JPWO2020095583A1 - ストレージ装置 - Google Patents

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Abstract

ストレージ装置は、ホスト装置と接続される。ストレージ装置は、データを格納する不揮発性メモリと、不揮発性メモリを複数の論理領域に分割して管理する論理領域管理部と、論理領域管理部が管理する複数の論理領域に関する情報を格納する論理情報格納部と、ホスト装置から指定され、分割された複数の論理領域に対応するアクセスパターンを管理するアクセスパターン管理部と、アクセスパターンに関する情報を格納するアクセスパターン格納部と、ホスト装置から、複数の論理領域のうち、いずれかの領域にアクセスがあった場合に、アクセスパターンに関する情報から、アクセスされた領域に対応するアクセスパターンを選択するアクセスパターン処理管理部と、アクセスパターン処理管理部で特定されたアクセスパターンに基づいて不揮発性メモリに対する処理を行い、データをホスト装置に転送するアクセス処理管理・実行部と、を備える。

Description

本開示は、ホストデバイスとメモリデバイス間でデータ転送を行うストレージ装置に関する。
高速シリアルインターフェースとしてＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ（登録商標：以下、ＰＣＩｅと称する）が、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に使用されている。上記高速シリアルインターフェースは、例えば、車載システムで利用されることが検討されており、車に組み込まれている電子制御ユニット（以下ＥＣＵ（Electric controller unit）と称する）の統合も検討されている。
例えば、車載分野において、複数のＥＣＵが統合されると、個々のＥＣＵに接続されたストレージの統合も必要となってくる。車載分野におけるストレージとは、所謂ＰＣサーバーではなく、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＳＤカードを用いたものが主流である。例えば、ＳＤカードとＳＤカード対応ホストに関する技術は、米国特許出願公開第２０１５／０３３１４７９号明細書に開示されている。
米国特許出願公開第２０１５／０３３１４７９号明細書
本開示は、複数のＥＣＵが個々のＥＣＵにとって最適化された一つの仮想ストレージを構成するストレージ装置を提供する。
本開示におけるストレージ装置は、ホスト装置と接続されるストレージ装置であって、データを格納する不揮発性メモリと、不揮発性メモリを複数の論理領域に分割して管理する論理領域管理部と、論理領域管理部が管理する複数の論理領域に関する情報を格納する論理情報格納部と、ホスト装置から指定され、分割された複数の論理領域に対応するアクセスパターンを管理するアクセスパターン管理部と、アクセスパターン管理部が管理するアクセスパターンに関する情報を格納するアクセスパターン格納部と、ホスト装置から、複数の論理領域のうち、いずれかの領域にアクセスがあった場合に、アクセスパターン格納部に格納されたアクセスパターンに関する情報から、アクセスされた領域に対応するアクセスパターンを選択するアクセスパターン処理管理部と、アクセスパターン処理管理部で特定されたアクセスパターンに基づいて不揮発性メモリに対する処理を行い、データをホスト装置に転送するアクセス処理管理・実行部と、を備える。
本開示におけるストレージ装置は、複数のＥＣＵが個々のＥＣＵにとって最適化された一つのストレージとして提供することができる。また、複数のＥＣＵが統合された場合、個々のアプリケーションを個々のホスト装置とみなすことにより、要求する領域、性能が異なるアプリケーションに最適なストレージ機能を１つのストレージで賄うことができる。
実施の形態１に係るストレージ装置の構成図 実施の形態１に係るストレージ装置における領域情報の設定フロー図 実施の形態１に係るストレージ装置において、論理的に分割された不揮発性メモリの例と、論理領域管理情報の例を示す図 実施の形態１に係るストレージ装置における、アクセス情報の設定フロー図 実施の形態１に係るストレージ装置における、アクセスパターン情報の例を示す図 実施の形態１に係るストレージ装置における、ホストが管理する情報の例を示す図 実施の形態１に係るストレージ装置における、基本処理フロー図 実施の形態１に係るストレージ装置における、パターン処理実行フロー図 実施の形態２に係るストレージ装置の構成図 実施の形態２に係るストレージ装置における、領域情報の設定フロー図 実施の形態２に係るストレージ装置における、認証処理フロー図 実施の形態２に係るストレージ装置における、アクセス情報の設定フロー図 実施の形態２に係るストレージ装置における、アクセスパターン情報の例を示す図 実施の形態２に係るストレージ装置における、ホスト情報格納部に格納されるホスト情報の例を示す図 実施の形態２に係るストレージ装置における、ホスト装置２２のホスト固有情報格納部に格納されるホスト固有情報の例を示す図 実施の形態２に係るストレージ装置における、ホスト装置４４のホスト固有情報格納部に格納されるホスト固有情報の例を示す図 実施の形態２に係るストレージ装置における、基本処理フロー図 実施の形態２に係るストレージ装置における、パターン処理実行フロー図
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
１．実施の形態に至る経緯
ストレージを使用するシステムでは、ホストが備えるホストインタフェースと、ストレージが保持するストレージインタフェースによって、ホストとストレージは接続され、ストレージに対するアクセス性能や機能は、ホストがストレージの情報を読み込んで、ストレージに合った制御を行うか、ストレージの特徴とは関係なく制御を行い、ストレージはホストの要求とは無関係に、ストレージへのデータ格納や、ストレージからのデータ読み込みが行われる。また、ストレージは、使用されている不揮発性メモリに適した制御を行うため、結果として、ストレージ全体での処理パターンは１つとなり、仮に領域を分割しても、個々の領域の処理パターンは同じものになる。また、個々の領域を異なる不揮発性メモリで構成することで、複数の処理パターン特徴を持つストレージを構成することもできるが、個々の固定された領域に着目すると、その処理パターンは１つとなる。
このように、ストレージを構成する不揮発性メモリに適した処理のみを行うストレージでは、使用する領域の位置やサイズが予め決まっているため、ホスト装置は、要求を満たす構成及び性能を有するストレージを、個別に用意し使用するか、接続されたストレージの構成や性能をそのまま使用することによって、機能を実現することができる。
ところで、例えば、車載分野においては、複数のＥＣＵの統合が必要とされており、同時に複数のＥＣＵに接続されていたストレージも統合されることが要請されている。
そこで、本開示は上述の問題を解決するものであり、ホスト装置と接続されるストレージ装置であって、データを格納する不揮発性メモリと、不揮発性メモリを複数の論理領域に分割して管理する論理領域管理部と、論理領域管理部が管理する論理領域に関する情報を格納する論理情報格納部と、ホスト装置から指定され、分割された複数の論理領域に対応するアクセスパターンを管理するアクセスパターン管理部と、アクセスパターン管理部が管理するアクセスパターン情報を格納するアクセスパターン格納部と、ホスト装置から、複数の論理領域のうち、いずれかの領域にアクセスがあった場合に、アクセスパターン格納部に格納されたアクセスパターン情報から、アクセスされた領域に対応するアクセスパターンを選択するアクセスパターン処理管理部と、アクセスパターン処理管理部で特定されたアクセスパターンに基づいて不揮発性メモリに対する処理を行い、データをホスト装置に転送するアクセス処理管理・実行部と、を備える。これにより、物理的には１つのストレージで、複数のストレージの特徴を実現し、複数のＥＣＵが必要とするストレージ機能を提供することが可能となる。
２．［実施の形態１］
以下、図１〜図８を参照して実施の形態１を説明する。
２．１．仮想ストレージシステムの構成
図１は、実施の形態１に係る仮想ストレージシステムの構成図である。仮想ストレージシステムはホスト装置２とストレージ装置１とから構成される。
ストレージ装置１は、ホストインタフェース部３をもつホスト装置２とストレージインタフェース部４を介して接続される仮想ストレージである。ストレージ装置１は、不揮発性メモリ１９の物理アドレスとホスト装置２からアクセスされる論理アドレスを変換するための論物変換テーブルを管理する論物変換テーブル管理部９と、論物変換テーブル管理部９が管理する論物変換テーブルを格納する論物変換テーブル格納部１０と、ホスト装置２の要求に応じて、データを格納する不揮発性メモリ１９をいくつかの論理的領域に分割し管理する論理領域管理部１７と、論理領域管理部１７が管理する論理領域に関する情報を格納する領域情報格納部１８と、ホスト装置２が要求するアクセスパターンに応じて、ランダムなアクセスを優先に処理を行うランダムアクセス優先処理部１３と、ランダムではあるが読み込み専用処理を行うランダム読み込み専用処理部１４と、画像データや動画データのようなデータにアクセスするためのシーケンシャルアクセスを優先に処理するシーケンシャルアクセス優先処理部１５と、シーケンシャルではあるが読み込み専用処理を行うシーケンシャル読み込み専用処理部１６と、ホスト装置２から指定される分割された個々の領域に対するアクセスパターンを管理するアクセスパターン管理部７と、アクセスパターン管理部７が管理するアクセスパターン情報を格納するアクセスパターン格納部８と、キャッシュ処理を管理するキャッシュ制御部１１と、キャッシュ制御されるキャッシュ処理部１２と、ホスト装置２からのアクセスがあった場合に、アクセスパターン格納部８に格納されたアクセスパターン情報に基づき、自動的に最適な処理を選択するアクセスパターン処理管理部６と、アクセスパターン処理管理部６からの指示の基づき、最適な処理を行いストレージインタフェース部４を介してデータをホスト装置２に転送するアクセス処理管理・実行部５と、を備える。これにより、ホスト装置２からの不揮発性メモリ１９の分割された領域へのアクセスに際し、最適な処理を実施し、不揮発性メモリ１９から読み出したデータをホスト装置２に転送する。
なお、ストレージ装置１は、例えば、ＳＤカードなどの情報記録媒体であり、ホスト装置２は、ＳＤカードなどの情報記録媒体に対して書き込みや読み出しを指示するハードウェア（ＥＣＵや中央演算処理装置（以下ＣＰＵ（Central Processing Unit）と称する）など）である。なお、また、ホスト装置２は、前記ハードウェア上で動作するオペレーションシステム（以下ＯＳ（Operation System）と称する）またはアプリケーションであってもよい。なお、また、ホスト装置２は、前記ハードウェア上で動作するプロセスまたはスレッドであってもよい。
２．２．仮想ストレージシステムの動作
実施の形態１に係る仮想ストレージシステムの動作を、領域情報、アクセスパターン処理情報を事前に設定するフェーズと、前記設定された情報を基に動作するフェーズに分けて説明する。
２．２．１．情報設定フェーズの動作
図２は、実施の形態１に係るストレージ装置１に、領域情報を設定するフェーズの動作を示したフローチャートである。図３は、図２に示す領域情報の設定フローで作成される設定情報の例を示す図である。
まず、ホスト装置２は、ホストインタフェース部３とストレージインタフェース部４で接続されたストレージ装置１に、不揮発性メモリ１９の領域を分割するコマンドを送る。コマンドはアクセス処理管理・実行部５により解釈され、論理領域管理部１７により、重複が無いように分割され、管理される。論理領域管理部１７で生成された論理領域に関する情報は領域情報格納部１８に格納される。
具体的には、ホスト装置２は、第１の領域として必要な領域情報を送ると、論理領域管理部１７は、指定されたサイズ分の空き領域があるかどうかチェックし（ステップＳ１０１）、空き領域が無い場合には、エラー値をリターン値に設定し（ステップＳ１０４）、ホスト装置２に返送する（ステップＳ１０５）。一方、空き領域がある場合には、領域を確保し、領域ＩＤ、開始アドレス、最終アドレスの領域情報を領域情報格納部１８に格納する（ステップＳ１０２）。領域ＩＤ、例えば“Ａｒｅａ１”（図３参照）をリターン値に設定し（ステップＳ１０３）、リターン値を送信元に返送し（ステップＳ１０５）終了する。図３に示した、論理領域管理情報の例３００（論理領域に関する情報の一例）が領域情報格納部１８に格納される。図３に示した論理的に分割された不揮発性メモリの例３０１のように不揮発性メモリは分割されていることになる。
続いて、上述の分割された領域の用途に関する情報をホスト装置２は、ストレージ装置１に送る。
図４は、ホスト装置２から分割された領域の用途に関する情報を受け取ったストレージ装置１が行う処理のフローである。
まず、指定された領域が既に確保されているかどうか確認し（ステップＳ２０１）、確保できていない場合には失敗フラグを送信元に返送し（ステップＳ２０８）終了する。一方、領域が確保できている場合には、指定された用途に応じ（ステップＳ２０２）、例えば、用途がＢｏｏｔ用であれば、アクセスパターン情報として、指定された領域にランダム読み込み専用処理フラグを設定する（ステップＳ２０３）。用途としては、他にも、通常、ＡＶデータ格納用、ＡＶデータ再生専用があり、それぞれの用途に応じた)アクセスパターン処理のフラグを指定された領域に設定し（ステップＳ２０４〜Ｓ２０６）、成功フラグを送信元に返送し（ステップＳ２０７）、終了する。
図５は、アクセスパターン管理部７が管理し、アクセスパターン格納部８に格納される情報であるアクセスパターン情報の例３０２を示している。
ストレージ装置１の設定が完了すると、ホスト装置２は、図６に示すような管理情報（ホスト管理情報の例３０３）を格納管理し、ストレージ装置１にアクセスすることになる。
手段を問うものではないが、論理領域管理情報及びアクセスパターン情報の設定が完了した領域に対し、読み込み専用となるＢｏｏｔ領域や、ＡＶデータ読み込み専用領域には、事前にデータを書き込んでおく必要がある。そのため、初期状態で設定された前記アクセスパターン処理以外の処理を使って、データを書き込む機能を備えていることは言うまでもない。
２．２．２．仮想ストレージの動作
図７は、論理領域管理情報及びアクセスパターン情報の設定が完了しているホスト装置２と、ストレージ装置１の動作を示すフローである。
仮想ストレージシステムが起動されると、ストレージ装置１の初期化処理（ステップＳ３０１）を行う。初期化処理では、不揮発性メモリ１９の物理アドレスと、ホスト装置２がアクセスする論理アドレスの関係を示す論物変換テーブルが論物変換テーブル管理部９によって作成され、論物変換テーブル格納部１０に格納される。論物変換テーブルの作成方法については特に言及しない。ホスト装置２は、ストレージ装置１の領域“Ａｒｅａ１”からＯＳを始めとする起動に必要なソフトウェアをランダム読み込み専用処理部１４が行う処理により高速に読み出され、起動される(ステップＳ３０２)。システムが起動されるとホスト装置２は、必要に応じてストレージ装置１にアクセスし（ステップＳ３０４）、システム終了まで、以降の処理を繰り返す。
図８は、ホスト装置２が起動され、プログラムが起動され終了するまでの間に繰り返す処理のフローである。
まず、ストレージ装置１は、指定された領域が既に確保されているかどうか確認し、確保されていない場合には（ステップＳ４０１でＮｏ）、処理を終了する。指定された領域が確保されている場合には（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、ストレージ装置１は、ホスト装置２からのリクエストにより、アクセスされる領域の設定に応じ、最適なパターン処理を選択しながら（ステップＳ４０２）、アクセスパターンに応じた適切な処理を行う（ステップＳ４０３〜Ｓ４０６）。具体的には、ホスト装置２から、分割された複数の論理領域のうち、いずれかの領域にアクセスがあった場合に、アクセスパターン処理管理部６は、アクセスパターン格納部８に格納されたアクセスパターン情報から、アクセスされた領域に対応するアクセスパターンを選択する。そして、アクセス処理管理・実行部５は、アクセスパターン処理管理部６で特定されたアクセスパターンに基づいて不揮発性メモリ１９に対する処理を行い、ストレージインタフェース部４を介して、データをホスト装置２に転送する。
また、ランダムアクセス優先処理部１３は、必要に応じてキャッシュ制御部１１が制御するキャッシュ処理部にアクセスすることでデータの読み書き効率をあげることができる。キャッシュ制御方法については特に説明しないが、特別な制御方法に限定するものではない。
ランダム読み込み専用処理部１４は、例えば、Ｂｏｏｔ領域のように、普段は格納されているプログラムを一度に、あるいは、部分的に読み込みながら使用されるアクセスパターンに適した処理を行う。
シーケンシャルアクセス優先処理部１５は、ＡＶデータ等のように連続した、大容量のデータの書き込みや読み込みに適した処理を行う。例えば、シーケンシャルアクセス優先処理部１５は、アクセスする単位を大きめにするなどして大容量データを高速に処理することができる。
シーケンシャル読み込み専用処理部１６は、既にストレージ装置１に格納されたＡＶデータ等の大容量かつ安定した速度で読み出す必要があるため、例えば、データの先読みを多めにするなどの工夫により、ＡＶデータの再生に適した処理を行う。
２．３．効果等
以上のように、本実施の形態において、本開示におけるストレージ装置は、ホスト装置の要求に応じて、領域や用途に応じたパターン処理を自動的に選択しながら動作することで、様々な用途のホスト装置に対して１つのストレージ装置で対応することが可能となる。
３．［実施の形態２］
以下、図９〜図１８を参照して実施の形態２を説明する。
３．１．仮想ストレージシステムの構成
図９は、実施の形態２に係る仮想ストレージシステムの構成図である。仮想ストレージシステムは、ホスト装置２２、ホスト装置４４、およびストレージ装置２１から構成される。
ストレージ装置２１は、ホストインタフェース部２３をもつホスト装置２２およびホストインタフェース部４７をもつホスト装置４４と、ストレージインタフェース部２４を介して接続される。
ストレージ装置２１は、不揮発性メモリ３９の物理アドレスとホスト装置２２及びホスト装置４４が指定する用途に応じたアクセスパターンに従い、論物変換テーブルを管理する論物変換テーブル管理部２９と、論物変換テーブル管理部２９が管理する論物変換テーブルを格納する論物変換テーブル格納部３０と、ホスト装置２２またはホスト装置４４の要求に応じて、データを格納する不揮発性メモリ３９をいくつかの論理領域に分割し管理する論理領域管理部３７と、論理領域管理部３７が管理する論理領域に関する情報を格納する領域情報格納部３８と、ホスト装置２２またはホスト装置４４が要求するアクセスパターンに応じて、ランダムなアクセスを優先に処理を行うランダムアクセス優先処理部３３と、ランダムではあるが読み込み専用処理を行うランダム読み込み専用処理部３４と、画像データや動画データのようなデータにアクセスするためのシーケンシャルアクセスを優先に処理するシーケンシャルアクセス優先処理部３５と、シーケンシャルではあるが読み込み専用処理を行うシーケンシャル読み込み専用処理部３６と、ホスト装置２２またはホスト装置４４から指定される分割された個々の領域に対するアクセスパターンを管理するアクセスパターン管理部２７と、アクセスパターン管理部２７が管理するアクセスパターン情報を格納するアクセスパターン格納部２８と、アクセスパターン情報に基づき、キャッシュ処理を管理するキャッシュ制御部３１と、キャッシュ制御されるキャッシュ処理部３２と、ホスト装置２２またはホスト装置４４からアクセスがあった場合に、アクセスパターン格納部２８に格納されたアクセスパターン情報に基づき、自動的に最適な処理を選択するアクセスパターン処理管理部２６と、アクセスパターン処理管理部２６からの指示に基づき、最適な処理を行いストレージインタフェース部２４を介して不揮発性メモリ３９に格納されたデータをホスト装置２２またはホスト装置４４に転送するアクセス処理管理・実行部２５とを備える。
ストレージ装置２１は、ホスト装置２２またはホスト装置４４からの不揮発性メモリ３９の分割された領域へのアクセスに際し、最適な処理を実施し、不揮発性メモリ３９から読み出したデータをホスト装置２２またはホスト装置４４に転送する。
また、実施の形態２に係るストレージ装置２１は、不揮発性メモリ３９にアクセスするホスト装置と認証するための認証処理部４０と、認証に必要な固有情報を格納するホスト情報格納部４１を備える。認証処理部４０は、ストレージ側認証部の一例である。
また、実施の形態２に係るストレージ装置２１は、ホスト装置２２またはホスト装置４４との間で認証を行うことにより、アクセスできる領域や設定できるアクセスパターンを制限することができる。ホスト装置２２、４４は、それぞれ、ホスト固有情報格納部４３、４６に格納されたホスト装置の固有情報であるホスト固有情報を使用して、ストレージ装置２１と認証を行うための認証処理部４２、４５を備える。認証処理部４２、４５は、ホスト側認証部の一例である。
３．２．仮想ストレージシステムの動作
実施の形態２に係る仮想ストレージシステムの動作を、実施の形態１に係る仮想ストレージシステムと異なる動作を中心に説明する。これは、実施の形態２に係る仮想ストレージシステムは、１つのストレージ装置に対して、２つのホスト装置が接続された構成になっているが、個々のホスト装置とストレージ装置間の動作についての基本的な機能については同様なためである。
本開示における基本的な機能とは、１つのストレージを論理的に分割し、個々の分割された領域の用途に応じて、データを格納する不揮発性メモリへの最適なアクセス方法を選択、実行することである。
以下、図面を参照しながら、実施の形態２に係る仮想ストレージシステムの動作のうち、実施の形態１に係る仮想ストレージシステムの動作と異なる部分を中心に記載する。
３．２．１．認証動作と領域情報設定動作
実施の形態２に係る仮想ストレージシステムは、例えば、ホスト装置２２の認証処理部４２は、ホスト固有情報格納部４３に格納されたホスト固有情報を用いて、ストレージ装置２１の認証処理部４０との間で認証を行い、認証に成功した場合にのみ、前記認証処理で使用する情報がホスト情報格納部４１に格納され、以降、前記ホスト情報を用いて動作するものである。ホスト装置４４との認証処理についても同様である。
図１０は、実施の形態２に係るストレージ装置２１における領域情報の設定フローを示している。実施の形態１に係るストレージ装置１との違いは、ホスト装置とストレージ装置との間で認証処理を行い（ステップＳ５０２）、認証の結果に基づく処理が行われるところである。
前記認証処理が失敗した場合には、エラー値をリターン値として設定し（ステップＳ５０７）、ホスト装置に返送して（ステップＳ５０６）終了する。前記認証処理が成功した場合にのみ、領域ＩＤ、開始アドレス、終了アドレス情報を領域情報格納部３８に格納し（ステップＳ５０４）、領域ＩＤ、例えば“Ａｒｅａ１”をリターン値として（ステップＳ５０５）、ホスト装置に返送し（ステップＳ５０６）終了する。
図１１は、前記認証処理の詳細フローを示している。前記認証処理は、まず、初期化されているかどうかを確認し（ステップＳ６０１）、初期化されていない場合には、認証初期設定処理を行い、ホスト固有情報であるホストＩＤ並びに、公開鍵基盤（ＰＫＩ）認証で使用する証明書情報、前記認証を適応する領域ＩＤ情報のホスト情報をホスト情報格納部４１に格納する（ステップＳ６０２）。前記認証初期設定処理が失敗した場合には（ステップＳ６０３でＮｏ）、失敗フラグをホスト装置に返送（ステップＳ６０４）して終了する。前記認証初期設定が成功した場合には（ステップＳ６０３でＹｅｓ）、ホスト情報格納部に設定された情報との認証処理を実施する（ステップＳ６０５）。認証処理が失敗した場合には（ステップＳ６０６でＮｏ）、失敗フラグをホスト装置に返送（ステップＳ６０４）して終了する。認証処理が成功した場合には（ステップＳ６０６でＹｅｓ）、成功フラグをホスト装置に返送（ステップＳ６０７）して終了する。
３．２．２．アクセス情報の設定動作
図１２は、認証処理が成功したホスト装置からのアクセス情報の設定フローを示している。ホスト装置との認証に成功した場合（ステップＳ７０３でＹｅｓ）に、ホスト装置からの要求である用途に応じ（ステップＳ７０４）、例えば用途がＢｏｏｔであれば、ホスト装置に指定された領域に、ランダム読み込み専用処理フラグを設定し（ステップＳ７０５）、ホスト装置に成功フラグを返送する（ステップＳ７０９）。ホスト装置との認証に失敗した場合（ステップＳ７０３でＮｏ）、ホスト装置に失敗フラグを返送する（ステップＳ７１０）。認証処理に成功したか否かいう条件（ステップＳ７０３）以外は、実施の形態１に係る動作（図４参照）と同じであるので説明を省略する。
図１３は、実施の形態２に係る仮想ストレージシステムにおいて、ホスト装置２２とホスト装置４４が、ストレージ装置２１との間で認証が成功し、それぞれ、領域情報及びアクセスパターンが格納された場合の、アクセスパターン情報の例３０４を示している。
アクセスパターン情報は、例えば、領域ＩＤ“Ａｒｅａ１”は、アドレスが０ｘ００００〜０ｘ０ＦＦＦであり、“Ａｒｅａ１”へアクセスする権利はホスト装置２２が持ち、アクセスパターンは“Ｐａｔｔｅｒｎ１”であることを意味し、また、アクセスパターン“Ｐａｔｔｅｒｎ１”は、ランダムの読み込み専用で、アクセス単位は４Ｋｂｙｔｅであることを意味している。
また、領域ＩＤ “Ａｒｅａ３”に対しては、ホスト装置２２とホスト装置４４が共にアクセス可能であることを示している。
また、領域ＩＤ“Ａｒｅａ４”のアクセスパターンは“Ｐａｔｔｅｒｎ５”であり、アクセス単位は、４Ｋｂｙｔｅ〜３２Ｋｂｙｔｅまで可能であることを示している。但し、選択できるのは、４Ｋｂｙｔｅ、８Ｋｂｙｔｅ、１６Ｋｂｙｔｅ、３２Ｋｂｙｔｅの４種類となる。
図１４は、実施の形態２に係るストレージ装置２１における、ホスト情報格納部４１に格納されるホスト情報の例を示す。ホスト情報の例３０５によれば、ホスト装置２２は、“Ａｒｅａ１”、“Ａｒｅａ３”、“Ａｒｅａ４”にアクセスでき、ホスト装置４４は、“Ａｒｅａ２”と“Ａｒｅａ３”にアクセスできることになる。
“Ａｒｅａ１”と“Ａｒｅａ２”は、認証が必要でかつ、共に秘密鍵を用いた認証が必要で、認証が成功した場合であっても、読み込みのみ可能となることを示している。一方、“Ａｒｅａ３”は認証の必要がないため、ホスト装置２２及びホスト装置４４からのアクセスが可能となる。“Ａｒｅａ４”については、公開鍵暗号による認証が必要で、ホスト装置２２に対し、読み込みのみ可能であることを意味している。
図１５および図１６は、前記ホスト情報が図１４で示された場合の、ホスト装置２２、４４のホスト固有情報格納部４３、４６にそれぞれ格納されるホスト固有情報の例３０６、３０７を示している。ここでは、図１５に示されるホスト固有情報としては、まずホスト装置毎にユニークに割り当てられるホスト固有ＩＤと、ＰＫＩ認証する場合の証明書情報、接続しているストレージＩＤ及びアクセスできる領域ＩＤが記載されている。ストレージ装置を特定するストレージＩＤは、本実施の形態２においては、便宜上、ストレージ装置２１と記載した。尚、ホスト固有ＩＤの長さについては各ホスト装置に固有のＩＤであれば、なんでもよいことは言うまでもない。また、ＰＫＩ用のデジタル証明書についても、一般的に使用されているもので良いことは言うまでもない。
３．２．３．実施の形態２に係る仮想ストレージシステムの基本動作
図１７は、実施の形態２に係る仮想ストレージシステムの基本動作を示している。実施の形態１に係る仮想ストレージシステムの動作との違いは、初期化（ステップＳ８０１）後の認証処理（ステップＳ８０２）及びその成否確認処理（ステップＳ８０３）が含まれていることである。ホスト装置とストレージ装置とが接続された時に、認証処理が行われる。なお、ステップＳ８０２で行う認証処理のフローは、図１１で示した認証処理フローと同じなので割愛する。
図１８は、実施の形態２に係る仮想ストレージシステムにおける、パターン処理実行のフローを示している。実施の形態１に係る仮想ストレージシステムにおけるパターン処理実行フローとの違いは、用途別の処理を行う（ステップＳ９０４）の前に、認証処理(ステップＳ９０２)が挿入されているところである。認証に成功した場合にのみ、通常通りの処理が行われる点を除いて、実施の形態１に係る仮想ストレージシステムと同様である。
３．２．４．論物変換テーブル処理
実施の形態２に係るストレージ装置２１においては、論物変換テーブル管理部２９がアクセスパターン管理部２７と連携し、アクセスパターン毎に異なる処理を行うところも、実施の形態１に係るストレージ装置１の動作とは異なる。実施の形態２に係るストレージ装置２１は、基本的に、ホスト装置とストレージ装置とが認証するため、認証されたホスト装置とストレージ装置との間でのセキュリティを保つ必要がある。そのため、例えば、認証されたホスト装置のみにアクセスを許可する領域においては、不揮発性メモリ３９のセルを共有しないように、論物変換テーブルを作成する。これにより、イレースされていないセルが他の領域に使用されることを防ぐものである。
３．２．５．キャッシュ処理
実施の形態２に係るストレージ装置２１においては、キャッシュ制御部３１もまた、アクセスパターン管理部２７と連携し、アクセスパターン格納部２８に格納された情報にアクセスすることで、アクセスパターン毎にキャッシュ制御方法を変えることができる。例えば、シーケンシャル読み込み専用処理部３６が処理する領域については、キャッシュを使用せず、直接、不揮発性メモリ３９から読み出したデータを、ホスト装置に送ることで、不要な複写処理がなくなるため、高速に読み出すことが可能となる。また、ランダムアクセス優先処理部３３が処理する領域については、高速なキャッシュアルゴリズムを用いることにより、ヒット率を上げ、アクセス性能を向上させる。
３．３．効果等
以上のように、本実施の形態において、本開示におけるストレージ装置は、不揮発性メモリにアクセスするホスト装置と認証するための認証処理部と、認証に必要なホスト情報格納部を備え、ホスト装置の固有な情報使用して、ストレージ装置と認証を行う認証処理部を備えたホスト装置との間で認証を行うことにより、アクセスできる領域や設定できるアクセスパターンを制限することができる。
４．他の実施の形態
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１、実施の形態２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
また、実施の形態を説明するために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、一つまたは複数のＥＣＵ、ＣＰＵに接続されるストレージに適用可能である。具体的には、車載用機器、ゲーム機器などに、本開示は適用可能である。
１、２１ ストレージ装置
２、２２、４４ ホスト装置
３、２３、４７ ホストインタフェース部
４、２４ ストレージインタフェース部
５、２５ アクセス処理管理・実行部
６、２６ アクセスパターン処理管理部
７、２７ アクセスパターン管理部
８、２８ アクセスパターン格納部
９、２９ 論物変換テーブル管理部
１０、３０ 論物変換テーブル格納部
１１、３１ キャッシュ制御部
１２、３２ キャッシュ処理部
１３、３３ ランダムアクセス優先処理部
１４、３４ ランダム読み込み専用処理部
１５、３５ シーケンシャルアクセス優先処理部
１６、３６ シーケンシャル読み込み専用処理部
１７、３７ 論理領域管理部
１８、３８ 領域情報格納部
１９、３９ 不揮発性メモリ
４０ 認証処理部
４１ ホスト情報格納部
４２、４５ 認証処理部
４３、４６ ホスト固有情報格納部
３００ 論理領域管理情報の例
３０１ 論理的に分割された不揮発性メモリの例
３０２ アクセスパターン情報の例
３０３ ホスト管理情報の例
３０４ アクセスパターン情報の例
３０５ ホスト情報の例
３０６、３０７ ホスト固有情報の例
本開示におけるストレージ装置は、ホスト装置と接続されるストレージ装置であって、データを格納する不揮発性メモリと、不揮発性メモリを複数の論理領域に分割して管理する論理領域管理部と、論理領域管理部が管理する複数の論理領域に関する情報を格納する領域情報格納部と、ホスト装置から指定され、分割された複数の論理領域に対応するアクセスパターンを管理するアクセスパターン管理部と、アクセスパターン管理部が管理するアクセスパターンに関する情報を格納するアクセスパターン格納部と、ホスト装置から、複数の論理領域のうち、いずれかの領域にアクセスがあった場合に、アクセスパターン格納部に格納されたアクセスパターンに関する情報から、アクセスされた領域に対応するアクセスパターンを選択するアクセスパターン処理管理部と、アクセスパターン処理管理部で特定されたアクセスパターンに基づいて不揮発性メモリに対する処理を行い、データをホスト装置に転送するアクセス処理管理・実行部と、を備える。
そこで、本開示は上述の問題を解決するものであり、ホスト装置と接続されるストレージ装置であって、データを格納する不揮発性メモリと、不揮発性メモリを複数の論理領域に分割して管理する論理領域管理部と、論理領域管理部が管理する論理領域に関する情報を格納する領域情報格納部と、ホスト装置から指定され、分割された複数の論理領域に対応するアクセスパターンを管理するアクセスパターン管理部と、アクセスパターン管理部が管理するアクセスパターン情報を格納するアクセスパターン格納部と、ホスト装置から、複数の論理領域のうち、いずれかの領域にアクセスがあった場合に、アクセスパターン格納部に格納されたアクセスパターン情報から、アクセスされた領域に対応するアクセスパターンを選択するアクセスパターン処理管理部と、アクセスパターン処理管理部で特定されたアクセスパターンに基づいて不揮発性メモリに対する処理を行い、データをホスト装置に転送するアクセス処理管理・実行部と、を備える。これにより、物理的には１つのストレージで、複数のストレージの特徴を実現し、複数のＥＣＵが必要とするストレージ機能を提供することが可能となる。
まず、指定された領域が既に確保されているかどうか確認し（ステップＳ２０１）、確保できていない場合には失敗フラグを送信元に返送し（ステップＳ２０８）終了する。一方、領域が確保できている場合には、指定された用途に応じ（ステップＳ２０２）、例えば、用途がＢｏｏｔ用であれば、アクセスパターン情報として、指定された領域にランダム読み込み専用処理フラグを設定する（ステップＳ２０３）。用途としては、他にも、通常、ＡＶデータ格納用、ＡＶデータ再生専用があり、それぞれの用途に応じたアクセスパターン処理のフラグを指定された領域に設定し（ステップＳ２０４〜Ｓ２０６）、成功フラグを送信元に返送し（ステップＳ２０７）、終了する。

Claims (8)

  1. ホスト装置と接続されるストレージ装置であって、
    データを格納する不揮発性メモリと、
    前記不揮発性メモリを複数の論理領域に分割して管理する論理領域管理部と、
    前記論理領域管理部が管理する前記複数の論理領域に関する情報を格納する論理情報格納部と、
    前記ホスト装置から指定され、分割された前記複数の論理領域に対応するアクセスパターンを管理するアクセスパターン管理部と、
    前記アクセスパターン管理部が管理する前記アクセスパターンに関する情報を格納するアクセスパターン格納部と、
    前記ホスト装置から、前記複数の論理領域のうち、いずれかの領域にアクセスがあった場合に、前記アクセスパターン格納部に格納された前記アクセスパターンに関する情報から、アクセスされた前記領域に対応するアクセスパターンを選択するアクセスパターン処理管理部と、
    前記アクセスパターン処理管理部で特定された前記アクセスパターンに基づいて前記不揮発性メモリに対する処理を行い、データを前記ホスト装置に転送するアクセス処理管理・実行部と、を備えたストレージ装置。
  2. 前記不揮発性メモリは、前記ホスト装置の要求に応じて、前記複数の論理領域に分割される、
    請求項１記載のストレージ装置。
  3. 前記アクセスパターンのうち少なくとも１つは、ランダム、ランダム読み込み専用、シーケンシャル、およびシーケンシャル読み込み専用のいずれかである、
    請求項１記載のストレージ装置。
  4. 前記アクセスパターンに関する情報を利用して、前記アクセスパターン毎に制御を最適化する論物変換テーブル管理部と、
    前記論物変換テーブル管理部が管理する論物変換テーブルを格納する論物管理テーブル格納部と、
    前記アクセスパターン毎に制御を最適化するキャッシュ制御部と、
    キャッシュ処理を行うキャッシュ処理部と、
    をさらに備える、請求項１に記載のストレージ装置。
  5. 前記ホスト装置に基づく固有情報を用いて前記ホスト装置を認証するストレージ側認証部を備え、
    前記ホスト装置は、前記固有情報を使ってストレージ装置の認証を行うホスト側認証部を備え、
    前記ストレージ側認証部は、前記ホスト側認証部との間で、相互に認証された場合のみ、分割された前記複数の論理領域のうち、いずれか１つの領域へのアクセスを可能とする、
    請求項１に記載のストレージ装置。
  6. 前記ホスト装置は、ＥＣＵまたはＣＰＵのハードウェアである、
    請求項１に記載のストレージ装置。
  7. 前記ハードウェア上で動作するＯＳまたはアプリケーションを前記ホスト装置として認証する、
    請求項６に記載のストレージ装置。
  8. 前記ハードウェア上で動作するプロセスまたはスレッドを前記ホスト装置として認証する、
    請求項６に記載のストレージ装置。
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