JPH1078899A - 情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に映像編集システムにおいて効率的な情報
の記録再生を実現することができる情報記録再生装置を
提供する。 【解決手段】 大容量データはテープライブラリを選択
し(602)、データ容量が比較的小さいデータはそのアク
セス状態を判断基準として(604,607)、ランダムアクセ
スに適した記憶装置群の内の１つの記憶装置を選択し、
各々のデータをその特性に適合した記憶装置に格納す
る。 【効果】 格納されるデータの容量やアクセス頻度によ
り記憶装置を自動選択することにより大容量の情報を低
コストに格納することができ、しかも総転送時間を短く
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は情報記録再生装置に
関し、特に、映像編集システムにおいて効率的に情報の
記録再生を実現することができる情報記録再生装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大容量外部記憶装置として階層ス
トレージシステムが知られている。階層ストレージシス
テムは、例えば、半導体メモリ、磁気ディスク装置、光
ディスク装置、磁気テープ装置等の互いに異なった特徴
を持つ複数の外部記憶装置を階層的に組み合わせたスト
レージであり、各記憶デバイスの欠点を相互に補完でき
るようにしたものである。

【０００３】上記形式のストレージシステムとして、例
えば、米国エポックシステムズ社の「Ｅｐｏｃｈ−２
ＦｉＲＥＸ９０００システム」がある。この製品は、キ
ャッシュメモリ、磁気ディスクドライブ、光磁気ディス
クジュークボックス（ＭＯ、ＷＯＲＭ）、テープジュー
クボックスを階層的に組み合わせている。ネットワーク
で接続された複数のファイルサーバやワークステーショ
ンディスク内のアクセス履歴の古いファイルを上記Ｅｐ
ｏｃｈ−２ストレージサーバへ自動的に移動することに
より、各サーバやワークステーションのディスク容量を
活性データに活用できる。上記Ｅｐｏｃｋ−２ストレー
ジサーバとクライアントとの間のデータの移動について
図９を用いて説明する。

【０００４】各クライアント毎に「Water marks」と呼
ばれるファイルシステムの使用レベルを設定する。毎
日、低負荷時を選んで設定されたステージングインター
バル９０１毎に、低活性ファイルをクライアントのファ
イルシステムの使用レベルが「ＬＷＭ（low water mar
k）」９０２に達するまで自動的にステージアウトす
る。また、ファイルシステムの使用比率が、突発的に
「ＨＷＭ（high water mark）」９０３に達することが
あった場合には、システムが幾つかのファイルを自動的
にステージアウトさせることによって、必要なスペース
を確保する。

【０００５】Ｅｐｏｃｋ−２ストレージサーバ内におい
ては、活性データはキャッシュメモリと磁気ディスクド
ライブへ、不活性データまたはアーカイブデータは光デ
ィスクジュークボックスへ、バックアップデータはテー
プジュークボックスや光磁気ディスクへ記録される。ま
た、全バックアップ・トランザクションのオンラインカ
タログを効率よく保存するために、最新のカタログが高
速の磁気ディスクに保管され、古いカタログが自動的に
第２の保管媒体（光ディスク）に移動される。古いカタ
ログが参照された場合は、光ディスクから自動的に磁気
ディスクに戻される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の階層ストレ
ージシステムは、コードデータのような小容量のデータ
の読み出し、または書き込みが繰り返して行なわれる場
合を想定して設計されたものである。

【０００７】しかしながら、映像編集システムにおいて
は、管理情報のような数ＫＢ〜数ＭＢ程度の小容量のデ
ータを繰り返して読み出しまたは書き込みを行なう場合
と、映像情報のように数ＧＢを超える大容量のデータを
シーケンシャルに高速に読み出しまたは書き込みを行な
う場合とがある。このような映像編集システムに上述し
たＥｐｏｃｋ−２ストレージサーバの方式を適用する
と、映像情報の読み出しを行った場合に極めて大量のデ
ータが磁気ディスクに移動されることにより、磁気ディ
スクはそれ以後はほとんどアクセスされることのないデ
ータによって占有されてしまう。一方、絶えず繰り返し
アクセスされる管理情報等のデータが光ディスクにステ
ージアウトされる。この場合、データの移動時間が大き
くなり、階層ストレージシステムが効率的に利用されな
くなるおそれがある。

【０００８】本発明の目的は、格納するデータに小容量
でランダムアクセスされるデータと、例えば動画像情報
のような大容量でシーケンシャルアクセスされるデータ
とが混在する場合でも、高速にデータのアクセスを行な
うことができる階層ストレージシステムを用いた情報記
録再生装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明では、異なる２種類以上の記憶装置を有
する記憶装置群と、外部情報装置からの要求に基づき情
報の入出力を行なうコントローラとを有する情報記録再
生装置において、コントローラはデータの容量を判断基
準として、大容量のデータについては記憶装置群の内の
１つの記憶装置（大容量でシーケンシャルアクセスされ
るデータに適した記憶装置）を選択して格納し、データ
の容量が比較的小さくランダムアクセスされるデータを
格納する場合にはデータへのアクセス状態を判断基準と
して記憶装置群の内の１つの記憶装置を選択して格納す
ることにより、各々のデータをその特性に適合した記憶
装置に格納するよう制御することを特徴とする。

【００１０】コントローラは、例えば、データ入出力イ
ンタフェースと、ＳＣＳＩ（SmallComputer System Int
erface）等のバスインタフェースと、ＣＰＵと、上記Ｃ
ＰＵの動作を決定するプログラムや制御動作時の一時的
なデータや管理情報を記憶するための高速メモリ（例え
ば、半導体メモリ）とを有し、記憶装置群は、例えば、
半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクあるいは磁気
テープ（ライブラリ）等の異なる特徴を持つ各種の外部
記憶装置が含まれる。これらの各記憶装置は、バスによ
ってコントローラと接続されている。

【００１１】また、コントローラは、記憶対象となった
データの容量や単位時間内のアクセス回数等から、最適
な外部記憶装置を選択してデータの書き込みを行う。こ
の場合、１つのデータは記憶装置中の一連の記憶領域に
連続的に書き込み、データの容量、使用した外部記憶装
置とそのアドレス等の管理情報をコントローラ内の半導
体メモリに記憶しておく。これらの管理情報は、周期的
あるいは非周期的に不揮発性の記憶装置にコピーされ
る。また、外部記憶装置内の空き領域が細切れに散在
し、新規の格納情報が離れた位置に分断して格納される
のを避けるために、外部記憶装置内の蓄積データを周期
的あるいは非周期的に移動させ、記憶容量の効率的な利
用を図る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて説明する。

【００１３】図１は、本発明による情報記録再生装置の
一実施例を示す構成図である。

【００１４】情報記録再生装置は、データ入出力インタ
フェース１０１、ＣＰＵ１０２、半導体メモリ１０３、
バスインタフェース１０４等からなるコントローラ１０
５と、半導体メモリ１０６、磁気ディスク１０７、光ラ
イブラリ１０８、テープライブラリ１０９等の互いに異
なる特徴を持つ複数の外部記憶装置と、これらの外部記
憶装置（１０６、１０７、１０８、１０９）とコントロ
ーラ１０５とを接続するバス１１０とから構成されてい
る。

【００１５】コントローラ１０５の内部にある半導体メ
モリ１０３は、上記外部記憶装置（１０６、１０７、１
０８、１０９）内のデータに関する管理情報を記憶する
ためのインデックス情報記憶領域１１１と、制御動作時
にデータを一時的に記憶するための作業領域１１２と、
ＣＰＵ１０２が実行するプログラム領域１１３とを有す
る。半導体メモリ１０３に充分な記憶容量があれば、半
導体メモリ１０３の記憶領域の一部が外部記憶装置とし
ての半導体メモリ１０６の代わりに使われる。逆に、半
導体メモリ１０３の記憶容量が不十分な場合は、外部記
憶装置として設けられた半導体メモリ１０６の一部をコ
ントローラ内部の半導体メモリ１０３の代わりに使う。

【００１６】コントローラ上部から送られるデータ（ま
たはコマンド）１１４は、入出力インタフェース１０１
を介してＣＰＵに送られる（１１５）。ＣＰＵ１０２で
は、コントローラ１０５に記憶されたプログラムおよび
各種情報（１１１、１１２、１１３）に基づいて、デー
タの転送方法を決定し、バスインタフェース１０４にデ
ータまたはコマンドを送る（１１６）。これらのデータ
またはコマンドは、バスインタフェース１０４から、バ
ス１１０を介して、ＣＰＵ１０２が指定した外部記憶装
置（例えば半導体メモリ１０６）へ送られる。

【００１７】半導体メモリ１０６へ読み出しコマンドが
与えられた場合、半導体メモリから読み出されたデータ
が１１７、１１６、１１５、１１４の順に転送される。
半導体メモリ１０６へ書き込みコマンドが与えられた場
合は、もし、半導体メモリの連続的な空き容量が書き込
みデータの容量よりも小さい場合は、半導体メモリに格
納中のデータのうち単位時間内のアクセス回数が小さい
データが磁気ディスク１０７へ転送（１１８）され、こ
れによって半導体メモリ１０６に連続的な空き領域が形
成され、その後にバスインタフェース１０４から半導体
メモリ１０６に書き込みデータが転送される（１１
７）。これらの制御はＣＰＵ１０２によって行なわれ
る。

【００１８】ＣＰＵ１０２は、データアクセスの都度、
インデックス情報領域１１１を書き換える。また、停電
などの異常発生に備えて、半導体メモリ１０３内のイン
デックス情報領域１１１の内容は、不揮発性の記憶装置
（磁気ディスク１０７、光ライブラリ１０８、またはテ
ープライブラリ１０９等）に周期的あるいは非周期的に
保存される。また、各種記憶装置内に空き領域が細切れ
に散在し、新規の格納情報が離れた位置に分断して格納
されることのないように、外部記憶装置内でファイルデ
ータを移動し、空き領域を連続させるための命令を周期
的あるいは非周期的に発行する。これらの判断を行なう
ために必要な情報はインデックス情報領域１１１に記憶
されている。ＣＰＵ１０２が行なう処理の詳細について
は、図５〜図８を用いて後述する。

【００１９】図４は、インデックス情報領域１１１の構
造を示す。インデックス情報領域１１１は、データアク
セス要求が発生する度に、そのデータに最適な記憶装置
を決定するために必要な管理情報を含む。また、インデ
ックス情報領域１１１には、すべてのデータについて、
データのタイトル、データ容量、データが記憶されてい
る記憶装置の種類、データブロックの先頭アドレス、単
位時間内に発生した当該データに対するアクセスの時刻
が記憶されている。なお、単位時間内におけるアクセス
時刻は、あらかじめ登録していた単位時間内に発生した
アクセス時刻を記録しており、これをカウントすること
によって単位時間内のアクセス回数が算出される。上記
インデックス情報領域には、上述した項目以外に、映像
編集システムに固有の情報、例えば、最終変更時刻、最
終変更者名等を併せて記憶しても良い。また、インデッ
クス情報領域１１１内の情報は、テキスト形式で記憶さ
れても良いし、項目対応に予め定義されたビットのオン
・オフ状態で記憶されても良い。

【００２０】図２、図３および図１０は、階層ストレー
ジに用いられる各種外部記憶装置の特徴（特性）を比較
するための図であり、図１０の括弧内の数値は、図２、
図３の数値に基づいて試算した値を示している。

【００２１】図２は、各記憶装置（半導体メモリ、磁気
ディスク、光ライブラリ、テープライブラリ）毎の記憶
容量（総容量）とコストとの関係を示している。例え
ば、テープライブラリは、総容量が数ＧＢの場合は上記
４種類の記憶装置の中でコストが最も高いが、総容量が
千ＧＢ以上では最も低コストとなることがわかる。各記
憶装置ごとに、他の記憶装置と比較して経済的となる総
容量の範囲が存在し、小容量向きのものから順に挙げる
と、半導体メモリ、磁気ディスク、光ライブラリ、テー
プライブラリの順となる。

【００２２】図３は、上記各記憶装置毎のデータ容量と
総転送時間との関係を示している。

【００２３】ここでは、総転送時間は、コマンドを受け
てからデータを送り終わるまでの時間、すなわち、アク
セス時間とデータ転送時間の和を表す。テープライブラ
リは、データ容量が数百ＭＢ以下の場合は、上記４種類
の記憶装置の中で総転送時間の最も長い装置となるが、
データ容量が数百ＭＢ以上になると、半導体メモリに続
く２番目の高速記憶装置となる。

【００２４】図２と図３を総合すると、半導体メモリ
は、データ容量に無関係に総転送速度の非常に短い装置
となっているが、総容量が大きくなるとコストが高くな
るため、比較的小容量でアクセス頻度の高いデータの格
納に適した記憶装置と言える。上記半導体メモリと比較
すると、磁気ディスクは、全てのデータ容量範囲で総転
送時間が長くなるが、全ての総容量範囲で低コストとな
っているため、半導体メモリよりもデータ容量が大きく
単位時間内のアクセス回数が比較的多いデータの格納に
適している。同様の理由で、光ライブラリは磁気ディス
クよりもデータ容量が大きく単位時間内のアクセス回数
が比較的小さいデータの格納に適している。

【００２５】テープライブラリは、図２と図３から、デ
ータ容量が数百ＭＢを超えると光ライブラリよりも総転
送時間が短くなるが、総容量が千ＧＢ以上では光ライブ
ラリよりも低コストになっている。よって、データ容量
が或る閾値以上の大きいデータを多数格納する場合は、
コストと総転送時間の両面でテープライブラリが適して
いる。この場合の閾値は、以下の式で表される。

【００２６】閾値［Ｂ］＝{A_tape−A_opt)/(V_tape−V
_opt)}＊(V_opt)＊(V_tape) ただし、A_tape：テープライブラリのアクセス時間
［ｓ］ V_tape：テープライブラリの転送速度［Ｂ／ｓ］ A_opt ：光ライブラリのアクセス時間［ｓ］ V_opt ：光ライブラリの転送速度［Ｂ／ｓ］ なお、上記閾値はテープライブラリと光ライブラリの総
転送時間（データ容量をC［Ｂ］、アクセス時間をA
［ｓ］、転送速度をV［Ｂ／ｓ］とすれば、C/V+Aと表わ
せる）が等しくなるデータ容量をもって定めたものであ
る。

【００２７】図１０に示した数値例を用いると、上記閾
値は約２７１ＭＢとなる。従って、容量が２７１ＭＢ以
上のデータの格納には、単位時間内のアクセス回数に関
わらず、テープライブラリが適している。

【００２８】図５は、コントローラの制御手順を表す流
れ図である。

【００２９】或るデータに対してアクセス要求が発生す
ると（ステップ５０１）、アクセス時刻を変更する（５
０２）。これは、単位時間外にアクセスされた時刻の記
述があれば削除し、現在のアクセス時刻を追加すること
である。アクセス要求が読み出しか否かを判断し（５０
３）、読み出し要求の場合は読み出しを行ない（５０
４）、書き込み要求の場合は何もせずに、データの格納
場所を決定する。この時、図６で詳述するように、必要
に応じて格納場所の変更を行なう（５０５：「処理
１」）。

【００３０】図６は、「処理１」の詳細を示す。

【００３１】アクセス要求が発生したデータ（目的デー
タ）の容量が前述した閾値よりも大きいか否かを判断し
（６０１）、大きい場合は自記憶装置にテープライブラ
リを設定し（６０２）、図８で詳述する「処理３」を行
なう（６０３）。ここで、「自記憶装置」とは目的デー
タを格納すべくコントローラが選択する記憶装置であ
る。一方、後述するが自記憶装置に目的データを格納す
る空き容量が無ければ、自記憶装置に格納されたデータ
の一部を他の記憶装置に移動させて自記憶装置に空き容
量を作る必要が生じる。この他の記憶装置のことを「他
記憶装置」とよぶ。

【００３２】一方、目的データの容量が上記閾値よりも
大きくなければ、上記目的データの単位時間内のアクセ
ス回数Ａを半導体メモリの単位時間内アクセス回数の最
小値Ｂとを比較する（６０４）。アクセス回数ＡがＢよ
り大きければ、自記憶装置＝半導体メモリ、他記憶装置
＝磁気ディスクに設定し（６０５）、図７で詳述する
「処理２」を行なう（６０６）。アクセス回数ＡがＢよ
り大きくなければ、上記目的データの単位時間内のアク
セス回数Ａと磁気ディスクの単位時間内アクセス回数の
最小値Ｃとを比較し（６０７）、アクセス回数ＡがＣよ
り大きければ、自記憶装置＝磁気ディスク、他記憶装置
＝光ライブラリに設定（６０８）した後、「処理２」を
行なう（６０６）。アクセス回数ＡがＣより大きくなけ
れば、自記憶装置＝光ライブラリに設定（６０９）した
後、「処理３」を行なう（６０３）。

【００３３】図７は、「処理２」の詳細を示す。

【００３４】自記憶装置内に目的データが存在するか否
かを判定し（７０１）、目的データが存在する場合はこ
の処理を終了する。目的データが自記憶装置内に存在し
ていない場合は、自記憶装置内に上記目的データの容量
Ｍｏに相当した空き領域が存在するか否かを判定し（７
０２）、もし存在する場合は、上記目的データを自記憶
装置の空き領域に格納（７０３）した後、この処理を終
了する。なお、判定ステップ７０２において、自記憶装
置内に上記目的データの容量に相当する空き領域が不連
続な部分領域として存在している場合は、自記憶装置内
の格納データを移動し、連続した空き領域を作ってから
ステップ７０３を実行するとよい。

【００３５】ステップ７０２で、自記憶装置内に上記目
的データの容量Ｍｏに相当した空き領域が存在しなかっ
た場合は、自記憶装置内において、現在の空き容量Ｍｖ
と、上記目的データの単位時間内のアクセス回数よりも
小さなアクセス回数を持つデータの容量Ｍｄとの和Ｍ
が、上記目的データの容量Ｍｏよりも大きいか否かを判
定する（７０４）。容量ＭがＭｏより大きい場合は、空
き容量Ｍｖが目的データの容量Ｍｏより大きくなるよう
に、自記憶装置の格納データのうち単位時間内のアクセ
ス回数が小さいデータから順に作業領域１１２に待避さ
せ（７０８）、得られた自記憶装置の空き領域に目的デ
ータを格納（７０９）した後、この処理を終了する。こ
こで、自記憶装置内に連続した空き領域を作るために、
ステップ７０８で、上述したデータ待避と共に、自記憶
装置内でのデータ移動を行うとよい。なお、退避したデ
ータは他記憶装置に格納する。

【００３６】一方、ステップ７０４において、容量Ｍが
Ｍｏより小さい場合は自記憶装置に上記目的データを格
納することはできないから、他記憶装置に目的データを
格納することになる。まず、他記憶装置が光ライブラリ
であるかどうかを判断する（７０５）。他記憶装置が光
ライブラリとなっている場合にはそのまま光ライブラリ
を自記憶装置として設定して（７０７）、処理３を行う
（６０３）。ステップ７０５において、他記憶装置が光
ライブラリでない場合、すなわち、他記憶装置が磁気デ
ィスクである場合には、自記憶装置を磁気ディスクに、
他記憶装置を光ディスクに設定し（７０６）、再度処理
２を行う（６０６）。

【００３７】図８は、「処理３」の詳細を示す。

【００３８】自記憶装置内に目的データが存在するか否
かを判定し（８０１）、もし、存在していればこの処理
を終了する。目的データが存在していなければ、自記憶
装置内に上記目的データの容量に相当した空き領域が存
在するか否かを判定し（８０２）、空き領域が在る場合
は、目的データを格納（８０４）した後、この処理を終
了する。なお、空き領域が不連続な部分領域として存在
する場合、自記憶装置内でデータを移動させ、連続した
空き領域を形成した後、目的データを格納するとよい。
目的データの容量に相当した空き領域が存在していない
場合は、容量オーバーを示すエラー表示を出力し、処理
を中断し（８０３）、この後のオペレータの操作に従っ
た動作を行う。

【００３９】以上の実施例では、データのアクセス要求
（読み出しあるいは書き込み）時に、記憶装置内あるい
は記憶装置間でデータの移動を行なうようにした制御動
作例を示したが、上述した記憶装置内あるいは記憶装置
間でのデータの移動は、データアクセス要求とは独立し
て周期的に行なうようにしてもよい。また、半導体メモ
リ１０３内の情報を不揮発性の記憶装置へ書き込む動作
についても同様である。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、目的データの容量やア
クセス頻度に応じて記憶装置を自動的に選択することに
より、大容量の情報を低コストで格納することができ、
総転送時間も短くすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による情報記録再生装置の一実施例を示
すブロック図である。

【図２】記憶装置のコストと総容量との関係を示す図で
ある。

【図３】記憶装置の総転送時間とデータ容量との関係を
示す図である。

【図４】本発明におけるインデックス情報領域の構造を
示す図である。

【図５】本発明におけるコントローラの制御手順の一例
を示すフローチャートである。

【図６】図５における処理１の詳細を示すフローチャー
トである。

【図７】図６における処理２の詳細を示すフローチャー
トである。

【図８】図６における処理３の詳細を示すフローチャー
トである。

【図９】従来の階層ストレージのデータ移動の一例を示
す図である。

【図１０】各種外部記憶装置の特徴を示す比較図であ
る。

【符号の説明】

１０１：データ入出力インタフェース、１０２：ＣＰ
Ｕ、１０３：半導体メモリ、１０４：バスインタフェー
ス、１０５：コントローラ、１０６：半導体メモリ、１
０７：磁気ディスク、１０８：光ライブラリ、１０９：
テープライブラリ、１１１：インデックス情報、１１
２：作業領域、１１３：プログラム、９０１：ステージ
ングインターバル、９０２：ＬＷＭ、９０３：ＨＷＭ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異なる２種類以上の記憶装置を含む記憶装
   置群と、外部装置からの要求に基づいて上記記憶装置群
   に対して情報の入出力を行なうコントローラとを備えた
   情報記録再生装置において、 外部装置からデータの格納要求があった場合、上記コン
   トローラは、上記データの容量を判断基準として上記記
   憶装置群からあらかじめ定めた記憶装置を選択し、上記
   データの容量が上記判断基準に達しないデータを格納す
   る場合にはデータのアクセス状態を判断基準として上記
   記憶装置群の内の一の記憶装置を選択し、選択された上
   記一の記憶装置の容量に不足がある場合には上記一の記
   憶装置に既納のデータの一部を退避することにより、上
   記一の記憶装置に上記データを格納することを特徴とす
   る情報記録再生装置。
2. 【請求項２】請求項１記載において、上記記憶装置群内
   の記憶装置が半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク
   ライブラリ、テープライブラリを有することを特徴とす
   る情報記録再生装置。
3. 【請求項３】請求項２記載において、光ライブラリのア
   クセス時間をA_opt、光ライブラリの転送速度をV_opt、
   テープライブラリのアクセス時間をA_tape、テープライ
   ブラリの転送速度をV_tapeとしたとき、アクセスされた
   データ容量が {(A_tape -A_opt) / (V_tape - V_opt)}
   * V_opt * V_tape の式で表される閾値よりも大きい場
   合にはテープライブラリに格納することを特徴とする情
   報記録再生装置。
4. 【請求項４】請求項３記載において、既にテープライブ
   ラリに格納されているデータについては過去の一定時間
   内のアクセス回数の大小に係わらずテープライブラリに
   格納し続け、かつ、半導体メモリと磁気ディスクと光デ
   ィスクライブラリに既に格納されているデータについて
   は過去の一定時間内のアクセス回数が大きなデータから
   順に、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクライブ
   ラリに格納されるようにデータを移動することを特徴と
   する情報記録再生装置。