JP2016167195A - ストレージ装置、ストレージ制御プログラム、ストレージ制御方法、およびストレージシステム - Google Patents

Abstract

【課題】階層制御における高速デバイスの利用効率を向上できる。
【解決手段】制御部１ａは、記録対象データごとのアクセス予定回数を算出し、アクセス予定回数にもとづいて再配置対象となる記録対象データを決定する。制御部１ａは、算出期間と単位時間当たりのアクセス回数とから、記録対象データごとのアクセス予定回数を算出する。算出期間は、次回更新タイミングによって記録対象データごとに異なる。次回更新タイミングが次回再配置タイミングよりも早い場合、算出期間は、今回再配置タイミングから次回更新タイミングまでの期間である。一方、次回更新タイミングが次回再配置タイミングよりも遅い場合、算出期間は、今回再配置タイミングから次回再配置タイミングまでの期間である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ストレージ装置、ストレージ制御プログラム、ストレージ制御方法、およびストレージシステムに関する。

ストレージ装置は、アクセス頻度の高いデータをＳＳＤ（Solid State Drive）などの高速なデバイスに配置し、アクセス頻度の低いデータをＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの低速なデバイスに配置する階層制御をおこなうものがある。

また、ストレージ装置は、ログ構造化ファイルシステムによって管理されるデータを扱う場合があり、上書きによらずに追記によってデータの変更をおこなうことがある。

特開２００３−２１６４６０号公報 特開２０１４−０４１６４５号公報

ストレージ装置は、階層制御において、アクセス速度の速い高速デバイスにアクセス頻度の高いデータが配置されるように、適宜データの再配置をおこなう。
一方、ログ構造化ファイルシステムによって管理されるファイルにおいて更新があった場合、更新後のファイルは、更新前のファイルの格納位置と異なる位置に格納される。そしてファイルの更新後のアクセスのほとんどは、更新後のファイルの格納位置をアクセス先とする。

そのため、ログ構造化ファイルシステムによって管理されるファイルは、高速デバイスへの再配置後にファイル更新があった場合に、高速デバイスに配置されている更新前ファイルへのアクセス頻度が低下するため、高速デバイスの利用効率を低下させる。

１つの側面では、本発明は、階層制御における高速デバイスの利用効率を向上できるストレージ装置、ストレージ制御プログラム、ストレージ制御方法、およびストレージシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、以下に示すような、ストレージ装置が提供される。ストレージ装置は、ログ構造化データ書き込み方法によりデータを記録するとともに、第１ストレージデバイスとアクセス速度が第１ストレージデバイスより低速な第２ストレージデバイスとの間でデータの再配置をおこなう。ストレージ装置は、制御部を備える。制御部は、記録対象データごとの次回更新タイミングまたは次回再配置タイミングのうちいずれか早いタイミングと、単位時間当たりの記録対象データごとのアクセス回数とから記録対象データごとのアクセス予定回数を算出し、アクセス予定回数が多い記録対象データを前記第１ストレージデバイスに配置する。

１態様によれば、ストレージ装置、ストレージ制御プログラム、ストレージ制御方法、およびストレージシステムにおいて、階層制御における高速デバイスの利用効率を向上できる。

第１の実施形態のストレージ装置の構成の一例を示す図である。 算出期間の一例を示す図である。 第２の実施形態のストレージシステムの構成の一例を示す図である。 第２の実施形態のストレージ装置の構成の一例を示す図である。 第２の実施形態の統計情報管理テーブルの一例を示す図である。 第２の実施形態の再配置処理のフローチャートを示す図である。 第３の実施形態の第２再配置処理のフローチャートを示す図である。 第３の実施形態の算出結果集計テーブルの一例を示す図である。 第４の実施形態の統計情報管理テーブルの一例を示す図である。 第４の実施形態の第３再配置処理のフローチャートを示す図である。 第５の実施形態のストレージシステムの構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。
［第１の実施形態］
まず、第１の実施形態のストレージ装置について図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態のストレージ装置の構成の一例を示す図である。

ストレージ装置１は、制御部１ａを備える。制御部１ａは、第１ストレージデバイス２と第２ストレージデバイス３とを制御対象とする。
第１ストレージデバイス２と第２ストレージデバイス３とは、アクセス速度が異なるストレージデバイスであり、第１ストレージデバイス２は、第２ストレージデバイス３と比較して高速なアクセス速度の高速デバイスである。言い換えれば、第２ストレージデバイス３は、第１ストレージデバイス２と比較して低速なアクセス速度の低速デバイスである。たとえば、第１ストレージデバイス２がＳＳＤであるときに、第２ストレージデバイス３は、ＨＤＤである。あるいは、第１ストレージデバイス２がオンラインディスクであるときに、第２ストレージデバイス３は、ニアラインディスクである。第１ストレージデバイス２は、第２ストレージデバイス３と比較して高速であるが高コストなストレージデバイスであり、第２ストレージデバイス３は、第１ストレージデバイス２と比較して低速であるが大容量かつ低コストなストレージデバイスである。

なお、ストレージ装置１は、第１ストレージデバイス２と第２ストレージデバイス３とを内蔵するものであってもよいし、外付けするものであってもよい。また、ストレージ装置１は、第１ストレージデバイス２と第２ストレージデバイス３とネットワークを介して接続するものであってもよい。

制御部１ａは、第１ストレージデバイス２、第２ストレージデバイス３にログ構造化データ書き込み方法によりデータを記録できる。ログ構造化データ書き込み方法は、更新前のデータが記憶されている領域と異なる領域に更新後のデータを書き込む方法である。書き込み対象となるデータは、ファイル形式であってもよいし、その他の形式であってもよい。

たとえば、ログ構造化ファイルシステムは、ファイル形式のデータを書き込み対象とし、その場合、制御部１ａは、第１ストレージデバイス２、第２ストレージデバイス３にファイルを記録できる。制御部１ａは、記録対象データＡ１を記録対象データＡ２に更新する場合、記録対象データＡ２の格納位置が記録対象データＡ１の格納位置と異なる論理データレイアウトとする。

これにより、ストレージ装置１は、記録対象データＡ１を記録対象データＡ２に更新した後に、記録対象データＡ１を復旧することができる。
制御部１ａは、第１ストレージデバイス２と第２ストレージデバイス３との間でデータを再配置する階層制御（ストレージ自動階層制御（Automated Storage Tiering））をおこなうことができる。

これにより、ストレージ装置１は、アクセス頻度の高いデータを高速なストレージデバイスに配置し、アクセス頻度の低いデータを低速なストレージデバイスに再配置することで、コスト抑制とアクセス速度の向上を図ることができる。

たとえば、ストレージ装置１は、アクセス頻度の高い記録対象データＡ１を高速デバイスに再配置することで、高速デバイスの利用効率を高めることができる。一方で、ストレージ装置１は、ログ構造化ファイルシステムのもとで記録対象データＡ１が更新されて記録対象データＡ２が低速デバイスに記録された場合、高速デバイスに再配置されていた記録対象データＡ１のアクセス頻度の低下を惹起する。

制御部１ａは、このような高速デバイスの利用効率の低下を抑制できる。制御部１ａは、記録対象データごとのアクセス予定回数を算出し、アクセス予定回数が多い記録対象データを第１ストレージデバイス２に配置する。たとえば、制御部１ａは、記録対象データごとのアクセス予定回数をソートして、アクセス予定回数の多い記録対象データを相対的に高速な第１ストレージデバイス２に再配置する。

アクセス予定回数は、今回再配置タイミングから次回再配置タイミングまでに見込める記録対象データごとのアクセス回数である。制御部１ａは、算出期間と単位時間当たりのアクセス回数とから、記録対象データごとのアクセス予定回数を算出する。単位時間当たりのアクセス回数は、たとえば、記録対象データごとの統計情報から統計値（平均値や、中央値、最頻値など）として取得することができる。この場合、単位時間当たりのアクセス回数は、直近（前回更新以降の期間）の統計情報を用いるようにしてもよい。

算出期間は、次回更新タイミングによって記録対象データごとに異なる。たとえば、次回更新タイミングは、記録対象データごとの統計情報から統計値（平均値や、中央値、最頻値など）として取得することができる。次回更新タイミングが次回再配置タイミングよりも早い場合、算出期間は、今回再配置タイミングから次回更新タイミングまでの期間である。一方、次回更新タイミングが次回再配置タイミングよりも遅い場合、算出期間は、今回再配置タイミングから次回再配置タイミングまでの期間である。

ここで、算出期間について図２を用いて説明する。図２は、算出期間の一例を示す図である。
たとえば、記録対象データＡの次回更新タイミングｔ１は、次回再配置タイミングより早いことから、記録対象データＡの算出期間は、今回再配置タイミングから次回更新タイミングまでの期間である。これにより、ストレージ装置１は、算出期間と、単位時間当たりのアクセス回数とから、記録対象データＡのアクセス予定回数ＡＮを算出できる。このようなアクセス予定回数ＡＮは、記録対象データＡの次回更新タイミングｔ１から次回再配置タイミングまでの記録対象データＡのアクセス頻度が低下する期間が、算出期間から除外されることで高精度な算出結果が期待できる。

一方、記録対象データＢの次回更新タイミングｔ２は、次回再配置タイミングより遅いことから、記録対象データＢの算出期間は、今回再配置タイミングから次回再配置タイミングまでの期間である。これにより、ストレージ装置１は、算出期間と、単位時間当たりのアクセス回数とから、記録対象データＢのアクセス予定回数ＢＮを算出できる。

このようなアクセス予定回数ＡＮおよびアクセス予定回数ＢＮは、ログ構造化されたデータのアクセス予定回数を好適に表わすことができる。
たとえば、高速デバイスに再配置されていた記録対象データＡ１が更新されて、記録対象データＡ２が低速デバイスに記録されることがあっても、ストレージ装置１は、記録対象データＡ１の更新タイミングに応じてアクセス予定回数を算出できる。

したがって、ストレージ装置１は、ログ構造化されたデータのアクセス予定回数をより正確に算出することができる。これにより、ストレージ装置１は、正確に算出されたアクセス予定回数を用いてデータの再配置をおこなうことができ、高速デバイスの利用効率を向上可能な階層制御を実現する。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態のストレージシステムについて図３を用いて説明する。図３は、第２の実施形態のストレージシステムの構成の一例を示す図である。

ストレージシステム５は、サーバ（情報処理装置）６と、ネットワーク７と、ストレージ装置１０とを含む。ネットワーク７は、たとえば１または複数のストレージ装置１０と、１または複数のサーバ６を接続する。ストレージ装置１０は、ネットワーク７を介してサーバ６と通信可能に接続する。サーバ６は、ストレージ装置１０にデータを書き込み、またストレージ装置１０からデータを読み込むことができる。

次に、第２の実施形態のストレージ装置について図４を用いて説明する。図４は、第２の実施形態のストレージ装置の構成の一例を示す図である。
ストレージ装置１０は、チャネルアダプタ１１，１２と、リモートアダプタ１３，１４と、コントローラモジュール（以下、ＣＭ（Controller Module））２０，３０と、ドライブエンクロージャ（以下、ＤＥ（Drive Enclosure））５０を含む。

ストレージ装置１０は、チャネルアダプタ１１，１２を介してサーバ６と接続する。チャネルアダプタ１１は、ＣＭ２０に対応して備えられ、チャネルアダプタ１２は、ＣＭ３０に対応して備えられる。ストレージ装置１０は、リモートアダプタ１３，１４を介して他のストレージ装置と接続できる。リモートアダプタ１３は、ＣＭ２０に対応して備えられ、リモートアダプタ１４は、ＣＭ３０に対応して備えられる。

ＤＥ５０は、ＳＳＤ５１，５２およびＨＤＤ５３，５４を含む。ＳＳＤ５１，５２、とＨＤＤ５３，５４は、アクセス速度の異なるストレージデバイスである。ＳＳＤ５１，５２は、ＨＤＤ５３，５４と比較してアクセス速度が速い高速デバイスである。言い換えれば、ＨＤＤ５３，５４は、ＳＳＤ５１，５２と比較してアクセス速度が遅い低速デバイスである。また、一般的に、ＨＤＤ５３，５４は、ＳＳＤ５１，５２と比較して大容量かつ安価である。

なお、ＤＥ５０は、ＳＳＤ５１，５２およびＨＤＤ５３，５４を含むとしたが、アクセス速度の異なるストレージデバイスの組み合わせは、これに限らない。たとえば、ニアラインディスクとオンラインディスクの組み合わせ、ＨＤＤとテープストレージの組み合わせ、あるいはこれ以外の組み合わせであってもよい。また、アクセス速度の異なるストレージデバイスは、２以上のＤＥ５０に含まれるものであってもよく、その場合に各々が異なるＤＥに含まれるものであってもよい。

ＣＭ２０とＣＭ３０は、相互に接続して負荷を分担することができる。なお、ストレージ装置１０は、２つのＣＭ２０，３０を含むが、これに限らず、ＣＭ２０とＣＭ３０のいずれか一方を含むものであってもよいし、３つ以上のＣＭを含むものであってもよく、たとえば、４つあるいは８つのＣＭを含むものであってもよい。

ＣＭ２０は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、ディスクアダプタ２３，２４を含む。ＣＭ３０は、プロセッサ３１と、メモリ３２と、ディスクアダプタ３３，３４を含む。なお、ＣＭ３０はＣＭ２０と同様の構成を有するため、以下、ＣＭ２０の説明をもってＣＭ３０の説明に代える。

プロセッサ２１、メモリ２２、およびディスクアダプタ２３，２４は、図示しないバスを介して接続されている。プロセッサ２１は、ＣＭ２０全体を制御し、階層制御を含むストレージ制御をおこなう。なお、プロセッサ２１は、マルチプロセッサであってもよい。プロセッサ２１は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＰＬＤ（Programmable Logic Device）である。またプロセッサ２１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤのうちの２以上の要素の組み合わせであってもよい。

メモリ２２は、ＳＳＤ５１，５２あるいはＨＤＤ５３，５４からデータを読み出したときにデータを保持するほか、ＳＳＤ５１，５２あるいはＨＤＤ５３，５４にデータを書き込むときのバッファとなる。また、メモリ２２は、ユーザデータや制御情報を格納する。

たとえば、メモリ２２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）や不揮発性メモリを含む。ＲＡＭは、ＣＭ２０の主記憶装置として使用される。ＲＡＭには、プロセッサ２１に実行させるオペレーティングシステム（Operating System）のプログラムやファームウェア、アプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭには、プロセッサ２１による処理に必要な各種データが格納される。また、ＲＡＭは、各種データの格納に用いるメモリと別体にキャッシュメモリを含むものであってもよい。

不揮発性メモリは、ストレージ装置１０の電源遮断時においても記憶内容を保持する。不揮発性メモリは、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）やフラッシュメモリなどの半導体記憶装置や、ＨＤＤなどである。また、不揮発性メモリは、ＣＭ２０の補助記憶装置として使用される。不揮発性メモリには、オペレーティングシステムのプログラムやファームウェア、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。

バスに接続される周辺機器としては、入出力インタフェース、および通信インタフェースがある。入出力インタフェースは、入出力装置と接続して入出力をおこなう。入出力インタフェースは、ＨＤＤなどの記憶装置から送られてくる信号やデータをプロセッサ２１やメモリ２２に送信する。また、入出力インタフェースは、たとえば、プロセッサ２１から受信した信号を、他の制御部や、ＣＭ２０と接続する出力装置に出力する。通信インタフェースは、ストレージ装置１０内の他のＣＭ（ＣＭ３０）との間でデータの送受信をおこなう。

ディスクアダプタ２３，２４は、ＳＳＤ５１，５２およびＨＤＤ５３，５４とのインタフェース制御（アクセス制御）をおこなう。
以上のようなハードウェア構成によって、ストレージ装置１０、あるいはＣＭ２０，３０の処理機能を実現することができる。なお、第１の実施形態に示したストレージ装置１も、ストレージ装置１０、あるいはＣＭ２０，３０と同様のハードウェアにより実現することができる。

次に、階層制御に用いる統計情報について図５を用いて説明する。図５は、第２の実施形態の統計情報管理テーブルの一例を示す図である。
統計情報管理テーブル２００は、階層制御においてファイルの再配置をおこなう場合に、再配置対象となるファイルの選択に用いられる情報である。ストレージ装置１０は、ログ構造化ファイルシステムから取得した情報にもとづいて統計情報管理テーブル２００を生成することができる。なお、階層制御をおこなう階層制御モジュール、およびログ構造化ファイルシステムは、ＣＭ２０，３０が有するストレージ制御機能の一部として実現できる。また、ログ構造化ファイルシステムは、ストレージ装置１０にとってより上位の情報処理装置（たとえば、サーバ６など）が有する情報処理機能の一部として実現されるものであってもよい。

階層制御モジュールは、ログ構造化ファイルシステムからファイルごとの更新時刻と読み込み回数を、所定時間ごとに取得する。階層制御モジュールは、取得した情報を集計して、統計情報管理テーブル２００を生成することができる。

統計情報管理テーブル２００は、ファイル名と、平均更新時間間隔と、最終更新時刻と、読み込み回数を項目に含み、ファイルごとの情報を記録する。ファイル名は、ファイルを特定可能な情報を示す。平均更新時間間隔は、ファイルの更新時間間隔の平均値を示す。なお、平均更新時間間隔は、中央値や最頻値など、その他の統計値を用いて更新時間間隔を示すものであってもよい。最終更新時刻は、ファイルが最後に更新された時刻を示す。読み込み回数は、単位時間（たとえば２４時間）当たりにファイルが読み込まれた回数を示す。

統計情報管理テーブル２００によれば、たとえば、ファイル名「Ａ」は、平均更新時間間隔「３６０時間」、最終更新時刻「２５０時間前」、読み込み回数「３，０２４」であることを示す。ファイル名「Ｂ」は、平均更新時間間隔「３０分」、最終更新時刻「１５分前」、読み込み回数「８５６」であることを示す。ファイル名「Ｃ」は、平均更新時間間隔「２４時間」、最終更新時刻「５時間前」、読み込み回数「２２５，２２１」であることを示す。

なお、読み込み回数は、書き込み回数を含むアクセス回数であってもよい。ただし、ログ構造化ファイルシステムでは書き込みがおこなわれた際に最新データの格納位置が移動してしまうことから、書き込み回数が多いとしてもそのファイルを高速デバイスに配置するメリットが小さい。ストレージ装置１０は、アクセス回数のうち読み込み回数にもとづいてファイルの再配置をおこなうことで、再配置制御の精度向上を実現する。

なお、階層制御モジュールは、ログ構造化ファイルシステムから情報を取得することに代えて、階層制御モジュールあるいは別途設ける統計情報生成モジュールが各ファイルの情報をポーリングして取得するようにしてもよい。この場合、統計情報生成モジュールは、ＣＭ２０，３０が有するストレージ制御機能の一部として実現できる。

次に、第２の実施形態の再配置処理について図６を用いて説明する。図６は、第２の実施形態の再配置処理のフローチャートを示す図である。
再配置処理は、次回の再配置までの間の読み込み回数（読み込み予定回数）が多く見込めるファイルを高速デバイスに再配置する処理である。階層制御モジュールは、あらかじめ定める実行時刻や実行周期で再配置処理を実行する。なお、前述した統計情報管理テーブル２００は、再配置処理の実行周期に比較して十分に短い時間で更新される。

［ステップＳ１１］階層制御モジュールは、統計情報管理テーブル２００から全ファイルの更新時間間隔と読み込み回数を取得する。
［ステップＳ１２］階層制御モジュールは、全ファイルのうちから算出対象ファイルを１つ選択する。

［ステップＳ１３］階層制御モジュールは、算出対象ファイルの予測更新時刻と次回再配置時刻を比較する。階層制御モジュールは、算出対象ファイルの予測更新時刻が次回再配置時刻と同じあるいは次回再配置時刻より早い場合に、ステップＳ１４にすすむ。一方、階層制御モジュールは、算出対象ファイルの予測更新時刻が次回再配置時刻より遅い場合に、ステップＳ１５にすすむ。

算出対象ファイルの予測更新時刻は、最終更新時刻と平均更新時間間隔から、たとえば（１）式を用いて算出できる。
予測更新時刻＝最終更新時刻＋平均更新時間間隔 … （１）
［ステップＳ１４］階層制御モジュールは、算出対象ファイルについて算出始期から予測更新時刻までを算出対象期間として、算出対象ファイルの読み込み回数を用いて読み込み予定回数を算出する。ステップＳ１４で算出する読み込み予定回数は、本来の算出期間である算出始期から次回再配置時刻までの一部期間であることから、以下、読み込み予定回数（一部期間）とする。読み込み予定回数（一部期間）は、たとえば（２）式を用いて算出できる。

読み込み予定回数（一部期間）＝（予測更新時刻−算出始期）×（単位時間当たりの読み込み回数） …（２）
なお、算出始期は、現在時刻を用いることができるが、今回再配置時刻であってもよい。今回再配置時刻は、今回の再配置処理において再配置をおこなう予定時刻である。次回再配置時刻は、今回の再配置処理の次、すなわち次回の再配置処理において再配置をおこなう予定時刻である。

［ステップＳ１５］階層制御モジュールは、算出対象ファイルについて算出始期から次回再配置時刻までを算出対象期間として、算出対象ファイルの読み込み回数を用いて読み込み予定回数を算出する。ステップＳ１５で算出する読み込み予定回数は、本来の算出期間である算出始期から次回再配置時刻までの全部期間であることから、以下、読み込み予定回数（全部期間）とする。読み込み予定回数（全部期間）は、たとえば（３）式を用いて算出できる。

読み込み予定回数（全部期間）＝（次回再配置時刻−算出始期）×（単位時間当たりの読み込み回数） …（３）
［ステップＳ１６］階層制御モジュールは、ファイルのエントリに算出結果を記録する。

［ステップＳ１７］階層制御モジュールは、算出対象の全ファイルについて読み込み予定回数を算出したか否かを判定する。階層制御モジュールは、算出対象の全ファイルについて読み込み予定回数を算出した場合にステップＳ１８にすすみ、算出対象の全ファイルについて読み込み予定回数を算出していない場合にステップＳ１２にすすむ。

［ステップＳ１８］階層制御モジュールは、算出結果で全ファイルをソートする。たとえば階層制御モジュールは、読み込み予定回数をソートキーにして読み込み予定回数が多い順に全ファイルをソートする。

［ステップＳ１９］階層制御モジュールは、全ファイルのソート結果から高速デバイスに配置する再配置対象ファイルを選択する。たとえば、階層制御モジュールは、読み込み予定回数が多い順に、合計サイズが所定サイズに達するまでの所定数のファイルを再配置対象ファイルとして選択する。

［ステップＳ２０］階層制御モジュールは、再配置対象ファイルをファイル単位で高速デバイスに配置する再配置をおこない、再配置処理を終了する。
なお、ファイルは、ログ構造化ファイルシステムにおけるデータの管理単位の１つであり、ログ構造化ファイルシステムファイルは、たとえば、ファイル名によってデータを特定できる。ファイルは、より細粒度のデータの管理単位であるページ単位のデータを１以上含む。

また、階層制御モジュールは、再配置対象ファイルを高速デバイスに配置した後に、統計情報管理テーブル２００にある読み込み回数をリセットする。これにより、階層制御モジュールは、時間経過とともに変化するファイルへのアクセスパタンに対応して、直近のアクセスパタンを反映した読み込み回数にもとづいて階層制御をおこなうことができる。

このようにして、ストレージ装置１０は、ログ構造化ファイルシステムで保存されているファイルに対しても高速デバイスに配置された際の読み込み回数を、より正確に見積もることができる。これにより、ストレージ装置１０は、アクセス頻度の高いファイルを高速デバイスに再配置した後にデータ更新があっても、最新データの保存領域の移動によるアクセス頻度低下を含めて読み込み予定回数を算出することができる。ストレージ装置１０は、このようにして算出した読み込み予定回数にもとづいて高速デバイスへのファイルの再配置をおこなうため、アクセス頻度の高いファイルを高速デバイスに再配置した後にデータ更新によりアクセス頻度が低下する非効率を排除できる。したがって、ストレージ装置１０は、高速に処理されるリクエストの割合を高めて、階層制御における高速デバイスの利用効率を向上できる。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態のストレージシステムについて説明する。第３の実施形態のストレージシステムは、階層制御におけるデータの再配置単位が異なる点で、第２の実施形態のストレージシステムと相違する。第２の実施形態のストレージシステムは、ファイル単位で高速デバイスへのデータの再配置をおこなったが、第３の実施形態のストレージシステムは、１以上のファイルをグループ化したグループ単位で高速デバイスへのデータの再配置をおこなう。なお、第３の実施形態のストレージシステムおよびストレージ装置の構成は、第２の実施形態のストレージシステムおよびストレージ装置の構成と同様であるため、符号を同じにして説明を省略する。

まず、第３の実施形態の再配置処理について図７を用いて説明する。図７は、第３の実施形態の第２再配置処理のフローチャートを示す図である。
第２再配置処理は、第２の実施形態の再配置処理の変形例となる再配置処理である。第２再配置処理は、読み込み予定回数が多く見込めるファイルグループを高速デバイスに再配置する処理である。階層制御モジュールは、あらかじめ定める実行時刻や実行周期で第２再配置処理を実行する。

なお、第２の実施形態の統計情報管理テーブル２００は、第２再配置処理においても階層制御においてファイルの再配置をおこなう場合に、再配置対象となるファイルの選択に用いられる情報である。また、統計情報管理テーブル２００は、第２再配置処理の実行周期に比較して十分に短い時間で更新される。

ステップＳ１１からステップＳ１７は、第２の実施形態の再配置処理のステップＳ１１からステップＳ１７における処理と同様であるため、説明を省略する。
［ステップＳ１８１］階層制御モジュールは、算出結果をグループ単位で集計し、算出結果集計テーブルを生成する。算出結果集計テーブルについては、後で図８を用いて説明する。

［ステップＳ１８２］階層制御モジュールは、算出結果でグループをソートする。たとえば階層制御モジュールは、グループ化されているファイルの読み込み予定回数の総和（グループごと読み込み予定回数）をソートキーにしてグループごと読み込み予定回数が多い順に全グループをソートする。

［ステップＳ１９１］階層制御モジュールは、全グループのソート結果から高速デバイスに配置する再配置対象グループを選択する。たとえば、階層制御モジュールは、読み込み予定回数が多い順に、合計サイズが所定サイズに達するまでの所定数のグループを選択する。

［ステップＳ２０１］階層制御モジュールは、再配置対象グループをグループ単位で高速デバイスに配置する再配置をおこない、第２再配置処理を終了する。
なお、階層制御モジュールは、再配置対象グループを高速デバイスに配置した後に、統計情報管理テーブル２００にあるファイルごとの読み込み回数をリセットする。これにより、階層制御モジュールは、時間経過とともに変化するファイルへのアクセスパタンに対応して、直近のアクセスパタンを反映した読み込み回数にもとづいて階層制御をおこなうことができる。

次に、算出結果集計テーブルについて図８を用いて説明する。図８は、第３の実施形態の算出結果集計テーブルの一例を示す図である。
算出結果集計テーブル２１０は、階層制御においてファイルの再配置をおこなう場合に、再配置対象となるファイルの選択に用いる情報である。算出結果集計テーブル２１０は、統計情報管理テーブル２００にもとづいて生成することができる。

算出結果集計テーブル２１０は、グループＩＤ（IDentification）と、ファイル名と、ファイルごと読み込み予定回数と、グループごと読み込み予定回数を項目に含み、グループごとの情報を記録する。

グループＩＤは、グループを特定可能な情報を示す。グループは、１以上のファイルをグループ化する単位である。グループは、たとえば、一度にアクセス可能な所定サイズ（たとえば、数ＭＢから数ＧＢ）の連続した記憶領域（セグメント）に対応する。

ファイル名は、ファイルを特定可能な情報を示す。ファイルごと読み込み予定回数は、ファイルごとの読み込み予定回数を示し、統計情報管理テーブル２００にもとづいて算出される。詳しくは、ファイルごと読み込み予定回数は、第２再配置処理のステップＳ１４でファイルごとに算出される読み込み予定回数（一部期間）、またはステップＳ１５においてファイルごとに算出される読み込み予定回数（全部期間）である。グループごと読み込み予定回数は、グループごとの読み込み予定回数を示し、グループに属するファイルのファイルごと読み込み予定回数の総和である。

算出結果集計テーブル２１０によれば、たとえば、グループＩＤ「＃０」で特定されるグループは、ファイル名「Ａ」，「Ｅ」，「Ｆ」の３つのファイルを含むことを示す。ファイルごと読み込み予定回数は、ファイル名「Ａ」のファイルが「５，０２２」、ファイル名「Ｅ」のファイルが「８０６」、ファイル名「Ｆ」のファイルが「２２２，５２３」であることを示す。グループＩＤ「＃０」で特定されるグループのグループごと読み込み予定回数は、「２２８，３５１（＝５，０２２＋８０６＋２２２，５２３）」であることを示す。

なお、グループ単位をセグメントとした場合、１つのファイルが複数のセグメントにまたがって配置されることがある。１つのファイルが複数のセグメントにまたがって配置される場合、階層制御モジュールは、当該ファイルが配置されているすべてのセグメントに対して当該ファイルのファイルごと読み込み予定回数を加算してもよい。これによれば、ストレージ装置１０は、グループごとの読み込み予定回数の算出を簡易におこなうことができる。また、階層制御モジュールは、当該ファイルのファイルごと読み込み予定回数を加算する場合に、またがって配置されるセグメント数に応じて案分した読み込み予定回数を加算してもよい。

これにより、ストレージ装置１０は、ログ構造化ファイルシステムで保存されているファイルに対してグループ単位のデータの再配置をおこなうことができる。ストレージ装置１０は、アクセス頻度の高いファイルを高速デバイスに再配置した後にデータ更新によりアクセス頻度が低下する非効率を排除できる。したがって、ストレージ装置１０は、高速に処理されるリクエストの割合を高めて、階層制御における高速デバイスの利用効率を向上できる。

［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態のストレージシステムについて説明する。第４の実施形態のストレージシステムは、統計情報の生成に用いるデータの収集単位、および階層制御におけるデータの再配置単位が異なる点で、第２の実施形態のストレージシステムおよび第３の実施形態のストレージシステムと相違する。第２の実施形態のストレージシステムおよび第３の実施形態のストレージシステムは、統計情報の生成に用いるデータの収集単位がファイル単位であるところ、第４の実施形態のストレージシステムはページ単位である点で相違する。また、第２の実施形態のストレージシステムはファイル単位で、第３の実施形態のストレージシステムは、１以上のファイルをグループ化したグループ単位で高速デバイスへのデータの再配置をおこなった。しかし、第４の実施形態のストレージシステムは、ページ単位で高速デバイスへのデータの再配置をおこなう点で、第２の実施形態のストレージシステムおよび第３の実施形態のストレージシステムと相違する。なお、第４の実施形態のストレージシステムおよびストレージ装置の構成は、第２の実施形態のストレージシステムおよびストレージ装置の構成と同様であるため、符号を同じにして説明を省略する。

まず、階層制御に用いる統計情報について図９を用いて説明する。図９は、第４の実施形態の統計情報管理テーブルの一例を示す図である。
統計情報管理テーブル２２０は、階層制御においてファイルの再配置をおこなう場合に、再配置対象となるページの選択に用いられる情報である。ストレージ装置１０は、ログ構造化ファイルシステムから取得した情報にもとづいて統計情報管理テーブル２２０を生成することができる。

階層制御モジュールは、ログ構造化ファイルシステムからページごとの更新時刻と読み込み回数を、所定時間ごとに取得する。階層制御モジュールは、取得した情報を集計して、統計情報管理テーブル２２０を生成することができる。

統計情報管理テーブル２２０は、ページＩＤと、平均更新時間間隔と、最終更新時刻と、読み込み回数を項目に含み、ページごとの情報を記録する。ページＩＤは、ページを特定可能な情報を示す。ページは、ログ構造化ファイルシステムにおける固定サイズのデータの管理単位である。たとえば、ページサイズは、デバイスの最小アクセス単位である。

なお、１つのページサイズを超えないサイズのファイルは、１つのページから構成される。また、１つのページサイズを超えるサイズのファイルは、複数のページから構成される。たとえば、ページサイズが４ＫＢの場合、１ＭＢのファイルは、２５６のページから構成される。

平均更新時間間隔は、ページの更新時間間隔の平均値を示す。最終更新時刻は、ページが最後に更新された時刻を示す。読み込み回数は、単位時間当たりにページが読み込まれた回数を示す。

統計情報管理テーブル２２０によれば、たとえば、ページＩＤ「＃Ｐ０」で特定されるページは、平均更新時間間隔「５２時間」、最終更新時刻「２時間前」、読み込み回数「５２５」であることを示す。ページＩＤ「＃Ｐ１」で特定されるページは、平均更新時間間隔「２２分」、最終更新時刻「５分前」、読み込み回数「２４，２２０」であることを示す。ページＩＤ「＃Ｐ２」で特定されるページは、平均更新時間間隔「３，２０２時間」、最終更新時刻「８，２２６時間前」、読み込み回数「６０，６０２」であることを示す。

次に、第４の実施形態の再配置処理について図１０を用いて説明する。図１０は、第４の実施形態の第３再配置処理のフローチャートを示す図である。
第３再配置処理は、第２の実施形態の再配置処理の変形例となる再配置処理である。第３再配置処理は、読み込み予定回数が多く見込めるページを高速デバイスに再配置する処理である。階層制御モジュールは、あらかじめ定める実行時刻や実行周期で第３再配置処理を実行する。なお、統計情報管理テーブル２２０は、第３再配置処理の実行周期に比較して十分に短い時間で更新される。

［ステップＳ２１］階層制御モジュールは、統計情報管理テーブル２２０から全ページの更新時間間隔と読み込み回数を取得する。
［ステップＳ２２］階層制御モジュールは、全ページのうちから算出対象ページを１つ選択する。

［ステップＳ２３］階層制御モジュールは、算出対象ページの予測更新時刻と次回再配置時刻を比較する。階層制御モジュールは、算出対象ページの予測更新時刻が次回再配置時刻と同じあるいは次回再配置時刻より早い場合に、ステップＳ２４にすすむ。一方、階層制御モジュールは、算出対象ページの予測更新時刻が次回再配置時刻より遅い場合に、ステップＳ２５にすすむ。

算出対象ページの予測更新時刻は、最終更新時刻と平均更新時間間隔から、たとえば（１）式を用いて算出できる。
［ステップＳ２４］階層制御モジュールは、算出対象ページについて算出始期から予測更新時刻までを算出対象期間として、算出対象ページの読み込み回数を用いて読み込み予定回数（一部期間）を算出する。読み込み予定回数（一部期間）は、たとえば（２）式を用いて算出できる。

［ステップＳ２５］階層制御モジュールは、算出対象ページについて算出始期から次回再配置時刻までを算出対象期間として、算出対象ページの読み込み回数を用いて読み込み予定回数（全部期間）を算出する。読み込み予定回数（全部期間）は、たとえば（３）式を用いて算出できる。

［ステップＳ２６］階層制御モジュールは、ページのエントリに算出結果を記録する。
［ステップＳ２７］階層制御モジュールは、算出対象の全ページについて読み込み予定回数を算出したか否かを判定する。階層制御モジュールは、算出対象の全ページについて読み込み予定回数を算出した場合にステップＳ２８にすすみ、算出対象の全ページについて読み込み予定回数を算出していない場合にステップＳ２２にすすむ。

［ステップＳ２８］階層制御モジュールは、算出結果でページをソートする。たとえば階層制御モジュールは、読み込み予定回数をソートキーにして読み込み予定回数が多い順に全ページをソートする。

［ステップＳ２９］階層制御モジュールは、全ページのソート結果から高速デバイスに配置する再配置対象ページを選択する。たとえば、階層制御モジュールは、読み込み予定回数が多い順に所定数のページを選択する。

［ステップＳ３０］階層制御モジュールは、再配置対象ページをページ単位で高速デバイスに配置する再配置をおこない、第３再配置処理を終了する。
なお、階層制御モジュールは、再配置対象ページを高速デバイスに配置した後に、統計情報管理テーブル２２０にあるページごとの読み込み回数をリセットする。これにより、階層制御モジュールは、時間経過とともに変化するページへのアクセスパタンに対応して、直近のアクセスパタンを反映した読み込み回数にもとづいて階層制御をおこなうことができる。

これにより、ストレージ装置１０は、ログ構造化ファイルシステムで保存されているファイルに対してページ単位のデータの再配置をおこなうことができる。このようなストレージ装置１０は、より細粒度の統計情報にもとづいて再配置対象データを選択することで、高速デバイスへのデータの再配置をより効率的におこなうことができる。

ストレージ装置１０は、アクセス頻度の高いファイルを高速デバイスに再配置した後にデータ更新によりアクセス頻度が低下する非効率を排除できる。したがって、ストレージ装置１０は、高速に処理されるリクエストの割合を高めて、階層制御における高速デバイスの利用効率を向上できる。

［第２の実施形態から第４の実施形態の変形例］
第２の実施形態では、ファイル単位の統計情報からファイル単位の読み込み予定回数を算出して、ファイル単位で高速デバイスに再配置した。また、第３の実施形態では、ファイル単位の統計情報からグループ単位の読み込み予定回数を算出して、グループ単位で高速デバイスに再配置した。また、第４の実施形態では、ページ単位の統計情報からページ単位の読み込み予定回数を算出して、ページ単位で高速デバイスに再配置した。このような統計情報の収集単位と、高速デバイスへの再配置単位については、他の組み合わせも取り得る。

たとえば、ストレージ装置１０は、ページ単位の統計情報からファイル単位の読み込み予定回数を算出して、ファイル単位で高速デバイスに再配置することができる。あるいは、ストレージ装置１０は、ページ単位の統計情報からグループ単位の読み込み予定回数を算出して、グループ単位で高速デバイスに再配置することができる。ストレージ装置１０は、このような統計情報の収集単位と高速デバイスへの再配置単位によっても、高速に処理されるリクエストの割合を高めて、階層制御における高速デバイスの利用効率を向上できる。

［第５の実施形態］
次に、第５の実施形態のストレージシステムについて図１１を用いて説明する。図１１は、第５の実施形態のストレージシステムの構成の一例を示す図である。

ストレージシステム９は、ストレージ制御装置９０と、サーバ９１と、ストレージデバイス９２，９３と、ネットワーク９４とを含む。ストレージデバイス９２とストレージデバイス９３は、アクセス速度の異なるストレージデバイスであり、ストレージデバイス９２は、ストレージデバイス９３と比較してアクセス速度が速い高速デバイスである。言い換えれば、ストレージデバイス９３は、ストレージデバイス９２と比較してアクセス速度が遅い低速デバイスである。また、一般的に、ストレージデバイス９３は、ストレージデバイス９２と比較して大容量かつ安価である。たとえば、ストレージデバイス９２はＳＳＤであり、ストレージデバイス９３はＨＤＤである。

なお、ストレージデバイス９２とストレージデバイス９３の組み合わせは、ＳＳＤとＨＤＤに限らない。たとえば、ニアラインディスクとオンラインディスクの組み合わせ、ＨＤＤとテープストレージの組み合わせ、あるいはこれ以外の組み合わせであってもよい。

ネットワーク９４は、たとえば１または複数のストレージ制御装置９０と、１または複数のサーバ９１と、１または複数のストレージデバイス９２と、１または複数のストレージデバイス９３を接続する。

ストレージ制御装置９０は、ネットワーク９４を介してストレージデバイス９２とストレージデバイス９３と通信可能に接続する。ストレージ制御装置９０は、第２の実施形態のＣＭ２０，３０と同様にストレージデバイス９２とストレージデバイス９３を対象にした階層制御をおこなうことができる。

サーバ９１は、ストレージデバイス９２またはストレージデバイス９３にデータを書き込み、またストレージデバイス９２またはストレージデバイス９３からデータを読み込むことができる。なお、サーバ９１は、ストレージ制御装置９０が有する機能を含み、ストレージ制御装置９０と一体に構成されるものであってもよい。

このように、ストレージシステム９は、ストレージ制御装置９０とストレージデバイス９２とストレージデバイス９３とを別体にして含み、ネットワーク９４を介して相互に接続する。これによっても、ストレージシステム９は、第１の実施形態から第４の実施形態で説明したストレージ装置１，１０と同様に、階層制御における高速デバイスの利用効率を向上できる。

なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、ストレージ装置１，１０、ストレージ制御装置９０が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷなどがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。

プログラムを流通させる場合には、たとえば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、たとえば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤなどの電子回路で実現することもできる。

１，１０ ストレージ装置
１ａ 制御部
２ 第１ストレージデバイス
３ 第２ストレージデバイス
５，９ ストレージシステム
６，９１ サーバ
７，９４ ネットワーク
１０ ストレージ装置
１１，１２ チャネルアダプタ
１３，１４ リモートアダプタ
２０，３０ コントローラモジュール（ＣＭ）
２１，３１ プロセッサ
２２，３２ メモリ
２３，２４，３３，３４ ディスクアダプタ
５０ ドライブエンクロージャ（ＤＥ）
５１，５２ ＳＳＤ
５３，５４ ＨＤＤ
９０ ストレージ制御装置
９２，９３ ストレージデバイス
２００，２２０ 統計情報管理テーブル
２１０ 算出結果集計テーブル

Claims (10)

1. ログ構造化データ書き込み方法によりデータを記録するとともに、第１ストレージデバイスとアクセス速度が前記第１ストレージデバイスより低速な第２ストレージデバイスとの間で前記データの再配置をおこなうストレージ装置であって、
   記録対象データごとの次回更新タイミングまたは次回再配置タイミングのうちいずれか早いタイミングと、単位時間当たりの前記記録対象データごとのアクセス回数とから前記記録対象データごとのアクセス予定回数を算出し、前記アクセス予定回数が多い記録対象データを前記第１ストレージデバイスに配置する制御部、
   を備えるストレージ装置。
2. 前記アクセス回数は、前記記録対象データごとの読み込み回数である請求項１記載のストレージ装置。
3. 前記制御部は、ファイル単位で取得した更新時間間隔と読み込み回数とから、前記ファイルごとの前記アクセス予定回数を算出し、再配置対象となる前記記録対象データを前記ファイル単位で決定する、
   請求項１記載のストレージ装置。
4. 前記制御部は、ファイル単位で取得した更新時間間隔と読み込み回数とから、１以上の前記ファイルを含むグループごとの前記アクセス予定回数を算出し、再配置対象となる前記記録対象データを前記グループ単位で決定する、
   請求項１記載のストレージ装置。
5. 前記制御部は、ページ単位で取得した更新時間間隔と読み込み回数とから、前記ページごとの前記アクセス予定回数を算出し、再配置対象となる前記記録対象データを前記ページ単位で決定する、
   請求項１記載のストレージ装置。
6. 前記制御部は、ページ単位で取得した更新時間間隔と読み込み回数とから、前記ページを含むファイルごとの前記アクセス予定回数を算出し、再配置対象となる前記記録対象データを前記ファイル単位で決定する、
   請求項１記載のストレージ装置。
7. 前記制御部は、ページ単位で取得した更新時間間隔と読み込み回数とから、１以上の前記ページを含むグループごとの前記アクセス予定回数を算出し、再配置対象となる前記記録対象データを前記グループ単位で決定する、
   請求項１記載のストレージ装置。
8. ログ構造化データ書き込み方法によりデータを記録するとともに、第１ストレージデバイスとアクセス速度が前記第１ストレージデバイスより低速な第２ストレージデバイスとの間で前記データの再配置をおこなう情報処理装置のストレージ制御プログラムにおいて、
   前記情報処理装置に、
   記録対象データごとの次回更新タイミングまたは次回再配置タイミングのうちいずれか早いタイミングと、単位時間当たりの前記記録対象データごとのアクセス回数とから前記記録対象データごとのアクセス予定回数を算出し、前記アクセス予定回数が多い記録対象データを前記第１ストレージデバイスに配置する、
   処理を実行させるストレージ制御プログラム。
9. ログ構造化データ書き込み方法によりデータを記録するとともに、第１ストレージデバイスとアクセス速度が前記第１ストレージデバイスより低速な第２ストレージデバイスとの間で前記データの再配置をおこなう情報処理装置のストレージ制御方法において、
   前記情報処理装置が、
   記録対象データごとの次回更新タイミングまたは次回再配置タイミングのうちいずれか早いタイミングと、単位時間当たりの前記記録対象データごとのアクセス回数とから前記記録対象データごとのアクセス予定回数を算出し、前記アクセス予定回数が多い記録対象データを前記第１ストレージデバイスに配置する、
   処理を実行するストレージ制御方法。
10. 第１ストレージデバイスと、
    アクセス速度が前記第１ストレージデバイスより低速な第２ストレージデバイスと、
    前記第１ストレージデバイスまたは前記第２ストレージデバイスに、ログ構造化データ書き込み方法によりデータを記録するとともに、前記第１ストレージデバイスと前記第２ストレージデバイスとの間で前記データの再配置をおこなうストレージ制御装置と、を含むストレージシステムであって、
    前記ストレージ制御装置は、
    記録対象データごとの次回更新タイミングまたは次回再配置タイミングのうちいずれか早いタイミングと、単位時間当たりの前記記録対象データごとのアクセス回数とから前記記録対象データごとのアクセス予定回数を算出し、前記アクセス予定回数が多い記録対象データを前記第１ストレージデバイスに配置する制御部、
    を備えるストレージシステム。

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