(57)【要約】【課題】処理能力の低下を抑制し、非常用電源がない場合における電源消失時のデータ消失を最小に抑え、電源消失からの復電時における復旧時間を短縮する磁気ディスク装置を提供することにある。【解決手段】揮発性メモリ２００と、不揮発性メモリ３００と、外部指示を受信し、外部指示が読込指示の場合、当該読込指示に応ずるデータを磁気ディスク４００から抽出し、外部装置１０に送信して揮発性メモリ２００に記憶し、当該読込指示を不揮発性メモリ３００に記憶し、外部指示が書込指示の場合、外部データを受信して揮発性メモリ２００と不揮発メモリ３００とに記憶し、当該書込指示を不揮発性メモリ３００に記憶し、記憶した、読込指示と書込指示とを時系列順に並べてステータス管理し、電源投入時に異常終了の有無を確認し、異常終了の場合に揮発性メモリ２００のデータを復旧する制御部１００と、を備える。【選択図】      図１
2015109054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶するデータの保持に電源が必要な揮発性メモリと、
記憶するデータの保持に電源が不要な不揮発性メモリと、
外部装置から外部指示を受信し、
前記外部指示が磁気ディスクに記憶している記憶データを前記外部装置に送信する読込指示の場合、当該読込指示に応ずる前記記憶データを前記磁気ディスクから抽出し、前記外部装置に送信して前記揮発性メモリに記憶し、当該読込指示を前記不揮発性メモリに記憶し、
前記外部指示が前記外部データを前記磁気ディスクに記憶させる書込指示の場合、前記外部指示とともに前記外部データを受信し、当該外部データを前記揮発性メモリと前記不揮発メモリとに記憶し、当該書込指示を前記不揮発性メモリに記憶し、
前記不揮発性メモリに記憶した、前記読込指示と前記書込指示とを時系列順に並べてステータス管理し、
電源投入時に異常終了の有無を確認し、異常終了である場合に前記揮発性メモリのデータを復旧する制御部と、を備える磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記揮発性メモリのデータの復旧は、前記不揮発性メモリに記憶している前記読込指示および前記書込指示である記憶指示において、復旧を開始する指示である復旧開始指示を抽出し、前記復旧開始指示から時系列順に最新指示まで、前記記憶指示に従い、前記不揮発性メモリまたは前記磁気ディスクに記憶している記憶データの、前記揮発性メモリへの記憶である
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記復旧開始指示は、前記記憶指示において、最新から時系列順に過去に、前記記憶指示間が所定の時間以上となるまで遡り、前記所定の時間以上となる直前の前記記憶指示である
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記復旧開始指示は、最古の前記記憶指示である
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記外部データの前記不揮発性メモリへの記憶が完了すると、前記外部データを前記磁気ディスクに記憶する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいづれかに記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
１以上の磁気ディスク装置と、
記憶するデータの保持に電源が必要な揮発性メモリと、
記憶するデータの保持に電源が不要な不揮発性メモリと、
前記１以上の磁気ディスク装置を制御し、外部装置から外部指示を受信し、
前記外部指示が前記磁気ディスク装置に記憶している記憶データを前記外部装置に送信する読込指示の場合、当該読込指示に応ずる前記記憶データを前記磁気ディスク装置から抽出し、前記外部装置に送信して前記揮発性メモリに記憶し、当該読込指示を前記不揮発性メモリに記憶し、
前記外部指示が前記外部データを前記磁気ディスク装置に記憶させる書込指示の場合、前記外部指示とともに前記外部データを受信し、当該外部データを前記揮発性メモリと前記不揮発メモリとに記憶し、当該書込指示を前記不揮発性メモリに記憶し、
前記不揮発性メモリに記憶した、前記読込指示と前記書込指示とを時系列順に並べてステータス管理し、
電源投入時に異常終了の有無を確認し、異常終了である場合に前記揮発性メモリのデータを復旧する制御部とを備えるストレージ装置。
【請求項７】
前記揮発性メモリのデータの復旧は、前記不揮発性メモリに記憶している前記読込指示および前記書込指示である記憶指示において、復旧を開始する指示である復旧開始指示を抽出し、前記復旧開始指示から時系列順に最新指示まで、前記記憶指示に従い、前記不揮発性メモリまたは前記磁気ディスク装置に記憶している記憶データの、前記揮発性メモリへの記憶である
ことを特徴とする請求項６に記載のストレージ装置。
【請求項８】
前記復旧開始指示は、前記記憶指示において、最新から時系列順に過去に、前記記憶指示間が所定の時間以上となるまで遡り、前記所定の時間以上となる直前の前記記憶指示である
ことを特徴とする請求項７に記載のストレージ装置。
【請求項９】
前記復旧開始指示は、最古の前記記憶指示である
ことを特徴とする請求項７に記載のストレージ装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記外部データの前記不揮発性メモリへの記憶が完了すると、前記外部データを前記磁気ディスク装置に記憶する
ことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいづれかに記載のストレージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ディスク装置に関し、特に処理能力の低下を抑制し、非常用電源がない場合における電源消失時のデータ消失を最小に抑え、電源消失からの復電時における復旧時間を短縮する手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、磁気ディスクを記憶媒体とする磁気ディスク装置は、電源が消失しても記憶しているデータを保持することができるが、データの読み書きにおける処理能力がメモリに対して低い（処理速度が遅い）。そのため、磁気ディスク装置に揮発性メモリ（キャッシュメモリ）を搭載し、データの読み書きを一時的に揮発性メモリで行うことで、処理能力を高めている（処理速度を速めている）。しかし、揮発性メモリは電源を消失すると、記憶しているデータを消失してしまうため、蓄電池などの非常用電源を用意し、停電などでの主電源消失時においても電源を消失させないことが一般的である。しかし、非常用電源は非常時に確実に使用できるようにするため、点検および部品交換などの定期的な保守が必要であり、非常用電源の維持には、費用と手間が必要であった。
【０００３】
そこで、不揮発性メモリを使用することで、電源異常時においてデータを保護する手段の１つが特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、ＣＰＵからランダムアクセスメモリ（揮発性メモリ）へデータを書き込む際に同時に同じデータを書込可能な不揮発性メモリに書き込み、ランダムアクセスメモリからＣＰＵへデータを読み出す際に同時に同じデータを書込可能な不揮発性メモリに書き込むことでデータを保護する手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０６６２３２
【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、不揮発性メモリは、書き込み速度が揮発性メモリに対して遅い課題がある。
【０００７】
特許文献１では揮発性メモリに対する書き込みデータと同じデータを常に不揮発性メモリに書き込むため、不揮発性メモリへの書き込みが完了するまで次の処理を待つことが考えられ、処理能力が低くなる（処理速度が遅くなる）課題がある。
【０００８】
また、特許文献１では、電源消失からの復電時において、不揮発性メモリのデータを揮発性メモリに読み込ませてチェックする。このチェックは、ＨＤＤに記憶しているデータと比較することと考えられる。このため、揮発性メモリおよび不揮発性メモリの記憶容量が大きい場合、復旧時間が長くなる課題があった。
【０００９】
さらに、磁気ディスク装置の揮発性メモリのデータを保護するには、非常用電源を用意し、電源消失時に揮発性メモリのデータを不揮発性メモリに書き込んで終了するなどの手段がある。しかしながら、前述の通り、非常用電源の維持は、高価であり、手間がかかった。
【００１０】
これらを鑑み、本発明の目的は、処理能力の低下を抑制し、非常用電源がない場合における電源消失時のデータ消失を最小に抑え、電源消失からの復電時における復旧時間を短縮する磁気ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の磁気ディスク装置は、記憶するデータの保持に電源が必要な揮発性メモリと、記憶するデータの保持に電源が不要な不揮発性メモリと、外部装置から外部指示を受信し、前記外部指示が磁気ディスクに記憶している記憶データを前記外部装置に送信する読込指示の場合、当該読込指示に応ずる前記記憶データを前記磁気ディスクから抽出し、前記外部装置に送信して前記揮発性メモリに記憶し、当該読込指示を前記不揮発性メモリに記憶し、前記外部指示が前記外部データを前記磁気ディスクに記憶させる書込指示の場合、前記外部指示とともに前記外部データを受信し、当該外部データを前記揮発性メモリと前記不揮発メモリとに記憶し、当該書込指示を前記不揮発性メモリに記憶し、前記不揮発性メモリに記憶した、前記読込指示と前記書込指示とを時系列順に並べてステータス管理する制御部と、を備える。
【００１２】
本発明のストレージ装置は、１以上の磁気ディスク装置と、記憶するデータの保持に電源が必要な揮発性メモリと、記憶するデータの保持に電源が不要な不揮発性メモリと、前記１以上の磁気ディスク装置を制御し、外部装置から外部指示を受信し、前記外部指示が前記磁気ディスク装置に記憶している記憶データを前記外部装置に送信する読込指示の場合、当該読込指示に応ずる前記記憶データを前記磁気ディスク装置から抽出し、前記外部装置に送信して前記揮発性メモリに記憶し、当該読込指示を前記不揮発性メモリに記憶し、
前記外部指示が前記外部データを前記磁気ディスク装置に記憶させる書込指示の場合、前記外部指示とともに前記外部データを受信し、当該外部データを前記揮発性メモリと前記不揮発メモリとに記憶し、当該書込指示を前記不揮発性メモリに記憶し、前記不揮発性メモリに記憶した、前記読込指示と前記書込指示とを時系列順に並べてステータス管理し、電源投入時に異常終了の有無を確認し、異常終了である場合に前記揮発性メモリのデータを復旧する制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、処理能力の低下を抑制し、非常用電源がない場合における電源消失時のデータ消失を最小に抑え、電源消失からの復電時における復旧時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態である磁気ディスク装置の構成例を示す図である。
【図２】読込指示および読込データの流れの例を示す図である。
【図３】書込指示および書込データの流れの例を示す図である。
【図４】不揮発性メモリ３００に記憶するデータの例を示す図である。
【図５】ステータスの例を示す図である。
【図６】通常時における制御部１００の処理例を示すフローチャートである。
【図７】電源投入時における制御部１００の処理例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態であるストレージ装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を限定するものではない。
【００１６】
図１は本発明の実施形態である磁気ディスク装置の構成例を示す図である。
【００１７】
磁気ディスク装置２０は、装置全体を制御する制御部１００と、揮発性メモリ２００と、不揮発性メモリ３００と、磁気ディスク４００とで構成される。なお、ホスト１０は、磁気ディスク装置２０に対してデータの記憶を指示したり、磁気ディスク装置２０に記憶しているデータの送信を指示したり、するホストコンピュータであり、パソコンやタブレットとすることができる。
【００１８】
制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などであって、磁気ディスク装置２０の全体を制御し、ホスト１０からの指示を判断し、その指示を記憶して時系列順に並べてステータス管理する部位である。また、制御部１００は、読込処理手段１００１と、書込処理手段１００２と、復電処理手段１００３と、を有する。
【００１９】
図２は読込指示および読込データの流れの例を示す図である。
【００２０】
読込処理手段１００１は、ホスト１０からの指示が磁気ディスク４００に記憶している記憶データの送信を要求する読込指示の場合に、当該読込指示を不揮発性メモリ３００に記憶し、また、当該読込指示に応ずる記憶データ（読込データ）を磁気ディスク４００から抽出してホスト１０に送信し、揮発性メモリ２００に当該読込データを記憶する手段である。
【００２１】
図３は書込指示および書込データの流れの例を示す図である。
【００２２】
書込処理手段１００２は、ホスト１０からの指示が磁気ディスク４００へのデータ記憶を要求する書込指示の場合、当該書込指示を不揮発性メモリ３００に記憶し、また、当該書込指示とともに受信した書込データＳ１（図３書込データＳ１）を揮発性メモリ２００と不揮発性メモリ３００とに記憶する手段である。また、書込データＳ１の不揮発性メモリ３００への記憶が完了すると、さらに書込データＳ２（図３書込データＳ２）を磁気ディスク４００に記憶し、書込データＳ２の磁気ディスク４００への記憶が完了すると、不揮発性メモリ３００における書込データＳ１（図３書込データＳ１）の記憶領域を解放する手段である。なお、書込データＳ１および書込データＳ２は同じデータであって、書込データＳ２は揮発性メモリ２００または不揮発性メモリ３００のどちらの書込データＳ１であってもよい。
【００２３】
復電処理手段１００３は、電源投入時において、不揮発性メモリ３００に記憶している記憶指示（読込指示または書込指示）において、復旧を開始する指示である復旧開始指示を抽出し、復旧開始指示から時系列順に最新の記憶指示まで、記憶指示に応じて、揮発性メモリのデータを復旧する手段である。
【００２４】
揮発性メモリ２００は、記憶しているデータの保持に電源が必要な記憶装置であって、一般的にキャッシュメモリと称するメモリである。具体的には、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などがある。
【００２５】
不揮発性メモリ３００は、記憶しているデータの保持に電源が不要な記憶装置であって、一般的にフラッシュメモリと称するメモリである。具体的には、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）などがある。また、不揮発性メモリ３００は、読込指示および書込指示を時系列順にステータスとともに記憶している。その例を図４に示す。
【００２６】
図４に示すように指示を受けた時刻（受信時刻）とその指示内容を記憶し、ステータスを関連付けている。さらに、図示しないが、読込指示の場合、読込データを記憶する場所である揮発性メモリ２００の物理アドレスを関連付け、書込指示の場合、書込データを記憶する場所である不揮発性メモリ３００の物理アドレスを関連付け、記憶している。
【００２７】
例えば、文書作成ソフトウエアを磁気ディスク４００に記憶していて、ホスト１０における文書作成ソフトウエアの起動が、連番「１００１」の指示内容に相当する。制御部１００は、文書作成ソフトウエアの起動において必要なデータをホスト１０に送信するとともに揮発性メモリ２００に記憶する。また、制御部１００は、図示しないが、データを記憶した揮発性メモリ２００の物理アドレスを連番「１００１」に関連付けて記憶する。
【００２８】
また、例えば、ホスト１０における文書ファイルの磁気ディスク４００への保存が、連番「１１０１」の指示内容に相当する。制御部１００は、保存するデータである書込データをホスト１０から受信し、揮発性メモリ２００と不揮発性メモリ３００とに記憶する。さらに制御部１００は、図示しないが、当該書込データを記憶した不揮発性メモリ３００の物理アドレスを連番「１１０１」に関連付けて記憶する。
【００２９】
図５はステータスの例である。
【００３０】
読込指示に関するステータスは１つで、書込指示に関するステータスは３つあり、書込データの各記憶媒体への記憶状況に応じて変化する。なお、ステータスはこれより多くすることができるが、復旧時のフローが煩雑になるので、少ない方が望ましい。
【００３１】
磁気ディスク４００は、記憶媒体である。
【００３２】
本実施形態に係る磁気ディスク装置の動作について説明する。
【００３３】
図６は通常時における制御部１００の処理例を示すフローチャートである。
【００３４】
制御部１００は、ホスト１０からの指示を受信する（Ｓ１０１）と、読込指示か書込指示かを判断する（Ｓ１０２）。なお、書込指示の場合は書込データも受信する。
【００３５】
読込指示であれば、制御部１００は、読込指示を不揮発性メモリ３００に記憶し、読込指示に応じる読込データを磁気ディスク４００から抽出して揮発性メモリ２００に記憶を開始し、当該読込データをホスト１０に送信する（Ｓ１０３）。
【００３６】
制御部１００は、揮発性メモリ２００への読込データの記憶が完了する（Ｓ１０４）と、ホスト１０に対して完了を通知（Ｓ１０５）して処理を終了する。
【００３７】
書込指示であれば、制御部１００は、書込指示を不揮発性メモリ３００に記憶し、書込指示とともに受信した書込データを、揮発性メモリ２００と不揮発性メモリ３００とに記憶する（Ｓ１０６）。
【００３８】
制御部１００は、不揮発性メモリ３００への書込データの記憶が完了する（Ｓ１０７）と、ホスト１０に対し、完了を通知する（Ｓ１０８）。
【００３９】
ホスト１０に完了を通知後、制御部１００は、磁気ディスク４００への当該書込データの記憶を開始する（Ｓ１０９）。なお、ここでは、揮発性メモリ２００または不揮発性メモリ３００のどちらの書込データでもよい。
【００４０】
磁気ディスク４００への書込データの記憶が完了する（Ｓ１１０）と、制御部１００は、不揮発性メモリ３００における当該書込データの記憶領域を解放する（Ｓ１１１）。また、不揮発性メモリ３００に記憶している書込データ量が所定のデータ量を超える場合に、磁気ディスク４００への記憶が完了している書込データの、不揮発性メモリ３００における記憶領域を、制御部１００は解放する、とすることができる。また、記憶している指示内容のデータ量が所定の容量を超える場合に、制御部１００は古い順に指示内容を消去し、消去した指示内容に不揮発性メモリの物理アドレスが関連付いている場合は、さらに当該物理アドレスの記憶領域を開放する、とすることができる。なお、記憶領域の解放は、記憶しているデータに対する上書きの許可であったり、記憶しているデータの消去である。
【００４１】
図７は電源投入時における制御部１００の処理例を示すフローチャートである。
【００４２】
制御部１００は、電源投入時に、前回の電源断が異常終了であるか否かを判断する（Ｓ２０１）。例えば、制御部１００は、通常手順における電源断の場合、正常終了を示すフラグを不揮発性メモリなどに記憶し、このフラグを確認することで正常終了か異常終了かを判断する。
【００４３】
異常終了であれば、制御部１００は、不揮発性メモリ３００に記憶している記憶指示において、復旧を開始する復旧開始指示を抽出する（Ｓ２０２）。復旧開始指示は、最新の記憶指示から時系列順に過去に、記憶指示間が所定の時間以上となるまで遡り、所定の時間以上となる直前の記憶指示である。また、不揮発性メモリ３００に記憶している最古の記憶指示を復旧開始指示とすることができる。
【００４４】
制御部１００は、復旧開始指示から時系列順に、記憶指示に応じて揮発性メモリ２００内のデータの復旧を開始する（Ｓ２０３）。
【００４５】
制御部１００は、記憶指示毎のステータスを確認しながら復旧し（Ｓ２０４）、ステータスが「書込中」となっている記憶指示があれば、ホスト１０に書込エラーを送信する（Ｓ２０５）。この時、書込エラーの送信とともに、書込データの再送を要求する、とすることができる。
【００４６】
制御部１００は、書込中の記憶指示がなく、復旧が完了すると、ホスト１０に復旧完了を通知する（Ｓ２０６）。なお、復旧時において、破損している記憶指示がある場合、制御部１００は、その記憶指示を無視または破棄して、復旧を継続することができる。
【００４７】
ホスト１０に完了を通知後、制御部１００は、記憶指示のステータスを確認し（Ｓ２０７）、ステータスが「ディスク書込中」の記憶指示があれば、通常時と同様に、当該記憶指示に応じる書込データの、磁気ディスク４００への記憶を開始する（Ｓ２０８）。磁気ディスク４００への記憶が完了する（Ｓ２０９）と、制御部１００は不揮発性メモリ３００における当該書込データの記憶領域を解放する（Ｓ２１０）。ステータスが「ディスク書込中」の記憶指示がなければ、制御部１００は処理を終了する。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４９】
本発明は、１以上の磁気ディスク装置を制御するストレージ装置に適用することができ、ストレージ装置の構成例を図８に示す。
【００５０】
本実施形態のストレージ装置４０は、ネットワーク５０に接続され、１以上の磁気ディスク装置３０（３０Ａ〜３０ｘ）と、ストレージ装置全体を制御する制御部５００と、揮発性メモリ６００と、不揮発性メモリ７００とで構成される。
【００５１】
磁気ディスク装置３０は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）と称する一般的な磁気ディスク装置である。
【００５２】
ネットワーク５０はインターネットやイントラネットなどである。
【００５３】
制御部５００は、第１の実施例における制御部１００に相当する部位であって、制御部１００に対し、さらに１以上の磁気ディスク装置３０を制御する。
【００５４】
読込処理手段５００１と、書込処理手段５００２と、復電処理手段５００３とは、第１の実施例における読込処理手段１００１と、書込処理手段１００２と、復電処理手段１００３と、各々同じである。
【００５５】
揮発性メモリ６００および不揮発性メモリ７００は、第１の実施例における揮発性メモリ６００および不揮発性メモリ７００と各々同じである。
【００５６】
本実施形態の動作は、第１の実施形態において、各々、制御部１００を制御部５００、揮発性メモリ２００を揮発性メモリ６００、不揮発性メモリ３００を不揮発性メモリ７００、磁気ディスク４００を磁気ディスク装置３０（３０Ａ〜３０ｘ）、読込処理手段１００１を読込処理手段５００１、書込処理手段１００２を書込処理手段５００２、復電処理手段１００３を復電処理手段５００３に置き換えるだけなので、説明を省略する。
【００５７】
ここで、ストレージ装置４０は、図示しないが、ネットワークサーバとすることができ、制御部５００をネットワークサーバ全体を制御する制御部とする以外は、装置構成や動作は同じである。また、一般的なストレージ装置やネットワークサーバにおける磁気ディスク装置を、第１の実施形態の磁気ディスク装置２０とすることができる。
【００５８】
以上のように、読込指示および書込指示を記憶して時系列順に並べてステータス管理することで、読込指示に応じる読込データの、不揮発性メモリ３００への記憶を不要とすることができ、処理能力の低下を抑制できる。また、非常用電源がない場合における電源消失時のデータ消失は不揮発性メモリ３００への書込中のみとすることができる。また、復旧開始指示を抽出して復旧するため、復旧するデータ量を小さくすることができ、復旧時間を短くすることができる。
【００５９】
したがって、本発明によれば、処理能力の低下を抑制し、非常用電源がない場合における電源消失時のデータ消失を最小に抑え、電源消失からの復電時における復旧時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０    ホスト
２０、３０    磁気ディスク装置
４０    ストレージ装置
５０    ネットワーク
１００、５００    制御部
２００、６００    揮発性メモリ
３００、７００    不揮発性メモリ
４００    磁気ディスク
【図１】
2015109054.tif 000003
【図２】
2015109054.tif 000004
【図３】
2015109054.tif 000005
【図４】
2015109054.tif 000006
【図５】
2015109054.tif 000007
【図６】
2015109054.tif 000008
【図７】
2015109054.tif 000009
【図８】
2015109054.tif 000010