阵列记录装置的改进型记录装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及能减少写入时间的一种阵列记录装置。各种设备用于写入不带冗余数据的数据并在空转时间中更高效地更新冗余数据。在一个实施例中，为每个柱面设置了一个暂时写入道。在读取、更新、与重写数据时，数据是写入暂时写入道中的。由于重写不需要盘转动整个一周，故迅速即发生写入过程。暂时写入道中的数据是在空转状态中不需要同步重定位进盘中的。此外，数据区中的对应块可用于写入数据而不是指定的暂时写入道。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及作为计算机的存储系统的阵列记录装置。更具体地，本专利技术涉及包含阵列盘驱动器的盘驱动系统的效率及可靠性的改进。现已发表了关于包含阵列盘驱动器的盘系统的多种论文与专利。在这些文献中，有一篇来自伯克利加州大学的，关于能极大地改进大量存储数据的可靠性的一种系统的论文“廉价盘的冗余阵列(RAID)的一例”，ACM SIGMOD(美国计算机协会数据管理专业组)会议记录汇编，芝加哥，伊利诺州，1988年6月。这一论文将改进数据可靠性的系统分成五级，从传统的镜象盘系统至块交错奇偶性校验系统，它们的摘要如下RAID级1这是正常的镜象(影象)系统，其中，相同的数据是存储在两组盘驱动器中的。RAID级1的系统已常规地用于要求高可靠性的系统中。然而，由于高冗余度，它们的单位容量成本是高的。RAID级2数据是采用DRAM(动态随机存取存储器)中的Hamming码(汉明码)位交替在冗余组的数据盘中的。ECC(纠错码)码是写入每组中的多片校验盘中的，使之能够纠正一位的出错。一组中包含10至25片数据盘例如，十片数据盘需要四片校验盘。在一定程度上，冗余度依然是大的。RAID级3数据是使用一片专用的奇偶校验盘字节交替在组中的数据盘中的，由于出错位置是从各驱动器的ECC中检测的，因此只需要一片奇偶校验盘。这一级适用于主轴的同步旋转以高速传送数据。RAID级4数据是使用一片专用的奇偶校验盘块交替在组中的数据盘中的。在频繁存取小量数据时，这一级别是适用的，因为数据存储是以块作为交替单位的，这一点与级3不同。RAID级5没有专用的奇偶校验盘，这一点与级3与4不同，奇偶校验数据是平均分布与存储在所有盘中的(成带状)。因而，在写时，数据存取并不集中在一个单一的奇偶校验盘驱动器上，从而提高了IOPS(输入输出处理速度)。(写的比例较高时，这一级别较级4效率高)。这一级别所提供的高处理性能及改进的存储器效率都是良好的。美国阵列技术公司(Array Techrology Corporation)在未经审查的日本专利公布号2-236714中所公开的“阵列记录装置系统与方法”是知名的传统冗余阵列记录装置的一例。在该阵列技术公司的例中，有可能在主计算机所能有识别与存取的盘驱动器配置中选择冗余级别及盘的逻辑号。美国国际商用机器公司在未审查的日本专利公布号62-293355“数据保护系统”中公开了将奇偶校验数据平均分布与存储在所有盘中(成带状)的系统。图31示出了未审查的日本专利公布号2-236714中所公开的传统阵列记录装置的一种配置。图31是由下述部分组成的。一个主机接口2(以后称作主机I/F)为一台主计算机1与一个阵列控制器13之间的一个缓冲器。一个微处理器3控制该阵列控制器。一台EOR(“异或”)机器5生成冗余数据并恢复数据。一条数据总线6连接主机I/F2、微处理器3、存储器4及EOR机器5。同时连接在数据总线6上的还有一块CE(用户输入)面板7及多个通道控制器8a，…，8e。阵列控制器控制多台盘驱动器9a，…，9e。盘驱动器9a，…，9c是通过通道10连接在通道控制器8a，…，8e上的。图32说明在RAID中冗余数据的生成。如图中所示，五片盘中的一片盘的数据存储其它四片盘的冗余数据(奇偶性)。奇偶性可以通过计算该四片盘的数据的“异或”(XOR)求得。即，奇偶性盘P的奇偶性数据是通过计算盘0、盘1，盘2与盘3的数据的“异或”得出的。这便有可能将这一奇偶性作为冗余数据来恢复数据。例如，当由于某种故障而不能读出盘0的数据时，盘0的数据可通过使用从计算盘1、2、3与奇偶性盘P的数据的“异或”(XOR)所得出的数据加以恢复。除了通过计算四片盘的数据的XOR来计算奇偶性的上述方法之外，还有下述的另一种方法。通过读取要写入数据的盘的老数据及存储在奇偶性盘中的当前奇偶性数据，然后计算新数据、老数据及当前的奇偶性数据的XOR，便可得出新的奇偶性数据。这一方法将参照图33加以描述。例如，在新数据DN(2)正在写入盘2的情况中，首先从盘2中读取老数据作为数据DO(2)。同时从奇偶性盘中读取当前奇偶性数据DO(P)。然后，通过计算三个数据DN(2)、DO(2)、DO(P)的“异或”得出新的奇偶性数据DN(P)。将新数据DN(2)存储在盘2中。最后，将新的奇偶性数据DN(P)存储在奇偶性盘中。下面描述图31中所示的系统的操作。在图31中，对来自主计算机1的数据的所有存储请求与恢复请求都是通过主机I/F进行的。在存储数据时，来自主计算机1的命令与数据是经由数据总线6暂时存储在存储器4中的。而在恢复数据时，则通过主机I/F2将存储在存储器4中的数据送至主计算机1。下面参照图31与34描述RAID级5上的操作。在存储数据时，微处理器3将存储在存储器4中的数据分成数据块，并确定数据将写入的盘驱动器及冗余数据将写入的盘驱动器。在RAID级5上，来自要写入的数据块的老数据对于更新冗余数据是必不可少的，因此在写以前先进行一次读操作。数据在存储器4与数据总线6上的通道控制器8之间传送，且EOR机器5与这一数据传送同步生成冗余数据。如图34中所示，例如假定数据块是设置成512字节的。存储奇偶性的块在各盘驱动器中的分布如P1，P2，P3，…所示。这种记录状态称作带状的。D11、D21、D31、D41与P1称作一个冗余组。D12、D22、D32、P2与D51也称作一个冗余组。在写1024字节的数据时，这些数据是分成并存储在两块D11与D21中的。同时存储奇偶性数据P1，这一过程依次说明如下。首先，选择图31中的盘驱动器9a与9b用于写入数据，并选择盘驱动器9e用于冗余数据。在微处理器3的控制下启动EOR机器5，并命令连接在数据盘驱动器9a与9b及冗余数据盘驱动器9e上的通道控制器8a、8b与8e在微处理器3的控制下读取老数据，以便计算冗余数据。在完成了从上述数据盘驱动器9a与9b及冗余数据盘驱动器9e读取老数据之后，在微处理器3的指导下进行在数据盘驱动器9a与9b中写入新数据及在冗余数据盘驱动器9e中写入EOR机器5所生成更新后的冗余数据。如上所述，由于在写入数据时，首先必须读取老数据以便生成冗余数据，因此这一过程点用长的时间。下面描述数据的读取，在主计算机1请求数据读取时，微处理器3计算存储这些数据的数据块与数据盘驱动器。如果数据是存储在，例如，盘驱动器9c中的，则将一条读命令发布至连接在盘驱动器9c上的通道控制器8c。在完成了从盘驱动器9c的数据读取时，将数据传送至存储器4并通知主计算机1已完成了数据读取。下面描述出现故障时，在备用盘上的数据恢复与数据再生。例如，当无法从盘驱动器9c上读取数据时，便进行数据恢复。在无法从盘驱动器9c读取数据时，由微处理器3进行从包含要读取的数据块的冗余组的所有盘驱动器中读取数据，并由EOR机器5恢复无数据3读出的数据块的数据。例如，当冗余组是由盘驱动器9a、9b、9c、9d与9e构成时，则从盘驱动器9a、9b、9d与9e中读出数据块。然后，由EOR机器5恢复盘驱动器9c的数据，将数据传送至存储器4，然后通知主计算机1已完成了数据读取。如上所述，即使由于盘驱动器的故障而不可能读取时，也有可能恢复数据。从而，提高了数据的可靠性。由于传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列记录装置，包括多个转动的记录设备，各具有一个带有多个块的写入区，并以块为单位存储数据，其特征在于各记录设备具有与写入区相对应的一个暂时写入区，以及一个阵列控制器，用于存取记录在作为一个组的多个记录设备的块中的数据，所述阵列控 制器包括暂时写装置，用于在数据准备好写入写入区中时，将数据写入暂时写入区中，存储装置，将对应于写入暂时写入区的数据的写入区的原来的数据记录单元存储在一个存储器中，以及重写装置，用于根据存储装置所存储的写入区的原来的数据记录单元将 写入暂时写入区中的数据重新写入写入区中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：水野正博，小仓史郎，伊藤一彦，小川晃，松本利夫，马场宏，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]