JPH10320134A - 光ディスクライブラリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は複数台のドライブを備えた光ディスク
ライブラリ装置に関し、バックアップでシーケンシャル
に書き込むデータを分割して並列に書き込むことによ
り、高速化することにある。 【解決手段】半数のドライブでは光ディスクの外周から
内周へ向けて書き込むとともに、他の半数のドライブで
は光ディスクの内周から外周へむけて書き込み、更にデ
ータを分割する際に外周と内周でデータ量を変更するこ
とにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は取り外し可能な記憶
媒体を使用する記憶装置に係り、特に多量なデータを一
度にバックアップするため、複数個のドライブ装置を備
え、前記記憶媒体を複数個同時に書き込みあるいは読み
出しする装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、銀行のオンラインサービス等、重
要なデータのコンピュータ処理が普及すると同時に記憶
装置の信頼性に対する要求がますます厳しくなってきて
いる。この要求への対応には大きく２種類あり、一つは
常時使用している記憶装置の信頼性を高くする事であ
る。このために、例えば同じデータを２台の磁気ディス
ク装置へ同時に書き込み、１台が故障しても他方の磁気
ディスク装置でデータの読み書き機能を維持するミラー
リングや、後で説明するＲＡＩＤ機能を備えたディスク
アレイ装置を使用する事が多い。

【０００３】一方、記憶装置自体の信頼性を高くするだ
けでなく、記憶したデータを特定の期間毎に別の記憶装
置にコピーするバックアップも対応の手段となってい
る。常時使用している記憶装置が故障した場合、正常な
記憶装置と交換してバックアップしておいたデータを戻
すのである。正常な記憶装置と交換したり、データを戻
すために多くの時間がかかるため、ノンストップの運用
が要求される業務には適さないが、地震や火災などの災
害により常時使用している記憶装置が致命的に壊れてし
まった場合や、記憶装置の故障ではないが、操作ミスで
データを失ってしまった場合のデータの復旧に効果的で
ある。

【０００４】データのバックアップの問題点は、故障な
どがなければ不要であるにもかかわらず、常時使用して
いる記憶装置に頻繁にアクセスするため負担となり、業
務に本質的に必要な処理を圧迫する事である。このた
め、バックアップは業務の処理が記憶装置にアクセスし
ない期間に行われる事が多い。ところが、最近では様々
なサービスが何時でも受けられ便利になったが、これに
伴い業務の処理時間が長くなっており、短時間にバック
アップすることが要求されている。しかしながら、バッ
クアップに使用する記憶装置はコストの面から、従来は
主に磁気テープや光ディスクが使用されてきた。これら
の記憶装置はその書き込み性能が磁気ディスク装置より
劣り、短時間にバックアップするという要求には適して
いない。

【０００５】低速な記憶装置の書き込み性能を向上する
には書き込むデータ量を減らす必要がある。書き込むデ
ータ量を減らすには圧縮してデータ量を減らす方法と、
複数台の記憶装置を並列にして１台の記憶装置に書き込
むデータ量を少なくする方法などがある。後者の方法と
してはディスクアレイで使用されているＲＡＩＤ（Ｒed
undant Ａrrays of Ｉnexpensive Ｄisks）がある。

【０００６】ディスクアレイは複数台の磁気ディスク装
置から構成されており、データの書き込みかたによりＲ
ＡＩＤ１からＲＡＩＤ５までの種類がある。例えば、Ｒ
ＡＩＤ３は５台の磁気ディスク装置から成り、４台にデ
ータを分散して書き込むとともに１台の磁気ディスク装
置にパリティを書き込む。各種オーバーヘッドを除けば
論理上１台の磁気ディスク装置の４倍の性能が得られ
る。また、パリティにより１台の磁気ディスク装置が故
障してもデータの読み書きを継続できるので、性能向上
だけでなく前記のように記憶装置の信頼性を向上でき
る。このようなディスクアレイに関しては、電子情報通
信学会誌Ｖol.７９Ｎo.１１pp.１１０９−１１１５等に
記載されている。ここでの例では一度に書き込むデータ
量（ストライピングサイズ）は全磁気ディスク装置が同
じ２００ＫＢの場合と５０ＫＢの場合が説明されてい
る。

【０００７】図４は通常のＲＡＩＤによるデータの分散
書込み方法の概念である。ＲＡＩＤの種類によりパリテ
ィを書込む記憶媒体すなわちディスクが変わるが、スト
ライピングサイズの説明には不要なため、図４では省略
してある。データ４０１は光ディスク４０３へ書込む１
個のデータである。データ分散の説明のために便宜的に
「Ａ１」から「Ｄ２」までの名前を付けてある。データ
４０２はデータ４０１を小さなデータ「Ａ１」から「Ｄ
２」へ分割したものである。「Ａ１」から「Ｄ２」は同
じサイズであり、「Ａ１」「Ｂ１」「Ｃ１」「Ｄ１」を
同時に光ディスク４０３へ書込み、その後に「Ａ２」
「Ｂ２」「Ｃ２」「Ｄ２」を同時に光ディスク４０３へ
書込むことにより、「Ａ１」だけの書込み時間の約２倍
の時間でデータ４０１全てを光ディスク４０３へ書込む
ことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記ディスクアレイの
従来技術は、データ読み書きの高速化を実現するととも
に信頼性が高い点では非常に優れている。しかしなが
ら、元々磁気ディスクを使用する事を前提にして開発さ
れた技術であるため、光ディスクの特性に対する処理が
欠けていた。

【０００９】光ディスクでは媒体の外周と内周の記録密
度を一定にしているにもかかわらず、回転速度も一定の
ために外周の方が内周より接線方向の速度が早くなり、
データの転送速度が外周の方が内周より高くなる。ま
た、光ディスクのドライブ装置ではヘッドにレーザの発
光器やレンズが付いているために磁気ディスク装置のヘ
ッドより重く、シーク速度が低い。このため、一般に磁
気ディスクではＦＡＴ（Ｆile Ａllocation Ｔable）等
のファイルの管理データを一ヶ所に備え、この管理デー
タの位置と実際のデータの位置の間をヘッドが移動しな
がらデータを読み書きするランダムなアクセスを採用し
ているのに対し、光ディスクではファイルの管理データ
を実際のデータを書き込むにつれて複数個所に備え、シ
ーケンシャルなアクセスを採用している事が多い。

【００１０】以上の様な光ディスクの特性に対する処理
を欠くと、高速バックアップのために光ディスクでディ
スクアレイを構成しても全てのドライブ装置のヘッドが
内周になるようなアクセスが発生し、性能が低下するた
め、最低限の性能を確保するには外周では不要な程の個
数のドライブ装置で並列に読み書きしなければならず、
装置のコストが高くなる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、書き込むデータを複数個に分割する手
段と、読み出した複数個に分割されたデータをまとめて
復元する手段と、複数台の光ディスクドライブ装置を備
え、この複数台の光ディスクドライブ装置を使用して、
複数枚の光ディスク媒体に同時にデータを読み書きする
手段を使用する。

【００１２】また、複数台の光ディスクドライブ装置の
半分は光ディスク記憶媒体の外周からデータを書き込む
手段と、残りの半分のドライブ装置は光ディスク記憶媒
体の内周からデータを書き込む手段を使用する。

【００１３】また、光ディスク記憶媒体の外周へデータ
を書き込む場合は一度に書き込むデータ量を内周へ書き
込むデータ量より多くする手段を使用する。

【００１４】また、光ディスク記憶媒体のデータを書き
込む位置によらず、一度に書き込むデータ量を変更する
事により、この書き込む時間を一定にする手段を使用す
る。

【００１５】バックアップのために光ディスクライブラ
リ装置へデータを書き込むとき、書き込むデータを複数
個に分割する手段により、備えている複数台の光ディス
クドライブ装置へ分割したデータを送り込む。更に複数
枚の光ディスク媒体に同時にデータを読み書きする手段
により、各光ディスクドライブ装置にセットされた光デ
ィスク媒体へ書き込むデータ量が１台の光ディスクドラ
イブ装置へ全てのデータを書き込む場合より減らすこと
ができ、書き込み時間が短くなる。分割処理等のオーバ
ーヘッドを無視し、光ディスクの書き込むトラック位置
が同一であれば、光ディスクドライブ装置の台数に比例
した性能が得られる。

【００１６】ところが、光ディスクの通常のファイルシ
ステムでは光ディスク媒体の外周からシーケンシャルに
データを書くため、最初は書き込み性能が高いが、デー
タを書くにつれて光ディスク媒体の内周へ書き込みが移
動するため、書き込み性能が低下する。特に全ての光デ
ィスクで内周トラックへデータを書き込むと性能が最も
低下してしまう。ここで、データの書き込み始めは、複
数台の光ディスクドライブ装置の半分は光ディスク記憶
媒体の外周からデータを書き込む手段により、内周に書
き込むより高速に書き込む事ができるとともに、残りの
半分のドライブ装置は光ディスク記憶媒体の内周からデ
ータを書き込む手段により、外周に書き込むより低速に
書き込む事になる。これに対してデータの書き込みが進
むと、複数台の光ディスクドライブ装置の半分は光ディ
スク記憶媒体の外周からデータを書き込む手段により書
き込む速度は低下するが、残りの半分のドライブ装置は
光ディスク記憶媒体の内周からデータを書き込む手段に
より書き込む速度が向上し、平均的な書き込み速度を確
保することができる。

【００１７】更に、書き込むデータを複数個に分割する
手段で分割する際、分割するデータ量を均等にすると内
周に書き込む速度が低いので、外周への書き込みが先に
終了して書き込み時間が内周への書き込みに依存してし
まう。そこで、光ディスク記憶媒体の外周へデータを書
き込む場合は一度に書き込むデータ量を内周へ書き込む
データ量より多くする手段を使用することにより、内周
への書き込み時間を短縮して全体の書き込み時間を短く
する。ただし、内周への書き込みデータ量を減らし過ぎ
ると外周への書き込み時間が内周への書き込みより長く
なり、外周への書き込み時間に依存するようになってし
まう。このため、光ディスク記憶媒体のデータを書き込
む位置によらず、一度に書き込むデータ量を変更する事
により、この書き込み時間を一定にする手段を使用し、
外周への書き込み時間と内周への書き込み時間を一致さ
せ、全体として最も書き込み時間を短くできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１に
より説明する。図１は光ディスクライブラリ装置の構成
図である。

【００１９】プロセッサ１０１は装置全体を管理する中
央演算装置（ＣＰＵ）であり、メモリ１０２に記憶され
た命令に従って装置内の各部へデータを書き込んだり、
各部からデータを読み出したりする。メモリ１０２は半
導体記憶装置であり、プロセッサ１０１の命令や一時的
なワークデータ、および光ディスクにバックアップする
データを一時的に記憶するものである。ＬＡＮ１０３は
ローカルネットワークに接続するためのアダプタ装置で
あり、ネットワーク経由で他の装置のデータをバックア
ップする場合は、ＬＡＮ１０３から入力され、メモリ１
０２へ一時的に格納される。また、光ディスクにバック
アップされたデータをリストアする場合にＬＡＮ１０３
から他の装置へ出力する。磁気ディスク１０４は、メモ
リ１０２が小容量であり装置の電源を切ると記憶内容が
消えてしまうので、メモリ１０２に記憶しきれない容量
のＬＡＮ１０３からのデータや電源を切っているときの
プロセッサ１０１の命令などを記憶する。ＳＣＳＩ１０
５、１０６、１０７は周辺装置とデータの入出力をする
ためのアダプタ装置であり、ＳＣＳＩ（Ｓmall Ｃomput
er Ｓystem Ｉnterface）の仕様に従ったインタフェー
スとなっている。これらＳＣＳＩ１０５、１０６、１０
７は光ディスクのドライブ１０８、１０９、１１０、１
１１と光ディスクの搬送装置であるアクセッサ１１２と
のデータの交換に使用する。

【００２０】ドライブ１０８、１０９、１１０、１１１
は挿入された光ディスク媒体にデータを読み書きするも
のである。図１ではドライブ１１０と１１１がＳＣＳＩ
１０５に接続され、ドライブ１０８と１０９がＳＣＳＩ
１０６に接続されているが、ＳＣＳＩの仕様では７台ま
での装置をディジーチェインで接続できるため、ＳＣＳ
Ｉ１０６を備えず、ドライブ１０８、１０９、１１０、
１１１の４台をＳＣＳＩ１０５の１個に接続することも
できる。また、ドライブ１０８、１０９、１１０、１１
１の４台に対して４個のＳＣＳＩのアダプタ装置を１対
１に接続することもできる。この様な接続の形態はドラ
イブ１１０のデータ読み書き性能とＳＣＳＩ１０５のデ
ータ転送性能の性能比で決まる。ここではドライブ１１
０の読み書き性能がＳＣＳＩ１０５のデータ転送性能の
半分であり、ドライブ１１０と１１１の２台を接続して
いる。アクセッサ１１２は棚においてある光ディスクの
媒体をドライブ１０８、１０９、１１０、１１１に挿入
するロボットである。ドライブから棚へ光ディスク媒体
を戻したり、ドライブ内の光ディスク媒体を一度抜き出
して表裏を反転する操作も行う。

【００２１】他の装置のデータをネットワーク経由でバ
ックアップする処理は以下の通りである。先ず、メモリ
１０２に記憶した命令に従って、プロセッサ１０１はＳ
ＣＳＩ１０７を介してアクセッサ１１２に命令を送り、
バックアップに使用する光ディスク媒体を棚から取り出
し、ドライブ１０８、１０９、１１０、１１１へ１枚ず
つ挿入する。次にプロセッサ１０１はＳＣＳＩ１０５と
１０６を介してドライブ１０８、１０９、１１０、１１
１に命令を送り、各ドライブ内の光ディスクから制御デ
ータを読み取り、正しい光ディスクがセットされている
ことを確認する。以上の準備をしてデータを待つ。

【００２２】バックアップすべきデータはＬＡＮ１０３
を経由してメモリ１０２に記憶する。更に、データが多
い場合は磁気ディスク１０４へ一時的に記憶する。この
データを光ディスクの媒体へ書き込む手順を図２を用い
て説明する。

【００２３】図２はメモリ１０２に記憶されているプロ
セッサ１０１の光ディスクに対するデータ書き込み手順
である。ここではＳＣＳＩ１０６を経由してドライブ１
０８へデータを書き込む手順を特に説明するが、ドライ
ブ１０９、１１０、１１１も同様な手順を実施する。先
ず、手順２０１でドライブ１０８にセットされた光ディ
スク媒体上の次に書き込み可能なブロック位置を読み出
す。この位置は光ディスクの決まった位置に書き込むと
ともに、高速に位置を読み出すために磁気ディスク１０
４に記憶しておく場合もある。次に書き込み可能なブロ
ック位置は自体は常にデータが書き込まれておらず、空
である。次に手順２０２でドライブ１０８にセットされ
た光ディスク媒体が外周からデータを書き込むものか、
内周からデータを書き込むものかを判定する。ここで
は、ドライブ１０８にセットされた光ディスク媒体は内
周から書き込みものであるとする。なお、この場合は、
ドライブ１０９にセットされた光ディスク媒体は外周か
ら書き込み、ドライブ１１０にセットされた光ディスク
媒体は内周から書き込み、ドライブ１１１にセットされ
た光ディスク媒体は外周から書き込むことになる。この
外周から書き込むか、内周から書き込むかは光ディスク
媒体をフォーマッティングし、４枚で１個のグループを
設定したときに２枚ずつ決定しておく。手順２０２の判
定結果により、手順２０８へ進む。手順２０８では書き
込むブロック位置から書き込むブロック数を計算する。
ブロック数は図７のテーブルを参照して得る。図７の読
み書きブロック数テーブルは読み書きするブロック位置
からブロック数を求めるためのテーブルであり、各ブロ
ック位置に対して外周から開始する場合と内周から開始
する場合のブロック数が記録されている。図７のテーブ
ルでは読み書き位置が０から９までは同じブロック数で
あることを表わしており、ブロック位置の値が大きくな
る、すなわち外周から内周へ進むに従って、ブロック数
を少なくしている。ブロック数は各読み書きブロック位
置によらず、一定の読み書き時間になるように計算して
ある。ここでは最外周と最内周のデータ転送速度が２倍
異なるとしおり、最外周と最内周のブロック数も２倍異
なる。また、外周から書き込みを開始する場合は指定さ
れたブロック位置から内周へ向けて書いて行くため、ブ
ロック位置の値が０からスタートし、ブロック位置の値
が９９９まで書き込むが、内周から書き込みを開始する
場合はブロック位置の値が１０００からスタートし、手
順２０３にて書き込み開始位置を一度外周からの書き込
み位置へ変換してから書き込んで行く。このときにブロ
ック位置が１００の場合、ブロック数が２０であるの
は、ブロック位置が８０からブロック数を２０書くため
である。一方、外周から開始するときにブロック位置が
１００の場合はブロック位置が１００からブロック数を
１９書くので、ブロック位置が１００の項目のブロック
数が１９と２０になっている。次に手順２０３へ進む。
手順２０３では実際にデータを書き込むブロック位置を
計算しなおす。ドライブ１０８へのデータ書き込み命令
は、データを書き込む開始ブロック位置、書き込むデー
タのブロック数、書き込むデータ、の内容の３種類のパ
ラメタを必要とする。そして、これらのパラメタに従
い、開始ブロック位置からブロック数分のデータを外周
から内周へ向かって書き込む。ドライブ１０８では内周
から外周へ向けて書き込むので、手順２０３において開
始ブロック位置をブロック数分だけ外周へ移動させるよ
うに計算する。手順２０４では次にデータを書き込むと
きのために、次に書き込み可能なブロック位置を計算す
る。最後に手順２０７でプロセッサ１０１からＳＣＳＩ
１０６を介してドライブ１０８へ計算したパラメタを持
った命令を発行する。

【００２４】ドライブ１０９では外周から内周へ向かっ
て書き込むので、手順２０２の判定で手順２０９へ進
む。手順２０９では書き込むブロック位置から書き込む
ブロック数を計算する。ブロック数は図７のテーブルを
参照して得る方法は手順２０８と同じである。次に手順
２０５へ進む。手順２０５と２０６は手順２０３と２０
４に対応しているが、ドライブ１０９の書き込み命令の
パラメタ通りのため単純な計算である。

【００２５】図６は光ディスク媒体毎のデータ書き込み
位置管理テーブルの構造である。テーブルの項目とし
て、光ディスク媒体を収める棚の番号、光ディスク媒体
４枚を１個のグループとしてグループを識別するための
グループ番号、グループ内の光ディスク媒体を識別する
ためのディスク番号、各ディスク媒体が内周から書き込
むか外周から書き込むかを示す開始位置、現在どのブロ
ック位置から書き込みを開始するかを示す書込み位置が
ある。図６のテーブルでは、例えばグループ番号が２番
の光ディスク媒体でデータを読み書きする場合、棚番号
が５、６、７、８に収めてある光ディスク媒体をドライ
ブにセットし、ディスク番号１の光ディスク媒体は内周
から外周に向けて書き込み開始ブロック位置６００から
書き込みを開始する。また、ディスク番号２の光ディス
ク媒体は外周から内周に向けて書き込み開始ブロック位
置３９９から書き込みを開始する。このようにして、デ
ータ書き込み位置管理テーブルで棚にある全ての光ディ
スク媒体を管理する。

【００２６】図５は本発明のデータ書込み方法の概念図
であり、図４の従来のＲＡＩＤのデータ書込み方法と対
比するものである。図５の光ディスク５０３、５０４、
５０５、５０６へ書込むデータ５０１の各「Ａ１」から
「Ｄ２」の枠の大きさは、それぞれのデータの大きさを
表わしている。本発明では内周へ書き込む際には外周へ
書き込むときよりデータ量を小さくする。図５では媒体
Ａ５０３と媒体Ｃ５０５は外周から書き込み、媒体Ｂ５
０４と媒体Ｄ５０６は内周から書き込むので、書き込む
データ５０１の最初に書き込むＡ１とＣ１はデータ量が
多く、Ｂ１とＤ１はデータ量が少ない。ところが、デー
タを書き込むにつれ、媒体Ａ５０３と媒体Ｃ５０５は内
周を書き込み、媒体Ｂ５０４と媒体Ｄ５０６は外周を書
き込むようになるので、書き込むデータ５０１の最後に
書き込むＡ２とＣ２はデータ量が少なく、Ｂ２とＤ２は
データ量が多い。

【００２７】以上の手順により、光ディスク媒体上のデ
ータの書き込み位置は図３のように推移する。光ディス
ク媒体の外周と内周の長さが２倍違う場合はデータ転送
速度も外周と内周で２倍異なり、内周で１ＭＢ／秒であ
れば外周は２ＭＢ／秒である。４台のドライブ１０８、
１０９、１１０、１１１の２台が外周のときに他の２台
は内周であるから全部で６ＭＢ／秒のデータ転送速度が
得られる。

【００２８】以上説明したように、本実施例によれば、
２台のドライブのデータ転送速度が低いときに他の２台
のドライブのデータ転送速度が高いため、４台のドライ
ブで６ＭＢ／秒のデータ転送速度が得られるので、従来
の４台のドライブでは８ＭＢ／秒から４ＭＢ／秒とデー
タ転送速度が変動するため、最低６ＭＢ／秒の要求があ
った場合に６台必要となり、少ないドライブ台数で高い
最低性能を確保できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、半数のドライブのデー
タ転送速度が低いときに他の半数のドライブのデータ転
送速度が高いため、平均的にデータ転送速度を高くでき
るので、少ないドライブ台数で高い最低性能を確保で
き、光ディスクライブラリ装置のコストを下げる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ディスクライブラリ装置の構成図である。

【図２】データ書き込み手順のフロー図である。

【図３】光ディスク媒体上のデータ書き込み概念図であ
る。

【図４】従来ＲＡＩＤのデータ分散書込み方法である。

【図５】本発明のデータ分散書込み方法である。

【図６】データ書込み位置管理テーブルの構造である。

【図７】読み書きブロック数テーブルである。

【符号の説明】

１０１…プロセッサ、 １０２…メモリ、 １０３…Ｌ
ＡＮ、１０４…磁気ディスク、１０５…ＳＣＳＩ、１０
６…ＳＣＳＩ、１０７…ＳＣＳＩ、 １０８…ドライ
ブ、１０９…ドライブ、１１０…ドライブ、 １１１
…ドライブ、１１２…アクセッサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数枚の光ディスク記憶媒体と該記憶媒体
   にデータを読み書きする複数台のドライブ装置を備えた
   光ディスク記憶装置において、前記ドライブ装置の半分
   は前記光ディスク記憶媒体の外周からデータを書き込
   み、前記残りの半分のドライブ装置は前記光ディスク記
   憶媒体の内周からデータを書き込む処理を特徴とする光
   ディスクライブラリ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光ディスクライブラリ装置
   において、前記光ディスク記憶媒体の外周へデータを書
   き込む場合は一度に書き込むデータ量を内周へ書き込む
   データ量より多くする処理を特徴とする光ディスクライ
   ブラリ装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の光ディスクライブラリ装置
   において、前記光ディスク記憶媒体のデータを書き込む
   位置によらず、前記一度に書き込むデータ量を変更する
   ことにより、該書き込む時間を一定にする処理を特徴と
   する光ディスクライブラリ装置。