JP2011086324A - ストレージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の課題は、小容量ファイルのデータの読み出し効率が悪い記録装置に対して、小容量ファイルの読み出しを高速化することに関する。
【解決手段】
小容量ファイルの読み出しが遅い第一の記録装置と、小容量ファイルの読み出しが速い第二の記録装置と、それらを制御する制御部を搭載し、予め第一の記録装置の小容量ファイルを第二の記録装置にコピーしておき、上位装置から、第一の記録装置に記録されている小容量ファイルに読み出し要求が有った場合、読み出しが速い第二の記録装置からデータを読み出す。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハードディスクドライブや光ディスクドライブ、ソリッドステートドライブなどストレージ装置に関する。

例えば、特開２００１−１６０２５２号広報（特許文献１）がある。該公報には、「キャッシュ機能を応用して比較的読み出し速度の遅い記録媒体からのデータの読み出し速度を容易に改善すること。」を課題として掲げており、その解決手段として「コントローラは、外部インタフェースを介してホストコンピュータから読み出し要求を受け取ったとき、その要求されたデータがキャッシュメモリ内にキャッシュされているか否かを判定し、キャッシュされていないと判定したときは、ディスク上から要求されたデータを読み出し、キャッシュメモリの空き領域にデータを取り込んで蓄積し、そのキャッシュアドレスとディスクアドレスとの対応情報（参照情報）を記憶し、キャッシュメモリ内からそのデータを読み出してホストコンピュータに転送する。」という技術が開示されている。

公開番号 特開2001-160252号公報

記録装置によっては、記録しているデータのサイズや記録の仕方が、読み出し速度に影響を及ぼすものがある。例えば、光ディスクドライブでは、データを読み出す際にシーク時間が必要であり、シーク時間はデータの大きさに依らない。そのため、データサイズの大きいシーケンシャルなデータの読み出しに対して、データサイズが小さな断片的なデータの読み出しは読み出し速度の面で効率が悪い。上述した背景技術では、キャッシュに蓄積するデータはホストコンピュータから読み出し要求があったデータであり、読み出すデータのサイズによって読み出し効率が異なる点が考慮されていない。また、サイズの大きなデータをキャッシュにコピーしておくことは、コピーに時間がかかるほか、記録に必要な領域も大きくなり、キャッシュとして扱うには効率が悪い。本発明では、小容量ファイルの読み出し効率が悪い記録装置に対して、小容量ファイルを高速に読み出すことを目的とする。

上記目的は、一例として特許請求の範囲に記載の発明により達成される。

小容量ファイルの読み出しが遅い記録装置に対して、小容量ファイルの高速読み出しを実現する。

ストレージ装置のブロック図である。 ODDに装填したディスクのデータをSSDにコピーする制御処理を示すフローチャートである。 ODDに装填したディスクに対してデータの読み出し要求が有った場合の制御処理を示すフローチャートである。 断片的な小さなデータを読み出す場合、読み出し効率が悪い点を説明する図である。 記録装置の選択処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明のストレージ装置の一実施形態を示すブロック図である。101はストレージ装置の上位装置であるホストコンピュータを示し、102はストレージ装置を示す。ストレージ装置102は、制御部103、第一の記録装置としてODD104、第二の記録装置としてODD104よりも高速読み出しが可能なSSD105から構成されている。ODD104、SSD105ともにホストコンピュータ101からデータアクセスが可能であり、制御部103は独自のバッファ領域を備えている。

ODD104にディスク106が挿入された場合に、制御部103は、装填されたディスク106に記録されたファイルのサイズ、更新日時などのファイル情報を読み出し、予め定めたサイズ以下のファイルをディスク106から読み出す。そして、読み出したファイルをSSD105にコピーする。ホストコンピュータ101からディスク106にデータの読み出し要求が有った場合、制御部103は、読み出し要求の有ったデータがどのファイルに属するのかをファイル情報を参照して判断し、そのファイルが既にSSD105にコピー済みのファイルかどうかを判断する。コピー済みかどうかの判断は、ディスク106のファイルをSSD105にコピーする時に、制御部103がコピー済みを示すコピー完了フラグを立てて管理する。あるいは、判断の度に、SSD104あるいはディスク106のファイル情報を参照して、コピー済みかどうかを確認しても良い。なお、フラグあるいは各記録装置のファイル情報は、制御部103に格納する。あるいは、SSD105に格納し、随時読み出しても良い。読み出し要求の有ったデータが既にSSD105にコピー済みであれば、制御部103がSSD105から該当するデータを読み出してホストコンピュータ101に送信する。

こうすることで、ディスク104に記録された小容量ファイルをホストコンピュータ101が要求した際に、高速でホストコンピュータ101に送信することが可能となる。なお、ディスク106のファイル情報の取得及びSSD105へのコピー処理は、ODD104は使用可能であるが、処理を行っていない状態（アイドル状態）の場合に行う。アイドル状態の時に行うことで、他の処理に影響を及ぼさずにコピー処理を行うことができる。仮に、コピー処理の途中で他の動作が実行された場合、コピー処理を中断し、状態を保持しておき、他の動作が終了してからコピー処理を再実行する。あるいは、状態の保持をせずに、一からコピー処理を行っても良い。または、ディスク挿入時、あるいはホストコンピュータ101からの指示により、ファイル情報の取得及びコピー処理を行っても良い。ディスク情報の取得及びSSD105へのコピー処理に時間がかかるが、それ以降のディスク106からの読み出しに関しては、SSD105にコピーしたファイルは、高速に読み出すことができる。

図２は、図１に示したストレージ装置における、この発明の請求項１記載に関わるODD103に装填されたディスク106の小容量ファイルをSSD104にコピーする処理の制御を示すフローチャートである。ステップ（図中「Ｓ」で示す）201で、制御部103がODD104に装填されたディスク106のファイルをSSD105へコピーする要求を出し、ステップ202へ進んでディスク106のファイルのデータサイズをファイル毎に測定する。ステップ203で、測定したデータサイズが予め決めておいた閾値より小さいか否かを判定し、小さければステップ204に進んで、ディスク106からそのファイルを読み出してSSD105へコピーする。大きければ何もしない。そしてステップ205でディスク106の全ファイルに対してデータサイズの測定が完了しているかどうかを確認し、完了していれば処理を終了し、完了していなければ、ステップ202に戻って次のファイルのデータサイズの測定を行い、同様にコピー動作へと移る。

このようにして、ODD104に装填したディスク106から小容量ファイルのみを選択してSSD105にコピーすることが可能である。

次に、図３は図１に示したストレージ装置102における、この発明の請求項１記載に関わる高速読み出し制御処理を示すフローチャートである。制御部103は、ステップ301で外部インタフェースを介してホストコンピュータ101からODD104に装填されたディスク106に対して読み出し要求を受け取ったとき、ステップ302へ進んで要求されたデータが属するファイルがSSD105にコピー済みか否かを判定し、コピー済みと判定したときは、ステップ303へ進んでSSD105内からそのデータを読み出し、ステップ304で外部インタフェースを介してホストコンピュータ101に転送し、ステップ305でこの処理を終了する。ステップ302でSSD105にコピーされていないと判定したときは、ステップ306へ進んでディスク106からそのデータを読み出し、ステップ304で外部インタフェースを解してホストコンピュータ101に転送し、ステップ305でこの処理を終了する。

このようにして、ホストコンピュータ101が要求するデータが属するファイルがSSD1015にある場合、SSD105からデータを読み出すことで、読み出しの高速化を実現することができる。

ここで、小容量ファイルを優先的にSSD105にコピーする点については、図４を用いて説明する。図４の（ａ）はシーケンシャルで大きなデータをリードする場合を示し、（ｂ）は、断片的な小さなデータを複数リードする場合を示している。小さな断片的なデータを複数リードする場合、ODDではデータのリード毎にシーク時間が必要となる。よって、シーケンシャルで大きなデータのリード時に比べて、小さな断片的なデータのリードでは、シーク時間が多くを占めてしまう。SSDではシーク時間が不要なため、小さな断片的なファイルをSSDにコピーしておき、ホストコンピュータ101から読み出し要求があった場合は、SSD105から読み出したほうが、効率が良い。

なお、ODD104に装填したディスク106のファイルをSSD105にコピーする場合のコピーするファイルの選択に用いる条件（コピー条件）は、上述した条件だけではなく、予め定めたデータサイズ分だけを、ディスク106から、データサイズが小さいファイルを優先的にコピーしても良いし、予めディスク106のファイル毎に優先順位を付加しておき、制御部103は優先順位の高いファイルのみをSSD105にコピーしてもよい。あるいは、光ディスクドライブの場合、ディスクの内周に記録されたデータの方が、外周に記録されたデータよりも読み出し速度が遅い場合があるため、内周に記録されたデータの属するファイルを優先的にSSD105にコピーしても良い。

SSD105のODD104に装填したディスク106のファイルをコピーする領域は、予め定めておき、その領域にのみディスク106のファイルをコピーする。SSD105の記録可能領域を全てコピー可能領域としても良い。あるいは、SSD105の記録可能領域の残量によって、制御部103がコピーする領域を制御しても良い。これにより、ユーザの使用状況に応じて、フレキシブルにディスク106からコピーしておくファイルのデータ量を変えることができる。

次に、ODD104からディスク106を排出した場合の、SSD105にコピー済みのディスク106のファイルの扱いについて説明する。なお、ストレージ装置の構成は実施例１と同様である。

本実施例では、ODD104からディスク106を排出した際に、SSD105にコピー済みのディスク106のファイルを消去する場合について説明する。

ディスク106を排出した場合、ホストコンピュータ101からディスク106へのデータ読み出し要求は、ディスク106を再度ODD104に挿入するまでは行われないため、SSD105にコピーしておいたディスク106のファイルを、制御部103が消去する。
上記方法により、SSD105の記録可能領域を増やすことができる。

次に、実施例２とは異なり、排出時にはSSD105にコピーしたディスク106のファイルの消去を行わない場合について説明する。

ディスク106のファイルをディスクが排出された後も消去せず、SSD105に保存しておくことで、次に同じディスク106がODD104に挿入された場合に、新たにディスク106からSSD105にファイルをコピーすることなく、保存しておいたファイルを再度使用することができる。

なお、SSD105にコピー済みのファイルに関しては、ホストコンピュータ101からSSD105に保存しているファイルを参照し、不要であれば削除しても良いし、制御部103がデータの読み出し頻度を管理し、長期間読み出されていないファイルは一定期間後に、制御部103が削除しても良い。また、次に別のディスクがODD104に挿入された際に、SSD105にコピー済みの前のディスクのファイルを削除してもよい。上記方法により、SSD105の記録可能領域を増やすことができる。

また、SSD105にコピーしたファイルはホストコンピュータ101からは直接指定して読み出せないように制御部103が制御しても良いし、SSD105にディスク106のファイルをコピーする際に、制御部103で暗号化を施し、ホストコンピュータ101からは内容が見えないようにしても良い。これにより、著作権保護されているディスク106のコンテンツに対しても、SSD105にコピーしておくことができ、高速読み出しが可能となる。

なお、同じディスクが挿入されたかどうかは、制御部103がディスクのBCA（Burst Cutting Area）に記載されたディスクIDを用いて判断を行う方法、あるいはODD104がディスクの書き込み可能領域にディスク判別用のIDを書き込む方法などが考えられる。SSD105にディスクのファイルをコピーする際に、ディスクIDも一緒にコピーしておき、ディスクが挿入された際に、制御部103が挿入されたディスクのIDを読み出し、SSD105に保存済みのディスクのIDと比較を行うことで、同じディスクかどうかの判断を行う。

これにより、挿入されたディスクの判別を行うことが可能で、挿入されたディスクの小容量ファイルが既にSSD105にコピー済みかどうかを判断することができる。

実施例３に関連して、ODD104からディスク106を排出した場合でも、SSD105にディスク106の情報を保存しておくが、次にODD104にディスク106が挿入されたときには、ディスク106のデータが更新されていた場合について説明する。

最初に、ディスク106のデータが更新されていた場合に、SSD105にコピー済みのディスク106の更新があったファイルのデータを更新する点に関して説明する。制御部103では、ODD104に挿入されたディスク106のデータのファイル情報とSSD105にコピー済みのディスク106のファイル情報を参照し、ディスク106の内容とSSD105に以前コピーしておいたディスク106の内容を比較する。ディスク106のデータが更新されていれば、更新があったファイルのみをディスク106から読み出し、SSD105に上書きコピーを行う。
上記方法により、ディスク106に記録されているデータに更新が有った場合でも、以前にSSD105に保存しておいたファイルを有効的に再利用することができる。

次に、上記SSD105のファイルの更新処理は、例えばODD104がアイドル状態の時に行うので、必ずしも完了しているとは限らないため、更新済みの場合と、更新済みではない場合に関して、ホストコンピュータ101がODD104に読み出し要求を出した場合の、データを読み出す記録装置の選択手順を図５を用いて説明する。

ホストコンピュータ101がODD104に読み出し要求を出した場合、最初にステップ502で、制御部103が既にディスク106のファイル情報を取得済みかどうか、ファイル情報取得状況を示すフラグを用いて判断する。ファイル情報取得状況を示すフラグは、ODD104にディスク106が挿入され、制御部103がディスク106のファイル情報を取得した際に立てる。ファイル情報を既に制御部103が取得済みであればステップ503へ移る。取得済みで無ければ、ステップ506へと移り、データはディスク106から読み出す。ステップ503では、ホストコンピュータ101が読み出し要求を出したデータがどのファイルに属するのかをファイル情報から判断し、そのファイルがSSD105へのコピー対象ファイルかどうかを確認する。コピー対象ファイルであれば、ステップ504へと移る。コピー対象ファイルで無ければ、ステップ506へと移り、ディスク106からデータを読み出す。ステップ504では、読み出し要求のあるディスク106のデータ及びSSD105にコピーされたデータの更新日時を比較する。比較してディスク106とSSD105のデータに違いが無ければ、ステップ505へと移り、データをSSD105から読み出す。違いが有れば、ステップ506へと移り、ディスク106からデータを読み出す。
なお、ステップ502での判断処理は、ファイル情報取得状況を示すフラグを用いるのではなく、判断の度にファイル情報を格納している領域を参照し、取得済みかどうか確認しても良い。

上記方法により、更新があったディスク106のデータが、既にSSD105にコピー済みであれば、SSD105から読み出すことができ、高速に読み出せる。

次に、ホストコンピュータ101からODD104に挿入されたディスク106にファイルを書き込む時のストレージ装置の動作について説明する。

ホストコンピュータ101からディスク106にファイルを書き込む際に、制御部103では、そのファイルがSSD105へのコピー条件を満たしているかどうかを判断する。条件を満たしていれば、ファイルをディスク106に書き込むと同時に、SSD105にも書き込み、SSD105のファイル情報も更新する。

上記方法により、書き込むファイルがコピー条件を満たしていれば、改めてディスク106から読み出すことなく、SSD105にファイルを保持することができ、そのファイルが読み出されたときに、SSD105から高速に読み出すことができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の実施例では、第一の記録装置として光ディスクドライブを用いて説明したが、他の小容量ファイルの読み出し効率が悪い記録装置を用いても良いし、第二の記録装置として、ソリッドステートドライブ以外の小容量ファイルの高速読み出し可能な記録装置を用いることも考えられる。また、上記した実施例以外の方法で、第二の記録装置にコピーするデータの選定を行っても良い。

また、ストレージ装置が備えるユニットは、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１０１ ホストコンピュータ（上位装置）
１０２ ストレージ装置
１０３ 制御部
１０４ 光ディスクドライブ（ODD）
１０５ ソリッドステートドライブ（SSD）
１０６ ディスク
４０１ シーク時間
４０２ データリード時間

Claims (17)

1. データの書き込み及び読み出し可能な第一の記録装置と、
   データの書き込み及び読み出し可能であり、前記第一の記録装置と比較して小容量ファイルの読み出し速度が速い第二の記録装置と、
   前記第一の記録装置に記録されたデータを、上位装置を介さずに前記第二の記録装置にコピーする手段および、
   上位装置が前記第一の記録装置に記録されたデータに対して読み出し要求を出した場合に、該データが前記第二の記録装置にコピー済みであれば、前記第二の記録装置から該データを読み出す手段を有する制御部と、を備えるストレージ装置であって、
   前記制御部は、前記第一の記録装置に記録されたデータのうち、定めた閾値以下のデータサイズであるファイルのみを選択して前記第二の記録装置にコピーすることを特徴としたストレージ装置。
2. データの書き込み及び読み出し可能な第一の記録装置と、
   データの書き込み及び読み出し可能であり、前記第一の記録装置と比較して小容量ファイルの読み出し速度が速い第二の記録装置と、
   前記第一の記録装置に記録されたデータを、上位装置を介さずに前記第二の記録装置にコピーする手段および、
   上位装置が前記第一の記録装置に記録されたデータに対して読み出し要求を出した場合に、該データが前記第二の記録装置にコピー済みであれば、前記第二の記録装置から該データを読み出す手段を有する制御部と、を備えるストレージ装置であって、
   前記制御部は、前記第一の記録装置に記録されたデータのうち、小容量ファイルから順に、前記第二の記録装置にコピーすることを特徴としたストレージ装置。
3. データの書き込み及び読み出し可能な第一の記録装置と、
   データの書き込み及び読み出し可能であり、前記第一の記録装置と比較して小容量ファイルの読み出し速度が速い第二の記録装置と、
   前記第一の記録装置に記録されたデータを、上位装置を介さずに前記第二の記録装置にコピーする手段および、
   上位装置が前記第一の記録装置に記録されたデータに対して読み出し要求を出した場合に、該データが前記第二の記録装置にコピー済みであれば、前記第二の記録装置から該データを読み出す手段を有する制御部と、を備えるストレージ装置であって、
   前記第一の記録装置に記録されたデータのファイル毎に優先度が付加されていた場合、前記制御部は、前記第一の記録装置に記録されたデータのうち、前記優先度の高いファイルのみを選択し、前記第二の記録装置にコピーすることを特徴としたストレージ装置。
4. データの書き込み及び読み出し可能な第一の記録装置と、
   データの書き込み及び読み出し可能であり、前記第一の記録装置と比較して小容量ファイルの読み出し速度が速い第二の記録装置と、
   前記第一の記録装置に記録されたデータを、上位装置を介さずに前記第二の記録装置にコピーする手段および、
   上位装置が前記第一の記録装置に記録されたデータに対して読み出し要求を出した場合に、該データが前記第二の記録装置にコピー済みであれば、前記第二の記録装置から該データを読み出す手段を有する制御部と、を備えるストレージ装置であって、
   前記第一の記録装置に記録されたデータのうち、読み出しが遅い箇所に書かれデータを優先的に、前記第二の記録装置にコピーすることを特徴としたストレージ装置。
5. 請求項１から４いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
   前記第二の記録装置は、前記第一の記録装置のデータをコピーするための記録領域を確保しており、
   前記制御部は、前記確保した記録領域以下のサイズ分しか、前記第一の記録装置から前記第二の記録装置にコピーを行わないことを特徴としたストレージ装置。
6. 請求項１から５いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
   前記制御部は、前記第二の記録装置の記録可能領域の残量によって、前記第一の記録装置のデータを前記第二の記録装置にコピーするための前記第二の記録装置の記録領域を制御することを特徴としたストレージ装置。
7. 請求項１から６いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
   前記第一の記録装置が光ディスクドライブであり、
   前記第二の記録装置がソリッドステートドライブであることを特徴としたストレージ装置。
8. 請求項１から７いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
   前記第一の記録装置がリムーバブルディスクドライブであった場合に、
   前記制御部が、前記第二の記録装置にコピー済みの前記第一の記録装置に装填したディスクのデータを、前記第一の記録装置から該ディスクを排出したことを契機に消去することを特徴としたストレージ装置。
9. 請求項１から７いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
   前記第一の記録装置がリムーバブルディスクドライブであった場合に、
   前記制御部は、前記第二の記録装置にコピー済みの前記第一の記録装置に装填したディスクのデータは、前記第一の記録装置から該ディスクを排出した場合にはデータの消去を行わないが、
   別のディスクが前記第一の記録装置に挿入されたことを契機に、前のディスクに関するデータを前記第二の記録装置から消去することを特徴としたストレージ装置。
10. 請求項１から７いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
    前記第一の記録装置がリムーバブルディスクドライブであった場合に、
    前記制御部は、前記第二の記録装置にコピー済みの前記第一の記録装置に装填したディスクのデータは、前記第一の記録装置から該ディスクを排出した場合でも前記第二の記録装置に記録しておき、
    再度同じディスクが前記第一の記録装置に挿入された場合に、
    新たに該ディスクから前記第二の記録装置にデータのコピーは行わず、
    既に前記第二の記録装置に記録済みのディスクのデータを使用することを特徴としたストレージ装置。
11. 請求項１０に記載のストレージ装置であって、
    前記制御部は、前記第二の記録装置にコピー済みの前記第一の記録装置に装填したディスクのデータのうち、長時間使用されていないデータは、
    長時間使用されていないことを契機に、前記第二の記録装置から削除することを特徴としたストレージ装置。
12. 請求項１０または１１に記載のストレージ装置であって、
    前記制御部は、既に前記第二の記録装置にデータがコピー済みのディスクを前記第一の記録装置に装填した場合に、該ディスクのデータ更新日時を確認し、データの更新がない場合には、新たに該ディスクから前記第二の記録装置にデータのコピーは行わず、
    既に前記第二の記録装置にコピー済みのデータを使用し、
    データの更新が有る場合には、前記第二の記録装置にコピー済みのデータのうち、更新があるデータのみを新たに該ディスクから前記第二の記録装置にコピーすることを特徴としたストレージ装置。
13. 請求項９から１２いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
    前記制御部は、前記第一の記録装置に挿入されたディスクの固有情報を参照し、
    該固有情報とともに、前記第二の記録装置にデータがコピー済みか否かを記録しておく手段と、
    前記第一の記録装置にディスクが挿入された際に、挿入されたディスクの固有情報と、前記第二の記録装置に記録済みのディスクの固有情報とを比較して、前記第一の記録装置に挿入されたディスクが、前記第二の記録装置にデータがコピー済みのディスクかどうかの判別を行うことを特徴としたストレージ装置。
14. 請求項９から１３いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
    前記制御部は、前記第一の記録装置に挿入されたディスクにディスクの判別を行うための管理情報を書き込むことを特徴としたストレージ装置。
15. 請求項１から１４いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
    前記制御部は、前記第二の記録装置にコピーした前記第一の記録装置のデータに暗号化を行い、
    直接上位装置からは読み出すことができないように制御することを特徴としたストレージ装置。
16. 請求項１から１５いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
    前記制御部は、前記第一の記録装置にディスクの読み出し、あるいは書き込み要求が無い時に、前記第二の記録装置に前記第一の記録装置のデータをコピーすることを特徴としたストレージ装置。
17. 請求項１から１６いずれか一項に記載のストレージ装置であって、
    前記制御部は、前記上位装置から前記第一の記録装置にデータを書き込む場合に、該データを前記第二の記録装置にも書き込むことを特徴としたストレージ装置。

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