JP2550239B2

JP2550239B2 - 外部記憶装置システム

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Publication number: JP2550239B2
Application number: JP3233191A
Authority: JP
Inventors: 朗伸島田; 正史野沢; 俊夫中野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1991-09-12
Publication date: 1996-11-06
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: US5584008A; JPH0573213A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータシステム
において用いられる外部記憶装置システムに関するもの
であり、特に複数の記憶装置とこれらを制御する記憶制
御装置とから構成される外部記憶装置において、複数の
記憶装置の記憶スペースを上位装置の介在なしに階層的
に管理することにより、上位装置に負担をかけることな
く、大容量・低ビットコストを実現するのに好適な外部
記憶装置システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、限られた記憶スペースを有効
に活用するためのデータ管理の技術として、各データの
利用頻度に合わせ、各データを適切な記憶場所に移動・
格納する技術が、広く研究・開発されている。例えば、
特開昭６０−１４７８５５号公報に開示された発明、及
びアイビーエム（ＩＢＭ）社の刊行物であるジーエッチ
（ＧＨ）３５−００９２−５「データファシリティ
ハイアラーキカルストレージマネージャ：ジエネラ
ルインフォーメーション（ＤａｔａＦａｃｉｌｉｔ
ｙＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＳｔｏｒａｇｅＭａ
ｎａｇｅｒ：ＧｅｎｅｒａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ）（１９８９）」においては、高性能高コストの記憶
装置、低性能低コストの記憶装置といった複数の外部記
憶装置が、上位装置に接続されているコンピュータシス
テムにおけるデータの自動的管理技術が記載されてい
る。

【０００３】上記従来技術において、高性能高コストの
記憶装置内に格納されているデータに対する上位装置の
アクセスが所定の時間以上無い場合、このデータは上位
装置内のソフトウェアにより圧縮された後、低性能低コ
ストの記憶装置に転送され格納される。また、低性能低
コストの記憶装置に上位装置からアクセスがあった場
合、このデータは伸長された後、高性能高コストの記憶
装置に転送される。

【０００４】以上の様なデータ管理のための処理は、す
べて上位装置で連続的に実行される「階層記憶管理プロ
グラム」により遂行され、比較的大規模なシステムの種
々の外部記憶装置群を自動的に管理し、データ記憶空間
の利用の最適化を狙っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、上位
装置に性能、容量、コスト等の異なる複数の外部記憶装
置が接続された比較的大規模なシステムにおいて、デー
タをその使用頻度に合わせて最適な外部記憶装置へ移動
して格納するものである。こうしたシステム全体の記憶
階層の制御やデータ管理は、すべて上位装置上の「階層
管理プログラム」により実行される。このため、上位装
置及びそれを制御するオペレーティングシステムは、通
常の処理以外にデータ管理の処理に関与しなければなら
ない。したがって各記憶装置間のデータ移動は、すべて
一度上位装置による処理を経由する必要があり、スルー
プット低下の原因となる。

【０００６】また、小型のコンピュータシステムに従来
技術を適用しようとする場合、上位装置の負担は大き
く、一般の処理に影響しかねない。

【０００７】さらに、そもそも上記従来技術は、複数種
類の外部記憶装置を階層的に制御するもので、直接アク
セス可能な外部記憶装置が一種類しか接続されていない
場合など外部記憶装置内部を階層的にデータ管理するこ
とはできない。

【０００８】この様に小形システムの限られた記憶スペ
ースを有効活用し、高性能で大容量低ビットコストの記
憶システムを実現するには上記従来技術では種々の問題
がある。

【０００９】また、上記従来技術においては、データを
高性能外部記憶装置から低性能外部記憶装置に移動する
際にデータ圧縮を行い、また低性能外部記憶装置から高
性能外部記憶装置に移動する際にデータ伸長を行ってい
る。データ圧縮は、記憶装置のスペースの有効活用に効
果的であるが、上記従来技術ではこのデータ圧縮を上位
装置上のソフトウェアで行っている。ソフトウェアによ
るデータ圧縮は、オーバヘッドが大きく、特に低性能外
部記憶装置内のデータにアクセス要求があった場合、高
性能外部記憶装置へのデータの移動に時間がかかるた
め、ターンアラウンド時間の悪化を招く。

【００１０】本発明の目的は、外部記憶装置内部の記憶
スペースを階層的に自動管理して、大容量・低ビットコ
ストの外部記憶装置システムを提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、上位装置及びオペレ
ーティングシステムの関与なしに外部記憶装置の記憶ス
ペースを階層的に自動管理することを可能にし、上位装
置の処理能力の低い小形コンピュータシステムにおいて
も適用可能な外部記憶装置システムを提供することにあ
る。

【００１２】さらに、本発明の他の目的は、外部記憶装
置の記憶スペースの階層的管理において、階層記憶スペ
ース間のデータ移動の際に、オーバヘッドが少なく、上
位装置に負担がかからないように、データ圧縮及び伸長
を行い、高性能と大容量、低ビットコストを両立した外
部記憶装置システムを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の記憶装
置と上記複数の記憶装置を制御する制御装置とから構成
され、上位装置に接続されている外部記憶装置システム
に適用されるものであり、上記制御装置は、複数の記憶
装置から構成される外部記憶装置上の記憶空間を、上位
装置による直接アクセスの対象とする活性記憶プール
と、活性記憶プール内のデータのうちあらかじめ定めら
れた期間以上に亙ってアクセスされないデータを移動し
て格納し、上位装置による直接アクセスの対象としない
非活性記憶プールとに分けて管理する。また、データ圧
縮／伸張は、上記制御装置が行う。

【００１４】

【作用】本発明によれば、頻繁にアクセスされるデータ
だけが活性記憶プールに残り、アクセスされないデータ
は非活性記憶プールに格納される。

【００１５】ここで、上記のデータ管理やデータ圧縮／
伸張は制御装置内で上位装置の関与なしに行われるた
め、上位装置は活性記憶プールと非活性記憶プールを全
く意識する必要は無く、一般のコンピュータ外部記憶装
置と同様のインタフェースでアクセスが可能である。ま
た、上位装置の負担がないため、上位装置の処理能力の
低い小形コンピュータシステムにおいても適用すること
ができる。

【００１６】したがって、上位装置に負担がかからない
ように、データ圧縮及び伸長を行い、高性能と大容量、
低ビットコストを両立した外部記憶装置システムおよび
外部記憶装置の制御システムを提供することにある。

【００１７】

【実施例】以下、添付の図面に示す実施例により、さら
に詳細に本発明について説明する。本発明は、データを
複数に分割して冗長データと共に複数の記憶装置に格納
したアレイ構造を持ったコンピュータ外部記憶装置、例
えばディスクアレイ装置、に適用することが可能であ
り、以下このディスクアレイ装置を例にして説明する。
上記の様なアレイ構造を持った記憶装置は、複数の記憶
装置に並列にアクセスするため極めて高速にデータ転送
することできるためデータの移動の高速化が期待でき
る。また万一データに異常が生じた場合でも冗長データ
よりデータが復元でき信頼性の高いシステムとなる。

【００１８】図１は、本発明をアレイ磁気ディスク装置
に適用した場合の一実施例を示すブロック図である。図
１において、１は上位装置、２はアレイコントローラ、
３は複数の磁気ディスクＰＤ０〜ＰＤ５５，ＰＴＤ０〜
ＰＴＤ６から構成されるディスクアレイ部、４は上位装
置とのデータのやり取りを制御する上位インタフェース
制御部、５はデータを一時的に貯え同期合せをするため
のデータバッファ、６はアレイ磁気ディスク装置全体を
制御するマイクロプロセッサ、７は論理ボリュームの管
理情報等を記録する不揮発メモリ、８は分割したデータ
に冗長データを付加するためのパリティ生成回路、９は
データの圧縮及び伸長を行う圧縮／伸長回路、１０は上
位装置から転送されてくるデータを分割したり、複数の
磁気ディスク１２，１３から転送されてくるデータを再
編成するデータバス、１１は磁気ディスク１２，１３と
のデータのやり取りを制御するドライブインタフェース
制御部、１２はデータを記録する磁気ディスク、１３は
分割されたデータの冗長データを記録するパリティ用磁
気ディスクである。なお、各磁気ディスク１２，１３に
付されているＰＤ０〜ＰＤ５５，ＰＴＤ０〜ＰＴＤ６の
符号は、後述する物理ボリュームの番号を示している。

【００１９】図１に示す実施例においては、図示するよ
うに、第１行目の８個の磁気ディスク１２と１個の磁気
ディスク１３の組がＥＣＣグループＥ０、第２行目の８
個の磁気ディスク１２と１個の磁気ディスク１３の組が
ＥＣＣグループＥ１、以下同様にＥＣＣグループＥ２〜
Ｅ８が構成されている。ここで、各磁気ディスク１２，
１３は、例えば５００ＭＢの記憶容量を持っている。こ
のようなＥＣＣグループの構成は任意であり、ディスク
アレイ部３内の磁気ディスクの数は自由に決定して良
い。また、パリティディスクは必ずしもＥＣＣグループ
に１個である必要はなく、ＥＣＣグループに２個以上設
けて信頼性をさらに向上させることもできる。また専用
のパリティディスクを持たずに、冗長データを各磁気デ
ィスクに分散して記憶するようにしても良い。

【００２０】また、本実施例では、ディスクアレイ部３
内のＥＣＣグループＥ０〜Ｅ８のうち、ＥＣＣグループ
Ｅ０，Ｅ１を活性記憶プールＡＰ、残りのＥＣＣグルー
プＥ２〜Ｅ８を非活性記憶プールＮＰと定義し、両プー
ルＡＰ，ＮＰを別々に管理する。活性記憶プールＡＰと
非活性記憶プールＮＰの定義の仕方は自由であり、本実
施例と異なる構成をとってもかまわない。

【００２１】また、本実施例では、上位インタフェース
制御部４が上位装置１とアレイコントローラ２を結ぶパ
ス経路を１個しか有していないが、上記パス径路を複数
持つことも可能である。

【００２２】以上、本実施例の物理構造について説明し
たが、上位装置１はこの物理構造を意識しない。また、
９個の物理ボリューム（磁気ディスク）から構成される
１つのＥＣＣグループのある容量分を論理的に１個のデ
ィスクボリューム（以下、論理ボリュームと称する）に
見たて、データは各ＥＣＣグループＥ０〜Ｅ８において
パリティディスクＰＴＤ０〜ＰＴＤ６を除いた他の８個
の物理ボリュームに分割して格納される。上位装置１
は、上記論理ボリュームを単位にして、データにアクセ
スを行う。

【００２３】次に、図２を用いて図１に示す実施例にお
ける論理ボリュームと物理ボリュームの対応づけについ
て説明する。図２において、ＬＤ０，ＬＤ１，ＬＤ２，
ＬＤ３…はそれぞれ論理ボリュームを示し，ＰＤ０，Ｐ
Ｄ１，ＰＤ２，ＰＤ３…はそれぞれ物理ボリュームを示
し、ＰＴＤ０，ＰＴＤ１，，ＰＴＤ２，ＰＴＤ３…はそ
れぞれパリティディスクの物理ボリュームを示す。この
実施例においては、１ＧＢが１論理ボリュームと定義さ
れ、物理ボリュームＰＤ０，ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３…
は５００ＭＢと定義され、物理ボリュームＰＴＤ０，Ｐ
ＴＤ１，，ＰＴＤ２，ＰＴＤ３…は５００ＭＢと定義さ
れている。さらに、各論理ボリュームＬＤ０，ＬＤ１，
ＬＤ２，ＬＤ３…の容量１ＧＢと定義され、各物理ボリ
ュームにそれぞれ１２５ＭＢ分のデータが分割して格納
される。

【００２４】図示するように、論理ボリュームＬＤ０
は、ＥＣＣグループＥ０内の物理ボリュームＰＤ０〜Ｐ
Ｄ７のそれぞれのある領域にデータ分割して格納され、
論理ボリュームＬＤ１は同じくＥＣＣグループＥ０内の
物理ボリュームＰＤ０〜ＰＤ７の他の領域に格納されて
いる。この様にして、各ＥＣＣグループＥ０，Ｅ１内に
は最大４論理ボリュームが格納され、その結果、活性記
憶プールＡＰ内には最大８論理ボリュームまで格納され
る。

【００２５】他方において、非活性記憶プールＮＰ内に
は、論理ボリュームＬＤ２，ＬＤ３を始めとする、上位
装置１から一定期間（例えば１ケ月）以上アクセスされ
ない論理ボリュームが、データ圧縮された状態で格納さ
れている。

【００２６】今、論理ボリュームＬＤ３に対して上位装
置１からアクセス要求があった場合、非活性記憶プール
ＮＰ内の物理ボリュームＰＤ２４〜ＰＤ３１に格納され
ている論理ボリュームＬＤ３を活性記憶プールＡＰ内の
空き領域、例えば物理ボリュームＰＤ８〜ＰＤ１５にデ
ータ伸長後格納することにより、上位装置１からのアク
セスを可能にすることができる。又、論理ボリュームＬ
Ｄ０が上位装置１から１ケ月以上アクセスされていない
場合、活性記憶プールＡＰ内の物理ボリュームＰＤ０〜
ＰＤ７に格納されている論理ボリュームＬＤ０を、非活
性記憶プールＮＰ内の例えば物理ボリュームＰＤ１６〜
ＰＤ２３の空きスペースに、データ圧縮の後格納するこ
とが可能である。

【００２７】論理ボリュームの設定はマイクロプロセッ
サ６により行うことができる。したがって本例と異なる
論理ボリューム、物理ボリュームの対応ずけも自由に設
定可能である。

【００２８】上記した論理ボリュームと物理ボリューム
間の対応づけ及び活性記憶プールＡＰと非活性記憶プー
ルＮＰの管理を行うため、アレイコントローラ２は不揮
発メモリ７内に、論理ボリューム管理テーブルと非活性
記憶プール管理テーブルと活性記憶プール管理テーブル
とを備えている。

【００２９】図３は論理ボリューム管理テーブルの一例
を示す図である。図示するように、論理ボリューム管理
テーブル３０は、論理ボリューム毎に、該論理ボリュー
ムが活性記憶プールＡＰ、非活性記憶プールＮＰのいず
れに格納されているかを示す活性／非活性の情報欄と、
最後にアクセスされた時間を示すタイム欄と、当該論理
ボリュームが現在使用中であるか否かを示す情報欄と、
当該論理ボリュームが現在アーカイブ処理中か否かを示
す情報欄とから構成されている。ここで、アーカイブ処
理とは、活性記憶プールＡＰ内に格納されている論理ボ
リュームであって、一定時間以上（例えば、１カ月以
上）に亙ってアクセスされなかった論理ボリュームを、
活性記憶領プールＡＰから非活性記憶プールＮＰに移動
させる処理をいう。

【００３０】図４は非活性記憶プール管理テーブルの一
例を示す図である。非活性記憶プール管理テーブルは、
非活性記憶プールＮＰ内の記憶スペースの利用状況を管
理するためのものである。非活性記憶プール管理テーブ
ル４０は、図示するように、非活性記憶プールＮＰをス
ペース番号に基づいて管理する。非活性記憶プールＮＰ
におけるスペース番号は、ＥＣＣグループ中の各物理ボ
リュームの記憶容量を１００ＭＢの容量毎に１スペース
として分割し、分割された１記憶スペース毎に付与され
るものである。また、非活性記憶プール管理テーブル４
０における先頭位置とは、各記憶スペースの物理ボリュ
ームにおける先頭アドレスを意味する。また、非活性記
憶プールＮＰに格納される論理ボリュームは、複数の記
憶スペースるまたがって格納されることがあり、この場
合分割された各論理ボリュームに追番を付し、これを論
理ボリューム追番として非活性記憶プール管理テーブル
４０に記録する。

【００３１】図５は活性記憶プール管理テーブルの一例
を示す図である。活性記憶プール管理テーブルは、活性
記憶プールＡＰ内の記憶スペースの利用状況を管理する
ためのものである。活性記憶プール管理テーブル５０
は、図示するように、活性記憶プールＡＰをスペース番
号に基づいて管理する。活性記憶プールＡＰは、１論理
ボリュームを全て格納する１ＧＢ分の容量を１記憶スペ
ースとしている。したがって、１つのＥＣＣグループに
記憶スペースが４個存在することになる。また、活性記
憶プール管理テーブル５０における先頭位置とは、各記
憶スペースの物理ボリュームにおける先頭アドレスを意
味する。

【００３２】マイクロプロセッサ６は、必要に応じてこ
れらの管理テーブルのサーチ、セット、リセット等を行
いサブシステムを制御する。

【００３３】次に、読み出し動作／書き込み動作に伴う
具体的な制御の流れについて、図６と図７に示すフロー
チャートを参照して説明する。

【００３４】マイクロプロセッサ６は、上位装置１から
読み出し/書き込み指示に伴うアクセス要求を受領する
と、不揮発メモリ７に記録されている論理ボリューム管
理テーブル３０を参照して、アクセス要求のあった論理
ボリュームが現在使用中か否かを判定する（ステップＳ
１）。使用中の場合には、上位装置に対しデバイスビジ
ーの応答を返す。使用中ではない場合には、論理ボリュ
ーム管理テーブル３０の使用中の欄に、当該論理ボリュ
ームが使用中である旨のフラグをセットして、当該論理
ボリュームが専有されている旨を明確化する（ステップ
Ｓ２）。次に、マイクロプロセッサ６は、上記論理ボリ
ューム管理テーブル３０を参照して、当該論理ボリュー
ムが活性記憶プールＡＰに格納されているか、または非
活性記憶プールＮＰに格納されているかを判定する（ス
テップＳ３）。

【００３５】（ａ）当該論理ボリュームが活性記憶プー
ルＡＰに存在すると判定された場合この場合には、次のように処理が行われる。すなわち、
マイクロプロセッサ６は、活性記憶プール管理テーブル
５０を参照して、当該論理ボリュームが格納されている
物理ボリューム及び記憶スペース番号を確認し、ドライ
ブインターフェース制御部１１に対して、各物理ボリュ
ームを目的レコードに位置付けるよう指示する。ドライ
ブインターフェース制御部１１は、上位のシークアドレ
ス指示を受けて位置付け処理を行う。マイクロプロセッ
サ６は位置付け完了後、上記位置１に完了報告を行う
（ステップＳ４）。

【００３６】上記完了報告に応答して、上位装置１から
読み出し指示があった場合には、マイクロプロセッサ６
はドライブインタフェース制御部１１に対して各物理ボ
リュームからデータを読み出すように指示する。ドライ
ブインタフェース制御部１１はデータを読み出し（ステ
ップＳ５）、データバス１０を介してデータバッファ５
に格納する（ステップＳ６）。次に、データは再編成さ
れながら（ステップＳ７）、上位インタフェース制御部
４より上位装置１に転送される（ステップＳ８）。さら
に、マイクロプロセッサ６は、データ転送終了後、上位
装置１に対して完了報告を行う（ステップＳ８）。さら
に、マイクロプロセッサ６は、論理ボリューム管理テー
ブル３０のタイムの欄に完了時刻をセットし、さらに当
該論理ボリュームに対する使用中の欄にセットされてい
る使用中である旨を示すフラグをリセットし、当該論理
ボリュームを解放する（ステップＳ８）。

【００３７】上位装置１から書き込み指示があった場
合、上位インタフェース制御部４は、上位装置１より転
送されたデータを受領し（ステップＳ５）、受領したデ
ータをデータバッファ５に送って格納する（ステップＳ
６）。マイクロプロセッサ６はデータバッファ５に送ら
れたデータを分割してデータバス１０に展開し、パリテ
ィ生成回路８は分割データから冗長データを生成する
（ステップＳ７）。次に、マイクロプロセッサ６はドラ
イブインタフェース制御部１１に対してデータの書き込
みを指示し、これによってデータの書き込みが開始され
る（ステップＳ７）。さらに、マイクロプロセッサ６は
データの書き込みが終了すると、上位装置１に対して完
了報告を行う（ステップＳ８）。そして、この時の時刻
を論理ボリューム管理テーブル３０のタイムの欄にセッ
トし、同時に当該論理ボリュームに対する使用中の欄に
セットされている使用中である旨を示すフラグをリセッ
トし、当該論理ボリュームを解放する使用中のフラグを
リセットする（ステップＳ８）。

【００３８】（ｂ）当該論理ボリュームが非活性記憶プ
ールＮＰに存在する場合この場合には、次のように処理が行われる。すなわち、
マイクロプロセッサ６は、非活性記憶プールＮＰに存在
する当該論理ボリュームを活性記憶プールＡＰに移すこ
とをその内容とするリコール要求を発生する（ステップ
Ｓ１０）。次に、マイクロプロセッサ６は、当該論理ボ
リュームが非活性記憶プールＮＰ内のどの記憶スペース
に、どの様な順序で格納されているか、非活性記憶プー
ル管理テーブル３０を参照してリストアップする（ステ
ップＳ１１）。次に、活性記憶プール管理テーブル５０
を参照して、活性記憶プールＡＰ内の物理ボリュームに
現在論理ボリュームが割り当てられていない記憶スペー
スが存在するか否かを判定し、存在する場合には当該論
理ボリュームの移動先を決定する（ステップＳ１２）。

【００３９】なお、活性記憶プールＡＰ内の物理ボリュ
ームに空きスペースが存在しない場合には、マイクロプ
ロセッサ６は、活性記憶プールＡＰに格納されている論
理ボリュームの内最後にアクセスされてから最も時間の
経過した論理ボリュームに対し、非活性記憶プールへの
移動を指示する。この処理は活性記憶プール内の１ケ月
アクセスされなかった論理ボリュームに対して行われる
データの移動と同様である。これらの処理をアーカイブ
と呼び、このアーカイブ処理の詳細に関しては後述す
る。

【００４０】次に、マイクロプロセッサ６は、ドライブ
インタフェース制御部１１に対して、アクセス要求のあ
った当該論理ボリュームが格納されている複数物理ボリ
ュームの記憶スペースに位置付けを行うように指示する
（ステップＳ１３）。位置ずけ完了後、マイクロプロセ
ッサ６は複数の物理ボリュームからデータを読み出し
（ステップＳ１４）、データバス１０を介して圧縮／伸
長回路９に送り、当該論理ボリュームの全データを伸長
し、データバッファ５に格納する（ステップＳ１５）。
この動作と並行して、マイクロプロセッサ６は、ドライ
ブインターフェイス制御部１１に対して、活性記憶プー
ルＡＰ内に当該論理ボリュームの移動先として割り当て
た記憶スペースに位置付けるように指示する。位置付け
完了後、マイクロプロセッサ６はデータバッファ５内の
データを８個のデータに分割しデータバス１０に送り、
さらにドライブインタフェース制御部１１はマイクロプ
ロセッサ６の指示により分割された各データを割り当て
られた物理ボリュームへ転送する。これと同時に冗長デ
ータをパリティ生成回路８に生成させ、パリティ物理ボ
リュームに転送する（ステップＳ１６）。これによっ
て、当該論理ボリュームにデータが格納される（ステッ
プＡ１７）。全データの格納完了後、マイクロプロセッ
サ６は各管理テーブルの当該論理ボリュームに関する情
報の更新すなわち、論理ボリューム管理テーブル３０の
活性／非活性欄を活性記憶プールに変更、活性記憶プー
ル管理テーブル５０の記憶スペースに割当てられている
論理ボリューム番号の変更と記憶スペース使用中フラグ
のセット、非活性記憶プール管理テーブル４０の割り当
て論理ボリューム番号とその追番のリセット及び記憶ス
ペース使用中フラグのリセットをそれぞれ行う。

【００４１】これによって、アクセス要求のあった当該
論理ボリュームは活性記憶プールＡＰ内の物理ボリュー
ムへ格納されたことになる。したがって、次に上記
（ａ）と同様の処理が行われ、データの読み出し又は書
き込みが実行される（ステップＳ４〜Ｓ９）。ここで、
上位装置には上記（ｂ）の処理は見えず、上記（ａ）の
処理の位置付けに時間がかかったものと見える。上記
（ｂ）の一連の処理（ステップＳ１１〜Ｓ１８）をリコ
ール処理と呼ぶ。

【００４２】次に、活性記憶プールＡＰ内に格納されて
いる論理ボリュームに一定期間（本例では１ケ月）上位
装置１からアクセスが無かった場合、及び非活性記憶プ
ールＮＰ内に格納されている論理ボリュームに対してア
クセス要求があったにもかかわらず活性記憶プールＡＰ
内に当該論理ボリュームを移動して格納するための記憶
スペースが無い場合（図６のステップＳ１２でノーと判
定された場合）に行われるアーカイブ処理について、図
７に示すフローチャートを用いて説明する。

【００４３】すなわち、非活性記憶プール内に格納され
ている論理ボリュームに対してアクセス要求があったに
もかかわらず活性記憶プール内に当該論理ボリュームを
移動して格納するための記憶スペースが無い場合（リコ
ール処理中活性記憶プールに空き記憶スペースが無い場
合）、論理ボリューム管理テーブル３０を参照してタイ
ムの欄をチェックし（ステップＳ２１）、「現時刻−最
終アクセス時刻」が最大の論理ボリュームを検索する
（ステップＳ２２）。

【００４４】また、マイクロプロセッサ６は上位装置１
からのアクセス要求に関係なく、一定間隔（本例では３
０分）毎に論理ボリューム管理テーブル３０を参照して
タイムの欄をチェックし（ステップＳ２３）、「現在時
刻−最終アクセス時刻」が７００時間を越えた論理ボリ
ュームを検索する（ステップＳ２４）。

【００４５】マイクロプロセッサ６は、ステップＳ２２
に続いて、またはステップＳ２４において「現在時刻−
最終アクセス時刻」が７００時間を越えた論理ボリュー
ムを発見した場合、非活性記憶プールＮＰへ論理ボリュ
ームを移動させる要求であるアーカイブ要求を発生し
（ステップＳ２５）、論理ボリューム管理テーブル３０
の当該論理ボリュームに対応するアーカイブ中の欄にア
ーカイブ処理実行中を示すフラグをセットする（ステッ
プＳ２６）。なお、上位装置１からアーカイブ処理実行
中を示すフラグがセットされている論理ボリュームにア
クセスがあった場合には、ただちにアーカイブ処理を中
止して、上記フラグはリセットする。

【００４６】次に、マイクロプロセッサ６は活性記憶プ
ール管理テーブル５０を参照して当該論理ボリュームが
格納されている複数の物理ボリューム及び記憶スペース
番号を確認する。マイクロプロセッサ６は、インターフ
ェイス制御部１１に対して上記物理ボリュームの記憶ス
ペースに対する位置付けを指示し、位置付け完了後、イ
ンターフェイス制御部１１は、当該記憶スペースからデ
ータを読み出す（ステップＳ２８）。インターフェイス
制御部１１は読み出したデータをデータバス１０を介し
てデータバッファ５に転送する（ステップＳ２９）。次
に、マイクロプロセッサ６の指示により、分割されてい
るデータは再編成され、圧縮／伸長回路９に送られる。
ここで、データ圧縮されたデータは、一時データバッフ
ァ５に格納される。この時、マイクロプロセッサ６は当
該論理ボリュームの全データのデータ圧縮後の容量Ｖｃ
を計測する（ステップＳ３０）。次に、マイクロプロセ
ッサ６は、非活性記憶プール管理テーブル４０を参照し
て、現在論理ボリュームが割り当てられていない複数物
理ボリュームの記憶スペース番号を「１００ＭＢ×Ｎ≧
Ｖｃ」を満たすまでＮ個サーチし、このＮ個を当該論理
ボリューム移動先として割り当て、割り当てられた記憶
スペースについて非活性記憶プール管理テーブル内の使
用中の欄にフラグをセットする（ステップＳ３１）。次
に、マイクロプロセッサ６はドライブインタフェース制
御部１１に対し、割り当てた物理ボリュームの記憶スペ
ースに対する位置付けを指示し、さらに位置付け完了
後、ドライブインタフェース制御部１１はデータバッフ
ァ５に格納されているデータを複数に分割し、データバ
ス１０を介し当該物理ボリュームに転送してデータの書
き込みを行う（ステップＳ３２）。全データの書込完了
後、マイクロプロセッサ６は、論理ボリューム管理デー
ブル３０の活性／非活性の欄を非活性に変更し（記憶プ
ールの変更）、アーカイブ中の欄のフラグをリセットす
る。さらに、マイクロプロセッサ６は、活性記憶プール
管理テーブル５０の論理ボリュームの欄をリセットし、
使用中の欄のフラグをリセットする。さらに、マイクロ
プロセッサ６は、非活性記憶プール管理テーブル４０の
論理ボリュームの欄と論理ボリューム追番とをセットす
る（ステップＳ３３）。

【００４７】なお、アーカイブ処理中にデータの移動先
の物理ボリュームに格納されている論理ボリュームに対
する上位装置１からのアクセス要求があった場合、マイ
クロプロセッサ６はアーカイブ処理を直ちに中断し、当
該物理ボリュームを開放してリコール処理を優先して実
行する。

【００４８】上記実施例においては、アレイ磁気ディス
ク装置を例にして説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、アレイ構造を持たない複数の磁気ディ
スクから構成されるコンピューター外部記憶装置にも適
用可能である。

【００４９】また、記憶媒体として磁気ディスク以外
（例えば光ディスク）のものを使用したコンピュータ外
部記憶装置にも適用可能である。

【００５０】さらに、本実施例の構成に光ディスクライ
ブラリィ装置、磁気テープライブラリ装置等の低ビット
コスト記憶装置を加えることも可能である。これによ
り、非活性記憶プールに格納されている論理ボリューム
にさらに長期間（例えば６ケ月）上位装置１よりアクセ
ス要求が無い場合、当該論理ボリュームをこれら低ビッ
トコストの記憶装置に移動することにより、活性、非活
性両記憶プールをより有効活用できる。

【００５１】上記実施例によれば、本発明を適用しない
場合、総記憶容量は最大２８ＧＢであるが、本発明を適
用した場合、仮に非活性記憶プールに格納されるデータ
の圧縮率が８０％だとすると総記憶容量は最大１０８Ｇ
Ｂとなり、同程度の性能、価格で４倍近い記憶容量が得
られる効果がある。

【００５２】

【発明の効果】以上の様に、本発明によれば、複数の記
憶装置より構成されるコンピュータ外部記憶装置の記憶
空間を活性記憶プールと非活性記憶プールとに分けて管
理し、頻繁にアクセスされる論理ボリュームは上記活性
記憶プールに格納し、長期間アクセスされない論理ボリ
ュームはデータ圧縮を行い上記非活性記憶プールに格納
するといった制御を行うことにより、限られた記憶装置
を有効活用し、上位装置からは高性能で極めて大容量に
見えるコンピュータ外部記憶サブシステムが実現でき
る。

【００５３】すなわち、外部記憶装置内部の記憶スペー
スを階層的に自動管理することにより、大容量・低ビッ
トコストの外部記憶装置を提供することができる。

【００５４】上位装置及びオペレーティングシステムの
関与なしに、外部記憶装置の記憶スペースを階層的に自
動管理することを可能にし、上位装置の処理能力の低い
小形コンピュータシステムにおいても適用可能な外部記
憶装置を提供することができる。

【００５５】さらに、外部記憶装置の記憶スペースの階
層的管理において、階層記憶スペース間のデータ移動の
際に、オーバヘッドが少なく、上位装置に負担がかから
ないように、データ圧縮及び伸長を行い、高性能・大容
量・低ビットコストの外部記憶装置を提供するができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をアレイ磁気ディスク装置に適用した場
合の一実施例を示すブロック図。

【図２】論理ボリュームと物理ボリュームの対応ずけの
一例を示した説明図である。

【図３】論理ボリューム管理テーブルの一例を示す説明
図。

【図４】非活性記憶プール管理テーブルの一例を示す説
明図。

【図５】活性記憶プール管理テーブルの一例を示す説明
図。

【図６】図１に示す実施例において、データの読み出し
／書き込み処理の流れを示すフローチャート。

【図７】図１に示す実施例において、活性記憶プールか
ら非活性記憶プールへのデータの移動処理の流を示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

１…上位装置、２…アレイコントローラ、３…ディスク
アレイ部、４…上位インタフェース制御部、５…データ
バッファ、６…マイクロプロセッサ、７…不揮発メモ
リ、８…パリティ生成回路、９…圧縮／伸長回路、１０
…データバス、１１…ドライブインタフェース制御部、
ＰＤ０〜ＰＤ５５…物理ボリューム（磁気ディスク）、
ＰＴＤ０〜ＰＴＤ６…パリティ用物理ボリューム（パリ
ティ用磁気ディスク）、Ｅ０〜Ｅ８…ＥＣＣグループ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の記憶装置と上記複数の記憶装置を制
御する制御装置とから構成され、上位装置に接続されて
いる外部記憶装置システムにおいて、上記制御装置は、上記複数の記憶装置から構成される記
憶空間を、上位装置が直接アクセスの対象とする活性記
憶プールと、直接アクセスの対象としない非活性記憶プ
ールとに分けて管理することを特長とする外部記憶装置
システム。
【請求項２】上記制御装置は、活性記憶プール内に記憶
されたデータのうちあらかじめ定められた一定期間以上
に亙って上位装置からアクセスされないデータを非活性
プールに移動して格納することを特徴とする請求項１記
載の外部記憶装置システム。
【請求項３】上記制御装置は、活性記憶プール内に記憶
されたデータのうちあらかじめ定められた一定期間以上
に亙って上位装置からアクセスされないデータを圧縮
し、その後圧縮されたデータを非活性記憶プールに移動
して格納することを特徴とする請求項１記載の外部記憶
装置システム。
【請求項４】上記制御装置は、上位装置からアクセスさ
れたデータが非活性記憶プールに格納されている場合、
非活性記憶プールに格納されている上記データを活性記
憶プールに移動して格納し、活性記憶プール上でデータ
アクセスを行うことを特徴とする請求項１又は２又は３
記載の外部記憶装置システム。
【請求項５】上記制御装置は、上位装置からアクセスさ
れたデータが非活性記憶プールに格納されており、かつ
活性記憶プールに空領域が存在しない場合、活性記憶プ
ールにおいて最も古くアクセスされたデータを非活性記
憶プールに移動して格納することにより活性記憶プール
内に空領域を作成し、上位装置からアクセスされたデー
タを非活性記憶プールから活性記憶プール内の上記作成
された空領域に移動して格納し、活性記憶プール上でデ
ータアクセスを行うことを特徴とする請求項１又は２又
は３記載の外部記憶装置システム。
【請求項６】上記制御装置は、上位装置からアクセスさ
れたデータが非活性記憶プールにデータ圧縮後格納され
ている場合、上記データをデータ伸長しながら活性記憶
プールに移動して格納し、活性記憶プール上でデータア
クセスを行うことを特徴とする請求項４又は５記載の外
部記憶装置システム。
【請求項７】上記制御装置は、上位装置からのアクセス
の単位を論理ボリュームとし、上記活性プール及び非活
性記憶プールのデータ管理を上記論理ボリューム単位に
行うことを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は
５記載の外部記憶装置システム。
【請求項８】上記制御装置は、上位装置から転送される
データを複数に分割し、各分割データ毎に冗長データを
作成し、各分割データと各冗長データを活性記憶プール
に格納し、さらに上位装置からの読み出し指示を受信し
た際に、上記活性記憶プールに対して並列にアクセス
し、データに異常があった場合は冗長データから元のデ
ータを復元して上位装置にデータを転送するアレイ構造
を有することを特徴とする請求項１又は２又は３又は４
又は５又は６又は７記載の外部記憶装置システム。
【請求項９】複数の記憶装置と上記複数の記憶装置より
も低ビットコストの記憶装置と上記複数の記憶装置を制
御する制御装置とから構成され、上位装置に接続されて
いる外部記憶装置システムにおいて、上記制御装置は、
上記複数の記憶装置から構成される記憶空間を、上位装
置が直接アクセスの対象とする活性記憶プールと、直接
アクセスの対象としない非活性記憶プールとに分けて管
理し、上記非活性記憶プール内に存在するデータがあら
かじめ定められた一定期間以上に亙って上位装置からア
クセスされない場合、低ビットコストの記憶装置に当該
データを移動することを特徴とする外部記憶装置システ
ム。
【請求項１０】複数の記憶装置と上記複数の記憶装置を
制御する制御装置とから構成され、上位装置に接続され
ている外部記憶装置システムにおいて、上記制御装置は、上記複数の記憶装置から構成される記
憶空間を、上位装置が直接アクセスの対象とする活性記
憶プールと、上記活性記憶プール内に記憶されたデータ
のうち、あらかじめ定められた一定期間以上に亙って上
位装置からアクセスされないデータを移動して格納し、
上位装置の直接アクセスの対象としない非活性記憶プー
ルとに分けて管理する管理手段を備えていることを特長
とする外部記憶装置システム。
【請求項１１】複数の記憶装置と上記複数の記憶装置を
制御する制御装置とから構成され、上位装置に接続され
ている外部記憶装置システムにおいて、上記制御装置は、上記複数の記憶装置から構成される記憶空間を、上位装
置が直接アクセスの対象とする活性記憶プールと、上記
活性記憶プール内に記憶されたデータのうち、あらかじめ定められた一定期間以上に亙って上位装置か
らアクセスされないデータを移動して格納し、上位装置
の直接アクセスの対象としない非活性記憶プールとに分
けて管理する管理手段と、上記非活性記憶プールにデータを格納する際にデータ圧
縮して格納し、上記非活性記憶プールから活性記憶プー
ルにデータを移動して格納する際にデータを伸長する圧
縮／伸長手段とを備えていることを特徴とする外部記憶
装置システム。
【請求項１２】複数の記憶装置と上記複数の記憶装置を
制御する制御装置とから構成され、上位装置に接続され
ている外部記憶装置システムにおいて、上記制御装置は、上記複数の記憶装置から構成される記憶空間を、上位装
が直接アクセスの対象とする活性記憶プールと、上記活
性記憶プール内に記憶されたデータのうち、あらかじめ
定められた一定期間以上に亙って上位装置からアクセス
されないデータを移動して格納し、上位装置の直接アク
セスの対象としない非活性記憶プールとに分け、上位装
置から転送されたデータを複数に分割して管理する管理
手段と、分割された各データに基づいて、冗長データを
作成する冗長データ生成手段と、上記非活性記憶プールにデータを格納する際に分割され
た各データ及び各冗長データを圧縮して格納し、上記非
活性記憶プールから活性記憶プールにデータを移動して
格納する際に、分割された各データ及び各冗長データを
伸長する圧縮／伸長手段とを備えていることを特徴とす
る外部記憶装置システム。
【請求項１３】上記管理手段は、上位装置から転送されたデータが活性記憶プールと非活
性記憶プールのどちらに格納されているかを示す情報
と、上記データが最後に上位装置からアクセスされた時
刻を示す情報と、現在上位装置からアクセスされて使用
中であるか否かを示す情報とを少なくとも有している第
１のテーブルと、活性記憶プールに格納されているデータの内容を示す第
２のテーブルと、非活性記憶プールに格納されているデータ内容を示す第
３のテーブルと含んで構成されていることを特徴とする
請求項１１又は１２又は１３記載の外部記憶装置システ
ム。