６は、ディスクアレイ装置２００の内部および
外部のどちらに存在してもよい。

【００３９】尚、記憶装置４０６がディスクアレイ装置
２００の内部に存在する場合には、図２におけるＭＰＵ
２０１と図示しない記憶素子により記憶装置４０６の代
用が可能である。ただし、この場合には稼働ログとし
て、下位装置、即ち、磁気ディスク装置２０４に近いレ
ベルの稼働ログの収集が困難となる。

【００４０】以上のように図１４に示すように、挿入コ
ネクタからディスクアレイ装置２００とは独立に、ディ
スクアレイ装置２００の外部又は内部に記憶装置４０６
を設ければ、稼働ログの収集が確実となり、それまでの
稼働実績を蓄積する機能の信頼性が向上し、システムの
保守保全の完全が図れる。

【００４１】図３は、ホストから１列分のデータＤ０〜
Ｄ２が列を構成する磁気ディスク装置２０４〜２０７に
書き込まれた状態を示す。データＤ０〜Ｄ２はまずキャ
ッシュメモリ２０３に格納される。次にＤＲＲ２０２
は、データＤ０〜Ｄ２からパリティデータＰＤを算出す
る。データＤ０〜Ｄ２およびそのパリティデータＰＤ
は、４台の磁気ディスク装置２０４〜２０７に分散して
記録される。

【００４２】図４は、磁気ディスク装置２０４〜２０６
から１列分のデータＤ０〜Ｄ２がホストに読み出された
状態を示す。データＤ０〜Ｄ２は一旦キャッシュメモリ
２０３上に格納され集合してホストヘ返される。

【００４３】図５は、磁気ディスク装置２０６が故障停
止した状態での、ホストからのデータ読み出し処理を示
す。故障した磁気ディスク装置２０６に要求されるデー
タＤ２は、Ｄ０、Ｄ１およびそのパリティデータＰＤか
らＤＲＲ２０２を介し算出される。算出されたデータＤ
２’はキャッシュメモリ２０３を経由してＨＯＳＴに転
送されると同時に、スペアディスク装置２０８にも書き
込まれる。

【００４４】本実施の形態では、後述の図１のフローチ
ャートに例示されるように、ディスクアレイ装置２００
を稼働させながら、その内部を構成する複数の磁気ディ
スク装置２０４〜２０７およびスペアディスク装置２０
８をある時間毎（この場合、許容連続稼働時間Ｔｉ毎）
に順次１台だけ意図的に、停止時間Ｔｓの間だけ停止さ
せる。

【００４５】図６は磁気ディスク装置２０６が停止中の
ディスクアレイ装置に対して、ホストからデータＤ０〜
Ｄ２の書き込み要求があった時の処理を示す。パリティ
データＰＤは生成せずに、データＤ０〜Ｄ２のみを分散
し、停止中の磁気ディスク装置２０６を除く稼働中のデ
ィスク列（磁気ディスク装置２０４〜２０５および２０
７）へ記録する。

【００４６】図７は図６の状況で、スペアディスク装置
２０８を停止中の磁気ディスク装置２０６の代わりの記
憶領域として一旦使用した時の処理を示す。図７ではパ
リティデータＰＤの生成を行い、信頼性を低下すること
なくデータＤ０〜Ｄ２の書き込み処理を行う。通常、磁
気ディスク装置２０６へ記録されるべきデータＤ２はこ
こではスペアディスク装置２０８へ一旦記録され、磁気
ディスク装置２０６の再起動後にスペアディスク装置２
０８から磁気ディスク装置２０６に移される。

【００４７】図８は磁気ディスク装置２０６が停止中の
ディスクアレイ装置２００に対して、ホストから１列分
のデータＤ０〜Ｄ２の読み出し要求があった時の処理を
示す。磁気ディスク装置２０６に要求される読み出しデ
ータＤ２は、ＤＲＲ２０２を介しＤ０、Ｄ１およびその
パリティデータＰＤから算出される。データＤ０、Ｄ１
および算出されたデータＤ２’はキャッシュメモリ２０
３上に格納されホストへ送られる。

【００４８】図１のフローチャートによって、上述のよ
うな、本実施の形態のディスクアレイ装置２００の動作
の一例を説明する。なお、説明の便宜上、各列を構成す
る複数の磁気ディスク装置２０４〜２０７およびスペア
ディスク装置２０８の各々には、＃０〜＃３および＃４
の装置番号＃ｎ（本実施の形態の場合、最大装置番号Ｎ
＝４）が付与されているものとする。

【００４９】まず、稼働時間管理テーブル２０１ｂに、
許容連続稼働時間Ｔｉおよび停止時間Ｔｓを設定する
（ステップ１０１）。許容連続稼働時間Ｔｉとしては、
たとえば１０００時間が設定される。また、停止時間Ｔ
ｓとしては、たとえば数分から１０時間程度の値が設定
される。

【００５０】その後、稼働開始とともに稼働時間タイマ
を初期化して、連続稼働時間の計時を開始する（ステッ
プ１０２）。

【００５１】そして、前述の図３、図４および図５等に
例示される、通常稼働中のＩ／Ｏ処理を実行しつつ（ス
テップ１０３）、稼働時間タイマ値が許容連続稼働時間
Ｔｉを超過した否かを監視し（ステップ１０４）、超過
した場合には、ヘッド３１５／磁気ディスク３１６間の
固着等の障害を防止すべく、複数の磁気ディスク装置２
０４〜２０７およびスペアディスク装置２０８を個別に
停止させる操作を行う。

【００５２】すなわち、まず、装置番号＃ｎを０に初期
化し（ステップ１０５）、停止時間タイマを起動して停
止時間の計時を開始するとともに（ステップ１０６）、
装置番号＃ｎ（＝０；磁気ディスク装置２０４）を停止
させる（ステップ１０７）。この時、停止された磁気デ
ィスク装置２０４では、ヘッド３１５と回転停止する磁
気ディスク３１６とが、ＣＳＳ領域３１６ａにおいて摺
動するため、両者の間隙に集積していた潤滑剤や汚染物
質等が、ＣＳＳ領域３１６ａの全体に分散すること等に
よって除去され、後の再起動がスムーズに可能になる。

【００５３】そして、ＨＯＳＴからのＩ／Ｏ要求に応じ
て、前述の図６、図７および図８に例示されるような、
１台停止中のＩ／Ｏ処理を実行しつつ（ステップ１０
８）、停止時間が所定の停止時間Ｔｓに達したか否かを
監視し（ステップ１０９）、停止時間Ｔｓに達したら、
停止中の装置番号＃ｎ（＝０）の磁気ディスク装置を再
起動して復帰させる処理を行う（ステップ１１０）。こ
のステップ１１０では、たとえば、停止中に書き込みが
あった場合には、スペアディスク装置２０８から、再開
した磁気ディスク装置に書き込みデータを複写する等の
処理が必要に応じて行われる。

【００５４】その後、現在の装置番号＃ｎが、最大装置
番号＃Ｎに達したか否かを判定し（ステップ１１１）、
＃ｎが＃Ｎ未満の場合には、＃ｎをインクリメントして
（ステップ１１２）、ステップ１０６以降の個別停止処
理を反復する。

【００５５】これにより、図１１のタイミングチャート
に例示されるように、ほぼ許容連続稼働時間Ｔｉ毎に、
複数の磁気ディスク装置２０４〜２０７およびスペアデ
ィスク装置２０８は、互いに停止時間が重なり合わない
ように、１台ずつ順次、停止時間Ｔｓだけ、一旦停止す
る動作が行われる。なお、この停止時間Ｔｓ内に、図１
２に例示されるように、数回、磁気ディスク３１６の定
常回転までの回転起動および停止を繰り返して、ＣＳＳ
を意図的に反復実行し、ＣＳＳ領域３１６ａにおいてヘ
ッド３１５と磁気ディスク３１６とを摺動させることに
よって、ヘッド３１５と磁気ディスク３１６との間に稼
働中に集積した潤滑剤や汚染物質等をより完全に摺動除
去するようにしてもよい。

【００５６】一方、装置番号＃ｎが、最大装置番号＃Ｎ
に達している場合には、全ての磁気ディスク装置につい
ての個別停止処理が完了したものとして、ステップ１０
２に戻り、ディスクアレイ装置２００の連続稼働時間の
監視を再開する。

【００５７】図９は、ディスクアレイの構成に用いられ
る磁気ディスク装置の稼働時間に対するヘッド／ディス
ク間の粘着力の測定例を示す線図である。測定線Ａは、
磁気ディスク装置を途中で停止させることなく、連続稼
働した例であり、測定線Ｂは、稼働途中の約１０００時
間毎に一旦停止させながら連続稼働した例である。測定
線Ａの場合には、ヘッド／ディスク間の粘着力は、稼働
開始時の初期値に対して４倍を越えてしまったが、測定
線Ｂの場合には、約５０００時間稼働後も初期値に対し
て約1.５倍以下であった。このように一定時間毎に磁気
ディスク装置を停止させながら連続稼働した場合には、
ヘッド／ディスクの粘着障害を回避することができる。

【００５８】これを本実施の形態のディスクアレイ装置
２００に適用し、複数の磁気ディスク装置２０４〜２０
７が同時に起動困難に陥ることを未然に防止することに
よって、高信頼性を確保することができる。

【００５９】すなわち、本実施の形態の場合、許容連続
稼働時間Ｔｉとして、たとえば１０００時間以下の値を
設定し、連続稼働時間が１０００時間に達する前に、デ
ィスクアレイを構成する複数の磁気ディスク装置２０４
〜２０７、さらにはスペアディスク装置２０８を、所定
の停止時間Ｔｓ、たとえば数分から１０時間程度、停止
させる。これにより、長時間の連続稼働後に一旦停止さ
せる際に、ヘッド／ディスクの粘着障害等に起因して、
複数の磁気ディスク装置が一斉に起動困難に陥る等の大
規模なデータ障害の発生を確実に回避することが可能と
なる。

【００６０】これにより、複数の磁気ディスク装置２０
４〜２０７、スペアディスク装置２０８等によって構成
されるディスクアレイ装置２００を、たとえば保守管理
等のために電源を切断して一斉に停止させ、その後、電
源を投入して運転を再開する際等に、ヘッド／ディスク
の粘着障害等によって、ＲＡＩＤによるデータ保証が可
能な故障台数以上の多数の磁気ディスク装置が一斉に起
動困難となって、大規模なデータ障害に発展する等の不
具合が未然に防止され、ＲＡＩＤ等を構成するディスク
アレイ装置２００の動作や格納データの信頼性をさらに
向上させることが可能になる。

【００６１】なお、許容連続稼働時間Ｔｉの設定値とし
ては、１０００時間に限らず、ディスクアレイを構成す
る磁気ディスク装置における特性等に応じて、適切な値
を選ぶことができる。

【００６２】また、停止時間Ｔｓは、磁気ディスク３１
６の表面状態に関係するので、例えば数分から１０時間
程度の間で、適当な値を設定することができる。

【００６３】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００６４】たとえば、停止された磁気ディスク装置の
代わりとなる代替記憶手段としては、スペアディスク装
置２０８を用いることに限らず、たとえば、キャッシュ
メモリ２０３の一部領域をバックアップ電源等により選
択的に不揮発化し、この不揮発化された領域を用いるこ
とも本発明に含まれる。

【００６５】さらに、ディスクアレイ装置２００の稼働
スケジユール等によって、たとえば、日毎、週毎、月毎
等で、確実にＨＯＳＴからのデータ書き込み要求が発生
しない時間帯が判明している場合には、個々の磁気ディ
スク装置の個別停止処理を当該時間帯に実行することに
よって、停止中のデータ書き込み要求に備えた代替記憶
手段を省略することも本発明に含まれる。この場合に
は、図１のステップ１０１において、稼働時間管理テー
ブル２０１ｂ等に稼働スケジユールを設定し、ステップ
１０４の判定において、現在の時刻が、書き込み要求の
発生しない時間帯か否かを判定する処理を行うことで実
現できる。さらに、許容連続稼働時間Ｔｉに達する間
に、ＨＯＳＴからの書き込み要求頻度等に関する統計情
報を収集し、連続稼働時間が許容連続稼働時間Ｔｉに達
して磁気ディスク装置の個別停止を開始する際に、統計
情報から、書き込み要求が発生しないと予想される時間
帯を選んで、ステップ１０５〜１１１に例示された複数
の磁気ディスク装置の個別停止処理を実行してもよい。

【００６６】また、上述の実施の形態では、上位のＭＰ
Ｕがディスクアレイを構成する配下の複数の磁気ディス
ク装置を個別に停止させる場合について説明したが、こ
れに限らず、たとえば、個々の磁気ディスク装置の各々
に、所定の連続稼働時間毎に、自発的に稼働停止するよ
うな機能を設けることも本発明に含まれる。

【００６７】すなわち、たとえば図１３に例示されるよ
うに、ディスクアレイ装置２００を制御するＭＰＵ２０
１と、その配下の自発的な停止機能を有する磁気ディス
ク装置がＳＣＳＩ等のインタフェースにて接続されてい
る場合、ＭＰＵ２０１側から、定期的に、たとえばＴＵ
Ｒ（Ｔｅｓｔ Ｕｎｉｔ Ｒｅａｄｙ）コマンド等を磁
気ディスク装置に発行し、磁気ディスク装置側では、こ
のＴＵＲコマンドを受け取った時点で規定の許容連続稼
働時間Ｔｉに達している場合には、ＳＣＳＩの中のベン
ダユニークなコマンドインタフェース等を使用して、意
図的な停止のための擬似故障モードを開始することをＭ
ＰＵ２０１に通知した後に自発的に停止し、ＭＰＵ２０
１側ではこれを契機に、ＲＡＩＤの中の１台が故障した
場合の動作モードに移行する。そして、この間も、所望
の間隔で、ＭＰＵ２０１から停止中の磁気ディスク装置
にＴＵＲコマンドを発行し、このＴＵＲコマンドの受領
時に、磁気ディスク装置は、所定の停止時間Ｔｓが経過
していたら、前述のコマンドインタフェースによって、
擬似故障モードを解除して稼働復帰することをＭＰＵ２
０１に通知し、これを契機に、ＭＰＵ２０１は、故障し
た磁気ディスク装置を含まない通常稼働に移行する。

【００６８】この場合にも、複数の磁気ディスク装置が
重複して停止しないように、各磁気ディスク装置の自発
的な停止時刻を十分な時間間隔にてずらすとともに、停
止した磁気ディスク装置を疑似的な故障として取り扱う
ことにより、ディスクアレイのＲＡＩＤ技術によってデ
ータ保証は可能であり、ディスクアレイ装置全体として
の機能が損なわれることはない。また、この場合、磁気
ディスク装置側が自発的な停止機能を持つことにより、
磁気ディスク装置群の定期的な個別停止動作を実現する
ためのＭＰＵ２０１の制御ソフトウェアがより簡単で済
む、という利点がある。

【００６９】

【発明の効果】本発明の磁気ディスク装置の制御方法に
よれば、磁気ディスク装置の長時間稼働後の停止および
再起動における起動困難等の障害の発生を未然に防止す
ることができる、という効果が得られる。

【００７０】本発明の磁気ディスク装置の制御方法によ
れば、ＲＡＩＤを構成する複数のディスク装置が何らか
の障害等により同時に起動困難に陥ることを未然に防止
し、ＲＡＩＤ本来の高信頼性を確保することができる、
という効果が得られる。

【００７１】本発明のディスクアレイ装置によれば、稼
働ログの収集が確実にでき、それまでの稼働の統計情報
を収集する機能の信頼性が向上し、ディスクアレイ装置
の保守・保全を容易とできる効果が得られる。

【００７２】本発明のディスクアレイ装置の制御方法に
よれば、複数の磁気ディスク装置からなるディスクアレ
イにおいて、長時間稼働後の停止および再起動において
複数の磁気ディスク装置が一斉に起動困難に陥る障害を
未然に防止し、ディスクアレイによって構成されるＲＡ
ＩＤ本来の高信頼性の維持を実現することができる、と
いう効果が得られる。

【００７３】本発明のディスクアレイ装置によれば、複
数の磁気ディスク装置からなるディスクアレイにおい
て、長時間稼働後の停止および再起動において複数の磁
気ディスク装置が一斉に起動困難に陥る障害を未然に防
止し、ディスクアレイによって構成されるＲＡＩＤ本来
の高信頼性の維持を実現することができる、という効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ装
置およびその制御方法の作用の一例を示すフローチャー
トである。

【図２】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ装
置の構成の一例を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ装
置およびその制御方法の作用の一例を示す概念図であ
る。

【図４】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ装
置およびその制御方法の作用の一例を示す概念図であ
る。

【図５】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ装
置およびその制御方法の作用の一例を示す概念図であ
る。

【図６】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ装
置およびその制御方法の作用の一例を示す概念図であ
る。

【図７】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ装
置およびその制御方法の作用の一例を示す概念図であ
る。

【図８】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ装
置およびその制御方法の作用の一例を示す概念図であ
る。

【図９】磁気ディスク装置におけるヘッドと磁気ディス
クの間の粘着力と稼働時間の関係の一例を示す線図であ
る。

【図１０】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ
装置を構成する磁気ディスク装置の構成の一例を一部破
断して示す斜視図である。

【図１１】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ
装置およびその制御方法における磁気ディスク装置の個
別停止操作の一例を示すタイミングチャートである。

【図１２】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ
装置およびその制御方法における磁気ディスク装置の停
止中の動作の一例を示す線図である。

【図１３】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ
装置およびその制御方法の変形例を示すフローチャート
である。

【図１４】本発明の一実施の形態であるディスクアレイ
装置を構成する複数の磁気ディスク装置の各々の稼働ロ
グを記録する方法と装置の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

２００…ディスクアレイ装置、２０１…マイクロプロセ
ッサ（アレイ制御手段）、２０１ａ…制御記憶、２０１
ｂ…稼働時間管理テーブル、２０２…パリティ演算回
路、２０３…キャッシュメモリ、２０４〜２０７…磁気
ディスク装置、２０８…スペアディスク装置（代替記憶
手段）、３１１…ロードアーム、３１２…アクチュエー
タ（位置決め機構）、３１２ａ…ピボット軸、３１３…
ボイスコイルモータ、３１４…スピンドル（ディスク回
転機構）、３１５…ヘッド、３１６…磁気ディスク、３
１６ａ…ＣＳＳ領域、４０１…磁気ディスク装置、４０
２…コネクタ（第１のコネクタ）、４０３…挿入コネク
タ（第３のコネクタ）、４０４…コネクタ（第２のコネ
クタ）、４０５…ケーブル、４０６…記憶装置。

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【手続補正書】

【提出日】平成９年７月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 祐一 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 小口 光彦 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ディスクと、前記磁気ディスクを回
   転させるディスク回転機構と、回転する前記磁気ディス
   クに対する情報の記録および再生の少なくとも一方を行
   うヘッドと、前記磁気ディスクの径方向における任意の
   位置への前記ヘッドの位置決め動作を行う位置決め機構
   とを含む磁気ディスク装置の制御方法であって、 任意の稼働時間毎に前記磁気ディスクの回転を一旦停止
   させることを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
2. 【請求項２】 複数の磁気ディスク装置によって構成さ
   れたディスクアレイを含むディスクアレイ装置の制御方
   法であって、 前記ディスクアレイを構成する個々の前記磁気ディスク
   装置を、任意の稼働時間毎に一旦停止させることを特徴
   とするディスクアレイ装置の制御方法。
3. 【請求項３】 複数の磁気ディスク装置によって構成さ
   れたディスクアレイと、前記ディスクアレイを制御する
   アレイ制御手段とを含むディスクアレイ装置であって、 前記磁気ディスク装置および前記アレイ制御手段の少な
   くとも一方に、前記ディスクアレイを構成する個々の前
   記磁気ディスク装置を、任意の稼働時間毎に一旦停止さ
   せる制御論理を備えたことを特徴とするディスクアレイ
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のディスクアレイ装置にお
   いて、前記ディスクアレイを構成する個々の前記磁気デ
   ィスク装置を一旦停止させる前記稼働時間および停止時
   間の少なくとも一方を任意の値に設定可能にしたことを
   特徴とするディスクアレイ装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載のディスクアレイ
   装置において、任意の１台の前記磁気ディスク装置を停
   止している間に、当該磁気ディスク装置の機能を代替す
   る代替記憶手段を備えたことを特徴とするディスクアレ
   イ装置。
6. 【請求項６】 磁気ディスク装置側の第１のコネクタ
   と、この第１のコネクタに対して外部から挿抜される第
   ２のコネクタとの間に、必要に応じて前記第１および第
   ２のコネクタに接続される第３のコネクタを介在させ、
   前記第３のコネクタを介して前記磁気ディスク装置と外
   部との間で授受される情報を所望の記憶装置に記録する
   ことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
7. 【請求項７】 複数の磁気ディスク装置によって構成さ
   れたディスクアレイと、前記ディスクアレイを制御する
   アレイ制御手段とを含むディスクアレイ装置であって、 前記磁気ディスク装置の側に設けられた第１のコネクタ
   と、前記アレイ制御手段の側に設けられ前記第１のコネ
   クタに挿抜される第２のコネクタと、必要に応じて前記
   第１のコネクタと第２のコネクタとの間に介設される第
   ３のコネクタと、前記第３のコネクタに接続され、前記
   第３のコネクタを経由して前記磁気ディスク装置と前記
   アレイ制御手段との間で授受される情報を記録する記憶
   装置と、を含むことを特徴とするディスクアレイ装置。