(57)【要約】【課題】バックアップに要する時間を短縮し、電池の容量を小さくすることができるディスクアレイ制御装置を提供する。【解決手段】ホストコンピュータ１と接続され通信を行うチャネル１１を制御するチャネル制御部１０３と、ディスク装置の制御を行うディスク制御部１０４と、チャネル制御部１０３とディスク制御部１０４との間で転送されるデータを一時的に記憶するキャッシュメモリ部１０１と、を備えるディスクアレイ制御装置１０において、キャッシュメモリ部１０１は、キャッシュメモリ部に記憶されたデータを記憶するバックアップディスク１０１３を接続する接続手段１０１２を備え、外部から供給される電源の遮断時に、キャッシュメモリ部に記憶されたデータを接続手段に出力し、ディスク制御部１０４によらずに、キャッシュメモリ部１０１に記憶されたデータをバックアップディスクに記憶する。【選択図】　図１
2004118644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストコンピュータと接続され通信を行うチャネルを制御するチャネル制御部と、
ディスク装置の制御を行うディスク制御部と、
前記チャネル制御部と前記ディスク制御部との間で転送されるデータを一時的に記憶するキャッシュメモリ部と、を備えるディスクアレイ制御装置において、前記チャネル制御部は，前記チャネルと前記キャッシュメモリ部との間でデータ転送し、
前記ディスク制御部は、前記ディスク装置と前記キャッシュメモリ部との間でデータ転送し、
前記キャッシュメモリ部は、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを記憶するバックアップディスクを接続する接続手段を備え、
外部から供給される電源の遮断時に、
前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを前記接続手段に出力し、
前記ディスク制御部によらずに、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを前記バックアップディスクに記憶することを特徴とするディスクアレイ制御装置。
【請求項２】
前記バックアップディスクは前記キャッシュメモリ部に設置されることを特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ制御装置。
【請求項３】
前記バックアップディスクは前記キャッシュメモリ部の外に設置されることを特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ制御装置。
【請求項４】
外部から供給される電源の遮断時に、前記キャッシュメモリ部に電源を供給する電池を備え、
外部から供給される電源の遮断時には、前記電池からの給電によって、前記キャッシュメモリ部及び前記バックアップディスクを動作させ、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを、前記バックアップディスクに記憶することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のディスクアレイ制御装置。
【請求項５】
前記電池は、
外部から供給される電源の遮断時に、前記キャッシュメモリ部及び前記バックアップディスクに給電する第１の電池と、
外部から供給される電源の遮断時に、前記ディスク装置に給電する第２の電池と、から構成されることを特徴とする請求項４に記載のディスクアレイ装置。
【請求項６】
外部から供給される電源の遮断時に、前記第２の電池から給電される前記ディスク装置の処理が終了した後に、前記第１の電池から給電される前記キャッシュメモリ部の動作を停止させることを特徴とする請求項５に記載のディスクアレイ制御装置。
【請求項７】
外部からの電源の供給の有無にかかわらず、外部から入力される信号によって前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを前記バックアップディスクに記憶することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のディスクアレイ制御装置。
【請求項８】
前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを、データの所定のアドレスから順次読み出し、前記バックアップディスクに記憶することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のディスクアレイ制御装置。
【請求項９】
前記バックアップディスクの一部は仮想メモリとして使用されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のディスクアレイ制御装置。
【請求項１０】
前記ディスクアレイ装置の制御情報を記憶する共有メモリ部を備え、
前記共有メモリ部は、前記バックアップディスクを接続する接続手段を備え、
外部から供給される電源の遮断時に、
前記共有メモリ部に記憶されたデータを前記接続手段に出力し、
前記ディスク制御部によらずに、前記共有メモリ部に記憶されたデータを前記バックアップディスクに記憶することを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載のディスクアレイ制御装置。
【請求項１１】
前記バックアップディスクは、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを記憶する第１のバックアップディスクと、前記共有メモリ部に記憶されたデータを記憶する第２のバックアップディスクと、によって構成されることを特徴とする請求項１０に記載のディスクアレイ装置。
【請求項１２】
前記第１のバックアップディスクは前記キャッシュメモリ部に設置され、
前記第２のバックアップディスクは前記共有メモリ部に設置されることを特徴とする請求項１１に記載のディスクアレイ装置。
【請求項１３】
ホストコンピュータと接続され通信を行うチャネルを制御するチャネル制御部と、
ディスク装置の制御を行うディスク制御部と、
前記チャネル制御部と前記ディスク制御部との間で転送されるデータを一時的に記憶するキャッシュメモリ部と、を備え、
前記チャネル制御部は，前記チャネルと前記キャッシュメモリ部との間でデータ転送し、
前記ディスク制御部は、前記ディスク装置と前記キャッシュメモリ部との間でデータ転送し、
前記キャッシュメモリ部は、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを記憶するバックアップディスクを接続する接続手段を備えるディスクアレイ制御装置に用いられるデータバックアップ方法において、
外部から供給される電源の遮断時に、
前記キャッシュメモリ及び前記共有メモリの記憶内容を前記バックアップディスクに記憶することを特徴とするデータバックアップ方法。
【請求項１４】
外部から供給される電源の遮断時に、
前記チャネル制御部及び前記ディスク制御部の記憶内容を、前記キャッシュメモリ部又は前記共有メモリ部に記憶した後に、
前記キャッシュメモリ及び前記共有メモリの記憶内容を前記バックアップディスクに記憶することを特徴とする請求項１３に記載のデータバックアップ方法。
【請求項１５】
ホストコンピュータと接続され通信を行うチャネルを制御するチャネル制御部と、
ディスク装置の制御を行うディスク制御部と、
前記チャネル制御部と前記ディスク制御部との間で転送されるデータを一時的に記憶するキャッシュメモリ部と、を備え、
前記チャネル制御部は，前記チャネルと前記キャッシュメモリ部との間でデータ転送し、
前記ディスク制御部は、前記ディスク装置と前記キャッシュメモリ部との間でデータ転送し、
前記キャッシュメモリ部は、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを記憶するバックアップディスクを接続する接続手段を備えるディスクアレイ制御装置に用いられるデータリストア方法において、
外部から供給される電源の復旧時に、
前記キャッシュメモリ部又は前記共有メモリ部からデータを読み出して、前記チャネル制御部及び前記ディスク制御部の記憶内容を復旧することを特徴とするデータリストア方法。
【請求項１６】
外部から供給される電源の復旧時に、
前記バックアップディスクからデータを読み出して、前記キャッシュメモリ及び前記共有メモリの記憶内容を復旧した後、
前記キャッシュメモリ部又は前記共有メモリ部からデータを読み出して、前記チャネル制御部及び前記ディスク制御部の記憶内容を復旧することを特徴とする請求項１５に記載のデータリストア方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、緊急時におけるキャッシュメモリ等の揮発性メモリの保護に関し、特に、ディスクを使用してデータをバックアップするディスク制御装置及び制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、緊急時にキャッシュメモリの内容をディスク装置にバックアップするディスクアレイ装置が知られている。
【０００３】
図１５は、従来のディスクアレイ装置の構成を表したブロック図である。この従来のディスクアレイ装置は、データを記憶するディスク装置２０及びディスク装置２０を制御するディスクアレイ制御装置１０によって構成されている。
【０００４】
ディスクアレイ制御装置１０はチャネル１１を通してホストコンピュータ１に接続されている。ディスクアレイ制御装置１０は、ホストコンピュータ１とディスクアレイ制御装置１０との間でデータを転送する複数のチャネル制御部１０３と、ディスク側チャネル１２を介してディスク装置２０とディスクアレイ制御装置１０との間でデータを転送する複数のディスク制御部１０４と、データを一時的に記憶するキャッシュメモリ部１０１と、ディスクアレイ制御装置１０に関する制御情報を記憶する共有メモリ部１０２と、を備えている。
【０００５】
キャッシュメモリ部１０１には、例えばＳＤＲＡＭなどで構成されているメモリモジュール１０１１が備わっている。一般にメモリモジュール１０１１のアクセス速度はディスク装置２０より高速であるが、記憶容量及び容量あたりのコストではディスク装置２０に劣るため、ホストコンピュータが必要とするデータを予めディスク装置２０から読み出してキャッシュメモリ部１０１に保存し、ホストコンピュータ１の処理が終了した後にディスク装置２０に処理後のデータを書き戻して、一時的にデータを記憶するのに使用される。
【０００６】
このディスクアレイ装置の動作中に、瞬間的な停電やサージ電流の対策として、外部電源が遮断されたり、電源電圧が変動した場合にもディスクアレイ制御装置１０及びディスク装置２０にバッテリ１０６１から電源を供給可能な電源装置１０６を備える。継続的な停電時には、電源装置１０６のバッテリ１０６１の保持時間が終了するまでの間に共有メモリ部１０２に記憶された制御情報を参照しながら、キャッシュメモリ部に記憶された内容を全てディスク装置２０に書き戻すことにより、突然の電源遮断時にもデータの一貫性を保つことができる。
【０００７】
このようなディスク装置として、例えば、特開２０００−３５７０５９号公報に記載された発明では、電源遮断時にバッテリによって装置の動作を維持し、バッテリ持続時間内にキャッシュメモリのデータをディスク装置に保存するように構成されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３５７０５９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、メモリモジュールの大容量化に伴い、キャッシュメモリ部の内容を全てディスク装置２０に書き戻すまでの時間が長くなるが、この書き戻し時間の間、バッテリ１０６１によって、ディスクアレイ装置の動作を維持する必要があるので、電源装置１０６には大きな容量のバッテリが必要となって、バッテリの体積は大きくなり、それに伴いコストも大きくなり、装置も大型化してしまう問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ホストコンピュータと接続され通信を行うチャネルを制御するチャネル制御部と、ディスク装置の制御を行うディスク制御部と、前記チャネル制御部と前記ディスク制御部との間で転送されるデータを一時的に記憶するキャッシュメモリ部と、を備えるディスクアレイ制御装置において、前記チャネル制御部は，前記チャネルと前記キャッシュメモリ部との間でデータ転送し、前記ディスク制御部は、前記ディスク装置と前記キャッシュメモリ部との間でデータ転送し、前記キャッシュメモリ部は、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを記憶するバックアップディスクを接続する接続手段を備え、外部から供給される電源の遮断時に、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを前記接続手段に出力し、前記ディスク制御部によらずに、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを前記バックアップディスクに記憶することを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
本発明では、ホストコンピュータと接続され通信を行うチャネルを制御するチャネル制御部と、ディスク装置の制御を行うディスク制御部と、前記チャネル制御部と前記ディスク制御部との間で転送されるデータを一時的に記憶するキャッシュメモリ部と、を備えるディスクアレイ制御装置において、前記チャネル制御部は，前記チャネルと前記キャッシュメモリ部との間でデータ転送し、前記ディスク制御部は、前記ディスク装置と前記キャッシュメモリ部との間でデータ転送し、前記キャッシュメモリ部は、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを記憶するバックアップディスクを接続する接続手段を備え、外部から供給される電源の遮断時に、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを前記接続手段に出力し、前記ディスク制御部によらずに、前記キャッシュメモリ部に記憶されたデータを前記バックアップディスクに記憶するので、バックアップに要する時間が少なくすることができ、バッテリによる給電範囲を限定するためバッテリの容量を小さくすることができ、電源装置が小型化できることから、ディスク制御装置が小型化でき、設置面積を少なくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、第１の実施の形態のディスクアレイ装置の概要を表したブロック図である。
【００１４】
本発明の実施の形態のディスクアレイ装置は、データを記憶するディスク装置２０及びディスク装置２０を制御するディスクアレイ制御装置１０によって構成されている。
【００１５】
ディスクアレイ制御装置１０は、チャネル１１を介してホストコンピュータ１に接続されており、ディスク装置２０とホストコンピュータ１との間でデータを送受信する。このチャネル１１には、例えば、ファイバチャネルなどが用いられている。
【００１６】
キャッシュメモリ部１０１は、ディスク装置２０に保存されたデータを一時的に記憶するもので、記憶されたデータはチャネル１１を介してホストコンピュータに対して送受信される。キャッシュメモリ部１０１は、相互結合網１０５に接続され、メモリモジュール１０１１との間でデータのやりとりを行うメモリ制御部１０１０を備え、キャッシュメモリ部１０１に入力されたデータはメモリモジュール１０１１に保存される。このメモリモジュール１０１１は、例えば、ＳＤＲＡＭなどで構成される。また、キャッシュメモリ部１０１には内蔵バックアップディスク１０１３が備えられる。内蔵バックアップディスク１０１３は、電源遮断時等の緊急時にメモリモジュール１０１１に記憶されているデータを記憶して、メモリモジュール１０１１の記憶内容をバックアップする。ディスクプロトコル制御部１０１２は、内蔵バックアップディスク１０１３に接続され、内蔵バックアップディスク１０１３へのデータの入出力を制御する。
【００１７】
共有メモリ部１０２は、ディスクアレイ制御装置１０に関する制御情報を記憶している。共有メモリ部１０２は、相互結合網１０６に接続され、メモリモジュール１０２１との間でデータのやりとりを行うメモリ制御部１０２０を備え、共有メモリ部１０２に入力されたデータはメモリモジュール１０２１に保存される。このメモリモジュール１０２１は、例えば、ＳＤＲＡＭなどで構成される。また、共有メモリ部１０２には、内蔵バックアップディスク１０２３が備えられる。内蔵バックアップディスク１０２３は、電源遮断時等の緊急時にメモリモジュール１０２１に記憶されているデータを記憶して、メモリモジュール１０２１をバックアップする。ディスクプロトコル制御部１０２２は、内蔵バックアップディスク１０２３に接続され、内蔵バックアップディスク１０２３へのデータの入出力を制御する。
【００１８】
チャネル制御部１０３は、ホストコンピュータ１とのインターフェイスを司るもので、チャネル１１を介してホストコンピュータ１と接続されている。またチャネル制御部１０３とディスク制御部１０４は、相互結合網１０５、１０６を介してキャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２に接続されている。
【００１９】
ディスク制御部１０４は、ディスク側チャネル１２を介してディスク装置２０に接続されている。このディスク側チャネル１２にはファイバチャネルなどが用いられる。ディスク装置２０は複数個備えられ、利用者の要求に応じたＲＡＩＤレベルの構成によってディスクアレイを構築している。
【００２０】
相互結合網１０５はキャッシュメモリ部１０１を、相互結合網１０６は共有メモリ部１０２を、それぞれチャネル制御部１０３、ディスク制御部１０４と相互に接続するもので、クロスバスイッチなどによって構成されている。
【００２１】
ディスクアレイ制御装置１０には、電源装置１０６によって電源が供給されている。この電源装置１０６にはバッテリ１０６１が備えられており、外部から供給される電源の遮断時にはバッテリ１０６１に蓄えられた電力によってディスクアレイ制御装置１０に一時的に電源を供給する。また、電源装置１０６はディスク装置２０にも電源を供給する。また、ディスクアレイ制御装置１０のうちキャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２は、メモリ部用電源装置１０７によって電源が供給されている。この電源装置１０７にはバッテリ１０７１が備えられており、電源遮断時にはバッテリ１０７１に蓄えられた電力によってキャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２に一時的に電源を供給して、その動作を継続する。
【００２２】
これら電源装置１０６、１０７の状態は、サービスプロセッサ（ＳＶＰ）１０５によって監視されている。
【００２３】
ホストコンピュータ１がディスクアレイ装置に対してデータのアクセスを行う場合、ディスク装置２０に直接アクセスするとデータの読み込み・書き込み時に発生するオーバーヘッドが大きいので、ホストコンピュータ１から要求されたデータをブロック単位でキャッシュメモリ部１０１に記憶しておく。ディスクアレイ制御装置１０は、キャッシュメモリ部１０１に記憶されたデータを読み出し、又は、キャッシュメモリ部１０１にデータを書き込んで処理を行う。
【００２４】
キャッシュメモリ部１０１に記憶されているデータはホストコンピュータの書き込み要求に応じて書き換えられるが、これらはまだディスク装置２０には保存されていないデータ（ダーティデータ）なので、これをディスク装置２０に書き戻す処理（デステージング）を行う必要がある。このデステージングのタイミングは、ホストコンピュータ１の要求に応じて随時行ってもよいし（ライトスルー）、キャッシュ使用率が規定量を超えた時点で、ＬＲＵ（Ｌｅａｓｔ　Ｒｅｃｅｎｔｌｙ　Ｕｓｅｄ）等のアルゴリズムに従い対象データを決めてから行ってもよい（ライトバック）。
【００２５】
共有メモリ部１０２には、キャッシュメモリ部１０１に格納したデータのディレクトリ情報、チャネル制御部１０３とディスク制御部１０４とが連携してホストコンピュータ１の入出力要求を処理するためのジョブ情報、利用するＲＡＩＤのレベルに応じた論理ボリュームのディスク装置２０に対する割り当てなどを示す構成情報などの制御情報が格納されている。
【００２６】
図２は、キャッシュメモリ部１０１の詳細な構成を表したブロック図である。
【００２７】
メモリ制御部１０１０は、アクセスパス制御部１０１０１及びメモリモジュール制御部１０１０２から構成されている。
【００２８】
アクセスパス制御部１０１０１は、相互結合網１０５に接続されるアクセスパス１０１６とディスクプロトコル制御部１０１２とを選択的にデータライン１０１１０に接続し、メモリモジュール１０１１にアクセスパス１０１６とディスクプロトコル制御部１０１２とを接続するセレクタ１０１１２を制御する。例えば、通常時はアクセスパス１０１６とメモリモジュール１０１１とを接続し、メモリモジュール１０１１とチャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４との間でデータを送受信をする。電源遮断等の異常時にはディスクプロトコル制御部１０１２とメモリモジュール１０１１とを接続し、内蔵バックアップディスク１０１３にメモリモジュール１０１１のデータをダンプして保存する制御を行う。なお、この制御の詳細については図８において後述する。
【００２９】
メモリモジュール制御部１０１０２はコマンドライン１０１１１を介してメモリモジュール１０１１を制御する。
【００３０】
ディスクプロトコル制御部１０１２は、ＳＣＳＩやファイバチャネル等に基づくバックアップディスク接続手段１０１５を介して、内蔵バックアップディスク１０１３に対するアクセスを制御し、メモリモジュール１０１１に記憶されているデータを内蔵バックアップディスク１０１３に記憶してメモリモジュール１０１１のデータのバックアップを制御する。また、バックアップしたデータをメモリモジュール１０１１に戻すリストアの制御も行う。
【００３１】
緊急バックアップ制御部１０１４は、ＳＶＰ１０５からの信号を受け、バックアップ処理またはリストア処理を行うため、メモリ制御部１０１０及びディスクプロトコル制御部１０１２を制御する。
【００３２】
共有メモリ部１０２は、キャッシュメモリ部１０１と異なり、ディスクアレイ制御装置１０に関する制御情報を記憶するものであるが、そのハードウェア構成は前述したキャッシュメモリ部１０１と同じなので、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
図３は、電源装置１０６、メモリ部用電源装置１０７、ＳＶＰ１０５の詳細な構成を表したブロック図である。
【００３４】
電源装置１０６は、電源２（例えば、商用電源）から電力の供給を受け、ディスクアレイ制御装置１０及びディスク装置２０に対して電力を供給する。電源装置１０６はバッテリ１０６１を備えており、電源２に短時間の電源の停止や電源遮断が発生した場合には、バッテリからの電源供給時間内においてディスクアレイ制御装置１０及びディスク装置２０に対して電力を供給する。
【００３５】
メモリ部用電源装置１０７は、電源２からの電力の供給を受け、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２に対して電力を供給する。メモリ部用電源装置１０７はバッテリ１０７１を備えており、電源２に短時間の電源の停止や電源遮断が発生した場合に、バッテリ供給時間内においてキャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２に対して電力を供給する。キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２といった限られた範囲にのみ電力を供給するメモリ部用電源装置１０７を用いるため、停電発生時に、メモリ部用電源装置１０７に必要とされる電流は小さくて済む。なお、電源装置１０６のみを備える場合でも、電力を供給する範囲を切り換える切換手段（図示せず）によっても同様なことができる。
【００３６】
ＳＶＰ１０５は、ディスクアレイ制御装置１０に対する管理をする制御装置であり、電源装置通信手段１０６２を介して電源装置１０６に接続され、電源装置通信手段１０７２を介してメモリ部用電源装置１０７に接続されており、各電源装置の状態（例えば、電圧状態や短時間の電源の停止や電源遮断の発生など）を監視している。
【００３７】
またＳＶＰ１０５は、ＳＶＰ接続手段１０５２を介してキャッシュメモリ部１０１、共有メモリ部１０２、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４の各モジュールに接続され、電源遮断が発生した場合や手動による緊急シャットダウンの指示がされた場合にディスクアレイ制御装置１０全体に緊急シャットダウンを通知し、各部の終了処理やバックアップ処理を行わせる。
【００３８】
図４は、チャネル制御部１０３の詳細な構成を表したブロック図である。
【００３９】
チャネルインターフェース部（チャネルＩＦ部）１０３２は、外部のホストコンピュータ１と接続されるチャネル１１に接続される。キャッシュメモリアクセスパスインターフェース部（キャッシュメモリアクセスパスＩＦ部）１０３３は、ディスクアレイ制御装置１０の内部の相互結合網１０５に接続されている。共有メモリアクセスパスインターフェース部（共有メモリアクセスパスＩＦ部）１０３６は、ディスクアレイ制御装置１０の内部の相互結合網１０６に接続されている。チャネルＩＦ部１０３２、キャッシュメモリアクセスパスＩＦ部１０３３、共有メモリアクセスパスＩＦ部１０３６及びプロセッサ周辺制御部１０３５は相互に接続されている。
【００４０】
プロセッサ１０３１は、プロセッサ周辺制御部１０３５を介してチャネルＩＦ部１０３２、キャッシュメモリアクセスパスＩＦ部１０３３及び共有メモリアクセスパスＩＦ部１０３６に接続されており、チャネルＩＦ部１０３２、キャッシュメモリアクセスパスＩＦ部１０３３及び共有メモリアクセスパスＩＦ部１０３６はプロセッサ１０３１に制御されている。プロセッサ１０３１にはローカルメモリ１０３４が接続されている。ローカルメモリ１０３４は、プロセッサ１０３１の制御プログラムや制御情報が格納され、また、チャネル１１と相互結合網１０５、１０６（アクセスパス）との間で通信されるデータを一時的に記憶するバッファとしても機能する。
【００４１】
図５は、ディスク制御部１０４の詳細な構成を表したブロック図である。
【００４２】
ディスク側チャネルインターフェース部（ディスク側チャネルＩＦ部）１０４２は、ディスク側チャネル１２を介してディスク装置２０に接続されている。
【００４３】
キャッシュメモリアクセスパスインターフェース部（キャッシュメモリアクセスパスＩＦ部）１０４３は、キャッシュメモリアクセスパス１０４７を介して相互結合網１０５に接続されている。相互結合網１０５はキャッシュメモリ部１０１に接続されており、ディスク制御部１０４は、キャッシュメモリ部１０１とディスク装置２０との間のデータの入出力を制御している。このキャッシュメモリアクセスパスＩＦ部１０４３とディスク側チャネルＩＦ部１０４２とは、データ線１０４９にて直接接続され、大きなサイズのデータを高速に転送することができる。
【００４４】
共有メモリアクセスパスＩＦ部１０４６は、共有メモリアクセスパス１０４８を介して相互結合網１０６に接続されている。相互結合網１０６は共有メモリ部１０２に接続されており、ディスク制御部１０４は、共有メモリ部１０２に格納されたディスクアレイ制御装置１０に関する制御情報である、キャッシュのディレクトリ情報、チャネル制御部１０３と連携するためのジョブ情報、ボリュームの構成情報、等を用いてディスク装置２０の制御を行う。
【００４５】
プロセッサ１０４１は、プロセッサ周辺制御部１０４５を介してディスク側チャネルＩＦ部１０４２、キャッシュメモリアクセスパスＩＦ部１０４３及び共有メモリアクセスパスＩＦ部１０４６に接続されており、ディスク側チャネルＩＦ部１０４２、キャッシュメモリアクセスパスＩＦ部１０４３及び共有メモリアクセスパスＩＦ部１０４６は、プロセッサ１０４１に制御されている。
【００４６】
また、プロセッサ１０４１にはプロセッサ周辺制御部１０４５を介してローカルメモリ１０４４が接続されている。ローカルメモリ１０４４は、プロセッサ１０４１の制御プログラムや制御情報を格納され、またディスク側チャネル１２とアクセスパス１０４７、１０４８との間で通信されるデータを一時的に記憶するバッファとしても機能する。
【００４７】
次に、第１の実施の形態のディスクアレイ制御装置の動作を図面を参照にして説明する。
【００４８】
図６は、電源遮断等が発生した場合の処理を表したフローチャートである。
【００４９】
本発明では、電源遮断などの異常が発生した場合、メモリ部用電源装置１０７に備えられたバッテリ１０７１の保持時間内でディスクアレイ制御装置１０内のキャッシュメモリ部１０１のデータ及び共有メモリ部１０２のデータを各々内蔵されているディスク１０１３、１０２３にバックアップするものである。
【００５０】
ＳＶＰ１０５は、常時、電源装置１０６を監視している。すなわち、電源装置１０６の継続停電時間と予め設定された時間とを比較し、継続停電時間が予め設定された時間以上になった場合、又は、ホストコンピュータ１からの命令や、スイッチの操作などによって生じる緊急バックアップ命令をＳＶＰ１０５が受信したときに、緊急バックアップ処理を開始する（処理６０１）。
【００５１】
緊急バックアップ処理が開始されたら、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４に対して動作停止要求を送信して、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４に緊急動作停止処理を開始させる（処理６０２）。このバックアップ要求信号を受信したチャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４は緊急動作停止処理を行う。この緊急動作停止処理は、ホストコンピュータとディスク装置との処理中のデータの送受信を正常終了して、運転の再開を行ってもキャッシュ及びディスクのデータの整合性が取れている状態にして、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４の動作を停止させるものである（処理６０３）。この緊急動作停止処理の詳細は図７において後述する。
【００５２】
ＳＶＰ１０５は、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４からの緊急動作停止処理完了の通知を受信すると、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４の動作停止を確認する（処理６０４）。
【００５３】
ＳＶＰ１０５は、処理６０４で動作停止処理完了の通知を確認すると、電源装置１０６内に備えられているバッテリからのチャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４への給電を停止する（処理６０５）。
【００５４】
次に、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２に対してバックアップ要求を送信して、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２にバックアップ処理を開始させる（処理６０６）。このバックアップ要求信号を受信したキャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２はバックアップ処理を行って、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２の動作を停止させる（処理６０７）。このバックアップ処理の詳細は図８において後述する。
【００５５】
このように、通常のデステージング動作によらず、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２の記憶内容をバックアップするので、迅速なバックアップ処理と、小容量な電源装置での装置構成との双方を実現することができる。
【００５６】
ＳＶＰ１０５は、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２からのバックアップ処理終了の通知を受信すると（処理６０８）、メモリ部用電源装置１０７のバッテリからのキャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２への給電を停止する（処理６０９）。
【００５７】
以上の処理によって、ディスクアレイ制御装置１０の緊急バックアップ処理が終了する。
【００５８】
図７は、図６の処理６０３における、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４の緊急動作停止処理を表したフローチャートである。
【００５９】
チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４は、ＳＶＰ１０５から動作停止要求を受信すると（処理７０１）、現在キューに溜まっているデータの転送を完了させ、現在実行中の処理を終了する（処理７０２）。
【００６０】
次に、本実施例においては、より円滑な運転再開を行うために、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４内のプロセッサの一時的な状態を保存する。チャネル制御部１０３内のローカルメモリ１０３４の内容及びディスク制御部１０４内のローカルメモリ１０４４の内容を、キャッシュメモリ部１０１又は共有メモリ部１０２に送信し、キャッシュメモリ部１０１又は共有メモリ部１０２のメモリモジュール１０１１、１０２１の予め定めた領域に記憶させる（処理７０３）。
【００６１】
そして、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４は、緊急動作停止処理が終了すると、ＳＶＰ１０５に対して緊急動作停止処理の終了を通知する（処理７０４）。
【００６２】
図８は、図６の処理６０７における、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２のバックアップ処理の詳細を表したフローチャートである。
【００６３】
キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２は、ＳＶＰ１０５からのバックアップ要求を受信すると（処理８０１）、直ちにメモリモジュール１０１１に記憶されているデータを内蔵バックアップディスク１０１２に記憶し、メモリモジュール１０２１に記憶されているデータを内蔵バックアップディスク１０２２に記憶する。この内蔵バックアップディスク１０１３、１０２３へのデータの記憶は、メモリモジュール１０１１、１０２１の記憶内容を所定のアドレスから順次書き込むこと（ダンプ）によって行う（処理８０２）。このように、メモリモジュール１０１１、１０２１の記憶内容を内蔵バックアップディスク１０１２、１０２２へ所定のアドレスから順次書き込むことによって、メモリモジュールに備わるバースト機能の使用が可能になりバックアップディスクのシーク動作を起こさせないので、データのコピーに複雑な処理を要さず、メモリモジュール１０１１、１０２１から内蔵バックアップディスク１０１２、１０２２に高速にデータをコピーすることができる。
【００６４】
メモリ内のデータのダンプによる書き込みが完了すると、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２は、ＳＶＰ１０５に対してバックアップ処理の終了を通知する（処理８０３）。
【００６５】
図９は、電源が回復し、ディスクアレイ制御装置１０が動作を再開するときの処理を表したフローチャートである。
【００６６】
まず、ＳＶＰ１０５は、電源装置の電力の供給が再開されて、ホストコンピュータ１から手動による再開命令があった場合に（処理９０１）、各モジュール（キャッシュメモリ部１０１、共有メモリ部１０２、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４）及び電源装置１０６の状態が正常であるか否かを確認する（処理９０２）。
【００６７】
各モジュール及び各電源装置が正常に動作可能であることが確認されると、まず、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２に対してメモリ内容回復命令を発する（処理９０３）。
【００６８】
メモリ内容回復命令を受信したキャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２は、内蔵バックアップディスク１０１２及び１０２２にバックアップされたデータを再びメモリモジュール１０１１、１０２１に書き戻して、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２を前述したバックアップ処理（図８）の実行前の状態に戻す。データが正常に書き戻され、各メモリモジュール１０１１、１０２１がバックアップ処理前の状態に復帰すると、メモリ制御部１０１０、１０２０はＳＶＰ１０５に対してメモリ内容の回復を通知する。
【００６９】
ＳＶＰ１０５は、メモリ内容回復通知によって、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２のメモリモジュール１０１１、１０２１の内容の回復を確認すると（処理９０４）、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４に対して正常動作再開命令を発する（処理９０５）。
【００７０】
本実施例では、正常動作再開命令を受信したチャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４は、キャッシュメモリ部１０１又は共有メモリ部１０２に保存されていたデータ（図７の処理７０３において記憶したデータ）をローカルメモリ１０３４、１０４４に書き戻して、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４を前述した緊急動作停止処理（図７）の実行前の状態に戻すリストア処理を行う。データが正常に書き戻され、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４のローカルメモリ１０３４、１０４４が緊急動作停止処理前の状態に復帰すると、チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４はＳＶＰ１０５に対してメモリ内容のリストアを通知する。
【００７１】
ＳＶＰ１０５は、全てのチャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４のメモリ内容のリストア（メモリ内容の書き戻し）を確認すると（処理９０６）、ＳＶＰ１０５はチャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４に対して運転再開命令を発する（処理９０７）。
【００７２】
以上の処理によって、ディスクアレイ制御装置１０の動作が再開される。
【００７３】
以上説明したように、第１の実施の形態のディスクアレイ制御装置は、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２に内蔵バックアップディスク１０１３、１０２３を備えたので、電源遮断などの緊急時において、キャッシュメモリ部１０１、１０２の内容を、ディスク制御部１０４を介さず内蔵バックアップディスク１０１３、１０２３にダンプしてバックアップする。すなわち、電源遮断が生じた場合に、キャッシュメモリの内容をそのままバックアップディスクにバックアップをするので、停電発生時にキャッシュ内容のデステージングを行う必要が無く、バックアップに要する時間が少なくすることができ、また、給電する範囲を限定できるので、バッテリの容量を小さくすることができる。また、停電発生時に装置に電源を供給するバッテリの容量が小さくて済むので、ディスクアレイ制御装置１０の設置面積を少なくでき、それに伴うコストの増加を抑えることができる。また、従来のディスクアレイ装置から、システムの大幅な変更が不要であり、設計コストも少なくすることができる。また、ディスク制御装置内で共通に使用される制御情報を保存する共有メモリを備え、ディスク装置の構成情報やジョブ情報、キャッシュデータのディレクトリ情報もバックアップすることができるので、ディスクアレイ装置の迅速な回復をすることができる。
【００７４】
図１０、図１１は、第２の実施の形態のディスクアレイ制御装置のキャッシュメモリ部１０１の説明図であり、図１０は、キャッシュメモリ部１０１の詳細の構成を表したブロック図であり、図１１は、キャッシュメモリ部１０１のメモリモジュール１０１１及びバックアップディスク１０２４の記憶領域の説明図である。
【００７５】
第２の実施の形態のディスクアレイ制御装置１０では、第１の実施の形態と比較すると、キャッシュメモリ部１０１に内蔵バックアップディスク１０１３が設けられるのではなく、キャッシュメモリ部１０１の外部にバックアップディスク１０２４が設けられている点、及び、バックアップディスク１０２４がキャッシュメモリのデータのバックアップだけでなく、仮想メモリとして使用可能な点で相違する。なお、第１の実施の形態と同一の作用をする構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７６】
ディスクアレイ制御装置１０に備えられているキャッシュメモリ部１０１は、ディスク装置２０に保存されているデータのうち、ホストコンピュータ１からの入出力要求の処理に必要なデータを一時的に保存し、ディスク装置２０と比較して高速にアクセスできるメモリモジュール１０１１に読み書きすることでシステム全体の処理速度を向上するためのものである。
【００７７】
第２の実施の形態のディスクアレイ制御装置１０は、バックアップディスクがキャッシュメモリ部１０１内に設けられているのではなく、キャッシュメモリ部１０１外にバックアップディスク１０２４が設けられている。これに対応して、バックアップディスク接続手段１０１５がバックアップディスク１０２４に接続されており、バックアップディスク接続手段１０１５がバックアップするデータをキャッシュメモリ部１０１の外部に出力するように設けられている。
【００７８】
また、バックアップディスク１０２４は、メモリモジュール１０１１よりも充分に大きな容量（アドレス領域）を有している。メモリモジュール１０１１の使用可能アドレス領域が０〜ｘである場合（図１１（ａ））、バックアップディスク装置１０２４の使用可能アドレス領域（０〜ｙ）のうち０〜ｘの領域をメモリモジュール１０１１のバックアップ領域１０２４１として割り当て、残りのｘ〜ｙの領域を仮想メモリ領域１０２４２として使用する（図１１（ｂ））。キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２に格納されるデータの中には比較的速度の要求の低い種類のものがある（例えば構成情報など）。このようなデータを仮想メモリ領域に割り当てれば、バックアップディスク１０２４はメモリモジュール１０１１に比べ安価であり、バックアップディスクの容量を増やしても装置の大きさは増えないので、キャッシュメモリ部１０１全体の記憶容量を容易に増加させることができる。
【００７９】
メモリ制御部１０１０は、ディスクプロトコル制御部１０１２に接続されている。また、メモリ制御部１０１０には、アクセスパス制御部１０１０１及びメモリモジュール制御部１０１０２の他に、アドレス判定部１０１０３が設けられている。このアドレス判定部１０１０３は、バックアップディスク１０２４のアドレス領域とメモリモジュール１０１１のアドレス領域との対応を判定する。
【００８０】
なお、バックアップディスク１０２４の仮想メモリに記憶されているデータは緊急時にバックアップを行う必要はないので、電源遮断時のバックアップ処理に要する時間が増加することはなく、電源装置１０６のバッテリ１０６１の容量を増加させる必要はない。
【００８１】
図１２は、第３の実施の形態のディスクアレイ制御装置の概要を表したブロック図である。
【００８２】
第１の実施の形態においては、ディスクアレイ制御装置１０内では、データは相互結合網１０５、１０６を介して通信される。この相互結合網１０５、１０６はクロスバスイッチで構成されている。しかし、第３の実施の形態のディスクアレイ制御装置では共有バス１０９を用いてデータを通信する点が相違する。また、共有バス１０９にはキャッシュメモリ部１０１が接続されている。
【００８３】
また、第１の実施の形態では、制御情報は共有メモリ部１０２に格納するよう構成されているが、第３の実施の形態では、制御情報をキャッシュメモリ部１０１内のメモリモジュール１０１１に格納するように構成している点が相違する。このメモリモジュール１０１１には、キャッシュデータ１０１１１を格納する領域と制御情報１０１１２を格納する領域とが備えられている。
【００８４】
なお、その他の各部の作用は第１の実施の形態のディスクアレイ制御装置１０と同一であるため、各構成の詳細な説明は省略する。
【００８５】
上記のように第３の実施の形態では、共有バスを用いると共に、共有メモリ部１０２を備えず、制御情報をキャッシュメモリ部１０１に格納するよう構成したので、第１の実施の形態の効果に加え、ディスクアレイ制御装置１０を単純化することができる。
【００８６】
図１３は、第４の実施の形態のディスクアレイ制御装置の概要を表したブロック図である。
【００８７】
第４の実施の形態のディスクアレイ制御装置１０では、第１の実施の形態と比較すると、キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２のバックアップディスクをディスクアレイ制御装置１０の外部に設置した点が相違する。このバックアップディスク１０１４、１０２４は、例えば、ディスク装置２０と同一筐体内に設置される。なお、第１の実施の形態と同一の作用をする構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００８８】
バックアップディスク１０１４は、キャッシュメモリ部１０１のディスクプロトコル制御部１０１２に接続されており、キャッシュメモリ部１０１のメモリモジュール１０１１に記憶されているデータをバックアップして記憶する。
【００８９】
バックアップディスク１０２４は、共有メモリ部１０２のディスクプロトコル制御部１０２２に接続されており、共有メモリ部１０２のメモリモジュール１０２１に記憶されているデータをバックアップして記憶する。
【００９０】
これらバックアップディスク１０１４、１０２４は、メモリ部用電源装置１０７から電力が供給されている。
【００９１】
以上説明したように、第４の実施の形態では、バックアップディスクをキャッシュメモリ部１０１、共有メモリ部１０２の外部に設けることによって、ディスクアレイ制御装置１０を小さくできるので、第１の実施の形態に比べて、ディスクアレイ制御装置１０の設置面積をより少なくでき、それに伴うコストの増加を抑えることができ、また、バックアップディスクの交換、点検等の保守作業も容易となる。
【００９２】
図１４は、第４の実施の形態のディスクアレイ制御装置の変形例を表したブロック図である。
【００９３】
キャッシュメモリ部１０１は、バックアップディスク接続手段を二重化してバックアップディスク１０１４に接続している。
【００９４】
また、共有メモリ部１０２には、二つのバックアップディスク１０２４が接続されており、メモリモジュール１０２１の記憶内容は二重化されてバックアップされるようになっている。
【００９５】
なお、ディスク装置２０の一部をバックアップ兼用ディスクとし、バックアップ兼用ディスクにバックアップ領域を設け、キャッシュメモリ部１０１のディスクプロトコル制御部１０１２に接続することで、緊急バックアップ処理においてバックアップ兼用ディスクのバックアップ領域にメモリモジュール１０１１の記憶内容を記憶して、バックアップをするように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のディスクアレイ装置の概要を表したブロック図である。
【図２】キャッシュメモリ部１０１の詳細な構成を表したブロック図である。
【図３】電源装置１０６、メモリ部用電源装置１０７、ＳＶＰ１０５の詳細な構成を表したブロック図である。
【図４】チャネル制御部１０３の詳細な構成を表したブロック図である。
【図５】ディスク制御部１０４の詳細な構成を表したブロック図である。
【図６】電源の遮断が発生した場合における処理を表したフローチャートである。
【図７】チャネル制御部１０３及びディスク制御部１０４の緊急動作停止処理を表したフローチャートである。
【図８】キャッシュメモリ部１０１及び共有メモリ部１０２のバックアップ処理を表したフローチャートである。
【図９】ディスクアレイ制御装置１０が動作を再開するときの処理を表したフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態のディスクアレイ制御装置のキャッシュメモリ部１０１の構成を表したブロック図である。
【図１１】第２の実施の形態のメモリモジュール１０１１及びバックアップディスク１０２４の記憶領域の説明図である。
【図１２】第３の実施の形態のディスクアレイ制御装置の概要を表したブロック図である。
【図１３】第４の実施の形態のディスクアレイ制御装置の概要を表したすブロック図である。
【図１４】第４の実施の形態のディスクアレイ制御装置の変形例を表したブロック図である。
【図１５】従来のディスクアレイ装置の構成を表したブロック図である。
【符号の説明】
１　ホストコンピュータ
１０　ディスクアレイ制御装置
１１　チャネル
１２　ディスク側チャネル
１３　バックアップ兼用ディスク
２０　ディスク装置
１０１　キャッシュメモリ部
１０２　共有メモリ部
１０３　チャネル制御部
１０４　ディスク制御部
１０５　相互結合網
１０６　相互結合網
１０６　電源装置
１０７　メモリ部用電源装置
１０９　共有バス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004118644.tif 000008
【図７】
2004118644.tif 000009
【図８】
2004118644.tif 000010
【図９】
2004118644.tif 000011
【図１０】
2004118644.tif 000012
【図１１】
2004118644.tif 000013
【図１２】
2004118644.tif 000014
【図１３】
2004118644.tif 000015
【図１４】
2004118644.tif 000016
【図１５】
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