公开了用在驱动器阵列中的一种改进的存储设备。在指示目标驱动器去生成部分新奇偶校验并且也可确定奇偶校验驱动器的一种新的命令下，将待写入的数据从主计算机送至目标盘驱动器。该目标设备从其媒体上读取老数据，生成一个奇偶校验校正子，存储新数据，然后启动与所确定的奇偶校验驱动器之间的通信，指令该奇偶校验驱动器去读取老奇偶校验并从奇偶校验校正子与老奇偶校验中生成新的奇偶校验信息。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数字存储器系统，其中的存储器是由一个存储设备的阵列提供的。磁盘或其它直接存取存储设备(DASD)阵列的使用是已知的，并且与单片的磁盘驱动器所达到的性能相比已经以较低的成本提供了更大的存储容量及更高的可靠性。美国专利4,870,643公开了用小型计算机存储器接口(SCSI)安装在机架式框架中的标准51/4英寸磁盘驱动器的阵列。将数据字分成n段，并且并行地将各段传送到n个不同的驱动器之一中，这便提高了字传输速率。至少有一个盘驱动器存储用于再生出可能出现故障的任何一个盘驱动器上的数据的奇偶校验信息。当一个驱动器出现故障时，操作员从框架上拔掉故障驱动器，并代之以一个工作的驱动器，然后再生的数据被写入该替换驱动器中。驱动器是用来自主控制器的一个信号进行同步操作的，而不是与一个盘同步的。美国专利4,989,206公开了一种美国专利4,878,643中所描述的类型的阵列，阵列中包括了比存储数据与奇偶校验所需数目更多的驱动器。当一个驱动器故障时，该系统用通过一个交叉点开关重新连接驱动器的方法以一个工作的驱动器来取代故障的驱动器。系统中包含具有一个处理器与高速缓冲存储器的控制模块。各控制模块将其从计算机接收的数据字分成写入n个驱动器上的n个段，并生成写入奇偶校验驱动器上的奇偶校验段。IBM TechnicalDisclosure Bulletin，卷32，第7号(1989年12月)第5页公开了与IBM系统38及IBM系统370一起使用的DASD阵列系统的一种改进。在这些系统中，n个驱动器中的对应DASD块的校验和是在CPU中计算的。在这一公开中，为了减少制备校验和记录所需的CPU时间，校验和是在I/O子系统通道及高速缓存中计算的。并且，在这一公开中，数据不是分散在n个驱动器中的，而是写在驱动器之一上的。校验和仍然跨所有n个驱动器计算以提供对所有驱动器的错误修复。每次将一块数据写入驱动器之一时，校验和并不从所有驱动器中的数据中计算。相反，校验和是通过“异或”驱动器中待写入的老数据块以清除其影响，再“异或”新数据以得出新的校验和而被更新的。当CPU在进行这些“异或”运算时，它通常通过其高速缓冲存储器来工作，从而以只使用一次的长操作数来填充高速缓存。I/O子系统的计算是直接在存储器上进行的，因此能节省高速缓存并减少CPU时间。IBM Technical Disclosure Bulletin，卷32，第6B号(1989年11月)第48页公开了将校验和信息分布在各盘驱动器上而不是将其存储在驱动器之一上。这具有改进可靠性的效果，这是因为每当在任何驱动器上写入任何一块数据时，必须改写校验和。如果设置一个独立的校验和驱动器，当写入其它任何一台驱动器时，校验和驱动器便要工作，因此有可能积压待写入的新奇偶校验块，并且它还将较其它驱动器磨损得快。上述先有技术改进了低成本盘阵列的可靠性，但也带来了某些问题。如1989年12月份的IBM technial Disclosure Bulletin中所指出的，采用I/O子系统可认为是I/O瓶颈的一个潜在的来源。这一问题被Linolakes Minnesota公司的廉价盘的冗余阵列(RAID)咨询研究会进一步认识。他们出版了“RAIDBook”，在这里引用它作为RAID技术的信息源。其中，他们描述了RAID级5作为对RAID级4中可能出现的写奇偶校验瓶颈的一种部分解决方案。RAID级4与上述1989年12月份的IBM出版物的说明相似，而RAID级5则类似1989年11月份的IBM出版物。当阵列是用SCSI总线直接连接在主计算机上并且该阵列是由在主计算机中运行的阵列管理软件控制时，这一问题是严重的。设置一个I/O控制器作为已知的另一种选择是更昂贵的，并且如在上面的先有技术中所述，它本身又可能成为一个瓶颈。主机必须将写命令发送到所有的盘(如在RAID级2与3中)，或者为了为新数据生成新的奇偶校验然后写入新数据与新的奇偶校验而必须读取老数据与老的奇偶校验(如在RAID级4与5中)，这些事实加重了瓶颈。在阵列中的各存储设备中设置逻辑与计算装置的本专利技术基本上解决了这些及其它问题。按照本专利技术，待写入的数据是在一条指示目标驱动器去生成部分新奇偶校验并且也可标识奇偶校验驱动器的新的命令下，从主计算机送至目标驱动器的。或者，奇偶校验驱动器可以在数据块的基础上永久性地指定，如RAIDBook中对RAID级5所描述的。目标设备从其媒体上读取老数据，生成一个奇偶校验校正子(parity syndrome)，存储新数据并启动与指定的奇偶校验驱动器之间的通信，指示奇偶校验驱动器去读取老奇偶校验并且从奇偶校验校正子与老奇偶校验生成新的奇偶校验信息。奇偶校验驱动器在生成新的奇偶校验之后便写入奇偶校验信息，完全不需要主机或主机I/O的进一步操作。本专利技术的一个优点是在取消一个独立的阵列控制器及其电源与包装费用的同时解脱了主机承担奇偶校验生成与附加的I/O操作。另一个优点是本专利技术至少能够部分地用各盘驱动器中现成的盘设备处理器中所执行的微代码来实现。在另一种方式中，在各盘驱动器中加入最少量的“异或”逻辑具有速度上的优点，而不会在盘驱动器的现有电源上增加明显的负担。附图说明图1为RAID级5下的先有技术的数据路径的方框图。图2为按照本专利技术的数据存储设备的方框图。图3为本专利技术的数据路径的方框图。图4示出一条SCSI写命令的格式。图5为按照本专利技术的奇偶校验发生装置的一种实现的方框图。图6为选择一个奇偶校验设备的可能函数图。图1示出将数据写入先有技术RAID级5的一个阵列盘存储器系统的典型数据路径。当主计算机11中的一个应用程序10提出一个写请求时，与所有被修改的数据块相对应的奇偶校验块都将改变。首先，阵列管理软件20将应用程序的虚拟盘地址转换成一个阵列成员盘号0及在该成员盘上的一个块地址。然后，阵列管理软件20将要修改的成员盘块的内容30读入主机中的内部缓冲器中。阵列管理软件还单独将对应的奇偶校验块的内容40从与所选择的数据块单元相对应的奇偶校验驱动器4读入内部缓冲器中。然后，阵列管理软件20通过计算老数据30与老奇偶校验40的“异或”50而清除目标块中的老数据30的影响。然后，将中间结果50与新数据60进行“异或”而得出新的奇偶校验信息70。然后，阵列管理软件将新奇偶校验70从主机写入奇偶校验驱动器4，并将新数据60从主机11写入数据驱动器0。这些读与写操作中的每一个都加重I/O瓶颈，并且消耗主计算机的资源。图2示出按照本专利技术修改的一个存储设备的方框图。主计算机11用一个SCSI总线适配器15连接到多个盘设备13-1至13-(n＋1)。如结合先有技术所描述的，通常n＋1个驱动器的一个阵列中存储n个驱动器的数据，而相关的另一个驱动器则存储奇偶校验。当然，为了优化驱动器性能，如RAIDBook在级5下所描述的，各驱动器也可包含大多数数据与一些奇偶校验。主计算机11可以是一台大型主计算机，或者是任何构成或体系结构的一台较小的计算机，包括个人计算机在内。各存储设备13有一个对应的SCSI适配器17，它是既能在接收机模式中也能在启动器模式中工作的那种类型。SCSI系统结构之所以具有启动器模式是为了达到使一个DASD设备本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种结合计算机使用的存储设备，其特征在于包括：一个接口，用于将所述存储设备连接到一台计算机及至少另一个存储设备上；连接至所述接口上的控制装置，用于接收一条命令；连接在所述控制装置上并由所述控制装置响应所述命令来控制，用以存储数据 及存储纠错信息的存储媒体；以及连接在所述控制装置上的计算装置，它用于从所述接口接收的信息及从所述存储媒体接收的信息中计算出一个结果，所述结果用作所述纠错信息。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：PB班迪，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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