(57)【要約】      （修正有）【課題】急速なコンピュータの進化に十分対応できるように、その時々の最新のハードウェアを備えた汎用コンピュータを利用し、高速の動作性能を有し、容量等需要に柔軟に対応できるストレージ専用ディスク装置を実現する。【解決手段】ＣＰＵ２、ローカルメモリ５、ＰＣＩバス６、内蔵ディスク８及びストレージインターフェース９を備えた汎用コンピュータ１０であって、上位のコンピュータ１３によって受動的に動作してストレージ専用として機能するストレージ専用ディスク装置１において、ストレージインターフェース９は、上位のコンピュータ１３に接続されて上位のコンピュータ１３からデータの書き込み又は読み出しコマンドを受け、ローカルメモリ５には、仮想ストレージソフトウエアが搭載されており、ローカルメモリ５が仮想ストレージメモリ１２として機能する。【選択図】図１
0003112203.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＣＰＵ、ローカルメモリ、ＰＣＩバス、内蔵ディスク及びストレージインターフェースを備えた汎用コンピュータであって、上位のコンピュータによって受動的に動作してストレージ専用として機能するストレージ専用ディスク装置において、
前記ストレージインターフェースは、前記上位のコンピュータに接続されて該上位のコンピュータからデータの書き込み又は読み出しコマンドを受け、
前記ローカルメモリには、仮想ストレージソフトウエアが搭載されており、該ローカルメモリが仮想ストレージメモリとして機能する構成であることを特徴とするストレージ専用ディスク装置。
【請求項２】
前記仮想ストレージメモリは、前記仮想ストレージソフトウエアにより、前記内蔵ディスクに送信されるデータの読み出し及び書き込みのコマンド信号を透過させるとともに、読み出し及び書き込み頻度の多いデータを、前記仮想ストレージメモリに書き込み、前記上位のコンピュータからの読み出しコマンドに応答して該仮想ストレージメモリに書き込まれたデータを読み出して上位のコンピュータに送信する構成であることを特徴とする請求項１記載のストレージ専用ディスク装置。
【請求項３】
前記ローカルメモリは、セキュリティソフトウエア及びアクセス制御ソフトウエアを搭載しており、前記上位のコンピュータからアクセスするユーザの認証を行うとともに、該認証結果に応じて前記内蔵ディスクへの前記上位のコンピュータからアクセスを制御することを特徴とする請求項１又は２記載の構成であることを特徴とするストレージ専用ディスク装置。
【請求項４】
前記ローカルメモリは、暗号化ソフトウエアを搭載しており、前記上位のコンピュータからアクセスして書き込み及び読み出しを行うデータを暗号化する構成であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のストレージ専用ディスク装置。
【請求項５】
前記内蔵ディスクは、１又は２以上設置されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のストレージ専用ディスク装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ストレージ専用ディスク装置に関し、特に、汎用コンピュータがストレージ専用に特化された構成を特徴とするストレージ専用ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の汎用コンピュータの進化は目覚しく、その性能に十分追従できるストレージ装置の出現が急務になっている。このような状況において、従来のディスク装置の延長線上で、その性能、容量を改良する多くの開発乃至製品化が行われている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平９−９７１３５号公報
【特許文献２】特開平５−２４２６５０号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のストレージ装置は、あくまでも専用機として、ディスクを搭載して、外部コンピュータからのデータを蓄え、読み書きする専用装置であり、常に進化するコンピュータの性能に追従することができるものではないと考えられ、市場の必要性能に見合ったものとしては、従来のディスク装置の延長線から離れ、全く異なった概念の導入の必要がある。
【０００４】
そこで、本考案は、上記従来の問題を解決することを目的とするものであり、ディスク専用機器の延長線上の概念から離れた斬新な発想の下に、常に新しいストレージ機器の性能を入手する事が可能なストレージ専用ディスク装置を実現することを課題とするものである。
【０００５】
汎用コンピュータに仮想的なストレージソフトウエアを搭載することで、ストレージ専用ディスク装置を構築し、目的とする記憶容量の規模に応じて、内蔵ディスクを増減可能とし、また、必要に応じてＲＡＩＤ（Redundant Array of inexpensive Disks：複数の磁気ディスク装置に対してデータの読み書きを行う装置）としての機能を持ったインターフェースも組み上げが可能であり、高い冗長性をもったストレージ専用ディスク装置を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は上記課題を解決するために、ＣＰＵ、ローカルメモリ、ＰＣＩバス、内蔵ディスク及びストレージインターフェースを備えた汎用コンピュータであって、上位のコンピュータによって受動的に動作してストレージ専用として機能するストレージ専用ディスク装置において、前記ストレージインターフェースは、前記上位のコンピュータに接続されて該上位のコンピュータからデータの書き込み又は読み出しコマンドを受け、前記ローカルメモリには、仮想ストレージソフトウエアが搭載されており、該ローカルメモリが仮想ストレージメモリとして機能する構成であることを特徴とするストレージ専用ディスク装置を提供する。
【０００７】
前記仮想ストレージメモリは、前記仮想ストレージソフトウエアにより、前記内蔵ディスクに送信されるデータの読み出し及び書き込みのコマンド信号を透過させるとともに、読み出し及び書き込み頻度の多いデータを、前記仮想ストレージメモリに書き込み、前記上位のコンピュータからの読み出しコマンドに応答して該仮想ストレージメモリに書き込まれたデータを読み出して上位のコンピュータに送信する構成としてもよい。
【０００８】
前記ローカルメモリは、セキュリティソフトウエア及びアクセス制御ソフトウエアを搭載しており、前記上位のコンピュータからアクセスするユーザの認証を行うとともに、該認証結果に応じて前記内蔵ディスクへの前記上位のコンピュータからアクセスを制御する構成としてもよい。
【０００９】
前記ローカルメモリは、暗号化ソフトウエアを搭載しており、前記上位のコンピュータからアクセスして書き込み及び読み出しを行うデータを暗号化する構成としてもよい。
【００１０】
前記内蔵ディスクは、１又は２以上設置されている構成としてもよい。
【考案の効果】
【００１１】
以上の構成から成る本考案ない係るストレージ専用ディスク装置によると、次のような効果が生じる。
（１）汎用コンピュータのローカルメモリを、キャッシュエリアとして仮想ストレージメモリ機能を発揮するために使用することで、大容量キャッシュストレージ（３２ＧＢなど）が容易に構築でき、従来のストレージ専用ディスクに比べて、１００倍から１０００倍（４ＫＢアクセス時）の性能向上を発揮できる。
【００１２】
（２）セキュリティソフトウエア、アクセス制御ソフトウエア、暗号化ソフトウエア等、汎用サーバーで動作する機能的なアプリケーションソフトウエアを、そのままストレージ専用ディスクにおいて実装でき、高機能化したストレージディスクを実現することができる。
【００１３】
（３）本考案のストレージ専用ディスク装置を構成する汎用パソコンにおけるＣＰＵ等の構成要素を、最新の高い競争力を持ったハードウエアをその都度、採用で、また、構成要素ではなく、装置全体を、必要に応じて、いつでも最新の他の汎用コンピュータに移植が可能である。これにより、最新の技術を取り入れ、常に高い性能を実現できるとともに、コンピュータサーバー市場での優れたコストパフォーマンスをストレージ機器製品として、取り入れる事が可能である。
【００１４】
（４）本考案のストレージ専用ディスク装置は、汎用コンピュータと同じハードウエアでディスク装置が構成できるから、システム機器のメインテナンスが、単一化され、非常に容易になる。結果的にコスト面でも大幅な削減が出来、全体的な性能もバランスの取れたシステムが構築可能となる。
【００１５】
（５）本考案のストレージ専用ディスク装置を複数台で運用すれば、自由に性能とディスク容量を拡張できる機能を実現でき、複数でのロードバランスをもサーバー間で実行するのと同様にストレージ間で実施する事が可能となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
本考案に係るストレージ専用ディスク装置を実施するための最良の形態を実施例に基づいて図面を参照して、以下に説明する。
【００１７】
本考案に係るストレージ専用ディスク装置は、汎用コンピュータ全体を、ストレージ専用のハードウエアとして流用し、そこにストレージ専用のハードウエアとしての機能を持たせるように、仮想ストレージソフトウエアと接続インターフェースを搭載することで、ストレージ専用ディスク装置に特化して成るものである。
【実施例】
【００１８】
（全体構成）
図１は、本考案に係るストレージ専用ディスク装置の実施例の全体構成を説明する図である。この実施例のストレージ専用ディスク装置１は、ＣＰＵ２、ローカルバス３、Ｎ／Ｂ４、ローカルメモリ５、ＰＣＩバス６、ディスクインターフェース７（内部インターフェース）、内蔵ディスク８及びストレージインターフェース９（外部インターフェース）から成る汎用のコンピュータ１０において、ローカルメモリ５の一部であるシステムメモリエリア１１に仮想ストレージソフトウエアが搭載されており、これにより、ローカルメモリ５の他の部分（エリア）が、仮想ストレージメモリ１２（仮想的なストレージメモリ）して機能するものである。
【００１９】
このストレージ専用ディスク装置１は、汎用コンピュータ１０のローカルメモリ５に、仮想ストレージソフトウエアが搭載されて仮想ストレージメモリ１２が形成されているとともに、ストレージインターフェース９が設けられている。
【００２０】
そして、ストレージ専用ディスク装置１は、このストレージインターフェース９を介して接続される上位のコンピュータ１３によって、受動的に運用されるものであり、汎用コンピュータ１０でありながら、その機能面からみると、自立的なコンピュータではなく、ストレージ専用のディスク装置として利用される構成を特徴とするものである。
【００２１】
ここで、前述の「上位のコンピュータ」とは、本考案のストレージ専用ディスク装置１のディスク（データ記憶装置）としての機能を利用する側のコンピュータである。そして、上位のコンピュータは、１台の上位のコンピュータ１３だけでなく、外部ＬＡＮ等に接続された複数台の上位のコンピュータ（図示せず）を、ストレージインターフェース９を介してストレージ専用ディスク装置１に接続することで、複数の上位のコンピュータからストレージ専用ディスク装置１を使用する構成としてもよい。
【００２２】
ディスクインターフェース７（内部インターフェース）は、ＰＣＩバス６に、内蔵ディスク８を接続するものであり、ＦＣ／ＳＣＳＩ等の標準的なディスク接続用のインターフェースが利用される。
【００２３】
内蔵ディスク８は、上記ＦＣ／ＳＣＳＩ等の標準的なディスク接続インターフェースに適合するハードディスク装置等が使用されるが、内蔵型のＡＴＡ系ディスクもＳＣＳＩ系ディスクとして使用する事が可能である。
【００２４】
ストレージインターフェース９（外部インターフェース）としては、ＦＣ／ＳＣＳＩやｉＳＣＳＩ等の接続インターフェースが使用される。
【００２５】
以上の構成により、上位のコンピュータ１３から、データの書き込みが行われる際には、次のとおり動作する。即ち、上位のコンピュータ１３から、指定されたコマンドで、書き込みアドレス、データサイズ及びデータ内容の書き込み信号が、ストレージインターフェース９を介してストレージ専用ディスク装置１に入力される。そして、この書き込み信号は、仮想ストレージメモリ１２を通過（透過）して、内蔵ディスク８に送られ、所定の書き込みアドレスにデータの書き込みが行われる。
【００２６】
又、上位のコンピュータ１３から、データの読み出しが行われる際には、上位のコンピュータ１３から、指定されたコマンドで読み出しアドレスを有する読み出し信号が、ストレージインターフェース９を介してストレージ専用ディスク装置１に入力される。そして、この読み出し信号は、仮想ストレージメモリ１２を通過（透過）して、内蔵ディスク８に送られ、所定の読み出しアドレスのデータが読み出され、上位のコンピュータ１３に送信される。
【００２７】
なお、内蔵ディスク８は１つでもよいが、２以上設置する構成とすれば、より大容量のデータ格納装置として機能することができる。
【００２８】
さらに、ストレージ専用ディスク装置１を複数台設け、この複数台のストレージ専用ディスク装置１の全てに、上位のコンピュータ１３を接続すれば、複数台のストレージ専用ディスク装置１が、より大容量のデータ格納装置として機能することができ、しかもロードバランス（データの書き込み及び読み出しの負荷）を、複数台のストレージ専用ディスク装置間で分担する事が可能となる。
【００２９】
（仮想ストレージメモリ機能）
図２は、ローカルメモリ５のシステムメモリエリア１１に搭載される仮想ストレージソフトウエアの機能を説明する概念図である。元来は汎用コンピュータ１０であるストレージ専用ディスク装置１は、仮想ストレージソフトウエアの機能によって、上位のコンピュータ１３からデータを読み出す要求（データ読み出し指令）があった場合に、次のような動作をする機能が付与される。
【００３０】
上位のコンピュータ１３から、所定データを読み出す要求があると、その指定されたコマンドによる読み出し指令信号は、仮想ストレージメモリ１２を通過して内蔵ディスク８に送信される。読み出し指令信号によりアクセスのあったデータ、例えば、データＡ、データＢが、内蔵ディスク８の読み出しアドレスから読み出され、それぞれ上位のコンピュータ１３に送信される。
【００３１】
この場合、この仮想ストレージソフトウエアのキャッシュアルゴリズムは、通過するデータの使用頻度（アクセス頻度）、大きさ、コンテンツタイプ等を判別し、アクセス頻度の高いものを、なるべく長い時間、ローカルメモリ５の仮想ストレージメモリ１２（仮想ストレージメモリエリア）に書き込んで常駐させるように機能させる。
【００３２】
例えば、アクセス頻度が高いデータＡの場合（データＡ要求の頻度が高い場合）は、データＡは、仮想ストレージソフトウエアのキャッシュアルゴリズムにより仮想ストレージメモリ１２に書き込まれる。この場合、仮想ストレージメモリ１２では、内蔵ディスク８のように特に書き込みアドレスのようなものは付与されない。
【００３３】
そして、仮想ストレージソフトウエアのキャッシュアルゴリズムは、上位のコンピュータ１３からデータ読み出し要求があった場合には、仮想ストレージメモリ１２に書き込まれたデータＡは、内蔵ディスク８から読み出すことなく、直に仮想ストレージメモリ１２から読み出し、上位のコンピュータ１３にデータＡを送信するように機能させる。この結果、データ配信が高速化され、従来のディスク装置の１００倍から１０００倍のアクセス性能（４Ｋｂｌｏｃｋ  アクセス時）を発揮することが可能となる。
【００３４】
しかし、アクセス頻度が低いデータＢやデータＧの場合（データＢ要求やデータＧ要求の頻度の低い場合）は、データＢやデータＧは、仮想ストレージメモリ１２上に書き込まれることはない。たとえ、一度、書き込まれたとしても、アクセス頻度が低くなった場合は、仮想ストレージソフトウエアのキャッシュアルゴリズムにより、自動的に仮想ストレージメモリ１２から消失される（内蔵ディスクからは消失されない）。
【００３５】
以上のとおり、仮想ストレージメモリ１２は、仮想ストレージソフトウエアのキャッシュアルゴリズムにより、読み出し信号及び書き込み信号は透過させるが、アクセス頻度の高いデータについては、仮想ストレージメモリ１２エリアに書き込んで常駐し、データ読み出しの高速化が図られる。仮想ストレージソフトウエアのキャッシュアルゴリズムは、このような動作を、各データごとに実施して、書き込み読み出しを効率的に実行する外部ディスク装置を構築するものである。
【００３６】
要するに、仮想ストレージソフトウエアのキャッシュアルゴリズムによって、仮想ストレージメモリ１２は、トランスペアレント（透過的）に振る舞い、上位のコンピュータ１３から仮想ストレージメモリ１２を透過して内蔵ディスク８に（透過的に）アクセスできる構成として、上位のコンピュータ１３からみて、汎用コンピュータ１０をストレージ専用ディスク装置１（外部ディスク装置）として活用可能とする。
【００３７】
なお、本考案の仮想ストレージソフトウエアが実現するアルゴリズムは、仮想ストレージメモリ１２と内蔵ディスク８装置へ同時に書き込む方式（ライトスルー・キャッシュ方式）でもよいが、ＣＰＵ２が内蔵ディスク８装置へデータを送り出す際に仮想ストレージにデータを書き込み、その容量がいっぱいになったときやＣＰＵ２の空き時間に内蔵ディスク８装置へとデータを書き込む方式（ライトバック・キャッシュ方式）のいずれでも構築可能である。本考案の仮想ストレージソフトウエアでは、いずれのキャッシュ方式を採用しても、自己学習機能を持たせたものを実装する。
【００３８】
（セキュリティ機能）
このストレージ専用ディスク装置１の特徴として、そのシステムメモリエリア１１に、仮想ストレージソフトウエアに併せて、セキュリティソフトウエア、アクセス制御ソフトウエア、暗号化ソフトウエア等を適宜搭載可能な構成としている点である。
【００３９】
これらのソフトウエアを搭載することで、認証を受けた特定の権利者のみがこのストレージ専用ディスク装置１のデータへアクセス出来るような構成とし、さらに必要に応じて、データを暗号化できる構成とする。この結果、このストレージ専用ディスク装置１は、従来のようなディスク装置とは異なり、高いセキュリティ機能が付与されるものとなる。
【００４０】
例えば、セキュリティソフトウエアとアクセス制御ソフトウエアを搭載して、それらを同時に実行する場合には、セキュリティソフトウエアが、上位のコンピュータ１３を利用するユーザーからのアクセスの際のＳＣＳＩコマンドを監視し、具体的には、ユーザーの電子認証を行い、その監視結果に応じて、アクセス制御ソフトウエアがその上位のコンピュータ１３のアクセスに制限を掛けることが可能となる。
【００４１】
よって、ユーザーが上位のコンピュータ１３を利用し、外部からストレージ専用ディスク装置１のデータへアクセスしてきても、認証された特定の権利者のみしか、内蔵ディスク８の読み書き、或いは仮想ストレージメモリ１２からの読み出しが行えないように、アクセス制御をすることができる。
【００４２】
また、さらに、暗号化ソフトウエアを実行すれば、書き落とされるデータは全て暗号化されているので、第３者のアクセスには、読み出し不可能なデータとして扱われることによって高いセキュリティが実現できる。
【００４３】
以上のとおり、本考案に係るストレージ専用ディスク装置１は、汎用コンピュータ１０のローカルメモリ５に、仮想ストレージソフトウエアが搭載され仮想ストレージメモリ１２が形成されているとともに、ストレージインターフェース９が設けられ、このストレージインターフェース９を介して接続される上位のコンピュータ１３によって受動的に運用されるものであり、汎用コンピュータ１０でありながら、その機能面からみると、自立的なコンピュータではなく、ストレージ専用のディスク装置として利用される構成を特徴とするものである。
【００４４】
本考案に係るストレージ専用ディスク装置１は、汎用のコンピュータハードウエアであれば、機種及び大きさを問わず利用できる。従って、外見上は、汎用のコンピュータそのものであるが、動作自体は、外部ストレージデバイスとして機能する。いわば、同じ種類のコンピュータが、一方では本来のコンピュータとして動作し、他方では、この考案に係るようなストレージ専用装置として動作するものである。
【００４５】
そして、本考案に係るストレージ専用ディスク装置１は、汎用的なコンピュータに搭載することのできるセキュリティソフトウエア、アクセス制御ソフトウエア、暗号化ソフトウエア等を搭載すれば、従来のようなディスク装置とは違った高いセキュリティを維持する事が出来るものとなる。
【００４６】
以上、本考案に係るストレージ専用ディスク装置を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明したが、本考案はこのような実施例に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内でいろいろな実施例があることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本考案に係るストレージ専用ディスク装置は、以上のとおりストレージ専用装置として動作させる構成であるから、複数の汎用のコンピュータにＬＡＮで接続し、高速動作が可能なデータストレージとして適用できるとともに、各種の目的のサーバ等として利用可能である。さらに、本考案に係るストレージ専用ディスク装置は、常に市場における最新技術を搭載したモデルの汎用コンピュータを使用できるため、コンピュータ市場での新技術と高性能の恩恵を常に得られるものであり、市場での優位性がきわめて高く、優れた拡張性と汎用性を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本考案の実施例の全体構成を説明するブロック図である。
【図２】本考案の仮想ストレージメモリの機能を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ストレージ専用ディスク装置
２  ＣＰＵ                   
３  ローカルバス             
４  Ｎ／Ｂ                   
５  ローカルメモリ           
６  ＰＣＩバス               
７  ディスクインターフェース  
８  内蔵ディスク             
９  ストレージインターフェース
１０  汎用コンピュータ        
１１  システムメモリエリア    
１２  仮想ストレージメモリ    
１３  上位のコンピュータ      
【図１】
0003112203.tif 000003
【図２】
0003112203.tif 000004