JP4897387B2 - ストレージ装置およびこれを用いたデータの管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、ストレージ装置およびこれを用いたデータの管理方法に関し、特に、ディスクデバイスの省電力制御の技術に関する。

コンピュータシステムが処理するデータの量は、ハードウェア技術の進歩と相まって、ますます増加している。ストレージ装置は、このような膨大な量のデータを管理する、コンピュータシステムにおける中核装置である。

ストレージ装置の導入、運用に際しては、一般に、データの維持管理コストを低く抑えたいという要望がある。データの維持管理コストには、典型的には、単位ビット当たりの単価（ビットコスト）や運用時の消費電力コストが含まれる。

ストレージ装置に対して要求される仕様を満たしつつ、ビットコストを低減するため、相異なる性能を有するディスクデバイスを組み合わせる技術が知られている。例えば、下記特許文献１に示されるように、大容量かつ安価なＳＡＴＡディスクデバイスと高信頼性かつ高価なＦＣディスクデバイスとを階層的に組み合わせたストレージ装置がある。これによれば、優先度が高いデータはＦＣディスクデバイスに格納され、比較的優先度が低いデータはＳＡＴＡディスクデバイスに格納される。

一方、運用時の消費電力コストを低減するため、データのアクセスが長時間行われていないディスクデバイスを停止させる技術が知られている。例えば、下記特許文献２に示されるように、ホスト装置から与えられるＩ／Ｏコマンドの受信頻度に応じてディスクデバイスの稼働を制限し、当該頻度が少ないディスクデバイスを停止することによって、消費電力を抑えるストレージ装置がある。
特開２００４-３４８８７６号公報 特開２０００−２９３３１４号公報

ストレージ装置に対する大容量化の要求に伴って、ストレージ装置に搭載されるディスクデバイスの台数は増加する傾向にある。ディスクデバイスを制御するコントローラが必要とするシステムリソースは、ディスクデバイス台数の増加に比例するため、ディスクデバイスの停止及び起動といった省電力制御は、Ｉ／Ｏアクセス要求といったコントローラ本来の処理パフォーマンスに影響を与えるおそれがある。また、このような省電力制御は、コントローラのメモリリソースを多量に消費してしまう。したがって、処理パフォーマンスの維持を目的にメモリの大容量化を図ることは、ストレージ装置自体のコスト上昇を招くことになり、コスト低減の目的に反することになる。

本発明の一観点によれば、本発明は、コントローラと、階層的に配置されパフォーマンスの異なる複数のディスクデバイスとの間に中継器を配置したストレージ装置である。コントローラは、ホスト装置から送られるアクセス要求に基づいて、中継器を介して、ディスクデバイスに対してＩ／Ｏアクセスを行う。中継器は、ディスクデバイスに対する省電力制御機能を含み、予め設定された条件に従って、ディスクデバイスの停止や起動といった動作制御を行う。

また、本発明の一観点によれば、本発明は、ホスト装置からのアクセス要求に応じた処理を行うコントローラユニットと、当該コントローラユニットに接続され、複数のポートを有する１以上の中継器と、当該中継器の複数のポートにそれぞれ接続された複数のディスクデバイスと、を備えたストレージ装置である。当該中継器は、当該アクセス要求に従って選択される当該複数のポートのいずれかを介して、当該アクセス要求に応じた処理を中継するとともに、前記コントローラに介在させることなく、当該複数のポートのいずれかに接続されたディスクデバイスに対する省電力制御を行う。

当該複数のディスクデバイスは、第１のディスクデバイス群と、当該第１のディスクデバイス群と異なる性能を有する第２のディスクデバイス群とから構成され、典型的には、ＳＡＳ規格のハードディスクデバイス群と、ＳＡＴＡ規格のハードディスクデバイス群から構成される。

また、当該中継器は、所定のパワーマネージメントに関するプロファイルを備え、当該所定のパワーマネージメントに関するプロファイルに定義される省電力モード移行条件に従って、当該複数のディスクデバイスのいずれかを省電力モードに移行させる。

さらに、本発明の一観点によれば、本発明は、複数のディスクデバイスに対する省電力制御方法である。当該省電力制御方法は、コントローラユニットが、ホスト装置からのアクセス要求を受け取り、当該受け取ったアクセス要求に相当する内部的なアクセス要求を中継器に送出し、当該中継器が、当該アクセス要求に従って選択される当該中継器の複数のポートのいずれかを介して、当該アクセス要求を転送する一方、当該中継器は、所定のパワーマネージメントに関するプロファイルに従い、当該複数のポートのいずれかに接続されたディスクデバイスに対する省電力制御を行う。

本発明によれば、データの維持管理コストを低く抑えつつ、高信頼性や高速性等のパフォーマンスを備えたストレージ装置が提供される。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

本発明に係るストレージ装置においては、図１に示すように、コントローラユニット４２と、階層的に配置されパフォーマンスの異なる複数のディスクデバイス４１との間に中継器（エクスパンダ）４３を配置し、コントローラユニット４２は、ホスト装置から送られるアクセス要求に基づいて、中継器４３を介して、ディスクデバイス４１に対してＩ／Ｏ処理を行う。中継器４３は、ディスクデバイス４１に対する省電力制御機能を含み、予め設定された条件に従って、ディスクデバイスの停止や起動といった動作制御を行う。
［第１の実施形態］
図２は、本発明の一実施形態に係るストレージシステムの構成を示している。同図に示すように、ストレージシステム１は、ネットワークシステム３を介してホスト装置２に接続されたストレージ装置４を含む。ストレージシステム１はまた、ストレージ装置４に接続された管理端末５を含む。

ホスト装置２は、典型的には、パーソナルコンピュータやワークステーション、メインフレーム等が該当する。ホスト装置２は、ＣＰＵ２１、ローカルメモリ２２、インターフェース２３およびローカル入出力装置２４等のハードウェア資源を備え、これらは内部バス２５により相互に接続されている。ホスト装置２はまた、デバイスドライバやオペレーティングシステム（ＯＳ）、アプリケーションプログラム等のソフトウェア資源を備えている。

これによって、ホスト装置２は、ＣＰＵ２１の制御の下、各種のプログラムを実行して、ハードウェア資源との協働作用により、所望の処理を実現する。典型的には、ホスト装置２は、ＣＰＵ２１の制御の下、ＯＳ上でアプリケーションプログラムを実行する。アプリケーションプログラムは、ユーザがホスト装置２によって遂行しようとする処理を実現するためのプログラムである。アプリケーションプログラムは、その実行に際して、ストレージ装置４に対してデータの読み込みや書き込み等のアクセスを要求する。ホスト装置２に実装されたストレージマネージャは、アプリケーションプログラムからのアクセス要求をコマンドとしてストレージ装置４に引き渡し、また、ストレージ装置４から読み出したデータをアプリケーションプログラムに引き渡す。ストレージマネージャは、ＯＳとは独立に設計されてもよいし、またはその一部として組み込まれていてもよい。各種のプログラムは、１つのモジュールとして構成されてもよいし、複数のモジュールとして構成されてもよい。

ネットワークシステム３は、例えばＳＡＮ（Storage Area Network）、ＬＡＮ、インターネット、公衆回線又は専用回線などから構成される。ネットワークシステム３を介したホスト装置２とストレージ装置４との間の通信は、所定のプロトコルに従って行われる。例えば、ネットワーク３がファイバチャネル統合型のＳＡＮであれば、ファイバーチャネルプロトコルが用いられる。また、ネットワーク３がＬＡＮであれば、通常、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルが用いられる。

ストレージ装置４は、複数のディスクデバイス４１と、ディスクデバイス４１に対する書き込みまたは読み込みといったアクセスを制御するコントローラユニット４２と、当該ディスクデバイス４１と当該コントローラユニット４２との間でアクセス制御を中継するとともに、ディスクデバイス４１に対する省電力制御を行う中継器４３と、を備えている。中継器４３は、いわゆる「エッジ型」または「ファンアウト型」といった目的種別に対応し、接続するディスクデバイス４１の台数やシステム規模等に応じて、一又は複数から構成される。なお、中継器４３は、ＳＡＳプロトコルによる通信を行うＳＡＳエクスパンダとすることもできる。もしくは、中継器４３をＦＣプロトコルによる通信を行うスイッチとすることもできる。

管理端末５は、システム管理者がストレージ装置４全体を管理するために使用するコンピュータ装置である。例えば、管理端末５には、ストレージ装置４の省電力制御を設定するためのユーティリティツールが実装され、システム管理者に対するユーザインターフェースを提供している。管理端末５は、ストレージ装置４と専用線やＬＡＮにより接続されてもよいし、ネットワークシステム３を介して接続されてもよい。本実施形態では、管理端末５がストレージ装置４に外的に接続されているが、ストレージ装置４が、自身を管理するためのサービスプロセッサ（ＳＶＰ）及びユーザインターフェースを備えた構成であってもよい。

ディスクデバイス４１は、異なる規格乃至は種類のハードディスクデバイス（ＨＤＤ）群からなり、これによって、例えば保存すべきデータの性質に応じた、記憶領域の階層的な利用ができるようになっている。具体的には、高いパフォーマンスが要求される階層には、例えばＳＡＳ規格のハードディスクデバイス（ＳＡＳディスクデバイス）が採用され、大容量かつ低いビットコストが要求される階層には、例えばシリアルＡＴＡ規格のハードディスクデバイス（ＳＡＴＡディスクデバイス）が採用される。本実施形態においては、ディスクデバイス４１は、ＳＡＳディスクデバイス群４１ａとＳＡＴＡディスクデバイス群４１ｂとから構成されている。各ディスクデバイス４１は図示しないポートを備え、中継器４３に設けられたポートとそれぞれ接続される。これによって、ディスクデバイス４１とは、所定のプロトコルに従って、中継器４３を介してコントローラユニット４２によるアクセス制御が行われる。

１又は複数のディスクデバイス４１によって提供される記憶領域上には、１又は複数の論理的なボリュームＬＵが定義される。本実施形態では、ＳＡＳディスクデバイス４１ａ上に論理ボリュームＳＡＳ−ＬＵおよびＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂ上に論理ボリュームＳＡＴＡ−ＬＵが定義されている。

論理ボリュームＬＵには、固有の識別子（ＬＵＮ：Logical Unit Number）が割り当てられ、論理ボリュームは当該識別子によって管理される。論理ボリュームＬＵに対するアクセスは、所定サイズのブロックを単位として行われる。各ブロックには、論理ブロックアドレス（ＬＢＡ：Logical Block Address）が割り当てられている。したがって、ホスト装置２は、識別子および論理ブロックアドレスに基づく論理アドレスをストレージ装置４のコントローラユニット４２に対して指定することにより、所望の論理ボリューム上のブロックに対してアクセスを行うことができる。

コントローラユニット４２は、主として、ＣＰＵ４２１と、メモリ４２２と、キャッシュ機構４２３とを備えたシステム回路であり、ホスト装置２とディスクデバイス４１との間の入出力処理を統括的に制御する。また、コントローラユニット４２は、１又は複数のチャネルアダプタ４２４及び１又は複数のディスクインターフェース４２５を備える。さらに、コントローラユニット４２は、管理端末５との接続を可能にするための外部インターフェース４２６を備える。これらのシステム要素は、データコントローラ４２７に機能的に接続されている。

メモリ４２２は、ＣＰＵ４２１のメインメモリとして機能する。メモリ４２２は、ＣＰＵ４２１の利用に供されるべく、図３に示すように、例えば、各種の制御プログラム及びシステム構成情報や管理テーブル等のプロファイルを記憶する。本実施形態では、制御プログラムとして、Ｉ／Ｏ制御プログラムや中継器制御プログラムが実装されている。これら制御プログラムや各種のプロファイル等は、例えば、ストレージ装置４に電源が投入された時点で、ＣＰＵ４２１の制御の下、特定のディスクデバイス４１上の論理ボリュームＬＵから読み出され、メモリ４２２上に展開される。または、メモリ４２２が再書き込み可能な不揮発性メモリを含んで構成されている場合には、当該不揮発性メモリに恒常的に保持されていてもよい。

図２に戻り、キャッシュ機構４２３はキャッシュメモリを備え、ホスト装置２とディスクデバイス４１との間の入出力データを一時的に記憶するために利用される。ホスト装置２から送られるコマンドは、キャッシュメモリに一旦保持され、また、ディスクデバイス４１から読み出されたデータは、ホスト装置２に送り出す際に、キャッシュメモリに一旦保持される。

チャネルアダプタ４２４は、それ自体、マイクロプロセッサと、メモリと、通信インターフェースとを備えたシステム回路であり、ネットワークシステム３に接続するためのポートを提供している。チャネルアダプタ４２４は、ホスト装置２からネットワークシステム３を介して送信される各種のコマンドを解釈し、実行する。チャネルアダプタ４２４のポートには、ネットワークアドレスが割り当てられている。これにより、個々のチャネルアダプタは、ネットワークシステム３上で識別され、ＳＡＮストレージやＮＡＳ（Network Attached Storage）として機能することができるようになっている。

ディスクインターフェース４２５は、中継器４３に対する入出力インターフェースを提供している。コントローラユニット４２は、ディスクインターフェース４２５を介して中継器４３と接続される。

中継器４３は、複数のポート４３４を備え（図４参照）、ポイント・ツー・ポイント方式により、各ポートにディスクデバイス４１を接続している。中継器４３は、ある種のスイッチングデバイスとして機能し、コントローラユニット４２とディスクデバイス４１との間のデータ通信を調停し、スイッチングを行う。本実施形態における中継器４３はさらに、省電力制御部を備え、各ディスクデバイス４１に対する省電力制御を行っている。省電力制御は、例えば、ディスクデバイス４１に対する停止制御、停止させたディスクデバイス４１に対する起動制御である。停止及び起動制御は、スピンドルモータに対する電源制御やインターフェースラインに対する電源制御も含まれる。中継器４３は、所定の条件に従って、これらの停止及び起動を最適に制御することにより、ストレージ装置４における消費電力が抑えられることになる。

中継器４３を介したコントローラユニット４２とディスクデバイス４１との間の通信は、各種デバイスに応じたプロトコルが採用される。本実施形態では、例えば、ＳＳＰ（Serial SCSI Protocol）、ＳＴＰ（SATA Tunneling Protocol）が用いられる。また、コントローラユニット４２と中継器４３との間の通信は、例えば、ＳＭＰ（Storage Management Protocol）が用いられる。

図４は、本発明の一実施形態に係る中継器４３の構成を示している。同図に示すように、中継器４３は、その内部にシステム回路を含み、具体的には、プロセッサコア４３１と、メモリ４３２と、外部インターフェース４３３と、ポート４３４、スイッチング機構４３５と、バッファメモリ４３６ａ及び４３６ｂと、を備え、これらは機能的に接続されている。

プロセッサコア４３１は、メインメモリとして機能するメモリ４３２に格納された所定の制御シーケンスに従って、中継器４３を統括的に制御する。例えば、プロセッサコア４３１は、ＳＡＳ／ＳＡＴＡプロトコル上のコマンドを解釈し、次段の機器（例えば、コントローラユニット４２又はディスクデバイス４１）に当該コマンドを引き渡す。

メモリ４３２は、システム構成情報やポート管理テーブル等のプロファイルを保持する。プロセッサコア４３１は、例えば、電源投入時または再起動時に、初期シーケンスを通して、ポート４３４に接続される各種の機器（ディスクデバイス４１等）を検出し、検出されたディスクデバイス４１との間の通信に適したプロトコルを決定して、これをシステム構成情報の一部としてメモリ４３２に保持する。例えば、アウト・オブ・バンド（ＯＯＢ；Out Of Band）信号を利用して、ポートに接続された周辺機器がＳＡＳディスクデバイス４１ａであるか、ＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂであるかを判定することができる。ＯＯＢ信号は、機器間のハンドシェイク用のプリミティブなパルス信号として知られている。システム構成情報は、後述するように、省電力制御に関するパワーマネージメントパラメータを含む。ポート管理テーブルは、各ポートに与えられる状態パラメータである。ポート管理テーブルにおける状態パラメータのいくつかは、制御シーケンスによって自動的に検出され、他のいくつかは、ネットワークシステム３又は外部Ｉ／Ｆ４２６を介して、管理端末５上のユーザから与えられる。

図５は、本発明の一実施形態に係る中継器４３におけるポート管理テーブルの一例を示す図である。ポート管理テーブルは、例えば、プロセッサコア４３１の制御の下、中継器４３の電源投入時または起動時に、初期シーケンスの実行を通してメモリ４３２上に配置される。

すでに述べたように、本実施形態の中継器４３は、３２個のポート４３４を持っており、これらのポート４３４は、ポート番号によって一意に識別される。各ポート４３４は、接続タイプ、接続区分、インターフェース種別、動作状態、移行日付、移行時刻、Ｉ／Ｏ量／分、移行待ち時間、及び遷移テーブルに関する情報を含んでいる。同図において、例えば、ポート番号「１」は、２００６年ＸＸ月１４日の６：３０：００に現在のＡｃｔｉｖｅに移行したが、Ｉ／Ｏ量が０となってから０：００：３０経過したことを示している。中継器４３は、ポート管理テーブルを参照して、例えば、ポート４３４に接続されたディスクデバイス４１の動作状態（省電力モードであるかまたは通常モードであるか）を取得することができる。

図４に戻り、外部インターフェース４３３は、中継器４３をコントローラユニット４２（図２）のディスクインターフェース４２４と接続するためのインターフェースである。外部インターフェース４３３はプロセッサコア４３１に接続されている。

ポート４３４は、ディスクデバイス４１をポイント・ツー・ポイント方式で接続するためのインターフェースである。各ポート４３４には、ユニークなポート番号が割り当てられる。本実施形態では、３２個のポート４３４が提供されており、各ポート４３４に０〜３１のポート番号が割り当てられている。

スイッチング機構４３５は、外部インターフェース４３３とポート４３４との間におけるデータ通信パスを選択的に一意に確立するためのスイッチ素子と、パスの確立が競合した場合に調停を図るアービタとを含んでいる。

バッファメモリ４３６ａは、不揮発性メモリにより構成されている。バッファメモリ４３６ａは、バッファメモリ４３６ａは、アービタによって調停され、確立を他のパスに譲ったパスのデータを一時的に保持する。これに対して、バッファメモリ４３６ｂは、揮発性メモリにより構成されている。バッファメモリ４３６ａ及び／または４３６ｂは、中継器４３におけるキャッシュメモリとしても利用されるかもしれない。

図６は、本発明の一実施形態に係る中継器４３に対する設定処理を説明するためのシーケンス図である。中継器４３に対する設定処理は、典型的には、管理端末５上のユーティリティツールからコントローラユニット４２を介して行われる。ユーティリティツールは、ある種の管理プログラムであり、システム管理者がインタラクティブに各種のパラメータを設定できるように、ユーザインターフェースを提供する。

図７は、本発明の一実施形態に係る管理端末５上のユーティリティツールが提供するユーザインターフェースの一例を示している。同図に示すように、システム管理者は、管理端末５上のシステムマネージャを用いて、ストレージ装置４に対するパワーマネージメントパラメータを設定する。本実施形態では、パワーマネージメントパラメータは、「アクセス待機時間」、「最小駆動台数」、「再起動間隔」、及び「全体のＩ／Ｏアクセス量」に関するパラメータからなる。「アクセス待機時間」は、直近のＩ／Ｏアクセスがあった時点から起算して次のＩ／Ｏアクセスを受け取るまで待機する時間である。つまり、Ｉ／Ｏアクセスが途絶えてから許容される時間である。「最小駆動台数」は、中継器４に接続され、配下にあるディスクデバイス４１が、最低限、駆動している台数である。ストレージ装置４の稼働中、駆動中のディスクデバイス４１の台数は、当該最小駆動台数を下回ることはない。「再起動間隔」は、一旦、ディスクデバイス４１を省電力モードに移行させた時点から、Ｉ／Ｏアクセス要求とは無関係に、通常モードに移行させるまでの時間間隔である。「全体のＩ／Ｏアクセス量」は、他の中継器４３に転送されるＩ／Ｏアクセス要求を除く、ディスクデバイス４１が接続された有効なポート４３４におけるＩ／Ｏアクセス量（Ｉ／Ｏトラフィック量）の合計値である。または、当該合計値を有効なポート４３４の総数で割った商（ポート当たりの平均Ｉ／Ｏアクセス量）であってもよい。または、「アクセス待機時間」の何パーセントというように、設定値を動的に変化させてもよい。

ユーティリティツールは、設定されたパラメータを受け付けると、所定の通信プロトコルに従い、例えばＨＴＴＰに従い当該パラメータの設定要求を、ストレージ装置４のコントローラユニット４２に送出する。

図６に戻り、管理端末５からパラメータを受け付けたコントローラユニット４２は、ＣＰＵ４２１の制御の下、ディスクインターフェース４２４を介して、当該パラメータを対応する中継器４３に引き渡す。コントローラユニット４２と各中継器４３とは、ＳＭＰに従って通信を行う。中継器４３から正常終了メッセージを受け取ると、コントローラユニット４２は、当該中継器４３に対する設定が完了したものと認識する。コントローラユニット４２は、各中継器４３との間で通信を行って、受け付けたパラメータに対するすべての中継器４３の設定を行う。コントローラユニット４２は、すべての中継器４３の設定が完了すると、設定完了通知を管理端末５に送出する。ユーティリティツールは、設定完了通知を受け取ると、これをシステム管理者に提示する。

図８は、本発明の一実施形態に係る中継器４３におけるシステム構成情報の一例を示す図である。中継器４３は、コントローラユニット４２を介して、管理端末５からパワーマネージメントパラメータの設定要求を受け取ると、これをシステム構成情報の一部として、メモリ４３２に格納する。パワーマネージメントパラメータは、上述したように、例えば、「アクセス待機時間」、「最小駆動台数」、「再起動間隔」、及び「全体のＩ／Ｏアクセス量」に関するパラメータからなる。このパワーマネージメントパラメータは、以下に説明されるような、ディスクデバイス４１の動作制御の処理シーケンスにおいて参照される。

図９は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４におけるディスクデバイス４１に対する制御を示すフローチャートである。具体的には、図９は、中継器４３による、省電力モード移行条件に合致するディスクデバイス４１に対する停止制御を説明している。中継器４３は、省電力モード移行条件に合致するディスクデバイス４１を検出するため、各ポート４３４を並列的に監視する。

中継器４３は、省電力モードに移行すべきディスクデバイス４１を検出するため、各ポート４３４を定期的にスキャンしている。省電力モードへの移行は、基本的には、コントローラユニット４２から一定時間以上アクセスがないディスクデバイス４１に対して行われる。本実施形態では、中継器４３は、パワーマネージメントパラメータにおける最小駆動台数パラメータで指定された台数以上のディスクデバイス４１が通常モードで稼働するように、ディスクデバイス４１の省電力モードへの移行を制御する。したがって、すでに最小駆動台数パラメータで指定された台数のディスクデバイス４１が駆動している場合には、省電力モードに移行しているディスクデバイス４１の中から、通常モードに戻すべきディスクデバイス４１を選択し、これらを入れ替える。例えば、省電力モードに移行したディスクデバイス４１のうち、コントローラユニット４２からのアクセスがない状態が継続していても、再起動間隔パラメータで指定された時間を超えているディスクデバイス４１については、中継器４３は、診断のため、当該ディスクデバイス４１を通常モードに移行し、これと入れ替えで、一定時間以上アクセスがないとして検出されたディスクデバイス４１を省電力モードに移行させる。

より具体的には、図９に示すように、中継器４３は、各ポート４３４について、一定量以上のＩ／Ｏアクセスがあるか否かを判断する（ＳＴＥＰ９０１）。ここでは、ディスクデバイス４１が接続された有効なポート４３４におけるＩ／Ｏアクセス量の合計値を有効なポート４３４の総数で割った値が所定値以上であるか否かが判断される。有効なポートとは、中継器４３の配下のディスクデバイス４１を接続しているポートである。中継器４３の配下に接続されたディスクデバイス４１に一定量以上のアクセスがあると判断される場合（ＳＴＥＰ９０１の“Ｙｅｓ”）、パワーマネージメントパラメータを第１の値に設定し（ＳＴＥＰ９０２）、これに対して、一定量以上のアクセスがないと判断される場合（ＳＴＥＰ９０１の“Ｎｏ”）、パワーマネージメントパラメータを第２の値に設定する（ＳＴＥＰ９０２）。第１の値及び第２の値は、ここでは、アクセスが途絶えてから経過時間を示している。例えば、第１の値には「５分」が設定され、第２の値にはそれよりも短い時間として「３分」が設定される。パワーマネージメントパラメータにおける各パラメータのセットを複数のテーブルとして保持し、それらを切り替えるように設定してもよい。

中継器４３は、次に、コントローラユニット４２からのアクセスが途絶えてから上記設定した時間以上経過したか否かをチェックする（ＳＴＥＰ９０４）。一定時間以上アクセスがないと判断した場合（ＳＴＥＰ９０４の“Ｙｅｓ”）、中継器４３は、さらに、現在、通常モードにあるディスクデバイス４１の台数が最小駆動台数に等しいか否かをチェックする（ＳＴＥＰ９０５）。最小駆動台数に等しくない場合、つまり、ディスクデバイス４１を追加的に省電力モードに移行させることができる場合（ＳＴＥＰ９０５の“Ｙｅｓ”）、当該ポート４３４を選択して（ＳＴＥＰ９０６）、当該ポート４３４に接続されたディスクデバイス４１に対してモータ停止コマンド（スピンオフコマンド）を送出する（ＳＴＥＰ９０７）。

上述したように、中継器４３とディスクデバイス４１との間の通信は、デバイスの種類に依存したプロトコルに従って行われ、また、モータ停止コマンド等のデバイスに対するコマンドは、ディスクデバイス４１の種類に依存している。図１０は、本発明の一実施形態に係る中継器４３によって発行されるＳＡＳ／ＳＡＴＡコマンドを例示している。したがって、同図に示すように、中継器４３は、ＳＡＳディスクデバイス４１ａに対しては“Ｕｎｉｔ Ｓｔｏｐ”コマンドを送出し、ＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂに対しては“ＳＬＥＥＰ”コマンドを送出する。

一方、通常モードにあるディスクデバイス４１の台数がすでに最小駆動台数に達していると判断した場合（ＳＴＥＰ９０５の“Ｎｏ”）、中継器４３は、再起動時間に達しているディスクデバイス４１があるか否かを判断する（ＳＴＥＰ９０８）。再起動時間に達しているディスクデバイス４１がある場合（ＳＴＥＰ９０８の“Ｙｅｓ”）、当該再起動時間に達しているディスクデバイス４１を通常モードに移行させるため、起動処理を行う（ＳＴＥＰ９０９）。なお、ディスクデバイス４１に対する起動処理の詳細については、後述する。当該ディスクデバイス４１を起動させることによって、駆動中の台数が最小駆動台数よりも多くなることから、中継器４３は、当該ポートのディスクデバイス４１を選択し（ＳＴＥＰ９０６）、省電力モードへ移行させる（ＳＴＥＰ９０７）。

図１１は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４におけるディスクデバイス４１によるモータ停止制御を説明している。

上述した図９のＳＴＥＰ９０４におけるモータ停止コマンドの発行に応答して、ディスクデバイス４１は、中継器４３からスピンオフコマンドを受け取ると（ＳＴＥＰ１１０１）、正常終了ステータスを中継器４３に送出するとともに（ＳＴＥＰ１１０２）、通常モードから省電力モードに切り替えるため、スピンドルモータの駆動を停止させる（ＳＴＥＰ１１０３）。中継器４３は、ディスクデバイス４１から正常終了ステータスを受け取ると、中継器４３は、省電力モード移行条件に合致したディスクデバイス４１が正常に停止したことを認識する。

図１２は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置におけるディスクデバイスに対する制御を示すフローチャートである。具体的には、図１２は、中継器４３によるディスクデバイス４１に対する起動制御（省電力モードから通常モードへの移行制御）を説明している。

同図に示すように、中継器４３は、各ポート４３４について、通常モード移行条件に合致したか否かを監視している（ＳＴＥＰ１２０１Ａ）。具体的には、コントローラユニット４２から受け取ったＩ／Ｏアクセス要求（Ｉ／Ｏコマンド）が省電力モードにあるディスクデバイス４１に対するＩ／Ｏアクセス要求であるか、または既述した図９において再起動されることになったディスクデバイス４１がある場合に、合致したものと判断される。

通常モード移行条件に合致したポート４３４がある場合（ＳＴＥＰ１２０１Ａの“Ｙｅｓ”）、中継器４３は、当該ポート４３４に接続されたディスクデバイス４１に対して、そのモータを起動させるために、スピンアップコマンドを送出する（ＳＴＥＰ１２０２Ａ）。つまり、中継器４３は、図１０に示したように、ＳＡＳディスクデバイス４１であれば、“Ｕｎｉｔ Ｓｔａｒｔ”コマンドを送出する。また、ＳＡＴＡディスクデバイス４１であれば、“ＤＥＶＩＣＥ ＲＥＳＥＴ”コマンド及び“ＩＤＬＥ ＩＭＭＥＤＩＡＴＥ”コマンドを送出する。

ディスクデバイス４１は、中継器４３からスピンアップコマンドを受け取ると（ＳＴＥＰ１２０１Ｂ）、正常終了ステータスを中継器４３に送出するとともに（ＳＴＥＰ１２０２Ｂ）。省電力モードから通常モードに切り替えるため、スピンドルモータを起動させる（ＳＴＥＰ１２０３Ｂ）。これにより、中継器４３は、パワーマネージメントパラメータに合致したディスクデバイス４１のスピンドルモータが正常に起動したことを認識する。

次に、中継器４３は、ＲｅａｄｙＣｈｅｃｋコマンドを当該ディスクデバイス４１に対して送出する（ＳＴＥＰ１２０３Ａ）。これは、ディスクデバイス４１のスピンドルモータが定常速度に達したか否かをチェックするためである。ディスクデバイス４１は、スピンドルモータが定常速度に達し、起動が完了したことを検出すると（ＳＴＥＰ１２０４Ｂ）、起動完了レポートを中継器４３に送出する。中継器４３は、当該起動完了レポートを受け取るまで、ＲｅｄａｙＣｈｅｃｋコマンドを発行する（ＳＴＥＰ１２０４Ａ）。

中継器４３は、当該起動完了状態を検出すると（ＳＴＥＰ１２０４Ａの“Ｙｅｓ”）、コントローラユニット４２から当該ディスクデバイスに対するＩ／Ｏコマンドを受け取っているか否かを判断する（ＳＴＥＰ１２０５Ａ）。Ｉ／Ｏコマンドを受け取っている場合（ＳＴＥＰ１２０５Ａの“Ｙｅｓ”）、当該Ｉ／Ｏコマンドをデバイスディスクに送出する（ＳＴＥＰ１２０６Ａ）。ディスクデバイス４１は、Ｉ／Ｏコマンドを受け取ると、Ｉ／Ｏコマンドに基づいた処理を行う（ＳＴＥＰ１２０５Ｂ）。

コントローラユニット４２からディスクデバイス４１に対するＩ／Ｏアクセス要求を受け取る中継器４３は、コントローラユニット４２側のコマンドタイムアウトを考慮して設計される。

Ｉ／Ｏアクセス要求が読み込み要求コマンドである場合において、コントローラユニット４２側（ホスト装置２上のＯＳ／アプリケーションプログラムを含む。）におけるコマンド（セッション）タイムアウトが、ディスクデバイス４１の起動所要時間よりも十分に長く設定されている場合には、中継器４３は、当該読み込み要求コマンドをバッファメモリ４３６ａに一時的に保持し、起動完了レポートを受け取った時点で、当該読み込み要求コマンドを送出する。コマンドタイムアウトが短い場合には、中継器４３は、コントローラユニット４２にリトライを促し、または通信セッションを維持するために所定のメッセージを送出する。

Ｉ／Ｏアクセス要求が、省電力モードにあるディスクデバイス４１に対する書き込み要求コマンドである場合、当該ディスクデバイス４１が起動するまでに所定の時間を要するため、書き込み処理に遅延が発生するおそれがある。したがって、当該書き込み要求コマンド及びこれに関連付けられた書き込み対象データを確実に保持しておくための遅延書き込みデータの保護メカニズムが必要になる。このようなメカニズムとして、例えば；（１）コントローラユニット４２のキャッシュメモリを用いたデータ保護；（２）中継器４３の不揮発性バッファメモリ４３６ａを用いたデータ保護；及び（３）中継器４３に接続された外部ストレージを利用したデータ保護が考えられる。さらに、外部ストレージを用いたデータ保護については、（３−１）中継器４３に接続されたディスクデバイス４１の一部の利用及び（３−２）中継器４３に外付けで装着された不揮発性記憶デバイスの利用が考えられる。

ここでは、コントローラユニット４２のキャッシュメモリを用いたデータ保護方式について説明する。当該保護方式においては、コントローラユニット４２は、ディスクデバイス４１から書き込み要求コマンドに対する正常終了ステータスを受け取るまで書き込み要求コマンドに関連付けられた書き込み対象データをキャッシュメモリから解放しないように、設計される。この場合、駆動中のディスクデバイス４１については、中継器４３がコントローラユニット４２に対して所定のメッセージを送出する。または、スピンドルモータが起動され、ディスクデバイス４１がアクセス可能になる時間が経過した後、中継器４３が、コントローラユニット４２からのコマンドをディスクデバイス４１に転送し、ディスクデバイス４１から送出されてくるであろうＮｏｔＲｅａｄｙステータスに対して、コントローラユニット４２がリトライするようにしてもよい。

図１３は、本発明の一実施形態に係る中継器４３の動作を説明するためのフローチャートである。なお、ここでは、対象となるポート４３４に接続されたディスクデバイス４１がＳＡＳディスクデバイスであるものとして説明する。

まず、ホスト装置２から書き込み要求コマンドがストレージ装置４に送出されると、コントローラユニット４２は、キャッシュ機構４２３の作用により、当該コマンドに関連付けられた書き込み対象データをキャッシュメモリ上に一時的に格納するとともに、当該書き込み対象データをディスクデバイス４１に書き込むために、当該コマンド（書き込み対象データを含む。）を中継器４３に送出する。

中継器４３は、同図に示すように、コントローラユニット４２から書き込み要求コマンドを受け取ると（ＳＴＥＰ１３０１）、これをバッファメモリ４３６ａにキャッシュ可能か否かをチェックする（ＳＴＥＰ１３０２）。中継器４３は、キャッシュ可能であると判断する場合（ＳＴＥＰ１３０２の“Ｎｏ”）、書き込み要求コマンドをバッファメモリ４３６ａに格納する（ＳＴＥＰ１３０３）。なお、バッファメモリ４３６ａが満杯であり、このためキャッシュ可能でない場合には、中継器４３は、Ｑｕｅｕｅ Ｆｕｌｌステータスをコントローラユニット４２に送出する（ＳＴＥＰ１３１５）。

中継器４３は、次に、コントローラユニット４２に対してＤｉｓｃｏｎｎｅｔメッセージを送出することにより（ＳＴＥＰ１３０４）、コントローラユニット４２に対して当該ディスクデバイスに４１が起動中であることを通知し、コマンドシーケンスを一時的に保留する。これにより、コントローラ４２は、タイムアウト時間を延長することができる。併せて、中継器４３は、書き込み対象となっているディスクデバイス４１のスピンドルモータを起動させるために、当該ディスクデバイス４１に対してモータ起動コマンド“Ｕｎｉｔ Ｓｔａｒｔ”コマンドを送出する（ＳＴＥＰ１３０５）。当該モータ起動コマンド“Ｕｎｉｔ Ｓｔａｒｔ”を受け取ったディスクデバイス４１は、上述した起動処理を行う。

中継器４３は、当該ディスクデバイス４１から正常終了ステータスを受け取ると、当該ディスクデバイス４１に対してＲｅａｄｙＣｈｅｃｋコマンド“Ｔｅｓｔ Ｕｎｉｔ Ｒｅａｄｙ”を送出し（ＳＴＥＰ１３０６）、起動が完了したか否かを判断する（ＳＴＥＰ１３０７）。中継器４３は、ディスクデバイス４１から起動完了レポートを受け取るまで、ＲｅａｄｙＣｈｅｃｋコマンドを送出し続けるが、一定時間が経過した時点で、起動完了であるものとみなして、次の処理に進む（ＳＴＥＰ１３０８の“Ｙｅｓ”）。

起動完了メッセージを受け取った場合、または一定時間が経過した場合、中継器４３はさらに、ディスクデバイス４１に対して書き込み要求コマンドを送出する（ＳＴＥＰ１３０９）。これを受けて、ディスクデバイス４１は、書き込み処理を行い、書き込み処理が正常に終了した場合には、書き込み完了ステータスを中継器４３に送出する。

中継器４３は、書き込み完了ステータスを受け取った場合（ＳＴＥＰ１３１０の“Ｙｅｓ”）、コントローラユニット４２に対してＲｅｃｏｎｎｅｃｔメッセージを送出する（ＳＴＥＰ１３１１）。これにより、中継器４３は、コントローラユニット４２に対して保留していたコマンドシーケンスを進行させる。そして、一連のコマンドの実行が終了すると、中継器４３は、コントローラユニット４２に対して正常終了ステータスを送出する（ＳＴＥＰ１３１２）。コントローラユニット４２は、当該正常終了ステータスを受け取ると、キャッシュメモリ上の当該書き込み対象データを記憶していた領域を開放する。

このように、本実施形態では、コントローラユニット４２のキャッシュメモリに書き込み対象データを一時的に保持しているので、停電等の不測の事態等によりデータの書き込みに失敗した場合であっても、書き込み対象データの消失を防ぐことができる。特に、本実施形態では、Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ／Ｒｅｃｏｎｎｅｃｔを用いて、コマンドシーケンスを中断／再開している。したがって、コマンドシーケンスが終了しない限り、コントローラユニット４２は、キャッシュ領域を開放しないので、書き込み対象データの消失を防ぐことができるようになる。

一方、中継器４３は、一定時間内に書き込み完了ステータスを受け取ることができなかった場合（ＳＴＥＰ１３１０の“Ｎｏ”）、中継器は、まず、コントローラユニット４２に対してＲｅｃｏｎｎｅｃｔメッセージを送出した後（ＳＴＥＰ１３１３）、コントローラユニット４２に対してチェックコンディションステータスを送出して、処理を終了する。チェックコンディションステータスは、ディスクデバイス４１からのエラー報告である。この場合、コントローラユニット４２は、キャッシュメモリ上の領域を解放することなく、再度、書き込み要求コマンドを送出するかも知れない。

なお、本実施形態では、中継器４３において書き込み要求コマンドをキャッシュするために不揮発性のバッファメモリ４３６ａを用いたが、揮発性のバッファメモリ４３６ｂを用いるようにしてもよい。
（変形例１）
次に、中継器４３の不揮発性バッファメモリ４３６ａを用いた遅延書き込みデータの保護メカニズム（上記（２）に対応する。）について説明する。

図１４は、本発明の一実施形態に係る中継器４３の動作を説明するためのフローチャートである。なお、ここでは、対象となるポート４３４に接続されたディスクデバイス４１がＳＡＳディスクデバイスであるものとして説明する。

上述の実施形態と同様に、ホスト装置２から書き込み要求コマンドがストレージ装置４に送出されると、コントローラユニット４２は、キャッシュ機構４２３の作用により、当該コマンドに関連付けられた書き込み対象データをキャッシュメモリ上に一時的に格納するとともに、当該書き込み対象データをディスクデバイス４１に書き込むために、当該コマンド（書き込み対象データを含む。）を中継器４３に送出する。

中継器４３は、同図に示すように、コントローラユニット４２から書き込み要求コマンドを受け取ると（ＳＴＥＰ１４０１）、これをバッファメモリ４３６ａにキャッシュ可能か否かをチェックする（ＳＴＥＰ１４０２）。中継器４３は、キャッシュ可能であると判断する場合（ＳＴＥＰ１４０２の“Ｎｏ”）、書き込み要求コマンドに関連付けられた書き込み対象データをバッファメモリ４３６ａに格納する（ＳＴＥＰ１４０３）。なお、バッファメモリ４３６ａが満杯であり、このためキャッシュ可能でない場合には、中継器４３は、Ｑｕｅｕｅ Ｆｕｌｌステータスをコントローラユニット４２に送出する（ＳＴＥＰ１４１３）。

中継器４３は、次に、コントローラユニット４２に対して正常終了ステータスを送出する（ＳＴＥＰ１４０４）。これにより、コントローラユニット４２は、キャッシュメモリ上の当該書き込み対象データに関する領域を開放する。つまり、本実施形態では、Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔメッセージを用いて、一旦、コマンドシーケンスを中断するのではなく、中継器４３が書き込み要求コマンドに関連付けられた書き込み対象データをバッファメモリ４３６ａにキャッシュした時点で、正常終了ステータスをコントローラユニット４２に返し、コントローラユニット４２上のキャッシュメモリ領域を開放する。このため、データの喪失を防ぐ観点から、中継器４３は、書き込み要求コマンドをバッファメモリ４３６ａにキャッシュすることが好ましい。

続いて、中継器４３は、書き込み対象となっているディスクデバイス４１のスピンドルモータを起動させるために、当該ディスクデバイス４１に対してモータ起動コマンド“Ｕｎｉｔ Ｓｔａｒｔ”を送出する（ＳＴＥＰ１４０５）。当該モータ起動コマンド“ＵｎｉｔＳｔａｒｔ”を受け取ったディスクデバイス４１は、前述した起動処理を行う。

中継器４３は、当該ディスクデバイス４１から正常終了ステータスを受け取ると、当該ディスクデバイス４１に対してＲｅａｄｙＣｈｅｃｋコマンド“Ｔｅｓｔ Ｕｎｉｔ Ｒｅａｄｙ”を送出し（ＳＴＥＰ１４０６）、起動が完了したか否かを判断する（ＳＴＥＰ１４０７）。中継器４３は、ディスクデバイス４１から起動完了レポートを受け取るまで、当該ＲｅａｄｙＣｈｅｃｋコマンドを送出し続けるが、一定時間が経過した時点で、起動完了であるものとみなして、次の処理に進む（ＳＴＥＰ１４０８の“Ｙｅｓ”）。

起動完了レポートを受け取った場合、または一定時間が経過した場合、中継器４３はさらに、ディスクデバイス４１に対して書き込み要求コマンドを送出する（ＳＴＥＰ１４０９）。これを受けて、ディスクデバイス４１は、書き込み処理を行い、書き込み処理が正常に終了した場合には、書き込み完了ステータスを中継器４３に送出する。

中継器４３が書き込み完了ステータスを受け取った場合には（ＳＴＥＰ１４１０の“Ｙｅｓ”）、書き込み要求コマンドに対する一連の処理が正常に終了することを意味するが、一定時間内に書き込み完了ステータスを受け取ることができなかった場合には（ＳＴＥＰ１４１０の“Ｎｏ”）、中継器４３は、次回の当該ディスクデバイス４１に対するコマンドを契機に、コントローラユニット４２に対してチェックコンディションステータスを送出して、処理を終了する。
（変形例２）
次に、中継器４３に接続された外部ストレージを用いた遅延書き込みデータの保護メカニズム（上記（３）に対応する。）について説明する。遅延書き込みデータを保護するためには、比較的容量が大きなメモリが必要とされるので、以下の変形例では、中継器４３に接続された外部ストレージにキャッシュするように構成している。なお、ここでいう外部ストレージは、例えば、中継器４３に接続されたディスクデバイス４１上に形成される特定の領域であってもよいし、または中継器４３に外的に装着可能な記憶デバイスであってもよい。外的に装着可能な記憶デバイスとしては、例えば、単体として独立し、ケーブル等で接続される記憶デバイスでもよいし、スロット装着されるカード型メモリデバイスでもよい。記憶媒体がメモリである場合には、不揮発性であることが望ましい。

図１５は、本発明の一実施形態に係る中継器４３の動作を説明するためのフローチャートである。これは、上記（３−１）に対応する。なお、当該フローチャートにおいても、対象となるポート４３４に接続されたディスクデバイス４１がＳＡＳディスクデバイスであるものとして説明する。

遅延書き込みデータの保護メカニズムとして、上述したように、（３−１）中継器４３に接続されたディスクデバイス４１のうち、通常モードで動作しているディスクデバイス４１の一部の記憶領域を外部ストレージに利用する方法、及び（３−２）中継器４３に外付けで装着された不揮発性の記憶デバイスを利用する方法がある。前者の場合、遅延書き込みデータの実体は、外部ストレージに一時的に格納され、当該データのメタデータについては、中継器４３に設けられた不揮発性のバッファメモリ４３６ａに一時的に格納される。後者の場合、当該データの実体は、外付けの記憶デバイスに格納されるが、メタデータの一部または全部は、当該外付けの記憶デバイスに格納されてもよい。

本実施形態では、中継器４３に接続されている外部ストレージにデータの実体を一時的に格納するとともに、メタデータを中継器４３に設けられた不揮発性のバッファメモリ４３６ａに格納する。

上述の実施形態と同様に、ホスト装置２から書き込み要求コマンドがストレージ装置４に送出されると、コントローラユニット４２は、キャッシュ機構４２３の作用により、当該コマンドをキャッシュメモリ上に一時的に格納するとともに、当該コマンドの書き込み対象データをディスクデバイス４１に書き込むために、当該コマンドに対応する内部的なコマンドを中継器４３に送出する。なお、本明細書では、明確に特に区別する必要がない限り、便宜上、単にコマンドと総称することもある。

これを受けて、中継器４３は、同図に示すように、コントローラユニット４２から書き込み要求コマンドを受け取ると（ＳＴＥＰ１５０１）、当該コマンドを解釈して、対象となるディスクデバイス４１が通常モードであるか否かをチェックする（ＳＴＥＰ１５０２）。中継器４３は、対象となるディスクデバイス４１が通常モードであると判断する場合（ＳＴＥＰ１５０２の“Ｙｅｓ”）、当該コマンドを当該ディスクデバイス４１に転送する（ＳＴＥＰ１５０３）。これを受けて、当該ディスクデバイス４１は、書き込み処理を行い、書き込みが正常に終了すると、正常終了ステータスを中継器４３に送出する。

一方、対象となるディスクデバイス４１が通常モードではないと判断する場合（ＳＴＥＰ１５０２の“Ｎｏ”）、中継器４３は、外部ストレージに十分な書き込みスペースがあるか否かをチェックする（ＳＴＥＰ１５０４）。当該チェックは、書き込み要求コマンドにおける書き込み対象データ長と外部ストレージの空き容量とを比較することにより行われる。外部ストレージに関するプロファイルは、例えば、上述したシステム構成情報の一部としてメモリ４３２に格納される。

図１６は、本発明の一実施形態に係る中継器４３のメモリ４３２に格納されたシステム構成情報の一例を示している。システム構成情報は、後述するメタデータテーブルに対するポインタを含む。また、システム構成情報は、どのポート４３４に接続されたディスクデバイス４１が通常モードであるかを示すポートリストを含んでいる。ポートリストは、例えば、当該ポート４３４のポート番号、外部ストレージとして定義された現在の空き容量、最小値、及び最大値を含む。ここで、外部ストレージの最小値とは、論理ブロックの最小単位に対応している。外部ストレージとしての領域には、先頭アドレス及び割当容量が指定される。これにより、コントローラユニット４２は、中継器４３ごとに外部ストレージにおける領域の先頭アドレスを排他的に認識する。

比較の結果、空き容量がないと判断される場合（ＳＴＥＰ１５０４の“Ｙｅｓ”）、中継器４３は、コントローラユニット４２に対してＱｕｅｕｅ Ｆｕｌｌステータスを送出し（ＳＴＥＰ１５１４）、処理を終了する。

これに対して、空き容量がある場合（ＳＴＥＰ１５０４の“Ｎｏ”）、中継器４３は、書き込み要求コマンドが示す書き込み先アドレスを外部ストレージの空き領域の先頭アドレスに変換した後（ＳＴＥＰ１５０５）、書き込み対象データを外部ストレージに送出する（ＳＴＥＰ１５０６）。これを受けて、例えば、外部ストレージとしてディスクデバイス４１の一部を利用している場合には、ディスクデバイス４１は、書き込み処理を行い、書き込みが正常に終了すると、正常終了ステータスを中継器４３に送出する。中継器４３はまた、当該書き込み対象データに関するメタデータをバッファメモリ４３６ａに格納する（ＳＴＥＰ１５０７）。図１７は、本発明の一実施形態に係る中継器４３に格納されるメタデータテーブルの一例を示している。同図に示すように、メタデータは、各シーケンス番号により一意に識別され、管理されている。シーケンス番号は、Ｉ／Ｏアクセス要求ごとに割り当てられる番号である。論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）は、ディスクデバイス４１における外部ストレージとして割り当てた先頭アドレスを示している。

図１５に戻り、中継器４３は、次に、コントローラユニット４２に対して正常終了ステータスを送出する（ＳＴＥＰ１５０８）。これを受けて、コントローラユニット４２は、キャッシュメモリ上の書き込み要求コマンドを記憶していた領域を開放する。さらに中継器４３は、ディスクデバイス４１に対してモータ起動コマンドを送出し、ディスクデバイス４１から正常終了ステータスの報告を待つ（ＳＴＥＰ１５０９）。

ディスクデバイス４１から正常終了ステータスの報告を受けると、中継器４３は、バッファメモリ４３６ａに格納しておいた当該書き込み要求コマンドに対応するメタデータを読み出して、読み出したメタデータに基づいて、外部ストレージに退避してある書き込み対象データを読み出す（ＳＴＥＰ１５１０）。外部ストレージとしてディスクデバイス４１の一部を利用している場合、通常の読み込み要求コマンドを用いる。読み込み要求コマンドに応答したディスクデバイス４１は、書き込み対象データを読み出して、終了ステータスとともに中継器４３に送出する。

中継器４３は、外部ストレージから読み出された書き込み対象データを、本来の書き込み対象となっているディスクデバイス４１に格納する（ＳＴＥＰ１５１１）。書き込み要求コマンドに応答したディスクデバイス４１は、書き込み対象データを所定の領域に書き込み、中継器４３に対して正常終了ステータスを報告する。中継器４３は、正常終了ステータスを受け取ると、バッファメモリ４３６ａ上のメタデータを記憶している領域を開放する（ＳＴＥＰ１５１２）。そして、中継器４３は、外部ストレージに待避しているすべての書き込み対象データの移行を完了したか否かを判断し（ＳＴＥＰ１５１３）、まだ移行が完了していないデータがあれば（ＳＴＥＰ１５１３の“Ｎｏ”）、ＳＴＥＰ１５１０に戻る。
（変形例３）
図１８は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置の構成を示す図である。具体的には、書き込み遅延データの保護メカニズムとして、外付けの不揮発性記憶デバイスを含むストレージ装置が示されている。これは、上記（３−２）に対応する。

同図に示すように、コントローラユニット４２には２台の中継器４３が接続され、さらに、各中継器４３を介して他の中継器４３が接続されている。各中継器４３のポート（図示せず）には、ＳＡＳディスクデバイス群４１ａ及びＳＡＴＡディスクデバイス群４１ｂが接続され、ディスクデバイス４１の階層的な利用が可能になっている。中継器４３は、前述したように、メモリ４３２を備え、システム構成情報等のプロファイルを保持している。また、中継器４３は、不揮発性のバッファメモリ４３６ａに、例えば、図１９に示すようなメタデータテーブルを保持する。

ストレージ装置４は、共用外部ストレージ４４が設けられ、各中継器４３は、外部ストレージ４４に接続されている。共用外部ストレージ４４は、不揮発性のメモリを含んでおり、中継器４３からのアクセス要求に応じて書き込み及び読み出し処理が可能なように構成されている。共用外部ストレージ４４は、例えば、ストレージ装置４の筐体に設けられたスロットに装着され、各中継器４３とは、専用ケーブルで接続される。共用外部ストレージ４４は、各中継器４３に割り当てられた記憶領域１８１ａ，１８１ｂ，１８１ｃ，．．が設定されている。

以上のような構成を有するストレージ装置４において、各中継器４３は、共用外部ストレージ４４を用いて、ディスクデバイス４１に対する省電力制御を行う。すなわち、前述したように、省電力モードにあるディスクデバイス４１に対して書き込み要求コマンドが送出されてきた場合、中継器４３は、ディスクデバイス４１が省電力モードから通常モードに移行させるまでの間、書き込み対象データを、一旦、外部ストレージ４４に退避させることにより、遅延が発生した書き込み対象データが喪失しないように保護を図る。

これにより、中継器４３は、その内部に大容量の不揮発性メモリを有する必要がなく、システム設計の自由度を高めることができる。したがって、ＲＡＩＤグループの構成台数比率に応じて、記憶容量の割り当てを任意に変更することができる。または、ディスクデバイス４１に正副のボリュームを形成する場合であっても、記憶容量の割り当てを任意に変更することができる。

正副のボリュームを形成した構成において、中継器４３に設けられたタイマーに従って周期的に同期処理を行う場合、中継器４３は、当該同期処理に合わせて、副ボリュームのディスクデバイス４１を通常モードに移行し、一定時間が経過した後、当該ディスクデバイス４１を省電力モードに移行させるようにしてもよい。中継器４３の各ポート４３４にそのような省電力制御設定を行うことができるため、ＲＡＩＤ構成に応じた自由度の高い設計ができるようになる。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、中継器４３内のシステム回路の規模を小さくし、かつ、さらに効率のよい省電力制御を可能にするものである。このため、本実施形態に係るストレージ装置４においては、パワーマネージメント・オーダード・セット乃至はプリミティブが新たに提供される。なお、ストレージ技術の規格によって、オーダード・セット乃至はプリミティブ等の呼称が用いられるが、ここでいうオーダード・セットは、これらを含めた広い意味で用いている。

図２０は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４におけるオーダード・セットを例示している。上述した図１０に示したＳＡＳ／ＳＡＴＡコマンドと比較することで、ＳＡＳ／ＳＡＴＡコマンドとの対応関係が理解される。

本実施形態においては、シリアルデータ転送技術において一般的に採用されている８ｂ／１０ｂエンコーディング方式を採用する。８ｂ／１０ｂエンコーディング方式では、８ビットデータを１０ビットデータに変換することにより、もとのデータ以外のデータを送信することができる。

８ビットデータは、下位５ビットと上位３ビットとの組み合わせからなるコードグループ（表記上、文字“Ｄ”で始まる。）として定義される。当該エンコーディング方式により８ｂ／１０ｂ変換されたデータは１０ビットとなり、当該１０ビットの単位データ４つを集めた４０ビットの列の組み合わせによりオーダード・セットが定義される。オーダード・セットは、図２１（ａ）及び（ｂ）に示すように、文字“Ｋ”で始まる１０ビットの特殊符号グループで始まる。本実施形態では、ＳＡＳディスクデバイス４１ａに対するオーダード・セットは、例えば“Ｋ２８．５”に基づき、ＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂに対するオーダード・セットは、例えば“Ｋ２８．３”に基づいて定義される。

このようなオーダード・セット体系において、パワーマネージメント・オーダード・セットのデータフォーマットが定義される。

図２２は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４におけるパワーマネージメント・オーダード・セットのデータフォーマットの一例を示している。個々のパワーマネージメント・オーダード・セットは、特殊符号グループに、当該特殊符号グループに対応した所定のコードグループ（本例では、Ｄｂｂ．ｃ）が続く。３番目の単位データは、特定のコマンドを指定するものである。特定のコマンドは、図２３に示されるように、４ビットのフラグフィールドと４ビットのコマンドコードフィールドとの組み合わせで指定される。同図では、８ビットで表現しているが、オーダード・セット上では１０ビットに符号化された列となる。コマンドによっては、パラメータが必要とされるので、パラメータは、４番目の単位データで指定されることになる。

以上のように、定義されたパワーマネージメント・オーダード・セットに従うビット信号は、中継器４３とディスクデバイス４１との間で送受信される。この場合、パワーマネージメント・オーダード・セットは、上述したＳＡＳ／ＳＡＴＡコマンドに比べてより下位のレベルでのプリミティブなパルス通信に対応する。

図２４は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４におけるパワーマネージメント・オーダード・セットの送受信の一例である。同図に示すように、中継器４３とディスクデバイス４１との送受信においては、送信側は、パワーマネージメント・オーダード・セットを所定の回数（例えば４回）繰り返して送信する。受信側は、同一のオーダード・セットを所定の回数（例えば２回）以上受信したことをもって、コマンドの受領とみなし、これによって誤動作を防止する。

例えば、中継器４３は、モータ停止コマンド“ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＳＬＥＥＰ”を所定のディスクデバイス４１に対して、４回続けて送出する。当該ディスクデバイス４１は、送信されたコマンドを２回以上受信すると、正しく受信したものとして、コマンド受領応答メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＡＣＣＰＴ”で返答する。

また、中継器４３は、起動報告要求コマンド“ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＲＰＲＤＹ”を送出すると、ディスクデバイス４１は、それに応じたメッセージ乃至はコマンドで返答する。本例では、起動応答“ＰＭＧ＿ＲＳＰ＿ＲＰＲＤＹ”により、応答している。当該応答は、ディスクデバイス４１におけるＳＭＡＲＴ（Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology System）情報のＳｐｉｎＵｐ判定値を含む。ＳＭＡＲＴは、ハードディスクデバイスが有する自己診断機能であり、各種の検査項目をリアルタイムで診断し、その状態を数値化する。中継器４３は、当該判定値に基づいて、ディスクデバイス４１が応答に要する時間を認識できるので、タイムアウト時点を効率的に設定することができる。

図２５は、本発明の一実施形態に係る中継器４３の動作を説明するためのフローチャートである。同図は、省電力モードへの移行要求の一つであるモータ停止コマンド“ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＳＴＤＢＹ”によりスリープ状態の省電力モードにあるディスクデバイス４１に対して、コントローラユニット４２から書き込み要求コマンドが送出され、これによって、中継器４３が当該ディスクデバイス４１を通常モードに移行させるための処理を説明しており、上述した図１４に対応している。モータ停止コマンド“ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＳＴＤＢＹ”は、ディスクデバイス４１のインターフェースラインをアクティブのままにする。

ホスト装置２から書き込み要求コマンドがストレージ装置４に送出されると、コントローラユニット４２は、キャッシュ機構４２３の作用により、当該コマンドをキャッシュメモリ上に一時的に格納するとともに、当該コマンドの書き込み対象データをディスクデバイス４１に書き込むために、当該コマンドを中継器４３に送出する。

これを受けて、中継器４３は、同図に示すように、コントローラユニット４２から書き込み要求コマンドを受け取ると（ＳＴＥＰ２５０１）、これをバッファメモリ４３６ａにキャッシュ可能か否かをチェックする（ＳＴＥＰ２５０２）。中継器４３は、キャッシュ可能であると判断する場合（ＳＴＥＰ２５０２の“Ｎｏ”）、書き込み要求コマンド及び書き込みデータをバッファメモリ４３６ａに格納する（ＳＴＥＰ２５０３）。なお、バッファメモリ４３６ａが満杯であり、このためキャッシュ可能でない場合には、中継器４３は、Ｑｕｅｕｅ Ｆｕｌｌステータスをコントローラユニット４２に送出する（ＳＴＥＰ２５１２）。

中継器４３は、次に、コントローラユニット４２に対して正常終了ステータスを送出する（ＳＴＥＰ２５０４）。これにより、コントローラユニット４２は、キャッシュメモリ上の当該書き込み要求コマンドに関する領域を開放する。

続いて、中継器４３は、書き込み対象となっているディスクデバイス４１のスピンドルモータを起動させるために、当該ディスクデバイス４１に対してモータ起動コマンド“ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＳＰＮＵＰ”を送出する（ＳＴＥＰ２５０５）。当該コマンドを受け取ったディスクデバイス４１は、コマンド受領応答メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＡＣＣＰＴ”を送出し、所定の起動処理を行う。

中継器４３は、当該ディスクデバイス４１からコマンド受領応答メッセージを受け取ると、当該ディスクデバイス４１に対して起動報告要求コマンド“ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＲＰＲＤＹ”を送出し（ＳＴＥＰ２５０６）、起動が完了したか否かを判断する（ＳＴＥＰ２５０７）。ディスクデバイス４１は、起動報告要求コマンドに応答して、コマンド受領応答メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＡＣＣＰＴ”を送出した後、起動報告応答メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＡＷＡＫＥ”を送出する。中継器４３は、ディスクデバイス４１から起動報告応答メッセージを受け取るか（ＳＴＥＰ２５０７の“Ｙｅｓ”）、または一定時間が経過した時点で、次の処理に進む（ＳＴＥＰ２５０８の“Ｙｅｓ”）。また、中継器４３は、インターフェースコネクタのＲｅａｄｙＬＥＤピンを監視することにより、ディスクデバイス４１のＲＥＡＤＹ状態を検出するようにしてもよい。

起動完了メッセージを受け取った場合、または一定時間が経過した場合、中継器は、ディスクデバイス４１に対して書き込み要求コマンドを送出する（ＳＴＥＰ２５０９）。この書き込み要求コマンドは、ＳＡＳまたはＳＡＴＡのいずれかであるディスクデバイス４１に依存するコマンドである。これを受けて、ディスクデバイス４１は、書き込み処理を行い、書き込み処理が正常に終了した場合には、書き込み完了ステータスを中継器４３に送出する。

中継器４３が書き込み完了ステータスを受け取った場合には（ＳＴＥＰ２５１０の“Ｙｅｓ”）、書き込み要求コマンドに対する一連の処理が正常に終了することを意味するが、一定時間内に書き込み完了ステータスを受け取ることができなかった場合には（ＳＴＥＰ２５１０の“Ｎｏ”）、中継器４３は、次回のコマンド送出の機会に、当該ディスクデバイス４１からのチェックコンディションステータスを示すメッセージを送出して（ＳＴＥＰ２５１１）、処理を終了する。

上述した例は、スタンバイ状態の省電力モードから通常モードへの移行処理であり、インターフェースラインはアクティブのままである。スリープ状態の省電力モードから通常モードへの移行処理の場合には、インターフェースラインは、インアクティブになっているため、ＯＯＢ信号（ＣＯＭＩＮＩＴ）を利用する。当該ＯＯＢは、本来、リンクの確立に使用されている。本実施形態では、当該ＯＯＢを受け取った時点でモータの起動を開始するように使用している。これにより、モータの起動に必要な時間を短縮することができるようになる。具体的には、ＳＴＥＰ２５０５におけるモータ起動コマンド“ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＳＰＮＵＰ”に代えて、ＯＯＢ信号（ＣＯＭＩＮＩＴ）を送信すればよい。この場合、ディスクデバイス４１は、これを受けて、ＯＯＢによるリンクの確立処理を行うとともに、起動処理を行う。

以上のように、本実施形態によれば、中継器４３は、より上位のプロトコルスタック層に位置するＳＡＳ／ＳＡＴＡプロトコル層でのコマンドを解析するためのメカニズムを必要とすることがなく、部分的なソフトウェアの追加・変更により容易に対応することができ、システム回路の規模を小さくすることができる。また、ＳＡＳプロトコルにおいても、データリンク層レベルでの省電力制御が可能になる。

さらに、ＳＡＳプロトコルとＳＡＴＡプロトコルとでは、データフォーマットが異なるため（すなわち、ＳＡＳはビックエンディアン方式を採用し、ＳＡＴＡはリトルエンディアン方式を採用している。）、本来、両者のプラットフォームを共通化することは困難であったが、このようなデータフォーマットを採用することにより、プラットフォームの共通化を図ることができるようになる。

次に、上述したパワーマネージメント・オーダード・セットに対応したディスクデバイス４１（パワーマネージメント・オーダード・セットによる省電力制御方式）と、これに対応していないディスクデバイス４１（例えば、ＳＡＳ／ＳＡＴＡコマンドによる省電力制御方式）とが混在するストレージシステム環境について説明する。このような混在型のストレージシステム環境においては、両方式に対応する中継器４３を提供することにより実現される。

具体的には、中継器４３は、パワーマネージメント・オーダード・セットによるプリミティブな省電力制御方式に対応しているか否かを判断し、当該方式に対応していないと判断する場合には、ＳＡＳ／ＳＡＴＡコマンドによる省電力制御方式を選択する。

図２６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４における省電力方式の識別処理の一例を説明しており、具体的には、同図（ａ）は、パワーマネージメント・オーダード・セットに対応したＳＡＳディスクデバイス４１ａに対する省電力制御であり、また、同図（ｂ）は、パワーマネージメント・オーダード・セットに対応していないＳＡＳディスクデバイス４１ａに対する省電力制御である。

すなわち、同図（ａ）及び（ｂ）に示すように、中継器４３は、最初に、ディスクデバイス４１に対して発信用バージョン調停コマンド“ＰＭＧ＿ＶＥＲ＿ＲＥＱＩＤ”を送出し、所定の時間が経過するまで、応答メッセージの到着を待つ（同図（ａ）及び（ｂ）の(1)）。所定時間内に応答用バージョン調停メッセージ“ＰＭＧ＿ＶＥＲ＿ＡＣＫＩＤ”を受け取った場合（同図（ａ）の(2)）、相手側のディスクデバイス４１は、パワーマネージメント・オーダード・セットによる省電力制御方式に対応しているとみなして、例えば、モータ停止コマンドを送出する（同図（ａ）の(3)）。これに応答して、ディスクデバイス４１は、コマンド受領応答メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＡＣＣＰＴ”を送出した後（同図（ｂ）の(4)）、省電力モードに移行する。

パワーマネージメント・オーダード・セットに対応していないディスクデバイス４１は、パワーマネージメント・オーダード・セットを解釈することができないため、当該コマンドを破棄または無視し、応答がないことになる。したがって、所定時間内に何の応答もない場合には（同図（ｂ）の(2)）、パワーマネージメント・オーダード・セットに代えて、モータ停止コマンド“Ｕｎｉｔ ＳＴＯＰ”を送出する（同図（ｂ）の(3)）。これに応答して、ディスクデバイス４１は、正常終了ステータスを送出した後（同図（ａ）の(4)）、省電力モードに移行する。

また、図２７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４における省電力制御方式の識別処理の一例を説明している。具体的には、同図（ａ）は、パワーマネージメント・オーダード・セットに対応したＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂに対する省電力制御であって、同図（ｂ）は、パワーマネージメント・オーダード・セットに対応していないＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂに対する省電力制御である。本例では、スピンドルモータを停止するとともにインターフェースラインをインアクティブにする省電力モードを選択している。

すなわち、同図（ａ）及び（ｂ）に示すように、中継器４３は、最初に、ディスクデバイス４１に対して発信用バージョン調停コマンド“ＰＭＧ＿ＶＥＲ＿ＲＥＱＩＤ”を送出し、所定の時間が経過するまで、応答メッセージの到着を待つ（同図（ａ）及び（ｂ）の(1)）。所定時間内に応答用バージョン調停メッセージ“ＰＭＧ＿ＶＥＲ＿ＡＣＫＩＤ”を受け取った場合（同図（ａ）の(2)）、相手側のディスクデバイス４１は、パワーマネージメント・オーダード・セットによる省電力制御方式に対応しているとみなして、例えば、モータ停止コマンドを送出する（同図（ａ）の(3)）。本例では、モータ停止コマンド“ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＳＬＥＥＰ”が送出されている。これに応答して、ディスクデバイス４１は、コマンド受領応答メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＡＣＣＰＴ”を送出した後（同図（ａ）の(4)）、省電力モードに移行する。

これに対して、所定時間内に何の応答もない場合には（同図（ｂ）の(2)）、モータ停止コマンド“ＳＬＥＥＰ”を送出する（同図（ｂ）の(3)）。これに応答して、ディスクデバイス４１は、正常終了ステータスを送出した後（同図（ａ）の(4)）、省電力モードに移行する。

なお、インターフェースラインがインアクティブにならないと判断する場合、中継器４３は、既定のプリミティブコマンドを発行してもよい。
［第３の実施形態］
次に、障害等によるシステムダウンの防止を目的として、複数のディスクデバイス４１をディスクアレイ状に冗長化構成したストレージ装置４における省電力制御について説明する。このような冗長化構成に対して、例えば、ＲＡＩＤ技術が知られている。

冗長化構成に対応したディスクデバイス４１は、データのパスを二重化するために、典型的には、一対のポート（デュアルポート）を備える。したがって、ディスクデバイス４１が、一方の中継器４３からデュアルポートの一方に省電力モードへの移行要求を受け付けた場合であっても、ディスクデバイス４１は、インターフェースラインをインアクティブにするだけであり、デュアルポートの他方にも省電力モードへの移行要求を受け付けない限り、スピンドルモータを停止させることができない。このため、ディスクデバイス４１は、単に、部分的な省電力に寄与するだけであり、省電力を効率的に行うことができない。
また、省電力モード移行条件は、中継器４３ごとに設定されるため、中継器４３は、その配下に接続されたディスクデバイス４１についてのみ、省電力制御を行っている。したがって、各中継器４３において最小駆動台数が３台に設定されている場合、１台の中継器４３から見れば、その条件を満たすことになるが、冗長化構成されたシステム全体から見れば、最大でその２倍の台数のディスクデバイス４１が動作している場合がある。

そこで、本実施形態においては、ディスクデバイス４１が、一方の中継器４３からデュアルポートの一方に省電力モードへの移行要求を受け付けた場合、他方の中継器４３に対して、省電力モードへの移行要求を発行するように、メッセージを送出する。省電力モードへの移行要求を受け取った他方の中継器４３は、省電力モード移行条件に合致するか否かを判断して、合致する場合には、当該ディスクデバイス４１を省電力モードに移行させる。これによって、システム全体として動作しているディスクデバイス４１に対して効率的に省電力を行うことができるようになる。

図２８は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４の構成を示す図である。同図に示すように、コントローラユニット４２は、デュアル構成となっており、データコントローラ４２７を介して相互に接続されている。コントローラユニット４２はまた、共用メモリ４２８を備える。各コントローラユニット４２は、２つのディスクインターフェース４２５を備える。当該各ディスクインターフェース４２５は、中継器４３ａ１及び４３ｂ１のそれぞれと接続され、当該各中継器４３ａ１及び４３ｂ１は、さらに他の中継器４３ａ２及び４３ｂ２にそれぞれ接続されている。

中継器４３は、前述したように、省電力制御部を備え、配下に接続されるディスクデバイス４１に対する省電力制御を行うことができるように構成されている。ディスクデバイス４１は、デュアルポートを備え、一対の中継器４３に接続される。ただし、本実施形態で採用されるディスクデバイス４１のうちデュアルポートを有するものは、ＳＡＳディスクデバイス４１ａであり、ＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂは、一般に、シングルポートを有するのみである。このためＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂは、後述するように、ポートアダプタボードを実装した１台のＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂによって、またはポートアダプタ上にポートマルチプライヤを実装した２台のＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂによって、見かけ上、デュアルポートを有するディスクデバイスとしている。

冗長化構成のディスクデバイス４１に対する効率的な省電力制御を実現するため、本実施形態では、図２９に示すように、２つのパワーマネージメント・オーダード・セットを新たに定義する。新たなパワーマネージメント・オーダード・セットは、他系確認メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＳＬＥＥＰ”及び拒否応答メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＡＤＮＥＹ”である。

図３０は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４における省電力モード移行要求時の処理の流れを説明している。

同図に示すように、一方の中継器４３ａは、配下のディスクデバイス４１に対して省電力モード移行要求コマンド（例えば、ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＳＬＥＥＰ）を送出する（図中(1)）。ディスクデバイス４１は、当該コマンドを一方のポート（例えば、ポートＡ）を介して受け取ると、コマンド受領応答メッセージを送出し（図中(2)）、インターフェースラインをインアクティブにする。ディスクデバイス４１はまた、他方のポート（例えば、ポートＢ）を介して他系確認メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＳＬＥＥＰ”を中継器４３ｂに送出する（図中(3)）。

中継器４３ｂは、当該他系確認メッセージを受け取ると、当該ディスクデバイス４１が省電力モード移行条件に合致しているか否かを判断し、合致していると判断する場合には、省電力モード移行要求コマンドを送出する（図中(4)）。

ディスクデバイス４１は、ポートＢから省電力モード移行要求コマンドを受け取ると、コマンド受領応答メッセージを送り返す（図中(5)）。この場合、ディスクデバイス４１は、双方のポートからインターフェースラインをインアクティブするためのコマンドを受け取ったため、スピンドルモータを停止させる。

一方、中継器４３ｂは、当該他系確認メッセージを受領し、当該ディスクデバイス４１が省電力モード移行条件に合致していないと判断する場合には、拒否応答メッセージを送出する（図中(4）’）。この場合、ディスクデバイス４１は、スピンドルモータを停止させることなく、ポートＡに対するインターフェースラインのみをインアクティブにする部分的な省電力モードの状態を継続させる。

図３１は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４における通常モード移行要求時の処理の流れを説明している。

例えば、コントローラユニット４２からＩ／Ｏアクセス要求を受け取った一方の中継器４３ａは、同図に示すように、まず、ＯＯＢ信号である“ＣＯＭＩＮＩＴ”を送出する（図中（１））。ＯＯＢ信号は、デバイス間のプリミティブなハンドシェイク信号である。ディスクデバイス４１は、“ＣＯＭＩＮＩＴ”信号を受け取ると、“ＣＯＭＳＡＳ／ＣＯＭＷＡＫＥ”信号で応答し（図中(2)）、インターフェースラインをアクティブにする。ディスクデバイス４１はまた、他方の中継器４３ｂに対して“ＣＯＭＩＮＩＴ”信号を送信する（図中(3)）。

“ＣＯＭＩＮＩＴ”信号を受信した中継器４３ｂは、“ＣＯＭＳＡＳ／ＣＯＭＷＡＫＥ”を送信する（図中(4)）。なお、Ｉ／Ｏアクセス要求を受け取っていない中継器４３ｂは、スピンドルモータを起動する必要がないため、“ＣＯＭＳＡＳ／ＣＯＭＷＡＫＥ”信号により応答しない（図中(4)’）。

また、中継器４３ａは、ディスクデバイス４１の対応するポートＡに対して起動通知要求コマンド“ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＲＰＲＤＹ”を送出し（図中(5)）、ディスクデバイス４１は、これに応答してコマンド受領通知メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＡＣＣＰＴ”を送出する（図中(6)）。同様に、他方の中継器４３ａは、ディスクデバイス４１の対応するポートＢに対して起動通知要求コマンド“ＰＭＧ＿ＣＭＤ＿ＲＰＲＤＹ”を送出し（図中(7)）、ディスクデバイス４１は、これに応答してコマンド受領通知メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＡＣＣＰＴ”を送出する（図中(8)）。なお、これらのメッセージ及びコマンドのやり取りは、同一タイミングである必要はない。ディスクデバイス４１は、スピンドルモータを起動して、通常モードに移行すると、双方のポートＡ及びＢから起動報告応答メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＡＷＡＫＥ”を送出する（図中(9)）。

以上のように、本実施形態によれば、ディスクデバイス４１が不要な状態遷移待ちになることを極力排除することができるようになる。また、中継器４３は、他系の中継器４３の存在を認識することができる。したがって、他系確認メッセージ“ＰＭＧ＿ＭＳＧ＿ＳＬＥＥＰ”を受け取った中継器４３は、送り元の中継器４３の省電力に追随するように動作することで、最小駆動台数の同期制御をできるようになる。

本実施形態において、シングルポートであるＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂを採用する場合、例えば、図３２（ａ）に示すように、ディスクデバイス本体筐体内部にポートスイッチアダプタボード３２１ａ及びディスクデバイス４１ｂを搭載する。ポートスイッチアダプタ３２１ａは、デュアルポート（ポートＡ及びＢ）を備え、これらのポートを切り替えるスイッチング機能を内蔵する。これによって、当該１台のＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂを、見かけ上、デュアルポートとして機能させることができる。または、２台のＳＡＴＡディスクデバイスを採用した場合には、例えば、図３２（ｂ）に示すように、ポートマルチプライヤ（ＰＭ）コントローラ３２１ｂをポートアダプタ上に搭載すればよい。これにより、当該２台のＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂを、見かけ上、デュアルポートとして機能させることができる。これらポートスイッチアダプタボード３２１ａまたはポートマルチプライヤ（ＰＭ）コントローラ３２１ｂは、上述した省電力制御のためのパワーマネージメント・オーダード・セットに対応した機能を実装する。

図３３は、本発明の一実施形態に係るＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂを説明する図である。同図に示すように、ポートマルチプライヤコントローラ３２１ｂは、ＳＡＳコネクタ３２２とＳＡＴＡコネクタ３２３との間に配置され、それによって、２台のＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂを、見かけ上、２つのポートを備えたディスクデバイス４１として機能させることができる。２台のＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂは、例えば、２．５インチディスクドライブを採用することができる。

中継器４３は、ポートマルチプライヤ３２１ｂの自系ポートを“０”、他系ポートを“１”として識別することで、冗長化構成を実現できる。２系統のパスは、各ＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂに直接的に割り当てられる。中継器４３は、パスのスイッチ作用により、他系のＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂに対してアクセスすることができる。

また、ポート切り替え機構は、一方のポートから入力されたデータを他方のポートに対して複製するように構成されてもよい。この場合、２台のＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂは、ミラーリングディスクとして運用され、読み出しアクセス要求に対しては、例えば、応答速度の速い方の出力が選択される。

さらに、ポート切り替え機構は、外部からの信号によりポートスイッチを切り替えるように構成されてもよい。または、コントローラユニット４２によるデータの冗長化により対応してもよい。

また、ポートマルチプライヤ３２１ｂは、時間差電源供給スイッチを備える。時間差電源供給スイッチは、２台のＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂに対して所定の時間差をあけて電源を供給する。

本実施形態におけるＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂは、既述した省電力制御に加え、ポートスイッチアダプタボード３２１ａまたはポートマルチプライヤ３２１ｂの当該スイッチをＯＮ／ＯＦＦすることにより省電力制御を行ってもよい。したがって、パワーマネージメント・オーダード・セットを解釈できないＳＡＴＡディスクデバイス４１ｂに対しても、ポートスイッチアダプタボード３２１ａまたはポートマルチプライヤ３２１ｂを介して省電力制御を行うことができるようになる。
［第４の実施形態］
本実施形態におけるストレージ装置４は、省電力制御機能を有しない従来型の中継器４３’を統括するアドバンスド中継器４３Ａを備える。

図３４は、本発明の一実施形態に係るストレージ装置４の構成を示す図である。なお、本実施形態においても、ディスクデバイス４１は、冗長化構成となっている。同図に示すように、中継器４３Ａは、コントローラユニット４２とディスクデバイス４１との間に接続される。中継器４３Ａは、複数の中継器４３’を並列的に接続している。中継器４３は、省電力モード移行条件に加え、省電力運用ポリシーの設定をすることができる。省電力運用ポリシーは、例えば、使用環境やカレンダ機能と連動させた省電力モード移行条件の切り替えルールを含む。例えば、運用停止時点に省電力モードに変更し、運用再開時点に通常モードに変更するといった運用ポリシーである。

図３５は、本発明の一実施形態に係る中継器４３の構成を示す図である。同図に示すように、中継器４３Ａは、冗長化構成に対応するように、２つのシステム回路構成となっている。上述したように、中継器４３Ａは、省電力制御のためのパワーマネージメント・オーダード・セットに対応した機能を実装している。アドオンメモリ４３７は、システムの拡張性を考慮して設けられたメモリである。アドオンメモリ４３７は、図３６に示すように、中継器の構成、省電力運用ポリシー、及び省電力モード選択に関する情報等のプロファイルを記憶する。
中継器の構成情報は、配下に接続される中継器４３’の構成及びモード設定等を含む。モード設定は、例えば、中継器単位で設定するのか、ポート単位で設定するのか、あるいはディスクデバイス種別単位で設定するのかといったモードを示す。省電力運用ポリシー情報は、例えば、休日や特定日、時間帯単位、Ｉ／Ｏトラフィック量等に基づいた設定の切り替えポリシーを含む。省電力モード選択は、省電力を抑止するモードや優先するモードといったさまざまな省電力モードを含む。システム管理者は、これらのプロファイルをアドバンスド中継器４３Ａに対して直接的に設定するか、またはコントローラ４２から設定することができる。したがって、このようなプロファイルを適宜に設定することにより、ストレージシステムの使用目的を容易に切り替え、また、カレンダや業務形態にしたがって省電力モードを切り替えることができるため、省電力モードと通常モード間の移行待ち時間を短縮でき、再起動時間の延長等も可能になり、よって、システムの効率的な運用による省電力効果を期待できる。

図３５に戻り、外部メモリインターフェース４３８は、脱着可能な、例えばカード型の不揮発性メモリを接続するためのインターフェースである。中継器４３は、外部メモリインターフェース４３８に接続された不揮発性メモリをバッファメモリとして利用することができる。これにより、利用状況に応じて、メモリ容量を柔軟に選択することができる。

拡張ポート４３４’は、コントローラユニット４２及び他の機器（中継器４３’やディスクデバイス４１等）を接続するためのものである。

中継器４３Ａは、各ディスクデバイス４１のＳＭＡＲＴ情報を収集する機能も含む。中継器４３は、収集したＳＭＡＲＴ情報に基づいて、次回の電源起動のタイミングを予測し、不要な確認応答コマンドの発行を抑制する。また、中継器４３は、当該予測に従って、Ｑｕｅｕｅ Ｆｕｌｌステータスコマンドを発行しておくことで、コントローラユニット４２のリトライを促して、コントローラユニット４２のタイムアウトを防止する。

本実施形態では、アドバンスド中継器４３Ａの配下には、従来型の中継器４３’が接続されていたが、これまでの実施形態で述べてきたような中継４３を配置してもよい。この場合、アドバンスド中継器４３Ａが、省電力運用ポリシー情報にしたがって、下位の各中継器４３に設定を行う。
また、本実施形態の中継器４３Ａは、ディスクデバイス４１が起動を行っている間に、バッファメモリ４３６内にキャッシュされたデータの読み出し要求をコントローラユニット４２から受け付けた場合、当該キャッシュされたデータをコントローラユニット４２に送出するように構成されてもよい。このようなキャッシュ作用は、既述したようなメタデータを中継器４３が保持することにより、実現される。なお、所望のデータがキャッシュされていない場合には、読み出し要求は、対象となるディスクデバイス４１が起動するまで、バッファメモリ４３６に保持される。

さらに、中継器４３の拡張ポート４３４’は、ポートごとにＩ／Ｏアクセス量（Ｉ／Ｏトラフィック量）を監視するように構成してもよい。中継器４３Ａは、当該Ｉ／Ｏアクセス量に基づいて、ポートごとの稼働状況に関するレポートを管理端末５に出力する。これによって、システム管理者は、省電力運用ポリシーを設定する際の参考に資することができるようになる。

［実施形態の作用効果］
上記実施形態に係る記憶システムによれば、すでに述べたようなまたは以下に述べるような効果ないしは利点を奏する。

上記実施形態によれば、コントローラユニットとディスクデバイスとの間に位置する中継器が、ディスクデバイスに対する電力制御を行うので、コントローラユニットはＩ／Ｏアクセス要求に伴う本来の処理に専念することができ、コントローラユニットと中継器とは必要最小限の通信を行うだけで足り、したがって、コントローラユニットの処理パフォーマンスを低下させることはない。また、コントローラユニットは電力制御に関わる処理を行う必要がないため、当該処理に必要なメモリを別に搭載する必要がなく、中継器に当該処理を行わせることで、相対的にシステムコストを低く抑えることができるようになる。

また、中継器は、所定の省電力モード移行条件に従って、所定のディスクデバイスを省電力モードに移行させるので、効率的な電力制御を行うことができる。特に、上記実施形態では、一定時間内にＩ／Ｏアクセス要求があっても、所定量のＩ／Ｏアクセス要求がないディスクデバイスを省電力モードに移行するので、さらなる省電力化を図ることができるようになる。さらに、最小駆動台数を定めてディスクデバイスを運用し、応答性等のパフォーマンスを著しく低下させることがないように考慮されている。

また、省電力モードにあるディスクデバイスが通常モードに移行する際に、ディスクデバイスのスピンドルモータが定常状態になるまでに時間を要し、書き込み対象データに対する遅延処理に伴うデータ損失のおそれに対し、遅延書き込みデータ保護メカニズムにより、データの損失を防止している。

さらに、上記実施形態によれば、中継器とディスクデバイスとは、プリミティブな信号により通信しているので、上位のプロトコルスタック層におけるコマンドを解析するためのメカニズムを必要とすることがなく、したがって、部分的なソフトウェアの追加・変更により容易に実装することができ、システム回路の規模を小さくすることができる。

また、上記実施形態によれば、中継器は、冗長化構成のディスクデバイスに対応させることができるため、柔軟なシステムを構成することができるようになる。

本発明は、コンピュータシステム上で処理されるデータを記憶するストレージ装置に幅広く適用することができる。特に、本発明は、データの消失を防止するため、データのバックアップおよび復元・復旧のために用いられるストレージ装置に適用することができる。

本発明のストレージシステムを説明する概念図である。 本発明の一実施形態に係るストレージシステムの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置におけるコントロールユニットのメモリの内容を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る中継器の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る中継器におけるポート管理テーブルの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る中継器に対する設定処理を説明するためのシーケンス図である。 本発明の一実施形態に係る管理端末上のユーティリティツールが提供するユーザインターフェースの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る中継器のメモリに格納されたシステム構成情報の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置におけるディスクデバイスに対する制御を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る中継器４３によって発行されるＳＡＳ／ＳＡＴＡコマンドの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置におけるディスクデバイスにおけるモータ停止制御を説明している。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置におけるディスクデバイスに対する制御を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る中継器の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る中継器の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る中継器の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る中継器のメモリに格納されたシステム構成情報の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る中継器に格納されるメタデータテーブルの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る中継器に格納されるメタデータテーブルの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るオーダード・セットの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るオーダード・セットの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るパワーマネージメント・オーダード・セットのデータフォーマットの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るパワーマネージメント・オーダード・セットで定義されたコマンドの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置におけるパワーマネージメント・オーダード・セットの送受信の一例を示すシーケンス図である。 本発明の一実施形態に係る中継器の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置における省電力方式の識別処理の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置における省電力方式の識別処理の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るオーダード・セットの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置における省電力モード移行要求時の処理を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置における通常モード移行要求時の処理を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るポートアダプタボードのＳＡＴＡディスクデバイスへの実装例を示す図である。を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るＳＡＴＡディスクデバイスを説明する図である。 本発明の一実施形態に係るストレージ装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る中継器の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る中継器のメモリに格納される省電力運用ポリシー情報の一例を説明するための図である。

符号の説明

１…記憶システム
２…ホスト装置
２１…ＣＰＵ
２２…ローカルメモリ
２３…インターフェース部
２４…ローカル入出力装置
２５…内部バス
３…ネットワークシステム
４…ストレージ装置
４１…ディスクデバイス
４２…コントローラユニット
４２１…ＣＰＵ
４２２…ローカルメモリ
４２３…キャッシュ機構
４２４…チャネルアダプタ
４２５…ディスクインターフェース
４２６…外部インターフェース
５…管理端末
４３…中継器

Claims (20)

1. データを記憶するストレージ装置であって、
   ホスト装置に接続され、当該ホスト装置からのアクセス要求に応じた処理を行う複数のコントローラユニットと、
   複数の記憶デバイスと、
   複数のポートを有し、当該複数のポートを介して前記複数のコントローラユニットと前記複数の記憶デバイスとに接続され、前記複数のコントローラのうちの少なくとも１つのコントローラから受領するアクセス要求に応じて、当該コントローラと前記複数の記憶デバイスのうちの少なくとも１つの記憶デバイスとのデータ転送を中継する中継器と
   を備え、
   前記中継器は、
   前記複数のコントローラのいずれかのコントローラから設定された省電力制御のためのパラメータに基づいて、前記複数のポートのうち第１の記憶デバイスに対応する第１のポートを介して前記第１の記憶デバイスの動作状態を省電力状態に移行するコマンドを前記第１の記憶デバイスに発行し、
   前記コマンドを受領した前記第１の記憶デバイスからの応答に基づいて、前記第１の記憶デバイスに対応する第１のポートのインターフェースを省電力状態に移行するように制御する
   ことを特徴とするストレージ装置。
2. 請求項１に記載のストレージ装置であって、
   前記中継器は、
   ＳＡＳプロトコルによる通信を行うＳＡＳエクスパンダである
   ことを特徴とするストレージ装置。
3. 請求項２に記載のストレージ装置であって、
   前記コントローラは、
   第１のプロトコルに従って、前記中継器にパラメータを設定し、
   前記中継器は、
   前記第１のプロトコルとは異なる第２のプロトコルに従い、前記第１の記憶デバイスの動作状態を省電力状態に移行するコマンドを発行する
   ことを特徴とするストレージ装置。
4. 請求項３に記載のストレージ装置であって、
   前記第１のプロトコルは、ＳＭＰプロトコルである
   ことを特徴とするストレージ装置。
5. 請求項１に記載のストレージ装置であって、
   前記複数のディスクデバイスは、
   第１のディスクデバイス群と、前記第１のディスクデバイス群と異なる性能を有する第２のディスクデバイス群とからなる
   ことを特徴とするストレージ装置。
6. 請求項５に記載のストレージ装置であって、
   前記第１のディスクデバイス群は、
   ＳＡＳ規格のハードディスクデバイスであり、
   前記第２のディスクデバイス群は、
   ＳＡＴＡ規格のハードディスクデバイスである
   ことを特徴とするストレージ装置。
7. 請求項１に記載のストレージ装置であって、
   前記中継器は、
   所定のパワーマネージメントに関するプロファイルを備え、
   前記所定のパワーマネージメントに関するプロファイルに定義される省電力モード移行条件に従って、前記電力制御により前記ディスクデバイスを省電力モードに移行させる
   ことを特徴とするストレージ装置。
8. 請求項７に記載のストレージ装置であって、
   前記中継器は、
   前記複数のポートのそれぞれに対する状態パラメータを含むポート管理テーブルを備え、
   前記ポート管理テーブルに従って、前記複数のポートのそれぞれに接続されたディスクデバイスに対する前記電力制御を行う
   ことを特徴とするストレージ装置。
9. 請求項８に記載のストレージ装置であって、
   前記中継器は、
   前記省電力モード移行条件に示された所定の時間以上前記アクセス要求がないポートを、前記ポート管理テーブルを参照して、選択し、当該選択されたポートに接続されたディスクデバイスを省電力モードに移行させる
   ことを特徴とするストレージ装置。
10. 請求項８に記載のストレージ装置であって、
    前記中継器は、
    前記省電力モード移行条件に示された所定のアクセス要求量以下のポートを、前記ポート管理テーブルを参照して、選択し、当該選択されたポートに接続されたディスクデバイスを省電力モードに移行させる
    ことを特徴とするストレージ装置。
11. 請求項８に記載のストレージ装置であって、
    前記中継器は、
    前記電力制御により省電力モードにあるディスクデバイスの台数が前記省電力モード移行条件に示された最小駆動台数に等しい場合に、前記省電力モード移行条件に示された再起動時間に達しているポートを、前記ポート管理テーブルを参照して、選択し、当該再起動時間に達しているポートに接続されたディスクデバイスを起動する
    ことを特徴とするストレージ装置。
12. 請求項１に記載のストレージ装置であって、
    前記中継器は、
    通常モード移行条件に従い、前記電力制御により省電力モードにあるディスクデバイスを通常モードに移行させる
    ことを特徴とするストレージ装置。
13. 請求項１２に記載のストレージ装置であって、
    前記中継器は、
    前記アクセス要求が前記省電力モードにあるディスクデバイスに対してあった場合に、当該ディスクデバイスを前記通常モードに移行させた後に、当該ディスクデバイスに対して前記アクセス要求を送出する
    ことを特徴とするストレージ装置。
14. 請求項１３に記載のストレージ装置であって、
    前記コントローラは、
    前記中継器が前記省電力モードにあるディスクデバイスを前記通常モードに移行させるまでの間、所定のタイムアウト間隔に従って、前記中継器とのセッションを維持するための処理を行う
    ことを特徴とするストレージ装置。
15. 請求項１３に記載のストレージ装置であって、
    前記コントローラは、
    キャッシュメモリを備え、
    前記中継器によって前記省電力モードにあるディスクデバイスが前記通常モードに移行し、前記アクセス要求が当該ディスクデバイスに送出されるまでの間、前記アクセス要求を前記キャッシュメモリに保持する
    ことを特徴とするストレージ装置。
16. 請求項１３に記載のストレージ装置であって、
    前記中継器は、
    バッファメモリを備え、
    前記省電力モードにあるディスクデバイスを前記通常モードに移行させ、前記アクセス要求を当該ディスクデバイスに送出するまでの間、前記アクセス要求を前記バッファメモリに保持する
    ことを特徴とするストレージ装置。
17. 請求項１３に記載のストレージ装置であって、
    前記中継器は、
    前記省電力モードにあるディスクデバイスを前記通常モードに移行させ、前記アクセス要求を当該ディスクデバイスに送出するまでの間、前記アクセス要求を、前記通常モードにあるディスクデバイスに保持する
    ことを特徴とするストレージ装置。
18. 請求項１３に記載のストレージ装置であって、
    前記中継器は、
    不揮発性の外部ストレージを備え、
    前記省電力モードにあるディスクデバイスを前記通常モードに移行させ、前記アクセス要求を当該ディスクデバイスに送出するまでの間、前記アクセス要求を、前記外部ストレージに保持する
    ことを特徴とするストレージ装置。
19. 請求項１に記載のストレージ装置であって、
    前記中継器は、
    プリミティブなパルス通信を定義するプロトコル層に属するパワーマネージメント・オーダード・セットを用いて、前記ディスクデバイスに対する前記電力制御を行う
    ことを特徴とするストレージ装置。
20. 請求項１に記載のストレージ装置であって、
    前記中継器は、
    プリミティブなパルス通信を定義するプロトコル層に属するアウト・オブ・バンド信号を用いて、前記ディスクデバイスに対する前記電力制御を行う
    ことを特徴とするストレージ装置。

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