WO2013089298A1 - 디스크 어레이의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

디스크 어레이의 제어 장치 및 방법 Download PDF

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WO2013089298A1
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WO
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disk array
command
state
issuing
disks
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PCT/KR2011/009724
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English (en)
French (fr)
Inventor
주원배
강동철
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엘지전자 주식회사
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    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
    • G06F3/0629—Configuration or reconfiguration of storage systems
    • G06F3/0634—Configuration or reconfiguration of storage systems by changing the state or mode of one or more devices
    • G—PHYSICS
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for controlling a disk array, and more particularly, a disk capable of facilitating switching between a standby state and an idle state of a disk array used in a network attached storage (NAS).
  • An array control apparatus and method is provided.
  • NAS is configured with RAID (Redundant Array of Independent Disks) to increase storage capacity
  • RAID Redundant Array of Independent Disks
  • the root file system mainly adopts mirroring structure (RAID 1) for stability.
  • the striping block mode (RAID 0, 2, 3, 4, 5, 6, 7) is used in order to improve the speed of recording and reproduction.
  • the spindle of the disk (HDD) is stopped when not in use, and spin up (spin-up) upon reuse is used.
  • a spin up time of 10 seconds is required.
  • spin-up time is required for normal use (approximately 5 to 10 seconds) * n (number of disks), which means that disk arrays with a large number of disks will have time to use. It is essentially accompanied by a delay, thereby causing inconvenience to the user.
  • the present invention proposes a control apparatus and method for a disk array for solving the aforementioned problems.
  • An apparatus for controlling a disk array composed of a striping block wherein the control apparatus receives or requests a command for a disk array and detects a type of the request or received command. ; State detecting means for detecting a state of the disk array; And command issuing means for issuing a wake-up signal to the disk array according to the type of the requested or received command and the state of the disk array.
  • the state detecting means may detect a state of the disk array by detecting a standby state flag of the disk array.
  • the command issuing means issues a wake up signal to all disks in the disk array, so that all the disks spin up ( spin up).
  • the control apparatus may further include flag setting means for setting a standby state flag of the disk array to be in an idle state before the command issuing means issues the wake-up signal. .
  • the wake up signal may be a data-unrelated command.
  • the control device may further include storage means for temporarily storing the requested or received command if the requested or received command is not a standby command.
  • the command issuing means may issue the wakeup signal to the disk array, and then issue the command temporarily stored in the storage means to the disk array.
  • a control method of a disk array consisting of a striping block comprising the steps of: receiving or receiving a command for the disk array; Detecting a type of the requested or received command; Detecting a state of the disk array; And issuing a wake-up signal to the disk array according to the type of the requested or received command and the state of the disk array.
  • the detecting of the state of the disk array may include detecting a state of the disk array by detecting a standby state flag of the disk array.
  • the issuing of the wakeup signal may include: if the request or received command is not a standby command and the state of the disk array is in a standby state, causing the wakeup signal to be issued to all disks of the disk array; Allow the disk to spin up.
  • the method may further include setting a standby state flag of the disk array to be in an idle state.
  • the wake up signal may be a data-unrelated command.
  • the method may further include temporarily storing the requested or received command.
  • the method may further include issuing the wake-up signal to the disk array, and then issuing the command temporarily stored in the storage means to the disk array.
  • the apparatus and method for controlling a disk array is to issue a data-associated command to all disks in the disk array in parallel when the first command is issued to the striping block disk array in the standby state.
  • the access time is considerably reduced, thereby reducing user inconvenience.
  • the time required for wake-up after entering the standby state is about (approximately 5 to 10 seconds) * 4 but in one embodiment of the present invention. According to this it takes about 5 to 10 seconds, and consequently (about 5 to 10 seconds) can reduce the time by * n-1.
  • RAID redundant array of independent disks
  • FIG. 2 shows a flowchart of a disk array control method according to the prior art.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a disk array control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a disk array control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • RAID redundant array of independent disks
  • RAID 1 is a mirroring structure in which two disks sequentially store the same data, and the other structures employ striping block mode.
  • RAID 0 partitions the data and stores it sequentially on two disks.
  • RAID 2 divides the data and stores the data sequentially on four disks. Three other disks store three parity bits.
  • RAID 3, RAID 4, RAID 5, and RAID 6 all use striping block mode, storing data similar to the RAID 0, RAID 2, etc. described above.
  • the upper layer includes an entity that can manage, supervise, or control the NAS.
  • the user may correspond to this, and the user may request or transmit various commands to the NAS's host through a specific application or user interface. .
  • the host of the NAS may receive or receive the various commands (S10).
  • the host of the NAS may issue a command corresponding to the various commands and transfer the same to the disk array of the NAS (S20).
  • the command when the command is a data-associated command, for example, if the command is a read command, the read command can be issued to a disk array and corresponding to the read command to process the command. Each disk that stores data is spin up sequentially to process the read command.
  • the count n may be initially set to 0 (S30), and it may be determined whether the count n is smaller than the number of disks belonging to the disk array (S40). If the count n is smaller than the number of disks in the disk array, the disk spins up to process the corresponding command (S50). Then, the counter n may be incremented by 1 and returned to step S40. This operation continues until all disks that are objects of the read command have been performed.
  • the count n is not smaller than the number of disks belonging to the disk array, the command for all disks in the disk array is completed, and thus the processing of the request or received command may be terminated.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a disk array control method according to an embodiment of the present invention.
  • the disk array control method may be performed through a control device of a host role controlling a disk array and respective disks of a client role thereof.
  • the upper layer includes a subject that can manage, supervise, or control the disk array.
  • the upper layer may correspond to the user, and the user may request or transmit various commands to the host through a specific application or user interface. .
  • the host may receive or receive the various commands (S10).
  • the host may determine whether the various commands requested or received are a standby command (S11).
  • the command requested or transmitted in the higher layer may be of two types, for example, a data-associated command and a data-associated command.
  • the data-association command is a command associated with data stored in a disk or a disk array.
  • the data-associated command corresponds to a read or write command of data.
  • a data-associated command is a command that is not related to data stored on a disk or a disk array, for example, a standby command.
  • the state of a disk array can be classified into three types, for example, an idle state, a standby state, and a power off state.
  • the idle state refers to a state in which the disk can be used as the disk is spun up
  • the standby state refers to a hibernation state in which the disk is spin down to reduce power consumption, for example.
  • the state is a state where the power supply is cut off.
  • the host may indicate that the disk array is in the standby state by setting the standby state flag to, for example, 1 (S12). Then, the host issues a standby command to the disk array (S20), and the host sets the count (n) to 0 to transfer it to all the disks belonging to the disk array (S30), and then the count (n Is determined to be smaller than the number of disks (S40). If the count n is less than the number of disks, the disk processes the command (here, a standby command) (S51), and then the host increments the count (n) by 1 and returns to step S40. Can be. This operation continues until all disks that are the targets of the standby command are performed.
  • the command here, a standby command
  • step S11 if the command is not a standby command, the host may determine whether the disk array is in a standby state (S13). Step S13 may be determined by detecting the standby state flag. If the disk array is not in the standby state, the method may proceed to step S20.
  • the host issues the requested or received command to the disk array (S20), and the host sets a count n to 0 to transfer it to all disks belonging to the disk array (S30), and then counts the count ( It may be determined whether n) is smaller than the number of disks (S40). If the count n is less than the number of disks, the disk processes the command (S51), and then the host may increment the count n by one and return to step S40. This operation continues until all disks that are the targets of the standby command are performed.
  • the host may release the standby state flag to 0 (S14), and then issue a wakeup signal to the disk array (S15). More specifically, the host may issue a wake up signal to all disks in the disk array.
  • the wake-up signal is a command corresponding to data-associated data, and does not require data processing and corresponds to a command having a relatively high processing speed. This allows all the disks in the disk array to spin up, and spin up all the disks in a quick and simple way, ie transition to idle.
  • the host issues the wake-up signal to all disks belonging to the disk array in parallel, allowing all disks to spin up substantially within the time of t * 1 (where t is the time it takes for one disk to spin up). ).
  • the host issues the request or received command. Can be stored temporarily in the storage means. This is to issue the requested or received command to all the disks belonging to the disk array after step S15.
  • the host issues the requested or received command to the disk array (S20), and the host sets the count n to 0 to transfer it to all the disks belonging to the disk array (S30). It may be determined whether the count n is smaller than the number of disks (S40). If the count n is smaller than the number of disks, the disk can process the command (S51).
  • the host can then increment the count n by one and return to step S40. This operation continues until all disks that are the targets of the standby command are performed.
  • a host sequentially issues a request or received command to a disk in a disk array without a separate "wake up" signal, such that all disks targeted for the request or received command spin up and process the command. do.
  • a separate "wake up" signal such that all disks targeted for the request or received command spin up and process the command. do.
  • the conventional technique consumes t * 7 time when issuing a data-associated command (eg, a read), but an embodiment of the present invention provides a data-related command (eg, , Read) is consumed with t * 1 time, which is a significant improvement (where t is the time it takes for one disk to spin up).
  • a data-associated command eg, a read
  • a data-related command eg, , Read
  • the count n is not smaller than the number of disks belonging to the disk array, the command for all disks in the disk array is completed, and thus the processing of the request or received command may be terminated.
  • the control device 400 is a control device for a disk array composed of a striping block, comprising: command detecting means (410) for receiving or receiving a command for a disk array and detecting a type of the request or received command; State detection means (420) for detecting a state of the disk array; And command issuing means 430 for issuing a wake-up signal to the disk array in parallel according to the type of the requested or received command and the state of the disk array.
  • the control device 400 may reduce the time required for wake-up or spin-up of disks belonging to a disk array in a standby state. Before issuing a request or received command to a disk array or disk in the state of the disk array, a wake up signal is issued to the disk array or disk in parallel so that all disks wake up or spin up.
  • the wake-up signal is a command corresponding to data-associated data, and does not require data processing and corresponds to a command having a relatively high processing speed. This allows all the disks in the disk array to spin up, and spin up all the disks in a quick and simple way, ie transition to idle.
  • the command detecting means 410 may detect what kind of command the request or received command is. As described above, there are two main types of commands for a disk array, for example, data-associated commands and data-associated commands.
  • the data-association command is a command associated with data stored in a disk or a disk array.
  • the data-associated command corresponds to a read or write command of data.
  • a data-associated command is a command that is not related to data stored on a disk or a disk array, for example, a standby command.
  • the state detecting unit 420 may detect a state of the disk array by detecting a standby state flag of the disk array.
  • the command issuing means 430 when the request or received command is not a standby command, and the state of the disk array is a standby state, to issue a wake-up signal to all the disks of the disk array in parallel, thereby all the disks Can spin up.
  • Command issuing means 430 issues the wake-up signal to the disks belonging to all disk arrays in parallel, thereby allowing substantially all disks to spin up within t * 1 (where t is one disk to spin up). Time taken).
  • control device 400 may include flag setting means for setting a standby state flag of the disk array to be in an idle state before the command issuing means 430 issues the wake-up signal.
  • flag setting means 440 may be further included.
  • the flag setting means 440 may change the value of the standby state flag, and set the standby state flag value to 0 or 1, for example.
  • the request or received command may further include a storage means for temporarily storing the request or received command. It temporarily stores the request or received command before issuing the wakeup signal to all disks in the disk array, and then issues the request or reception after issuing the wakeup signal to all disks in the disk array. To issue the specified command.
  • the command issuing means 430 may issue the wake-up signal to the disk array, and then issue the command temporarily stored in the storage means 450 to the disk array.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스트라이핑 블록으로 구성된 디스크 어레이의 제어 장치가 개시되며, 상기 제어 장치는 디스크 어레이에 대한 명령을 요청받거나 또는 수신하고, 상기 요청 또는 수신된 명령의 종류를 검출하기 위한 명령검출수단; 상기 디스크 어레이의 상태를 검출하기 위한 상태검출수단; 및 상기 요청 또는 수신된 명령의 종류와 상기 디스크 어레이의 상태에 따라, 상기 디스크 어레이로 웨이크업 신호를 발행하기 위한 명령발행수단을 포함할 수 있다.

Description

디스크 어레이의 제어 장치 및 방법
본 발명은 디스크 어레이의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 NAS(Network Attached Storage)에서 사용되는 디스크 어레이의 스탠바이(standby) 상태와 아이들(idle) 상태 간의 전환을 용이하게 할 수 있는 디스크 어레이 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 NAS는 저장용량의 증가를 위해 RAID(Redundant Array of Independent Disks)로 구성되어 있으며, 루트 파일 시스템(Root file system)은 안정성을 위해 주로 미러(mirroring) 구조(RAID 1)를 적용하고 있고, 사용자의 볼륨(Volume) 영역은 기록 재생의 속도 향상을 위해 스트라이핑 블록 모드(striping block mode) (RAID 0, 2, 3, 4, 5, 6,...)등을 많이 사용하고 있다.
또한, 전력 소모, 발열, 소음 등을 줄이기 위해 사용 중이 아닌 경우 디스크(HDD)의 스핀들(spindle)을 중지시키며, 재사용 시 스핀 업(spin up)하는 기술을 사용하고 있으며 각각의 디스크별로 대략 5 내지 10 초의 스핀 업 시간이 필요하다.
따라서, 볼륨 구성이 스트라이핑 블록으로 구성된 경우 정상적인 사용을 위해 (대략 5 내지 10초) * n(디스크 개수) 만큼의 스핀 업 시간이 필요하여, 많은 수의 디스크를 구비한 디스크 어레이에선 그 사용에 시간 지연을 필수적으로 수반하며, 이에 따라 사용자의 불편함을 초래하고 있다.
본 발명은 앞서 언급한 문제점을 해결하기 위한, 디스크 어레이의 제어 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트라이핑 블록으로 구성된 디스크 어레이의 제어 장치로서, 상기 제어 장치는 디스크 어레이에 대한 명령을 요청받거나 또는 수신하고, 상기 요청 또는 수신된 명령의 종류를 검출하기 위한 명령검출수단; 상기 디스크 어레이의 상태를 검출하기 위한 상태검출수단; 및 상기 요청 또는 수신된 명령의 종류와 상기 디스크 어레이의 상태에 따라, 상기 디스크 어레이로 웨이크업 신호를 발행하기 위한 명령발행수단을 포함할 수 있다.
상기 상태검출수단은 상기 디스크 어레이의 스탠바이 상태 플래그를 검출하여 상기 디스크 어레이의 상태를 검출할 수 있다.
상기 요청 또는 수신된 명령이 스탠바이 명령이 아니고, 상기 디스크 어레이의 상태가 스탠바이 상태인 경우, 상기 명령발행수단은 상기 디스크 어레이의 모든 디스크로 웨이크업 신호를 발행하도록 하여, 상기 모든 디스크가 스핀 업(spin up)하도록 할 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 명령발행수단이 상기 웨이크업 신호를 발행하기 전에, 상기 디스크 어레이의 스탠바이 상태 플래그를 상기 디스크 어레이가 아이들(idle) 상태인 것으로 설정하기 위한 플래그설정수단을 더 포함할 수 있다.
상기 웨이크업 신호는 데이터-비연관 명령일 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 요청 또는 수신된 명령이 스탠바이 명령이 아니면, 상기 요청 또는 수신된 명령을 임시저장하는 저장수단을 더 포함할 수 있다.
상기 명령발행수단은 상기 디스크 어레이로 상기 웨이크업 신호를 발행하고 나서, 상기 저장수단에 임시저장된 상기 명령을 상기 디스크 어레이로 발행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트라이핑 블록으로 구성된 디스크 어레이의 제어 방법으로서, 상기 제어 방법은 디스크 어레이에 대한 명령을 요청받거나 또는 수신하는 단계; 상기 요청 또는 수신된 명령의 종류를 검출하는 단계; 상기 디스크 어레이의 상태를 검출하는 단계; 및 상기 요청 또는 수신된 명령의 종류와 상기 디스크 어레이의 상태에 따라, 상기 디스크 어레이로 웨이크업 신호를 발행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 디스크 어레이의 상태를 검출하는 단계는: 상기 디스크 어레이의 스탠바이 상태 플래그를 검출하여 상기 디스크 어레이의 상태를 검출할 수 있다.
상기 웨이크업 신호를 발행하는 단계는: 상기 요청 또는 수신된 명령이 스탠바이 명령이 아니고, 상기 디스크 어레이의 상태가 스탠바이 상태인 경우, 상기 디스크 어레이의 모든 디스크로 웨이크업 신호를 발행하도록 하여, 상기 모든 디스크가 스핀 업(spin up)하도록 할 수 있다.
상기 웨이크업 신호를 발행하기 전에, 상기 디스크 어레이의 스탠바이 상태 플래그를 상기 디스크 어레이가 아이들(idle) 상태인 것으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 웨이크업 신호는 데이터-비연관 명령일 수 있다.
상기 요청 또는 수신된 명령이 스탠바이 명령이 아니면, 상기 요청 또는 수신된 명령을 임시저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 디스크 어레이로 상기 웨이크업 신호를 발행하고 나서, 상기 저장수단에 임시저장된 상기 명령을 상기 디스크 어레이로 발행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 어레이 제어 장치 및 방법은 스탠바이 상태의 스트라이핑 블록 디스크 어레이에 최초 명령 발행시 디스크 어레이의 모든 디스크에 데이터-비연관 명령을 병렬적으로 발행함으로써, 기존의 디스크 어레이의 수(n) 만큼 누적된 스핀 업 시간을 1/n로 줄여 액세스 시간을 상당할 정도로 줄여 사용자의 불편을 줄일 수 있다.
좀더 상세하게는, 종래의 기술에서는 4 대의 디스크 어레이로 RAID 0를 사용시 스탠바이 상태 진입 후, 웨이크업하는데 소요되는 시간이 (대략 5 내지 10초) * 4 정도가 소요되나 본 발명의 일 실시예에 따르면 대략 5 내지 10초의 시간이 소요되며, 결론적으로 (대략 5 내지 10 초) * n-1만큼 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 여러 종류의 RAID(Redundant Array of Independent Disks) 구조를 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따른 디스크 어레이 제어 방법의 순서도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 어레이 제어 방법의 순서도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 어레이 제어 장치의 블록도를 도시한다.
410: 명령검출수단 420: 상태검출수단
430: 명령발행수단 440: 플래그설정수단
450: 저장수단
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 도면에서 동일한 참조 부호 또는 도면 부호는 본 명세서의 전체에 걸쳐 동일하거나 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 본다.
이하에서는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 후술하는 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 여러 종류의 RAID(Redundant Array of Independent Disks) 구조를 도시한다.
RAID 1은 미러(mirroring) 구조로서, 2개의 디스크가 동일한 데이터를 순차적으로 저장하고 있으며, 그 외의 나머지 구조들은 스트라이핑(striping) 블록 모드를 채택하고 있다. RAID 0은 데이터를 분할하여 2개의 디스크에 순차적으로 저장하며, RAID 2는 데이터를 분할하여 4개의 디스크에 순차적으로 저장하며 나머지 3개의 디스크에는 3개의 패리티 비트를 저장한다.
RAID 3, RAID 4, RAID 5 및 RAID 6도 모두 스트라이핑 블록 모드를 채택하여, 앞서 설명한 RAID 0, RAID 2 등과 유사하게 데이터를 저장하고 있따.
도 2는 종래 기술에 따른 디스크 어레이 제어 방법의 순서도를 도시한다. 상위 레이어에서 NAS의 호스트로 각종 명령을 요청하거나 전송할 수 있다. 상위 레이어는 NAS를 관리, 감독 또는 제어할 수 있는 주체가 포함되며, 예를 들어 사용자가 이에 해당할 수 있으며, 사용자가 특정 애플리케이션이나 유저 인터페이스를 통해 NAS의 호스트로 각종 명령을 요청하거나 전송할 수 있다.
NAS의 호스트는 상기 각종 명령을 요청받거나 수신할 수 있다(S10). NAS의 호스트는 상기 각종 명령에 해당되는 명령을 발행하여 NAS의 디스크 어레이로 전달할 수 있다(S20).
종래의 기술에서는, 상기 명령이 데이터-연관 명령일 경우, 예컨대 상기 명령이 읽기(read) 명령이라면, 디스크 어레이로 상기 읽기 명령을 발행할 수 있고, 상기 명령을 처리하기 위해 상기 읽기 명령에 대응하는 데이터를 저장하고 있는 각 디스크들은 순차적으로 스핀 업(spin up) 되며 상기 읽기 명령을 처리할 수 있다.
따라서, 이를 위해 카운트(n)를 초기에 0으로 설정하고(S30), 상기 카운트(n)가 디스크 어레이에 속한 디스크의 수보다 작은지 여부를 판단할 수 있다(S40). 상기 카운트(n)가 디스크 어레이에 속한 디스크의 수보다 작으면, 해당 디스크가 스핀 업하며 상기 해당 명령을 처리할 수 있다(S50). 그리고나서, 상기 카운터(n)를 1만큼 증가한 뒤, 단계 S40으로 리턴할 수 있다. 이러한 작업은, 상기 읽기 명령의 객체가 되는 모든 디스크에 대해 수행될 때까지 계속된다.
한편, 상기 카운트(n)가 디스크 어레이에 속한 디스크의 수보다 작지 않으면, 디스크 어레이의 모든 디스크에 대한 명령이 수행완료된 것이므로, 상기 요청 또는 수신된 명령의 처리가 종료될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 어레이 제어 방법의 순서도를 도시한다. 상기 디스크 어레이 제어 방법은 디스크 어레이를 제어하는 호스트 역할의 제어 장치와 이들에 종속된 클라이언트 역할의 각 디스크들을 통해 수행될 수 있다.
상위 레이어에서 상기 호스트로 각종 명령을 요청하거나 전송할 수 있다. 상위 레이어는 디스크 어레이를 관리, 감독 또는 제어할 수 있는 주체가 포함되며, 예를 들어 사용자가 이에 해당할 수 있으며, 사용자가 특정 애플리케이션이나 유저 인터페이스를 통해 상기 호스트로 각종 명령을 요청하거나 전송할 수 있다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 어레이 제어 방법을 설명하도록 한다.
호스트는 상기 각종 명령을 요청받거나 수신할 수 있다(S10). 호스트는 요청 또는 수신된 상기 각종 명령이 스탠바이(stanby) 명령인지 여부를 판단할 수 있다(S11).
일반적으로, 상위레이어에서 요청 또는 전송하는 명령은 2개의 타입일 수 있으며, 예컨대 데이터-연관 명령과 데이터-비연관 명령이다. 데이터-연관 명령은 디스크 또는 디스크 어레이에 저장된 데이터와 연관된 명령으로서, 데이터의 읽기 또는 쓰기 명령 등이 이에 해당한다. 데이터-비연관 명령은 디스크 또는 디스크 어레이에 저장된 데이터와 무관한 명령으로서, 스탠바이(standby) 명령이 그 일 예이다.
또한, 디스크 어레이의 상태는 3가지로 분류될 수 있으며, 예컨대 아이들(idle) 상태, 스탠바이(standby) 상태 및 파워 오프(power off) 상태가 그 예이다. 아이들 상태는 디스크가 스핀 업된 상태로서 디스크를 사용할 수 있는 상태를 의미하며, 스탠바이 상태는 예를 들어 전력 소모를 줄이기 위해 디스크를 스핀 다운(spin down)시킨 동면(hibernation) 상태를 의미하고, 파워 오프 상태는 전원 공급이 차단된 상태이다.
스탠바이 명령이 요청 또는 수신되면, 호스트는 스탠바이 상태 플래그(flag)를 예컨대, 1로 설정하여 디스크 어레이가 스탠바이 상태임을 표시할 수 있다(S12). 그리고나서, 호스트는 상기 디스크 어레이로 스탠바이 명령을 발행하고(S20), 호스트는 이를 상기 디스크 어레이에 속한 모든 디스크에 전달하기 위해 카운트(n)를 0으로 설정한 뒤(S30), 상기 카운트(n)가 디스크의 수보다 작은지 여부를 판단할 수 있다(S40). 상기 카운트(n)가 디스크의 수보다 작으면, 해당 디스크가 상기 명령(여기서, 스탠바이 명령)을 처리하며(S51), 그리고나서 호스트는 상기 카운트(n)를 1만큼 증가시키고 단계 S40으로 리턴할 수 있다. 이러한 작업은, 상기 스탠바이 명령의 대상이 되는 모든 디스크에 대해 수행될 때까지 계속된다.
단계 S11에서, 상기 명령이 스탠바이 명령이 아니면, 호스트는 디스크 어레이가 스탠바이 상태인지 여부를 판단할 수 있다(S13). 단계 S13은 상기 스탠바이 상태 플래그를 검출하여 판단할 수 있으며, 만약 디스크 어레이가 스탠바이 상태가 아니라면, 상기 방법은 단계 S20으로 진행할 수 있다.
호스트는 상기 디스크 어레이로 상기 요청 또는 수신된 명령을 발행하고(S20), 호스트는 이를 상기 디스크 어레이에 속한 모든 디스크에 전달하기 위해 카운트(n)를 0으로 설정한 뒤(S30), 상기 카운트(n)가 디스크의 수보다 작은지 여부를 판단할 수 있다(S40). 상기 카운트(n)가 디스크의 수보다 작으면, 해당 디스크가 상기 명령을 처리하며(S51), 그리고나서 호스트는 상기 카운트(n)를 1만큼 증가시키고 단계 S40으로 리턴할 수 있다. 이러한 작업은, 상기 스탠바이 명령의 대상이 되는 모든 디스크에 대해 수행될 때까지 계속된다.
단계 S13에서 호스트가 디스크 어레이가 스탠바이 상태라고 판단했다면, 호스트는 스탠바이 상태 플래그를 0으로 해제시킬 수 있으며(S14), 그리고나서 디스크 어레이로 웨이크업 신호를 발행할 수 있다(S15). 좀더 상세히는, 호스트는 디스크 어레이에 속한 모든 디스크로 웨이크업 신호를 발행할 수 있다.
상기 웨이크업 신호는 데이터-비연관 데이터에 해당하는 명령으로서, 데이터의 처리가 필요가 없고 상대적으로 처리 속도가 빠른 명령에 해당한다. 이는 디스크 어레이에 속한 모든 디스크가 스핀 업하도록 하며, 빠르고 간단한 방법으로 모든 디스크를 스핀 업하도록, 즉 아이들(idle) 상태로 변이하도록 한다.
또한, 호스트는 상기 웨이크업 신호를 상기 디스크어레이에 속한 모든 디스크로 병렬 발행하여, 실질적으로 t * 1의 시간 내에 모든 디스크가 스핀 업되도록 한다(여기서, t는 하나의 디스크가 스핀 업하는데 걸리는 시간).
한편, 상기 웨이크업 신호를 발행하기 전에, 좀더 상세하게는 단계 S13에서 상기 디스크 어레이가 스탠바이 상태로 판단되고 난 뒤 상기 호스트가 상기 웨이크업 신호를 발행하기 전에, 호스트는 상기 요청 또는 수신된 명령을 저장수단에 임시로 저장할 수 있다. 이는 단계 S15 이후에, 디스크 어레이에 속한 모든 디스크로 상기 요청 또는 수신된 명령을 발행하기 위한 것이다.
그리고나서, 호스트는 상기 디스크 어레이로 상기 요청 또는 수신된 명령을 발행하고(S20), 호스트는 이를 상기 디스크 어레이에 속한 모든 디스크에 전달하기 위해 카운트(n)를 0으로 설정한 뒤(S30), 상기 카운트(n)가 디스크의 수보다 작은지 여부를 판단할 수 있다(S40). 상기 카운트(n)가 디스크의 수보다 작으면, 해당 디스크가 상기 명령을 처리할 수 있다(S51).
그리고나서 호스트는 상기 카운트(n)를 1만큼 증가시키고 단계 S40으로 리턴할 수 있다. 이러한 작업은, 상기 스탠바이 명령의 대상이 되는 모든 디스크에 대해 수행될 때까지 계속된다.
단계 S15에서 미리 모든 디스크를 아이들 상태로 전환해놓았으므로, 단계 S51에서 별도로 디스크를 스핀 업하기 위한 시간이 필요하지 않으므로, 종래 기술에 비해 디스크 어레이에 대한 액세스 시간이 상당량 줄어들 수 있다. 종래 기술에서, 호스트는 별도의 "웨이크 업" 신호 없이, 요청 또는 수신된 명령을 디스크 어레이의 디스크에 순차적으로 발행하여, 상기 요청 또는 수신된 명령에 대상인 모든 디스크가 스핀 업하고 상기 명령을 처리하도록 한다. 이에 따라, 예컨대 도 1의 RAID 2 구조를 이용하는 경우, 종래 기술은 데이터-연관 명령(예컨대, 읽기) 발행시, t * 7의 시간이 소모되나 본 발명의 일 실시예는 데이터-연관 명령(예컨대, 읽기) 발행시 t * 1의 시간이 소모되어 상당한 개선을 얻을 수 있다(여기서, t는 하나의 디스크가 스핀 업하는데 걸리는 시간).
한편, 상기 카운트(n)가 디스크 어레이에 속한 디스크의 수보다 작지 않으면, 디스크 어레이의 모든 디스크에 대한 명령이 수행완료된 것이므로, 상기 요청 또는 수신된 명령의 처리가 종료될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 어레이 제어 장치(400)의 블록도를 도시한다. 제어 장치(400)는 스트라이핑 블록으로 구성된 디스크 어레이의 제어 장치로서, 디스크 어레이에 대한 명령을 요청받거나 또는 수신하고, 상기 요청 또는 수신된 명령의 종류를 검출하기 위한 명령검출수단(410); 상기 디스크 어레이의 상태를 검출하기 위한 상태검출수단(420); 및 상기 요청 또는 수신된 명령의 종류와 상기 디스크 어레이의 상태에 따라, 상기 디스크 어레이로 웨이크업 신호를 병렬 발행하기 위한 명령발행수단(430)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치(400)는 스탠바이 상태의 디스크 어레이에 속한 디스크들이 위해 웨이크업 또는 스핀 업하는데 소요되는 시간을 줄이기 위해, 특정한 상황(예컨대, 요청 또는 수신된 명령의 종류와 디스크 어레이의 상태)에서 요청 또는 수신된 명령을 디스크 어레이 또는 디스크에 발행하기 전에, 디스크 어레이 또는 디스크로 웨이크업 신호를 병렬로 발행하여 모든 디스크가 웨이크업 또는 스핀 업되도록 한다.
상기 웨이크업 신호는 데이터-비연관 데이터에 해당하는 명령으로서, 데이터의 처리가 필요가 없고 상대적으로 처리 속도가 빠른 명령에 해당한다. 이는 디스크 어레이에 속한 모든 디스크가 스핀 업하도록 하며, 빠르고 간단한 방법으로 모든 디스크를 스핀 업하도록, 즉 아이들(idle) 상태로 변이하도록 한다.
명령검출수단(410)은 상기 요청 또는 수신된 명령이 어떤 종류의 명령인지를 검출할 수 있다. 앞서 설명한 것처럼, 디스크 어레이에 대한 명령은 크게 2가지 종류가 있고, 예를 들어 데이터-연관 명령과 데이터-비연관 명령이 있다. 데이터-연관 명령은 디스크 또는 디스크 어레이에 저장된 데이터와 연관된 명령으로서, 데이터의 읽기 또는 쓰기 명령 등이 이에 해당한다. 데이터-비연관 명령은 디스크 또는 디스크 어레이에 저장된 데이터와 무관한 명령으로서, 스탠바이(standby) 명령이 그 일 예이다.
상태검출수단(420)은 상기 디스크 어레이의 스탠바이 상태 플래그를 검출하여 상기 디스크 어레이의 상태를 검출할 수 있다.
명령발행수단(430)은 상기 요청 또는 수신된 명령이 스탠바이 명령이 아니고, 상기 디스크 어레이의 상태가 스탠바이 상태인 경우, 상기 디스크 어레이의 모든 디스크로 웨이크업 신호를 병렬로 발행하도록 하여, 상기 모든 디스크가 스핀 업(spin up)하도록 할 수 있다.
명령발행수단(430)이 상기 웨이크업 신호를 모든 디스크 어레이에 속한 디스크에 병렬로 발행함으로써, 실질적으로 모든 디스크가 t * 1 내에 스핀 업할 수 있도록 한다(여기서, t는 1개의 디스크가 스핀 업하는데 걸리는 시간).
또한, 제어장치(400)는 명령발행수단(430)이 상기 웨이크업 신호를 발행하기 전에, 상기 디스크 어레이의 스탠바이 상태 플래그를 상기 디스크 어레이가 아이들(idle) 상태인 것으로 설정하기 위한 플래그설정수단(440)을 더 포함할 수 있다. 플래그설정수단(440)은 스탠바이 상태 플래그의 값을 변경할 수 있으며, 스탠바이 상태 플래그 값을 예컨대 0 또는 1로 설정할 수 있다.
또한, 상기 요청 또는 수신된 명령이 스탠바이 명령이 아니면, 상기 요청 또는 수신된 명령을 임시저장하는 저장수단을 더 포함할 수 있다. 이는 상기 웨이크업 신호를 디스크 어레이에 속한 모든 디스크로 발행하기 전에, 상기 요청 또는 수신된 명령을 임시로 저장했다가, 상기 웨이크업 신호를 디스크 어레이에 속한 모든 디스크로 발행하고 난 뒤 상기 요청 또는 수신된 명령을 발행하기 위한 것이다.
명령발행수단(430)은 상기 디스크 어레이로 상기 웨이크업 신호를 발행하고 나서, 저장수단(450)에 임시저장된 상기 명령을 상기 디스크 어레이로 발행할 수 있다.
위에서 본 발명의 실시예들이 설명되었으며, 당해 기술 분야에 속한 통상의 지식을 가진 자는 이러한 실시예들은 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 예시적인 것임을 인식할 수 있고, 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 변형, 수정 등이 가능함을 인식할 것이다.

Claims (14)

  1. 스트라이핑 블록으로 구성된 디스크 어레이의 제어 장치로서,
    디스크 어레이에 대한 명령을 요청받거나 또는 수신하고, 상기 요청 또는 수신된 명령의 종류를 검출하기 위한 명령검출수단;
    상기 디스크 어레이의 상태를 검출하기 위한 상태검출수단; 및
    상기 요청 또는 수신된 명령의 종류와 상기 디스크 어레이의 상태에 따라, 상기 디스크 어레이로 웨이크업 신호를 병렬 발행하기 위한 명령발행수단을 포함하는, 디스크 어레이의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상태검출수단은:
    상기 디스크 어레이의 스탠바이 상태 플래그를 검출하여 상기 디스크 어레이의 상태를 검출하는, 디스크 어레이의 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요청 또는 수신된 명령이 스탠바이 명령이 아니고, 상기 디스크 어레이의 상태가 스탠바이 상태인 경우,
    상기 명령발행수단은 상기 디스크 어레이의 모든 디스크로 웨이크업 신호를 병렬로 발행하도록 하여, 상기 모든 디스크가 스핀 업(spin up)하도록 하는, 디스크 어레이의 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 명령발행수단이 상기 웨이크업 신호를 발행하기 전에, 상기 디스크 어레이의 스탠바이 상태 플래그를 상기 디스크 어레이가 아이들(idle) 상태인 것으로 설정하기 위한 플래그설정수단을 더 포함하는, 디스크 어레이의 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이크업 신호는 데이터-비연관 명령인, 디스크 어레이의 제어 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 요청 또는 수신된 명령이 스탠바이 명령이 아니면, 상기 요청 또는 수신된 명령을 임시저장하는 저장수단을 더 포함하는, 디스크 어레이의 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 명령발행수단은 상기 디스크 어레이로 상기 웨이크업 신호를 발행하고 나서,
    상기 저장수단에 임시저장된 상기 명령을 상기 디스크 어레이로 발행하는, 디스크 어레이의 제어 장치.
  8. 스트라이핑 블록으로 구성된 디스크 어레이의 제어 방법으로서,
    디스크 어레이에 대한 명령을 요청받거나 또는 수신하는 단계;
    상기 요청 또는 수신된 명령의 종류를 검출하는 단계;
    상기 디스크 어레이의 상태를 검출하는 단계; 및
    상기 요청 또는 수신된 명령의 종류와 상기 디스크 어레이의 상태에 따라, 상기 디스크 어레이로 웨이크업 신호를 발행하는 단계를 포함하는, 디스크 어레이의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 디스크 어레이의 상태를 검출하는 단계는:
    상기 디스크 어레이의 스탠바이 상태 플래그를 검출하여 상기 디스크 어레이의 상태를 검출하는, 디스크 어레이의 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 웨이크업 신호를 발행하는 단계는:
    상기 요청 또는 수신된 명령이 스탠바이 명령이 아니고, 상기 디스크 어레이의 상태가 스탠바이 상태인 경우,
    상기 디스크 어레이의 모든 디스크로 웨이크업 신호를 병렬로 발행하도록 하여, 상기 모든 디스크가 스핀 업(spin up)하도록 하는, 디스크 어레이의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 웨이크업 신호를 발행하기 전에,
    상기 디스크 어레이의 스탠바이 상태 플래그를 상기 디스크 어레이가 아이들(idle) 상태인 것으로 설정하는 단계를 더 포함하는, 디스크 어레이의 제어 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이크업 신호는 데이터-비연관 명령인, 디스크 어레이의 제어 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 요청 또는 수신된 명령이 스탠바이 명령이 아니면, 상기 요청 또는 수신된 명령을 임시저장하는 단계를 더 포함하는, 디스크 어레이의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 디스크 어레이로 상기 웨이크업 신호를 발행하고 나서, 상기 저장수단에 임시저장된 상기 명령을 상기 디스크 어레이로 발행하는 단계를 더 포함하는, 디스크 어레이의 제어 방법.
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