JP2014182674A - Storage device and storage method - Google Patents
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Abstract
【課題】特性の異なる複数の記憶素子を二次キャッシュメモリとして併用する時の導入コストおよび運用コストを削減できる記憶装置を提供する。
【解決手段】ホスト端末からの要求に応じたデータの読み出しおよびデータの書き込み、主記憶手段3から一次キャッシュメモリ4へのデータの格納、および一次キャッシュメモリ4から第1の二次キャッシュメモリ5または第2の二次キャッシュメモリ6へのデータの転送制御を行う制御手段2を備え、制御手段2は、転送制御を行うデータに再利用可能性があり、かつ更新頻度が所定値以上である場合は第1の二次キャッシュメモリ5にデータを転送し、データに再利用可能性があり、かつ更新頻度が所定値よりも低い場合は第2の二次キャッシュメモリ6にデータを転送する。
【選択図】図13There is provided a storage device capable of reducing introduction cost and operation cost when a plurality of storage elements having different characteristics are used together as a secondary cache memory.
Data reading and data writing in response to a request from a host terminal, data storage from a main storage means 3 to a primary cache memory 4, and primary cache memory 4 to first secondary cache memory 5 or When the control means 2 for controlling the transfer of data to the second secondary cache memory 6 is provided, the control means 2 may be reused for the data for which the transfer control is performed, and the update frequency is equal to or higher than a predetermined value Transfers data to the first secondary cache memory 5 and transfers the data to the second secondary cache memory 6 when the data can be reused and the update frequency is lower than a predetermined value.
[Selection] Figure 13
Description
本発明は、キャッシュ機能を備えた記憶装置および記憶方法に関する。 The present invention relates to a storage device having a cache function and a storage method.
ディスクプールの記憶領域を論理的に分割した論理ディスクを備え、ネットワーク(SAN:Storage Area Network)で接続されたホスト計算機から利用されるストレージシステムがある。ディスクプールは、RAID(Redundant Array of Inexpensive Disk Drive)に代表されるディスクアレイ装置のように、HDD(Hard Disk Drive)等の磁気ディスクの集合から構成されている。 There is a storage system that includes a logical disk that logically divides a storage area of a disk pool and that is used from a host computer connected via a network (SAN: Storage Area Network). The disk pool is composed of a set of magnetic disks such as HDDs (Hard Disk Drives) as in a disk array device represented by RAID (Redundant Array of Inexpensive Disk Drives).
ディスクプールにRAIDが使用されている場合、ストレージシステムは、RAIDを制御するコントローラを搭載している。また、ストレージシステムは、ホスト計算機からの論理ディスクへの読み書きアクセスをキャッシングするためのキャッシュメモリを搭載している場合もある。 When RAID is used for the disk pool, the storage system is equipped with a controller that controls RAID. The storage system may also be equipped with a cache memory for caching read / write access to the logical disk from the host computer.
SSD(Solid State Drive:半導体記憶媒体)は、記憶媒体としてフラッシュメモリを用いるドライブ装置である。SSDは、HDDよりもデータ転送速度等に関して高性能であり、永続的なデータの記憶媒体として利用される。 An SSD (Solid State Drive) is a drive device that uses a flash memory as a storage medium. The SSD has higher performance than the HDD in terms of data transfer speed, and is used as a permanent data storage medium.
また、一次キャッシュメモリから削除されるデータをディスクアレイ装置に搭載されたSSDに一時的に格納し、再びアクセス要求があった場合に、低速なHDDから読み出すのではなく、高速なSSDから一時的に格納したデータを読み出すという、SSD二次キャッシュメモリ技術が存在する。SSDの高速な読み出し技術を活かすことで、SSD二次キャッシュメモリ技術は、アクセス性能を向上させている。 In addition, data to be deleted from the primary cache memory is temporarily stored in the SSD mounted in the disk array device, and when there is an access request again, it is temporarily read from the high-speed SSD instead of being read from the low-speed HDD. There is an SSD secondary cache memory technology that reads data stored in the. By utilizing the high-speed reading technology of SSD, the SSD secondary cache memory technology improves access performance.
SSDの書き込み回数には上限(寿命)が存在する。書き込み回数が上限に到達すると、SSDは読み書き不能になる。読み書き不能となった場合、ユーザは、対象のSSDを交換することが求められる。 There is an upper limit (lifetime) for the number of SSD writes. When the number of writes reaches the upper limit, the SSD becomes unreadable / writable. When reading / writing becomes impossible, the user is required to replace the target SSD.
また、SSDには記録方式の違いにより、読み出しが高速で長寿命であるが高価なSLC(Single Level Cell)と、読み出しが高速で短寿命であるが比較的安価なMLC(Multi Level Cell)とが存在する。 Moreover, due to the difference in recording methods, SSD has a high speed and long life but is expensive SLC (Single Level Cell), and MLC (Multi Level Cell) which is high speed and short life but relatively inexpensive. Exists.
SSDを二次キャッシュメモリとして用いる場合、通常の記憶手段として利用されるよりも頻繁に書き換えが行われるため、SSDの書き込み回数は増加する傾向になる。すなわち、二次キャッシュメモリとして用いられたSSDは、早く寿命に到達しやすい。 When an SSD is used as a secondary cache memory, the number of SSD writes tends to increase because rewriting is performed more frequently than when used as a normal storage unit. That is, the SSD used as the secondary cache memory tends to reach the end of its life quickly.
二次キャッシュメモリとして短寿命なMLCを採用する場合、一次キャッシュメモリから削除されるデータを格納するための書き換えが頻繁に行われると、MLCは寿命に到達しやすい。その結果、媒体の交換が頻繁に発生し、運用コストがかかる傾向になる。 When the short-life MLC is adopted as the secondary cache memory, the MLC is likely to reach the lifetime if rewriting for storing data to be deleted from the primary cache memory is frequently performed. As a result, medium replacement frequently occurs and operation costs tend to increase.
二次キャッシュメモリとして長寿命なSLCを採用する場合、一次キャッシュメモリから削除されるデータを格納するための書き換えが頻繁に行われても、MLCと比較してSLCは寿命に到達しにくい。その結果、媒体の交換に伴う運用コストは抑えられる。しかし、SLCは高価な媒体であるため、採用する場合の導入コストは大きくなる。 When the long-life SLC is adopted as the secondary cache memory, the SLC is less likely to reach the life as compared with the MLC even if rewriting for storing data to be deleted from the primary cache memory is frequently performed. As a result, the operation cost associated with medium replacement can be suppressed. However, since the SLC is an expensive medium, the introduction cost when it is adopted becomes large.
例えば、導入コストが1、寿命が1年のMLC20台を用いて運用すると、導入コストは20で済む。しかし、1年毎に全てのMLCの交換が発生するため、5年運用すると総コストは100かかる。 For example, if the operation is performed using 20 MLCs having an introduction cost of 1 and a lifetime of 1 year, the introduction cost is only 20. However, since all MLCs are exchanged every year, the total cost is 100 when operated for 5 years.
また、例えば、導入コストが5、寿命が10年のSLC20台を用いて運用すると、導入コストは100かかる。しかし、導入してから10年間はSLCの交換が発生しないため、5年運用しても総コストは100のままである。 Further, for example, when an operation is performed using 20 SLC units having an introduction cost of 5 and a lifetime of 10 years, the introduction cost is 100. However, since the SLC is not exchanged for 10 years after the introduction, the total cost remains 100 even after 5 years of operation.
従って、二次キャッシュメモリとして、SLCとMLCのような特性の異なるSSDを併用する場合、SSD二次キャッシュメモリによるアクセス性能の向上を実現しつつ、SSD二次キャッシュメモリの導入コストおよび運用コストを削減することが課題である。 Therefore, when using SSDs with different characteristics, such as SLC and MLC, as the secondary cache memory, it is possible to improve the access performance of the SSD secondary cache memory while reducing the introduction cost and operation cost of the SSD secondary cache memory. Reduction is a challenge.
特許文献1には、特性の異なるSSDであるSLCとMLCを混載した構成において、SSDのブロックに対する書き込み頻度と書き込み回数を確認し、書き込み回数の上限値を超えたブロックの代替処理において、書き込み頻度の高いブロックには寿命の長いSLCのブロックを割り当てることで、割り当てるブロックが枯渇しないように制御し、寿命を長期化することによって、コストを削減する方法が記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 confirms the writing frequency and the number of times of writing to an SSD block in a configuration in which SLC and MLC which are SSDs having different characteristics are mixedly mounted, and in the replacement processing of a block exceeding the upper limit of the number of times of writing It describes a method for reducing costs by allocating long-life SLC blocks to high-blocks so that the allocated blocks are not exhausted and extending their lifetimes.
しかし、特許文献1に記載された方法は、SSDにデータを格納した記憶手段の代替処理に関する方法であり、SSDを二次キャッシュメモリとして利用した場合は想定されていない。よって、特許文献1に記載された方法では、特性の異なる複数のSSDを二次キャッシュメモリとして併用した場合の課題を解決できない。
However, the method described in
そこで、本発明は、特性の異なる複数の記憶素子を二次キャッシュメモリとして併用する時の導入コストおよび運用コストを削減できる記憶装置および記憶方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a storage device and a storage method capable of reducing the introduction cost and the operation cost when a plurality of storage elements having different characteristics are used together as a secondary cache memory.
本発明による記憶装置は、データを記憶する主記憶手段と、主記憶手段に格納されるデータをキャッシングするための一次キャッシュメモリと、一次キャッシュメモリから削除されるデータを格納する第1の二次キャッシュメモリと、データの書き込み可能回数が第1の二次キャッシュメモリの書き込み可能回数よりも少ない半導体記憶媒体が用いられ、一次キャッシュメモリから削除されるデータを格納する第2の二次キャッシュメモリと、ホスト端末からの要求に応じたデータの読み出しおよびデータの書き込み、主記憶手段から一次キャッシュメモリへのデータの格納、および一次キャッシュメモリから第1の二次キャッシュメモリまたは第2の二次キャッシュメモリへのデータの転送制御を行う制御手段とを備え、制御手段は、転送制御を行うデータに再利用可能性があり、かつ更新頻度が所定値以上である場合は第1の二次キャッシュメモリにデータを転送し、データに再利用可能性があり、かつ更新頻度が所定値よりも低い場合は第2の二次キャッシュメモリにデータを転送することを特徴とする。 A storage device according to the present invention includes a main storage means for storing data, a primary cache memory for caching data stored in the main storage means, and a first secondary for storing data to be deleted from the primary cache memory A cache memory, and a second secondary cache memory that stores data to be deleted from the primary cache memory, using a semiconductor storage medium in which the number of times data can be written is less than the number of times that the first secondary cache memory can be written , Reading and writing data in response to a request from the host terminal, storing data from the main storage means to the primary cache memory, and from the primary cache memory to the first secondary cache memory or the second secondary cache memory Control means for controlling the transfer of data to the control means, the control means If the data to be controlled is reusable and the update frequency is greater than or equal to a predetermined value, the data is transferred to the first secondary cache memory, the data may be reusable, and the update frequency is predetermined If the value is lower than the value, the data is transferred to the second secondary cache memory.
本発明による記憶方法は、データを記憶する主記憶手段と、主記憶手段に格納されるデータをキャッシングするための一次キャッシュメモリと、一次キャッシュメモリから削除されるデータを格納する第1の二次キャッシュメモリと、データの書き込み可能回数が第1の二次キャッシュメモリの書き込み可能回数よりも少ない半導体記憶媒体が用いられ、一次キャッシュメモリから削除されるデータを格納する第2の二次キャッシュメモリとを備える記憶装置において実行される記憶方法であって、ホスト端末からの要求に応じたデータの読み出しおよびデータの書き込みを行い、主記憶手段から一次キャッシュメモリへデータを格納し、一次キャッシュメモリから第1の二次キャッシュメモリまたは第2の二次キャッシュメモリへのデータの転送制御を行い、転送制御を行うデータに再利用可能性があり、かつ更新頻度が所定値以上である場合は第1の二次キャッシュメモリにデータを転送し、データに再利用可能性があり、かつ更新頻度が所定値よりも低い場合は第2の二次キャッシュメモリにデータを転送することを特徴とする記憶方法。 The storage method according to the present invention comprises a main storage means for storing data, a primary cache memory for caching data stored in the main storage means, and a first secondary for storing data to be deleted from the primary cache memory. A cache memory, and a second secondary cache memory that stores data to be deleted from the primary cache memory, using a semiconductor storage medium in which the number of times data can be written is less than the number of times that the first secondary cache memory can be written A storage method executed in a storage device comprising: reading data and writing data in response to a request from a host terminal; storing data from a main storage means into a primary cache memory; Data to one secondary cache memory or second secondary cache memory If transfer control is performed, the data to be transferred may be reused, and if the update frequency is greater than or equal to a predetermined value, the data is transferred to the first secondary cache memory and may be reused. In addition, when the update frequency is lower than a predetermined value, the data is transferred to the second secondary cache memory.
本発明によれば、特性の異なる複数の記憶素子を二次キャッシュメモリとして併用する時の導入コストおよび運用コストを削減できる。 According to the present invention, it is possible to reduce the introduction cost and the operation cost when a plurality of storage elements having different characteristics are used together as a secondary cache memory.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明による記憶装置の一実施形態の構成例を示すシステム構成図である。図1に示す記憶装置であるディスクアレイ装置200は、ホスト計算機100と通信路300で接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing a configuration example of an embodiment of a storage device according to the present invention. A
ホスト計算機100は、通信路300を介して、ディスクアレイ装置200にデータの読み出し要求、またはデータの書き込み要求を発行する。
The
ディスクアレイ装置200は、MLCから構成される第一の二次キャッシュメモリと、SLCから構成される第二の二次キャッシュメモリの複数の二次キャッシュメモリを搭載している。また、ディスクアレイ装置200は、装置内に構築された論理ディスクのブロック単位にアクセス情報を記録する。
The
二次キャッシュメモリにデータを格納する際、ディスクアレイ装置200は、データが記憶されている論理ディスクのブロックに対する過去のアクセス傾向を分析する。そして、ディスクアレイ装置200は、SSDの寿命をなるべく延ばすことを目的に、データの格納先として第一の二次キャッシュメモリか第二の二次キャッシュメモリを選択する。ディスクアレイ装置200は、選択した二次キャッシュメモリにデータを格納する。
When data is stored in the secondary cache memory, the
具体的な格納方法として、ディスクアレイ装置200は、過去のアクセス傾向から、頻繁に書き換えが行われず長期的に再利用されると判断したブロックに記憶されているデータを、書き込み耐性の低いMLCから構成される第一の二次キャッシュメモリに優先的に格納する。また、ディスクアレイ装置200は、再利用されるが短期的に更新される可能性があると判断したブロックに記憶されているデータを、書き込み耐性の高いSLCから構成される第二の二次キャッシュメモリに格納する。
As a specific storage method, the
また、ディスクアレイ装置200は、書き込み耐性の高いSLCから構成される第二の二次キャッシュメモリに、長期間更新されずに継続して格納されているデータに関して、書き込み耐性の低いMLCから構成される第一の二次キャッシュメモリを利用するように再設定する。
In addition, the
上記の方法により、SSD二次キャッシュメモリによる性能向上が図られるとともに、SSD二次キャッシュメモリの導入コストおよび運用コストが削減される。 With the above method, the performance of the SSD secondary cache memory is improved, and the introduction cost and operation cost of the SSD secondary cache memory are reduced.
通信路300は、ホスト計算機100と、ディスクアレイ装置200とを通信可能に接続する。通信路300は、例えば、SANである。
The
次に、ディスクアレイ装置200の詳細な構成を図2を参照して説明する。図2は、ディスクアレイ装置200の構成例を示すブロック図である。
Next, a detailed configuration of the
図2に示すディスクアレイ装置200は、ストレージコントローラ201と、HDD(Hard Disk Drive)202〜204と、プール205と、論理ディスク206と、一次キャッシュメモリ207と、二次キャッシュメモリ208と、二次キャッシュメモリ209と、アクセス履歴記録手段210と、アクセス傾向分析手段211と、二次キャッシュメモリ格納手段212と、二次キャッシュメモリ再設定手段213と、書き込み上限監視手段214と、ディスクアレイ装置データ記憶手段215とを含む。
2 includes a
ストレージコントローラ201は、ホスト計算機100からの読み出し要求あるいは書き込み要求に基づき、データの読み出し処理あるいは書き込み処理を制御する機能を有する。ストレージコントローラ201は、各手段の指示に基づき、データを論理ディスク206から一次キャッシュメモリ207へ格納したり、一次キャッシュメモリ207に格納されているデータを二次キャッシュメモリへ格納または破棄したりする。
The
HDD202〜204は、ディスクアレイ装置200に搭載されている磁気ディスクである。HDD202〜204は、データを記憶する機能を有する。なお、ディスクアレイ装置200に搭載されている磁気ディスクの数は3台以上でもよい。
The
プール205は、HDD202〜204の集合から構成された仮想的なデータ記憶領域である。なお、HDD202〜204は、RAIDによりプール205を構成してもよい。
The
論理ディスク206は、プール205から切り出された仮想的なデータ記憶領域である。ストレージコントローラ201は、データの読み出し処理および書き込み処理をHDDに対してではなく、論理ディスク206に対して行う。なお、プール205から切り出される論理ディスクは2台以上でもよい。
The
一次キャッシュメモリ207は、ストレージコントローラ201がホスト計算機100からの書き込み要求により受け取ったデータを格納する機能を有する。また、一次キャッシュメモリ207は、ホスト計算機100からの読み出し要求により、ストレージコントローラ201がホスト計算機100へ返却するデータを格納する機能を有する。
The
一次キャッシュメモリ207には、直近の読み出し要求または書き込み要求に対するデータが格納される。しかし、新たなデータを格納するために新たな格納ブロックを確保することが求められる場合、所定の期間利用されていないデータは、一次キャッシュメモリ207から削除される。削除されるデータは、例えばLRU(Least Recently Used)などのアルゴリズムによって選定される。
The
二次キャッシュメモリ208は、一次キャッシュメモリ207から削除されるデータを格納する第一の二次キャッシュメモリである。二次キャッシュメモリ208は、短寿命なSSDであるMLCから構成されている。
The
二次キャッシュメモリ209は、一次キャッシュメモリ207から削除されるデータを格納する第二の二次キャッシュメモリである。二次キャッシュメモリ209は、長寿命なSSDであるSLCから構成されている。
The
アクセス履歴記録手段210は、論理ディスク206のアドレス管理(ブロック)単位に、所定期間内の読み出し回数、所定期間内の書き込み回数、一次キャッシュメモリおよび二次キャッシュメモリに対するキャッシュヒット回数、更新時刻、および前回からの更新間隔等を、アクセス履歴情報として記録する機能を有する。
The access
アクセス履歴記録手段210は、ストレージコントローラ201がホスト計算機100から論理ディスク206に対する読み出し要求もしくは書き込み要求を受けた際、またはストレージコントローラ201が一次キャッシュメモリ207からデータを削除する際に動作する。
The access
アクセス傾向分析手段211は、アクセス履歴情報から論理ディスク206のブロックごとに、ホスト計算機100のブロックに対するアクセス傾向を分析し、アクセス傾向情報を導出する機能を有する。
The access
二次キャッシュメモリ格納手段212は、一次キャッシュメモリ207からデータが削除される場合に、削除されるデータの格納先になる二次キャッシュメモリの候補を決定する機能を有する。
The secondary cache
二次キャッシュメモリ格納手段212は、アクセス傾向分析手段211により導出されたアクセス傾向情報に応じて、データの格納先として第一の二次キャッシュメモリか第二の二次キャッシュメモリを選択する。次いで、二次キャッシュメモリ格納手段212は、選択した二次キャッシュメモリにデータを格納するよう、ストレージコントローラ201に指示する。
The secondary cache
具体的に、二次キャッシュメモリ格納手段212は、一次キャッシュメモリ207から削除されるデータが記憶されている論理ディスク206のブロックに対するアクセス傾向情報を参照する。二次キャッシュメモリ格納手段212は、アクセス傾向情報を基に、データの再利用可能性の有無および更新頻度の高さを確認し、データの格納先になる二次キャッシュメモリを決定する。
Specifically, the secondary cache
データに再利用可能性が有り更新頻度が低く、かつMLCから構成される二次キャッシュメモリ208が利用可能である場合、二次キャッシュメモリ格納手段212は、データの格納先を二次キャッシュメモリ208に決定する。
When the data is reusable, the update frequency is low, and the
また、データに再利用可能性が有り更新頻度が高く、かつSLCから構成される二次キャッシュメモリ209が利用可能である場合、二次キャッシュメモリ格納手段212は、データの格納先を二次キャッシュメモリ209に決定する。
Further, when the data is reusable, the update frequency is high, and the
データに再利用可能性は無いと判断した場合、二次キャッシュメモリ格納手段212は、データをいずれの二次キャッシュメモリにも格納せず破棄することを決定する。
If it is determined that the data is not reusable, the secondary cache
二次キャッシュメモリ再設定手段213は、第二の二次キャッシュメモリに所定の保持間隔を超えて格納されているデータが存在する場合、対象データの格納場所を第二の二次キャッシュメモリから第一の二次キャッシュメモリに変更する機能を有する。 The secondary cache memory resetting means 213 changes the storage location of the target data from the second secondary cache memory to the second secondary cache memory when there is data stored beyond the predetermined holding interval in the second secondary cache memory. It has a function of changing to one secondary cache memory.
具体的に、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、SLCから構成される二次キャッシュメモリ209に格納されているデータの中で、長期的に保持され続けているデータが存在するか否か確認する。
Specifically, the secondary cache
所定の期間を超えて保持されているデータが存在し、MLCから構成される二次キャッシュメモリ208が利用可能である場合、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、二次キャッシュメモリ208に対象データを格納するようストレージコントローラ201に指示する。
When there is data held beyond a predetermined period and the
次いで、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、SLCから構成される二次キャッシュメモリ209に格納されている対象データを破棄するようストレージコントローラ201に指示する。このようにして、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、二次キャッシュメモリ209に所定の保持間隔を超えて格納されているデータの格納場所を再設定する。
Next, the secondary cache
書き込み上限監視手段214は、二次キャッシュメモリを構成するSSDに対するデータの書き込み回数を監視する機能を有する。そして、SSDの書き込み回数が所定の書き込み上限回数を超過した場合、書き込み上限監視手段214は、書き込み上限回数を超過したSSDの利用を制限する。
The write upper
具体的に、書き込み上限監視手段214は、二次キャッシュメモリを構成するSSDに対する書き込み処理を監視する。そして、書き込み回数が所定のしきい値に到達した場合、書き込み上限監視手段214は、到達したSSDの状態を注意状態に設定する。
Specifically, the write upper
さらに、書き込み回数が書き込み上限回数に到達した場合、書き込み上限監視手段214は、到達したSSDの状態を利用不可状態とする。利用不可状態とすることによって、書き込み上限監視手段214は、対象のSSDを利用できないようにする。
Further, when the write count reaches the write upper limit count, the write upper
ディスクアレイ装置データ記憶手段215は、アクセス履歴情報、キャッシュ割り当て管理情報、一次キャッシュメモリ管理情報、二次キャッシュメモリ管理情報、およびSSD書き換え管理情報を記憶する機能を有する。 The disk array device data storage means 215 has a function of storing access history information, cache allocation management information, primary cache memory management information, secondary cache memory management information, and SSD rewrite management information.
図3は、ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されているアクセス履歴情報の一例を示す説明図である。アクセス履歴情報は、ホスト計算機100からの要求に応じたストレージコントローラ201による読み出し処理または書き込み処理、一次キャッシュメモリ207のデータの削除処理、およびデータ格納先としての二次キャッシュメモリの再設定処理が行なわれる際に更新される。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of access history information stored in the disk array device data storage means 215. The access history information is read or written by the
ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されているアクセス履歴情報は、LD(論理ディスク番号)301、LDアドレス302、キャッシュヒット回数303、更新時刻304、更新間隔305、read回数306、write回数307およびキャッシュ更新回数308から構成される。
The access history information stored in the disk array device data storage means 215 includes an LD (logical disk number) 301, an
LD301は、アクセス履歴を記録する対象の論理ディスク206の識別番号を示す情報である。LDアドレス302は、アクセス履歴を記録する対象の論理ディスク206のブロックの識別番号を示す情報である。
The
キャッシュヒット回数303は、ホスト計算機100から、対象の論理ディスク206のブロックに記憶されているデータに対するアクセス要求があった時に、データが一次キャッシュメモリ、または二次キャッシュメモリに存在していた回数を示す情報である。
The number of cache hits 303 is the number of times that data exists in the primary cache memory or the secondary cache memory when the
更新時刻304は、ホスト計算機100からの書き込み要求により、対象の論理ディスク206のブロックに書き込み処理が行なわれた最新の時刻を示す情報である。更新間隔305は、前回の更新時刻304と最新の更新時刻304との差分を示す情報である。
The
read回数306は、ホスト計算機100から対象の論理ディスク206のブロックに対する読み出し処理が行なわれた回数を示す情報である。write回数307は、ホスト計算機100から対象の論理ディスク206のブロックに対する書き込み処理が行なわれた回数を示す情報である。
The
キャッシュ更新回数308は、対象の論理ディスク206のブロックに記憶されているデータが、一次キャッシュメモリまたは二次キャッシュメモリに格納された回数を示す情報である。
The
図4は、ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されているキャッシュ割り当て管理情報の一例を示す説明図である。キャッシュ割り当て管理情報は、論理ディスク206の各ブロックのデータが一次キャッシュメモリまたは二次キャッシュメモリに格納されている場合、その格納先を示す情報である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of cache allocation management information stored in the disk array device data storage means 215. The cache allocation management information is information indicating a storage destination when data of each block of the
ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されているキャッシュ割り当て管理情報は、LD301、LDアドレス302、キャッシュフラグ309、格納先310および格納先アドレス311から構成される。
The cache allocation management information stored in the disk array device
キャッシュフラグ309は、対象の論理ディスク206のブロックに記憶されているデータがキャッシュメモリに格納されているか否かを示す情報である。格納先310は、データがキャッシュメモリに格納されている場合、格納されているキャッシュメモリを示す情報である。格納先アドレス311は、データがキャッシュメモリに格納されている場合、格納されているキャッシュメモリのブロックを示す情報である。
The
図5は、ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されている一次キャッシュメモリ管理情報の一例を示す説明図である。一次キャッシュメモリ管理情報は、一次キャッシュメモリ207のデータの格納状況を示す情報である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of primary cache memory management information stored in the disk array device data storage means 215. The primary cache memory management information is information indicating the data storage status of the
ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されている一次キャッシュメモリ管理情報は、アドレス312、キャッシュフラグ313、LD301およびLDアドレス302から構成される。
The primary cache memory management information stored in the disk array device data storage means 215 includes an
アドレス312は、キャッシュメモリのブロックの識別番号を示す情報である。キャッシュフラグ313は、対象のブロックがデータを格納しているか否かを示す情報である。LD301およびLDアドレス302は、格納されているデータが記憶されている論理ディスク206とブロックを示す。
The
図6は、ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されている二次キャッシュメモリ管理情報の一例を示す説明図である。二次キャッシュメモリ管理情報は、二次キャッシュメモリ208および二次キャッシュメモリ209のデータの格納状況を示す情報である。なお、図7は、ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されている二次キャッシュメモリ管理情報の他の一例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of secondary cache memory management information stored in the disk array device data storage means 215. The secondary cache memory management information is information indicating the data storage status of the
ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されている二次キャッシュメモリ管理情報は、SSD314、アドレス315、キャッシュフラグ316、LD301、LDアドレス302および保持時刻317から構成される。
The secondary cache memory management information stored in the disk array device
SSD314は、対象の二次キャッシュメモリを構成するSSDの識別番号を示す情報である。アドレス315は、対象のSSDのブロックの識別番号を示す情報である。キャッシュフラグ316は、対象のブロックがデータを格納しているか否かを示す情報である。
The
LD301およびLDアドレス302は、格納されているデータが記憶されている論理ディスク206とブロックを示す。保持時刻317は、対象のブロックがデータを格納している場合、データを格納した時刻を示す情報である。
An
図8は、ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されているSSD書き換え管理情報の一例を示す説明図である。SSD書き換え管理情報は、SSDに対する書き換え状況を示す情報である。SSD書き換え管理情報は、対象のSSDが利用可能かどうか判断するための情報を保持する。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of SSD rewrite management information stored in the disk array device data storage means 215. The SSD rewrite management information is information indicating the rewrite status of the SSD. The SSD rewrite management information holds information for determining whether the target SSD can be used.
ディスクアレイ装置データ記憶手段215に保存されているSSD書き換え管理情報は、SSD314、種別318、write回数319、上限write回数320、しきい値321および状態322から構成される。
The SSD rewrite management information stored in the disk array device
種別318は、SSD314に対応するSSDの種類を示す情報である。write回数319は、対象のSSDの各ブロックにおけるwrite回数の総和を示す情報である。
The
上限write回数320は、対象のSSDへの書き込みが不可になる書き込み回数を示す情報である。しきい値321は、対象のSSDの状態が「注意」になる書き込み回数を示す情報である。
The upper limit number of times of writing 320 is information indicating the number of times of writing at which writing to the target SSD becomes impossible. The
状態322は、対象のSSDの現在の状態を示す情報である。状態322には、「正常」、「注意」、「利用不可」のいずれかが表示される。状態322が「正常」である場合、対象のSSDは正常に書き込むことができる状態である。
The
状態322が「注意」である場合、対象のSSDは書き込み不可になる手前の状態である。状態322が「利用不可」である場合、対象のSSDは書き込むことができない状態である。
When the
なお、本実施形態におけるストレージコントローラ201、アクセス履歴記録手段210、アクセス傾向分析手段211、二次キャッシュメモリ格納手段212、二次キャッシュメモリ再設定手段213、および書き込み上限監視手段214は、例えば、プログラムに従って動作するCPU(Central Processing Unit)によって実現される。
The
また、一次キャッシュメモリ207は、例えば、CPUが直接読み書きできるSRAM(Static Random Access Memory)によって実現される。
The
以下、本発明の動作を説明する。最初に、ホスト計算機100が読み出し要求または書き込み要求を発行した際、またはストレージコントローラ201が一次キャッシュメモリ207に格納されたデータの削除処理を行った際の、アクセス履歴記録手段210の更新処理の動作を図9のフローチャートを参照して説明する。図9は、アクセス履歴記録手段210の動作を示すフローチャートである。
The operation of the present invention will be described below. First, an operation of update processing of the access
アクセス履歴記録手段210は、アクセス要求の対象の論理ディスク206のブロックを示すLD301とLDアドレス302とを取得する。同時に、アクセス履歴記録手段210は、現在の時刻情報を取得する(ステップS101)。
The access
次いで、アクセス履歴記録手段210は、アクセス要求が、ストレージコントローラ201による一次キャッシュメモリ207のデータの削除要求か否かを確認する(ステップS102)。アクセス要求がデータの削除要求でない場合(ステップS102のNo)、アクセス履歴記録手段210は、ステップS105に処理を進める。
Next, the access
アクセス要求がストレージコントローラ201による一次キャッシュメモリ207のデータの削除要求である場合(ステップS102のYes)、アクセス履歴記録手段210は、削除要求に伴って実行される二次キャッシュメモリへの格納処理によって、データが二次キャッシュメモリに格納されたか否かを確認する(ステップS103)。データが格納されなかった場合(ステップS103のNo)、アクセス履歴記録手段210は、処理を終了する。
When the access request is a deletion request for data in the
二次キャッシュメモリにデータが格納された場合(ステップS103のYes)、アクセス履歴記録手段210は、データが格納された二次キャッシュメモリのブロックに対応する二次キャッシュメモリ管理情報の、LD301、LDアドレス302および保持時刻317をそれぞれ更新する(ステップS104)。
When data is stored in the secondary cache memory (Yes in step S103), the access
また、アクセス履歴記録手段210は、格納されたデータが記憶されている論理ディスク206のブロックに対応するアクセス履歴情報の、キャッシュ更新回数308を更新する(ステップS105)。
Further, the access
また、アクセス履歴記録手段210は、データが格納された二次キャッシュメモリを構成するSSDに対応するSSD書き換え管理情報の、write回数319を更新する(ステップS106)。更新した後、アクセス履歴記録手段210は、処理を終了する。
Further, the access
ステップS105において、アクセス履歴記録手段210は、アクセス要求がホスト計算機100による書き込み要求か否かを確認する(ステップS107)。
In step S105, the access
アクセス要求がホスト計算機100による書き込み要求である場合(ステップS107のYes)、アクセス履歴記録手段210は、書き込みが行なわれる論理ディスク206のアドレスに対応するアクセス履歴情報のwrite回数307および更新時刻304をそれぞれ更新する(ステップS108)。
When the access request is a write request by the host computer 100 (Yes in step S107), the access
同時に、アクセス履歴記録手段210は、前回の書き込み要求の更新時刻304と現在時刻との差分を計算し、更新間隔305を更新する(ステップS108)。更新した後、アクセス履歴記録手段210は、処理を終了する。
At the same time, the access
アクセス要求がホスト計算機100による書き込み要求でない場合、すなわち読み出し要求である場合(ステップS107のNo)、アクセス履歴記録手段210は、読み出し要求の対象のデータが、キャッシュメモリに存在するかどうかを確認する(ステップS109)。キャッシュメモリに存在しない場合(ステップS109のNo)、アクセス履歴記録手段210は、ステップS111に処理を進める。
When the access request is not a write request by the
キャッシュメモリに存在する場合(ステップS109のYes)、アクセス履歴記録手段210は、読み出し要求の対象のデータがキャッシュメモリから再利用されると判断する。次いで、アクセス履歴記録手段210は、対象データが記憶されている論理ディスク206のブロックに対応するアクセス履歴情報のキャッシュヒット回数303を更新する(ステップS110)。
If it exists in the cache memory (Yes in step S109), the access
次いで、アクセス履歴記録手段210は、読み出しが行なわれるデータが記憶されている論理ディスク206のブロックに対応するアクセス履歴情報のread回数306を更新する(ステップS111)。更新した後、アクセス履歴記録手段210は、処理を終了する。
Next, the access
次に、一次キャッシュメモリ207に格納されているデータの削除処理が行われる際の、二次キャッシュメモリ格納手段212の格納処理の動作を図10のフローチャートを参照して説明する。図10は、二次キャッシュメモリ格納手段212の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the storage process of the secondary cache
アクセス傾向分析手段211は、アクセス履歴情報を参照し、削除されるデータが記憶されている論理ディスク206のブロックに対する過去のアクセス傾向を分析する(ステップS201)。具体的に、アクセス傾向分析手段211は、アクセス履歴情報を参照し、平均更新間隔、平均キャッシュヒット回数およびread率を計算する。
The access
二次キャッシュメモリ格納手段212は、アクセス傾向分析手段211によるアクセス傾向情報を参照する。そして、二次キャッシュメモリ格納手段212は、対象の論理ディスク206のブロックの平均キャッシュヒット回数が所定値を超えているか、またはread率が所定値を超えているかを確認する(ステップS202)。
The secondary cache
平均キャッシュヒット回数が所定値以下で、かつread率も所定値以下の場合(ステップS202のNo)、二次キャッシュメモリ格納手段212は、対象の論理ディスク206のブロックに格納されているデータに再利用可能性が無いと判断する。
If the average cache hit count is less than or equal to the predetermined value and the read rate is also less than or equal to the predetermined value (No in step S202), the secondary cache
二次キャッシュメモリ格納手段212は、一次キャッシュメモリ207に格納されている対象のデータを破棄するようストレージコントローラ201に指示する。指示を受けたストレージコントローラ201は、対象のデータを一次キャッシュメモリ207から破棄する(ステップS206)。
The secondary cache
次いで、二次キャッシュメモリ格納手段212は、データが破棄されたため、対象のデータが記憶されている論理ディスク206のブロックに対応するキャッシュ割り当て管理情報と、対象のデータが格納されていた一次キャッシュメモリ207のブロックに対応する一次キャッシュメモリ管理情報を、データが格納されていない状態にそれぞれ更新する(ステップS208)。更新した後、二次キャッシュメモリ格納手段212は、処理を終了する。
Next, since the data is discarded, the secondary cache
平均キャッシュヒット回数が所定値を超えている場合、またはread率が所定値を超えている場合(ステップS202のYes)、二次キャッシュメモリ格納手段212は、対象の論理ディスク206のブロックに記憶されているデータに再利用可能性があると判断する。
When the average number of cache hits exceeds a predetermined value, or when the read rate exceeds a predetermined value (Yes in step S202), the secondary cache
次いで、二次キャッシュメモリ格納手段212は、削除されるデータが記憶されている論理ディスク206のブロックに対する平均更新間隔が所定値以上、かつ、キャッシュ更新回数308が所定値以下であるかを確認する(ステップS203)。
Next, the secondary cache
平均更新間隔が所定値以上、かつ、キャッシュ更新回数308が所定値以下である場合(ステップS203のYes)、二次キャッシュメモリ格納手段212は、対象の論理ディスク206のブロックに記憶されているデータが、再利用されるが更新頻度の低いデータであると判断する。すなわち、二次キャッシュメモリ格納手段212は、削除されるデータを書き込み耐性の低いMLCから構成される二次キャッシュメモリ208に格納できると判断する。
When the average update interval is not less than the predetermined value and the
二次キャッシュメモリ格納手段212は、SSD書き換え管理情報を参照して、二次キャッシュメモリ208が利用可能かどうか確認する。SSD書き換え管理情報を参照した時に、二次キャッシュメモリ208を構成するSSDの状態が「利用不可」の他に「注意」である場合にも、二次キャッシュメモリ格納手段212は、二次キャッシュメモリ208を利用不可と判断してもよい。
The secondary cache
ステップS203で二次キャッシュメモリ208に格納できると判断し、二次キャッシュメモリ208が利用可能である場合、二次キャッシュメモリ格納手段212は、一次キャッシュメモリ207に格納されている対象のデータを二次キャッシュメモリ208に格納するようストレージコントローラ201に指示する。指示を受けたストレージコントローラ201は、対象のデータを二次キャッシュメモリ208に格納する(ステップS204)。
If it is determined in step S203 that the
ステップS203で二次キャッシュメモリ208に格納できると判断したが、二次キャッシュメモリ208が利用不可である場合、二次キャッシュメモリ格納手段212は、利用可能であれば対象のデータを二次キャッシュメモリ209に格納してもよい。二次キャッシュメモリ209も利用不可である場合、二次キャッシュメモリ格納手段212は、対象のデータを破棄してもよい。
If it is determined in step S203 that the
平均更新間隔が所定値未満である場合、または、キャッシュ更新回数308が所定値より大きい場合(ステップS203のNo)、二次キャッシュメモリ格納手段212は、対象の論理ディスク206のブロックに記憶されているデータが、再利用され、かつ更新頻度の高いデータであると判断する。すなわち、二次キャッシュメモリ格納手段212は、削除されるデータを書き込み耐性の高いSLCから構成される二次キャッシュメモリ209に格納できると判断する。
When the average update interval is less than the predetermined value, or when the
二次キャッシュメモリ格納手段212は、SSD書き換え管理情報を参照して、二次キャッシュメモリ209が利用可能かどうか確認する。SSD書き換え管理情報を参照した時に、二次キャッシュメモリ209を構成するSSDの状態が「利用不可」の他に「注意」である場合にも、二次キャッシュメモリ格納手段212は、二次キャッシュメモリ209を利用不可と判断してもよい。
The secondary cache
ステップS203で二次キャッシュメモリ209に格納できると判断し、二次キャッシュメモリ209が利用可能である場合、二次キャッシュメモリ格納手段212は、一次キャッシュメモリ207に格納されている対象のデータを二次キャッシュメモリ209に格納するようストレージコントローラ201に指示する。指示を受けたストレージコントローラ201は、対象のデータを二次キャッシュメモリ209に格納する(ステップS205)。
If it is determined in step S203 that the
ステップS203で二次キャッシュメモリ209に格納できると判断したが、二次キャッシュメモリ209が利用不可である場合、二次キャッシュメモリ格納手段212は、利用可能であれば対象のデータを二次キャッシュメモリ208に格納してもよい。二次キャッシュメモリ208も利用不可である場合、二次キャッシュメモリ格納手段212は、対象のデータを破棄してもよい。
If it is determined in step S203 that the
ステップS204またはステップS205の処理後、二次キャッシュメモリ格納手段212は、対象データが記憶されている論理ディスク206のブロックに対応するアクセス履歴情報に対して、二次キャッシュメモリにデータが格納されたことを反映する(ステップS207)。
After the processing in step S204 or step S205, the secondary cache
次いで、二次キャッシュメモリ格納手段212は、対象のデータが記憶されている論理ディスク206のブロックに対応するキャッシュ割り当て管理情報に対して、二次キャッシュメモリにデータが格納されたことを反映する(ステップS209)。
Next, the secondary cache
また、二次キャッシュメモリ格納手段212は、対象のデータが格納されていた一次キャッシュメモリ207のブロックに対応する一次キャッシュメモリ管理情報をデータが格納されていない状態に、対象のデータが格納された二次キャッシュメモリのブロックに対応する二次キャッシュメモリ管理情報をデータが格納されている状態にそれぞれ更新する(ステップS209)。
Further, the secondary cache
また、二次キャッシュメモリ格納手段212は、データが格納された二次キャッシュメモリを構成するSSDに対応するSSD書き換え管理情報の、write回数319を更新する(ステップS209)。更新した後、二次キャッシュメモリ格納手段212は、処理を終了する。
In addition, the secondary cache
次に、書き込み耐性の高いSLCから構成される二次キャッシュメモリ209に頻繁に書き換えが行われていないデータが格納されていないかどうか確認する時の、二次キャッシュメモリ再設定手段213の格納処理の動作を図11のフローチャートを参照して説明する。図11は、二次キャッシュメモリ再設定手段213の動作を示すフローチャートである。
Next, the storage processing of the secondary cache
二次キャッシュメモリ再設定手段213は、二次キャッシュメモリ209に対応する二次キャッシュメモリ管理情報を参照し、二次キャッシュメモリ209の各ブロックについて定期的にキャッシュ保持状況を分析する(ステップS301)。
The secondary cache memory resetting means 213 refers to the secondary cache memory management information corresponding to the
具体的には、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、二次キャッシュメモリ209の各ブロックの保持時刻317と現在時刻との差分を計算し、キャッシュ保持期間である差分時間を算出する。
Specifically, the secondary cache
二次キャッシュメモリ再設定手段213は、算出したキャッシュ保持期間が所定値以上であるか否かを確認する(ステップS302)。キャッシュ保持期間が所定値未満の場合(ステップS302のNo)、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、対象とするブロックについて処理を終了する。
The secondary cache
キャッシュ保持期間が所定値以上の場合(ステップS302のYes)、対象とするブロックに記憶されているデータの更新頻度は低い。 When the cache retention period is equal to or longer than the predetermined value (Yes in step S302), the update frequency of the data stored in the target block is low.
よって、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、対象のデータを書き込み耐性の低いMLCから構成される二次キャッシュメモリ208に再設定可能と判断する。ただし、SSD書き換え管理情報を参照した結果、二次キャッシュメモリ208が利用不可の状態である場合、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、二次キャッシュメモリ208へ再設定不可と判断する。
Therefore, the secondary cache
ステップS302において再設定可能と判断した場合、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、対象のデータを二次キャッシュメモリ209から二次キャッシュメモリ208に格納するよう、ストレージコントローラ201に指示する。指示を受けたストレージコントローラ201は、対象のデータを二次キャッシュメモリ208に格納する(ステップS303)。
If it is determined in step S302 that resetting is possible, the secondary cache
格納した後、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、対象のデータが記憶されている論理ディスク206のブロックに対応するアクセス履歴情報およびキャッシュ割り当て管理情報、対象のデータが格納された二次キャッシュメモリ208のブロックおよび二次キャッシュメモリ209のブロックに対応する二次キャッシュメモリ管理情報をそれぞれ更新する(ステップS304)。
After the storage, the secondary cache memory resetting means 213 receives the access history information and cache allocation management information corresponding to the block of the
また、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、データが格納された二次キャッシュメモリを構成するSSDに対応するSSD書き換え管理情報の、write回数319を更新する(ステップS304)。
Further, the secondary cache
各管理情報を更新した後、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、二次キャッシュメモリ209に格納されている対象のデータを破棄するよう、ストレージコントローラ201に指示する。指示を受けたストレージコントローラ201は、対象のデータを二次キャッシュメモリ209から破棄する(ステップS305)。破棄した後、二次キャッシュメモリ再設定手段213は、処理を終了する。
After updating each management information, the secondary cache
次に、ホスト計算機100による書き込み要求の発行またはストレージコントローラ201による二次キャッシュメモリへの格納処理が行われる際に、二次キャッシュメモリとして利用されているSSDの書き込み上限を確認する時の、書き込み上限監視手段214の監視処理の動作を図12のフローチャートを参照して説明する。図12は、書き込み上限監視手段214の動作を示すフローチャートである。
Next, when issuing a write request by the
書き込み上限監視手段214は、SSD書き換え管理情報を参照することで、アクセス対象である二次キャッシュメモリを構成するSSDの状況を分析する(ステップS401)。そして、書き込み上限監視手段214は、対象のSSD(SLCとMLCとのそれぞれ)のwrite回数319が上限write回数320を超えているか確認する(ステップS402)。
The write upper
write回数319が上限write回数320を超えている場合(ステップS402のYes)、書き込み上限監視手段214は、対象のSSDに対応するSSD書き換え管理情報の状態322を「利用不可」に更新する(ステップS404)。更新した後、書き込み上限監視手段214は、対象のSSDについて監視処理を終了する。
When the
write回数319が上限write回数320未満の場合(ステップS402のNo)、書き込み上限監視手段214は、SSDのwrite回数319がしきい値321を超えているか確認する(ステップS403)。write回数319がしきい値321を超えていない場合(ステップS403のNo)、書き込み上限監視手段214は、対象のSSDについて監視処理を終了する。
When the
write回数319がしきい値321を超えている場合(ステップS403のYes)、書き込み上限監視手段214は、対象のSSDに対応するSSD書き換え管理情報の状態322を「注意」に更新する(ステップS405)。更新した後、書き込み上限監視手段214は、対象のSSDについて監視処理を終了する。
When the
本実施形態の記憶装置は、特性の異なるSSDから構成される複数の二次キャッシュメモリを、格納対象のデータの更新頻度に応じて使い分けることができる。 The storage device of the present embodiment can use a plurality of secondary cache memories composed of SSDs having different characteristics according to the update frequency of data to be stored.
具体的に、記憶装置は、過去のアクセス傾向から、更新されずに長期的に再利用される可能性が高いと判断したデータを、格納コストの低いMLCから構成される第一の二次キャッシュメモリを利用するように配置する。また、再利用されるが短期的に更新されると判断したデータを、寿命が長く格納コストの高いSLCから構成される第二の二次キャッシュメモリを利用するように配置する。 Specifically, the storage device stores the first secondary cache constituted by the MLC with a low storage cost for the data that is determined to have a high possibility of being reused in the long term without being updated based on the past access tendency. Arrange to use memory. Further, data that is determined to be reused but is updated in the short term is arranged so as to use the second secondary cache memory that is composed of SLC having a long life and high storage cost.
また、記憶装置は、SLCから構成される第二の二次キャッシュメモリに長期的に保存されていて再利用されるデータを、MLCから構成される第一の二次キャッシュメモリに再配置する。これらの手段により、寿命の短いMLCに対する書き換え頻度を極力低減し、MLCの寿命を長期化させて、寿命到達によるMLCの交換頻度を抑えることができる。 In addition, the storage device rearranges data stored in the second secondary cache memory configured by SLC for a long time and reused in the first secondary cache memory configured by MLC. By these means, it is possible to reduce the rewriting frequency for the MLC having a short life as much as possible, to prolong the life of the MLC, and to suppress the replacement frequency of the MLC when the life is reached.
よって、特性やコストの異なる複数のSSD(SLCおよびMLC)から構成される二次キャッシュメモリを搭載したディスクアレイ装置として、本実施形態の記憶装置を使用するユーザは、コストの低いSSDの寿命を長期化することが可能となり、SSD二次キャッシュメモリの導入および運用にかかる総コストを削減できる。 Therefore, a user who uses the storage device of this embodiment as a disk array device equipped with a secondary cache memory composed of a plurality of SSDs (SLC and MLC) having different characteristics and costs has a low-cost SSD life span. It becomes possible to extend the time, and the total cost for the introduction and operation of the SSD secondary cache memory can be reduced.
例えば、導入コストが1、寿命が1年のMLC10台と、導入コストが5、寿命が10年のSLC10台とを併用して5年運用した場合、これまでの技術でかかる総コストは50+50で100になる。これに対して、本実施形態の記憶装置を使用するとMLCの交換頻度を抑えることができるため、最良時には5年間MLCの交換が不要となり、総コストを10+50の60にまで抑えることができる。 For example, if 10 MLCs with an introduction cost of 1 and a lifetime of 1 year and 10 SLCs with an introduction cost of 5 and a lifetime of 10 years are used together for 5 years, the total cost of the technology so far is 50 + 50 100. On the other hand, since the frequency of MLC replacement can be suppressed by using the storage device of the present embodiment, the MLC replacement is not required at the best for five years, and the total cost can be suppressed to 60 of 10 + 50.
次に、本発明の概要を説明する。図13は、記憶装置の概要を示すブロック図である。本発明による記憶装置1は、データを記憶する主記憶手段3(例えば、論理ディスク206)と、主記憶手段3に格納されるデータをキャッシングするための一次キャッシュメモリ4(例えば、一次キャッシュメモリ207)と、一次キャッシュメモリ4から削除されるデータを格納する第1の二次キャッシュメモリ5(例えば、二次キャッシュメモリ209)と、データの書き込み可能回数が第1の二次キャッシュメモリ5の書き込み可能回数よりも少ない半導体記憶媒体が用いられ、一次キャッシュメモリ4から削除されるデータを格納する第2の二次キャッシュメモリ6(例えば、二次キャッシュメモリ208)と、ホスト端末からの要求に応じたデータの読み出しおよびデータの書き込み、主記憶手段3から一次キャッシュメモリ4へのデータの格納、および一次キャッシュメモリ4から第1の二次キャッシュメモリ5または第2の二次キャッシュメモリ6へのデータの転送制御を行う制御手段2(例えば、ストレージコントローラ201)とを備え、制御手段2は、転送制御を行うデータに再利用可能性があり、かつ更新頻度が所定値以上である場合は第1の二次キャッシュメモリ5にデータを転送し、データに再利用可能性があり、かつ更新頻度が所定値よりも低い場合は第2の二次キャッシュメモリ6にデータを転送する。
Next, the outline of the present invention will be described. FIG. 13 is a block diagram illustrating an outline of the storage device. The
そのような構成により、記憶装置を使用する場合、使用するユーザは、特性の異なる複数の記憶素子を二次キャッシュメモリとして併用する時の導入コストおよび運用コストを削減できる。 With such a configuration, when a storage device is used, a user who uses the storage device can reduce the introduction cost and the operation cost when using a plurality of storage elements having different characteristics as a secondary cache memory.
記憶装置1は、主記憶手段3に記憶されている各データの再利用可能性と更新頻度の情報を含むアクセス情報を記憶するアクセス情報記憶手段(例えば、ディスクアレイ装置データ記憶手段215)を備え、制御手段2は、アクセス情報を参照してデータの転送制御を行ってもよい。
The
そのような構成により、記憶装置を使用する場合、使用するユーザは、各データのアクセス情報を保存できる。 With such a configuration, when the storage device is used, the user who uses the storage device can save the access information of each data.
記憶装置1は、第1の二次キャッシュメモリ5に所定の期間以上格納されているデータを第2の二次キャッシュメモリ6に移動するように制御手段2に指示する再設定手段(例えば、二次キャッシュメモリ再設定手段213)を備えていてもよい。
The
そのような構成により、記憶装置を使用する場合、使用するユーザは、書き込み耐性の低いMLCから構成される二次キャッシュメモリの寿命を延ばすことができる。 With such a configuration, when the storage device is used, the user who uses the storage device can extend the life of the secondary cache memory including the MLC having low write endurance.
記憶装置1は、第1の二次キャッシュメモリ5として使用される半導体記憶媒体と第2の二次キャッシュメモリ6として使用される半導体記憶媒体とのそれぞれへの書き込み回数を確認し、書き込み回数が所定のしきい値を超えている場合にしきい値を超えた方の二次キャッシュメモリとして使用される半導体記憶媒体を利用不可とする監視手段(例えば、書き込み上限監視手段214)を備えていてもよい。
The
そのような構成により、記憶装置を使用する場合、書き込み回数が上限に達する前にSSDへの書き込みが中止されるため、使用するユーザはSSDが読み書き不能な状態になることを回避できる。 With such a configuration, when the storage device is used, writing to the SSD is stopped before the number of times of writing reaches the upper limit, so that the user who uses the storage device can avoid the state in which the SSD cannot be read and written.
1 記憶装置
2 制御手段
3 主記憶手段
4 一次キャッシュメモリ
5 第1の二次キャッシュメモリ
6 第2の二次キャッシュメモリ
100 ホスト計算機
200 ディスクアレイ装置
201 ストレージコントローラ
202〜204 HDD
205 プール
206 論理ディスク
207 一次キャッシュメモリ
208、209 二次キャッシュメモリ
210 アクセス履歴記録手段
211 アクセス傾向分析手段
212 二次キャッシュメモリ格納手段
213 二次キャッシュメモリ再設定手段
214 書き込み上限監視手段
215 ディスクアレイ装置データ記憶手段
300 通信路
301 LD
302 LDアドレス
303 キャッシュヒット回数
304 更新時刻
305 更新間隔
306 read回数
307 write回数
308 キャッシュ更新回数
309 キャッシュフラグ
310 格納先
311 格納先アドレス
312 アドレス
313 キャッシュフラグ
314 SSD
315 アドレス
316 キャッシュフラグ
317 保持時刻
318 種別
319 write回数
320 上限write回数
321 しきい値
322 状態
1
205
302
Claims (8)
前記主記憶手段に格納されるデータをキャッシングするための一次キャッシュメモリと、
前記一次キャッシュメモリから削除されるデータを格納する第1の二次キャッシュメモリと、
データの書き込み可能回数が前記第1の二次キャッシュメモリの書き込み可能回数よりも少ない半導体記憶媒体が用いられ、前記一次キャッシュメモリから削除されるデータを格納する第2の二次キャッシュメモリと、
ホスト端末からの要求に応じたデータの読み出しおよびデータの書き込み、前記主記憶手段から前記一次キャッシュメモリへのデータの格納、および前記一次キャッシュメモリから前記第1の二次キャッシュメモリまたは前記第2の二次キャッシュメモリへのデータの転送制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記転送制御を行う前記データに再利用可能性があり、かつ更新頻度が所定値以上である場合は前記第1の二次キャッシュメモリに前記データを転送し、前記データに再利用可能性があり、かつ更新頻度が前記所定値よりも低い場合は前記第2の二次キャッシュメモリに前記データを転送する
ことを特徴とする記憶装置。 Main storage means for storing data;
A primary cache memory for caching data stored in the main storage means;
A first secondary cache memory for storing data to be deleted from the primary cache memory;
A second secondary cache memory for storing data to be deleted from the primary cache memory, using a semiconductor storage medium in which the number of times data can be written is less than the number of writeable times of the first secondary cache memory;
Reading data and writing data in response to a request from the host terminal, storing data from the main storage means to the primary cache memory, and from the primary cache memory to the first secondary cache memory or the second Control means for controlling the transfer of data to the secondary cache memory,
The control means transfers the data to the first secondary cache memory when the data subjected to the transfer control can be reused and the update frequency is equal to or higher than a predetermined value, and re-transfers the data to the data. The storage device, wherein the data is transferred to the second secondary cache memory when there is a possibility of use and the update frequency is lower than the predetermined value.
制御手段は、前記アクセス情報を参照してデータの転送制御を行う
請求項1記載の記憶装置。 Access information storage means for storing access information including information on reusability of each data stored in the main storage means and update frequency,
The storage device according to claim 1, wherein the control unit performs data transfer control with reference to the access information.
請求項1または請求項2記載の記憶装置。 The storage according to claim 1 or 2, further comprising resetting means for instructing the control means to move data stored in the first secondary cache memory for a predetermined period or longer to the second secondary cache memory. apparatus.
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の記憶装置。 The number of writes to each of the semiconductor storage medium used as the first secondary cache memory and the semiconductor storage medium used as the second secondary cache memory is confirmed, and the number of writes reaches a predetermined threshold value. 4. The monitoring device according to claim 1, further comprising a monitoring unit that disables use of the semiconductor storage medium that is used as a secondary cache memory that exceeds the threshold when exceeding the threshold value. 5. The storage device described.
前記ホスト端末からの要求に応じたデータの読み出しおよびデータの書き込みを行い、
前記主記憶手段から前記一次キャッシュメモリへデータを格納し、
前記一次キャッシュメモリから前記第1の二次キャッシュメモリまたは前記第2の二次キャッシュメモリへのデータの転送制御を行い、
前記転送制御を行う前記データに再利用可能性があり、かつ更新頻度が所定値以上である場合は前記第1の二次キャッシュメモリに前記データを転送し、前記データに再利用可能性があり、かつ更新頻度が前記所定値よりも低い場合は前記第2の二次キャッシュメモリに前記データを転送する
ことを特徴とする記憶方法。 Main storage means for storing data, a primary cache memory for caching data stored in the main storage means, a first secondary cache memory for storing data to be deleted from the primary cache memory, and data A memory comprising a second secondary cache memory for storing data to be deleted from the primary cache memory, wherein a semiconductor storage medium having a smaller number of writable times than the first secondary cache memory is used. A storage method executed in a device comprising:
Read and write data in response to a request from the host terminal,
Storing data from the main storage means to the primary cache memory;
Performing transfer control of data from the primary cache memory to the first secondary cache memory or the second secondary cache memory;
The data for which the transfer control is performed may be reused, and if the update frequency is equal to or higher than a predetermined value, the data is transferred to the first secondary cache memory, and the data may be reused. And when the update frequency is lower than the predetermined value, the data is transferred to the second secondary cache memory.
前記アクセス情報を参照してデータの転送制御を行う
請求項5記載の記憶方法。 Storing access information including information on reusability and update frequency of each data stored in the main storage means;
The storage method according to claim 5, wherein data transfer control is performed with reference to the access information.
請求項5または請求項6記載の記憶方法。 The storage method according to claim 5 or 6, wherein data stored in the first secondary cache memory for a predetermined period or more is moved to the second secondary cache memory.
請求項5から請求項7のうちのいずれか1項に記載の記憶方法。 The number of writes to each of the semiconductor storage medium used as the first secondary cache memory and the semiconductor storage medium used as the second secondary cache memory is confirmed, and the number of writes reaches a predetermined threshold value. The storage method according to any one of claims 5 to 7, wherein the semiconductor storage medium that is used as a secondary cache memory that exceeds the threshold when the threshold is exceeded is unavailable. .
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