【手続補正書】
【提出日】平成17年1月7日(2005.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】階層ストレージ装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類のストレージ媒体を有するストレージ装置であって、
各前記ストレージ媒体へのデータの入出力を制御するコントローラ
を備え、
前記コントローラは、前記ストレージ媒体に記録された前記データに対するアクセス回数に基づいて、該データのアクセス頻度の遷移の予測値である遷移予測値を算出し、算出した前記遷移予測値に基づいて、前記複数種類のストレージ媒体の中から該データを配置するストレージ媒体を選択することを特徴とする階層ストレージ装置。
【請求項２】
前記複数のストレージ媒体は、それぞれデータ転送速度及び応答速度の少なくとも一方が異なることを特徴とする請求項１記載の階層ストレージ装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記ストレージ媒体に記録された前記データに対する単位時間毎の実際の前記アクセス回数を記録し、該アクセス回数の履歴に基づいて該データに対する前記アクセス頻度の遷移予測値を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の階層ストレージ装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記データ対する前記アクセス頻度の遷移予測値を算出する際に、前記データを該ストレージ媒体から他の前記ストレージ媒体に転送するのに要する時間が前記単位時間を超える場合には、前後の前記単位時間毎の前記アクセス回数に基づいて該データに対する前記アクセス頻度の遷移予測値を算出することを特徴とする請求項３記載の階層ストレージ装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記単位時間の前記データのアクセス回数を所定期間蓄積し、蓄積した前記アクセス回数に基づいて該データの前記アクセス頻度の遷移予測値を算出し、算出した前記遷移予測値に従って、予想されるアクセスに対して配置を最適化するように、該データをデータ転送速度及び又は応答速度が高速の前記ストレージ媒体と、前記データ転送速度及び又は前記応答速度が低速の前記ストレージ媒体との間で移動させることを特徴とする請求項３記載の階層ストレージ装置。
【請求項６】
それぞれデータ転送速度及び応答速度の少なくとも一方が異なる複数種類のストレージ媒体と、各前記ストレージ媒体へのデータの入出力を制御するコントローラとを有するストレージ装置であって、
前記ストレージ媒体に書込み及び又は読出しを行う前記データの最小単位の整数倍のデータブロックに対する単位時間毎のアクセス及び更新を記録し、所定単位期間その記録を管理蓄積し、前記データブロックに対するアクセス及び更新の周期を求め、求めた前記周期における各前記ストレージ媒体に対するデータ量の総和を求める変動予測機構を備えることを特徴とする階層ストレージ装置。
【請求項７】
それぞれデータ転送速度及び応答速度の少なくとも一方が異なる複数種類のストレージ媒体と、各前記ストレージ媒体へのデータの入出力を制御するコントローラとを有するストレージ装置であって、
磁気ディスクドライブをＲＡＩＤ(Redundant Arrays of Independent Disks)構成にした前記ストレージ媒体を有し、
前記コントローラは、前記データの単位時間あたりのアクセス回数からなる所定の閾値に基づいて、前記複数種類のストレージ媒体の中から前記データを配置する前記ストレージ媒体を選択し、
前記ＲＡＩＤ構成の前記ストレージ媒体に対応付けられた階層が、前記閾値の上限と下限の差異が最大になるように前記閾値を設定することを特徴とする階層ストレージ装置。
【請求項８】
それぞれデータ転送速度及び応答速度の少なくとも一方が異なる複数種類のストレージ媒体と、各前記ストレージ媒体へのデータの入出力を制御するコントローラとを有するストレージ装置において、
前記コントローラは、前記ストレージ媒体に記録された前記データに対するアクセス回数に基づいて、該データのアクセス頻度の遷移の予測値である遷移予測値を算出し、算出した前記データのアクセス頻度の遷移予測値に基づいて、前記データ転送速度又は前記応答速度に応じて各前記ストレージ媒体にそれぞれ対応付けられた各階層毎の必要容量をそれぞれ算出することを特徴とする階層ストレージ装置。
【請求項９】
データ転送速度及び又は応答速度がそれぞれ異なる複数種類のストレージ媒体と、
各前記ストレージ媒体へのデータの入出力を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記ストレージ媒体に記録された前記データに対する単位時間毎のアクセス回数に基づいて、該データのアクセス頻度の遷移の予測値である遷移予測値を算出し、算出した前記遷移予測値に基づいて該データに対するアクセス又は更新の周期を求め、求めた前記周期に基づいて前記複数種類のストレージ媒体の中から該データを配置するストレージ媒体を選択し、選択した前記ストレージ媒体に前記データを予め転送することを特徴とする階層ストレージ装置。
【請求項１０】
磁気ディスクドライブをＲＡＩＤ(Redundant Arrays of Independent Disks)構成にした、応答速度が高速なストレージ媒体である磁気ディスク装置と、
前記磁気ディスク装置よりも前記応答速度が高速なストレージ媒体である第１の半導体メモリと、
前記磁気ディスク装置よりも前記応答速度が低速なストレージ媒体である光ディスクライブラリと、
前記磁気ディスク装置よりも前記応答速度が低速なストレージ媒体である磁気テープライブラリと、
各前記ストレージ媒体へのデータの入出力を制御する制御部と、
前記ストレージ媒体に記録された各データに対する単位時間毎のアクセス回数を記録したリストを格納する第２の半導体メモリと、
を備え、
前記制御部は、前記ストレージ媒体に記録された前記データがアクセスされる毎に前記第２の半導体メモリに格納された上記リストの対応する前記アクセス回数を１増加させ、該リストに記録された前記データの前記アクセス回数に基づいて前記データのアクセス頻度の遷移の予測値である遷移予測値を算出し、算出した該遷移予測値に基づいて前記データを配置する前記ストレージ媒体を選択し、選択した前記ストレージ媒体に該データを移動させるように、対応する前記ストレージ媒体を制御することを特徴とする階層ストレージ装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願発明に係る階層ストレージ装置は、複数種類の各前記ストレージ媒体へのデータの入出力を制御するコントローラが、前記ストレージ媒体に記録された前記データに対するアクセス回数に基づいて、該データのアクセス頻度の遷移の予測値である遷移予測値を算出し、算出した前記遷移予測値に基づいて、前記複数種類のストレージ媒体の中から該データを配置するストレージ媒体を選択することを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また本発明に係る階層ストレージ装置は、前記ストレージ媒体に書込み及び又は読出しを行う前記データの最小単位の整数倍のデータブロックに対する単位時間毎のアクセス及び更新を記録し、所定単位期間その記録を管理蓄積し、前記データブロックに対するアクセス及び更新の周期を求め、求めた前記周期における各前記ストレージ媒体に対するデータ量の総和を求める変動予測機構を備えることを特徴とするものである。
また本発明に係る階層ストレージ装置は、磁気ディスクドライブをＲＡＩＤ(Redundant Arrays of Independent Disks)構成にした前記ストレージ媒体を有し、前記コントローラが、前記データの単位時間あたりのアクセス回数からなる所定の閾値に基づいて、前記複数種類のストレージ媒体の中から前記データを配置する前記ストレージ媒体を選択し、前記ＲＡＩＤ構成の前記ストレージ媒体に対応付けられた階層が、前記閾値の上限と下限の差異が最大になるように前記閾値を設定することを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
さらに本発明に係る階層ストレージ装置は、各前記ストレージ媒体へのデータの入出力を制御するコントローラが、前記ストレージ媒体に記録された前記データに対するアクセス回数に基づいて、該データのアクセス頻度の遷移の予測値である遷移予測値を算出し、算出した前記データのアクセス頻度の遷移予測値に基づいて、前記データ転送速度又は前記応答速度に応じて各前記ストレージ媒体にそれぞれ対応付けられた各階層毎の必要容量をそれぞれ算出することを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
さらに本発明に係る階層ストレージ装置は、各前記ストレージ媒体へのデータの入出力を制御するコントローラが、前記ストレージ媒体に記録された前記データに対する単位時間毎のアクセス回数に基づいて、該データのアクセス頻度の遷移の予測値である遷移予測値を算出し、算出した前記遷移予測値に基づいて該データに対するアクセス又は更新の周期を求め、求めた前記周期に基づいて前記複数種類のストレージ媒体の中から該データを配置するストレージ媒体を選択し、選択した前記ストレージ媒体に前記データを予め転送することを特徴とするものである。
さらに本発明に係る階層ストレージ装置は、磁気ディスクドライブをＲＡＩＤ(Redundant Arrays of Independent Disks)構成にした、応答速度が高速なストレージ媒体である磁気ディスク装置と、前記磁気ディスク装置よりも前記応答速度が高速なストレージ媒体である第１の半導体メモリと、前記磁気ディスク装置よりも前記応答速度が低速なストレージ媒体である光ディスクライブラリと、前記磁気ディスク装置よりも前記応答速度が低速なストレージ媒体である磁気テープライブラリと、各前記ストレージ媒体へのデータの入出力を制御する制御部と、前記ストレージ媒体に記録された各データに対する単位時間毎のアクセス回数を記録したリストを格納する第２の半導体メモリと、を備え、前記制御部は、前記ストレージ媒体に記録された前記データがアクセスされる毎に前記第２の半導体メモリに格納された上記リストの対応する前記アクセス回数を１増加させ、該リストに記録された前記データの前記アクセス回数に基づいて前記データのアクセス頻度の遷移の予測値である遷移予測値を算出し、算出した該遷移予測値に基づいて前記データを配置する前記ストレージ媒体を選択し、選択した前記ストレージ媒体に該データを移動させるように、対応する前記ストレージ媒体を制御することを特徴とするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
コントローラがこのリスト上に既に存在しているデータブロックに対してアクセスを行った場合には、該当するデータブロックの該当単位時間のアクセス回数記録を一つ増加させた後、該当データの所在を調査し、上位装置からの命令に基づいて書き込み処理や読み出し処理がなされる。この所在調査は、高速ストレージ媒体から順次行われ、アクセス対象のデータブロックがまずキャッシュメモリ２０３に存在するか否かが調査される。キャッシュメモリ２０３上に存在する場合には、そこからデータブロックが所望の個所に転送される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
キャッシュメモリ２０２に存在し無い場合には、半導体メモリ３０１に存在するか否か、磁気ディスクからなるＲＡＩＤ３０２に存在するかどうかが順次調査され、存在する場合には、そこから所望の個所にデータブロックの転送が行われる。更に、無い場合には、低速ストレージ階層を調査して、そこからデータブロックの転送が行われる。低速ストレージ媒体からの転送の際には、該当データは高速ストレージ媒体に分類されるＲＡＩＤ３０２に移動され、併せてキャッシュメモリ２０３上に一次保存される。キャッシュメモリ２０３が不足している場合には、同じく半導体で構成される半導体メモリ３０１に蓄積される。コントローラは、このようにして、所定の期間、単位期間毎のアクセス履歴を蓄積する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、階層C及び階層Dはアクセス頻度が低いデータブロックを割り当てるのに適した光ディスクライブラリや磁気テープライブラリなどが相当する。これらは、その階層構造のストレージ媒体を有する階層ストレージ装置の構成に応じて区分するようにしておけば良い。ところで、ある単位時間においては、急激なアクセス回数の増加や減少により、周期の傾きが複数階層を跨ぐようになることがある。この場合には、各階層間でのデータブロック読出しの所要時間と各階層間の転送時間との合計(ｔ)と遷移時間を比較し、本傾きによるデータブロック移動処理を行うことが適している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
データのアクセス頻度の遷移がある周期で共通した動きをする場合は、その周期ごとに、見直しを図りながら常にデータ配置の最適化を図ることが可能であるし、また、後述する外的な要因によって遷移予測が可能な場合は、その遷移予測値を予めコントローラ内のメモリに登録しておくことで、その最適化配置を制御するようにしておくこともできる。
このようにこの階層ストレージ装置では、アクセス頻度が周期的なデータに対しては、一定期間使用されないため、一度低速ストレージ媒体に保存したデータでも、そのデータが使用されると予測される時期には、高速ストレージ媒体に予めコピーすることができるので、実際の使用時には、低速ストレージ媒体にアクセスすることなく、高速にデータにアクセスできる。
また、アクセス頻度が周期から外れたデータに対しては、最終アクセスから時間が経過していなくても、低速ストレージ媒体に移動することで、高速ストレージ媒体に空き容量を確保することができ、他のデータが高速ストレージ媒体を使用する際のオーバーヘッドを削減することができる。
更には、各階層の必要ストレージ媒体容量が予測できることにより、移動すべきデータブロックが、移動先の記憶媒体の容量不足から移動できないというような事態を回避し、急激なデータ集中にも対応可能になる。これらのことにより複数タイプのストレージ媒体を含む階層ストレージシステムの動作効率を上げることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また本願実施例としては、データブロックを各種ストレージ媒体への最適配置を図る基準となるグラフを単位時間のアクセス回数の変移を算出することで取得したが、解決しようとする課題の欄で述べたように、季節や、時間、或いは気候、株価のような外的な要因とデータブロックへのアクセス頻度が関連する場合には、予めこれらの外的要因によるデータブロックのアクセス頻度を予測し、それらに基づいてデータブロック配置先が予め制御されるように構成することができる。
さらに本願実施例としては、応答速度が異なる複数種類のストレージ媒体を有する階層ストレージ装置に本願発明を適用するようにしたが、本願発明は、それぞれデータ転送速度及び及び応答速度の少なくとも一方が異なる複数種類のストレージ媒体を有する階層ストレージ装置に広く適用することができる。
さらに本願実施例としては、コントローラ２０１内のCPU２０７とそのCPU２０７によって実行されるマイクロプログラムで構成される変動予測機構が各データブロックのアクセス状態の総和を求めることにより、各階層のストレージ媒体に対する使用容量予測を行う場合について述べたが、かかる変動予測機構が、ストレージ媒体に書込み及び又は読出しを行うデータの最小単位の整数倍のデータブロックに対する単位時間毎のアクセス及び更新を記録し、所定単位期間その記録を管理蓄積し、データブロックに対するアクセス及び更新の周期を求め、求めた周期における各ストレージ媒体に対するデータ量の総和を求めるようにしても良い。
さらに本願実施例としては、データブロックに対するアクセス履歴に対し、階層ストレージ装置を構成する各階層のストレージ容量により求められる各閾値を設定することにより、各単位時間のアクセス回数を基準に閾値を設定するようにした場合について述べたが、この場合におけるRAID３０２で構成される階層の閾値を、当該閾値の上限と下限の差異が最大となるように設定するようにしても良い。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、常にデータ配置の最適化を図ることができ、かくしてデータに対して高速にアクセスし得る階層ストレージ装置を提供することができる。