WO2015097739A1

WO2015097739A1 - ストレージ装置及びその制御方法

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Publication number: WO2015097739A1
Application number: PCT/JP2013/084438
Authority: WO
Inventors: 悠二伊藤; 定広杉本; 和衛弘中; 山本　彰
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2015-07-02

Abstract

本発明のストレージ装置は、ホスト計算機からボリュームに対して書き込まれたライトデータをキャッシュ装置で圧縮し、圧縮したデータを最終記憶媒体に追記書きするストレージ装置であって、ガベージコレクション実行時にキャッシュ装置にその処理の一部をオフロードすることを特徴とする。ストレージ装置は最終記憶媒体上のページ内書き込み領域が不足してきた時点で、ガベージコレクション処理を開始する。ガベージコレクション処理では、最終記憶媒体のページ全体をキャッシュ装置にステージングし、キャッシュ装置ではステージングされたデータの中で最新の更新データのみをボリュームにマッピングする。ストレージコントローラでは、ガベージコレクション対象ページ全領域を未使用状態にし、当該ボリュームにマッピングされたキャッシュ装置上データを、最終記憶媒体のページの先頭から順に書き戻す。

Description

ストレージ装置及びその制御方法

　本発明は、データを圧縮して格納するストレージ装置に関する。

　ストレージ装置がデータを格納するために用いる、ハードディスクなどの最終記憶媒体にデータを圧縮して格納するようにすると、最終記憶媒体の利用可能な容量を仮想的に増加させることができる。しかし、最終記憶媒体へ圧縮したデータを格納する場合、データの更新が困難である。なぜなら、更新前のデータの圧縮後のサイズは、更新後データの圧縮後のサイズと異なる場合があるため、特に更新後データの圧縮後サイズが更新前データの圧縮後サイズより大きい場合、更新前データを格納している領域に書き込めないからである。そのため、最終記憶媒体にデータを圧縮して格納する場合、更新後データの格納の際には、一旦最終記憶媒体から更新されるデータをキャッシュに読み上げ（ステージング）、データの伸長を行って、伸長を行ったデータと更新データとをマージしてから圧縮することで更新後の圧縮データを生成し、その後当該更新後の圧縮データを再度最終記憶装置へディステージ（destage）する等の工夫が必要になる。

　この方法では、ストレージコントローラが更新データを格納する際、更新前データのステージング、マージ、ディステージといった処理による、ストレージコントローラの負荷が増大し、ライト性能が低下する。

　本発明の目的は、ストレージコントローラの負荷を低減することにある。

　上記課題を解決するために、本発明のストレージ装置は、ホスト計算機からライト要求のあったデータを圧縮して最終記憶媒体に格納する際、最終記憶媒体にデータを追記書き込みする構成を採用する。ライト時に、ホスト計算機からライト要求のあったデータのライト位置（アドレス）と、当該データの格納された最終記憶媒体上のアドレスとのマッピング情報を管理する。そしてホスト計算機から当該データのリード要求があった場合には、当該マッピング情報に基づいて、リード要求のあったデータの、最終記憶媒体上の格納先を特定し、データを最終記憶媒体から読み出して伸長し、ホスト計算機へと転送する。

　また本発明のストレージ装置は、最終記憶媒体に残った更新前データを削除するため、最終記憶媒体から所定サイズ領域のデータを一括して読み出し、読み出したデータのうち最新の更新データのみを最終記憶媒体へと書き戻すガベージコレクションを行う。その際、ガベージコレクション処理の一部を、ストレージ装置に搭載されるキャッシュ装置で実施することで、ストレージコントローラの負荷を削減する。

　本発明によれば、更新後圧縮データをストレージ装置の最終記憶媒体に追記書き込みすることで、更新前データのステージング、マージ等の処理を不要とし、ストレージコントローラの負荷が増大することを抑止することができる。またガベージコレクション処理の一部を、ストレージ装置が備えるキャッシュ装置にオフロードすることによって、ストレージコントローラの負荷を削減し、圧縮時のライト性能を向上させることができる。

図１は、本発明の実施例に係るストレージ装置の構成の一例を表す図である。図２は、本発明の実施例に係るキャッシュメモリの構成の一例を表す図である。図３は、本発明の実施例に係るキャッシュメモリがストレージコントローラに提供する論理領域ＬＢＡ０、ＬＢＡ１と、物理領域ＰＢＡの対応付けの概念を模擬的に示した図である。図４は、本発明の実施例に係るキャッシュメモリが管理するＬＢＡ０－ＰＢＡ変換テーブルとＬＢＡ１－ＰＢＡ変換テーブルの内容を示した図である。図５は、本発明の実施例に係るキャッシュメモリがサポートする、ライトコマンドとそのライトコマンドに対する応答情報を示した図である。図６は、本発明の実施例に係るキャッシュメモリがサポートする、リードコマンドとその応答情報を示した図である。図７は、本発明の実施例に係るキャッシュメモリがサポートする、ＬＢＡ１マッピングコマンドとその応答情報を示した図である。図８は、本発明の実施例に係るキャッシュメモリがサポートする、ＬＢＡ０マッピングコマンドとその応答情報を示した図である。図９は、本発明の実施例に係るキャッシュメモリがサポートする、マッピング解除コマンドとその応答情報を示した図である。図１０は、本発明の実施例に係るストレージ装置がホスト計算機に提供するボリュームとキャッシュとの関係を示す概念図である。図１１は、アドレスマッピングテーブルの一例を示した図である。図１２は、キャッシュ管理テーブルの一例を示した図である。図１３は、圧縮情報管理テーブルの一例を示した図である。図１４は、フリーリストの一例を示した図である。図１５は、領域管理テーブルの一例を示した図である。図１６は、本発明の実施例に係るキャッシュメモリがサポートする、ガベージコレクション要求コマンドとその応答情報を示した図である。図１７は、本発明の実施例に係るストレージ装置による、ガベージコレクション処理の流れを示した図である。図１８は、本発明の実施例に係るキャッシュメモリが実行するガベージコレクション処理の流れを示した図である。

　以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本明細書では、「プログラムが…処理を実行する」のように、プログラムが動作主体となって特定の処理が実行されるような記載がされている箇所も存在するが、これは計算機のプロセッサ等のハードウェアが、そのプログラムを実行することを表現している。

　本発明の実施例の概要を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施例に係るストレージシステムの構成の一例である。

　本システムは、ストレージ装置１０とホスト計算機４０によって構成される。ストレージ装置１０とホスト計算機４０は、ＳＡＮ(Storage　Area　Network)やＬＡＮ(Local　Area　Network)などのネットワーク２０によって接続される。

　ストレージ装置１０は、ストレージコントローラ１００とキャッシュ１２６、ＨＤＤなど複数の最終記憶装置１９０から構成される。

　ストレージコントローラ１００は、ネットワーク２０のインタフェースコントローラ１００、ストレージ装置１０全体の動作制御を行うＣＰＵ（プロセッサ）１２０、圧縮伸長機能を持つキャッシュメモリ（以下、「キャッシュ」と略記することもある）１２６、最終記憶装置１９０とのインタフェースコントローラ１５０を備え、これらはPCIなどの専用内部バス１６０によってASIC１４０で接続される。ストレージ装置１０の各種処理はＣＰＵ１２０によって実行され、その制御プログラムや制御データ等を格納するメモリ１３０は、メモリバス１８０によってASIC１４０に接続される。ASIC１４０には、ＣＰＵ１２０を介さずにメモリ１３０上のデータを転送するDMA(Direct　Memory　Access)を備える。また、ストレージコントローラ１００は、バス１７０を介して最終記憶装置１９０と接続される。

　ホスト計算機４０によってリード、ライトされるデータは、キャッシュ１２６に格納され、高速にアクセス可能である。

　キャッシュ１２６は圧縮伸長機能を持った一種の装置で、圧縮伸長機能を持たない最終記憶装置１９０のデータを圧縮および伸長する。以下、キャッシュメモリ１２６のことを、「キャッシュ装置」と呼ぶこともある。本発明の実施例におけるストレージ装置１０は、キャッシュ１２６内部でデータを圧縮し、圧縮したデータを最終記憶媒体１９０であるＨＤＤへ書き出す（ディステージする）。

　次に図２を用いて、キャッシュメモリ１２６の内部構成について説明する。本発明の実施例におけるキャッシュメモリ１２６は、フラッシュメモリ(Flash　Memory)を記憶媒体として使用する。キャッシュメモリ１２６は内部に、ＦＭコントローラ（ＦＭ　ＣＴＬ）４１０と複数(例えば３２個)のＦＭ４２０を備える。

　ＦＭコントローラ４１０は、その内部にプロセッサ４１５、ＲＡＭ（ＤＲＡＭ）４１３、データ圧縮／伸長ユニット４１８、Ｐａｒｉｔｙ生成ユニット４１９、データバッファ４１６、Ｉ／Ｏインタフェース（Ｉ／Ｆ）４１１、ＦＭインタフェース４１７、及びデータ転送を相互に行うスイッチ４１４を備えている。

　Ｉ／Ｏインタフェース４１１は、ストレージ装置１０内のストレージコントローラ１００が備える内部スイッチ１２２と接続し、スイッチ４１４を介してフラッシュコントローラ４１０の各部位と接続する。Ｉ／Ｏインタフェース４１１は、ストレージコントローラ１００が備えるＣＰＵ１２０から、キャッシュメモリ１２６に対する各種コマンドを受け付ける、あるいはデータ転送を行うためのものである。

　プロセッサ４１５は、スイッチ４１４を介してＦＭコントローラ４１０の各部位と接続し、ＲＡＭ４１３に記録されたプログラム及び管理情報を基にＦＭコントローラ４１０全体を制御する。データバッファ４１６は、フラッシュコントローラ４１０でのデータ転送処理途中のデータを一時的に格納するために用いられる。

　ＦＭインタフェース（Ｉ／Ｆ）４１７は、複数バス（例えば１６）によってＦＭ４２０と接続する。各バスには複数（例えば２）のＦＭ４２０が接続される。

　データ圧縮／伸長ユニット４１８は、可逆圧縮のアルゴリズムを処理する機能を有する。データ圧縮／解凍ユニット４１８は、プロセッサ４１５からの指示に従って、Ｉ／Ｏインタフェース４１１から到来してＦＭ４２０に書き込まれるデータを圧縮する、またはＦＭ４２０からＩ／Ｏインタフェース４１１へ送出されるデータを伸長する。尚、データ圧縮／伸長ユニットは、論理回路として実装してもよいし、圧縮／伸長のプログラムをプロセッサ４１５で処理することで、同様の機能を実現してもよい。

　Ｐａｒｉｔｙ生成ユニット４１９は、ＲＡＩＤ技術で必要とされる冗長データであるパリティの生成機能を有しており、具体的には、ＲＡＩＤ５、６等で用いられるＸＯＲ（排他的論理和）演算、ＲＡＩＤ６で用いられるリードソロモン符号またはEVENODD法により算出される対角パリティ(Diagonal　Parity)の生成機能を有している。

　以上説明した、スイッチ４１４、ディスクインタフェース４１１、プロセッサ４１５、データバッファ４１６、ＦＭインタフェース４１７、データ圧縮／伸長ユニット４１８、Ｐａｒｉｔｙ生成ユニット４１９は、ASICやFPGA(Field　Programmable　Gate　Array)として、一つの半導体素子内で構成してもよいし、複数の個別専用IC(Integrated　Circuit)を相互に接続した構成であってもよい。

　ＲＡＭ４１３は具体的にはＤＲＡＭなどの揮発性メモリが挙げられる。ＲＡＭ４１３は、フラッシュモジュール１１０内で用いられるＦＭ４２０の管理情報、各DMAが用いる転送制御情報を含んだ転送リスト等を格納する。尚、データを格納するデータバッファ４１６の役割の一部または全てをＲＡＭ４１３に含ませて、ＲＡＭ４１３をデータ格納に用いる構成としてもよい。

　なお、本実施例では図２に示すように、キャッシュメモリ１２６にフラッシュメモリ(Flash　Memory)を搭載した構成について記述しているが、キャッシュメモリ１２６に搭載する記憶媒体はフラッシュメモリに限定されるものではなく、Phase　Change　RAMやResistance　RAMであってもよい。また、ＦＭ４２０の一部または全部を揮発性のＲＡＭ(ＤＲＡＭ等)とする構成であってもよい。

　続いて、本実施例においてキャッシュ１２６がストレージ装置１０に提供する記憶空間について説明する。本実施例におけるキャッシュ１２６は、複数のＦＭ(ＦＭチップ)４２０を搭載し、複数のブロック、複数のページにより構成される記憶領域を管理し、自身が接続されるストレージコントローラ１００（のＣＰＵ１２０）に対して、論理的な記憶空間を提供する。ここで、キャッシュ１２６が「記憶空間を提供する」とは、キャッシュ１２６の記憶空間上の各領域にアドレスが付けられており、キャッシュ１２６が接続されるストレージコントローラ１００のＣＰＵ１２０が、当該アドレスを指定したアクセス要求（コマンド）を発行することにより、当該アドレスで特定された記憶空間上領域に格納されているデータの参照・更新が可能な状態にされていることを意味する。ＦＭ４２０により構成される物理記憶領域は、キャッシュ１２６内部のみで用いるアドレス空間に一意に対応づけて管理される。以降、このキャッシュ１２６内部のみで用いる物理領域指定用アドレス空間（物理アドレス空間）を、ＰＢＡ(Physical　Block　Address)空間と呼び、ＰＢＡ空間内の各物理記憶領域（セクタ。本発明の実施例では、１セクタは５１２バイトとする）の位置（アドレス）をＰＢＡと記す。本実施例のキャッシュ１２６は、このＰＢＡと、ストレージ装置に提供する論理記憶空間の領域のアドレスであるＬＢＡ（Logical　Block　Address）との対応付けを管理する。

　本実施例のキャッシュ１２６は、二つの論理記憶空間を有し、キャッシュ１２６が接続されるストレージコントローラ１００に２つの論理記憶空間を提供することを特徴とする。この２つの論理記憶空間ＬＢＡとＰＢＡの関係について図３を用いて説明する。

　図３は、本実施例のキャッシュ１２６がストレージコントローラ１００に提供する論理記憶空間であるＬＢＡ０空間７０１及びＬＢＡ１空間７０２と、ＰＢＡ空間７０３との対応付けの概念を示した図である。

　キャッシュ１２６は、ＬＢＡ０空間７０１とＬＢＡ１空間７０２という２つの論理記憶空間を提供する。なお、これ以降、ＬＢＡ０空間７０１上の各記憶領域に付されたアドレスのことを「ＬＢＡ０」または「ＬＢＡ０アドレス」と呼び、ＬＢＡ１空間７０２上の各記憶領域に付されたアドレスのことを「ＬＢＡ１」または「ＬＢＡ１アドレス」と呼ぶ。また、本発明の実施例では、ＬＢＡ０空間７０１のサイズ及びＬＢＡ１空間７０２のサイズはいずれも、ＰＢＡ空間のサイズ以下とするが、ＬＢＡ０空間７０１のサイズがＰＢＡ空間のサイズよりも大きい場合でも、本発明は有効である。

　ＬＢＡ０空間７０１は、ＦＭ４２０により構成される物理記憶領域に記録された圧縮データを非圧縮データとして、ストレージコントローラ１００のＣＰＵ１２０にアクセスさせるための論理記憶空間である。ＣＰＵ１２０がＬＢＡ０空間７０１上のアドレス（ＬＢＡ０）を指定してキャッシュ１２６にライト要求を発行すると、キャッシュ１２６は、ストレージコントローラ１００からライトデータを取得し、データ圧縮／伸長ユニット４１８にて圧縮した後、キャッシュ１２６が動的に選択したＰＢＡにより指定されるＦＭ４２０上の物理記憶領域にデータを記録し、ＬＢＡ０とＰＢＡの対応付けを行う。また、ＣＰＵ１２０がＬＢＡ０を指定してキャッシュ１２６にリード要求を発行すると、キャッシュ１２６は、ＬＢＡ０に対応付けられたＰＢＡが示すＦＭ４２０の物理記憶領域からデータ（圧縮データ）を取得し、データ圧縮／伸長ユニット４１８にて伸長した後、この伸長したデータをリードデータとしてストレージコントローラ１００に転送する。尚、このＬＢＡ０とＰＢＡとの対応づけは、後述するＬＢＡ０－ＰＢＡ変換テーブルにて管理する。

　ＬＢＡ１空間７０２は、ＦＭ４２０により構成される物理記憶領域に記録された圧縮データを圧縮データのまま（伸長せず）、ストレージコントローラ１００にアクセスさせるための論理記憶空間である。ストレージコントローラ１００のＣＰＵ１２０が、ＬＢＡ１を指定してキャッシュ１２６にライト要求を発行すると、キャッシュ１２６は、ストレージコントローラ１００よりデータ（圧縮済みのライトデータ）を取得し、キャッシュ１２６が動的に選択したＰＢＡにより指定されるＦＭの記憶領域にデータを記録し、ＬＢＡ１とＰＢＡの対応付けを行う。また、ＣＰＵ１２０がＬＢＡ１を指定してリード要求を発行すると、キャッシュ１２６は、ＬＢＡ１に対応付けられたＰＢＡが示すＦＭ４２０の物理記憶領域よりデータ（圧縮データ）を取得し、ストレージコントローラ１００にリードデータとして圧縮済みデータを転送する。尚、このＬＢＡ１とＰＢＡとの対応づけは、後述するＬＢＡ１－ＰＢＡ変換テーブルにて管理する。

　尚、図３に示すとおり、圧縮データ７１３が記録された物理記憶領域であるＰＢＡ空間上の領域は、同時にＬＢＡ０空間の領域とＬＢＡ１空間の領域との両方に対応づけられることもある。例えば、圧縮データ７１３の伸長されたデータがＬＢＡ０空間上に伸長データ７１１として対応づけられ、圧縮データ７１３がそのままＬＢＡ１空間上に圧縮データ７１２として対応づけられる。たとえばＣＰＵ１２０が、ＬＢＡ０（仮にＬＢＡ０が０ｘ０００００００１０００とする）を指定してキャッシュ１２６にデータをライトすると、当該データはキャッシュ１２６内のデータ圧縮／伸長ユニット４１８により圧縮され、圧縮されたデータはキャッシュ１２６が動的に選択したＰＢＡ空間上（具体的には、ＦＭ４２０の複数のページ中の、いずれかの未書き込みページ）に配置される。またそのデータはＬＢＡ０空間のアドレス０ｘ０００００００１０００に対応付けられた状態で管理される。その後ＣＰＵ１２０が、０ｘ０００００００１０００に対応づけられたデータを、ＬＢＡ１空間のアドレス（仮に０ｘ８００００００００１０とする）に対応付ける要求（後述する「ＬＢＡ１マッピングコマンド」）をキャッシュ１２６に発行すると、このデータはＬＢＡ１空間にも対応づけられ、ＣＰＵ１２０がＬＢＡ１アドレス０ｘ８００００００００１０のデータをリードする要求（リードコマンド）をキャッシュ１２６に対して発行すると、ＣＰＵ１２０は、自身がＬＢＡ０アドレス０ｘ０００００００１０００に対して書き込んだデータを、圧縮した状態で読み出すことが出来る。

　なお、本発明の実施例におけるキャッシュ１２６で生成される圧縮データのサイズは、５１２バイト（１セクタ）の倍数のサイズに限定され、また非圧縮データのサイズを超えないサイズになるようにしている。つまり４ＫＢのデータを圧縮した場合、最小サイズが５１２バイトで、最大サイズが４ＫＢになる。

　続いて、本実施例におけるキャッシュ１２６が制御に用いる管理情報である、ＬＢＡ０－ＰＢＡ変換テーブル８１０とＬＢＡ１－ＰＢＡ変換テーブル８２０について図４を用いて説明する。

　ＬＢＡ０－ＰＢＡ変換テーブル８１０は、キャッシュ１２６内のＤＲＡＭ４１３内に格納されており、キャッシュＬＢＡ０(８１１)、キャッシュＰＢＡ(８１２)、ＰＢＡ長(８１３)の情報から構成される。キャッシュ１２６のプロセッサ４１５は、上位装置からリード要求時に指定されるＬＢＡ０を受信した後、そのＬＢＡ０を用いて、実際のデータが格納されている場所を示すＰＢＡを取得する。

　また、更新ライト時には、キャッシュ１２６は更新データ(ライトデータ)を更新前データが記録されたＰＢＡとは異なる物理記憶領域に記録し、更新データを記録したＰＢＡとＰＢＡ長を、ＬＢＡ０－ＰＢＡ変換テーブル８１０の該当する箇所に記録し、ＬＢＡ０－ＰＢＡ変換テーブル８１０を更新する。キャッシュ１２６はこのように動作することによって、ＬＢＡ０空間上領域のデータの上書きを（疑似的に）可能にしている。

　キャッシュＬＢＡ０（８１１）は、キャッシュ１２６が提供するＬＢＡ０空間の論理領域を４KB単位ごとに順に並べたものである（ＬＢＡ０空間の各アドレス（ＬＢＡ０）は、１セクタ（５１２バイト）ごとに付されている）。本実施例におけるＬＢＡ０－ＰＢＡ変換テーブル８１０では、キャッシュＬＢＡ０（８１１）とキャッシュＰＢＡ（８１２）との対応付けが４KB（８セクタ）単位で管理されていることを意図している。但し、このキャッシュＬＢＡ０（８１１）とキャッシュＰＢＡ（８１２）との対応付けを４KB単位以外の任意の単位で管理してもよい。

　キャッシュＰＢＡ（８１２）は、キャッシュＬＢＡ０（８１１）に対応付けられたＰＢＡの先頭アドレスを格納するフィールドである。本実施例では、ＰＢＡ空間の物理記憶領域を５１２バイト（１セクタ）毎に分割して管理する。図４の例では、キャッシュＬＢＡ０（８１１）「０ｘ０００_００００_００００」に対応付けられたＰＢＡとして、「XXX」という値（ＰＢＡ）が対応付けられている。この値は、キャッシュ１２６が搭載する複数のＦＭ４２０のうちの、ある記憶領域を一意に示すアドレスである。これにより、リードリクエスト先の先頭アドレス（ＬＢＡ０）として「０ｘ０００_００００_００００」を受領した場合、キャッシュ１２６内の物理記憶領域(リード先)の先頭アドレス（ＰＢＡ）として「XXX」が取得される。また、キャッシュＬＢＡ０(８１１)で特定されるＬＢＡ０に対応付けられたＰＢＡが無い場合、キャッシュＰＢＡ（８１２）には「未割当」であることを示す値（ＮＵＬＬあるいは０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦなど）が格納される。

　ＰＢＡ長８１３には、キャッシュＬＢＡ０(８１１)に指定された４KBのデータの、実際の格納サイズが記録される。なお、格納サイズはセクタ数にて記録されている。図４に示す例では、ＬＢＡ０「０ｘ０００_００００_００００」を開始アドレスとする４KB（ＬＢＡ０空間としては８sector）のデータは、ＰＢＡ長として「２」すなわち５１２B×２=１KBの長さで、記録されていることを示している。従って、キャッシュＰＢＡ（８１２）の情報と組み合わせるとＬＢＡ０［０ｘ０００_００００_００００］を開始アドレスとする４KBのデータは、ＰＢＡ「XXX」から「XXX+２」の１KBの領域に圧縮して格納されていることを表している。なお、本実施例におけるキャッシュ１２６では、ストレージコントローラ１００のＣＰＵ１２０からライト指示された非圧縮データを、４ＫＢ単位で圧縮する。たとえばＣＰＵ１２０から、ＬＢＡ０空間のアドレス（０ｘ０００_００００_００００）を開始アドレスとする８KBのデータ（非圧縮データ）のライト要求があった場合、(ＬＢＡ０空間の)アドレス範囲０ｘ０００_００００_００００～０ｘ０００_００００_０００７の４ＫＢのデータを単位として圧縮して圧縮データを生成し、続いてアドレス範囲０ｘ０００_００００_０００８～０ｘ０００_００００_０００Ｆの４ＫＢのデータを単位として圧縮して圧縮データを生成し、それぞれの圧縮データをＦＭ４２０の物理記憶領域に書き込む。ただし、本発明はデータを４ＫＢ単位で圧縮する態様に限定されるものではなく、その他の単位でデータが圧縮される構成であっても本発明は有効である。

　続いて、ＬＢＡ１－ＰＢＡ変換テーブル８２０について説明する。ＬＢＡ１－ＰＢＡ変換テーブル８２０は、キャッシュ１２６内のＤＲＡＭ４１３内に格納されており、キャッシュＬＢＡ１（８２１）、キャッシュＰＢＡ（８２２）の２つの情報から構成される。キャッシュ１２６のプロセッサ４１５は、上位装置からリード要求時に指定されるＬＢＡ１を受信した後、受信したＬＢＡ１を、ＬＢＡ１－ＰＢＡ変換テーブル８２０を用いて、ＬＢＡ１実際のデータが格納されている場所を示すＰＢＡに変換する。

　キャッシュＬＢＡ１（８２１）は、キャッシュ１２６が提供するＬＢＡ１空間の論理領域をセクタごとに順に並べたものである（キャッシュＬＢＡ１（８２１）内の数値１は、１セクタ（５１２バイト）を意味する）。これは、本実施例におけるキャッシュ１２６が、キャッシュＬＢＡ１（８２１）とキャッシュＰＢＡ（８２２）との対応付けを５１２B単位で管理する前提で記載されているためだが、このキャッシュＬＢＡ１（８２１）とキャッシュＰＢＡ（８２２）との対応付けは、５１２B単位にて管理される態様に限定されるものではなく、如何なる単位で管理してもよい。但し、ＬＢＡ１は、圧縮データの格納先である物理記憶領域ＰＢＡを直接マッピングする空間であり、ＰＢＡの分割管理サイズと同等であることが望ましいことから、本実施例では、５１２B単位で分割して管理する。

　キャッシュＰＢＡ（８２２）は、ＬＢＡ１に対応付けられたＰＢＡの先頭アドレスを格納するフィールドである。本実施例では、ＰＢＡを５１２B毎に分割して管理する。図４の例では、キャッシュＬＢＡ１「０ｘ０００_００００_０００２」に「ZZZ」というあるＰＢＡ値が対応付けられている。このＰＢＡ値は、キャッシュ１２６が搭載する、あるＦＭ４２０の記憶領域を一意に示すアドレスである。これにより、リードリクエスト先の先頭アドレス（ＬＢＡ１）として、「０ｘ０００_００００_０００２」を受領した場合、キャッシュ１２６内の物理的なリード先の先頭アドレスとして「ZZZ」が取得される。また、キャッシュＬＢＡ１（８２１）で特定されるＬＢＡ１に対応付けられたＰＢＡが無い場合、キャッシュＰＢＡ（８２２）には「未割当」であることを示す値が格納される。

　続いて、本発明が適用されるキャッシュメモリ１２６がサポートする、主なコマンドについて説明する。本実施例におけるキャッシュメモリ１２６は、ストレージコントローラ１００のＣＰＵ１２０からコマンドを受理すると、当該受理したコマンドの内容を解析して所定の処理を行い、処理完了後に応答（応答情報）をストレージコントローラに返答する。なお、コマンドには、キャッシュメモリ１２６が所定の処理を行うために必要となる情報の集合が含まれており、たとえばキャッシュメモリ１２６にデータの書き込みを指示するライトコマンドであれば、コマンド中には、そのコマンドがライトコマンドであることを示す情報及びライト処理の実行に必要となる情報（ライトデータの書き込み位置やデータ長など）を含んでいる。キャッシュメモリ１２６は複数種類のコマンドをサポートしているが、最初に各コマンドに共通の情報について説明する。

　各コマンドには、共通の情報として、オペレーションコード（Ｏｐｃｏｄｅ）とコマンドＩＤという情報が、先頭に含まれている。そしてコマンドＩＤの後に、各コマンドに固有の情報（コマンドパラメータ。パラメータとも呼ばれる）が付加されて、１つのコマンドが形成される。たとえば図５は、本実施例におけるキャッシュメモリ１２６のＬＢＡ０ライトコマンドのフォーマットと、そのライトコマンドに対する応答情報のフォーマットを示した図であるが、図５の要素（フィールド）１０１１がＯｐｃｏｄｅ、要素１０１２がコマンドＩＤである。そして要素１０１３以降の各情報が、ライトコマンドに固有のコマンドパラメータである。また、各コマンドの処理完了後に返送される応答情報として、コマンドＩＤとステータス（Ｓｔａｔｕｓ）が、全応答情報に共通に含まれる情報であり、ステータスの後に各応答情報に固有の情報が付加されることもある。

　オペレーションコード（Ｏｐｃｏｄｅ）は、コマンドの種別をキャッシュメモリ１２６に通知するための情報であり、コマンドを取得したキャッシュメモリ１２６は、この情報を参照することにより、通知されたコマンドの種類を認識する。たとえばライトコマンドの場合、０ｘ０１というＯｐｃｏｄｅで、リードコマンドの場合、０ｘ０２というＯｐｃｏｄｅであると決められている。

　コマンドＩＤは、コマンドの固有のＩＤを格納するフィールドであり、コマンドの応答情報には、どのコマンドに対する応答情報であるかを、ストレージコントローラ１００に認識させるために、このフィールドに、指定されたＩＤが付与される。ストレージコントローラ１００は、コマンド作成時にコマンドを一意に識別可能なＩＤを生成して、このコマンドＩＤのフィールドにこのＩＤを格納したコマンドを作成し、キャッシュメモリ１２６にコマンドを送信する。そして、キャッシュメモリ１２６では、受信したコマンドに対応した処理が完了すると、当該コマンドのコマンドＩＤを応答情報に含めてストレージコントローラ１００に返送する。ストレージコントローラ１００は、この応答情報を受領した際、応答情報に含まれるＩＤを取得することで、当該コマンドの完了を認識する。また、応答情報に含まれるステータス（図５の要素１０２２）は、コマンドの処理が正常に完了したか否かを表す情報が格納されるフィールドである。コマンドの処理が正常に完了しなかった（エラー）場合、ステータスには、例えばエラー原因等を識別できる番号が格納される。

　以下、主なコマンド（ライトコマンド、リードコマンド、ＬＢＡ１マッピングコマンド、ＬＢＡ０マッピングコマンド、マッピング解除コマンド）の内容について説明する。なお、キャッシュメモリ１２６は、パリティ生成ユニット４１９を使用してパリティを生成するコマンドなどもサポートしているが、本発明には直接関係しない機能であるため、ここでは説明を省略する。

（１）ライトコマンド
　図５は、本実施例におけるキャッシュメモリ１２６のライトコマンドとそのライトコマンドに対する応答情報を示した図である。本実施例におけるキャッシュメモリ１２６のＬＢＡ０ライトコマンド１０１０は、コマンド情報として、オペレーションコード１０１１、コマンドＩＤ１０１２、ＬＢＡ０／１開始アドレス１０１３、ＬＢＡ０／１長１０１４、圧縮要否フラグ１０１５、ライトデータアドレス１０１６により構成される。尚、本実施例では、上記の情報から構成されるコマンドの例について記すが、上記以上の付加的な情報があってもよい。例えば、DIF(Data　Integrity　Field)等に関連する情報がコマンドに付与されていたとしてもよい。

　ＬＢＡ０／１開始アドレス１０１３は、ライト先の論理空間の先頭アドレスを指定するフィールドである。なお、本発明の実施例におけるＬＢＡ０空間はアドレス０ｘ０００_００００_００００から０ｘ０７Ｆ＿ＦＦＦＦ＿ＦＦＦＦの範囲の空間であり、ＬＢＡ１空間はアドレス０ｘ８００_００００_００００以降０ｘの空間と定められているので、キャッシュメモリ１２６は、ライトコマンドのＬＢＡ０／１開始アドレス１０１３に０ｘ０００_００００_００００から０ｘ０７Ｆ＿ＦＦＦＦ＿ＦＦＦＦの範囲のアドレスが格納されていた場合、ＬＢＡ０空間のアドレスが指定されたと認識し、０ｘ８００_００００_００００以降のアドレスが指定されていた場合、ＬＢＡ１空間のアドレスが指定されたと認識する。ただＬＢＡ０空間とＬＢＡ１空間のいずれのアドレス空間に従うアドレスが指定されたかを認識する方法は、上で説明した方法以外の方法を採用することも可能である。たとえばＯｐｃｏｄｅ１０１１の内容によってＬＢＡ０空間とＬＢＡ１空間を識別する方法などもありえる。

　ＬＢＡ０／１長１０１４は、ＬＢＡ０／１開始アドレス１０１３から始まる記録先ＬＢＡ０またはＬＢＡ１の範囲（長さ）を指定するフィールドで、セクタ数で表された長さが格納される。キャッシュメモリ１２６は、前述のＬＢＡ０／１開始アドレス１０１３とＬＢＡ０／１長１０１４で特定される範囲のＬＢＡ０／１領域に対して、ライトデータを格納したＰＢＡ領域を対応づける処理を行う。

　圧縮要否フラグ１０１５は、このコマンドが指示するライト対象データの圧縮要否を指定するフィールドである。本実施例のストレージ装置１０では、ＣＰＵ１２０がキャッシュメモリ１２６に対して、圧縮が不要であることを明示的に伝える場合、ＬＢＡ１アドレスを指定したライトコマンドを発行するため、この圧縮要否フラグ１０１５は使用しない。ただしストレージコントローラ１００がライトコマンドを作成する際、ホスト計算機４０から到来するライト対象データにデータ圧縮によるサイズ削減効果が見込めない（例えば既に画像圧縮等で圧縮されたデータと認識している場合）ことが事前に分かっている場合、このフラグの値をＯＮにする（「１」を格納する）ことで、キャッシュメモリ１２６に圧縮が不要であることを通知することを可能にする。このフラグがＯＮの場合には、キャッシュメモリ１２６は圧縮を実行しないという機能を持つ。

　ライトデータアドレス１０１７とライトデータ長１０１８はそれぞれ、このコマンドが指示するライト対象データの現在の格納先（本発明の実施例ではメモリ１３０のアドレス）の先頭アドレス、そしてデータの長さを格納するフィールドである。ライト対象データがメモリ１３０の連続領域に格納されている場合、ライトコマンド中には、ライトデータアドレス１０１７とライトデータ長１０１８の組は１つだけ格納されており、その時リスト数１０１６には「１」が格納される。一方、ライト対象データがメモリ１３０内の複数の領域に離散的に格納されている場合、ライトコマンド中にはライトデータアドレス１０１７とライトデータ長１０１８の組が複数格納され、リスト数１０１６には、ライトデータアドレス１０１７とライトデータ長１０１８の組が格納されている数が格納される。キャッシュメモリ１２６は、このフィールドに指示されたメモリ１３０上領域から、ＬＢＡ０／１長（１０１４）に格納されているサイズの領域のデータを取得することでライトデータの取得を行う。尚、ライトコマンド中にライトデータアドレス１０１７とライトデータ長１０１８の組を複数格納するフォーマット以外に、別のコマンドフォーマットを採用してもよい。たとえば、複数のアドレス（ライトデータアドレス１０１７とライトデータ長１０１８の組）が格納されたリストのポインタ情報(リストが格納されているアドレス（たとえばメモリ１３０内のアドレス）)をライトコマンドに格納し、キャッシュメモリ１２６が当該ポインタ情報を参照してライトデータアドレス１０１７とライトデータ長１０１８を取得する態様もあり得る。

　ライト応答情報１０２０は、コマンドＩＤ１０２１、ステータス１０２２、圧縮データ長１０２３により構成される。コマンドＩＤ１０２１とステータス１０２２は、各コマンド共通の応答情報であるので説明を省略する。圧縮データ長１０２３は、ライトしたデータの圧縮後のデータ長を記録するフィールドである。ストレージコントローラ１００は、このフィールドを取得することで、ライトしたデータの圧縮後のデータサイズを把握できる。また、本実施例では、ライト先（ＬＢＡ０／１開始アドレス１０１３）がＬＢＡ１であるとき、圧縮済みのデータを記録することとなっている為、本フィールドは無効となる。

　なお、ライトコマンドのＬＢＡ０／１開始アドレス１０１３、ＬＢＡ０／１長１０１４で指定されるＬＢＡ０空間（またはＬＢＡ１空間）の領域には、ＰＢＡが対応付けられている場合もあれば、ＰＢＡが対応付けられていない場合もある。ＰＢＡが対応付けられていない場合は、キャッシュメモリ１２６は新たにＰＢＡを対応付けて、そのあと当該ＰＢＡで指定される領域にデータを書き込む。ＰＢＡが対応付けられている場合、当該対応付けられていたＰＢＡで指定される領域は未使用領域として管理し、新たなＰＢＡを対応付け、そのあと当該ＰＢＡで指定される領域にデータを書き込む。これは、本発明の実施例におけるキャッシュメモリ１２６の記憶媒体がフラッシュメモリを採用しており、フラッシュメモリは原則上書きが不可能（上書きする場合、一旦データの書き込まれているブロックを消去する処理が必要）であるためである。そして未使用領域として管理する領域が一定数以上になった場合（あるいは書き込み可能なページが不足してきた場合）、キャッシュメモリ１２６では未使用領域のみのブロックを消去する等の処理を行って、未書き込みページを作成（ガーベッジコレクション）する。ただしこれらの処理は、周知のフラッシュメモリを用いた記憶デバイスで行われている処理（ガーベッジコレクション）と同様であるため、本実施例では詳細な説明は省略する。また、このガーベッジコレクションは、本発明の実施例において後述するＧＣ（最終記憶媒体上の未使用領域を整理する処理）とも異なることに留意する必要がある。以下でガベージコレクション（ＧＣ）と表記されている場合、ここで述べたフラッシュメモリ上の未書き込みページを作成する処理ではなく、最終記憶媒体上の未使用領域を整理する処理のことを指す。

（２）リードコマンド
　図６は、本実施例におけるキャッシュメモリ１２６がサポートする、リードコマンドとそのリードコマンドへの応答情報を示した図である。本実施例におけるキャッシュメモリ１２６のリードコマンド１６１０は、コマンド情報として、オペレーションコード１６１１、コマンドＩＤ１０１２、ＬＢＡ０／１開始アドレス１６１３、ＬＢＡ０／１長１６１４、伸長要否フラグ１６１５、リードデータアドレス１６１６により構成される。尚、本実施例では、上記の情報によるコマンドの例について記すが、上記以上の付加的な情報があってもよい。尚、コマンドＩＤ１０１２は先のＬＢＡ０ライトコマンドと同一の内容の為、説明は省略する。

　オペレーションコード１１１１は、コマンドの種別をキャッシュメモリ１２６に通知するフィールドであり、コマンドを取得したキャッシュメモリ１２６は、このフィールドにより通知されたコマンドが圧縮データサイズ取得コマンドであることを認知する。

　ＬＢＡ０／１開始アドレス１６１３は、リード先の論理空間の先頭アドレスを指定するフィールドである。ＬＢＡ０／１長１６１４は、ＬＢＡ０／１開始アドレス１６１３から始まる記録先ＬＢＡ０またはＬＢＡ１の範囲を指定するフィールドである。キャッシュメモリ１２６は、前述のＬＢＡ０またはＬＢＡ１開始アドレス１６１３とＬＢＡ０／１長１６１４が示す範囲のＬＢＡ０空間またはＬＢＡ１空間の領域に対して対応付けられたＰＢＡからデータを取得し、取得したデータを（必要に応じて伸長して）ストレージコントローラ１００に転送することでリード処理を行う。

　伸長要否フラグ１６１５は、このコマンドが指示するリード対象データの伸長要否を指定するフィールドである。ストレージ装置がリードコマンドを作成する際、このフラグを制御することで、キャッシュメモリ１２６に伸長が不要であることを通知する。尚、このフィールドは、リードコマンドに含まれていなくても良い。本実施例のキャッシュメモリ１２６の場合、ＬＢＡ１を指定してリードする際、取得データの伸長を行わないため、伸長要否フラグ１６１５は必須ではない。ただし別の実施形態として、キャッシュメモリ１２６がＬＢＡ１を指定したリードコマンドを受信した時、伸長要否フラグ１６１５がＯＦＦ（０）の場合にはデータを伸長し、伸長要否フラグ１６１５がＯＮ（１）の場合にはデータを伸長せずにデータリードを行うようにしてもよい。

　リードデータアドレス１６１６は、リード対象データの出力先領域の先頭アドレスが指定される（たとえばメモリ１３０内のアドレス）。リードされたデータはリードデータアドレス１６１６で指定されたアドレスの領域から、連続的にＬＢＡ０／１長１６１４で指定された長さのデータが格納されることになる。なお、ライトコマンドと同様に、リードデータアドレス１６１６とデータ長の組を複数、リードコマンドのパラメータとして指定できるようにし、離散的な領域にデータを出力することを可能とする態様もありえる。

　リード応答１６２０は、その他のコマンドの応答情報と共通の情報（コマンドＩＤ１０２１、ステータス１０２２）のみを含むものであるため、説明は省略する。なお、共通の情報以外の付加的な情報がリード応答１６２０に含まれている構成でもよい。

（３）ＬＢＡ１マッピングコマンド
　本実施例におけるキャッシュメモリ１２６では、ＬＢＡ０の領域を指定してライトしたデータを、キャッシュメモリ１２６が圧縮してＦＭ４２０に記録する。そしてその後、この圧縮データを圧縮状態のまま最終記憶媒体へ書き込む必要があるが、ＬＢＡ１マッピングコマンドはそのために用いられる。

　図７は、本実施例におけるキャッシュメモリ１２６でサポートされる、ＬＢＡ１マッピングコマンドと、そのＬＢＡ１マッピングコマンドに対する応答情報を模式的に示した図である。ＬＢＡ１マッピングコマンド１２１０は、コマンド情報として、オペレーションコード１０１１、コマンドＩＤ１０１２、ＬＢＡ０開始アドレス１２１３、ＬＢＡ０長１２１４、ＬＢＡ１開始アドレス１２１５、により構成される。尚、本実施例では、上記の情報によるコマンドの例について記すが、上記以上の付加的な情報があってもよい。

　ＬＢＡ０開始アドレス１２１３は、ＬＢＡ１に圧縮データをマッピングする対象データのＬＢＡ０領域を指定する先頭アドレスを指定するフィールドである。ＬＢＡ０長１２１４は、ＬＢＡ１へのマッピング対象となるＬＢＡ０開始アドレス１２１３から始まるＬＢＡ０の範囲を指定するフィールドである。なお、ＬＢＡ０開始アドレス１２１３とＬＢＡ０長１２１４は、８セクタ（４ＫＢ）の倍数に限定される。

　ＬＢＡ１開始アドレス１２１５は、マッピングするＬＢＡ１の開始アドレスを指定するフィールドである。ストレージコントローラ１００のＣＰＵ１２０は、予めマッピングするデータサイズを把握しており、このデータサイズがマッピング可能なＬＢＡ１の領域を確保し、この先頭アドレスをＬＢＡ１開始アドレス１２１１５フィールドに格納して、当該コマンドをキャッシュメモリ１２６に発行する。

　本実施例のキャッシュメモリ１２６は、前述のＬＢＡ０開始アドレス１２１３とＬＢＡ０長１２１４が示す範囲のＬＢＡ０領域に対応づけられている圧縮データを、ＬＢＡ１開始アドレス１２１５から、圧縮データサイズ分の領域に渡ってマッピングを行う。より具体的には、ＬＢＡ０－ＰＢＡ変換テーブル８１０を参照し、ＬＢＡ０開始アドレス１２１３とＬＢＡ０長１２１４が示す範囲のＬＢＡ０空間に対応付けられたＰＢＡ（キャッシュＰＢＡ８１２）を取得する。そして、ＬＢＡ１－ＰＢＡ変換テーブル８２０を参照し、ＬＢＡ１開始アドレス１２１５から、取得したＰＢＡの総サイズと同サイズとなるＬＢＡ１範囲のエントリ（キャッシュＬＢＡ１（８２１）で特定されるエントリ）のＰＢＡ８２２欄に、取得したＰＢＡのアドレスを記入する。これにより、この後ＣＰＵ１２０が当該コマンドによりマッピングしたＬＢＡ１アドレスを指定したリードコマンドをキャッシュメモリに発行すると、ＬＢＡ０開始アドレス１２１３とＬＢＡ０長１２１４が示す範囲のＬＢＡ０領域に対応づけられていた圧縮データを、圧縮された状態のまま読み出すことができる。ＣＰＵ１２０は、このＬＢＡ１マッピングコマンドとリードコマンドとを用いることによって、キャッシュメモリ１２６によって圧縮されたデータを読み出して、当該圧縮されたデータを最終記憶媒体１９０に書き出すことができる。なお、ＬＢＡ１マッピングコマンドを受信した時、ＬＢＡ０開始アドレス１２１３とＬＢＡ０長１２１４が示す範囲のＬＢＡ０領域に、すでにＬＢＡ１開始アドレス１２１５で特定されるＬＢＡ１アドレスが対応付けられていたとき、この既に対応付けられていたＬＢＡ１アドレスに関して、対応付けは解除され（具体的にはＬＢＡ１－ＰＢＡ変換テーブル８２０の、既に対応付けられていたＬＢＡ１アドレスに対応するエントリのＰＢＡ８２２欄から情報が削除される）、ＬＢＡ０－ＰＢＡ変換テーブル８１０とＬＢＡ１－ＰＢＡ変換テーブル８２０には、ＬＢＡ１マッピングコマンドで指定されたＬＢＡ０とＬＢＡ１とが対応している旨を表す情報が登録される。

　ＬＢＡ１マッピング応答１２２０は、コマンドＩＤ１０２１、ステータス１０２２、により構成される。尚、本実施例では、上記の情報による応答情報の例について記すが、上記以上の付加的な情報があってもよい。

（４）ＬＢＡ０マッピングコマンド
　本実施例のストレージ装置１０は、最終記憶媒体からデータ（圧縮データ）を読み出すと、ＬＢＡ１の領域を指定したライトコマンドをキャッシュメモリ１２６に発行して、キャッシュメモリ１２６（のＦＭ４２０）に圧縮データを格納する。また、ＦＭ４２０に記録された圧縮データは、ホスト計算機４０からのリード要求等があった場合には、伸長した状態でホスト計算機４０に送信される必要がある。ＬＢＡ０マッピングコマンドはそのために用いられる。

　図８は、本実施例におけるキャッシュメモリ１２６がサポートするＬＢＡ０マッピングコマンドと、当該ＬＢＡ０マッピングコマンドへの応答情報を示した図である。本実施例におけるキャッシュメモリ１２６のＬＢＡ０マッピングコマンド１２１０は、コマンド情報として、オペレーションコード１０１１、コマンドＩＤ１０１２、ＬＢＡ１開始アドレス１９１３、ＬＢＡ１長１９１４、ＬＢＡ０開始アドレス１９１５、により構成される。尚、本実施例では、上記の情報によるコマンドの例について記すが、上記以上の付加的な情報があってもよい。

　ＬＢＡ１開始アドレス１９１３は、ＬＢＡ１に圧縮データをマッピングする対象データのＬＢＡ１領域を指定する先頭アドレスを指定するフィールドである。ＬＢＡ１長１９１４は、ＬＢＡ１へのマッピング対象となるＬＢＡ０開始アドレス１２１３から始まるＬＢＡ１の範囲を指定するフィールドである。

　ＬＢＡ０開始アドレス１９１５は、マッピングするＬＢＡ０の開始アドレスを指定するフィールドである。ストレージコントローラ１００は、ストレージ装置が管理する圧縮情報より、ＬＢＡ１に記録した圧縮データの伸長後のデータサイズを知っており、このデータサイズがマッピング可能なＬＢＡ０の領域を確保し、この先頭アドレスをＬＢＡ０開始アドレス１９１５フィールドに記入する。また、ＬＢＡ０開始アドレス１９１５に指定できるアドレスは、８セクタ（４ＫＢ）の倍数に限定される。

　本実施例のキャッシュメモリ１２６は、ストレージコントローラ１００からＬＢＡ０マッピングコマンドを受け付けると、前述のＬＢＡ１開始アドレス１９１３とＬＢＡ０長１９１４が示す範囲のＬＢＡ１領域に対応づけられている圧縮データをＬＢＡ０開始アドレス１９１５から、伸長後のデータサイズ分の領域に渡ってマッピングを行う。マッピングの具体的な処理は、ＬＢＡ１マッピングコマンドと同様で、ＬＢＡ１開始アドレス１９１３とＬＢＡ０長１９１４が示す範囲のＬＢＡ１領域の範囲に対応付けられているＰＢＡの情報を、ＬＢＡ０－ＰＢＡ変換テーブル８１０に登録することでマッピングが行われる。これにより、この後ＣＰＵ１２０が当該コマンドによりマッピングしたＬＢＡ０アドレスを指定したリードコマンドをキャッシュメモリに発行すると、ＬＢＡ１開始アドレス１９１３とＬＢＡ０長１９１４が示す範囲のＬＢＡ１領域に対応づけられている圧縮データを、伸長された状態で読み出すことができる。

　ＬＢＡ０マッピング応答１９２０は、その他のコマンドの応答情報と共通の情報（コマンドＩＤ１０２１、ステータス１０２２）のみを含むものであるため、説明は省略する。なお、共通の情報以外の付加的な情報がＬＢＡ０マッピング応答１９２０に含まれている構成でもよい。

（５）マッピング解除コマンド
　本実施例では、ストレージコントローラ１００は圧縮して記録したライトデータを圧縮した状態で取得する為、または圧縮データに対してＰａｒｉｔｙを生成する為、データをＬＢＡ１にマッピングする。また、圧縮した情報を伸長して取得するために、ＬＢＡ１を指定してキャッシュメモリ１２６に記録したデータをＬＢＡ０にマッピングする。こうしてマッピングした領域は、処理が終了し不要となった場合、マッピングを解除する。本実施例のストレージ装置は、マッピング解除コマンドを用いて、ＰＢＡに対応付けたＬＢＡ０またはＬＢＡ１の領域の対応付けを解除する。

　図９は、本実施例におけるキャッシュメモリ１２６がサポートする、マッピング解除コマンドとそのマッピング解除コマンドへの応答情報を示した図である。本実施例におけるキャッシュメモリ１２６のマッピング解除コマンド１７１０は、コマンド情報として、オペレーションコード１０１１、コマンドＩＤ１０１２、ＬＢＡ０／１開始アドレス１７１３、ＬＢＡ０／１長１７１４、により構成される。尚、本実施例では、上記の情報によるコマンドの例について記すが、上記以上の付加的な情報があってもよい。以下、マッピング解除コマンドに固有のパラメータの内容と、マッピング解除コマンドをキャッシュメモリ１２６が受け付けた時に行われる処理について説明する。

　ＬＢＡ０／１開始アドレス１７１３は、マッピングを解除する論理空間の先頭アドレスを指定するフィールドで、ＬＢＡ０空間、ＬＢＡ１空間の両方のアドレス空間のアドレスが指定可能である。ただし、ＬＢＡ０空間のアドレスが指定される場合には、そのアドレスは４ＫＢ（８セクタ）境界のアドレスでなければならず、４ＫＢ（８セクタ）境界でないアドレスが指定された場合、キャッシュメモリ１２６はエラーを返す。ＬＢＡ０／１長１７１４は、ＬＢＡ０／１開始アドレス１７１３から始まる記録先ＬＢＡ０またはＬＢＡ１の範囲を指定するフィールドである。

　ここまで、キャッシュメモリ１２６の構成と機能について説明してきたが、以下ではストレージ装置１０がホスト計算機４０からＩ／Ｏ要求（リード、ライトコマンド）を受信した場合、キャッシュメモリ１２６をどのように用いて処理を行うか、概説する。まず、ストレージ装置１０がホスト計算機４０に提供する記憶領域（ボリューム）とキャッシュ（キャッシュメモリ１２６から構成される）との関係について、図１０の概念図を用いて説明する。

　本発明のストレージ装置１０は、ホスト計算機４０に対して１または複数のボリューム５０００を提供するが、以下ではこのホスト計算機４０に対して提供されるボリュームのことを「伸長ＶＯＬ」（図中の要素５０００に対応する）と呼ぶ。伸長ＶＯＬ５０００に対してホスト計算機４０から書き込まれたライトデータは、ストレージ装置１０のキャッシュであるキャッシュメモリ１２６に書き込まれる。その時、先に述べたとおり圧縮された状態で、キャッシュメモリ１２６の記憶領域（ＦＭ４２０で構成される）に書き込まれる。ただしホスト計算機４０には、データが圧縮されていることは見せないようにし、ホスト計算機４０が伸長ＶＯＬ５０００に対してリード要求を発行し、以前伸長ＶＯＬ５０００に書き込んだデータを読み出した場合、非圧縮のデータが読み出される。

　本発明の目的は、データを圧縮した状態で最終記憶媒体１９０に格納することであるため、キャッシュメモリ１２６に格納された圧縮データを、圧縮された状態のまま最終記憶媒体１９０に書き込む。この場合の問題は、データを圧縮する際、データサイズがデータ内容に依存して変動する点である。一般的なストレージ装置では、ボリュームに対するデータ更新要求と更新データを受け取った時、当該更新データの更新前データの格納されている領域に当該更新データを上書きして格納する。しかし、圧縮データを最終記憶媒体に格納する構成の場合、ボリュームに最初に格納された圧縮データに対し、更新（上書き）の要求が来たとすると、更新データの圧縮の結果、当該更新データの圧縮データのサイズは、最初に格納された圧縮データのサイズよりも大きくなることもある。その場合、最終記憶媒体に対する上書きが不可能になる。そこで本発明のストレージ装置１０では、更新データを更新前データと同一領域には書き込まず、最終記憶媒体１９０に追記書きする構成をとる。

　圧縮データを格納、管理するために、伸長ＶＯＬとは別のボリューム（圧縮ＶＯＬ５５００と呼ぶ）を用意し、伸長ＶＯＬに書き込まれたデータ（正確には、ホスト計算機４０から発行される、伸長ＶＯＬ上の領域を指定したライトコマンド要求とともにストレージ装置１０に送信されたデータであって、一旦キャッシュ１２６に圧縮データとして格納されているデータ、であるが、本明細書ではこれを「伸長ＶＯＬに書き込まれたデータ」と表現する）を疑似的に圧縮ＶＯＬ５５００に移動する処理を行う。圧縮ＶＯＬ５５００は、周知のストレージ装置が、ホスト計算機等の上位装置に対して提供する論理ボリュームと同じもので、１または複数の最終記憶媒体１９０の記憶領域を用いて１つの圧縮ＶＯＬ５５００（論理ボリューム）が構成されている。論理ボリューム（圧縮ＶＯＬ）の構成は様々な態様がありえ、たとえば複数の最終記憶媒体１９０でＲＡＩＤグループを構成して、当該ＲＡＩＤグループ内の部分領域を１つの論理ボリュームとする構成、１つの最終記憶媒体１９０を１つの論理ボリュームとする構成等があり得る。または最近のストレージ装置が採用している、いわゆるＴｈｉｎ　Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ技術を用いて形成される仮想的なボリュームを、本発明の論理ボリュームとしても、本発明は有効である。ただし、以降で説明する実施例では説明の簡単化のため、１つの最終記憶媒体１９０が１つの論理ボリューム（圧縮ＶＯＬ５５００）に相当する構成とする。そのため、アクセス先の圧縮ＶＯＬが特定されると、それに伴い圧縮ＶＯＬに対応する最終記憶媒体１９０が一意に決定され、圧縮ＶＯＬ内の各記憶領域（セクタ）に付されたアドレスと、当該圧縮ＶＯＬに対応する最終記憶媒体の各記憶領域（セクタ）に付されたアドレスは同じである。

　なお、伸長ＶＯＬに書き込まれたデータを疑似的に圧縮ＶＯＬ５５００に移動する処理は、キャッシュメモリ１２６が２つのアドレス空間をストレージコントローラ１００に提供可能であることを利用する。伸長ＶＯＬにホスト計算機４０からデータが書き込まれると、ストレージコントローラ１００はそのデータをキャッシュ１２６に格納するが、その際、ＬＢＡ０空間のアドレスを指定して格納する。一方、ストレージコントローラ１００が、ホスト計算機４０からのリード要求に応答するために、最終記憶媒体１９０（本発明の実施例では、圧縮ＶＯＬに相当する）からデータを読み出す際、読み出したデータは一旦キャッシュメモリ１２６に格納されるが、その時は、ＬＢＡ１空間のアドレスを指定して格納する。

　伸長ＶＯＬに書き込まれたデータを疑似的に圧縮ＶＯＬ５５００に移動する際の概要は以下の通りである。以下では一例として、伸長ＶＯＬのアドレス（ＬＢＡ）Ｘ番地に書き込まれたデータ（実体はキャッシュに圧縮データとして格納されている）を疑似的に圧縮ＶＯＬ５５００に移動する場合について説明する。ホスト計算機４０から伸長ＶＯＬのアドレス（ＬＢＡ）Ｘ番地に対するデータ書き込み要求を受け付けると、データは一旦メモリ１３０のバッファ領域１３０２に書き込まれ、これと同時にストレージコントローラ１００はキャッシュメモリ１２６のＬＢＡ０空間上の未使用領域を確保する（ここではＬＢＡ０空間のアドレス（ＬＢＡ０）ｘ番地の領域を確保したとする）。領域を確保すると、ストレージコントローラ１００はキャッシュメモリ１２６に対して、先に説明したライトコマンドを発行して、バッファ領域１３０２上のライトデータをキャッシュメモリ１２６に格納し、また伸長ＶＯＬのアドレスＸ番地のデータはキャッシュメモリ１２６のＬＢＡ０空間のアドレス（ＬＢＡ０）ｘ番地に格納されている旨を表す情報を、管理情報（後述するキャッシュ管理テーブル１３０１）に格納する。この時点でホスト計算機４０には、データ書き込みが完了した旨の応答を返却する。

　以降の処理は、ホスト計算機４０からのデータ書き込み要求とは非同期に、任意の契機（たとえばＣＰＵ１２０の負荷が低い時など）で行われる処理である。ストレージコントローラ１００は、伸長ＶＯＬのアドレスＸ番地に対して書き込まれたデータを圧縮ＶＯＬのどの位置（ＬＢＡ）に移動する（対応付ける）べきか、決定する（この決定されたアドレスを仮にＹ番地とする）。先に述べた通り、圧縮ＶＯＬにはデータを追記書きするため、圧縮ＶＯＬ上のアドレスＹ番地は、圧縮ＶＯＬ上の未書き込み領域が選択される。具体的には、ストレージコントローラ１００は前回伸長ＶＯＬから圧縮ＶＯＬに対してデータの移動を行った時に、最後に圧縮ＶＯＬにデータが書き込まれたアドレスを記憶しておき（後述する領域管理テーブル６５０内で管理される、最終書き込み位置６５７に記憶されている）、この記憶されているアドレスの次のアドレスから追記書きを行う。

　そして、伸長ＶＯＬのアドレスと圧縮ＶＯＬのアドレスとの対応付けを管理する管理情報（後述するアドレスマッピングテーブル６００）に、この対応付けについての情報を格納する。またストレージコントローラ１００は、キャッシュメモリ１２６のＬＢＡ１空間上の未使用領域を確保し（仮にｙ番地を確保したとする）、圧縮ＶＯＬのアドレス（Ｙ番地）に格納されるべきデータを、キャッシュメモリ１２６上では、キャッシュＬＢＡ１空間上のｙ番地に格納することに決定する。

　そしてストレージコントローラ１００は、キャッシュメモリ１２６に対して先に説明したＬＢＡ１マッピングコマンドを発行し、伸長ＶＯＬに対してのライトデータが格納されている、キャッシュメモリ１２６のアドレス（ＬＢＡ０空間のｘ番地）を、キャッシュメモリ１２６のＬＢＡ１空間アドレスのｙ番地にマッピングする。そしてストレージコントローラ１００は、キャッシュメモリ１２６のＬＢＡ１空間アドレスのｙ番地には圧縮ＶＯＬのアドレスＹ番地に書き込まれるべきデータが格納されている旨を、ストレージコントローラ１００の管理する管理情報（後述する圧縮情報管理テーブル１３０３）に記憶しておく。これにより、データの実体を物理的に移動せずに、伸長ＶＯＬ上から圧縮ＶＯＬ上への疑似的なデータ移動を実現している。

　その後ディステージを行う際には、この管理情報（圧縮情報管理テーブル１３０３）を用いて、キャッシュメモリ１２６上のデータ（ＬＢＡ１空間のアドレスｙ番地に格納されている）を読み出して、圧縮ＶＯＬ（最終記憶媒体１９０）のアドレス（Ｙ番地）に書き出すことによって、圧縮されたデータを最終記憶媒体１９０に書き出すことが出来る。なお、伸長ＶＯＬ上から圧縮ＶＯＬ上への（疑似的な）データ移動は、最小で８セクタ（４ＫＢ）単位で行われる。これは、本発明の実施例におけるキャッシュメモリ１２６が、４ＫＢ単位でデータ圧縮を行うため、ストレージ装置１０は伸長ＶＯＬに書き込まれたデータを圧縮する際、伸長ＶＯＬの先頭から４ＫＢの領域ごとに圧縮するようにしており、データ移動の最小単位を８セクタ（４ＫＢ）とすると管理が容易になるためである。ただしデータ移動の最小単位を４ＫＢ以外の単位にしても、本発明は有効である。

　ストレージ装置１０が、ホスト計算機４０から伸長ＶＯＬ内のデータをリードする要求を受け取った場合には、上記の逆の処理が行われる。まず伸長ＶＯＬのアドレスと圧縮ＶＯＬのアドレスとの対応付けを管理する管理情報（後述するアドレスマッピングテーブル６００）を参照し、今回のリード要求で指定された伸長ＶＯＬ上の領域のアドレス（仮にこのアドレスをＸ番地とする）を、当該伸長ＶＯＬ上の領域に対応する圧縮ＶＯＬ（最終記憶媒体１９０）上領域のアドレスに変換し（この結果、仮にＹ番地に変換されたとする）、圧縮ＶＯＬ（最終記憶媒体１９０）のＹ番地からデータを読み出し、一旦バッファ領域１３０２に格納する。続いてストレージコントローラ１００はキャッシュメモリ１２６のＬＢＡ１空間上の領域を確保する（ここではＬＢＡ１空間のアドレス（ＬＢＡ１）ｙ番地の領域を確保したとする）。領域を確保すると、ストレージコントローラ１００はキャッシュメモリ１２６に対して、先に説明したライトコマンドを発行して、バッファ領域１３０２上のライトデータをキャッシュメモリ１２６のＬＢＡ１空間のアドレス（ＬＢＡ１）ｙ番地の領域に格納し、また圧縮ＶＯＬのアドレスＹ番地のデータはキャッシュメモリ１２６のＬＢＡ１空間のアドレスｙ番地に格納されている旨を表す情報を、管理情報（圧縮情報管理テーブル１３０３）に格納する。さらに、伸長ＶＯＬのＸ番地のデータを格納するためのキャッシュ領域（ＬＢＡ０空間上アドレス）の確保も行い（ここではＬＢＡ０空間のアドレス（ＬＢＡ０）ｘ番地の領域を確保したとする）、伸長ＶＯＬのアドレスＸ番地のデータはキャッシュメモリ１２６のＬＢＡ０空間のアドレス（ＬＢＡ０）ｘ番地に格納されている旨を表す情報を、管理情報（キャッシュ管理テーブル１３０１）に格納する。

　続いて圧縮ＶＯＬのデータ（キャッシュメモリ１２６のＬＢＡ１空間アドレスｙ番地にステージングされたデータ）を伸長ＶＯＬに移動する。この移動も疑似的なもので、実際にデータの実体が移動されるわけではない。ストレージコントローラ１００はキャッシュメモリ１２６に対し、先に説明したＬＢＡ０マッピングコマンドを発行し、キャッシュメモリ１２６のＬＢＡ１空間アドレスのｙ番地を、キャッシュメモリ１２６のＬＢＡ０空間のアドレス（ＬＢＡ０空間のｘ番地。つまり伸長ＶＯＬのＸ番地のデータが格納されるべきキャッシュ１２６上アドレス）にマッピングすることで、疑似的にデータ移動を行う。その後ストレージコントローラ１００は、ＬＢＡ０空間のｘ番地を指定したリードコマンドをキャッシュ１２６に発行することでデータを読み出す。この時データは圧縮状態から非圧縮状態に変換されて読み出され、この読み出されたデータがホスト計算機４０に渡されることで、リード処理が実現される。

　次に、上の説明で出てきた、ストレージコントローラ１００の管理する各種管理情報について、図１１～図１５を用いて説明する。これら管理情報はストレージコントローラ１００のメモリ１３０上に格納され、ＣＰＵ１２０により更新が行われる。

　図１１のアドレスマッピングテーブル６００は、ＶＶＯＬ＃６０１、ＬＢＡ６０２で特定される伸長ＶＯＬ上の領域が、ＬＤＥＶ＃６０３、ＬＢＡ（Ｂａｓｅ）６０４、ＬＢＡ（Ｕｐｄａｔｅ）６０５で特定される圧縮ＶＯＬ上の領域（セクタ）に対応付けられるものであることを管理するテーブルである。このテーブルは、ストレージコントローラ１００が伸長ＶＯＬ上に書き込まれたデータを圧縮ＶＯＬに移動する（対応付ける）際に更新する。そのため初期状態では、ボリューム間マッピング情報３０００のＶＶＯＬ＃６０１とＬＢＡ６０２にはすべての値が格納されているが、ＬＤＥＶ＃６０３、ＬＢＡ（Ｂａｓｅ）６０４、ＬＢＡ（Ｕｐｄａｔｅ）６０５には値が格納されていない。そしてホスト計算機４０からのライト処理が進行する過程で（伸長ＶＯＬから圧縮ＶＯＬへのデータ移動が行われる時）、ＬＤＥＶ＃６０３とＬＢＡ（Ｂａｓｅ）６０４またはＬＢＡ（Ｕｐｄａｔｅ）６０５の各欄に情報が格納されていく。ＬＢＡ（Ｂａｓｅ）６０４とＬＢＡ（Ｕｐｄａｔｅ）６０５の差異については後述する。

　なお、アドレスマッピングテーブル６００の各行（エントリ）は、伸長ＶＯＬの８セクタ（１セクタは、ホスト計算機４０から伸長ＶＯＬにアクセスする際の最小アクセス単位で、通常５１２バイト）分の領域が圧縮ＶＯＬのどのＬＢＡの領域に対応付けるかを表しており、各エントリのＬＢＡ６０２は、当該領域の先頭ＬＢＡを表している。また、アドレスマッピングテーブル６００の各行（エントリ）に対応付けられる圧縮ＶＯＬのディスク領域の数（セクタ数）は、データの圧縮状態によって異なるが、最小で１セクタ（伸長ＶＯＬの８セクタ分の領域が圧縮により１セクタに圧縮された場合）、最大で８セクタ（伸長ＶＯＬのデータが圧縮により、サイズが小さくならなかった場合）の領域が対応付けられる。図１１の例では、ＶＶＯＬ＃６０１が０番の伸長ＶＯＬの、ＬＢＡ６０２が０ｘ０８番のセクタを先頭とする８セクタ分の領域が、ＬＤＥＶ＃６０３が０ｘ１２５番の圧縮ＶＯＬの、ＬＢＡ６０４（Ｂａｓｅ）が０ｘ０５３０、０ｘ０５３１の２セクタ分の領域に対応付けられている（つまり伸長ＶＯＬの８セクタ分の領域が、圧縮されたことにより２セクタ分のサイズに圧縮されて格納されていることを表している）ので、ストレージコントローラ１００はホスト計算機から、ＶＶＯＬ＃６０１が０番の伸長ＶＯＬの、ＬＢＡが０ｘ０８～０ｘ０Ｆ番の範囲の領域のリード要求を受け付けた場合、このアドレスマッピングテーブル６００を参照し、ＬＤＥＶ＃６０３が０ｘ１２５番の圧縮ＶＯＬの、ＬＢＡ６０４が０ｘ０５３０、０ｘ０５３１の２セクタ分の領域を読み出す処理を行う。

　また、先に述べたとおり、伸長ＶＯＬ上のデータを更新すると、その更新データは圧縮ＶＯＬ上で追記書きされる。そのため、ＶＶＯＬ＃６０１、ＬＢＡ６０２で特定される伸長ＶＯＬ上の領域に対応する圧縮ＶＯＬ上領域を表す情報として、ＢａｓｅとＵｐｄａｔｅの２種類の情報を管理する。ＬＢＡ（Ｂａｓｅ）６０４が更新前のデータが格納される領域の情報が格納される欄で、ＬＢＡ（Ｕｐｄａｔｅ）６０５が更新後データの格納される領域の情報が格納される欄である。具体的には、伸長ＶＯＬの領域（ＶＶＯＬ＃６０１、ＬＢＡ６０２で特定される領域）に対する初回書き込み（伸長ＶＯＬが新規作成された後、最初の書き込み）のデータが対応づけられる領域の情報がＬＢＡ（Ｂａｓｅ）６０４に格納される。あるいは後述するガベージコレクションを実行した後、圧縮ＶＯＬにデータがディステージされるが、その時にデータが書き込まれる領域の情報もＬＢＡ（Ｂａｓｅ）６０４に格納される。そしてそれ以降伸長ＶＯＬに対してデータの上書きが発生すると、当該上書きデータが対応付けられる圧縮ＶＯＬ上の領域の情報は、ＬＢＡ（Ｕｐｄａｔｅ）６０５に格納される。なお、以下では、更新前に最終記憶媒体に格納されているデータをベース（Ｂａｓｅ）データと呼び、更新後データを更新データあるいはアップデート（Ｕｐｄａｔｅ）データと呼ぶ。

　図１２は、キャッシュ管理テーブル１３０１の一例を表した図である。キャッシュ管理テーブル１３０１は、伸長ＶＯＬの各領域に対してホスト計算機４０から書き込まれたデータが格納されている、キャッシュメモリ１２６上の位置情報等を管理する情報で、キャッシュアドレス１３０１１、ＶＶＯＬ＃１３０１２、ＬＢＡ１３０１３、キャッシュステータス１３０１４、最終アクセス時刻１３０１５、圧縮後サイズ１３０１６を保持する。キャッシュアドレス１３０１１には、ＶＶＯＬ＃１３０１２、ＬＢＡ１３０１２で特定される伸長ＶＯＬ上領域のデータの格納されている、キャッシュメモリ１２６上のアドレス（ＬＢＡ０）が格納される。ＶＶＯＬ＃１３０１２、ＬＢＡ１３０１２で特定される伸長ＶＯＬ上領域に対応するキャッシュメモリ１２６の領域が割り当てられていない場合には、キャッシュアドレス１３０１１には値が格納されない（あるいはＮＵＬＬ等の無効状態を表す値が格納される）。キャッシュステータス１３０１４は、キャッシュメモリ１２６に格納されたデータの状態を表す。本発明の実施例では、キャッシュメモリ１２６上のデータと最終記憶装置１９０に格納されたデータが等しい状態をClean状態と呼び、キャッシュメモリ１２６上のデータが最終記憶装置１９０に格納されたデータよりも新しい状態をDirtyと呼ぶ。そしてキャッシュステータス１３０１４には、Clean、Dirtyのいずれかの値が格納される。

　なお、ストレージコントローラ１００のＣＰＵ１２０では、ホスト計算機４０から伸長ＶＯＬに対して書き込まれたデータをキャッシュに格納するプログラム（以下、フロントエンドプログラムと呼ぶ）と、キャッシュ１２６に格納された伸長ＶＯＬのデータを圧縮ＶＯＬに移動し、ディステージを行うプログラム（以下、ディステージプログラムと呼ぶ）とが独立して稼働しており、フロントエンドプログラムはホスト計算機４０から伸長ＶＯＬへのライトデータ書き込み要求を受け付けると、キャッシュ１２６上領域に対してデータを格納し、同時に当該データの格納されたキャッシュ領域のキャッシュステータス１３０１４をDirtyに設定する。ディステージプログラムはキャッシュ管理テーブル１３０１の内容を監視しており、所定条件（たとえばキャッシュ管理テーブル１３０１内で管理されているデータのうち、キャッシュステータス１３０１４がDirtyであるデータが所定量以上に達した等）を満たした場合、キャッシュステータス１３０１４がDirtyに設定されているデータを圧縮ＶＯＬに移動し、さらに最終記憶装置１９０にディステージする。そしてディステージが終了したデータのキャッシュステータス１３０１４をCleanに変更する処理を行う。

　最終アクセス時刻１３０１５には、当該データ（キャッシュアドレス１３０１１で特定される、キャッシュ１２６上領域のデータ）が最後にアクセスされた時刻が格納される。本発明の実施例では最終アクセス時刻１３０１５に格納される時刻情報の表現形式として、ある時点（たとえば２０００年１月１日０時０分０秒など）からの経過秒数を用いているが、その他の表現形式を用いてもよい。また圧縮後サイズ１３０１６には、キャッシュメモリ１２６上でのサイズ（キャッシュメモリ１２６のデータ圧縮／伸長ユニット４１８により圧縮された後のサイズ）が格納される。

　図１３は、圧縮情報管理テーブル１３０３の一例を表した図である。圧縮情報管理テーブル１３０３は、最終記憶媒体に格納（ディステージ）された各データについての情報、及び当該データがキャッシュ１２６上にキャッシュされている場合、当該キャッシュ先のアドレス（キャッシュ１２６の提供するＬＢＡ１空間のアドレス）の情報を管理するためのテーブルである。圧縮情報管理テーブル１３０３の各エントリ（行）は、キャッシュメモリ１２６のアドレス（ＬＢＡ１空間上のアドレス）を格納するキャッシュアドレス（１３０３１）、格納先である最終記憶媒体の識別番号である圧縮ＶＯＬＬＤＥＶ＃１３０３２、当該最終記憶媒体のＬＢＡである圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３、データがベースデータ(Base)であるか更新データ(Update)であるかの属性１３０３４、キャッシュステータス（状態）１３０３５、圧縮後データサイズ１３０３６を保持する。キャッシュステータス１３０３５は、キャッシュ管理テーブル１３０１のキャッシュステータス１３０１４と同様に、Clean、Dirtyのいずれかの値が格納される。

　なお、圧縮情報管理テーブル１３０３の各エントリは、圧縮ＶＯＬＬＤＥＶ＃１３０３２及び圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３の小さい順に並んで格納されている。また圧縮情報管理テーブル１３０３の各エントリ（の圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３）には、伸長ＶＯＬの圧縮単位である８セクタ分の各領域に対応付けられている（あるいは過去に対応付けられていた）圧縮ＶＯＬのＬＢＡの情報が格納されるため、複数の圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３が格納されることがある。たとえば伸長ＶＯＬのある８セクタ分領域が２ＫＢ（４セクタ）のサイズに圧縮された場合、圧縮ＶＯＬ上に圧縮データが格納される場合には、圧縮ＶＯＬの４セクタ分の領域を占有するため、伸長ＶＯＬの当該８セクタ分領域に対応する圧縮情報管理テーブル１３０３のエントリの圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３には、４つのＬＢＡが格納される（たとえば図１３の行１３０３７）．また同様に複数のキャッシュアドレス１３０３１が格納されることがある。

　続いて図１４を用いて、フリーリスト７００について説明する。ストレージ装置１０は、ライトデータやリードデータをキャッシュメモリ１２６に格納する際に、キャッシュメモリ１２６の未使用領域（キャッシュデータが格納されていない領域）を確保する必要があるため、キャッシュメモリ１２６のＬＢＡ０空間、ＬＢＡ１空間それぞれの未使用領域一覧の情報を管理している。これをフリーリスト７００と呼び、一例を図１４に示している。フリーリスト７００には、フリーＬＢＡ０リスト７１０と、フリーＬＢＡ１リスト７２０があり、それぞれのリスト（７１０、７２０）には、未使用のＬＢＡ０／１（具体的にはキャッシュ管理テーブル１３０１や、圧縮情報管理テーブル１３０３の、キャッシュアドレス１３０１１、１３０３１に値が格納されていないＬＢＡ０／１）のリストが格納されている。ストレージコントローラ１００は、ＬＢＡ０空間の領域を確保する場合（たとえばホスト計算機４０からのライトデータを格納する場合）には、フリーＬＢＡ０リスト７１０に格納されている未使用の領域を選択してキャッシュ管理テーブル１３０１のキャッシュアドレス１３０１１にその値を格納し、ＬＢＡ１空間の領域を確保する場合（たとえば先に述べた、伸長ＶＯＬのデータを圧縮ＶＯＬに移動する処理の場合）には、フリーＬＢＡ１リスト７２０に格納されている未使用の領域を選択して圧縮情報管理テーブル１３０３のキャッシュアドレス１３０３１にその値を格納する。そして、確保したキャッシュメモリ１２６の領域が不要になった場合（たとえば、データがキャッシュ１２６からディステージされ、キャッシュ１２６上にデータを保持する必要がなくなった場合など）には、不要になったキャッシュメモリ１２６のアドレスの情報をキャッシュ管理テーブル１３０１または圧縮情報管理テーブル１３０３から削除し、削除されたアドレスの情報をフリーＬＢＡ０リスト７１０またはフリーＬＢＡ１リスト７２０への再び登録する。

　また、ストレージコントローラ１００は、図１５に示す領域管理テーブル６５０も有する。先に述べたとおり、本発明のストレージ装置１０は伸長ＶＯＬのデータを圧縮ＶＯＬへと移動する（対応づけられる）が、対応付けの範囲には制限が設けられている。具体的には、領域管理テーブル６５０のＶＶＯＬ＃６５１で特定される伸長ＶＯＬの、開始ＬＢＡ６５２から終端ＬＢＡ６５３で特定される領域のデータは、ＬＤＥＶ＃６５４で特定される圧縮ＶＯＬの、開始ＬＢＡ６５５と終端ＬＢＡ６５６で特定される領域にのみ移動（対応付け）される。これにより、たとえば図１５の例では、ＶＶＯＬ＃が０番の伸長ＶＯＬのＬＢＡ（開始ＬＢＡ６５２）０番からＬＢＡ（終端ＬＢＡ６５３）０ｘ１４ＦＦＦまでの範囲に書き込まれたデータは、ＬＤＥＶ＃（６５４）が０ｘ１２５番の圧縮ＶＯＬの、ＬＢＡ（開始ＬＢＡ６５５）０番からＬＢＡ（終端ＬＢＡ６５６）０ｘ１４ＦＦＦまでの領域にのみ格納される。なお、本発明の実施例では、伸長ＶＯＬの開始ＬＢＡ６５２から終端ＬＢＡ６５３で特定される領域、及び圧縮ＶＯＬの開始ＬＢＡ６５５と終端ＬＢＡ６５６で特定される領域のことを、「ページ」と呼ぶ。また、伸長ＶＯＬの開始ＬＢＡ６５２から終端ＬＢＡ６５３で特定される領域を「伸長ＶＯＬのページ」、そして圧縮ＶＯＬの開始ＬＢＡ６５５と終端ＬＢＡ６５６で特定される領域を、伸長ＶＯＬのページと区別して呼ぶ場合、「圧縮ＶＯＬのページ」と呼ぶ。そしてこのページが、後述するガベージコレクションを行う時の実行単位となる。

　また、最終書き込み位置６５７は、最後に伸長ＶＯＬから圧縮ＶＯＬへのデータの移動処理が行われた際に、データの移動先として決定された圧縮ＶＯＬ上の最後尾アドレスである。つまり、圧縮ＶＯＬの各ページの開始ＬＢＡ６５５から最終書き込み位置６５７までの領域は、伸長ＶＯＬから圧縮ＶＯＬへと移動されるデータが格納される領域であり、先に述べたディステージプログラムは、伸長ＶＯＬから圧縮ＶＯＬへのデータ移動処理を実行すると、最終書き込み位置６５７に、移動したデータ（圧縮後データ）のサイズを加算する処理も行う（たとえば移動したデータがＮセクタ分のサイズであれば、最終書き込み位置６５７に格納されている値にＮを加算する）。また「最終書き込み位置６５７＋１」から終端ＬＢＡ６５６までの領域は、未使用領域である。そのため、次回伸長ＶＯＬから圧縮ＶＯＬへのデータの移動を行う時には、最終書き込み位置６５７に記録されているアドレスの次のアドレス（最終書き込み位置６５７＋１）を先頭アドレスとしてデータを移動（圧縮ＶＯＬへの追記書き）すればよい。

　また、最終書き込み位置６５７がページの終端に達した場合、当該ページへの追記書きはできなくなるので、最終書き込み位置６５７がページの終端に達する前に、後述するガベージコレクション処理を行って、不要なデータを削除する必要がある。

　なお、図１５の例では、伸長ＶＯＬのページのサイズと圧縮ＶＯＬのページのサイズとは同じサイズとしているが、両者は必ずしも同じサイズである必要はなく、データが圧縮されることを期待して、圧縮ＶＯＬのページのサイズを伸長ＶＯＬのページのサイズよりも小さくする構成をとることも可能である。また各ページのサイズを同一サイズにする必要もない。さらに、１ページのサイズを１つの圧縮ＶＯＬ（最終記憶媒体１９０）のサイズと同じとする構成も可能である。ただし後述するガベージコレクション処理では１ページ分のデータを一旦キャッシュ１２６にステージングするため、１ページのサイズがキャッシュ１２６の記憶容量以下であることが、ページサイズの制限事項となる。本発明の実施例では説明の簡単化のため、各ページのサイズは同サイズで、かつ１ページのサイズはキャッシュ１２６の容量より十分小さいものとする。

　続いて、本発明のガベージコレクション処理について説明する。ガベージコレクションはページ単位に実行される。ガベージコレクションの実行契機は様々ありえる。たとえば伸長ＶＯＬのデータを圧縮ＶＯＬに移動する処理を行う際、データ移動先ページにデータを追記書きできる領域がないことを検知した時点で実行する、あるいはストレージコントローラ１００の負荷が低い時に、伸長ＶＯＬのデータを圧縮ＶＯＬに移動する処理とは非同期に、各ページの空き容量（データ追記書きを行うことができる、未使用領域の量。これは領域管理テーブル６５０に記録されている、終端ＬＢＡ６５６と最終書き込み位置６５７の差を計算することで算出できる）を確認し、空き容量が所定値以下のページについてガベージコレクションを行う等の方法があり得る。

　本発明のガベージコレクション処理の基本原理は、以下の通りである。はじめに、ガベージコレクション対象のページを１つ選択する。ページ選択の契機、方法は上記の通り、様々な方法を選択し得る。続いて選択したページのデータを全て、最終記憶媒体１９０からキャッシュ１２６上にステージングする。なお、ステージングの際には、キャッシュＬＢＡ１空間上に１ページ分の連続アドレス空間（領域）をステージング用の領域として確保し、その確保したキャッシュ１２６上領域にステージングを行う。ステージングと同時に圧縮情報管理テーブル１３０３の内容を更新する。具体的にはキャッシュ１２６上にステージングした各データのキャッシュアドレス１３０３１を登録する。

　続いて、キャッシュ１２６上にステージングしたデータを、伸長ＶＯＬに対応付ける。上ではリード処理で圧縮ＶＯＬのデータを疑似的に伸長ＶＯＬに移動する処理の概要を説明しているが、ここではそれと同様の処理を行う。たとえばストレージ装置１０が保持するアドレスマッピングテーブル６００の状態が、図１１に記載されているような状態であった場合、ＶＶＯＬ＃６０１が０番の伸長ＶＯＬの、ＬＢＡ６０２が０ｘ０８番のセクタを先頭とする８セクタ分の領域は、ＬＤＥＶ＃６０３が０ｘ１２５番の圧縮ＶＯＬの、ＬＢＡ６０４（Ｂａｓｅ）が０ｘ０５３０、０ｘ０５３１の２セクタ分の領域に対応付けられていることが分かる。そして圧縮情報管理テーブル１３０３には、今回ＧＣ処理対象の圧縮ＶＯＬのページ内データがそれぞれステージングされている、キャッシュメモリ１２６上の位置（ＬＢＡ１空間のアドレス）についての情報が格納されているため、ＬＤＥＶ＃６０３が０ｘ１２５番の圧縮ＶＯＬの、ＬＢＡ６０４（Ｂａｓｅ）が０ｘ０５３０、０ｘ０５３１のデータがステージングされているキャッシュ１２６上のアドレス（ＬＢＡ１）も判明する。

　そこで、伸長ＶＯＬの領域（ＶＶＯＬ＃６０１が０番の伸長ＶＯＬの、ＬＢＡ６０２が０ｘ０８番のセクタを先頭とする８セクタ分の領域）に対して、キャッシュメモリ１２６のＬＢＡ０アドレスを割り当て、先に説明したＬＢＡ０マッピングを用いて、圧縮ＶＯＬの、キャッシュ１２６上にステージングされているデータの格納されているＬＢＡ１アドレスを、伸長ＶＯＬ用に確保されているキャッシュ１２６のＬＢＡ０アドレスに対応付ける。これにより、圧縮ＶＯＬのデータが疑似的に伸長ＶＯＬに移動される。この処理を圧縮ＶＯＬのページ内データのうち、伸長ＶＯＬに対応付けられている最新のデータについてのみ行う（つまり伸長ＶＯＬのある領域に対して複数回更新があった場合には、圧縮ＶＯＬのページ内には更新前データ（ベースデータ）と更新後データ（アップデートデータ）とが格納されているはずだが、その場合にはアップデートデータのみが伸長ＶＯＬに移動される）ことにより、ホスト計算機４０が伸長ＶＯＬに対して書き込まれたデータのうち、最新のデータのみが抽出されて、伸長ＶＯＬに移動されることになる。

　そしてこの処理で伸長ＶＯＬに移動したデータについて、キャッシュ管理テーブル１３０１のキャッシュステータス１３０１４をDirtyにし、また圧縮情報管理テーブル１３０３内の情報のうち、今回のガベージコレクション処理対象ページ範囲のデータについての情報（具体的にはキャッシュアドレス１３０３１、属性１３０３３、状態１３０３４）をすべて削除する。

　こうすることで、ガベージコレクション前に最終記憶媒体１９０に存在した、今回のガベージコレクション対象のページのデータのうち、伸長ＶＯＬに対応付けられるべきデータはすべて、キャッシュメモリ１２６上に格納されたことになるので、最終記憶媒体１９０に存在している、今回のガベージコレクション対象のページのデータはすべて不要になる（削除されてよい）。そして、伸長ＶＯＬに対応付けられるべきデータはすべてDirty状態として管理されているので、ストレージコントローラ１００内で常時実行されている、伸長ＶＯＬに対応付けられたデータを圧縮ＶＯＬに移動し、ディステージを行う処理（先に述べたディステージプログラム）が実行されることによって、自動的に最終記憶媒体に格納される。このディステージプログラムは先に述べたとおり、キャッシュ管理テーブル１３０１で、キャッシュステータス１３０１４がDirtyに設定されているデータをディステージするが、ガベージコレクション処理によって、キャッシュ管理テーブル１３０１には必要なデータ（最新のデータ）の情報だけが格納され、かつキャッシュステータス１３０１４がDirtyに設定されている状態になっているので、ディステージプログラムが実行されると最新のデータだけがページ先頭から追記書きされる。そして不要なデータが最終記憶媒体から削除されたことと同じ効果が得られ、ガベージコレクションが実現される。

　ただし、これらすべての処理を、ストレージコントローラ１００のＣＰＵ１２０で実施すると、ＣＰＵ１２０の負担が大きい。そのため本発明の実施例におけるストレージ装置１０では、一部の処理をキャッシュ１２６で実行させるようにし、ＣＰＵ１２０の負荷をオフロードする。具体的にはキャッシュ１２６は、ＣＰＵ１２０からのコマンド（ガベージコレクション要求コマンド）を受信することにより、上で説明した、圧縮ＶＯＬのデータを伸長ＶＯＬへと疑似的に移動する処理を担う。

　図１６は、ストレージコントローラ１００からキャッシュ１２６へのガベージコレクション要求コマンド３３００とその完了応答３３１０の一例である。なお、ガベージコレクションは、ページ単位で実行するため、ストレージコントローラ１００は一旦最終記憶媒体１９０（圧縮ＶＯＬ）の１ページ分のデータをキャッシュメモリ１２６にステージングする。そしてこのステージングしたデータに対して不要な（未使用の）データを削除するガベージコレクションを行うが、その処理はストレージコントローラ１００からキャッシュ１２６へのガベージコレクション要求コマンド３３００を発行することにより、キャッシュ１２６で実施させる。

　ガベージコレクション要求コマンド３３００は、ガベージコレクション要求であるというオペレーションコード１１０１、コマンド識別のためのコマンドＩＤ１１０２という各コマンドに共通の情報に加え、ガベージコレクション要求コマンドに固有のコマンドパラメータとして、ガベージコレクションのために確保したキャッシュ領域のアドレス（ＬＢＡ１）を示すキャッシュＬＢＡ１アドレス３３０３、リスト数３３０４、１以上のガベージコレクション対象データ情報３３０５（以下では「対象データ情報３３０５」とも呼ばれる）を有する。また各ガベージコレクション対象データ情報３３０５には、圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１、サイズ３３０５２、伸長ＶＯＬアドレス３３０５３、ＬＢＡ開始アドレス３３０４３、属性３３０５５の情報の組（セット）が格納されている。なお、対象データ情報３３０５の数は、リスト数３３０４に格納されている値と等しい。

　なお、ガベージコレクション処理の際、ストレージコントローラ１００のＣＰＵ１２０は一旦最終記憶媒体１９０（圧縮ＶＯＬ）の１ページ分のデータをキャッシュメモリ１２６にステージングするが、ステージング前にキャッシュＬＢＡ１空間上に１ページ分の連続アドレス空間を確保する。キャッシュＬＢＡ１アドレス３３０３には、この確保したキャッシュ領域の先頭アドレス（ＬＢＡ１）が格納され、ガベージコレクション要求コマンド３３００がキャッシュ１２６に発行される前には、ＣＰＵ１２０はキャッシュＬＢＡ１アドレス３３０３を先頭アドレスとするキャッシュ１２６上領域に、１ページ分のデータを最終記憶媒体１９０からステージングして、格納しておく。

　伸長ＶＯＬアドレス３３０５３は、圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１、サイズ３３０５２で特定される、圧縮ＶＯＬ上の領域に対応付けられている伸長ＶＯＬ上の領域（４ＫＢ）の先頭アドレスを表す。またＬＢＡ０開始アドレス３３０５４は、伸長ＶＯＬアドレス３３０５３で特定される領域に割り当てられているキャッシュ空間（ＬＢＡ０空間）の先頭アドレスである。属性３３０５５には、ＢａｓｅまたはＵｐｄａｔｅのいずれかの値が格納され、属性３３０５５にＢａｓｅが格納されている場合、圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１、サイズ３３０５２で特定される、圧縮ＶＯＬ上の領域に、ベースデータが格納されていることを表し、属性３３０５５にＵｐｄａｔｅが格納されている場合には圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１、サイズ３３０５２で特定される、圧縮ＶＯＬ上の領域に、Ｕｐｄａｔｅデータが格納されていることを表す。

　ガベージコレクション要求コマンド３３００に対して、ガベージコレクションを完了したキャッシュ１２６はストレージコントローラ１００へ完了応答３３１０を返す。コマンド識別のためのコマンド番号３３１１、ガベージコレクションの成否を示すステータス１０２２、該当データのガベージコレクション後の圧縮サイズ３３１３を含む。

　ストレージコントローラ１００（のＣＰＵ１２０）がガベージコレクション要求コマンド３３００を作成する際、ガベージコレクション処理が行われる対象の圧縮ＶＯＬ上のページ（以下、対象ページと呼ぶ）内の全領域について、対象データ情報３３０５を作成する。具体的には、圧縮情報管理テーブル１３０３内の各エントリのうち、圧縮ＶＯＬＬＤＥＶ＃１３０３２、圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３で特定される領域が、ＧＣ対象ページ領域の範囲内であるエントリを抽出し、エントリごとに対象データ情報３３０５を作成する。たとえば圧縮情報管理テーブル１３０３の内容が図１３の状態である場合、先頭のエントリの圧縮ＶＯＬＬＤＥＶ＃１３０３２は０番、圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３は０～３番地で構成される２ＫＢ（圧縮後サイズ１３０３６に格納されている情報から判明する）の領域で、その属性１３０３４は“Ｂａｓｅ”である。この領域がＧＣ処理となったページ領域の範囲内である場合、作成される対象データ情報３３０５内の圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１には圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３に格納されている先頭アドレス（０番地）が、サイズ３３０５２には圧縮後サイズ１３０３６に格納されている情報（２ＫＢ）が、そして属性３３０５５には属性１３０３４に格納されている情報（Ｂａｓｅ）が格納された情報を作成する。そして対象データ情報３３０５内のその他の情報（伸長ＶＯＬアドレス３３０５３、ＬＢＡ０開始アドレス３３０５４）は、アドレスマッピングテーブル６００とキャッシュ管理テーブル１３０１から取得する。具体的には、アドレスマッピングテーブル６００の中から、圧縮ＶＯＬＬＤＥＶ＃１３０３２が０番、圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３が０～３番地である２ＫＢの領域に対応付けられた伸長ＶＯＬのＬＢＡを検索する。そして検索された伸長ＶＯＬのＬＢＡを、対象データ情報３３０５内の伸長ＶＯＬアドレス３３０５３に格納する。またキャッシュ管理テーブル１３０１を参照し、伸長ＶＯＬアドレス３３０５３で特定される領域のデータが格納されるべきキャッシュアドレス１３０１１を検索して、検索されたキャッシュアドレス１３０１１の情報を、対象データ情報３３０５内のＬＢＡ０開始アドレス３３０５４に格納することで、対象データ情報３３０５を作成する。そしてＣＰＵ１２０はこの処理を圧縮情報管理テーブル１３０３内の各エントリのうち、圧縮ＶＯＬＬＤＥＶ＃１３０３２、圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３で特定される領域が、今回ＧＣ対象となったページ領域の範囲内に属する全エントリについて実施する。

　また、対象データ情報３３０５（圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１、サイズ３３０５２、伸長ＶＯＬアドレス３３０５３、ＬＢＡ開始アドレス３３０５４、属性３３０５５の情報の組）が、コマンドパラメータに複数格納される場合（ほとんどの場合、対象データ情報３３０５は複数格納される）、ＣＰＵ１２０は複数の対象データ情報３３０５のうち、対象データ情報３３０５に含まれる圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１の値が最も小さい対象データ情報３３０５から順に、コマンドパラメータ中に格納されるように、ガベージコレクション要求コマンド３３００を作成する。

　図１７は、ガベージコレクション処理でストレージコントローラ１００（のＣＰＵ１２０）とキャッシュ１２６および最終記憶装置１９０が実行する処理の流れの概要図である。

　まずガベージコレクションのために必要なキャッシュ領域を確保する(Ｓ３３１)。ガベージコレクションのために必要なキャッシュ領域としては、最終記憶媒体１９０から圧縮ＶＯＬのＧＣ対象ページデータをステージングした際に、ステージングしたデータを格納するためのキャッシュ領域（ＬＢＡ１空間上領域を割り当てる）、及びＧＣ対象の圧縮ＶＯＬのページに対応付けられている伸長ＶＯＬのページ内の各領域に対して割り当てられるべきキャッシュ領域（ＬＢＡ０空間上領域を割り当てる）がある。キャッシュ領域の確保を行うと同時に、圧縮情報管理テーブル１３０３の各エントリのキャッシュアドレス１３０３１の欄に、確保したキャッシュ領域のＬＢＡ１アドレスを記録し、またキャッシュ管理テーブル１３０１の各エントリのキャッシュアドレス１３０１１にも確保したキャッシュ領域のＬＢＡ０アドレスを記録する。なおＧＣ対象ページのデータのうち、Dirty状態のデータがキャッシュ１２６に存在している場合、この時点でDirty状態のデータはディステージする。そしてその後に行われるＳ３３３以降の処理において、最終記憶媒体１９０から一括して１ページ分の領域をステージングする。

　続いてガベージコレクション中にデータの更新を防ぐためにガベージコレクション対象のデータ（伸長ＶＯＬ、圧縮ＶＯＬの１ページ分のデータ）についてロックを取得する(Ｓ３３２)。その後、最終記憶装置１９０からストレージコントローラ１００のバッファ領域１３０２に１ページ分のデータをステージングし、先に説明したライトコマンドをキャッシュ１２６に発行し、そのデータをＳ３３１で確保したキャッシュ１２６上の１ページ分の領域に格納する。(Ｓ３３３～Ｓ３３９)。ここでは、最終記憶媒体１９０から１ページ分の連続データを読み出せばよいので、ストレージコントローラ１００は最終記憶媒体１９０に対して１ページ分のデータを読み出すリードコマンドを１回だけ発行すればよい。

　圧縮ＶＯＬ上のデータをステージングした後、ストレージコントローラ１００は、ガベージコレクション要求コマンド３３００を各キャッシュ１２６に送信することで、ガベージコレクション要求を行う。ガベージコレクション要求コマンド３３００を受領したキャッシュ１２６が行う処理の詳細は後述する。

　キャッシュ１２６内でのガベージコレクションが完了すると、キャッシュ１２６は後述するガベージコレクション完了応答３３１０を送信してストレージコントローラ１００に完了通知する。この時点で、今回のガベージコレクションの対象となった伸長ＶＯＬのページ内全データ（以下、これを「対象データ」と呼ぶ）は、キャッシュ１２６のＬＢＡ０空間上アドレスに対応付けられた状態になっている。ストレージコントローラ１００は、キャッシュ管理テーブル１３０１内の全対象データについて、キャッシュステータス１３０１４をDirtyに変更する。その後、ストレージコントローラ１００は対象データのロックを解放し(Ｓ３３１３)、今回ガベージコレクション対象となったページ領域の範囲に該当するデータを削除する。具体的には、圧縮情報管理テーブル１３０３中の、圧縮ＶＯＬＬＤＥＶ＃１３０３２、圧縮ＶＯＬＬＢＡ１３０３３で特定される領域が、今回ＧＣ対象となったページ領域の範囲内である各エントリについて、キャッシュアドレス１３０３１に格納されているキャッシュ領域を解放する（キャッシュアドレス１３０３１に格納されていたアドレス情報をフリーＬＢＡ１リスト７２０に移し、キャッシュアドレス１３０３１の内容を削除する）。またアドレスマッピングテーブル６００の、今回ガベージコレクション対象となったページ領域の範囲に該当するＬＤＥＶ＃６０３、ＬＢＡ（Ｂａｓｅ）６０４、ＬＢＡ（Ｕｐｄａｔｅ）６０５の情報を削除し、同時に領域管理テーブル６５０の最終書き込み位置６５７を初期状態に戻す（具体的には最終書き込み位置６５７に開始ＬＢＡ６５５の値を格納する）(Ｓ３３１４)。これにより、今回のＧＣ処理において処理対象であったページが格納されていた最終記憶媒体１９０上の領域は未使用の状態になる（次回ディステージが行われる際には、ページ先頭から書き込みが行われる）。

　その後、今回のガベージコレクション処理とは非同期に実行されるディステージプログラムが実行される際には、今回のガベージコレクション処理で対象としたページのデータはすべてキャッシュ１２６上に存在し、かつ最新のデータのみがキャッシュ１２６上にDirty状態で存在している状態になっているので、ディステージプログラムの実行の結果、最新のデータのみ最終記憶媒体１９０に書きこまれ、不要なデータが削除された状態になる。また、今回のガベージコレクション処理が終了した後、即座にディステージプログラムを実行して、キャッシュ１２６のＬＢＡ０空間上アドレスに対応付けられた伸長ＶＯＬのページ内データを圧縮ＶＯＬへと疑似的に移動し、最終記憶媒体１９０にディステージするようにしてもよい。

　図１８は、ガベージコレクション要求コマンド３３００を受領したキャッシュ１２６での処理フローの一例である。

　ＦＭコントローラ４１０は、ガベージコレクション要求コマンド３３００を受領する(Ｓ３３１１０)。続いて受領したコマンドに存在する複数の対象データ情報３３０５について（原則として、ガベージコレクション要求コマンド３３００中に対象データ情報３３０５は複数存在する）、各対象データ情報３３０５の圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１及びサイズ３３０５２で特定される領域のデータがステージングされている、キャッシュ１２６上アドレスを算出する(Ｓ３３１１１)。ストレージコントローラ１００はガベージコレクション要求コマンド３３００を発行する前に、キャッシュＬＢＡ１アドレス３３０３を開始アドレスとするＬＢＡ１空間上の連続領域に、圧縮ＶＯＬ上のガベージコレクション対象ページのデータを、先頭から順にステージングしており、かつ複数の対象データ情報３３０５のうち、先頭の対象データ情報３３０５の圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１、サイズ３３０５２で特定される領域のデータは圧縮ＶＯＬ上のガベージコレクション対象ページの先頭データであるから、キャッシュＬＢＡ１アドレス３３０３で特定されるＬＢＡ１アドレスからサイズ３３０５２の範囲の領域に格納されている。そして、２番目以降の対象データ情報３３０５中の圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１、サイズ３３０５２で特定される領域のデータは、キャッシュ１２６上の次の位置（「キャッシュＬＢＡ１アドレス３３０３＋１番目の対象データ情報３３０５中のＬＢＡ１アドレス」で算出されるアドレス）から格納されている。したがって、キャッシュＬＢＡ１アドレス３３０３、そして各対象データ情報３３０５の圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１及びサイズ３３０５２を用いれば、各対象データ情報３３０５の圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１及びサイズ３３０５２で特定される領域のデータがステージングされている、キャッシュ１２６上アドレスが算出可能である。そのため、ストレージコントローラ１００のＣＰＵ１２０がガベージコレクション要求コマンド３３００を発行する際、圧縮ＶＯＬのページ内各データがステージングされているキャッシュ１２６上のＬＢＡ１アドレスを個別に指定する必要がない。ただし、別の実施形態として、ＦＭコントローラ４１０で圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１及びサイズ３３０５２で特定される各領域のデータがステージングされているキャッシュ１２６上アドレスの各々を算出する代わりに、ストレージコントローラ１００がガベージコレクション要求コマンド３３００のパラメータ中に、圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１及びサイズ３３０５２で特定される各領域のデータがステージングされている、それぞれのキャッシュ１２６上アドレス（ＬＢＡ１）を含めたコマンドを発行するようにしてもよい。

　つづいてコマンドの最後尾に格納されている対象データ情報３３０５の、圧縮ＶＯＬアドレス３３０５１、サイズ３３０５２、伸長ＶＯＬアドレス３３０５３、ＬＢＡ０開始アドレス３３０５４、属性３３０５５を抽出する(Ｓ３３１１２)。

　Ｓ３３１１３では、Ｓ３３１１２で抽出した情報のうち、伸長ＶＯＬアドレス３３０５３を確認し、このアドレスが今回のガベージコレクション処理において、まだ確認していないアドレスであった場合(Ｓ３３１１３:No)、本データは最新データであるとして、伸長ＶＯＬアドレス３３０５３に対応付けられているキャッシュＬＢＡ０空間アドレス（ＬＢＡ０開始アドレス３３０５４）に、ＬＢＡ１空間アドレスを対応付ける処理を、キャッシュ１２６内で内部的にＬＢＡ０マッピングコマンドの処理を実行して実施する。また、本データサイズがガベージコレクション後のサイズの一部となるため、サイズ３３０５２をガベージコレクション後のサイズに加算する(Ｓ３３１１５)。

　本ガベージコレクション処理で確認済みアドレスであった場合(Ｓ３３１１３:Yes)またはマッピング更新(Ｓ３３１１４)とサイズ加算(Ｓ３３１１５)を終えた場合、次の対象データ情報３３０４(コマンドパラメータ内の１つ前に格納されている対象データ情報３３０４)があるか確認する(Ｓ３３１１６)。次の対象データ情報３３０４がある場合(Ｓ３３１１６:Yes)、データ情報の抽出を行う(Ｓ３３１１８)。この処理はＳ３３１１２と同様である。そしてＳ３３１１３からＳ３３１１５の処理を繰り返す。次のデータ情報(Ｓ３３１１６:No)がない場合、ガベージコレクション対象の全データについて確認したため、加算したガベージコレクション後のサイズを含めて完了応答３３１０をストレージコントローラ１００へ送信する。

　以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明は、上で説明した実施例に開示の形態の他、種々の形態でも実施可能である。たとえば実施例に記載のストレージ装置において、コントローラ、あるいはコントローラ内の各要素が複数存在する構成をとることも可能である。また、実施例においてプログラムとして記載されている構成物の一部または全部を、ハードワイヤードロジックなどを用いたハードウェアによって実現する構成をとることも可能である。また実施例中の各プログラムをＤＶＤ等の記憶媒体に格納して提供する形態をとることも可能である。

　また、上で説明した実施例では、ストレージ装置はホスト計算機から伸長ＶＯＬの同一領域に対して複数回データの書き込み（更新）があった場合、更新前のデータの格納された最終記憶媒体上アドレスの情報と、更新後データの格納された最終記憶媒体上アドレスの情報の両方を管理していたが、変形例として、最も最近の（最新の）更新データの格納された最終記憶媒体上アドレスの情報のみをアドレスマッピングテーブル６００、圧縮情報管理テーブル１３０３で管理する構成もあり得、その場合でも本発明は有効である。

１０：ストレージ装置
２０：ネットワーク
４０：ホスト計算機
１００：コントローラ
１１０：インタフェースコントローラ
１２０：ＣＰＵ
１２６：キャッシュメモリ
１３０：メモリ
１４０：ＡＳＩＣ
１９０：最終記憶媒体

Claims

　プロセッサと、キャッシュ装置と、最終記憶媒体とを有するストレージ装置において、
　前記ストレージ装置はホスト計算機と接続され、前記ホスト計算機にボリュームを提供するよう構成され、前記ボリュームの各領域に対応付けられている前記最終記憶媒体上の領域の対応関係の情報を管理するマッピングテーブルを有し、
　前記プロセッサは、前記ホスト計算機から前記ボリュームに対するライト要求と前記ライト要求に伴うライトデータを受け付けると、前記キャッシュ装置に、前記ライトデータを圧縮させるとともに前記キャッシュ装置内の記憶領域に格納させた後、前記キャッシュ装置から、前記圧縮状態のライトデータを読み出して前記最終記憶媒体の所定サイズの領域内に格納するとともに、前記マッピングテーブルに、前記ライト要求のあった前記ボリュームの領域と、前記圧縮されたライトデータの格納された前記最終記憶媒体の領域との対応関係を記録し、
　さらに前記ホスト計算機から前記ライトデータを上書きするライト要求と該ライト要求に伴う更新データを受け付けると、前記キャッシュ装置に、前記更新データを圧縮させるとともに前記キャッシュ装置内の記憶領域に格納させた後、前記キャッシュ装置から、前記圧縮状態の更新データを読み出して前記最終記憶媒体の所定サイズの領域内の未使用領域に格納するとともに、前記マッピングテーブルに、前記ライトデータを上書きするライト要求のあった前記ボリュームの領域と、前記圧縮された更新データの格納された前記最終記憶媒体の領域との対応関係を記録するように構成されており、
　前記プロセッサは、前記最終記憶媒体の所定サイズの領域の空き容量が所定値以下になったことに応じて、前記所定サイズの領域に格納されている全データを読み出して前記キャッシュ装置へ格納し、前記マッピングテーブルに格納されている対応関係の情報に基づき、前記キャッシュ装置へと読み出されたデータのうち前記ボリュームの各領域に書き込まれた最新のデータを抽出し、前記抽出された最新のデータを前記最終記憶媒体の所定サイズの領域に対して、該領域の先頭から順にディステージすることを特徴とする、ストレージ装置。
　前記ストレージ装置は、前記ボリューム上の領域と、前記ボリューム上の領域を指定して前記ホスト計算機から書き込まれたデータを格納する前記キャッシュ装置上記憶領域のアドレスとの対応関係を管理するキャッシュ管理情報を有し、
　前記プロセッサは、前記マッピングテーブルに格納されている対応関係の情報に基づき、前記キャッシュ装置へと読み出されたデータのうち、前記ボリューム上の前記領域に対して前記ホスト計算機から書き込まれた最新のデータの格納されている前記キャッシュ装置上の前記記憶領域のアドレスを、前記領域に対応付けて前記キャッシュ管理情報に格納した後、前記キャッシュ装置上へと読み出されたデータのうち、前記キャッシュ管理情報に対応関係が格納されている前記キャッシュ装置上領域のデータを、前記最終記憶媒体の所定サイズの領域に対して、該領域の先頭から順にディステージすることを特徴とする、請求項１に記載のストレージ装置。
　前記キャッシュ装置は、前記プロセッサに対して第１の論理記憶空間と第２の論理記憶空間を提供し、
　前記プロセッサは、前記キャッシュ装置に前記ライト要求に伴うデータを圧縮して格納させる際、前記キャッシュ装置に対して前記第１の論理記憶空間のアドレスが指定された第１のデータ格納指示を前記ライトデータまたは更新データとともに発行し、前記キャッシュ装置は前記第１のデータ格納指示に応じて、前記ライトデータまたは更新データを圧縮して、当該圧縮された状態のデータを前記第１の前論理記憶空間のアドレスで特定される前記キャッシュ装置の記憶領域上の位置に格納し、
　前記プロセッサから、前記第１の論理記憶空間のアドレスが指定された第１のデータ読み出し指示を受け付けると、前記キャッシュ装置は前記第１の論理記憶空間のアドレスで特定される前記キャッシュ装置の記憶領域上の位置から、前記圧縮された状態のデータを読み出し、前記読み出されたデータを前記圧縮されていない状態に変換した後、外部に送信し、
　前記プロセッサから、前記第２の論理記憶空間のアドレスが指定された第２のデータ格納指示を、前記最終記憶媒体から読み出された前記圧縮されたライトデータまたは更新データとともに受け付けると、前記キャッシュ装置は前記圧縮されたライトデータまたは更新データを前記第２の前論理記憶空間のアドレスで特定される前記キャッシュ装置の記憶領域上の位置に格納し、
　前記プロセッサから、前記第２の論理記憶空間の第２アドレスと前記第１の論理空間の第１アドレスとをマッピングする指示を受け付けた後、前記第１アドレスが指定されたデータ読み出し指示を受け付けると、前記キャッシュ装置は、前記第２アドレスに格納された前記圧縮されたライトデータまたは更新データを読み出し、前記読み出されたデータを前記圧縮されていない状態に変換した後、外部に送信することを特徴とする、請求項２に記載のストレージ装置。
　前記ストレージ装置は、前記最終記憶媒体の所定サイズの領域の空き容量が所定値以下になったことに応じて、前記所定サイズの領域に格納されている全データを読み出し、前記キャッシュ装置の前記第２の論理記憶空間上の第３アドレスを指定して前記キャッシュ装置上記憶領域へ格納し、
　前記キャッシュ装置は、前記圧縮されたライトデータまたは更新データの前記最終記憶媒体上のアドレスと、前記ライトデータまたは更新データの対応付けられている前記ボリューム上領域のアドレスと、前記ボリューム上領域に対応付けられた前記キャッシュ装置上の前記第１の論理記憶空間上のアドレスとから構成される、複数の対象データ情報と、前記第３アドレスとがコマンドパラメータとして指定されたガベージコレクション要求コマンドを、前記プロセッサから受け付けると、
　前記キャッシュ装置へと読み出されたデータの前記第２の論理記憶空間上領域のうち、前記ボリュームに対して書き込まれた最新のデータの格納されている前記第２の論理記憶空間上アドレスと前記ボリューム上領域に対応付けられた前記第１の論理記憶空間上アドレスとをマッピングする処理を前記ボリューム上の各領域に対して行い、前記プロセッサに処理の完了を通知し、
　前記プロセッサは、前記処理の完了の通知を受け取ると、前記キャッシュ装置へと読み出されたデータの格納されている前記第２の論理記憶空間上アドレスを未使用状態にし、前記最終記憶媒体の所定サイズの領域を未使用状態にし、前記ボリューム上の各領域に対応付けられた、前記キャッシュ装置上の前記第１の論理空間上アドレスにより特定されるデータを、圧縮された状態で前記最終記憶媒体の所定サイズの領域の先頭から順にディステージする、
ことを特徴とする、請求項３に記載のストレージ装置。
　前記キャッシュ装置は、前記コマンドパラメータに同一の前記ボリューム上領域のアドレスを含む前記対象データ情報が複数含まれている場合、前記対象データ情報に含まれる前記最終記憶媒体上のアドレスが最も大きな前記対象データ情報を選択し、前記選択した対象データ情報に含まれる前記最終記憶媒体上のアドレスのデータが格納されているキャッシュ装置上のアドレスを算出し、該算出されたアドレスと前記選択した対象データ情報に含まれる前記第１の論理記憶空間上アドレスとをマッピングする処理を行うことを特徴とする、請求項４に記載のストレージ装置。
　ストレージ装置の制御方法であって、
　前記ストレージ装置はプロセッサと、キャッシュ装置と、最終記憶媒体とを有し、前記ストレージ装置に接続されるホスト計算機に対してボリュームを提供するよう構成され、前記ボリュームの領域と、該領域に対応付けられている前記最終記憶媒体上の領域との対応関係の情報を管理するマッピングテーブルを有するストレージ装置であって、
　前記プロセッサは、
　前記ホスト計算機から前記ボリュームに対するライト要求と前記ライト要求に伴うライトデータを受け付けると、前記キャッシュ装置に、前記ライトデータを圧縮させるとともに前記キャッシュ装置内の記憶領域に格納させた後、前記キャッシュ装置から、前記圧縮状態のライトデータを読み出して前記最終記憶媒体の所定の位置に格納するとともに、前記マッピングテーブルに前記ライト要求のあった前記ボリュームの領域と、前記圧縮されたライトデータの格納された前記最終記憶媒体の領域との対応関係を記録し、
　前記ホスト計算機から前記ライトデータを上書きするライト要求と該ライト要求に伴う更新データを受け付けると、前記キャッシュ装置に、前記更新データを圧縮させるとともに前記キャッシュ装置内の記憶領域に格納させた後、前記キャッシュ装置から、前記圧縮状態の更新データを前記最終記憶媒体の前記所定の位置とは異なる位置に格納するとともに、前記マッピングテーブルに前記ライトデータを上書きするライト要求のあった前記ボリュームの領域と、前記圧縮された更新データの格納された前記最終記憶媒体の領域との対応関係を記録し、
　前記最終記憶媒体の所定サイズの領域の空き容量が所定値以下になった場合、前記所定サイズの領域に格納されている全データを読み出して前記キャッシュ装置へ格納し、前記マッピングテーブルに格納されている対応関係の情報に基づき、前記キャッシュ装置へと読み出されたデータのうち前記ボリュームの各領域に対して書き込まれた最新のデータを抽出し、前記抽出された最新のデータを前記最終記憶媒体の所定サイズの領域に対して、該領域の先頭から順にディステージすることにより、前記所定サイズの領域のガベージコレクションを行う、
ことを特徴とする、ストレージ装置の制御方法。
　前記ストレージ装置は、前記ボリューム上の領域と、前記ボリューム上の領域を指定して前記ホスト計算機から書き込まれたデータを格納する前記キャッシュ装置上記憶領域のアドレスとの対応関係を管理するキャッシュ管理情報を有し、
　前記所定サイズの領域のガベージコレクションを行う際、前記プロセッサは、前記キャッシュ装置へと読み出されたデータのうち、前記ボリューム上の前記領域に対して前記ホスト計算機から書き込まれた最新のデータの格納されている前記キャッシュ装置上の前記記憶領域のアドレスを、前記領域に対応付けて前記キャッシュ管理情報に格納した後、前記キャッシュ装置上へと読み出されたデータのうち、前記キャッシュ管理情報に対応関係が格納されている前記キャッシュ装置上領域のデータを、前記最終記憶媒体の所定サイズの領域に対して、該領域の先頭から順にディステージすることを特徴とする、
請求項６に記載のストレージ装置の制御方法。
　前記キャッシュ装置は、前記プロセッサに対して第１の論理記憶空間と第２の論理記憶空間を提供し、
　前記キャッシュ装置は、前記プロセッサから前記第１の論理記憶空間のアドレスが指定された第１のデータ格納指示を前記ライトデータまたは更新データとともに受け付けると、前記ライトデータまたは更新データを圧縮して、当該圧縮された状態のデータを前記第１の前論理記憶空間のアドレスで特定される前記キャッシュ装置の記憶領域上の位置に格納し、
　前記プロセッサから、前記第１の論理記憶空間のアドレスが指定された第１のデータ読み出し指示を受け付けると、前記キャッシュ装置は前記第１の論理記憶空間のアドレスで特定される前記キャッシュ装置の記憶領域上の位置から、前記圧縮された状態のデータを読み出し、前記読み出されたデータを前記圧縮されていない状態に変換した後、外部に送信し、
　前記プロセッサから、前記第２の論理記憶空間のアドレスが指定された第２のデータ格納指示を、前記最終記憶媒体から読み出された前記圧縮されたライトデータまたは更新データとともに受け付けると、前記キャッシュ装置は前記圧縮されたライトデータまたは更新データを前記第２の前論理記憶空間のアドレスで特定される前記キャッシュ装置の記憶領域上の位置に格納し、
　前記プロセッサから、前記第２の論理記憶空間の第２アドレスと前記第１の論理空間の第１アドレスとをマッピングする指示を受け付けた後、前記第１アドレスが指定されたデータ読み出し指示を受け付けると、前記キャッシュ装置は、前記第２アドレスに格納された前記圧縮されたライトデータまたは更新データを読み出し、前記読み出されたデータを前記圧縮されていない状態に変換した後、外部に送信することを特徴とする、
請求項７に記載のストレージ装置の制御方法。
　前記プロセッサは、前記所定サイズの領域のガベージコレクションを行う際、
　前記所定サイズの領域に格納されている全データを読み出し、前記キャッシュ装置の前記第２の論理記憶空間上の第３アドレスを指定して前記キャッシュ装置上記憶領域へ格納し、
　前記圧縮されたライトデータまたは更新データの前記最終記憶媒体上のアドレスと、前記ライトデータまたは更新データの対応付けられている前記ボリューム上領域のアドレスと、前記ボリューム上領域に対応付けられた前記キャッシュ装置上の前記第１の論理記憶空間上のアドレスとから構成される、複数の対象データ情報と、前記第３アドレスとがコマンドパラメータとして指定されたガベージコレクション要求コマンドを、前記キャッシュ装置に発行し、
　前記キャッシュ装置は、前記キャッシュ装置へと読み出されたデータの前記第２の論理記憶空間上領域のうち、前記ボリュームに対して書き込まれた最新のデータの格納されている前記第２の論理記憶空間上アドレスと前記ボリューム上領域に対応付けられた前記第１の論理記憶空間上アドレスとをマッピングする処理を前記ボリューム上の各領域に対して行い、前記プロセッサに処理の完了を通知し、
　前記プロセッサは、前記処理の完了の通知を受け取ると、前記キャッシュ装置へと読み出されたデータの格納されている前記第２の論理記憶空間上アドレスを未使用状態にし、前記最終記憶媒体の所定サイズの領域を未使用状態にし、前記ボリューム上の各領域に対応付けられた、前記キャッシュ装置上の前記第１の論理空間上アドレスにより特定されるデータを、圧縮された状態で前記最終記憶媒体の所定サイズの領域の先頭から順にディステージする、
ことを特徴とする、請求項８に記載のストレージ装置の制御方法。
　前記キャッシュ装置は、前記コマンドパラメータに同一の前記ボリューム上領域のアドレスを含む前記対象データ情報が複数含まれている場合、前記対象データ情報に含まれる前記最終記憶媒体上のアドレスが最も大きな前記対象データ情報を選択し、前記選択した対象データ情報に含まれる前記最終記憶媒体上のアドレスのデータが格納されているキャッシュ装置上のアドレスを算出し、該算出されたアドレスと前記選択した対象データ情報に含まれる前記第１の論理記憶空間上アドレスとをマッピングする処理を行うことを特徴とする、請求項９に記載のストレージ装置の制御方法。