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JP2005115771A - ディスクアレイ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】制御基板へ電力を供給するための配線の簡素化など効率よくメンテナンスを行う仕組みを設けたディスクアレイ装置を提供する。
【解決手段】 チャネル制御部と、ディスク制御部と、キャッシュメモリと、キャッシュスイッチと、共有メモリと、電源装置とが筐体に収容されてなるディスクアレイ装置であって、チャネル制御部、ディスク制御部、キャッシュメモリ、キャッシュスイッチ、及び共有メモリのそれぞれは、動作させるための電圧が異なる複数の電子回路及び単一の入力電圧から各電子回路を動作させる電圧を生成する電圧変換装置が形成された制御基板を備えて構成され、チャネル制御部、ディスク制御部、キャッシュメモリ、キャッシュスイッチ、及び共有メモリの各電圧変換装置には、電源装置から電圧が供給される。
【選択図】 図８

Description

本発明はディスクアレイ装置に関する。
近年情報処理システムで取り扱われるデータ量が増大しており、ディスクアレイ装置の大規模化、複雑化が進んでいる。それに伴いディスクアレイ装置に装着されるディスクドライブの数が増加している。またディスクアレイ装置には動作電圧の異なる複数の電子回路が形成された、ディスクドライブへのデータの読み書きを制御する制御基板が搭載されており、電源装置の種類も増加している。
ＷＯ ９３／２４８７８
一方で、限られた設置スペースの有効利用等のため、ディスクアレイ装置にはより一層の小型化が求められている。また小型化により限られたスペースに制御基板が高密度に実装されることとなり、例えば、制御基板へ電力を供給するための配線配索の簡素化など、ディスクアレイ装置にはより効率よくメンテナンスを行うための仕組みを設けることも必要となる。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、ディスクアレイ装置を提供することを主たる目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、情報処理装置からデータの入力／出力要求を受信し、前記情報処理装置との間で前記データの授受を行うチャネル制御部と、前記入力／出力要求に応じてディスクドライブとの間で前記データの授受を行うディスク制御部と、前記チャネル制御部及び前記ディスク制御部の間で授受される前記データを記憶するキャッシュメモリと、前記チャネル制御部及び前記キャッシュメモリの間の通信路を形成するキャッシュスイッチと、前記チャネル制御部及び前記ディスク制御部の間で授受される前記入力／出力要求を記憶する共有メモリと、電源装置とが筐体に収容されてなるディスクアレイ装置であって、前記チャネル制御部、前記ディスク制御部、前記キャッシュメモリ、前記キャッシュスイッチ、及び前記共有メモリのそれぞれは、動作させるための電圧が異なる複数の電子回路、及び単一の入力電圧から前記各電子回路を動作させる電圧を生成する電圧変換装置が形成された制御基板を備えて構成され、前記チャネル制御部、前記ディスク制御部、前記キャッシュメモリ、前記キャッシュスイッチ、及び前記共有メモリの各前記電圧変換装置には、前記電源装置から電圧が供給されることを特徴とするディスクアレイ装置に関する。
ここでディスクドライブとはデータを記録するための記録媒体を備えた装置であり、例えばハードディスク装置や半導体記憶装置である。
このような態様により、ディスクアレイ装置内の制御基板に電力を供給する電源装置の種類を削減することができる。このため電源装置の搭載スペースを小さくでき、ひいてはディスクアレイ装置の小型化を図ることができる。また制御基板に電力を供給するための配線の電圧が統一されるため、ディスクアレイ装置内の配線配索の簡素化や、メンテナンス作業の容易化、ディスクアレイ装置の組み立て時等の配線誤配索の防止を図ることが可能となる。さらには、電源装置の種類が削減される結果、ディスクアレイ装置の部品点数を削減することができ、製造コストの低減、製造容易化を図ることが可能となる。
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
ディスクアレイ装置を提供することができる。
＝＝＝ディスクアレイ装置の外観＝＝＝
まず、本実施の形態に係るディスクアレイ装置１００の外観構成について図１を参照しながら説明する。
図１に示すディスクアレイ装置１００は、制御装置１１０と駆動装置１２０とを備えて構成される。図１に示す例では制御装置１１０が中央に配置され、その左右に駆動装置１２０が配置されている。
制御装置１１０はディスクアレイ装置１００全体の制御を司る。詳細は後述するが、制御装置１１０には、ディスクアレイ装置１００の全体の制御を司る論理部４２０と、データを記憶するためのディスクドライブユニット３１０が、前面側及び後面側に収容される。駆動装置１２０には、前面側及び後面側にディスクドライブユニット３１０が収容される。
ディスクアレイ装置１００は大きなデータ記憶容量を実現しつつ小型化を図るため、様々な電子機器が高密度に実装されている。以下に、制御装置１１０及び駆動装置１２０のそれぞれの詳細な構成について、図２乃至図５を用いて説明する。
まず制御装置１１０の構成を示す図を図２及び図４に示す。図２には、制御装置１１０を右斜め前方から見た場合の外観図と左斜め後方から見た場合の外観図をそれぞれ示す。図２の左側に記載された外観図が右斜め前方から見た場合の外観図であり、右側に記載された外観図が左斜め後方から見た場合の外観図である。
制御装置１１０は、ディスクドライブモジュール３００、論理モジュール４００、バッテリ８００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、ＡＣ／ＤＣ電源６００、ファン５００、オペレータパネル１１１が筐体２００に収容されてなる。
ディスクドライブモジュール３００は筐体２００の上段に収容される。ディスクドライブモジュール３００には、データを記憶するための複数のディスクドライブユニット３１０が隣接して配置されている。
ディスクドライブユニット３１０は、記録媒体を備えたディスクドライブ３１１やＤＣ／ＤＣコンバータ（ディスクドライブ３１１を動作させる電圧を生成する電圧変換装置）３１３をキャニスタ３１２に収容している。ディスクドライブユニット３１０の外観構成を図９に示す。本実施の形態に係るディスクドライブユニット３１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１３をキャニスタ３１２の前面側に収容する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１３は、ＡＣ／ＤＣ電源６００からディスクドライブユニット３１０に供給される定格５６Ｖ（単一の直流電圧）の直流電力を、定格５Ｖ（ディスクドライブを動作させる電圧）の直流電力と定格１２Ｖ（ディスクドライブを動作させる電圧）の直流電力に変換して、ディスクドライブ３１１へ供給する。定格１２Ｖの直流電力は、例えばディスクを回転させるためのモータに供給される。また定格５Ｖの直流電力は、例えばディスクドライブ３１１へのデータの読み書きを行う制御回路に供給される。
論理モジュール４００は筐体２００の中段に収容される。論理モジュール４００は、論理部４２０と論理モジュールファン４１０とを備える。論理部４２０は、ディスクドライブ３１１へのデータの読み書きを制御するための各種機能を備えた制御基板４３０を備えて構成される。詳細は後述するが、論理部４２０の制御基板４３０は、チャネルアダプタ（情報処理装置１０００からデータの入力／出力要求を受信し、情報処理装置１０００との間でデータの授受を行うチャネル制御部）１３１、キャッシュメモリ（チャネル制御部及びディスク制御部の間で授受されるデータを記憶するキャッシュメモリ）１３３、共有メモリ（チャネル制御部及びディスク制御部の間で授受される入力／出力要求を記憶する共有メモリ）１３５、キャッシュスイッチ（チャネル制御部及びキャッシュメモリの間の通信路であるキャッシュスイッチ）１３２、ディスクアダプタ（入力／出力要求に応じてディスクドライブ３１１との間でデータの授受を行うディスク制御部）１３４を少なくともいずれかを含む。また制御基板４３０には、動作させるための電圧が異なる複数の電子回路と、ＡＣ／ＤＣ電源６００から供給される５６Ｖの単一の入力電圧から各電子回路を動作させる電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータが形成されている。論理モジュールファン４１０は、論理部４２０を空冷するための冷却風を発生させるための装置である。冷却風は論理モジュール４００の前面側から各論理部４２０の制御基板４３０の隙間を通って筐体２００の内部に入り、論理モジュールファン４１０及びファン５００により吸引されて筐体２００の天井部から筐体２００の外部に排出される。
バッテリ（蓄電装置）８００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、ＡＣ／ＤＣ電源（電圧変換装置に電圧を供給する電源装置）６００は筐体２００の下段に収容される。バッテリ８００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、ＡＣ／ＤＣ電源６００を以下電源部とも記す。
ＡＣ−ＢＯＸ７００は、ディスクアレイ装置１００に対する交流電力の取り入れ口であり、ブレーカとして機能する。ＡＣ−ＢＯＸ７００に取り入れられた交流電力はＡＣ／ＤＣ電源６００に供給される。
ＡＣ／ＤＣ電源６００は、交流電圧の入力に対して直流電圧に変換、出力し、論理部４２０やディスクドライブユニット３１０に直流電力を供給するための電源装置である。ここでＡＣ／ＤＣ電源６００は、単一の交流電圧の入力に対して単一の直流電圧に変換、出力するようにすることもできる。ここで論理部４２０やディスクドライブユニット３１０ではそれぞれ異なる定格電圧（動作させるための電圧）の直流電力が消費される。例えば本実施の形態に係る論理部４２０の制御基板４３０では定格５Ｖや３．３Ｖやその他の定格電圧の直流電力が消費される。またディスクドライブユニット３１０では定格５Ｖや１２Ｖの直流電力が消費される。このため本実施の形態に係る制御基板４３０やディスクドライブユニット３１０にはそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ（単一の入力電圧から各電子回路を動作させる電圧を生成する電圧変換装置、単一の入力電圧と同一の電圧からディスクドライブ３１１を動作させる電圧を生成する電圧変換装置）を備えることとし、これによりＡＣ／ＤＣ電源６００から制御基板４３０やディスクドライブユニット３１０へは同一定格電圧の直流電力を供給するようにしている。
具体的には、ＡＣ／ＤＣ電源６００は２００Ｖの交流電力を定格５６Ｖの直流電力に変換し出力する。そして、制御基板４３０やディスクドライブユニット３１０にそれぞれ設けられるＤＣ／ＤＣコンバータは、単一の５６Ｖの入力電圧から上記各電圧を生成する。なおＤＣ／ＤＣコンバータに入力される単一の入力電圧は、３６Ｖから６０Ｖまでの範囲とすることができる。もちろん上述した各電圧の値は一例であり他の値とすることが可能である。
本実施の形態に係るディスクアレイ装置１００における電力供給の仕組みを示す図を図８、図１０及び図１１に示す。なお、図１０は論理部４２０の制御基板４３０に電力が供給される様子を示し、図１１はディスクドライブモジュール３００内のディスクドライブユニット３１０や後述するファイバチャネルスイッチ（ＦＳＷ）１５０に電力が供給される様子を示す。
図１０に示すように、論理部４２０の制御基板４３０には様々な定格電圧の電子回路が形成される。電子回路は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ、各種ＬＳＩ、その他一般論理回路の少なくともいずれかを含んで構成される。そして単一の５６Ｖの直流電圧の入力に対して、これらの各電子回路を動作させる電圧を生成し出力するＤＣ／ＤＣコンバータが形成される。これにより論理部４２０の制御基板４３０に形成されるＤＣ／ＤＣコンバータに供給される直流電力の電圧を、ＡＣ／ＤＣ電源６００から出力される直流電力の定格電圧である５６Ｖに統一することができる。
また図１１に示すように、ディスクドライブユニット３１０やＦＳＷ１５０も、制御基板４３０に形成されるＤＣ／ＤＣコンバータと同様、単一の５６Ｖの入力電圧からディスクドライブ３１１を動作させる電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ３１３や、単一の５６Ｖの入力電圧からＦＳＷ１５０を動作させる電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ１５３を備える。
次に、本実施の形態に係る電力供給とは異なる形態の電力供給の仕組みを示す図を図１３及び図１４に示す。すなわち、出力電圧の異なる複数種類のＡＣ／ＤＣ電源１６００が設けられている形態である。具体的には、ファン１５００に供給するための１２Ｖの直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣ電源１６００や、制御基板４３０に供給するための３．３Ｖの直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣ電源１６００、同じく制御基板４３０に供給するための５Ｖの直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣ電源１６００、ディスクドライブモジュール３００に供給するための１２Ｖ及び５Ｖの直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣ電源１６００などが個別に設けられている。なお、３．３Ｖの直流電圧はバッテリ１８００に供給され、停電などの際にはバッテリ１８００から制御基板４３０のメモリに電圧が供給されるようにしている。これにより、停電等が発生してもメモリに記憶されているデータは保護されるようにできる。このように、出力電圧毎にＡＣ／ＤＣ電源１６００を設ける形態では、ディスクアレイ装置内におけるＡＣ／ＤＣ電源１６００の搭載スペースが大きくなり、ディスクアレイ装置の小型化を妨げる要因となる。また各電圧毎のケーブルがディスクアレイ装置内に複雑に配索されることとなる。
図２及び図４に戻って、本実施の形態に係るバッテリ８００は、停電時やＡＣ／ＤＣ電源６００の異常時等、ＡＣ／ＤＣ電源６００からの電圧の供給が停止した場合に、ＡＣ／ＤＣ電源６００に代わって制御装置１１０が備える各装置、例えばディスクドライブ３１１や制御基板４３０が備えるＤＣ／ＤＣコンバータに電圧を供給する蓄電装置である。
本実施の形態に係るバッテリ８００は、図１０及び図１１に示すように、ＡＣ／ＤＣ電源６００から供給される５６Ｖの電圧（ＡＣ／ＤＣ電源６００からＤＣ／ＤＣコンバータに供給される電圧と同一の電圧）により充電される。このようにバッテリ８００を充電するための電圧をＤＣ／ＤＣコンバータに供給するための電圧と同一にすることにより、ＡＣ／ＤＣ電源６００の種類を抑制することができる。
バッテリ８００は、蓄電部８１０と充電回路８２０と電流逆流防止装置８３０とを備える。蓄電部８１０は電荷を蓄える。例えば鉛電池で構成される。充電回路８２０は、ＡＣ／ＤＣ電源６００から供給される５６Ｖからバッテリ８００が出力する電圧より高い電圧でのみ動作し、入力される直流電力から、５６Ｖよりも低い５４Ｖの直流電力に変換して蓄電部８１０を充電する。このように本実施の形態に係るバッテリ８００においては、ＡＣ／ＤＣ電源６００から供給される５６Ｖの電圧を取り入れつつ、内部の蓄電部８１０では５６Ｖよりも低い５４Ｖで電荷を蓄積する。このようにすることにより、蓄電部８１０、ひいてはバッテリ８００を小型化することができる。これによりディスクアレイ装置１００の小型化を図ることができる。電流逆流防止装置８３０は、蓄電部８１０に蓄えられた電荷を論理部４２０の制御基板４３０に出力する向きには電流を流すが、その逆向きには電流を流さない。電流逆流防止装置８３０は例えばダイオードにより構成される。これにより、ＡＣ／ＤＣ電源６００から出力される５６Ｖの直流電力が蓄電部８１０に直接印加されないようにすると共に、停電時などＡＣ／ＤＣ電源６００から５６Ｖの直流電力が出力されない場合には、蓄電部８１０から５４Ｖ〜３６Ｖの直流電力が出力されるようにすることが可能となる。上述したように、制御基板４３０やディスクドライブユニット３１０、ＦＳＷ１５０に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータに入力される単一の入力電圧は、３６Ｖから６０Ｖまでの範囲とすることができるので、バッテリ８００から供給される電圧が３６Ｖであってもこれらの電子機器の動作を継続させることができる。
本実施の形態に係るバッテリ８００の充放電回路を図１６に示す。図１６において、Ｗａは２００Ｖの交流電圧である。Ｖａは５６Ｖの直流電圧である。Ｖｄは５４Ｖの直流電圧である。Ｖｅも同様に５４Ｖの直流電圧である。Ｖｃは、５６Ｖ〜３６Ｖの直流電圧である。すなわちＡＣ／ＤＣ電源６００から電力供給が行われている間はＶｃは５６Ｖであるが、停電等によりバッテリ８００から電力供給が行われる場合にはＶｃは５４Ｖ〜３６Ｖとなる。Ｗｃは、各電子機器に搭載される各電子機器を動作させるための電圧である。上述したように例えば３．３Ｖや５Ｖ、１２Ｖ等様々な電圧である。Ｗｂは０Ｖである。
そして図１６においてＤＣ／ＤＣ電源１と記載されているのが充電回路８２０である。またＤＣ／ＤＣ電源３と記載されているのがＤＣ／ＤＣコンバータである。
図１６に示すように、ＷａからＷｃに至るまでの間には幾度かの電圧の変換が行われる。電圧が変換される際には所定の電力損失が生じる。しかし本実施の形態に係るバッテリ充放電回路においては、蓄電部８１０からの５４Ｖ〜３６Ｖの電圧を５６Ｖに変換せずにＤＣ／ＤＣコンバータに供給するようにしているので、図１５に示すバッテリ充電回路と比較すると分かるように、ＤＣ／ＤＣ電源２を設ける必要を無くすことができる。そのため、ＤＣ／ＤＣ電源２による電力損失を回避することができる。これにより本実施の形態に係るディスクアレイ装置１００の消費電力を、ＤＣ／ＤＣ電源２が電力損失する分（１−β）減少させることができ、ＡＣ／ＤＣ電源６００の小型化、及びバッテリ８００に蓄電する容量を少なくすることが可能となり、バッテリ８００が小型化でき、ひいてはディスクアレイ装置１００の小型化を図ることが可能となる。さらに、最も電力効率が悪いバッテリ８００の充電／放電経路は一旦バッテリ８００に蓄電された電力を放電した後のバッテリ満充電までの期間でしか発生せず、通常の動作中は最も電力効率の良い経路でＷａからＷｃへと電力供給が行われ、電力効率も上がる。
また、論理部４２０の制御基板４３０やディスクドライブユニット３１０、ＦＳＷ１５０への電力供給経路を安定させることができるので、ノイズの発生を防止し、ディスクアレイ装置１００の信頼性を高めることも可能となる。すなわち、仮にバッテリ８００からの電圧をＡＣ／ＤＣ電源６００からの出力電圧と同じ５６Ｖであるとすると、蓄電部８１０の充電状態や劣化状態、ＡＣ／ＤＣ電源６００からの出力電圧の変動等により、論理部４２０にはその時によってＡＣ／ＤＣ電源６００から電力が供給されたり（電流経路＝Ｉａ）、バッテリ８００から電力が供給されたり（電流経路＝Ｉｃ）する。このように電力供給経路に変動が生じると、電力供給経路の切り替わり時にノイズが発生する。しかし本実施の形態のようにバッテリ８００の電圧をＡＣ／ＤＣ電源６００の電圧よりも低くすることにより、このような電力供給経路の変動を防止することが可能となる。
さらには、本実施の形態に係るディスクアレイ装置１００では、論理部４２０の制御基板４３０のみならずディスクドライブユニット３１０やＦＳＷ１５０もバッテリ８００によりバックアップがなされている。このため、停電やＡＣ／ＤＣ電源６００等の故障により５６Ｖの直流電力の供給が停止した場合であっても、論理部４２０やディスクドライブユニット３１０、ＦＳＷ１５０の動作を継続することが可能である。このため、例えば停電が発生しても、バッテリ８００から供給される電力により、チャネルアダプタ１３１、キャッシュメモリ１３３、キャッシュスイッチ１３２、共有メモリ１３５、ディスクアダプタ１３４、ディスクドライブ３１１、ＦＳＷ１５０の動作が継続されるので、ディスクドライブ３１１へのデータの読み書きを継続することが可能である。これにより、例えばＡＣ／ＤＣ電源６００からの電力供給が停止し、バッテリ８００からの電力供給が行われている間に、バッテリ８００の電力を使い切ってしまう前に、キャッシュメモリ１３３に記憶されている、ディスクドライブ３１１へ未書き込みのデータをディスクドライブ３１１へ書き込む（デステージ処理）ようにすることも可能となる。デステージ処理により、バッテリ８００の電力を使い切る前にディスクドライブ３１１へデータを書き込むことができれば、停電がどんなに長時間であってもデータを消失させることを防止することができる。これにより、ディスクアレイ装置１００の信頼性を向上させることが可能となる。デステージ処理については後述する。
また、上述したように蓄電部８１０は５４Ｖの電圧で充電される。そして制御基板４３０やディスクドライブユニット３１０、ＦＳＷ１５０に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧は、最大６０Ｖである。従ってＡＣ／ＤＣ電源６００からの出力電圧は、６０Ｖ〜５４Ｖとするのが好ましい。例えば本実施の形態のように５６Ｖとすることがより好ましい。このようにＡＣ／ＤＣ電源６００の出力電圧を、５４Ｖから６０Ｖの間の電圧とすることによって、上述したように、電圧の安定化が可能となると共に、バッテリ８００の出力電圧のレギュレーションを不要とすることが可能となり、電力効率の向上と電圧安定を図ることができる。
ちなみに図１５に示すバッテリ充電回路において、Ｗａは２００Ｖの交流電圧である。Ｖａは３．３Ｖの直流電圧である。Ｖｄは５４Ｖの直流電圧である。Ｖｅは５４Ｖ〜３６Ｖの直流電圧である。Ｖｃは３．３Ｖの直流電圧である。Ｖｂも３．３Ｖの直流電圧である。Ｗｃは、各電子機器に搭載される各電子機器を動作させるための電圧である。Ｗｂは０Ｖである。
又はＶａは５６Ｖの直流電圧で、Ｖｄは５４Ｖの直流電圧とし、Ｖｅは５４Ｖ〜３６Ｖの直流電圧である。Ｖｃは５４Ｖ〜３６Ｖの直流電圧であり、Ｖｂも３６Ｖの直流電圧である。Ｗｃは、各電子機器に搭載される各電子機器を動作させるための電圧であり、Ｗｂは０Ｖである場合も同様である。
図２及び図４に戻って、ファン５００は筐体２００の天井部に配設される。ファン５００は制御装置１１０を空冷するための冷却風を発生させるための装置である。冷却風は、ディスクドライブモジュール３００及び論理モジュール４００の前面側から筐体２００の内部に入り、ファン５００により吸引されて筐体２００の外部に排出される。
ここで前述に示したように、本実施の形態に係るディスクドライブユニット３１０においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１３はキャニスタ３１２の前面側に設けられる。そのため、上記冷却風はキャニスタ３１２内においてまずＤＣ／ＤＣコンバータ３１３を冷却する。これにより、発熱源であるＤＣ／ＤＣコンバータ３１３の冷却を効率良く行うことが可能となっている。
オペレータパネル１１１は筐体２００の前面側に配設される。オペレータパネル１１１は、ディスクアレイ装置１００を保守管理するオペレータによる操作入力を受け付けるための装置である。
次に駆動装置１２０の構成を示す図を図３及び図５に示す。図３には、駆動装置１２０を右斜め前方から見た場合の外観図示す。
駆動装置１２０は、ディスクドライブモジュール３００、バッテリ８００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、ＡＣ／ＤＣ電源６００、ファン５００を備える。駆動装置１２０が備えるこれらの各装置は、制御装置１１０が備えるそれぞれの装置と同じである。
なお、制御装置１１０に用いられる筐体２００と駆動装置１２０に用いられる筐体２００とはそれぞれ同じであり、筐体２００の中段に論理モジュール４００を収容すれば制御装置１１０とすることができ、筐体２００の中段にディスクドライブモジュール３００を収容すれば駆動装置１２０とすることができる。
＝＝＝ディスクアレイ装置の構成＝＝＝
次に、情報処理装置１０００からのデータ入出力要求（入力／出力要求）に対するデータ入出力処理を行う本実施の形態に係るディスクアレイ装置１００の構成を示すブロック図を図６に示す。ここで情報処理装置１０００はＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリを備えたコンピュータである。情報処理装置１０００が備えるＣＰＵにより各種プログラムが実行されることにより、様々な機能が実現される。例えば情報処理装置１０００は銀行の自動預金預け払いシステムや航空機の座席予約システム等における中枢コンピュータとして利用されるようにすることもできる。
本実施の形態に係るディスクアレイ装置１００は、ディスクアレイ制御部１３０とディスクアレイ駆動部１４０とを備える。ディスクアレイ制御部１３０は、制御装置１１０により構成される。またディスクアレイ駆動部１４０は、制御装置１１０及び駆動装置１２０により構成される。
ディスクアレイ制御部１３０は情報処理装置１０００からデータ入出力要求を受信し、ディスクアレイ駆動部１４０が備えるディスクドライブ３１１に記憶されているデータに対するデータ入出力を行う。
ディスクアレイ制御部１３０は、チャネルアダプタ１３１、キャッシュメモリ１３３、キャッシュスイッチ１３２、共有メモリ１３５、ディスクアダプタ１３４、管理端末（図３においてはＳＶＰと記載されている）１３６を備える。チャネルアダプタ１３１、キャッシュメモリ１３３、キャッシュスイッチ１３２、共有メモリ１３５、ディスクアダプタ１３４のそれぞれは、図２に示した論理部４２０を構成する制御基板４３０である。
チャネルアダプタ１３１は情報処理装置１０００との通信インタフェースを備え、情報処理装置１０００との間でデータ入出力要求やデータ等の授受を行う。なおチャネルアダプタ１３１は、複数の情報処理装置１０００との間でデータ入出力要求等を授受するようにすることもできる。この場合、ディスクアレイ制御部１３０は複数のチャネルアダプタ１３１を備えるようにすることもできる。またチャネルアダプタ１３１と情報処理装置１０００との間は、ＳＡＮ（Storage Area Network）等のネットワークにより接続されるようにすることもできる。
キャッシュメモリ１３３及び共有メモリ１３５は、チャネルアダプタ１３１とディスクアダプタ１３４との間で授受されるデータやコマンドを記憶する揮発性のメモリである。例えばチャネルアダプタ１３１が情報処理装置１０００から受信したデータ入出力要求が書き込み要求であった場合には、チャネルアダプタ１３１は当該書き込み要求を共有メモリ１３５に書き込むと共に、情報処理装置１０００から受信した書き込みデータをキャッシュメモリ１３３に書き込む。そうすると、ディスクアダプタ１３４は共有メモリ１３５に書き込まれた当該書き込み要求に従って、キャッシュメモリ１３３から書き込みデータを読み出して、そのデータをディスクドライブ３１１に書き込む。
キャッシュスイッチ１３２は、チャネルアダプタ１３１とキャッシュメモリ１３３との間の通信路を形成するスイッチである。
ディスクアダプタ１３４は、ディスクドライブ３１１と通信を行うことによりディスクドライブ３１１との間でデータの授受を行う。データの入出力は、例えばファイバチャネル規格のＦＣ−ＡＬによって定められるループ（以下、ＦＣ−ＡＬループとも記す）を構成する通信路を介して行われる。通信路はディスクアレイ駆動部１４０に設けられるファイバチャネルスイッチ（ＦＳＷ）１５０を用いて構成される。詳細は後述する。
管理端末１３６は、ディスクアレイ装置１００の保守、管理を行うための装置である。管理端末１３６は、例えば折りたたみ可能に構成されたディスプレイ装置とキーボード装置とを備えたノート型コンピュータであり、制御装置１１０に収容されている。もちろん管理端末１３６は制御装置１１０に収容されないようにすることもでき、例えば通信ネットワークで結ばれた遠隔地のコンピュータとすることもできる。またノート型コンピュータの形態に限られず、例えばデスクトップ型コンピュータの形態とすることもできる。
なお、チャネルアダプタ１３１、ディスクアダプタ１３４、キャッシュメモリ１３３、共有メモリ１３５、キャッシュスイッチ１３２は、それぞれ別個として設けられる必要はなく、一体的に構成されるようにすることもできる。また、これらのうちの少なくともいずれかの組み合わせが一体的に構成されるようにすることもできる。
また、チャネルアダプタ１３１、ディスクアダプタ１３４、キャッシュメモリ１３３、共有メモリ１３５、キャッシュスイッチ１３２、管理端末１３６は、図６に示すようにバスで接続されるようにすることもできるし、スイッチで接続されるようにすることもできる。さらにネットワークで接続されるようにすることもできる。この場合、ネットワークとしてＬＡＮ（Local Area network）を構成するようにすることもできる。
＝＝＝ファイバチャネルスイッチ（ＦＳＷ）＝＝＝
次にディスクアダプタ１３４がＦＣ−ＡＬループを構成する通信路によりディスクドライブ３１１と接続される様子を示す図を図７に示す。
図７に示すようにＦＣ−ＡＬループは、ＦＳＷ１５０が備えるマルチプレクサ１５１にディスクアダプタ１３４やディスクドライブ３１１が接続されることにより構成することができる。図７に示す例では２つのＦＳＷ１５０を跨って一つのＦＣ−ＡＬループが構成される様子が示される。
各マルチプレクサ１５１のセレクト信号は、各マルチプレクサ１５１の”１”で示される側の入力と、”０”で示される側の入力とのいずれかを選択するための信号である。マルチプレクサ１５１に、ディスクアダプタ１３４やディスクドライブ３１１が接続された場合に、マルチプレクサ１５１の”１”で示される側の入力が選択されるようにセレクト信号が入力される。マルチプレクサ１５１に何も接続されない場合には、マルチプレクサ１５１の”０”で示される側の入力が選択されるようにセレクト信号が入力される。また、例えばあるディスクドライブ３１１に障害が発生したことが検出された場合には、当該ディスクドライブ３１１が接続されているマルチプレクサ１５１の”０”で示される側の入力が選択されるようにセレクト信号が入力される。各マルチプレクサ１５１に入力されるセレクト信号の制御は、例えば制御部１５２により行われる。
ＦＳＷ１５０は、マルチプレクサ１５１の他に、制御部１５２やＤＣ／ＤＣコンバータ１５３を備える。
制御部１５２は、ＦＳＷ１５０の制御や、ディスクドライブユニット３１０が備えるＤＣ／ＤＣコンバータ３１３の制御を行う。ＦＳＷ１５０の制御とは、例えば各マルチプレクサ１５１へ入力されるセレクト信号の制御である。制御部１５２によるセレクト信号の制御は、例えばあるディスクドライブ３１１をディスクアダプタ１３４と通信可能な状態に設定する場合や、通信不可能な状態に設定する場合等に行われる。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１５３は、ＡＣ／ＤＣ電源６００から供給される５６Ｖの直流電力を、ＦＳＷ１５０で消費される例えば５Ｖの直流電力に変換する。
＝＝＝給電回路＝＝＝
次に、本実施の形態に係るディスクアレイ装置１００の給電回路について図８を参照しながら説明する。
ディスクアレイ装置１００を構成する論理部４２０やディスクドライブユニット３１０、管理端末１３６、ＦＳＷ１５０ではそれぞれ異なる定格電圧の直流電力が消費される。本実施の形態に係る論理部４２０の制御基板４３０では、例えば定格１２Ｖ、５Ｖ、３．３Ｖの直流電力が消費される。またそれ以外の電圧種として、例えば２．５Ｖ、１．８Ｖ、１．５Ｖ、１．２５Ｖ、１．０Ｖの直流電力が消費される。またディスクドライブユニット３１０では、例えば定格１２Ｖ、５Ｖの直流電力が消費される。ＦＳＷ１５０では、定格５Ｖの直流電力が消費される。このように複数の異なる定格電圧の直流電力が消費されるのは、制御基板４３０やディスクドライブユニット３１０、ＦＳＷ１５０を構成する電子回路に、様々な定格電圧の電子素子や半導体素子等が用いられるためである。
一方、本実施の形態に係るディスクアレイ装置１００には、外部から２００Ｖの交流電力が供給される。この２００Ｖの交流電力はＡＣ−ＢＯＸ７００を経由してＡＣ／ＤＣ電源６００に入力される。ＡＣ／ＤＣ電源６００は、この２００Ｖの交流電力を定格５６Ｖの直流電力に変換して出力する。
論理部４２０の制御基板４３０やディスクドライブユニット３１０、ＦＳＷ１５０にはそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータが搭載されている。これらのＤＣ／ＤＣコンバータは、ＡＣ／ＤＣ電源６００からの定格５６Ｖの直流電力を、上述したようなそれぞれの電子回路の定格電圧の直流電力に変換する。
このようにすることにより、論理部４２０の制御基板４３０やディスクドライブユニット３１０、ＦＳＷ１５０に動作電圧の異なる複数の電子回路が用いられていても、これらを動作させるための電力を供給するＡＣ／ＤＣ電源６００の電圧を５６Ｖに統一することができる。
これにより、ディスクアレイ装置１００内の各電子回路に直流電力を供給するＡＣ／ＤＣ電源６００の種類を削減することができる。本実施の形態においては、ＡＣ／ＤＣ電源６００の種類を５６Ｖの直流電力を出力するものに統一することができる。このためディスクアレイ装置１００におけるＡＣ／ＤＣ電源６００の搭載スペースを小さくでき、ひいてはディスクアレイ装置１００の小型化を図ることができる。またディスクアレイ装置１００内の各電子機器に電力を供給するための配線の電圧が統一されるため、ディスクアレイ装置１００内の配線配索の簡素化や、メンテナンス作業の容易化、ディスクアレイ装置１００の組み立て時等の配線誤配索の防止を図ることが可能となる。
またディスクアレイ装置１００内に異なる電圧で動作する複数の電子回路があっても、単一の電圧のバッテリ８００でディスクアレイ装置１００のバックアップが可能となる。またバッテリ搭載スペースが節約できるのでディスクアレイ装置１００の小型化も図ることができる。
さらに、ＡＣ／ＤＣ電源６００やバッテリ８００の種類が削減される結果、ディスクアレイ装置１００の部品点数を削減することができ、製造コストの低減、製造容易化を図ることが可能となる。
＝＝＝デステージ処理＝＝＝
次に前述したデステージ処理の流れについて、図１８に示すフローチャートに従って説明する。デステージ処理はディスクアダプタ１３４とＦＳＷ１５０の制御部１５２とにより行われる。
なおディスクアダプタ１３４は、図１７に示すように、ＣＰＵ１６０、メモリ１６１、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）１６２、通信部１６３を備える。ＣＰＵ１６０はディスクアダプタ１３４の制御を司る。上述したようなチャネルアダプタ１３１が情報処理装置１０００から受信した入力／出力要求に応じてディスクドライブ３１１との間でデータの授受を行う制御や、以下に説明するデステージ処理の制御等を行う。メモリ１６１はＣＰＵ１６０が上記制御を行う際に必要とするデータやプログラムを記憶するための記憶領域である。ＮＶＲＡＭ１６２はＣＰＵ１６０に上記制御を行わせるためのプログラムを記憶する不揮発性の記憶領域である。通信部１６３は、キャッシュメモリ１３３や共有メモリ１３５、ディスクドライブ３１１、ＦＳＷ１５０等と通信を行うための通信インタフェースを備える。
デステージ処理について説明する。ＦＳＷ１５０はＤＣ／ＤＣコンバータ１５３に入力される電圧つまりここではＡＣ／ＤＣ電源６００から出力される電圧を第１の判定値（Ｖａ）と比較している（S1000）。第１の判定値は、例えばＡＣ／ＤＣ電源６００の最低出力電圧値とすることができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５３に入力される電圧が第１の判定値よりも小さいことを検出した場合は、ＦＳＷ１５０はディスクアダプタ１３４に電圧低下を通知する。なお、ディスクアダプタ１３４への電圧低下の通知は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５３に入力される電圧が第１の判定値よりも小さい状態が第１の判定時間以上継続した場合に行うようにすることもできる。このようにすることにより停電と瞬停との区別が可能となる。瞬停とは、ディスクドライブ３１１へのデータの書き込み等のディスクアレイ装置１００の動作に影響のない程度の時間の電圧の低下をいう。これによりディスクアレイ装置１００の信頼性を大幅に向上させることができる。なおＡＣ／ＤＣ電源６００から出力される電圧が第１の判定値よりも小さくなった場合には、バッテリ８００から電力が供給される。
その後ＦＳＷ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５３に入力される電圧つまりここではバッテリ８００から出力される電圧と第２の判定値（Ｖｂ）とを比較する（S1001）。第２の判定値は、例えばバッテリ８００の最低出力電圧値とすることができる。そしてＤＣ／ＤＣコンバータ１５３に入力される電圧が第２の判定値よりも小さいことを検出した場合はデステージ処理を終了する。なお、デステージ処理の終了は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５３に入力される電圧が第２の判定値よりも小さい状態が第２の判定時間以上継続した場合に行うようにすることもできる。このようにすることにより、一過性の電圧低下によりデステージ処理が終了してしまうことを防止することができる。これによりディスクアレイ装置１００の信頼性を大幅に向上させることができる。
一方ディスクアダプタ１３４は、ＦＳＷ１５０から電圧低下の通知を受信すると（S2000）デステージ処理を開始する（S2001）。具体的にはディスクアダプタ１３４は、キャッシュメモリ１３３に記憶されているデータのうち、ディスクドライブ３１１へ未書き込みのデータのディスクドライブ３１１への書き込みを開始する。そしてデータの書き込みの終了したディスクドライブ３１１の識別情報をＦＳＷ１５０に通知する（S2002）。
そうするとＦＳＷ１５０はS1002において「ＹＥＳ」に進む。そして通知を受けたディスクドライブ３１１への通電を終了する（S1003）。具体的には、図７において、当該ディスクドライブ３１１を接続しているマルチプレクサ１５１の”０”で示される側の入力が選択されるようにセレクト信号を入力する。そしてディスクドライブ３１１への通電を停止する。このようにデータの書き込みの終了したディスクドライブ３１１に対する通電をいち早く停止させることにより、ディスクアレイ装置１００の消費電力を抑制することができる。これによりバッテリ８００により電力供給可能な時間を延長させること、又はバッテリ８００の容量を最小とすることが可能となる。
ディスクアダプタ１３４は、キャッシュメモリ１３３に記憶されたデータのうちディスクドライブ３１１へ未書き込みのデータを全てディスクドライブ３１１へ書き込むと（S2003）ＦＳＷ１５０にデステージ終了の通知を行う。そしてデステージ処理を終了する。
ＦＳＷ１５０はデステージ終了の通知を受信することによりS1004）、デステージ処理を終了する。
以上のようなデステージ処理を行うことにより、バッテリ８００の電力を節約しながらディスクドライブ３１１へデータを書き込むことができ、長時間の停電であってもデータの消失を防止することができる。これにより、ディスクアレイ装置１００の信頼性を向上させることが可能となる。
以上発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
本実施の形態に係るディスクアレイ装置の外観構成を示す図である。 本実施の形態に係る制御装置の外観構成を示す図である。 本実施の形態に係る駆動装置の外観構成を示す図である。 本実施の形態に係る制御装置の外観構成を示す図である。 本実施の形態に係る駆動装置の外観構成を示す図である。 本実施の形態に係るディスクアレイ装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係るファイバチャネルスイッチの構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係るディスクアレイ装置に電力を供給するための構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係るディスクドライブユニットの外観構成を示す図である。 本実施の形態に係る論理基板に電力を供給するための構成を示す図である。 本実施の形態に係るディスクドライブモジュールに電力を供給するための構成を示す図である。 本実施の形態に係るディスクアレイ装置に電力を供給するための構成を示す図である。 ディスクアレイ装置の論理基板に電力を供給するための構成を示す図である。 ディスクアレイ装置のディスクドライブモジュールに電力を供給するための構成を示す図である。 ディスクアレイ装置の充電回路の構成を示す図である。 本実施の形態に係るディスクアレイ装置の充電回路の構成を示す図である。 本実施の形態に係るディスクアダプタの構成を示す図である。 本実施の形態に係るデステージ処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
１００ ディスクアレイ装置
１１０ 制御装置
１２０ 駆動装置
１３０ ディスクアレイ制御部
１３１ チャネルアダプタ
１３２ キャッシュスイッチ
１３３ キャッシュメモリ
１３４ ディスクアダプタ
１３５ 共有メモリ
１４０ ディスクアレイ駆動部
１５０ ファイバチャネルスイッチ
１５１ マルチプレクサ
１５２ 制御部
１５３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２００ 筐体
３００ ディスクドライブモジュール
３１０ ディスクドライブユニット
３１１ ディスクドライブ
３１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４００ 論理モジュール
４２０ 論理部
４３０ 制御基板
６００ ＡＣ／ＤＣ電源
８００ バッテリ

Claims (8)

  1. 情報処理装置からデータの入力／出力要求を受信し、前記情報処理装置との間で前記データの授受を行うチャネル制御部と、
    前記入力／出力要求に応じてディスクドライブとの間で前記データの授受を行うディスク制御部と、
    前記チャネル制御部及び前記ディスク制御部の間で授受される前記データを記憶するキャッシュメモリと、
    前記チャネル制御部及び前記キャッシュメモリの間の通信路を形成するキャッシュスイッチと、
    前記チャネル制御部及び前記ディスク制御部の間で授受される前記入力／出力要求を記憶する共有メモリと、
    電源装置と
    が筐体に収容されてなるディスクアレイ装置であって、
    前記チャネル制御部、前記ディスク制御部、前記キャッシュメモリ、前記キャッシュスイッチ、及び前記共有メモリのそれぞれは、動作させるための電圧が異なる複数の電子回路、及び単一の入力電圧から前記各電子回路を動作させる電圧を生成する電圧変換装置が形成された制御基板を備えて構成され、
    前記チャネル制御部、前記ディスク制御部、前記キャッシュメモリ、前記キャッシュスイッチ、及び前記共有メモリの各前記電圧変換装置には、前記電源装置から電圧が供給されること
    を特徴とするディスクアレイ装置。
  2. 前記電源装置から供給される前記電圧と同一の電圧により充電され、前記電源装置からの電圧の供給が停止した場合に前記電圧変換装置に電圧を供給する蓄電装置を備えること
    を特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
  3. 前記ディスクドライブと、
    前記単一の入力電圧と同一の電圧から前記ディスクドライブを動作させる電圧を生成する電圧変換装置と
    を備えること
    を特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
  4. 前記電子回路は、ＣＰＵ、メモリ、論理回路の少なくともいずれかを含んで構成されること
    を特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
  5. 前記電源装置は、単一の交流電圧の入力に対して単一の直流電圧を出力すること
    を特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
  6. 前記各電子回路を動作させる電圧を生成する前記電圧変換装置は、前記単一の直流電圧の入力に対して、前記各電子回路を動作させる電圧を出力すること
    を特徴とする請求項５に記載のディスクアレイ装置。
  7. 前記ディスクドライブを動作させる電圧を生成する前記電圧変換装置は、前記単一の直流電圧の入力に対して、前記ディスクドライブを動作させる電圧を出力すること
    を特徴とする請求項５に記載のディスクアレイ装置。
  8. 電荷を蓄える蓄電部、及び前記電源装置から供給される前記電圧と同一の電圧から、前記同一の電圧よりも低い電圧に変換して前記蓄電部を充電する充電回路を備え、前記電源装置からの前記電圧の供給が停止した場合に、前記電源装置から前記電圧変換装置に供給される電圧よりも低い電圧を前記電圧変換装置に供給する蓄電装置と
    が筐体に収容されてなる請求項１に記載のディスクアレイ装置。
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