JP2003241904A - ディスクアレイ装置、及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】複数のディスク装置を有し、外部装置に接続さ
れるディスクアレイ装置において、外部装置からフォー
マット処理の実行時間を抑える。 【解決手段】要求を受け付けると、書き込み処理が実行
された履歴をブロック単位で記録する書き込み履歴管理
テーブルを参照して該当のブロックについてデータの書
き込み処理の有無を確認し、確認の結果、書き込み処理
済みの前記ブロックに対してはフォーマット処理を実行
しない。書き込み処理済みではないブロックのみに対し
てフォーマット処理を実行する。書き込み履歴管理テー
ブルにフォーマット処理済みのブロックに書き込み実行
済みと記録する。フォーマット処理の実行状態におい
て、外部装置から読み出し処理及び／又は書き込み処理
の実行要求を受け付けると、書き込み履歴管理テーブル
を参照し、該当のブロックについて前記書き込み処理済
みの場合にのみ読み出し処理及び／又は書き込み処理を
実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディスクアレイ
装置、及びその制御方法に関する。

【０００２】

【発明の背景】近年、気象情報や、高精細テレビジョン
のデジタル放送における動画や音声など、巨大なデータ
を扱う機会が増加している。その結果、これらのデータ
を格納する外部記憶装置には大容量化が求められる。ま
た、そのデータの格納の信頼性をも要求される場合に
は、複数の磁気ディスクを備えたRAID(Redundant Array
sof Inexpensive Disks)と称されるディスクアレイ装置
を用いる。このことで、複数の磁気ディスクにデータを
分散して格納することで処理能力の向上を図るととも
に、冗長データをも格納して信頼性の向上を図るように
している。

【０００３】このディスクアレイ装置については論文
(“A Case for Redundant Arrays ofInexpensive Disks
(RAID)”, David A.Patterson, Garth Gibson, and Ran
dy H.Katz, Computer Science Division Department of
Electrical Engineering andComputer Sciences, Univ
ersity of California Berkeley)に開示されている。

【０００４】このディスクアレイ装置は、上述したよう
に単体の磁気ディスクに比べて大容量、高性能、高信頼
性である。このため、これらの特徴を期待して、テレビ
局などのマスメディア機関、銀行などの金融機関、病院
などの医療機関、大学や研究所などの研究機関などが相
次いでディスクアレイ装置を採用している。

【０００５】従来のディスクアレイ装置では、これを実
際に稼動させる前に、装置が搭載するデータ格納用ユニ
ット（磁気ディスク装置）の媒体を初期化（フォーマッ
ト）する必要がある。後述する、本発明が解決しようと
する課題は、ディスクアレイ装置が多数の磁気ディスク
で構成されていることやRAID構成を採用するために生ず
る。

【０００６】ところで、フォーマットには、簡易フォー
マット（クイックフォーマット）と呼ばれるフォーマッ
ト方式と、データ保証機能を有するフォーマット方式と
がある。

【０００７】簡易フォーマットは、フォーマットの対象
においてデータに該当する部分の検証を行うことなく、
そのヘッダに該当する部分のみを書き換える。この簡易
フォーマットを採用した例として、例えば、特開平９−
３３０１８０号公報に開示された技術が挙げられる。同
公報には、論理フォーマットそのものを不要とする技術
が開示されている。また、本出願人も、特願２００１−
３９２６５５号において、論理フォーマットを不要とす
る発明について出願している。しかしながら、簡易フォ
ーマットは、瞬時にフォーマットが完了する利点がある
ものの信頼性が低く、ユーザが書き込んだデータにエラ
ーが発生するおそれがある。特に、文字化けなどが発生
すると回復できない。

【０００８】このような不具合を回避するためには、フ
ォーマットの際にデータの保証を行う必要がある。デー
タ保証機能を有するフォーマットの方式としては、上位
装置からのフォーマット要求に対する処理として、次の
（ａ）（ｂ）（ｃ）の３種類の方式がある。 （ａ）データ格納用エリアに初期値となるデータをフォ
ーマット対象となるすべての領域に書き込む。 （ｂ）RAID構成を採用する場合には、冗長データ格納用
エリアに初期値となるデータから算出された冗長データ
をフォーマット対象となる全ての冗長データ格納用領域
に書き込む。 （ｃ）これら（ａ）及び（ｂ）の双方を行う。

【０００９】信頼性を必要とする外部記憶装置（ディス
クアレイ装置を含む）に対して、このようなデータ保証
機能付きフォーマットを採用すると、多数の磁気ディス
ク装置への命令及びフォーマット対象となる領域の大き
さ（データ格納容量）に比例したフォーマットの処理時
間が必要となる。

【００１０】このようなフォーマット処理の改良技術と
して、特開平３−４３１５号公報では、ホスト装置から
のフォーマット要求に対し、サブシステム内のファーム
ウエアにフォーマット機能を持たせる。このことで、ホ
スト装置から独立してサブシステムでフォーマットを実
行するようにしている。

【００１１】このように信頼性を確保するためのフォー
マットが実施されるのは、主に、外部記憶装置の導入の
際や、多数の磁気ディスクを追加増設し新規にユーザの
データ領域を増設する際である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ディスクアレイ装置の
導入初期には、全ての磁気ディスクのフォーマットが必
要となる。つまり、磁気ディスク装置において搭載する
すべてのデータ格納用エリアを一括してフォーマットし
なければならず、格納容量の増加に比例したフォーマッ
ト時間を要するという問題がある。

【００１３】近年のシステムでは、格納容量が爆発的に
増大し、全体のフォーマットの完了に数日を要すること
も、稀ではない。また、磁気ディスクを増設する場合に
も、増設したすべてのデータ格納用エリアをフォーマッ
トする必要があり、格納容量の増加に比例したフォーマ
ット時間を要するという問題がある。このフォーマット
を行っている間中、外部装置からのデータの入出力命令
に応じることができない。

【００１４】すなわち、今後ますます増大していくこと
が推測される磁気ディスクの容量に対して、簡易フォー
マットは、瞬時にフォーマットが終わるという利点があ
るものの、信頼性が低くなるという欠点がある。一方、
データ保証機能を有するフォーマットにあっては、信頼
性は高いという利点があるものの、フォーマットの完了
までに要する時間が非常に長くなるという欠点がある。

【００１５】そこで、特開平１０−３３５８号公報に開
示された技術では、ホスト装置からのフォーマット要求
に対し、即座にフォーマット処理の完了を報告した上
で、サブシステム内でフォーマット処理を実行する。し
かしながら、本技術では、フォーマット処理中のサブシ
ステムはホスト装置からのＩ／Ｏの要求を受け付けて実
行することができない。

【００１６】本発明は、このような課題に鑑み、ディス
クアレイ装置、及びその制御方法を提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明の主たる発明では、複数のディスク装置を有し、
外部装置に接続されるディスクアレイ装置において、前
記外部装置からフォーマット処理の実行要求を受け付け
ると、書き込み処理が実行された履歴をブロック単位で
記録する書き込み履歴管理テーブルを参照して該当のブ
ロックについてデータの書き込み処理の有無を確認し、
前記確認の結果、前記書き込み処理済みの前記ブロック
に対してはフォーマット処理を実行しない一方、前記書
き込み処理済みではないブロックのみに対して前記フォ
ーマット処理を実行するとともに、前記書き込み履歴管
理テーブルにおける前記フォーマット処理済みのブロッ
クについて前記書き込み処理を実行済みとする履歴を記
録し、前記フォーマット処理の実行状態において、前記
外部装置から読み出し処理及び／又は前記書き込み処理
の実行要求を受け付けると、前記書き込み履歴管理テー
ブルを参照し、該当のブロックについて前記書き込み処
理済みの場合にのみ、前記ディスクアレイ装置にアクセ
スして当該ブロックに対して前記読み出し処理及び／又
は前記書き込み処理を実行する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明では、前述した簡易フォー
マット及びデータ保証機能付きフォーマット双方の長所
をあわせもったフォーマット技術を提供する。すなわ
ち、ディスクアレイ装置全体に対するデータ保証機能付
きフォーマットの実行状態において、上位装置（外部装
置）からのREAD（読み出し）要求及びWRITE（書き込
み）要求を受け付け可能な技術を提供する。このフォー
マット手段により、高い信頼性と短時間のフォーマット
とを両立できるフォーマットが可能となる。

【００１９】ディスクアレイ装置は、複数の磁気ディス
クを備えた磁気ディスク装置（ディスク装置）と、この
ディスク装置を制御するディスクコントローラ（制御装
置）とを有する。

【００２０】前記複数の磁気ディスクには、ブロック単
位に分割されたデータとそのデータから生成される冗長
データが分散して格納される。

【００２１】ディスクコントローラは、ホストチャネル
制御部、コマンド処理部、キャッシュ部（キャッシュメ
モリ）、及びミドル制御部を備える。ホストチャネル制
御部は、上位装置（外部装置）からのI/Oなどの要求を
受け付ける。コマンド処理部は、上位装置から受け付け
た要求を処理する。キャッシュ部は、磁気ディスクより
も高速アクセスが可能である。ディスクチャネル制御部
は、磁気ディスクに対してI/O要求を発行する。ミドル
制御部は、ハードウエア構成として公知のプロセッサ及
び制御メモリで構成され、複数の磁気ディスクを制御す
る。

【００２２】このミドル制御部は、READ（読み出し）手
段、WRITE（書き込み）手段、チェックコード制御手
段、及びフォーマット手段、並びに書き込み履歴管理テ
ーブルを有する。これら各手段は、制御メモリに記憶さ
れた制御データや制御プログラムに基づき、プロセッサ
が動作することで実現される。READ手段は、磁気ディス
クからデータを読み込む。WRITE手段は、磁気ディスク
にデータを書き込む。チェックコード制御手段は、磁気
ディスクに冗長データを読み書きする。フォーマット手
段は磁気ディスクをフォーマットする。

【００２３】また、書き込み履歴管理テーブルは、制御
メモリに記憶され、磁気ディスクにおけるデータの書き
込みの有無を判断するための管理情報を含んでいる。具
体的には、前記書き込み履歴管理テーブルは、データ領
域（ユーザデータ領域及び冗長データ領域の双方）を管
理するにあたり、ブロック単位で分割し、一度でもデー
タを書き込んだことがあるブロックと、そうでないブロ
ックを区別する。この管理をビットマップ管理という。

【００２４】前記READ手段は、先ず、キャッシュ部にデ
ータが存在しているか否かを判定し、キャッシュ部にデ
ータが既にある場合はキャッシュから上位装置にデータ
を転送する。反対に、キャッシュ部にデータが無い場合
は、書き込み履歴管理テーブルにおける管理情報を参照
し、書き込みを行ったことのないブロックについては、
所定のデータを生成して上位装置に送信し、書き込みを
行ったことのあるブロックについては、前記磁気ディス
クから前記キャッシュ部にデータの読み込みを行った
後、上位装置にデータを転送する。

【００２５】前記WRITE手段は、書き込み履歴管理テー
ブルの管理情報を参照し、書き込みを実施したことのあ
るエリアへのWRITEに対しては、従来のWRITE処理と同様
の処理を実行する。一方、書き込みを実施したことのな
いエリアへのWRITEに対しては、キャッシュ部に最小単
位のフォーマットデータを作成し、そこに上位装置から
のWRITEデータを受ける。すなわち、フォーマット未完
了のエリアに対しても、従来のWRITE処理と同様に、ア
クセスに時間がかかる磁気ディスクに直接WRITEするの
ではなく、高速アクセス可能なキャッシュにデータを最
小限のストライプ（ブロック）列単位で作成し、WRITE
した段階で上位装置に対してWRITE完了の報告をする。
そして、上位装置とは独立して、キャッシュのストライ
プ列データを磁気ディスクにストライプ列単位で書き込
む。この結果、WRITEデータを磁気ディスクに書き込む
前に、上位装置にWRITE完了の報告することで応答す
る。このため、上位装置に対して処理応答の遅延は小さ
くて済む。また、キャッシュ部のデータをまとめてスト
ライプ列単位で磁気ディスクに書き込む。このため、ス
トライプ列の一部分だけを磁気ディスクに書き込む場合
に、キャッシュ部及び磁気ディスク間における、読み出
し、修正及び書き込みといった一連の処理は不要とな
る。

【００２６】前記フォーマット手段は、ユーザデータ領
域及び冗長データ領域の双方に所定のデータを書き込み
ながら、書き込み履歴管理テーブルの管理情報の更新を
行う。上位装置からのフォーマット実施要求に対し、即
座に完了を報告し、上位装置からのI/O要求に応答でき
るようになる。

【００２７】上位装置からI/Oなどの要求が無い場合
は、フォーマット手段がユーザデータ領域と冗長データ
領域に所定のデータを書き込むことで、ディスクアレイ
装置システムのフォーマットが進行していく。この進行
の状況に応じ、フォーマット手段は、書き込み履歴管理
テーブルの管理情報（ブロック単位）を「データ書き込
み無し」から「データ書き込み有り」に変更する。

【００２８】このフォーマット作業中に、上位装置から
のＩ／Ｏ要求が発生した場合には、前記ＲＥＡＤ手段や
WRITE手段を用いることで、上位装置からのI/O処理と並
行してディスクアレイ装置のフォーマットも行い、最終
的にはディスクアレイ装置システム内部でフォーマット
を完了する。このため、前述した簡易フォーマットの方
式では達成しえない、信頼性の高いフォーマットが完了
可能となる。また、ほぼ一瞬にしてコマンド処理部が上
位装置にフォーマット完了を報告するため、データ格納
用エリアや冗長データ格納用エリアの格納容量の大きさ
のにも影響を受けない。

【００２９】

【実施例】前述した本発明の実施の形態に係る一実施例
につき、その全体構成を図１の概略ブロック図に示す。
ディスクアレイ装置１０２は、ディスクコントローラ１
０３と、１つまたは複数のパリティグループ１１４とを
備えている。このパリティグループ１１４は、ｎ台（ｎ
は自然数）の磁気ディスク１０８で構成される。

【００３０】ディスクコントローラ１０３は、ホストチ
ャネル制御部１０４、コマンド処理部１０５、キャッシ
ュ部１０６、ミドル制御部１０７、及びディスクチャネ
ル制御部１１５を備える。ホストチャネル制御部１０４
は、上位装置１０１に接続されてI/Oなどの要求を受け
付ける。コマンド処理部１０５は、ホストチャネル制御
部１０４が受け付けた要求を処理する。キャッシュ部１
０６は、高速メモリであって、磁気ディスクよりも高速
アクセスが可能である。ミドル制御部１０７は、複数の
磁気ディスク１０８を制御する。

【００３１】ディスクチャネル制御部１１５は、磁気デ
ィスクに対してI/O要求を発行する。ミドル制御部１０
７は、前述したように、ハードウエア構成として、制御
メモリとプロセッサを備え、ソフトウエア構成として、
READ手段１０９、WRITE手段１１０、チェックコード制
御手段１１１、フォーマット手段１１２、及び書き込み
履歴管理テーブル１１３を備えている。これら各手段１
０９乃至１１２は、制御メモリに記憶された制御データ
や制御プログラムに基づき、プロセッサが動作すること
で実現される。書き込み履歴管理テーブル１１３は制御
メモリに記憶される。READ手段１０９は、磁気ディスク
１０８からデータを読み込む。WRITE手段１１０は、磁
気ディスク１０８にデータを書き込む。チェックコード
制御手段１１１は、磁気ディスク１０８に冗長データを
読み書きする。フォーマット手段１１２は、磁気ディス
ク１０８をフォーマットする。書き込み履歴管理テーブ
ル１１３は、磁気ディスク１０８におけるデータ書き込
みの有無を判断するための管理情報を含む。

【００３２】パリティグループ１１４の概略的なデータ
構造を図２に示す。パリティグループ１１４はｎ台の磁
気ディスク１０８から構成されている。また、このパリ
ティグループ１１４はｍ個（ｍは自然数）のストライプ
（ブロック）列２０１でも構成されている。一つのスト
ライプ列２０１は、磁気ディスク１０８と同数たるｎ個
のストライプ２０２で構成されている。一つのストライ
プ２０２は、一つまたは複数のセグメント２０３で構成
されている。データは、このセグメント２０３単位で読
み書きされる。

【００３３】図２に示すデータ構造の具体例として、５
台の磁気ディスク１０８で構成され（ｎ＝５）、冗長デ
ータを含む場合のパリティグループ１１４について、そ
のデータ構造を図３に示す。データは、図２に示すよう
に、ストライプ列２０１→ストライプ２０２→セグメン
ト２０３の順で単位分割されて、磁気ディスク１０８に
格納される。図３に示すデータ構造では、冗長データが
存在しているが、冗長データが存在しないパリティグル
ープ１１４の構成も可能である。また、図３での冗長デ
ータの配置は、１つの例であり、同一ストライプ列内で
あれば、どの磁気ディスクに存在しても構わない。

【００３４】次に、書き込み履歴管理テーブル１１３の
データ構造の概略を図４に示す。あるパリティグループ
１１４に存在するｍ個のストライプ列２０１に対して、
それぞれ履歴フラグ３０１が用意されている。履歴フラ
グ３０１が「０」の場合、対応するストライプ列にはデ
ータ書き込みの履歴が無い、すなわち一度もデータが書
かれていないことを示す。また、履歴フラグ３０１が
「１」の場合は、当該ストライプ列はデータ書き込みの
履歴が有る、すなわち一度はデータが書かれていること
を示す。

【００３５】具体的なフォーマット処理について説明す
る。フォーマット手段１１２の動作による図５のフロー
チャートに示す。フォーマット手段１１２は、上位装置
１０１等からディスクアレイ装置１０２に対してフォー
マットの要求が出された場合に動作する。フォーマット
手段１１２は、フォーマットの実行要求を受けると、デ
ィスク容量に関する管理情報等の最小限のエリアだけフ
ォーマットし、即座に、上位装置１０１に対してフォー
マットの終了を報告（５０１）する。

【００３６】そして、フォーマット終了の報告完了後、
フォーマット手段１１２は、番号「１」のストライプ列
（番号ｉ＝１）からフォーマット処理を開始（５０１）
する。フォーマット手段１１２は、このフォーマット処
理をストライプ列単位で処理を進めていき、最後のスト
ライプ列（番号ｉ＝ｍ）まで処理が完了したところで終
了（５１０）する。

【００３７】このフォーマット処理の具体的な動作とし
ては、まず、書き込み履歴管理テーブル１１３における
当該ストライプ列の履歴フラグ３０１を参照し（５０
３）、書き込み履歴がない場合（５０４：無し）は、当
該ストライプ列全体のフォーマットを実施する（５０
５）。そして、フォーマットを実施したストライプ列の
履歴フラグ３０１を「１」（データ書き込みの履歴有
り）に変更（５０６）し、フォーマットの処理対象とす
るストライプ列の番号をインクリメントし（５０８）、
全ストライプ列に対する処理が完了したか否かを確認す
る（ｉ＝ｍ？）。全ストライプ列に対する処理が未だ完
了していない場合（ｉ＜ｍ）には、次のストライプ列の
処理に移る（５０９→５０３）。反対に、全ストライプ
列に対する処理が完了した場合（ｉ＝ｍ）には、フォー
マット手段による処理を完了する（５０９→５１０）。
一方、書き込み履歴管理テーブル１１３において書き込
み履歴があるストライプ列の場合（５０４：有り）、こ
のストライプ列には、既にWRITE手段１１０によって何
らかのデータが書き込まれていることになる。したがっ
て、このストライプ列についてフォーマットスキップの
処理（すなわち何もしない）し（５０４→５０７）、前
述したステップ５０８以降の処理を実行する。

【００３８】次に、具体的な読み出し処理について説明
する。READ手段１０９による動作を図６のフローチャー
トに示す。このREAD手段１０９は、上位装置１０１から
ディスクアレイ装置１０２に対してREAD要求が出された
場合に動作する。本実施例では、磁気ディスク１０８に
対するフォーマットの処理が実行中の状態であっても、
この読み出しの動作を実行することができる。

【００３９】まず、図６に示すように、上位装置１０１
から要求されたデータがキャッシュ部１０６に存在して
いるか否かを判定する（６０１）。キャッシュ部１０６
にデータが既に存在する（"data hit"）場合（６０１：
ＹＥＳ）は、キャッシュ部１０６から上位装置１０１に
該当のデータを転送し（６０６）、この上位装置１０１
にREAD処理終了を報告（６０７）して処理を完了（６０
８）する。

【００４０】一方、キャッシュ部１０６にデータが存在
しない場合（６０１：ＮＯ）は、書き込み履歴管理テー
ブル１１３における該当のストライプ列の履歴フラグ３
０１を参照し（６０２）、書き込み履歴がある場合（６
０３：有り）は、磁気ディスク１０８における該当のセ
グメント２０３からデータをキャッシュ部１０６に読み
込み（６０５）、その後、キャッシュ部１０６から上位
装置１０１にデータを転送（６０６）する。そして、上
位装置１０１にREAD処理終了を報告（６０７）して処理
を完了（６０８）する。

【００４１】一方、書き込み履歴管理テーブル１１３に
おける当該ストライプ列の履歴フラグ３０１を参照した
結果（６０２）、書き込み履歴がない場合（６０３：無
し）は、キャッシュ部１０６に所定のデータ（ユーザデ
ータに関してはすべてゼロ「０」）を作成（６０４）す
る。そして、この作成したデータをキャッシュ部１０６
から上位装置１０１に転送（６０６）する。この後、上
位装置１０１にREAD処理終了を報告（６０７）して読み
出しの処理を完了（６０８）する。

【００４２】すなわち、読み出し対象となるストライプ
列について、書き込み履歴がない場合、読み出すデータ
が磁気ディスク側には存在しないことになる。このた
め、ゼロのデータを生成してキャッシュ部１０６に一旦
格納し、このデータを上位装置１０１に送信する。この
場合、データを読み出すべく、磁気ディスクにアクセス
することがない。したがって、実行状態にあるフォーマ
ット処理と干渉しあうことはなく、そのフォーマット処
理に支障が生じない。

【００４３】ここで、書き込み履歴がある場合（６０
３：有り）における磁気ディスクからキャッシュ部へデ
ータを読み込む動作（６０５）にあっては、もともと、
磁気ディスクにおいて当該データが格納されたストライ
プ列について書き込み履歴が有る場合（６０３：有り）
である。つまり、当該ストライプ列は、既にフォーマッ
ト済みであるか、データが書き込まれた事があることに
なる。したがって、フォーマット処理を示す図５のステ
ップ５０４→ステップ５０７でもって説明したように、
読み出し対象であるフォーマット済みのストライプ列に
対して、あらためてフォーマットの要求が上位装置から
出されることはない。すなわち、ステップ６０５におい
て磁気ディスクからキャッシュ部へデータを読み込むに
あたり、実行状態にあるフォーマット処理と干渉しあう
ことはなく、そのフォーマット処理に支障が生じない。

【００４４】次に、具体的な書き込み処理について説明
する。WRITE手段１１０の動作を図７のフローチャート
に示す。WRITE手段１１０は、上位装置１０１からディ
スクアレイ装置１０２に対してWRITE要求が発生した場
合に動作する。磁気ディスク１０８に対するフォーマッ
トが実行中の状態であっても、この読み出しの動作を実
行することができる。

【００４５】まず、図７に示すように、WRITE手段１１
０は、上位装置１０１からWRITEデータの転送要求を受
け取ると、書き込み履歴管理テーブル１１３を参照し、
要求されたエリアを含むストライプ列に対応する履歴フ
ラグ３０１を参照して確認する（７０１）。この確認の
結果、該当のストライプ列への書き込み履歴がないと判
明した場合（７０２：無し）には、キャッシュ部１０６
において該当のストライプ列全体のフォーマットデータ
を生成して（７０３）格納する。このフォーマットデー
タが格納されたキャッシュ部１０６の該当エリアにおい
て、上位装置１０１から受領したWRITEデータを格納す
る（７０４）。次に、更新されたキャッシュ部１０６の
ストライプ列のデータから冗長データを作成（７０５）
して格納した後、上位装置１０１に対して、WRITE処理
が完了した旨を報告する（７０６）。このように、冗長
データを作成することで、データを保証する。そして、
当該ストライプ列に対応する履歴フラグ３０１を書き込
み履歴有りに設定（７０７）した後で、磁気ディスク１
０８に対するストライプ列単位の書き込み処理を実際に
実行し（７０８）、一連の処理を完了（７１２）する。

【００４６】一方、当該ストライプ列への書き込み履歴
がある場合（７０２：有り）は、キャッシュ部１０６に
おいて、データの書き込み領域としてセグメント２０３
を確保し（７０９）、そのセグメント２０３に上位装置
１０１から受領したWRITEデータを格納する（７１
０）。そして、磁気ディスクにおける該当のセグメント
を含むストライプ列について、読み出し、修正、及び書
き込み（リード・モディファイ・ライト）といった一連
の動作を実行することにより、磁気ディスクに対する書
き込み処理（７１１）を完了（７１２）する。

【００４７】ここで、前述したように、書き込み対象で
あるストライプ列への書き込み履歴がない場合（ステッ
プ７０１乃至７０７の処理）は、一連の連続動作として
実行させる。すなわち、書き込み先であるストライプ列
について、ステップ７０２で書き込み履歴無しと知得し
てからステップ７０７で書き込み履歴有りとするまでの
間、割り込み禁止扱いとし、当該ストライプ列に対する
フォーマットの処理を行わないようにする。そして、書
き込み先であるストライプ列について、ステップ７０７
で書き込み履歴有りとすれば、フォーマット処理を示す
図５のステップ５０４→ステップ５０７において説明し
たように、書き込み対象であるストライプ列に対して、
フォーマットの処理が実行されることはない。すなわ
ち、ステップ７０８において磁気ディスクへデータを書
き込むにあたり、実行状態にあるフォーマット処理と干
渉しあうことはなく、そのフォーマット処理に支障が生
じない。

【００４８】また、前述したステップ７１１における磁
気ディスクへデータを書き込む動作にあっては、もとも
と、磁気ディスクにおいてストライプ列の書き込み履歴
が有る場合（７０２：有り）である。つまり、当該スト
ライプ列は、既にフォーマット済みであるか、データが
書き込まれた事があることになる。したがって、フォー
マット処理を示す図５のステップ５０４→ステップ５０
７でもって説明したように、書き込み対象であるフォー
マット済みのストライプ列に対して、あらためてフォー
マットの要求が出されることはない。すなわち、ステッ
プ７１１において磁気ディスクへデータを書き込むにあ
たり、実行状態にあるフォーマット処理と干渉しあうこ
とはなく、そのフォーマット処理に支障が生じない。

【００４９】これまで説明したWRITE手段１１０の動作
の過程において、キャッシュ部１０６に作成されたスト
ライプ列のデータ構造の遷移の様子を図８（ａ）（ｂ）
（ｃ）の図表に示す。キャッシュ部１０６に該当のスト
ライプ列全体分のフォーマットデータを生成した段階
（図７中のステップ７０３）のデータ構造を図８（ａ）
に示す。その後、上位装置からWRITEデータを受領した
段階（図７中のステップ７０４）では、図８（ｂ）に示
すように、該当のストライプ列において、左から２列目
のストライプに属するセグメントに対して受領データが
格納され、そのストライプに新たなチェックコードが付
与される。そして、新たに冗長データを作成した段階
（図７中のステップ７０５）では、図８（ｃ）に示すよ
うに、右端のストライプに新冗長データが格納され、そ
のストライプに新たなチェックコードが付与される。

【００５０】ここで、本実施の形態によれば、磁気ディ
スク装置のアクセスランプの点灯状態において、その特
徴が現れる場合がある。前述した従来技術の簡易フォー
マットの場合には、ヘッダに該当する部分のみを書き換
えるため、瞬時にフォーマット処理が完了する。したが
って、このフォーマット処理によるアクセスランプの点
灯時間は瞬間的なものとなる。また、前述した従来技術
のデータ保証機能付きフォーマットの場合には、現実に
論理フォーマットを行うため、その間（場合によっては
数日間）、アクセスランプの点灯（点滅）が続くことに
なる。

【００５１】これらの従来技術に対して、本発明に係る
実施の形態によれば、フォーマットの完了を上位装置に
報告した後に、論理フォーマットを行うため、その間、
アクセスランプの点灯（点滅）が続くことになる。

【００５２】さらに、本実施の形態によれば、上位装置
が発する要求に対するディスクアレイ装置の応答におい
て、その特徴が顕れる。前述した従来技術の簡易フォー
マットの場合には、ヘッダに該当する部分のみを書き換
えるため、瞬時にフォーマット処理が完了する。したが
って、上位装置は、ディスクアレイ装置に対し、フォー
マットの要求を発した後、すぐにＩ／Ｏ要求（データの
読み出し及び書き込みの要求）を発することができる。
ディスクアレイ装置は、このＩ／Ｏ要求に応じた動作が
可能となる。また、前述した従来技術のデータ保証機能
付きフォーマットの場合には、現実に論理フォーマット
を行うため、その間（場合によっては数日間）、上位装
置はＩ／Ｏ要求をディスクアレイ装置に対して発しても
エラー（待機）の応答を受けることとなる。

【００５３】これらの従来技術に対し、本発明に係る実
施の形態によれば、ディスクアレイ装置は、上位装置か
らフォーマットの要求を受けると即座にフォーマットの
完了を上位装置に報告した後、実際に論理フォーマット
を行う。このため、上位装置は、フォーマットの要求を
発した後、すぐにフォーマット完了の報告を受け取り、
ディスクアレイ装置に対し、Ｉ／Ｏ要求を発することが
できる。ディスクアレイ装置は、前述した実施例の通
り、このＩ／Ｏ要求に応じた処理を実行しながら、バッ
クグラウンドで論理フォーマットの処理状態を継続させ
ていく。

【００５４】本実施の形態のフォーマット処理では、書
き込み履歴管理テーブルを参照して該当のブロック（ス
トライプ列）について書き込み処理の有無を確認する。
この確認の結果、書き込み処理済みの場合には、当該ブ
ロックのフォーマット処理を実行しない。このようなフ
ォーマット処理の実行中において、外部装置から読み出
し処理及び／又は書き込み処理の実行要求を受け付ける
と、書き込み履歴管理テーブルを参照する。この参照の
結果、該当のブロックについて書き込み処理済みの場
合、すなわち、このブロックがフォーマット処理の処理
対象とならない場合にのみ、ディスクアレイ装置にアク
セスして当該ブロックに対して読み出し処理及び／又は
書き込み処理を実行する。したがって、実行状態にある
フォーマット処理に支障が生じることなく、外部装置と
のデータの読み出し処理及び／又は書き込み処理を実行
することができる。

【００５５】また、従来の２種類のフォーマット、簡易
フォーマットとデータ保証機能を有するファーマットの
特徴を併せ持ったフォーマット処理を実現できる。つま
り、簡易フォーマットの特徴であるフォーマットの即時
完了と、データ保証機能を有するフォーマットの高信頼
性の両方を兼ね備えている。例えば、ディスクアレイ装
置のように複数の磁気ディスクを備えるディスクアレイ
装置では、システム導入時などに初期化作業としてユー
ザデータ領域のフォーマットが必要になる。この場合、
上位装置からのフォーマット要求に対して即座にフォー
マットの完了報告を行うため、その時点で上位装置から
のI/O要求にこたえることが可能となる。実際にはフォ
ーマット完了報告後から上位装置からのI/O要求を受け
つつ、徐々に磁気ディスクのデータ保証機能付きフォー
マットを進めていくことになる。

【００５６】さらに、データの読み出し要求を受けた場
合において、読み出し対象となるストライプ列につい
て、書き込み履歴がない場合、読み出すデータが磁気デ
ィスク側には存在しないことになる。このため、ゼロの
データを生成してキャッシュ部に一旦格納し、このデー
タを上位装置に送信する。この場合、データを読み出す
べく磁気ディスクにアクセスするといったことが生じな
い。したがって、実行状態にあるフォーマット処理と干
渉しあう事はなく、そのフォーマット処理に支障が生じ
ない。

【００５７】一方、読み出し対象となるストライプ列に
ついて、書き込み履歴がある場合における磁気ディスク
からキャッシュ部へデータを読み込む動作にあっては、
もともと、磁気ディスクにおいて当該データが格納され
たストライプ列について書き込み履歴が有る場合であ
る。つまり、当該ストライプ列は、既にフォーマット済
みであるか、データが書き込まれた事があることにな
る。したがって、読み出し対象であるフォーマット済み
のストライプ列に対して、あらためてフォーマットの要
求が出されることはない。すなわち、磁気ディスクから
キャッシュ部へデータを読み込むにあたり、実行状態に
あるフォーマット処理と干渉しあうことはなく、そのフ
ォーマット処理に支障が生じない。

【００５８】さらに、データの書き込み要求を受けた場
合において、書き込み対象であるストライプ列への書き
込み履歴がない場合は、このストライプ列に対するフォ
ーマットの動作を禁止する。すなわち、書き込み先であ
るストライプ列について、書き込み履歴無しと知得して
から書き込み履歴有りと更新するまでの間、割り込み禁
止扱いとし、当該ストライプ列に対するフォーマットの
処理を行わないようにする。そして、書き込み先である
ストライプ列について、書き込み履歴有りとなれば、こ
のストライプ列に対してフォーマット処理が実行される
ことはない。すなわち、磁気ディスクへデータを書き込
むにあたり、実行状態にあるフォーマット処理と干渉し
あうことはなく、そのフォーマット処理に支障が生じな
い。

【００５９】一方、磁気ディスクにおいてストライプ列
の書き込み履歴が有る場合（７０２：有り）、当該スト
ライプ列は、既にフォーマット済みであるか、データが
書き込まれた事があることになる。したがって、書き込
み対象であるフォーマット済みのストライプ列に対し
て、あらためてフォーマットの要求が出されることはな
い。すなわち、磁気ディスクへデータを書き込むにあた
り、実行状態にあるフォーマット処理と干渉しあうこと
はなく、そのフォーマット処理に支障が生じない。

【００６０】なお、本発明について、実施例を含む実施
の形態で具体的に説明したが、本発明はこの実施の形態
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能である。

【００６１】

【発明の効果】信頼性の高いフォーマット処理を実行な
がらも、上位装置からのI/O要求を受け付けて処理する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態であるディスクアレイ
装置における構成の一例を示すブロック図である。

【図２】 本発明の一実施の形態に係るパリティグルー
プの概略的な構造を示す図表である。

【図３】 本発明の一実施の形態に係る、５台の磁気デ
ィスクで構成され、冗長データを含む場合のパリティグ
ループについて、そのデータ構造を示す図表である。

【図４】 本発明の一実施の形態に係る書き込み履歴管
理テーブル１１３のデータ構造の概略を示す図表であ
る。

【図５】 本発明の一実施の形態に係るフォーマット手
段の動作を示すフローチャートである。

【図６】 本発明の一実施の形態に係るREAD手段の動作
を示すフローチャートである。

【図７】 本発明の一実施の形態に係るWRITE手段の動
作を示すフローチャートである。

【図８】 本発明の一実施の形態に係るWRITE手段動作
時のキャッシュ部上に作成されたストライプ列の遷移の
様子を示す図表である。

【符号の説明】

１０１ 上位装置 １０２ ディスクアレイ装置 １０３ ディスクコントローラ １０４ ホストチャネル制御部 １０５ コマンド処理部 １０６ キャッシュ部 １０７ ミドル制御部 １０８ 磁気ディスク １０９ READ手段 １１０ WRITE手段 １１１ チェックコード制御手段 １１２ フォーマット手段 １１３ 書き込み履歴管理テーブル １１４ パリティグループ １１５ ディスクチャネル制御部 ２０１ ストライプ列 ２０２ ストライプ ２０３ セグメント ３０１ 履歴フラグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 12/08 ５５１ Ｇ０６Ｆ 12/08 ５５１Ｚ ５５７ ５５７ Ｇ１１Ｂ 20/10 ３０１ Ｇ１１Ｂ 20/10 ３０１Ａ Ｆターム(参考） 5B005 JJ11 MM11 NN12 5B065 BA01 CA12 CA30 CC08 CE12 CH01 EK05 ZA06 5D044 AB01 BC01 CC05 CC09 DE02 DE45 GK12

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のディスク装置とこれらディスク装
   置を制御する制御装置とを有し、外部装置に接続される
   ディスクアレイ装置において、 前記制御装置は、 前記外部装置からの要求を受け付ける要求受付手段と、 受け付けた前記要求に応じ、前記ディスク装置に対して
   フォーマット処理を実行するフォーマット手段と、 受け付けた前記要求に応じ、データの読み出し処理を実
   行する読み出し手段と、 受け付けた前記要求に応じ、データの書き込み処理を実
   行する書き込み手段と、 前記ディスク装置について、前記書き込み処理が実行さ
   れた履歴をブロック単位で記録する書き込み履歴管理テ
   ーブルとを備え、 前記フォーマット手段は、前記書き込み履歴管理テーブ
   ルを参照してフォーマット先の前記ブロックについて前
   記書き込み処理の有無を確認し、前記書き込み処理済み
   のブロックに対して前記フォーマット処理を実行しない
   一方、前記書き込み処理済みではない前記ブロックのみ
   に対して前記フォーマット処理を実行するとともに、前
   記書き込み履歴管理テーブルにおける前記フォーマット
   処理済みの前記ブロックについて前記書き込み処理の実
   行済みとする履歴を記録し、 前記フォーマット手段の実行状態において、前記外部装
   置から前記読み出し処理及び／又は前記書き込み処理の
   実行要求を前記要求受付手段で受け付けると、前記読み
   出し手段及び／又は前記書き込み手段は、前記書き込み
   履歴管理テーブルを参照し、該当のブロックが前記書き
   込み処理済みの場合にのみ、前記ディスクアレイ装置に
   アクセスして当該ブロックに対して前記読み出し処理及
   び／又は前記書き込み処理を実行することを特徴とする
   ディスクアレイ装置。
2. 【請求項２】 データを一時的に記憶するキャッシュメ
   モリを備え、前記フォーマット手段の実行状態におい
   て、前記外部装置から前記読み出し処理の実行要求を前
   記要求受付手段で受け付けると、前記読み出し手段は、
   前記書き込み履歴管理テーブルを参照し、読み出し先の
   ブロックが前記書き込み処理済みではない場合には、所
   定のデータを生成して前記キャッシュメモリに格納し、
   当該キャッシュメモリの前記データを前記外部上位装置
   に送信することを特徴とするディスクアレイ装置。
3. 【請求項３】 データを一時的に記憶するキャッシュメ
   モリを備え、前記フォーマット手段の実行状態におい
   て、前記外部装置から前記書き込み処理の実行要求を前
   記要求受付手段で受け付けると、前記書き込み手段は、
   前記書き込み履歴管理テーブルを参照し、書き込み先の
   ブロックが前記書き込み処理済みではない場合には、前
   記キャッシュ部に前記外部装置から送信された書き込み
   データを格納して、前記書き込み履歴管理テーブルにお
   ける当該ブロックについて前記書き込み処理の実行済み
   とする履歴を記録することを特徴とする請求項１に記載
   のディスクアレイ装置。
4. 【請求項４】 前記外部装置から前記フォーマット処理
   の実行要求を前記要求受付手段で受け付けると、前記フ
   ォーマット手段は、前記ディスク装置に対する実際のフ
   ォーマット処理を実行する前に、前記外部装置へ当該フ
   ォーマット処理の完了の報告を実行することを特徴とす
   る請求項１乃３のいずれかに記載のディスクアレイ装
   置。
5. 【請求項５】 複数のディスク装置を有し、外部装置に
   接続されるディスクアレイ装置の制御方法であって、 前記外部装置からフォーマット処理の実行要求を受け付
   けると、書き込み処理が実行された履歴をブロック単位
   で記録する書き込み履歴管理テーブルを参照して該当の
   ブロックについてデータの書き込み処理の有無を確認
   し、 前記確認の結果、前記書き込み処理済みの前記ブロック
   に対してはフォーマット処理を実行しない一方、前記書
   き込み処理済みではないブロックのみに対して前記フォ
   ーマット処理を実行するとともに、前記書き込み履歴管
   理テーブルにおける前記フォーマット処理済みのブロッ
   クについて前記書き込み処理を実行済みとする履歴を記
   録し、 前記フォーマット処理の実行状態において、前記外部装
   置から読み出し処理及び／又は前記書き込み処理の実行
   要求を受け付けると、前記書き込み履歴管理テーブルを
   参照し、該当のブロックについて前記書き込み処理済み
   の場合にのみ、前記ディスクアレイ装置にアクセスして
   当該ブロックに対して前記読み出し処理及び／又は前記
   書き込み処理を実行することを特徴とするディスクアレ
   イ装置の制御方法。
6. 【請求項６】 前記ディスクアレイ装置はデータを一時
   的に記憶するキャッシュメモリを備え、前記フォーマッ
   ト処理の実行状態において、前記外部装置から前記読み
   出し処理の実行要求を受け付けると、前記書き込み履歴
   管理テーブルを参照し、該当のブロックについて前記書
   き込み処理済みではない場合には、所定のデータを生成
   して前記キャッシュメモリに格納し、当該キャッシュメ
   モリの前記データを前記外部上位装置に送信することを
   特徴とする請求項５に記載のディスクアレイ装置の制御
   方法。
7. 【請求項７】 前記ディスクアレイ装置はデータを一時
   的に記憶するキャッシュメモリを備え、前記フォーマッ
   ト処理の実行状態において、前記外部装置から前記書き
   込み処理の実行要求を前記要求受付手段で受け付ける
   と、前記書き込み履歴管理テーブルを参照し、該当のブ
   ロックについて前記書き込み処理済みではない場合に
   は、前記キャッシュ部に前記外部装置から送信された書
   き込みデータを格納して、前記書き込み履歴管理テーブ
   ルにおける当該ブロックについて前記書き込み処理の実
   行済みとする履歴を記録すること特徴とする請求項５に
   記載の制御方法。
8. 【請求項８】 前記外部装置から前記フォーマット処理
   の実行要求を前記要求受付手段で受け付けると、前記フ
   ォーマット手段は、前記ディスク装置に対する実際のフ
   ォーマット処理を実行する前に、前記外部装置へ当該フ
   ォーマット処理の完了の報告を実行することを特徴とす
   る請求項５乃至７のいずれかに記載のディスクアレイ装
   置の制御方法。