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JP6957845B2 - ストレージ制御装置及びストレージ装置 - Google Patents

ストレージ制御装置及びストレージ装置 Download PDF

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JP6957845B2 JP2016178561A JP2016178561A JP6957845B2 JP 6957845 B2 JP6957845 B2 JP 6957845B2 JP 2016178561 A JP2016178561 A JP 2016178561A JP 2016178561 A JP2016178561 A JP 2016178561A JP 6957845 B2 JP6957845 B2 JP 6957845B2
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Description

本発明は、ストレージ制御装置及びストレージ装置に関する。
ＨＤＤ（Hard Disk Drive）が複数組み合わせられることにより、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）グループを作成するＲＡＩＤ装置が知られている。このようなＲＡＩＤ装置においては、一部のディスクが故障しても、データを保証することができる。更に、ＲＡＩＤ装置がホットスペアディスク（以下、単に「ＨＳ」と称される場合がある。）を備える場合には、ＨＳは一時的にＲＡＩＤグループのディスクとして使用される。そして、故障ディスクが交換されることで、ＲＡＩＤ装置は、故障ディスクの発生前の状態に復旧する。
ＲＡＩＤ装置の復旧は、例えば、以下の手順で行なわれる。
（１）ＲＡＩＤグループを構成するディスク（「メンバーディスク」と称されてもよい。）が故障する。
（２）正常なメンバーディスクから故障ディスクのデータを生成し、ＨＳに書き込む（「リビルド」と称されてもよい。）。
（３）故障ディスクを交換し、ＨＳのデータをメンバーディスクに書き戻す（「コピーバック」と称されてもよい。）。
また、ＨＤＤでの故障の予兆が検出された場合には、ＨＤＤがＲＡＩＤ装置から切り離される前に、予めＨＳにデータがコピー（「リダンダントコピー」と称されてもよい。）されることで、ＲＡＩＤグループの冗長性が確保される。
特開平８−２４９１３３号公報 特開２００６−２６８５０２号公報 特開２０１０−１２８７７３号公報
リビルド又はリダンダントコピーの処理中に元のメンバーディスクが故障すると、故障ディスクのデータを生成できなくなり、データロストが発生するおそれがある。
リビルド及びリダンダントコピーにかかる時間は、ＨＤＤの回転数や容量に依存する。このため、ＨＤＤの回転数が低いほど、又は、ＨＤＤの容量が大きいほど、処理に要する時間が長くなるため、リビルド又はリダンダントコピーの処理中にメンバーディスクの故障が発生する可能性が高まる。
１つの側面では、データの保障を確実に行なうことを目的とする。
このため、このストレージシステムは、第１の記憶装置における故障予兆を検出する検出部と、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）を構成する複数の記憶装置によって提供される、複数のバックアップ領域がある場合に、書き込み速度が最大の記憶装置を含むと共に他のＲＡＩＤグループに使用されている領域が最小のバックアップ領域を選択する選択部と、前記検出部において前記故障予兆が検出された場合に、前記第１の記憶装置に記憶されているデータを、前記選択部が選択した第１のバックアップ領域にコピーする第１コピー処理部と、前記検出部において前記故障予兆が検出された場合に、上位装置からの書き込み要求によって前記第１の記憶装置に書き込まれるデータを、前記第１のバックアップ領域に書き込む書き込み処理部と、前記第１のバックアップ領域に記憶されたデータを、第２の記憶装置に更にコピーする第２コピー処理部と、前記第１の記憶装置に対する前記書き込み要求を前記第２の記憶装置に対して行なうアクセス処理部と、を備える。
開示のストレージシステムによれば、データの保障を確実に行なうことができる。
実施形態の一例としてのストレージシステムのハードウェア構成を模式的に示す図である。 図１に示したＣＭ（Controller Module）の機能構成を模式的に示す図である。 図１に示したエラーカウントテーブルを例示する図である。 図１に示したＲＡＩＤ管理テーブルを例示する図である。 図１に示したバックアップ領域管理テーブルを例示する図である。 図１に示したエラー領域管理テーブルを例示する図である。 図１に示したＲＡＩＤ装置におけるバックアップ領域決定処理を説明するフローチャートである。 図１に示したＲＡＩＤ装置におけるコピー処理及び書き込み処理を説明するフローチャートである。
以下、図面を参照して一実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、実施形態で明示しない種々の変形例や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本実施形態を、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
また、各図は、図中に示す構成要素のみを備えるという趣旨ではなく、他の機能等を含むことができる。
以下、図中において、同一の各符号は同様の部分を示しているので、その説明は省略する。
〔Ａ〕実施形態
〔Ａ−１〕システム構成
図１は、実施形態の一例としてのストレージシステム１００のハードウェア構成を模式的に示す図である。
図１に示されるストレージシステム１００は、ホスト装置４に対して記憶領域を提供する。ストレージシステム１００は、ＲＡＩＤ装置１及びホスト装置４（「ホスト＃１又はホスト＃２」と称されてもよい。）を備える。
ホスト装置４は、例えば、サーバ機能を備えたコンピュータである。図１に示される例においてはストレージシステム１００が２つのホスト＃１及び＃２を備えることとしているが、ストレージシステム１００が備えるホスト装置４の数は種々変更することができる。
ＲＡＩＤ装置１は、ストレージ装置の一例である。ＲＡＩＤ装置１は、後述する複数の記憶装置２００を搭載し、ホスト装置４に対して記憶領域を提供する装置である。ＲＡＩＤ装置１は、ＲＡＩＤを用いて複数の記憶装置２００にデータを分散又は冗長化した状態で保存する。
ＲＡＩＤ装置１は、図１に示されるように、ＣＭ１０、複数の記憶装置２００（「記憶装置＃１〜＃ｎ４」と称されてもよい。）及び複数のＨＳ３１（「ＨＳ＃１〜＃ｎ５」と称されてもよい。）を備える。ｎ４及びｎ５は、いずれも自然数である。
記憶装置２００は、データを読み書き可能に記憶する。記憶装置２００は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤ（Solid State Drive）、ＳＣＭ（Storage Class Memory）である。
記憶装置２００の記憶領域の一部には、物理アドレス情報２１０が記憶されている。物理アドレス情報２１０は、記憶装置２００に記憶されているデータの物理的な格納位置を示すヘッド２１１、シリンダ２１２及びセクタ２１３を含む。なお、図１において、記憶装置＃ｎ４の物理アドレス情報２１０におけるヘッド２１１、シリンダ２１２及びセクタ２１３の図示は、省略されている。
ＲＡＩＤ装置１に備えられる複数の記憶装置２００の少なくとも一部は、ＲＡＩＤグループ２０（「ＲＡＩＤグループ＃１又は＃２」と称されてもよい。）に属する。図１に示される例において、記憶装置＃１及び＃２はＲＡＩＤグループ＃１に属し、記憶装置＃ｎ４はＲＡＩＤグループ＃２に属する。ＲＡＩＤグループ２０は、１つの論理ボリュームを構成する複数の物理ディスク（別言されれば、「記憶装置２００」）の集合である。
ＨＳ３１は、故障又は故障予兆が検出された記憶装置２００が記憶するデータを記憶する。図１に示される例において、ＨＳ＃１〜＃３は、データを一時的に記憶するバックアップに使用されるバックアップ領域（図１では「ＢＵ領域」）３０として定義されている。
図１に示される例において、ＲＡＩＤグループ＃２に属する記憶装置＃ｎ４及びバックアップ領域３０に属するＨＳ＃１〜＃３は、データを記憶していない未使用領域３００である。記憶装置２００の未使用領域３００がバックアップ領域３０として使用されてもよい。すなわち、ＨＳ３１と記憶装置２００の未使用領域３００とがバックアップ領域３０として使用されてもよい。また、ＲＡＩＤ装置１に未使用領域３００を有するＨＳ３１が備えられない場合には、記憶装置２００の未使用領域３００に限ってバックアップ領域３０として使用されてもよい。
ＣＭ１０は、種々の制御を行なう制御装置であり、ホスト装置４からのストレージアクセス要求（「アクセス制御信号」や「ホストＩ／Ｏ」と称されてもよい。）に従って、各種制御を行なう。
ＣＭ１０は、図２を用いて後述されるＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、図２を用いて後述されるメモリ１２及び４つのポート１３を備える。なお、図１に示される例においてＲＡＩＤ装置１は１つのＣＭ１０を備えているが、これに限定されない。ＲＡＩＤ装置１０には、図２を用いて後述するＣＰＵ１１の機能を有するマスタＣＭ１０の他に、スレーブＣＭが備えられてもよい。また、ＲＡＩＤ装置１にはＲＡＩＤグループ２０毎にＣＭ１０が備えられてもよく、各ＲＡＩＤグループ２０のＣＭ１０は互いに連携して機能してもよい。
ポート１３は、ＣＭ１０と記憶装置２００とを通信可能に接続するためのインタフェースであり、例えばＦＣ（Fibre Channel）アダプタである。ＣＭ１０は、これらのポート１３を介して、記憶装置２００に対するデータの書き込みや読み出しを行なう。なお、図１に示される例においては、ＣＭ１０が４つのポート１３を備えることとしているが、これに限定されるものではなく、ＣＭ１０は３つ以下又は５つ以上のポート１３を備えてもよい。
ＣＭ１０に備えられるメモリ１２には、複数のＲＡＩＤ管理テーブル１０１、複数のエラー領域管理テーブル１０２、エラーカウントテーブル１０３及び複数のバックアップ領域管理テーブル１０４に関する情報が記憶されている。ＲＡＩＤ管理テーブル１０１はＲＡＩＤ管理テーブル＃１〜＃ｎ１と称されてよく、エラー領域管理テーブル１０２はエラー領域管理テーブル＃１〜＃ｎ２と称されてよく、バックアップ領域管理テーブル１０４はＢＵ領域管理テーブル＃１〜＃ｎ３と称されてよい。ｎ１、ｎ２及びｎ３は、いずれも自然数である。
図２は、図１に示したＣＭ１０の機能構成を模式的に示す図である。
ＣＭ１０は、前述したように、ＣＰＵ１１、メモリ１２及び図１に示した４つのポート１３を備える。
メモリ１２は、例示的に、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）の少なくとも一方を含む記憶装置である。メモリ１２のＲＯＭには、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）等のプログラムが書き込まれてよい。メモリ１２のソフトウェアプログラムは、ＣＰＵ１１に適宜に読み込まれて実行されてよい。また、メモリ１２のＲＡＭは、一次記録メモリあるいはワーキングメモリとして利用されてよい。
ＣＰＵ１１は、例示的に、種々の制御や演算を行なう処理装置であり、メモリ１２に格納されたＯＳ（Operating System）やプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。すなわち、ＣＰＵ１１は、図２に示されるように、故障検出部１１１、情報管理部１１２、バックアップ判定部１１３、コピー処理部１１４、書き込み処理部１１５及びアクセス処理部１１６として機能してよい。
なお、これらの故障検出部１１１、情報管理部１１２、バックアップ判定部１１３、コピー処理部１１４、書き込み処理部１１５及びアクセス処理部１１６としての機能を実現するためのプログラムは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等）、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＨＤ ＤＶＤ等）、ブルーレイディスク、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供されてよい。そして、コンピュータ（本実施形態ではＣＰＵ１１）は上述した記録媒体から図示しない読取装置を介してプログラムを読み取って内部記録装置または外部記録装置に転送し格納して用いてよい。また、プログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に記録しておき、記憶装置から通信経路を介してコンピュータに提供してもよい。
故障検出部１１１、情報管理部１１２、バックアップ判定部１１３、コピー処理部１１４、書き込み処理部１１５及びアクセス処理部１１６としての機能を実現する際には、内部記憶装置（本実施形態ではメモリ１２）に格納されたプログラムがコンピュータ（本実施形態ではＣＰＵ１１）によって実行されてよい。また、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行してもよい。
故障検出部１１１は、検出部の一例であり、記憶装置２００における故障又は故障予兆（以下、まとめて「エラー」と称される場合がある。）を検出する。
図３は、図１に示したエラーカウントテーブル１０３を例示する図である。
故障検出部１１１は、エラーカウントテーブル１０３を管理する。故障検出部１１１は、記憶装置２００においてエラーを検出した場合に、検出したエラーの内容をエラーカウントテーブル１０３に登録する。
エラーカウントテーブル１０３は、記憶装置２００において発生したエラーの内容や発生数と、発生箇所とを対応付けて保持する。エラーカウントテーブル１０３は、「予兆検出ＨＤＤ搭載位置」、「ＲＡＩＤ管理テーブルＮｏ．」、「エラー内容」、「発生数」、「ヘッド」、「シリンダ」、「セクタ」及び「アドレス」のカラムを有する。
「予兆検出ＨＤＤ搭載位置」には、ＲＡＩＤ装置１においてエラーが検出された記憶装置２００が搭載されている位置（別言されれば、「接続されているポート１３」）を特定する情報が登録される。図３に示される例においては、「予兆検出ＨＤＤ搭載位置」には、“0001”及び“0203”が登録されている。
「ＲＡＩＤ管理テーブルＮｏ．」には、エラーが検出された記憶装置２００が登録されているＲＡＩＤ管理テーブル１０１を特定する情報が登録されている。図３に示されている例において、「ＲＡＩＤ管理テーブルＮｏ．」には、“2”及び“7”が登録されている。
「エラー内容」には、記憶装置２００において発生したエラーの内容を示す情報が登録されている。図３に示されている例において、「エラー内容」には、“SNS=03/11/00”及び“SNS=01/17/01”が登録されている。
「発生数」には、同一の記憶装置２００の領域における同一のエラー内容が発生した回数が登録されている。図３に示されている例において、「発生数」には、“1”及び“2”が登録されている。
「ヘッド」には、エラーが発生した記憶装置２００のヘッド２１１が登録されている。図３に示されている例において、「ヘッド」には、“0”及び“2”が登録されている。
「シリンダ」には、エラーが発生した記憶装置２００のシリンダ２１２が登録されている。図３に示されている例において、「シリンダ」には、“124”及び“100”が登録されている。
「セクタ」には、エラーが発生した記憶装置２００のセクタ２１３が登録されている。図３に示されている例において、「セクタ」には、“0”及び“2”が登録されている。
「アドレス」には、エラーが発生した記憶装置２００の領域を特定するアドレスが登録されている。図３に示されている例において、「アドレス」には、“0x000122”、“0x000123”及び“0x000400”が登録されている。
情報管理部１１２は、ＲＡＩＤ管理テーブル１０１、エラー領域管理テーブル１０２及びバックアップ領域管理テーブル１０４を管理する。
図４は、図１に示したＲＡＩＤ管理テーブル１０１を例示する図である。図４には、ＲＡＩＤ管理テーブル＃１〜＃ｎ１が示されている。
情報管理部１１２は、ＲＡＩＤ装置１にＲＡＩＤグループ２０を設定する際に、「ＲＡＩＤレベル」及びＲＡＩＤグループ２０を構成している記憶装置２００を示す情報を、ＲＡＩＤ管理テーブル１０１に登録する。
ＲＡＩＤ管理テーブル１０１は、各ＲＡＩＤグループ２０に属する記憶装置２００（「メンバーディスク」と称されてもよい。）を示す情報を保持する。ＲＡＩＤ管理テーブル１０１は、「Ｎｏ．」、「ＲＡＩＤグループＮｏ．」、「ＲＡＩＤレベル」、「メンバーディスク＃１〜＃ｎ６」のカラムを有する。ｎ６は、自然数である。
「Ｎｏ．」には、ＲＡＩＤ管理テーブル＃１〜＃ｎ１を特定するための番号が登録される。図４に示される例において、「Ｎｏ．」には、“1”〜“n1”が登録されている。
「搭載Ｓｌｏｔ」には、ＲＡＩＤグループ２０を構成する記憶装置２００が搭載されているＲＡＩＤ装置１のスロット（不図示）を特定するための情報が登録される。図４に示される例において、「搭載Ｓｌｏｔ」には、“0000”〜“0004”及び“100a”が登録されている。
「ＲＡＩＤグループＮｏ．」には、ＲＡＩＤグループ２０を特定するための情報が登録される。図４に示される例において、「ＲＡＩＤグループＮｏ．」には、“0x0000”〜“0x0004”及び“0x0010”が登録されている。
「ＲＡＩＤレベル」には、ＲＡＩＤグループ２０に設定されるＲＡＩＤレベルが登録される。図４に示される例において、「ＲＡＩＤレベル」には、“RAID1”、“RAID6”及び“RAID6-FR”が登録されている。
「メンバーディスク＃１〜＃ｎ６」には、各ＲＡＩＤグループ２０に属する記憶装置２００を特定する情報が登録される。図４に示される例において、「メンバーディスク＃１〜＃ｎ６」には、“0001”〜“0004”、“1000”、“1001”及び“1009”が登録されている。また、図４に示される例において、「メンバーディスク＃２〜＃ｎ６」に登録されている“-”は、記憶装置２００が属していないことを示す。
図５は、図１に示したバックアップ領域管理テーブル１０４を例示する図である。図５には、バックアップ領域管理テーブル＃１及び＃２が示されている。
情報管理部１１２は、ＨＳ３１の設定の際に、バックアップ領域管理テーブル１０４にバックアップ領域３０及び記憶装置２００の未使用領域３００を登録する。図１に示されたように、バックアップ領域３０には、２以上のＨＳ３１が指定されてよい。
バックアップ領域管理テーブル１０４は、バックアップ処理に使用されるＨＳ３１等の情報を保持する。バックアップ領域管理テーブル１０４は、「Ｎｏ．」、「使用中フラグ」、「Ｓｌｏｔ」、「種別」、「容量」、「回転数（ｒｐｍ）」、「用途」、「ＲＡＩＤレベル」及び「ＬＢＡ（Logical Block Addressing）範囲」のカラムを有する。なお、ｒｐｍは、単位であり、revolution per minuteの略である。
「Ｎｏ．」には、バックアップ領域管理テーブル＃１〜＃ｎ３を特定するための番号が登録される。図５に示される例において、「Ｎｏ．」には、“1”及び“2”が登録されている。
「使用中フラグ」には、記憶装置２００又はＨＳ３１が使用中であることを示すフラグが登録される。また、「使用中フラグ」には、記憶装置２００又はＨＳ３１が使用可能（別言されれば、「未使用である」）ことを示すフラグが登録される。図５に示される例において、「使用中フラグ」には、“使用中”及び“使用可”が登録されている。
「Ｓｌｏｔ」には、記憶装置２００又はＨＳ３１が搭載されているＲＡＩＤ装置１のスロット（不図示）を特定するための情報が登録される。図５に示される例において、「Ｓｌｏｔ」には、“020b”、“030b”、“0400”、“040b”及び“050b”が登録されている。
「種別」には、記憶装置２００及びＨＳ３１の種別が登録される。図５に示される例において、「種別」には、“SSD”又は“HDD”が登録されている。
「容量」には、記憶装置２００及びＨＳ３１の記憶容量が登録される。図５に示される例において、「容量」には、“400GB”及び“600GB”が登録されている。
「回転数（ｒｐｍ）」には、記憶装置２００又はＨＳ３１がＨＤＤである場合に、ＨＤＤの回転数を示す値が登録される。図５に示される例において、「回転数（ｒｐｍ）」には、“15,000”が登録されている。
「用途」には、データ（ＤＡＴＡ）を記憶する記憶装置２００と、記憶装置２００に記憶されているデータのコピーを記憶するＨＳ３１との別が登録される。図５に示される例において、「用途」には、“HS”及び“DATA”が登録されている。
「ＲＡＩＤレベル」には、記憶装置２００又はＨＳ３１に設定されているＲＡＩＤレベルが登録される。図５に示される例において、「ＲＡＩＤレベル」には、“RAID1”及び“RAID5”が登録されている。
「ＬＢＡ範囲」には、記憶装置２００又はＨＳ３１の記憶領域を特定するための論理アドレスの範囲が示されている。図５に示される例において、「ＬＢＡ範囲」には、“0x00000000 - 0x01000000”及び“0x09800000 - 0x01000000”が登録されている。
図６は、図１に示したエラー領域管理テーブル１０２を例示する図である。図６には、エラー領域管理テーブル＃１及び＃２が示されている。
情報管理部１１２は、故障検出部１１１によって記憶装置２００におけるエラーが検出された場合に、エラー領域管理テーブル１０２に情報を登録する。
具体的には、情報管理部１１２は、物理アドレス情報２１０（図１参照）に含まれるエラーが発生した領域のヘッド２１１、シリンダ２１２及びセクタ２１３を記憶装置２００から取得する。そして、情報管理部１１２は、取得したヘッド２１１、シリンダ２１２及びセクタ２１３を、ＲＡＩＤ管理テーブル１０１に含まれる情報とともに、エラー領域管理テーブル１０２に登録する。
情報管理部１１２は、後述するコピー処理部１１４によるコピー処理が完了した後に、エラーが発生した記憶装置２００に係るデータを有するエラー領域管理テーブル１０２を削除してよい。
エラー領域管理テーブル１０２は、記憶装置２００におけるエラーの発生位置（「障害予兆位置」と称されてもよい。）を保持する。エラー領域管理テーブル１０２は、「領域Ｎｏ．」、「予兆検出ＨＤＤ搭載位置」、「ＲＡＩＤ管理テーブルＮｏ．」、「ヘッド」、「シリンダ」、「セクタ」、「アドレス」、「バックアップ生成開始アドレス」及び「バックアップ生成終了アドレス」のカラムを有する。
「領域Ｎｏ．」には、エラー領域管理テーブル＃１〜＃ｎ２を特定するための番号が登録される。図６に示される例において、「領域Ｎｏ．」には、“1”及び“2”が登録されている。
「予兆検出ＨＤＤ搭載位置」には、エラーが検出された記憶装置２００が搭載されているＲＡＩＤ装置１のスロット（不図示）を特定するための情報が登録される。図６に示される例において、「予兆検出ＨＤＤ搭載位置」には、“1“及び“203”が登録されている。
「ＲＡＩＤ管理テーブルＮｏ．」には、エラーが検出された記憶装置２００が属するＲＡＩＤグループ２０が登録されているＲＡＩＤ管理テーブル１０１を特定するための番号が登録されている。図６に示される例において、「ＲＡＩＤ管理テーブルＮｏ．」には、“2”及び“7”が登録されている。
「ヘッド」、「シリンダ」及び「セクタ」には、エラーが発生した記憶装置２００の領域のヘッド２１１、シリンダ２１２及びセクタ２１３がそれぞれ登録される。図６に示される例において、「ヘッド」には“0”及び“2”が登録されており、「シリンダ」には“124”及び“222”が登録されており、「セクタ」には“0”が登録されている。
「アドレス」には、エラーが発生した記憶装置２００の領域を特定するためのアドレスが登録される。図６に示される例において、「アドレス」には、“0x000122”及び“0x87878”が登録されている。
「バックアップ生成開始アドレス」には、エラーが発生した記憶装置２００のデータのバックアップを開始するアドレスが登録される。図６に示される例において、「バックアップ生成開始アドレス」には、“0x000122 - a”及び“0x87878 - b”が登録されている。
「バックアップ生成終了アドレス」には、エラーが発生した記憶装置２００のデータのバックアップを終了するアドレスが登録される。図６に示される例において、「バックアップ生成終了アドレス」には、“0x000122 + a”及び“0x87878 + b”が登録されている。
このように、「領域Ｎｏ．」が“1”で示されるエラー発生領域については、エラーが発生した「アドレス」である“0x000122”の前後の“0x000122 - a”〜“0x000122 + a”の領域でバックアップが行なわれる。また、「領域Ｎｏ．」が“2”で示されるエラー発生領域については、エラーが発生した「アドレス」である“0x87878”の前後の“0x87878 - b”〜“0x87878 + b”の領域でバックアップが行なわれる。すなわち、「バックアップ生成開始アドレス」及び「バックアップ生成終了アドレス」における“±a”と“±b”とは、バックアップを行なうマージンと称されてもよい。
バックアップ判定部１１３は、エラーカウントテーブル１０３に含まれる情報に基づき、通常のリビルド及びリダンダントコピーの処理を行なうか、バックアップデータを作成してバックアップデータをバックアップ領域３０に書き込むかを判定する。バックアップ判定部１１３は、エラーカウントテーブル１０３に含まれる情報が記憶装置２００におけるエラーが故障予兆によって登録されている場合に、バックアップ領域３０へのバックアップを行なう。
バックアップ判定部１１３は、リカバードエラーやアンリカバードエラー等の統計加点方式のエラーが発生した場合には、記憶装置２００が救済可能であるとして、バックアップを行なうことを判定してよい。一方、バックアップ判定部１１３は、記憶装置２００のヘッド（不図示）の故障やタイムアウト等の継続使用が困難なエラーが発生した場合には、記憶装置２００が救済不可であるとして、通常のリビルド及びリダンダントコピーを行なってよい。バックアップ判定部１１３は、エラーカウントテーブル１０３（図３参照）の「エラー内容」のカラムを参照することにより、記憶装置２００が救済可能であるか否かの判断を行なってよい。
バックアップ判定部１１３は、バックアップ領域３０へのバックアップを行なうことを決定し、バックアップに使用可能なＨＳ３１の領域が複数ある場合に、バックアップに使用するＨＳ３１の領域を選択する。バックアップ判定部１１３は、「使用中フラグ」に“使用可”が登録されているバックアップ領域管理テーブル１０４が複数領域（「バックアップ候補」と称されてもよい。）ある場合に、バックアップに使用するＨＳ３１の領域を選択してよい。
バックアップ判定部１１３は、例えば、以下の（１）〜（３）の順に優先度を持たせて、バックアップ候補の中からバックアップに使用するＨＳ３１の領域を選択する。
（１）バックアップ候補にＨＤＤとＳＳＤとがある場合には、ＳＳＤを選択する。
（２）バックアップ候補がいずれもＨＤＤである場合には、回転数が最大のＨＤＤを選択する。
（３）バックアップ候補に複数のＨＤＤ又は複数のＳＳＤがある場合には、他のＲＡＩＤグループ２０に使用されている領域が最小のＨＳ３１を選択する。
すなわち、バックアップ判定部１１３は、選択部の一例であり、バックアップに使用するＨＳ３１として、書き込み速度が最大のＨＳ３１を選択する。
コピー処理部１１４は、エラーが検出された記憶装置２００（以下、「被疑ディスク」と称される場合がある。）が記憶するデータを、バックアップ判定部１１３によって選択されたＨＳ３１にコピーする。具体的には、コピー処理部１１４は、被疑ディスクが記憶するデータをバックアップ領域３０の任意の領域に一時的にコピーし、バックアップ領域３０へのコピーが完了すると、バックアップ領域３０へコピーされたデータを所定のＨＳ３１へコピーする。「バックアップ領域３０へのコピーが完了する」は、「バックアップ領域３０のデータと被疑ディスクのデータとが等価になる」と称されてもよい。
すなわち、コピー処理部１１４は、故障検出部１１１において故障予兆が検出された場合に、被疑ディスクに記憶されているデータを、ＲＡＩＤを構成するバックアップ領域３０にコピーする第１コピー処理部の一例である。また、コピー処理部１１４は、バックアップ領域３０に記憶されたデータを、所定のＨＳ３１に更にコピーする第２コピー処理部の一例である。
ここで、「所定のＨＳ３１」としては、被疑ディスクと同一機種であり、同一容量を有するＨＳ３１が優先的に選択されてよい。
コピー処理部１１４がデータのコピーを行なうバックアップ領域３０に複数のＨＳ３１が属している場合には、コピー処理部１１４は、複数のＨＳ３１に分散してデータのコピーを行なってよい。また、バックアップ領域３０に属するＨＳ３１が複数ない場合には、コピー処理部１１４は、被疑ディスクに記憶されているデータを、バックアップ領域３０に属する単一のＨＳ３１にコピーしてよい。
コピー対象のデータの容量がバックアップ領域３０の容量よりも大きい場合には、コピー処理部１１４は、被疑ディスクに記憶されているデータを、上述した所定のＨＳ３１に直接にコピーしてよい。また、ＲＡＩＤ装置１に上述した所定のＨＳ３１が存在しない場合には、コピー処理部１１４は、バックアップ領域３０にコピーしたデータを、被疑ディスクと交換されて新たに組み入れられる記憶装置２００にコピーしてもよい。
書き込み処理部１１５は、ホスト装置４からのライト要求に従い、記憶装置２００にデータを書き込む。また、書き込み処理部１１５は、コピー処理部１１４によるバックアップ領域３０へのコピー処理中に、記憶装置２００へのデータの書き込みと並行して、バックアップ領域３０へ同一のデータの書き込みを行なう。
書き込み処理部１１５がデータの書き込みを行なうバックアップ領域３０に複数のＨＳ３１が属している場合には、書き込み処理部１１５は、複数のＨＳ３１に分散してデータの書き込みを行なってよい。また、バックアップ領域３０に属するＨＳ３１が複数ない場合には、書き込み処理部１１５は、被疑ディスクに書き込まれるデータを、バックアップ領域３０に属する単一のＨＳ３１に書き込んでよい。
書き込み対象のデータの容量がバックアップ領域３０の容量よりも大きい場合には、書き込み処理部１１５は、被疑ディスクに書き込まれるデータを、上述した所定のＨＳ３１に直接に書き込んでもよい。
書き込み処理部１１５は、コピー処理部１１４によるバックアップ領域３０へのコピー処理が完了した場合に、記憶装置２００へのデータの書き込みを中止してよい。
アクセス処理部１１６は、コピー処理部１１４及び書き込み処理部１１５によってデータのバックアップが実行されていない際に、ホスト装置４からのデータアクセス要求に応じた、記憶装置２００及びＨＳ３１に対するデータの読み書き処理を行なう。
アクセス処理部１１６は、コピー処理部１１４及び書き込み処理部１１５によるデータのバックアップが完了すると、被疑ディスクに代えて、上述した所定のＨＳ３１に対してデータアクセスを行なう。別言されれば、アクセス処理部１１６は、被疑ディスクに代えて、被疑ディスクが属するＲＡＩＤグループ２０にデータのコピーが完了した所定のＨＳ３１を組み入れる。
アクセス処理部１１６は、情報管理部１１２によって被疑ディスクに係る情報がエラー領域管理テーブル１０２から削除された後に、ＲＡＩＤ装置１から被疑ディスクを切り離す。被疑ディスクの交換によってＲＡＩＤ装置１に搭載された新たな記憶装置は、ＨＳ３１として使用されてよい。
なお、バックアップ領域３０を構成するＨＳ３１においてエラーが発生した場合においても、記憶装置２００においてエラーが発生した場合と同様に、バックアップ処理が行なわれてよい。
また、ＲＡＩＤ装置１においては、ＳＳＤ等の高性能ディスクで構成されたＨＳ３１を有するバックアップ領域３０と、ＨＤＤやオンラインディスク等の低性能ディスクで構成されたＨＳ３１を有するバックアップ領域３０とが、別々に定義されていてもよい。これにより、バックアップ判定部１１３によるバックアップ領域３０の選択が容易になる。
更に、バックアップ判定部１１３は、データのバックアップを行なう領域として、複数のバックアップ領域３０を選択してもよい。これにより、バックアップ先のＨＳ３１が分散され、バックアップ処理を短時間で行なうことができる。
〔Ａ−２〕動作
上述した実施形態の一例のＲＡＩＤ装置１におけるバックアップ領域決定処理を、図７に示されるフローチャート（ステップＳ１〜Ｓ９）に従って説明する。
故障検出部１１１は、記憶装置２００における故障又は故障予兆を検出する（ステップＳ１）。
情報管理部１１２は、エラー領域管理テーブル１０２に被疑ディスクの情報を登録する（ステップＳ２）。
バックアップ判定部１１３は、被疑ディスクの情報をＲＡＩＤ管理テーブル１０１から読み出す（ステップＳ３）。
バックアップ判定部１１３は、エラー内容が故障予兆であるかを判定する（ステップＳ４）。
エラー内容が故障予兆でない場合には（ステップＳ４のＮｏルート参照）、ＲＡＩＤ装置１は、通常のリビルド及びリダンダントコピーを行なう（ステップＳ５）。そして、処理は終了する。
一方、エラー内容が故障予兆である場合には（ステップＳ４のＹｅｓルート参照）、バックアップ判定部１１３は、バックアップ領域管理テーブル１０４を参照して、バックアップ領域３０の使用状態を確認する（ステップＳ６）。
バックアップ判定部１１３は、使用可能なバックアップ領域３０が存在するかを判定する（ステップＳ７）。
使用可能なバックアップ領域３０が存在しない場合には（ステップＳ７のＮｏルート参照）、処理はステップＳ６へ戻る。バックアップ判定部１１３は、所定時間毎に（例えば、１０分間隔で）ステップＳ６における確認を行なってよい。
一方、使用可能なバックアップ領域３０が存在する場合には（ステップＳ７のＹｅｓルート参照）、バックアップ判定部１１３は、使用可能なバックアップ領域３０が複数存在するかを判定する（ステップＳ８）。
使用可能なバックアップ領域３０が複数存在しない場合には（ステップＳ８のＮｏルート参照）、処理は図８のステップＳ１１及びＳ２１へ移行する。
一方、使用可能なバックアップ領域３０が複数存在する場合には（ステップＳ８のＹｅｓルート参照）、バックアップ判定部１１３は、所定の優先度に基づいて、バックアップ候補中からバックアップに使用するＨＳ３１を選択する（ステップＳ９）。そして、処理は、図８のステップＳ１１及びＳ２１へ移行する。
次に、実施形態の一例のＲＡＩＤ装置１におけるコピー処理及び書き込み処理を、図８に示されるフローチャート（ステップＳ１１〜Ｓ１９及びＳ２１〜Ｓ２３）に従って説明する。
コピー処理部１１４は、図７のステップＳ８又はＳ９の処理が完了すると、被疑ディスクが記憶しているデータをバックアップ領域３０にコピーする（ステップＳ１１）。
書き込み処理部１１５は、ステップＳ１１の処理と並行して、ホスト装置４からのライト要求に従って、被疑ディスクにデータを書き込むとともに、バックアップ領域３０に同一のデータを書き込む。別言されれば、書き込み処理部１１５は、被疑ディスクに書き込むデータをバックアップ領域３０に並行して書き込む（ステップＳ２１）。また、書き込み処理部１１５は、バックアップ領域３０を構成する複数のＨＳ３１に並行してデータを書き込む。
コピー処理部１１４は、バックアップ領域３０へのデータのコピーが完了したかを判定する（ステップＳ１２）。
バックアップ領域３０へのデータのコピーが完了していない場合には（ステップＳ１２のＮｏルート参照）、処理はステップＳ１１へ戻る。
一方、バックアップ領域３０へのデータのコピーが完了した場合には（ステップＳ１２のＹｅｓルート参照）、コピー処理部１１４は、バックアップ領域管理テーブル１０４を参照して、ＨＳ３１の空き状況を確認する（ステップＳ１３）。
コピー処理部１１４は、使用可能なＨＳ３１が存在するかを判定する（ステップＳ１４）。
使用可能なＨＳ３１が存在しない場合には（ステップＳ１４のＮｏルート参照）、処理はステップＳ１３へ戻る。
一方、使用可能なＨＳ３１が存在する場合には（ステップＳ１４のＹｅｓルート参照）、コピー処理部１１４は、使用可能なＨＳ３１が被疑ディスクと同一種類のＨＳ３１であるかを判定する（ステップＳ１５）。
使用可能なＨＳ３１が被疑ディスクと同一種類のＨＳ３１でない場合には（ステップＳ１５のＮｏルート参照）、処理はステップＳ１３へ戻る。
一方、使用可能なＨＳ３１が被疑ディスクと同一種類のＨＳ３１である場合には（ステップＳ１５のＹｅｓルート参照）、コピー処理部１１４は、バックアップ領域（ＢＵ領域）３０に格納したデータを当該ＨＳ３１にコピーする（ステップＳ１６）。
アクセス処理部１１６は、バックアップ領域３０に格納した全データのＨＳ３１へのコピーが完了すると（ステップＳ１７）、当該ＨＳ３１を被疑ディスクが属していたＲＡＩＤグループ２０に組み入れる（ステップＳ１８）。
なお、ＲＡＩＤ装置１に被疑ディスクと同一種類のＨＳ３１が存在しない場合には、コピー処理部１１４は、バックアップ領域３０にコピーしたデータを、被疑ディスクと交換されて新たに組み入れられる記憶装置２００に直接にコピーしてもよい。
情報管理部１１２は、バックアップ領域管理テーブル１０４に登録した“使用中”フラグを削除することによって、バックアップ領域（図８では「ＢＵ領域」）３０を解放する（ステップＳ１９）。そして、コピー処理は終了する。
ステップＳ１２において、バックアップ領域３０へのデータのコピーが完了した場合には（ステップＳ１２のＹｅｓルート参照）、書き込み処理部１１５は、ホスト装置４からのライト要求に基づく被疑ディスクへの書き込みを中止する（ステップＳ２２）。
アクセス処理部１１６は、被疑ディスクをＲＡＩＤ装置１から切り離し（ステップＳ２３）、書き込み処理は終了する。
以上のように、コピー処理部１１４は、故障検出部１１１において故障予兆が検出された場合に、記憶装置２００に記憶されているデータを、ＲＡＩＤを構成するバックアップ領域３０にコピーする。また、書き込み処理部１１５は、故障検出部１１１において故障予兆が検出された場合に、ホスト装置４からのライト要求によって記憶装置２００に書き込まれるデータを、バックアップ領域３０に書き込む。更に、コピー処理部１１４は、バックアップ領域３０に記憶されたデータを、所定のＨＳ３１に更にコピーする。そして、アクセス処理部１１６は、記憶装置２００に代えて、所定のＨＳ３１に対して書き込み要求に応じたアクセスを行なう。
これにより、データの保障を確実に行なうことができる。例えば、ＲＡＩＤグループを構成するバックアップ領域３０に並列書き込みでデータを保存するため、早期にデータを保全（別言されれば、「保障」）することができ、コピーによるデータアクセスへの影響を低減できる。所定のＨＳ３１のアクセス性能が低い場合でも、所定のＨＳ３１へのデータのコピーを、ホスト装置４からのアクセス要求が少ない任意の時刻に、時間をかけて行なうことができる。データの一時バックアップ先に記憶装置２００の未使用領域３００（図１を参照）が使用される場合にはバックアップ動作中に当該記憶装置２００が故障することも想定されるが、バックアップ領域３０がＲＡＩＤ化されることにより、データを保障できる。また、バックアップ処理に使用されるバックアップ領域３０の構成に拘わらず、迅速にバックアップ処理を開始することができる。
バックアップ領域３０に属する記憶装置が複数ない場合に、コピー処理部１１４は、記憶装置２００に記憶されているデータを、バックアップ領域３０に属する単一のＨＳ３１（又は記憶装置２００の未使用領域３００）にコピーする。また、バックアップ領域３０に属する記憶装置が複数ない場合に、書き込み処理部１１５は、記憶装置２００に書き込まれるデータを、バックアップ領域３０に属する単一のＨＳ３１（又は記憶装置２００の未使用領域３００）に書き込む。これにより、バックアップ領域３０に属する記憶装置が複数ない場合においても、バックアップ動作を行なうことができる。
バックアップ判定部１１３は、バックアップ領域３０が複数ある場合に、書き込み速度が最大のＨＳ３１を含むバックアップ領域３０を選択する。これにより、データのバックアップを短時間で完了でき、バックアップ処理中に記憶装置２００が故障してデータロストが発生する可能性を低減できる。
コピー処理部１１４は、故障予兆が検出された記憶装置２００に代えてＲＡＩＤグループ２０に組み入れるＨＳ３１として、故障予兆が検出された記憶装置２００と同種類である記憶装置を選択する。これにより、故障予兆の検出前後でＲＡＩＤ装置１の構成が変わらないため、ＲＡＩＤ装置１の信頼性を向上できる。
書き込み処理部１１５は、コピー処理部１１４によるバックアップ領域３０へのデータのコピーが完了した場合に、故障予兆が検出された記憶装置２００に対するデータの書き込みを中止する。これにより、故障予兆が検出された記憶装置２００を早期にＲＡＩＤ装置１から切り離すことができ、正常な記憶装置２００に入れ替えることができる。
〔Ｂ〕その他
開示の技術は上述した実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成及び各処理は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
〔Ｃ〕付記
（付記１）
第１の記憶装置における故障予兆を検出する検出部と、
前記検出部において前記故障予兆が検出された場合に、前記第１の記憶装置に記憶されているデータを、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）を構成するバックアップ領域にコピーする第１コピー処理部と、
前記検出部において前記故障予兆が検出された場合に、上位装置からの書き込み要求によって前記第１の記憶装置に書き込まれるデータを、前記バックアップ領域に書き込む書き込み処理部と、
前記バックアップ領域に記憶されたデータを、第２の記憶装置に更にコピーする第２コピー処理部と、
前記第１の記憶装置に代えて、前記第２の記憶装置に対して前記書き込み要求に応じたアクセスを行なうアクセス処理部と、
を備える、ストレージ制御装置。
（付記２）
前記バックアップ領域に属する記憶装置が複数ない場合に、
前記第１コピー処理部は、前記第１の記憶装置に記憶されているデータを、前記バックアップ領域に属する単一の記憶装置にコピーし、
前記書き込み処理部は、前記第１の記憶装置に書き込まれるデータを、前記バックアップ領域に属する単一の記憶装置に書き込む、
付記１に記載のストレージ制御装置。
（付記３）
前記バックアップ領域が複数ある場合に、書き込み速度が最大の記憶装置を含むバックアップ領域を選択する選択部
を更に備える、付記１又は２に記載のストレージ制御装置。
（付記４）
前記第２コピー処理部は、前記第２の記憶装置として、前記第１の記憶装置と同一種類である記憶装置を選択する、
付記１〜３のいずれか１項に記載のストレージ制御装置。
（付記５）
前記書き込み処理部は、前記第１コピー処理部による前記バックアップ領域へのデータのコピーが完了した場合に、前記第１の記憶装置に対するデータの書き込みを中止する、
付記１〜４のいずれか１項に記載のストレージ制御装置。
（付記６）
複数の記憶装置と、
前記複数の記憶装置のうちの第１の記憶装置における故障予兆を検出する検出部と、
前記検出部において前記故障予兆が検出された場合に、前記第１の記憶装置に記憶されているデータを、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）を構成するバックアップ領域にコピーする第１コピー処理部と、
前記検出部において前記故障予兆が検出された場合に、上位装置からの書き込み要求によって前記第１の記憶装置に書き込まれるデータを、前記バックアップ領域に書き込む書き込み処理部と、
前記バックアップ領域に記憶されたデータを、前記複数の記憶装置のうちの第２の記憶装置に更にコピーする第２コピー処理部と、
前記第１の記憶装置に代えて、前記第２の記憶装置に対して前記書き込み要求に応じたアクセスを行なうアクセス処理部と、
を備える、ストレージ装置。
（付記７）
前記バックアップ領域に属する記憶装置が複数ない場合に、
前記第１コピー処理部は、前記第１の記憶装置に記憶されているデータを、前記バックアップ領域に属する単一の記憶装置にコピーし、
前記書き込み処理部は、前記第１の記憶装置に書き込まれるデータを、前記バックアップ領域に属する単一の記憶装置に書き込む、
付記６に記載のストレージ装置。
（付記８）
前記バックアップ領域が複数ある場合に、書き込み速度が最大の記憶装置を選択する選択部
を更に備える、付記６又は７に記載のストレージ装置。
（付記９）
前記第２コピー処理部は、前記第２の記憶装置として、前記第１の記憶装置と同一種類である記憶装置を選択する、
付記６〜８のいずれか１項に記載のストレージ装置。
（付記１０）
前記書き込み処理部は、前記第１コピー処理部による前記バックアップ領域へのデータのコピーが完了した場合に、前記第１の記憶装置に対するデータの書き込みを中止する、
付記６〜９のいずれか１項に記載のストレージ装置。
１００ ：ストレージシステム
１ ：ＲＡＩＤ装置
１０１ ：ＲＡＩＤ管理テーブル
１０２ ：エラー領域管理テーブル
１０３ ：エラーカウントテーブル
１０４ ：バックアップ領域管理テーブル
１１ ：ＣＰＵ
１１１ ：故障検出部
１１２ ：情報管理部
１１３ ：バックアップ判定部
１１４ ：コピー処理部
１１５ ：書き込み処理部
１１６ ：アクセス処理部
１２ ：メモリ
１３ ：ポート
２０ ：ＲＡＩＤグループ
２００ ：記憶装置
２１０ ：物理アドレス情報
２１１ ：ヘッド
２１２ ：シリンダ
２１３ ：セクタ
３００ ：未使用領域
３０ ：バックアップ領域
３１ ：ＨＳ
４ ：ホスト装置

Claims (5)

  1. 第１の記憶装置における故障予兆を検出する検出部と、
    ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）を構成する複数の記憶装置によって提供される、複数のバックアップ領域がある場合に、書き込み速度が最大の記憶装置を含むと共に他のＲＡＩＤグループに使用されている領域が最小のバックアップ領域を選択する選択部と、
    前記検出部において前記故障予兆が検出された場合に、前記第１の記憶装置に記憶されているデータを、前記選択部が選択した第１のバックアップ領域にコピーする第１コピー処理部と、
    前記検出部において前記故障予兆が検出された場合に、上位装置からの書き込み要求によって前記第１の記憶装置に書き込まれるデータを、前記第１のバックアップ領域に書き込む書き込み処理部と、
    前記第１のバックアップ領域に記憶されたデータを、第２の記憶装置に更にコピーする第２コピー処理部と、
    前記第１の記憶装置に対する前記書き込み要求を前記第２の記憶装置に対して行なうアクセス処理部と、
    を備える、
    ストレージ制御装置。
  2. 前記第１のバックアップ領域に属しており、前記第１コピー処理部によるデータのコピーが可能な記憶装置が複数ない場合に、
    前記第１コピー処理部は、前記第１の記憶装置に記憶されているデータを、前記第１のバックアップ領域に属する単一の記憶装置にコピーし、
    前記書き込み処理部は、前記第１の記憶装置に書き込まれるデータを、前記第１のバックアップ領域に属する単一の記憶装置に書き込む、
    請求項１に記載のストレージ制御装置。
  3. 前記第２コピー処理部は、前記第２の記憶装置として、前記第１の記憶装置と同一種類である記憶装置を選択する、
    請求項１又は２に記載のストレージ制御装置。
  4. 前記書き込み処理部は、前記第１コピー処理部による前記第１のバックアップ領域へのデータのコピーが完了した場合に、前記第１の記憶装置に対するデータの書き込みを中止する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のストレージ制御装置。
  5. 複数の記憶装置と、
    前記複数の記憶装置のうちの第１の記憶装置における故障予兆を検出する検出部と、
    ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）を構成する前記複数の記憶装置によって提供される、複数のバックアップ領域がある場合に、書き込み速度が最大の記憶装置を含むと共に他のＲＡＩＤグループに使用されている領域が最小のバックアップ領域を選択する選択部と、
    前記検出部において前記故障予兆が検出された場合に、前記第１の記憶装置に記憶されているデータを、前記選択部が選択した第１のバックアップ領域にコピーする第１コピー処理部と、
    前記検出部において前記故障予兆が検出された場合に、上位装置からの書き込み要求によって前記第１の記憶装置に書き込まれるデータを、前記第１のバックアップ領域に書き込む書き込み処理部と、
    前記第１のバックアップ領域に記憶されたデータを、前記複数の記憶装置のうちの第２の記憶装置に更にコピーする第２コピー処理部と、
    前記第１の記憶装置に対する前記書き込み要求を前記第２の記憶装置に対して行なうアクセス処理部と、
    を備える、
    ストレージ装置。
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