(57)【要約】      （修正有）【課題】記憶装置に設けられた、記憶媒体を有する記憶部の交換回数を低減する記憶装置及び記憶方法を提供する。【解決手段】記憶装置１は、情報処理装置５と接続して用いる記憶装置１であって、第一の記憶媒体２０を有する、第一の記憶部２と、第二の記憶媒体２２とを用いて、第一の記憶媒体２０の一部の領域を代替する第二の記憶部３と、第一の記憶部２と第二の記憶部３とを制御する、制御部４と、を有する。【選択図】図２
2019153076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置と接続して用いる記憶装置であって、
第一の記憶媒体を有する、第一の記憶部と、
第二の記憶媒体を用いて、前記第一の記憶媒体の一部の領域を代替する、第二の記憶部と、
前記第一の記憶部と前記第二の記憶部とを制御する、制御部と、
を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項２】
請求項１に記載の記憶装置であって、
前記制御部は、前記第一の記憶部の記憶領域において、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を検出した場合、前記第一の記憶部の不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を代替する代替領域を、前記第二の記憶部に設定する
ことを特徴とする記憶装置。
【請求項３】
請求項２に記載の記憶装置であって、
前記記憶装置に複数の前記第二の記憶部が設けられている場合、
前記制御部は、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を複数検出した場合、前記代替領域を、複数の前記第二の記憶部に分けて設定する
ことを特徴とする記憶装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の記憶装置であって、
前記情報処理装置に複数の前記記憶装置が接続されている場合、
前記制御部は、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を検出した場合、前記代替領域を、前記記憶装置と別の記憶装置に設けられた第二の記憶部に設定する
ことを特徴とする記憶装置。
【請求項５】
第一の記憶媒体を有する第一の記憶部と、第二の記憶媒体を有する第二の記憶部とを有する、情報処理装置と接続して用いる、記憶装置の制御方法であって、
（Ａ）前記第一の記憶媒体の一部の領域に記憶する情報を、前記第一の記憶媒体の一部の領域を代替する、前記第二の記憶部に記憶する、ステップ
を有することを特徴とする記憶装置の制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の記憶装置の制御方法であって、
前記（Ａ）のステップにおいて、前記第一の記憶部の記憶領域において、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を検出した場合、前記第一の記憶部の不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を代替する代替領域を、前記第二の記憶部に設定する
ことを特徴とする記憶装置の制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の記憶装置の制御方法であって、
前記記憶装置に複数の前記第二の記憶部が設けられている場合、
前記（Ａ）のステップにおいて、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を複数検出した後、前記代替領域を、複数の前記第二の記憶部に分けて設定する
ことを特徴とする記憶装置の制御方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の記憶装置の制御方法であって、
前記情報処理装置に複数の前記記憶装置が接続されている場合、
前記（Ａ）のステップにおいて、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を検出した後、前記代替領域を、前記記憶装置と別の記憶装置に設けられた第二の記憶部に設定する
ことを特徴とする記憶装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置に接続して用いる記憶装置及び記憶方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理装置から取り外して交換ができる記憶装置において、記憶装置が有する記憶部に設けられた、半導体素子メモリにより構成された記憶媒体の一部が劣化した場合、記憶媒体の一部の劣化であるにもかかわらず、その記憶装置を新しい記憶装置と交換している。ところが、記憶装置は高価であるため、交換費用が嵩む。そのため、新しい記憶装置と交換する時期をなるべく延長したいという要望がある。そこで、記憶媒体の寿命を延長するため、ウェアレベリングなどの方法を用いて、記憶媒体の一部に書き換えが集中しないようにし、記憶媒体の寿命を延ばしている。
【０００３】
ＮＡＮＤ（Negative AND）型フラッシュメモリにより構成された記憶媒体を有するＳＳＤ（Solid State Drive）について説明する。例えば、記憶容量が小さいＳＳＤの場合、ＳＳＤは安価であるため、利用者は抵抗なく新しいＳＳＤに交換している。対して、記憶容量が大きいＳＳＤの場合、ＳＳＤは高価であるため、上述したウェアレベリングにより、記憶媒体の一部に書き換えが集中しないようにし、記憶媒体の寿命を延ばしている。
【０００４】
関連する技術として、例えば、特許文献１が開示されている。特許文献１には、二つの記憶装置（ＲＡＩＤ：Redundant Arrays of Inexpensive Disks）と、それら記憶装置を制御する制御部とを有する、情報処理装置に接続して用いる装置が、開示されている。開示された装置は、記憶装置の一部（ディスク：ＨＤＤ：Hard Disk Drive）が故障した場合、二つの記憶装置それぞれに設けられる冗長性を確保する冗長ディスクを利用し、改めて二つの記憶装置に対する冗長情報を生成する。詳細には、開示の装置は、一方の記憶装置に設けられたディスクが故障した場合、一方の記憶装置に設けられた正常なディスクの情報と、冗長ディスクの情報と、他方の記憶装置に設けられたディスクの情報とに基づいて、二つの記憶装置のディスクの情報に対する冗長情報を生成する。そして、開示の装置は、生成した冗長情報を、他方の記憶装置に設けられた冗長ディスクに書き込む。このようにすることで、記憶装置は、記憶装置にホットスペアディスクを設けなくても、冗長性を確保できる。更に、記憶装置は、ホットスペアディスクを用いないため、ホットスペアディスク分の価格を抑えることができる
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２００４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したウェアレベリングにより、ＳＳＤに設けられる記憶媒体の一部に書き換えが集中しないようにしても、いつかは記憶媒体の一部において書き込み制限回数を超えるため、ＳＳＤを交換しなくてはならない。
【０００７】
また、特許文献１に開示された装置においては、故障したディスクを用いないため、故障したディスクの交換時期を延ばすことはできるが、故障したディスクは、いつかは交換しなくてはならない。
【０００８】
そこで、記憶容量が大きい高価な記憶装置を、新しい記憶装置へ交換する時期を、更に
延長したいという要望がある。すなわち、記憶容量が大きい高価な記憶装置を交換する回数をなるべく減らしたいという要望がある。
【０００９】
本発明の目的の一例は、記憶装置に設けられた、記憶媒体を有する記憶部の交換回数を低減する記憶装置及び記憶方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の一側面における、情報処理装置と接続して用いる記憶装置は、
第一の記憶媒体を有する、第一の記憶部と、
第二の記憶媒体を用いて、前記第一の記憶媒体の一部の領域を代替する、第二の記憶部と、
前記第一の記憶部と前記第二の記憶部とを制御する、制御部と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における、第一の記憶媒体を有する第一の記憶部と、第二の記憶媒体を有する第二の記憶部とを有する、情報処理装置と接続して用いる、記憶装置の制御方法は、
（Ａ）前記第一の記憶媒体の一部の記憶領域に記憶する情報を、前記第一の記憶媒体の一部の記憶領域を代替する、前記第二の記憶部に記憶する、ステップ
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、記憶装置に設けられた、記憶媒体を有する記憶部の交換回数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、記憶装置を有するシステムの一例を示す図である。
【図２】図２は、記憶装置を有するシステムの具体例を示す図である。
【図３】図３は、第一の変形例を示す図である。
【図４】図４は、第二の変形例を示す図である。
【図５】図５は、記憶装置の代替領域の設定動作の一例を示す図である。
【図６】図６は、使用状況情報のデータ構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における、記憶装置及び制御方法について、図１から図６を参照しながら説明する。
【００１５】
［装置構成］
最初に、図１を用いて、本実施の形態における記憶装置の構成について説明する。図１は、記憶装置を有するシステムの一例を示す図である。
【００１６】
図１に示す本実施の形態における記憶装置１は、記憶装置１に設けられた、記憶部２（第一の記憶部）の交換回数を低減することができる装置である。図１に示すように、記憶装置１は、記憶部２と、記憶部３（第二の記憶部）と、制御部４と有する。また、記憶装置１は、サーバコンピュータ、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置５に接続して用いる。
【００１７】
このうち、記憶部２は、記憶媒体を有する。具体的には、記憶部２は、記憶容量が大き
いＳＳＤ、ＲＡＩＤ、ＨＤＤなどの装置である。記憶部３は、記憶部３が有する記憶媒体を用いて、記憶部２が有する記憶媒体の一部の領域を代替する。記憶部３は、例えば、記憶容量が小さい、ＳＤ（Secure Digital）カードなどのメモリを接続して用いる装置（以降、ＳＤ装置と呼ぶ）である。制御部４は、記憶部２と記憶部３とを制御する。
【００１８】
このように、本実施の形態では、記憶部３が有する記憶媒体を用いて、記憶部２が有する記憶媒体の一部の領域を、記憶部３が有する記憶媒体を用いて代替することで、記憶部２の交換回数を低減することができる。
【００１９】
具体的には、記憶容量が大きい高価な記憶部２が有する記憶媒体の一部が劣化した場合でも、新しい記憶装置と交換せず、記憶容量が小さい安価な記憶部３が有する記憶媒体を用いて代替することで、記憶容量が大きい高価な記憶部２の交換回数を低減することができる。
【００２０】
更に、ウェアレベリングだけを用いて、記憶容量が大きい高価な記憶部２の寿命を延ばした場合より、記憶装置１を長く使用することができる。
【００２１】
続いて、図２を用いて、本実施の形態における記憶装置１を用いて具体的に説明する。図２は、記憶装置を有するシステムの具体例を示す図である。
【００２２】
図２に示すように、本実施の形態における記憶装置１が有する、記憶部２は、一つ以上の記憶媒体２０と、記憶媒体２０に情報を読み書きする制御などを行う制御部２１とを有する。
【００２３】
具体的には、記憶媒体２０は、制御部２１により読み書きの制御がされる。記憶媒体２０は、記憶部２がＳＳＤの場合、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリなどの半導体素子メモリにより構成される。制御部２１は、バス６を介して制御部４と通信をする。また、制御部２１は、記憶媒体２０に対して情報の読み書き制御をする。
【００２４】
記憶部３それぞれは、記憶媒体２２と、記憶媒体２２に情報を読み書きする制御などを行う制御部２３とを有する。
【００２５】
具体的には、記憶媒体２２は、制御部２３により読み書きの制御がされる。記憶媒体２２は、記憶部３がＳＤ装置などの場合、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリなどの半導体素子メモリにより構成される。制御部２３は、バス６を介して制御部４と通信をする。また、制御部２３は、記憶媒体２２に対して情報を読み書きする制御をする。
【００２６】
制御部４は、情報処理装置５と通信をする。更に、制御部４は、情報処理装置５から受信した情報を受信し、受信した後、当該情報を記憶部２又は記憶部３に書き込む（記憶する）。また、制御部４は、記憶部２又は記憶部３に記憶された情報を読み出し、情報処理装置５へ送信する。なお、制御部４は、ＣＰＵを有する制御回路などが考えられる。
【００２７】
（１）代替領域の設定について
制御部４は、記憶部２の記憶領域において、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を検出した場合、記憶部２の不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を代替する代替領域を、記憶部３に設定する。なお、不良である領域とは、物理的に記憶領域への読み書きができない領域を示す。また、記憶領域への書き込み制限回数とは、記憶領域への情報の書き込みが寿命に達しないように、予め設定された書き込みを制限する回数を示す情報である。
【００２８】
具体的には、制御部４は、記憶部２が有する制御部２１に対して、記憶部２が有する複数の記憶媒体２０の記憶領域の使用状況を監視する監視指示を送信する。制御部２１は、監視指示を受信した後、複数の記憶媒体２０の記憶領域を監視し、監視結果として記憶領域の使用状況を示す使用状況情報を生成し、制御部４へ送信する。
【００２９】
また、制御部４は、記憶部３それぞれが有する制御部２３に対して、記憶部３が有する複数の記憶媒体２２の記憶領域の使用状況を監視する監視指示を送信する。監視指示を受信した制御部２３は、複数の記憶媒体２２の記憶領域を監視し、監視結果として記憶領域の使用状況を示す使用状況情報を生成し、制御部４へ送信する。
【００３０】
続いて、制御部４は、記憶部２から受信した使用状況情報を参照して、記憶領域に設定された複数の領域に対して、図２に示すように不良又は書き込みが制限回数を超えている領域Ａを検出する。制御部４は、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域Ａを検出した場合、受信した使用状況情報を参照して、記憶部３が有する記憶媒体２２の未使用の記憶領域を検出する。
【００３１】
その後、制御部４は、検出した記憶部３が有する記憶媒体２２の未使用の記憶領域のうち、記憶部２の不良又は書き込みが制限回数を超えている領域の記憶容量以上の領域を検出し、検出した当該領域を代替領域Ａ′と設定する。
【００３２】
（２）代替領域への読み書きについて
制御部４は、情報を記憶媒体に書き込む場合、情報処理装置５から情報（書き込み要求コマンド、アドレス、データなどを有する情報）を受信した後、情報に含まれる書き込み先情報（アドレス）を検出し、書き込み先の記憶領域を特定する。制御部４は、特定した記憶領域が不良又は書き込みが制限回数を超えている領域Ａである場合、記憶部３に設定した代替領域Ａ′へ、情報処理装置５から受信した情報（データなどを有する情報）を書き込む。
【００３３】
また、制御部４は、情報を記憶媒体から読み出す場合、情報処理装置５から情報（読み出し要求、アドレスなどを有する情報）を受信した後、情報に含まれる読み出し先情報（アドレス）を検出し、読み出し先の記憶領域を特定する。制御部４は、特定した記憶領域が不良又は書き込みが制限回数を超えている領域Ａである場合、代替領域Ａ′から情報（データ）を読み出して情報処理装置５へ情報（データなどを有する情報）を送信する。
【００３４】
（第一の変形例）
記憶装置１に複数の記憶部３が設けられている場合、制御部４は、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を複数検出した後、代替領域を、複数の記憶部３に分けて設定してもよい。
【００３５】
具体的には、図３に示すように、制御部４は、二つの代替領域Ａ１′、Ａ２′を設定してもよい。図３は、第一の変形例を示す図である。（１）代替領域の設定において、制御部４は、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域Ａ１、Ａ２を検出した場合、二つの記憶部２の記憶媒体２２に代替領域Ａ１′、Ａ２′を設定する。なお、代替領域Ａ１′、Ａ２′の記憶容量の総和は、領域Ａ１、Ａ２の記憶容量の総和以上とする。
【００３６】
次に、（２）代替領域への読み書きにおいて、制御部４は、特定した記憶領域が不良又は書き込みが制限回数を超えている領域Ａ１、Ａ２である場合、記憶部３に設定した代替領域Ａ１′、Ａ２′へ、情報処理装置５から受信した情報（データなどを有する情報）を書き込む。また、制御部４は、特定した記憶領域が不良又は書き込みが制限回数を超えている領域Ａ１、Ａ２である場合、記憶部３に設定した代替領域Ａ１′、Ａ２′から情報（
データ）を読み出して情報処理装置５へ情報（データなどを有する情報）を送信する。
【００３７】
（第二の変形例）
情報処理装置５に複数の記憶装置が接続されている場合、制御部４は、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を検出した後、代替領域を、当該制御部４が設けられている記憶装置１と別の記憶装置に設けられた第二の記憶部に設定してもよい。
【００３８】
具体的には、図４に示すように、制御部４は、記憶装置１ａと別の記憶装置１ｂに設けられた記憶部３に代替領域Ａ′を設定してもよい。図４は、第二の変形例を示す図である。（１）代替領域の設定において、制御部４は、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域Ａを検出した場合、記憶装置１ｂに設けられた記憶部３の記憶媒体２２に代替領域Ａ′を設定する。なお、代替領域Ａ′の記憶容量の総和は、領域Ａの記憶容量の総和以上とする。
【００３９】
次に、（２）代替領域への読み書きにおいて、制御部４は、特定した記憶領域が不良又は書き込みが制限回数を超えている領域Ａである場合、記憶装置１ｂに設けられた記憶部３に設定した代替領域Ａ′へ、情報処理装置５から受信した情報（データなどを有する情報）を書き込む。また、制御部４は、特定した記憶領域が不良又は書き込みが制限回数を超えている領域Ａである場合、記憶装置１ｂに設けられた記憶部３に設定した代替領域Ａ′から情報（データ）を読み出して情報処理装置５へ情報（データなどを有する情報）を送信する。
【００４０】
［装置動作］
次に、本発明の実施の形態における記憶装置１の動作について図５、図６を用いて説明する。図５は、記憶装置の代替領域の設定動作の一例を示す図である。図６は、使用状況情報のデータ構造の一例を示す図である。以下の説明においては、適宜図２、図３、図４を参酌する。また、本実施の形態では、記憶装置１を動作させることによって、記憶装置１の制御方法が実施される。よって、本実施の形態における制御方法の説明は、以下の記憶装置１の動作説明に代える。
【００４１】
まず、図５を用いて、記憶装置１の代替領域の設定動作の概略について説明する。図５に示すように、最初に、制御部４は、記憶部２の記憶媒体２０の使用状況を監視する（ステップＡ１）。続いて、制御部４は、記憶部２の記憶領域において、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域があるか否かを検出する（ステップＡ２）。制御部４は、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を検出した場合（ステップＡ２：Ｙｅｓ）、記憶部３の記憶媒体２２に代替領域を設定する（ステップＡ３）。なお、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を検出しない場合（ステップＡ２：Ｎｏ）、制御部４は監視を継続する。
【００４２】
ステップＡ１において、制御部４は、記憶部２が有する制御部２１に対して、記憶部２が有する複数の記憶媒体２０の記憶領域の使用状況を監視する監視指示を送信する。制御部２１は、監視指示を受信した後、複数の記憶媒体２０の記憶領域を監視し、監視結果として記憶領域の使用状況を示す使用状況情報を生成し、制御部４へ送信する。
【００４３】
また、ステップＡ１において、制御部４は、記憶部３それぞれが有する制御部２３に対して、記憶部３が有する複数の記憶媒体２２の記憶領域の使用状況を監視する監視指示を送信する。監視指示を受信した制御部２３は、複数の記憶媒体２２の記憶領域を監視し、監視結果として記憶領域の使用状況を示す使用状況情報を生成し、制御部４へ送信する。ただし、当該処理は、ステップＡ３の処理の前に行えばよい。
【００４４】
使用状況情報について図６を用いて具体的に説明する。図６に示す使用状況情報６０は
、少なくとも「識別情報」「領域番地」「参照先」「使用状況」「制限回数（残寿命［％］）」などの情報を有する。「識別情報」は、記憶部を識別する情報である。図６に示す「識別情報」には、図２に示す記憶装置１が有する記憶部２、記憶部３を示す情報が示されている。
【００４５】
「領域番地」（アドレス）は、記憶媒体２０又は記憶媒体２２における記憶領域の領域番地（アドレス）を示す情報である。「参照先」は、記憶媒体２０に不良又は書き込みが制限回数を超えている領域がある場合、参照先の代替領域の領域番地を示す情報である。「ＮＵＬＬ」は、参照先の領域番地がないことを示す。「００３」は、参照先となる代替領域の領域番地を示している。
【００４６】
「使用状況」は、記憶媒体２０又は記憶媒体２２における記憶領域の使用状況を示す情報である。「使用中」は、記憶媒体２０又は記憶媒体２２の記憶領域に、現在情報が記憶されていることを示す。「空き」は、記憶媒体２０又は記憶媒体２２の記憶領域に、現在情報が記憶されていないことを示す。「欠陥」は、記憶媒体２０又は記憶媒体２２に不良又は書き込みが制限回数を超えている領域があることを示す。
【００４７】
「制限回数（残寿命［％］）」は、記憶媒体２０又は記憶媒体２２における記憶領域の残寿命を示す情報で、予め仕様で定められた記憶媒体の書き込み制限回数に対する、現在の記憶媒体２０又は記憶媒体２２の記憶領域への書き込み回数の比を、百分率で表した情報である。なお、「残寿命［％］」に替えて、現在の書き込み回数を用いてもよい。
【００４８】
ステップＡ２において、制御部４は、使用状況情報６０の「使用状況」を参照して、記憶部２の記憶媒体２０に、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域があるか否かを検出する（ステップＡ２：Ｙｅｓ）。図６の場合、制御部４は、使用状況情報６０の「使用状況」を検索して「欠陥」を検出する。なお、制御部４は、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を検出しない場合（ステップＡ２：Ｎｏ）、監視を継続する。
【００４９】
ステップＡ３において、制御部４は、不良又は書き込みが制限回数を超えた領域を検出した場合、記憶部２の記憶媒体２０の領域番地「００８」に欠陥があるため、参照先「ＮＵＬＬ」を、記憶部３の記憶媒体２２の代替領域の領域番地「００３」を参照するように設定する。
【００５０】
なお、ステップＡ３において、制御部４は、第一の変形例において説明したように、参照先の代替領域を複数設定してもよい。また、ステップＡ３において、制御部４は、第二の変形例において説明したように、参照先の代替領域を、記憶装置１ａと別に設けられた記憶装置１ｂの記憶部３の記憶領域に設定してもよい。その場合、「識別情報」には、記憶装置１ｂを示す情報を追加し、代替領域の領域番地が参照できるようにする。
【００５１】
［本実施の形態の効果］
以上のように本実施の形態によれば、記憶部２が有する記憶媒体２０の一部の領域を、記憶部３が有する記憶媒体２２を用いて代替することができるので、記憶部２の交換回数を低減することができる。
【００５２】
具体的には、記憶容量が大きい高価な記憶部２が有する記憶媒体２０の一部が劣化した場合でも、新しい記憶装置と交換せず、記憶容量が小さい安価な記憶部３などのＳＤ装置が有する記憶媒体２２を用いて代替することで、記憶部２の交換回数を低減することができる。
【００５３】
更に、ウェアレベリングだけを用いて、記憶容量が大きい高価な記憶部２の寿命を延ば
した場合より、記憶装置１を長く使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように本発明によれば、記憶装置に設けられた、記憶部の交換回数を低減できる。本発明は、記憶部の交換回数を低減が必要な分野において有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１  記憶装置
２  記憶部
３  記憶部
４  制御部
５  情報処理装置
６  バス
２０、２２  記憶媒体
２１、２３  制御部
【図１】
2019153076.tif 000003
【図２】
2019153076.tif 000004
【図３】
2019153076.tif 000005
【図４】
2019153076.tif 000006
【図５】
2019153076.tif 000007
【図６】
2019153076.tif 000008