DE69738159T2 - Anordnung und Verfahren zur Wiederzuteilung von logischen an physikalische Plattengeräte unter Verwendung eines Speichersteuergerätes - Google Patents

Anordnung und Verfahren zur Wiederzuteilung von logischen an physikalische Plattengeräte unter Verwendung eines Speichersteuergerätes Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Neu-Zuordnen logischer Plattengeräte zu physikalischen Plattengeräten mit einer Speichersteuerung und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Neu-Zuordnen logischer Plattengeräte zu physikalischen Plattengeräten mit einer Speichersteuerung zur Verbesserung der Datenzugriffsleistung beim Zugriff auf Daten.
  • Ein Verfahren bezüglich der Datenanordnung auf einer Disk-Array ist auf den Seiten 109 bis 116 eines Beitrags „A Case For Redundant Arrays Of Inexpensive Disks (RAID)" von D. Patterson, G. Gibson und Randy H. Katz für die ACM SIGMOD-Konferenz an der Universität von Illinois in Chicago im Juni 1988 beschrieben. In diesem Artikel werden die Disk-Arrays in fünf Stufen von RAID1 bis RAID5 eingeteilt.
  • In einer Disk-Array nach RAID1 werden die Schreibdaten von einer Datenverarbeitungseinheit auf ein Haupt-Plattengerät geschrieben, und eine Kopie davon wird auf einem als Spiegel (oder Mirror) bezeichneten Unter-Plattengerät gespeichert, wodurch die Zuverlässigkeit der Daten bei RAID1 garantiert ist. Weil die Kontrollinformationen eine Kopie der Originaldaten sind, ist bei RAID1 nur ein geringer Overhead erforderlich, um die Kontrollinformationen zu erzeugen, und daher kann eine gewünschte Zugriffsleistung erzielt werden. Die Nutzungseffizienz der physikalischen Speichergeräte ist jedoch auf zum Beispiel 50% reduziert.
  • Darüber hinaus werden in der Disk-Array nach RAID5 als Parität bezeichnete Kontrollinformationen für mehrere Schreibdatenelemente von der Datenverarbeitungseinheit erzeugt. Nach RAID5 müssen bei der Paritätserzeugung zum Er zeugen eines neuen Paritätselements die vor einer Aktualisierungsoperation erzeugten Daten bzw. die Parität gelesen werden. Daher ist zum Erzeugen der Kontrollinformationen ein großer Overhead erforderlich, wodurch sich die Zugriffsleistung verringert. Für mehrere Datenelemente wird jedoch nur ein Paritätselement erzeugt, weshalb die Nutzungseffizienz der Speichergeräte im Vergleich zu der von Speichergeräten nach RAID1 höher ist.
  • Außerdem ist in JP-A-7-84732 ( US-Priorität 109.137 [19. August 19939] ein Verfahren beschrieben, bei dem die Plattengeräte in RAID1- und RAID5-Bereiche unterteilt sind, so dass die Daten entsprechend einem Leistungsprotokoll zwischen RAID1 und RAID5 verschoben werden.
  • Weiter ist in einem Bericht „Performance Evaluation Of Hot Mirrored Disk Arrays On Disk Failure" von K. Mogi und M. Kitsuregawa auf den Seiten 19 bis 24 des Technischen Berichts der IEICE, CPSY95-82, DE95-68 (1995-12), Vol. 95, Nr. 407, ein Verfahren beschrieben, bei dem die RAID-Stufe von Daten entsprechend einer Zugriffsfrequenz dynamisch geändert wird. Im Einzelnen sind die Plattengeräte in RAID1- und RAIDS-Bereiche unterteilt, so dass Daten, für die ein Schreibzugriff angefordert wird, vorzugsweise im RAID1-Bereich gespeichert werden. Auf diese Weise können Daten mit einer hohen Zugriffsfrequenz im RAID1-Bereich gespeichert werden, und Daten mit einer niedrigen Zugriffsfrequenz können im RAID5-Bereich gespeichert werden.
  • Dank dieses Verfahrens können physikalische Plattengeräte mit wechselseitig unterschiedlichen Werten an Speicherkapazität und physikalische Plattengeräte mit wechselseitig unterschiedlichen RAID-Stufen in gemischter Weise im Speicher-Subsystem installiert werden. Außerdem können Daten in einem logischen Plattengerät entsprechend Indizes wie etwa der Zugriffsfrequenz und dem Zugriffsmuster auf beliebigen logischen Plattengeräten gespeichert werden. Darüber hinaus ist es beim Speichern von Daten mit hoher Zugriffsfrequenz auch möglich, deren Speicherposition zu ändern, so dass die Daten auf ein physikalisches Plattengerät mit einer höheren Geschwindigkeit geschrieben werden.
  • Entsprechend den vorstehenden Ausführungen wird die Datenspeicherposition in der Einheit mit den Daten variiert, auf die zugegriffen werden soll. Daher sind zusammenhängende Datenelemente auf einem logischen Plattengerät, auf das die Datenverarbeitungseinheit direkt zugreift, auf physikalischen Plattengeräten, auf denen die Datenelemente tatsächlich gespeichert sind, unzusammenhängend.
  • Andererseits werden nach dem vorstehenden Bericht „DE95-68" jedes Mal, wenn eine Schreibanforderung ausgegeben wird, Daten, für die eine niedrige Zugriffsfrequenz angenommen wird, aus dem RAID1-Bereich in den RAID5-Bereich verschoben, um die Daten in einen so reservierten verfügbaren Bereich in RAID1 zu schreiben. Folglich werden, wenn die Zugriffsfrequenz für ein Zugriffsmuster bei einem Direktzugriffsbetrieb niedrig ist, die meisten in den RAID1-Bereich verlagerten Datenelemente wieder in den RAID5-Bereich zurückverlegt.
  • JP-A-07073090 beschreibt eine Steuerung zum Verbinden eines Hosts mit mehreren Speichergeräten. Für eine vom Betriebssystem des Hosts verwaltete Datei muss eine Entscheidung bezüglich der Position getroffen werden, wo die Datei auf den Speichergeräten gespeichert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Speichersteuerung zum effektiven Neu-Zuordnen logischer Plattengeräte. Dieses Ziel wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 und der Speichersteuerung nach Anspruch 6 erreicht. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden. Erfindung werden logische Plattengeräte mit einer hohen Zugriffsfrequenz zu physikalischen Plattengeräten mit einer höheren Geschwindigkeit neu zugeordnet.
  • Nach dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jedes von mehreren logischen Plattengeräten fortlaufend in mehreren physikalischen Plattengeräten zugeordnet. Als Nächstes wird für jedes. logische Plattengerät die Zugriffsfrequenz berechnet. Danach wird aufgrund der Ergebnisse der Berechnung ein erstes logisches Plattengerät ausgewählt, dessen Zugriffsfrequenz einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, wobei das erste logische Plattengerät einem ersten physikalischen Plattengerät zugeordnet ist. Weiter wird eine zweite logische Platte ausgewählt, die einem zweiten physikalischen Plattengerät zugeordnet ist, dessen Betriebsgeschwindigkeit höher als die des ersten physikalischen Plattengeräts ist und dessen Zugriffsfrequenz kleiner oder gleich einem zweiten vorbestimmten Wert ist. Das erste und das zweite logische Plattengerät sind dem zweiten bzw. dem ersten physikalischen Plattengerät zugeordnet.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden logische Plattengeräte mit einem hohen sequentiellen Zugriffsverhältnis zu physikalischen Plattengeräten mit einer höheren sequentiellen Zugriffsleistung neu zugeordnet.
  • Nach dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jedes der mehreren logischen Plattengeräte fortlaufend in mehreren physikalischen Plattengeräten zugeordnet. Danach wird für jedes logische Plattengerät das sequentielle Zugriffsverhältnis berechnet. Danach wird aufgrund der Ergebnisse der Berechnung eine erste logische Platte ausgewählt, deren sequentielles Zugriffsverhältnis einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, wobei das erste logische Plattengerät einem ersten physikalischen Plattengerät zugeordnet ist. Weiter wird ein zweites logisches Plattengerät ausgewählt, das einem zweiten physikalischen Plattengerät zugeordnet ist, das einen sequentiellen Zugriff mit einer höheren Geschwindigkeit als das erste physikalische Plattengerät erreichen kann und dessen sequentielles Zugriffs verhältnis kleiner oder gleich einem zweiten vorbestimmten Wert ist. Der Inhalt des ersten physikalischen Plattengeräts wird sodann mit dem des zweiten physikalischen Plattengeräts ausgetauscht, um dadurch das erste und das zweite logische Plattengerät dem zweiten bzw. dem ersten physikalischen Plattengerät neu zuzuordnen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung und die anliegenden Zeichnungen ersichtlich.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Informationsverarbeitungssystems mit einer Speichersteuerung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Entsprechung zwischen logischen und physikalischen Plattengeräten.
  • 3 zeigt ein Diagramm mit dem Aufbau der logisch/physikalischen Gerätezuordnungsinformationen.
  • 4 zeigt ein Diagramm mit dem Aufbau der logischen Platteninformationen.
  • 5 zeigt ein Diagramm mit dem Aufbau der Datenzugriffsinformationen.
  • 6 zeigt ein Blockdiagramm für den Betrieb der Speichersteuerung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7 zeigt ein Ablaufdiagramm für einen Prozessabschnitt zum Neu-Zuordnen logischer Plattengeräte.
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm für einen Prozessabschnitt zum Berechnen der Zugriffsposition für physikalische Plattengeräte.
  • 9, zeigt ein Blockdiagramm für den Betrieb der Speichersteuerung in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10 zeigt ein Ablaufdiagramm für einen Prozessabschnitt zur Entscheidung über die Notwendigkeit oder Nicht-Notwendigkeit des Neu-Zuordnens logischer Plattengeräte.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Erste Ausführungsform
  • Bei der ersten Ausführungsform werden Datenzugriffsinformationen für jedes logische Plattengerät durch die Speichersteuerung erfasst, so dass die Informationen der Serviceperson über den Dienstprozessor (SVP) mitgeteilt werden. Entsprechend den Informationen gibt die Serviceperson eine Neuzuordnungsanweisung aus, die ein Neu-Zuordnen der logischen Plattengeräte zu den physikalischen Plattengeräten veranlasst.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Informationsverarbeitungssystems mit der Speichersteuerung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Informationsverarbeitungssystem 1 umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 100, eine Speichersteuerung 104, mindestens ein physikalisches Plattengerät 105 und einen SVP 111, die miteinander verbunden sind.
  • Die Datenverarbeitungseinheit 100 umfasst eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 101, einen Hauptspeicher 102 und Kanäle 103.
  • Die Speichersteuerung 104 weist mindestens eine Steuereinheit 106, einen Cache-Speicher 107, ein Cache-Verzeichnis 108, einen nicht-flüchtigen Speicher 109, Steuerinformationen 110 für den nicht-flüchtigen Speicher, logisch/physikalische Gerätezuordnungsinformationen 300, logische Plattengeräteinformationen 400 und Datenzugriffsinformationen 500 auf.
  • Die Steuereinheit 106 führt die Übertragung der Daten zwischen den Kanälen 103 der Datenverarbeitungseinheit 100 und den physikalischen Plattengeräten 105, zwischen den Kanälen 103 der Datenverarbeitungseinheit 100 und dem Cache-Speicher 107 und dem Cache-Speicher 107 und den physikalischen Plattengeräten 105 durch.
  • In den Cache-Speicher 107 werden Daten mit einer hohen Zugriffsfrequenz in den physikalischen Plattengeräten 105 geladen. Das Ladeverfahren wird von der Steuereinheit 106 ausgeführt. Die darin zu ladenden Daten umfassen insbesondere Zugriffszieldaten für den Zugriff durch die CPU 101 der Datenverarbeitungseinheit 100 und Daten in der Nachbarschaft der Zugriffszieldaten. in den physikalischen Plattengeräten 105.
  • Das Verzeichnis 108 enthält Informationen zur Steuerung des Cache-Speichers 107.
  • Wie der Cache-Speicher 107 enthält der nicht-flüchtige Speicher 109 Daten mit einer hohen Zugriffsfrequenz in den physikalischen Plattengeräten 105.
  • Die Steuerinformationen 110 für den nicht-flüchtigen Speicher werden verwendet, um Informationen zur Steuerung des nicht-flüchtigen Speichers 109 darin zu speichern.
  • Die logisch/physikalischen Gerätezuordnungsinformationen 300 sind Informationen zur Angabe der Positionen der jeweiligen logischen Platten (200 in 2, die später beschrieben wird), die den physikalischen Plattengeräten 105 zugeordnet sind, und der logischen Plattengeräte (200 in 2), die in den jeweiligen physikalischen Plattengeräten angeordnet sind. Anhand dieser Informationen wird ein Speicherbereich in den physikalischen Plattengeräten 105 für die Zugriffszieldaten der CPU 101 in der Datenverarbeitungseinheit 100 berechnet. Die logischen Plattengeräteinformationen 400 geben die Zustände wie die Erreichbarkeit oder Nicht-Erreichbarkeit für jedes logische Plattengerät (200 in 2) an. Die logisch/physikalischen Gerätezuordnungsinformationen 300 und die logischen Platteninformationen 400 sind auf einem nicht-flüchtigen Medium gespeichert, so dass die Informationselemente darin erhalten bleiben, auch wenn zum Beispiel die Stromversorgung unterbrochen wird.
  • Die Datenzugriffsinformationen 500 enthalten Informationen wie zum Beispiel eine Zugriffsfrequenz und ein Zugriffsmuster für jedes logische Plattengerät (200 in 2).
  • Die physikalischen Plattengeräte 105 weisen jeweils ein Medium auf, auf dem Daten gespeichert sind, und ein Gerät zum Lesen oder Schreiben der Daten von oder auf dem Medium.
  • Der SVP 111 präsentiert der Serviceperson die Datenzugriffsinformationen 500 und erhält von der Serviceperson eine Eingabe für die Neuzuordnungsanweisung. Außerdem übermittelt der SVP 111 eine Anweisung von der Serviceperson an das Informationsverarbeitungssystem 1 und informiert die Serviceperson über einen Fehlerzustand oder dergleichen im Informationsverarbeitungssystem 1.
  • 2 zeigt ein Diagramm mit der Beziehung zwischen den logischen Plattengeräten 200 und den physikalischen Plattengeräten 105.
  • Die logischen Plattengeräte 200 sind virtuelle Plattengeräte, auf die die CPU 101 direkt zugreifen kann, und sind mit den physikalischen Plattengeräten 105 verbunden, in denen die Zugriffszieldaten tatsächlich gespeichert sind. Unter Berücksichtigung des sequentiellen Zugriffs sind die Daten in den physikalischen Plattengeräten 105 fortlaufend angeordnet. Wenn sich die physikalischen Plattengeräte 105, denen die Daten der Datenverarbeitungseinheit 100 zugeordnet sind, in einer Disk-Array-Konfiguration befinden, entspricht das logische Plattengerät 200 mehreren physikalischen Plattengeräten 105, wie in 2 gezeigt. Weiterhin entspricht, wenn die Kapazität des physikalischen Plattengeräts 105 größer als die des logischen Plattengeräts 200 ist und Daten von mehreren logischen Plattengeräten in einem physikalischen Plattengerät 105 gespeichert werden können, das physikalische Plattengerät 105 mehreren logischen Plattengeräten 200. Die Entsprechung zwischen den physikalischen Plattengeräten 105 und den logischen Plattengeräten 200 wird durch die logisch/physikalischen Gerätezuordnungsinformationen 300 gesteuert. Wenn die CPU 101 zum Beispiel Daten 201 von dem logischen Plattengerät 200 liest, erhält die Speichersteuerung 104 das physikalische Plattengerät 105, das dem logischen Plattengerät 200 entspricht, ent sprechend den logisch/physikalischen Gerätezuordnungsinformationen 300. Außerdem erhält die Steuerung 104 eine Datenspeicherposition 202 im Bereich des physikalischen Plattengeräts 105, um eine Datenübertragungsoperation durchzuführen.
  • 3 zeigt ein Diagramm der logisch/physikalischen Gerätezuordnungsinformationen 300.
  • Die Zuordnungsinformationen 300 enthalten logische Plattenlayoutinformationen 310 und physikalische Plattenlayoutinformationen 320. Die logischen Plattenlayoutinformationen 310 sind Informationen im Hinblick auf den Bereich in dem physikalischen Plattengerät 105, der dem jeweiligen logischen Plattengerät 200 zugeordnet ist. Die Informationen 310 werden verwendet, um entsprechend einem logischen Plattengerät 200 ein diesem entsprechendes physikalisches Plattengerät 105 zu erhalten. Andererseits sind die physikalischen Plattenlayoutinformationen 320 Informationen im Hinblick auf das logisches Plattengerät 105, das dem jeweiligen physikalischen Plattengerät 200 zugeordnet ist, und werden verwendet, um entsprechend einem physikalischen Plattengerät 105 ein diesem entsprechendes logisches Plattengerät 200 zu erhalten.
  • Die logischen Plattenlayoutinformationen 310 enthalten für jedes der logischen Plattengeräte 200 einen Satz mit einer physikalischen Plattengerätegruppe 311, einer RAID-Konfiguration 312 und einer Startposition 313. Die physikalische Plattengerätegruppe 311 sind Informationen zur Angabe eines physikalischen Plattengeräts, dem das betreffende logische Plattengerät zugeordnet ist. Die RAID-Konfiguration 312 bezeichnet eine RAID-Stufe der physikalischen Plattengerätegruppe 311. Die Startposition 313 gibt die Startposition in dem physikalischen Plattengerät 105 des betreffenden logischen Plattengeräts 200 an, das dem physikalischen Plattengerät 105 zugeordnet ist.
  • Die physikalischen Plattenlayoutinformationen 320 enthalten eine logische Plattengerätegruppe 321 für jedes der physikalischen Plattengeräte 105. Die Gruppe 321 gibt das logische Plattengerät 200 an, das dem betreffenden physikalischen Plattengerät 105 zugeordnet ist.
  • 4 zeigt ein Diagramm der logischen Platteninformationen 400.
  • Die Informationen 400 enthalten für jedes der logischen Plattengeräte 200 einen logischen Plattenstatus 401 und einen Neuzuordnungszeiger 402. Der Status 401 bezeichnet den Betriebszustand des logischen Plattengeräts 200 wie etwa „normal", „blockiert", „Formatierung läuft" oder „Neuzuordnung läuft". Bei dem Zeiger 402 handelt es sich um Informationen, die nur gelten, wenn der logische Plattenstatus 401 „Neuzuordnung läuft" lautet, und die eine Position neben dem bereits neu zugeordneten Bereich des logischen Plattengeräts bezeichnen, das heißt die erste Position des noch nicht neu zugeordneten Bereichs. Bei einem Datenzugriff darauf durch die CPU 101 während des Status „Neuzuordnung läuft", wenn der Zugriff auf einen Bereich angewiesen wird, dessen Adresse höher als die des Neuzuordnungszeigers 402 ist, erfolgt der Zugriff auf das physikalische Plattengerät 105 nach dem Neu-Zuordnen. Wenn andererseits der Zugriff auf einen Bereich angewiesen wird, dessen Adresse niedriger als die des Neuzuordnungszeigers 402 ist, erfolgt der Zugriff auf das physikalische Plattengerät 105 vor dem Neu-Zuordnen. Die Zugriffsoperation wird später ausführlich beschrieben.
  • 5 zeigt die Zugriffsinformationen 500.
  • Die Informationen 500 enthalten Zugriffsfrequenzinformationen 501 und Zugriffsmusterinformationen 502 für jedes der logischen Plattengeräte 200. Auf diese Informationen kann sowohl die Datenverarbeitungseinheit 100 als auch der SVP 111 Bezug nehmen. Die Zugriffsfrequenzinformationen 501 enthalten die Anzahl der Zugriffe auf das logische Plattengerät 200 pro Zeiteinheit. Diese Informationen 501 werden als ein Index verwendet, um alle logischen Plattengeräte 200 mit einer höheren oder niedrigeren Zugriffsfrequenz un ter den logischen Plattengeräten 200 zu ermitteln. Die Zugriffsmusterinformationen 502 enthalten das Verhältnis zwischen den sequentiellen Zugriffen und den direkten Zugriffen auf das betreffende Plattengerät 200. Diese Informationen 502 werden als ein Index verwendet, um eines der logischen Plattengeräte 200 zu erhalten, das wie gewünscht den physikalischen Plattengeräten 105 neu zugeordnet werden soll, auf die häufig sequentielle Zugriffe durchgeführt werden, und das eine hohe sequentielle Zugriffsleistung aufweist.
  • 6 zeigt ein ausführliches Diagramm für den Betrieb der Speichersteuerung 104.
  • Zuerst wird der Ablauf bei den Lese- und Schreibprozessen durch die Speichersteuerung 400 beschrieben.
  • Bei der Ausführung eines Lese- oder Schreibprozesses erhält die Steuereinheit 106 normalerweise eine CPU-Anweisung 600 von der CPU 101 über den Kanal 103. Die CPU-Anweisung 600 enthält Spezifikationsinformationen 1, die ein logisches Plattengerät 200 angeben, in dem ein zu lesender (oder zu schreibender) Datensatz gespeichert ist, und Spezifikationsinformationen 2, die eine Position (Spur, Sektor, Datensatz) in dem logischen Plattengerät 200 angeben, in dem der zu lesende (oder zu schreibende) Datensatz gespeichert ist.
  • Bei einem Berechnungsprozess für die Zugriffsposition (610) berechnet die Steuereinheit 106 eine Zugriffsposition in dem physikalischen Plattengerät 105 unter Verwendung der Anweisung 600 von der CPU 101 und der logisch/physikalischen Gerätezuordnungsinformationen 300. Der Berechnungsprozess (610) wird weiter unten ausführlich anhand von 8 beschrieben.
  • Danach werden zum Beispiel in dem Leseprozess die Daten an der berechneten Datenspeicherposition 202 in dem physikalischen Plattengerät 105 gelesen, um als Daten 201 in den Cache-Speicher 107 verschoben zu werden. Die erhaltenen Da ten 201 werden über den Kanal 103 in den Hauptspeicher 102 übertragen.
  • Im Folgenden wird ein Prozess zum Erfassen der Zugriffsinformationen 500 beschrieben.
  • Bei dem Zugriff für einen Lese-/Schreibprozess durch die CPU 101 aktualisiert die Steuereinheit 106 die Zugriffsinformationen 500 für das logische Plattengerät 200 als Zugriffsziel. Das Erfassen der Zugriffsfrequenzinformationen 501 erfolgt zum Beispiel so, dass der Wert eines internen Zählers für jeden Zugriff erhöht wird. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit oder nach Ausführung einer vorbestimmten Anzahl von Zugriffen wird bei der Anweisung für einen Zugriff die aus dem internen Zähler erfasste Zugriffsfrequenz kontrolliert. Das Erfassen der Zugriffsmusterinformationen 502 erfolgt zum Beispiel so, dass der Wert eines internen Zählers für jeden sequentiellen Zugriff erhöht wird. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit oder nach Ausführung einer vorbestimmten Anzahl von Zugriffen wird bei der Anweisung für einen Zugriff das aus dem internen Zähler erfasste Zugriffsmuster kontrolliert.
  • Als Nächstes wird die Neuzuordnungsanweisung 620 beschrieben. Unter Bezugnahme auf die über den SVP 111 präsentierten Datenzugriffsinformationen 500 entscheidet die Serviceperson über die Notwendigkeit des Neu-Zuordnens des jeweiligen logischen Plattengeräts. Der Inhalt der durch die Serviceperson vorgenommenen Entscheidung ist derselbe wie bei einem Entscheidungsprozess über die Notwendigkeit oder Nicht-Notwendigkeit des Neu-Zuordnens logischer Plattengeräte (910), der später in Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform anhand von 10 beschrieben wird. Wenn es als Ergebnis der Entscheidung ein logisches Plattengerät 200 gibt, das für die Zuordnung vorgesehen ist, gibt die Serviceperson eine Neuzuordnungsanweisung 620 über den SVP 111 an die Speichersteuerung 104 aus.
  • Die Neuzuordnungsanweisung 620 enthält Anweisungsinformationen 1–2, die zwei logische Plattengeräte 200 als Ziele für das Neu-Zuordnen angeben.
  • Nachstehend wird der Prozess zum Neu-Zuordnen logischer Plattengeräte (630) beschrieben. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm für den Teil des Prozesses zum Neu-Zuordnen logischer Plattengeräte (630). Bei Empfang der Neuzuordnungsanweisung 620 führt die Steuereinheit 106 den Prozess zum Neu-Zuordnen zwischen den angegebenen logischen Plattengeräten 200 durch (630).
  • Zuerst wird in Schritt 700 der Status 401 der logischen Platte für jedes der angegebenen logischen Plattengeräte 200 auf „Neuzuordnung läuft" in den logischen Platteninformationen 400 gesetzt.
  • In Schritt 701 wird der Neuzuordnungszeiger 402 für jedes der angegebenen logischen Plattengeräte 200 auf die erste Position in jedem zugehörigen logischen Plattengerät 200 in den logischen Platteninformationen 400 gesetzt.
  • In Schritt 702 wird der Neuzuordnungszeiger 402 für jedes der angegebenen logischen Plattengeräte 200 in den logischen Platteninformationen 400 kontrolliert. Ist das Neu-Zuordnen für den gesamten Bereich nicht abgeschlossen, wird die Steuerung an Schritt 703 übergeben. Ist das Neu-Zuordnen abgeschlossen, wird die Steuerung an Schritt 707 übergeben.
  • In Schritt 703 werden die Daten einer Verarbeitungseinheit für das Neu-Zuordnen von dem physikalischen Plattengerät 105 an den Cache-Speicher 107 übertragen, beginnend an einer durch den Neuzuordnungszeiger 402 angegebenen Datenposition. Bei dieser Operation werden die Daten einer Verarbeitungseinheit für das Neu-Zuordnen auf das kleinste gemeinsame Vielfache der jeweiligen Datenmengen entsprechend den Kontrollinformationselementen von zwei logischen Plattengeräten 200 als Ziele für das Neu-Zuordnen gesetzt. Als Beispiel wird angenommen, dass das Neu-Zuordnen zwischen einem logischen Plattengerät 200 nach RAID5 und einem logi schen Plattengerät 200 nach RAID1 erfolgt. Weil die Datenmenge für eine Kontrollinformation des Plattengeräts 200 nach RAID1 „1" beträgt, ist die Datenmenge für eine Verarbeitungseinheit gleich der Datenmenge, die einem Kontrollinformationselement des Plattengeräts 200 nach RAID5 entspricht, das heißt gleich dem eines Paritätselements.
  • In Schritt 704 wird, wenn das logische Plattengerät 200 als das Ziel für das Neu-Zuordnen auf der RAID-Stufe mit der Parität ist, die Parität für die Daten 201 einer Verarbeitungseinheit in den Zieldaten für das Neu-Zuordnen des Cache-Speichers 107 erzeugt.
  • In Schritt 705 werden die Daten 201 einer Verarbeitungseinheit in den Zieldaten für das Neu-Zuordnen des Cache-Speichers 107 und die im vorstehenden Schritt 704 erzeugte Parität als das Ziel für das Neu-Zuordnen in das physikalische Plattengerät 105 geschrieben.
  • In Schritt 706 wird der Neuzuordnungszeiger 402 entsprechend einer Verarbeitungseinheit weitergeschaltet, und danach wird die Steuerung an Schritt 702 zurückgegeben.
  • Im Übrigen werden die Daten und die Parität in den Schritten 703 und 704 auch in den nicht-flüchtigen Speicher 109 übertragen, so dass diese Elemente auch bei Auftreten eines Fehlers im Cache-Speicher aus den folgenden Gründen erhalten bleiben. Für die Schreiboperation in Schritt 705 wird zum Beispiel angenommen, dass Daten der ersten und der zweiten logischen Plattengeräte 200 verarbeitet werden sollen. Wenn Daten des ersten logischen Plattengeräts 200 in das logische Plattengerät 105 geschrieben werden, sind bei Auftreten eines Fehlers im Cache-Speicher 107, wodurch auf dessen Daten nicht zugegriffen werden kann, die Daten in dem zweiten logischen Plattengerät 200, für das die Schreiboperation nicht vollständig abgeschlossen ist, verloren.
  • In Schritt 707 werden die logisch/physikalischen Zuordnungsinformationen 300 aktualisiert. Im Einzelnen werden die logischen Plattenlayoutinformationen 310 und die physikalischen Plattenlayoutinformationen 321 modifiziert.
  • In Schritt 708 wird der logische Plattenstatus 401 in den logischen Platteninformationen 400 wieder auf den normalen Zustand zurückgesetzt, und danach endet der Neuzuordnungsprozess (630).
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm für den Berechnungsprozess 610.
  • In Schritt 800 wird kontrolliert, ob der logische Plattenstatus 401 des logischen Plattengeräts 200 als das Zugriffsziel in den logischen Platteninformationen 400 "Neuzuordnung läuft" lautet oder nicht. Ist dies der Fall, wird die Steuerung an Schritt 801 übergeben; anderenfalls wird die Steuerung an Schritt 803 übergeben.
  • In Schritt 801 wird die Zugriffsdatenposition mit dem Neuzuordnungszeiger 402 des logischen Plattengeräts 200 als das Zugriffsziel in den logischen Platteninformationen verglichen. Ist die Zugriffsdatenposition größer als die mit dem Zeiger 402 angegebene Position, wird die Steuerung an Schritt 802 übergeben; anderenfalls wird die Steuerung an Schritt 803 übergeben.
  • In Schritt 802 wird das logische Plattengerät 200 als das Ziel für das Neu-Zuordnen des betreffenden logischen Plattengeräts 200 als das Zugriffsziel eingestellt. Danach wird die Steuerung an Schritt 804 übergeben.
  • In Schritt 803 wird das betreffende logische Plattengerät 200 als das Zugriffsziel eingestellt.
  • In Schritt 804 wird entsprechend den logisch/physikalischen Zuordnungsinformationen 300 eine Zugriffsposition in dem physikalischen Plattengerät 105 entsprechend dem logischen Plattengerät 200 als Zugriffsziel berechnet.
  • Entsprechend dem Informationsverarbeitungssystem 1 und der Speichersteuerung 104 nach der ersten Ausführungsform können logische Plattengeräte mit einer hohen Zugriffsfrequenz aufgrund einer Entscheidung der Serviceperson anhand der Datenzugriffsinformationen 500 zu physikalischen Plat tengeräten mit einer höheren Geschwindigkeit neu zugeordnet werden. Zusätzlich können logische Plattengeräte mit einem hohen sequentiellen Zugriffsverhältnis zu physikalischen Plattengeräten mit einer höheren sequentiellen Zugriffsleistung neu zugeordnet werden. Folglich kann die Zugriffsleistung verbessert werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die erste Ausführungsform kann so modifiziert werden, dass die Speichersteuerung 104 die Datenzugriffsinformationen 500 liefert, die der Datenverarbeitungseinheit 100 präsentiert werden, die daraufhin über die Notwendigkeit oder Nicht-Notwendigkeit des Neu-Zuordnens entscheidet, um eine Neuzuordnungsanweisung (entsprechend der Neuzuordnungsanweisung 620) auszugeben.
  • Dritte Ausführungsform
  • Bei der dritten Ausführungsform wird die Neuzuordnungsanweisung nicht vom SVP 111 und von der Datenverarbeitungseinheit 100 empfangen. Das bedeutet, dass die Neuzuordnungsanweisung durch die Speichersteuerung 104 bestimmt wird.
  • 9 zeigt ein ausführliches Diagramm für den Ablauf bei der Neuzuordnungsanweisung durch die Speichersteuerung 104.
  • Dies unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform (6) darin, dass der Prozessabschnitt für die Entscheidung über die Notwendigkeit oder Nicht-Notwendigkeit des Neu-Zuordnens der logischen Platte 910 die Neuzuordnungsanweisung 620 ausgibt.
  • 10 zeigt ein Ablaufdiagramm für den Prozessabschnitt 910.
  • Dieser Prozess (910) wird von der Steuereinheit 106 ausgeführt, die die Datenzugriffsinformationen 500 jedes logischen Plattengeräts 200 in einem festen Zeitintervall untersucht.
  • In Schritt 1000 wird anhand der Zugriffsfrequenzinformationen 501 in den Zugriffsinformationen 500 kontrolliert, ob ein logisches Plattengerät 200 (im Folgenden als erstes mögliches logisches Plattengerät bezeichnet) vorliegt oder nicht, für das die Zugriffsfrequenz einen vorbestimmten Wert überschreitet und das einem physikalischen Plattengerät 105 mit einer relativ geringen Geschwindigkeit zugeordnet ist. Gibt es ein solches logisches Plattengerät 200, wird die Steuerung an Schritt 1001 übergeben; anderenfalls wird die Steuerung an Schritt 1005 übergeben.
  • In Schritt 1001 wird anhand der Zugriffsmusterinformationen 502 des ersten möglichen logischen Plattengeräts 200 kontrolliert, ob das sequentielle Zugriffsverhältnis größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist oder nicht. Ist dies der Fall, wird die Steuerung an Schritt 1002 übergeben; anderenfalls wird die Steuerung an Schritt 1004 übergeben.
  • In Schritt 1002 wird anhand der Zugriffsfrequenzinformationen 501 eines logischen Plattengeräts 200, das einem physikalischen Plattengerät 105 mit einer höheren Geschwindigkeit als das erste mögliche logische Plattengerät 200 zugeordnet ist, kontrolliert, ob ein logisches Plattengerät 200 (im Folgenden als zweites mögliches logisches Plattengerät bezeichnet) vorliegt oder nicht, für das die Zugriffsfrequenz kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist. Gibt es ein solches logisches Plattengerät, wird die Steuerung an Schritt 1003 übergeben; anderenfalls wird die Steuerung an Schritt 1005 übergeben.
  • In Schritt 1003 wird entschieden, dass der Neuzuordnungsprozess (630) zwischen dem ersten und dem zweiten möglichen logischen Plattengerät 200 durchgeführt werden muss, und die Neuzuordnungsanweisung 620 wird ausgegeben. Danach endet die Verarbeitung.
  • In Schritt 1004 wird anhand der Zugriffsmusterinformationen 502 des logischen Plattengeräts 200, das einem physikalischen Plattengerät 105 mit einer höheren sequentiel len Zugriffsleistung als das erste mögliche logische Plattengerät 200 zugeordnet ist, ob ein logisches Plattengerät 200 (im Folgenden als zweites logisches Plattengerät bezeichnet) mit einem sequentiellen Zugriffsverhältnis kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert vorliegt oder nicht. Ist dies der Fall, wird die Steuerung an Schritt 1003 übergeben; anderenfalls wird die Steuerung an Schritt 1002 übergeben.
  • In Schritt 1005 wird bestimmt, dass der Neuzuordnungsprozess (630) für die logischen Plattengeräte 200 nicht nötig ist. Danach endet die Verarbeitung.
  • Entsprechend dem Informationsverarbeitungssystem 1 und der Speichersteuerung 104 nach der dritten Ausführungsform können logische Plattengeräte mit einer hohen Zugriffsfrequenz aufgrund der Datenzugriffsinformationen 500 automatisch zu physikalischen Plattengeräten mit einer höheren Geschwindigkeit neu zugeordnet werden. Zusätzlich können logische Plattengeräte mit einem hohen sequentiellen Zugriffsverhältnis zu physikalischen Plattengeräten mit einer höheren sequentiellen Zugriffsleistung neu zugeordnet werden. Daher kann die Zugriffsleistung verbessert werden.
  • Vierte Ausführungsform
  • Die ersten bis dritten Ausführungsformen können so modifiziert werden, dass die für die logischen Plattengeräte 200 erforderliche Zuverlässigkeit zusätzlich zu den oder anstelle der Datenzugriffsinformationen 500 als Index für die Entscheidung über die Notwendigkeit oder Nicht-Notwendigkeit des Neu-Zuordnens verwendet wird. Bei Verwendung der Zuverlässigkeit als Index ist es möglich, die Datenzuverlässigkeit in den logischen Plattengeräten 200 zu verbessern.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Verwendung mit einer Speichersteuerung (104), die eine Datenverarbeitungseinheit (100) mit mehreren physikalischen Plattengeräten (105) verbindet sowie zum fortlaufenden Neu-Zuordnen logischer Plattengeräte (200) als Zugriffsziele der Datenverarbeitungseinheit jeweils zu den physikalischen Plattengeräten, mit folgenden Schritten: fortlaufendes Zuordnen der logischen Plattengeräte jeweils zu den physikalischen Plattengeräten (630), Berechnen einer Zugriffscharakteristik (500) für jedes der logischen Plattengeräte, den Ergebnissen der Berechnung entsprechendes Auswählen eines ersten logischen Plattengeräts, das eine einen vorbestimmten Wert überschreitende Zugriffscharakteristik aufweist, und eines zweiten logischen Plattengeräts, das eine Zugriffscharakteristik kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert aufweist und einem zweiten physikalischen Plattengerät zugeordnet ist, das eine höhere Geschwindigkeit als ein erstes physikalisches Plattengerät aufweist, dem das erste logische Plattengerät zugeordnet ist (910), und Neu-Zuordnen des ersten und des zweiten logischen Plattengeräts entsprechenderweise zum zweiten und zum ersten physikalischen Plattengerät (630).
  2. Verfahren nach Anspruch 1 mit einem Schritt zum Anzeigen der berechneten Zugriffscharakteristik auf einem mit der Speichersteuerung verbundenen Dienstprozessor (110).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 mit folgenden Schritten: in Reaktion auf eine Zugriffsanforderung von der Datenverarbeitungseinheit auf einen Bereich des ersten logischer Plattengeräts während des Neu-Zuordnens, Entscheiden ob der Tausch für den Bereich auf dem physikalischen Plattengerät (801) vollendet wurde, Zugreifen auf das erste physikalische Plattengerät, wenn der Tausch noch nicht vollendet wurde (803, 805), und Zugreifen auf das zweite physikalische Plattengerät, wenn der Tausch vollendet wurde (804).
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zugriffscharakteristik eine Zugriffsfrequenz ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zugriffscharakteristik ein Anteil sequentiellen Zugriffe ist.
  6. Speichersteuerung (104). zur Verbindung einer Datenverarbeitungseinheit (100) mit mehreren physikalischen Plattengeräten (105) und zum fortlaufenden Neu-Zuordnen logischer Plattengeräte (200) als Zugriffsziele der Datenverarbeitungseinheit jeweils zu den physikalischen Plattengeräten, aufweisend: eine Einrichtung (106, 300, 630) zum fortlaufenden Zuordnen der logischen Plattengeräte jeweils zu den physikalischen Plattengeräten, eine Einrichtung (106, 500, 910) zum Berechnen einer Zugriffscharakteristik für jedes der logischen Plattengeräte, eine Einrichtung (106, 300, 500, 910), um aufgrund der Ergebnisse der Berechnung ein erstes logisches Plattengerät, das eine einen vorbestimmten Wert überschreitende Zugriffscharakteristik aufweist, und ein zweites logisches Plattengerät, das eine Zugriffscharakteristik kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert aufweist und einem zweiten physikalischen Plattengerät zugeordnet ist, das eine höhere Geschwindigkeit als ein erstes physikalisches Plattengerät aufweist, dem das erste logische Plattengerät zugeordnet ist, auszuwählen, und eine Einrichtung (106, 300, 500, 630) zum Neu-Zuordnen des ersten und des zweiten logischen Plattengeräts entsprechenderweise zum zweiten und zum ersten physikalischen Plattengerät.
  7. Speichersteuerung nach Anspruch 6, wobei die Zugriffscharakteristik eine Zugriffsfrequenz ist.
  8. Speichersteuerung (104) nach Anspruch 6, wobei die Zugriffscharakteristik ein Anteil sequentiellen Zugriffs ist.
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