特開 2024-42424 ＲＡＩＤコントローラ及びＲＡＩＤ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024042424

(43)【公開日】2024-03-28

(54)【発明の名称】ＲＡＩＤコントローラ及びＲＡＩＤ装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/06 20060101AFI20240321BHJP

【ＦＩ】

G06F3/06 306Z

G06F3/06 540

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022147122

(22)【出願日】2022-09-15

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004026

【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 孝明

(57)【要約】

【課題】ホスト計算機の本来の機能に及ぼす影響を抑えつつ、再構築の時間を短縮できるＲＡＩＤコントローラ及びＲＡＩＤ装置を提供する。
【解決手段】ＲＡＩＤコントローラは、ホスト計算機から入力されたデータを複数の記憶装置に書き込み、前記複数の記憶装置から読み出したデータを前記ホスト計算機に出力すると共に、一の前記記憶装置が故障したときに、他の前記記憶装置に前記一の記憶装置が記憶していたデータを再構築する。前記ＲＡＩＤコントローラは、前記書き込み及び読み出しの負荷が高いほど、前記書き込み及び読み出しに対する前記再構築の優先度を低くする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ホスト計算機から入力されたデータを複数の記憶装置に書き込み、前記複数の記憶装置から読み出したデータを前記ホスト計算機に出力すると共に、一の前記記憶装置が故障したときに、他の前記記憶装置に前記一の記憶装置が記憶していたデータを再構築し、前記書き込み及び読み出しの負荷が高いほど、前記書き込み及び読み出しに対する前記再構築の優先度を低くするＲＡＩＤコントローラ。

【請求項2】

前記負荷が高いほど、単位時間あたりに前記再構築に割り当てる時間を短くする請求項１に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【請求項3】

前記再構築の優先度の水準は２水準である請求項１に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【請求項4】

前記負荷が第１閾値よりも高くなったときに前記優先度を低い水準とし、前記負荷が前記第１閾値以下である第２閾値未満となったときに前記優先度を高い水準とする請求項３に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【請求項5】

前記第２閾値は前記第１閾値未満である請求項４に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【請求項6】

前記再構築の優先度の水準は３水準以上であり、前記負荷に連動して決定される請求項１に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【請求項7】

前記負荷は１以上の指数の関数として定義される請求項１に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【請求項8】

前記指数は、前記書き込み及び読み出しに伴うデータ転送量、単位時間あたりの前記書き込み及び読み出しの回数、単位時間あたりの前記書き込み及び読み出しの平均応答時間、及び、同時に実行している前記書き込み及び読み出しの回数からなる群より選択された１以上の指数である請求項７に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【請求項9】

前記負荷の変動の予測値にも基づいて、前記再構築の優先度を決定する請求項１に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１つに記載のＲＡＩＤコントローラと、
前記ホスト計算機と、
前記複数の記憶装置と、
を備えたＲＡＩＤ装置。

【請求項11】

前記再構築の優先度の決定は、前記ホスト計算機に格納されたプログラムによって実行される請求項１０に記載のＲＡＩＤ装置。

【請求項12】

前記再構築の優先度の決定は、前記ＲＡＩＤコントローラに格納されたプログラムによって実行される請求項１０に記載のＲＡＩＤ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、ＲＡＩＤコントローラ及びＲＡＩＤ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の記憶装置をＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）技術によって束ねて、性能向上または冗長性を実現するＲＡＩＤ装置が使用されている。ＲＡＩＤ装置において冗長性を実現するＲＡＩＤレベルが選択されている場合は、ＲＡＩＤ装置内の１台の記憶装置が故障したときに、故障した記憶装置に記憶されていたデータを他の記憶装置に復元させて、冗長性を回復する。この動作を「再構築（リビルド）」という。

【0003】

一方、ＲＡＩＤ装置は、ホスト計算機からの命令に基づいて、記憶装置に対するデータの書き込み及び読み出しの処理（以下、「ＩＯ処理」という）も行っている。ホスト計算機の本体の機能を維持するためには、再構築よりもＩＯ処理を優先させざるを得ないが、そうすると再構築が長引くため、冗長性が低下または消失し、且つ、ＩＯ処理速度も低下した状態が長引く。一方、再構築を短時間で完了させるために、ＩＯ処理よりも再構築を優先させると、ＩＯ処理の速度が大きく低下し、ホスト計算機の本来の機能を維持できなくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－０８９７６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

実施形態の目的は、ホスト計算機の本来の機能に及ぼす影響を抑えつつ、再構築の時間を短縮できるＲＡＩＤコントローラ及びＲＡＩＤ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係るＲＡＩＤコントローラは、ホスト計算機から入力されたデータを複数の記憶装置に書き込み、前記複数の記憶装置から読み出したデータを前記ホスト計算機に出力すると共に、一の前記記憶装置が故障したときに、他の前記記憶装置に前記一の記憶装置が記憶していたデータを再構築する。前記ＲＡＩＤコントローラは、前記書き込み及び読み出しの負荷が高いほど、前記書き込み及び読み出しに対する前記再構築の優先度を低くする。

【0007】

実施形態に係るＲＡＩＤ装置は、前記ＲＡＩＤコントローラと、前記ホスト計算機と、前記複数の記憶装置と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るＲＡＩＤ装置を示すブロック図である。

【図2】図２（ａ）は横軸に時間をとり縦軸にＩＯ負荷をとってＩＯ負荷の変動を示すグラフであり、図２（ｂ）は横軸に時間をとり縦軸に再構築の優先度をとって優先度の変化を示すグラフであり、図２（ｃ）は横軸に時間をとり縦軸にインターバル時間をとってインターバル時間の変化を示すグラフである。

【図3】図３（ａ）及び（ｂ）はＲＡＩＤコントローラの処理時間の割り当てを示す図であり、（ａ）は優先度が高い場合を示し、（ｂ）は優先度が低い場合を示す。

【図4】図４は、第３の実施形態に係るＲＡＩＤ装置を示すブロック図である。

【図5】図５は、第４の実施形態に係るＲＡＩＤ装置を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係るＲＡＩＤ装置を示すブロック図である。
なお、図１は概念的なものであり、主としてソフトウェア的な構成を示している。後述する他のブロック図も同様である。

【0010】

図１に示すように、本実施形態に係るＲＡＩＤ装置１においては、ホスト計算機１０、ＲＡＩＤコントローラ２０、複数の記憶装置３０が設けられている。ホスト計算機１０はＲＡＩＤコントローラ２０に接続されており、ＲＡＩＤコントローラ２０は複数の記憶装置３０に接続されている。

【0011】

ホスト計算機１０は、例えば、サーバ又は産業用コンピュータであり、何らかの機能を果たすために設けられている。以下、ホスト計算機１０が本来果たすべき機能を「本来機能」ともいう。ホスト計算機１０が例えばサーバであれば、本来機能はデータベースの管理や通信の管理である。ホスト計算機１０が例えば工場用のコンピュータであれば、本来機能は工場に設置された装置の制御や管理である。ホスト計算機１０が例えば鉄道用のコンピュータであれば、本来機能は例えば自動改札機の制御や管理である。

【0012】

記憶装置３０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量のデータを記憶する装置である。ＲＡＩＤ装置１において、複数の記憶装置３０が設けられている。一例では、ＲＡＩＤ装置１には８台の記憶装置３０が設けられており、そのうち２台の記憶装置３０によってＲＡＩＤ１が構成されて、ＯＳ（Operating System）が格納されている。また、５台の記憶装置３０によってＲＡＩＤ５が構成されており、ホスト計算機１０の本来機能に伴うデータが記憶される。残りの１台の記憶装置３０は予備（ホットスペア）である。但し、記憶装置３０の構成はこれには限定されない。

【0013】

ＲＡＩＤコントローラ２０は、ホスト計算機１０と複数の記憶装置３０との間に介在し、ＲＡＩＤ技術によって複数の記憶装置３０を束ねる。ＲＡＩＤコントローラ２０は、ホスト計算機１０から入力されたデータを複数の記憶装置３０に分散して書き込む。また、ホスト計算機１０から入力される命令に応じて、記憶装置３０からデータを読み出し、必要であれば統合し、ホスト計算機１０に対して出力する。このように、ＲＡＩＤコントローラ２０はホスト計算機１０の本来機能に伴うＩＯ処理を行う。また、ＲＡＩＤコントローラ２０は、記憶装置３０のうち１台が故障した場合は、故障した記憶装置３０に記憶されていたデータを他の記憶装置３０又は故障した記憶装置３０と交換した新たな記憶装置３０に再構築（リビルド）する。

【0014】

以下、各部を詳細に説明する。
図１には、ホスト計算機１０のうち、ＲＡＩＤコントローラ２０に関連する機能のみを示している。図１に示すように、ホスト計算機１０においては、ユーザプログラム１１、ファイルシステム１２、管理プログラム１３、デバイスドライバ１４、及び、エージェント１５が設けられている。

【0015】

ユーザプログラム１１は、ホスト計算機１０の本来機能を実行するプログラムである。ユーザプログラム１１は、ＲＡＩＤ装置１の外部と通信すると共に、ファイルシステム１２に対してファイルの書き込み及び読み出しを行う。ファイルシステム１２は、ユーザプログラム１１によるファイルの書き込み及び読み出しを、データの書き込み及び読み出しに変換して、デバイスドライバ１４に受け渡す。管理プログラム１３は、ＲＡＩＤコントローラ２０を制御するための命令を出力すると共に、ＲＡＩＤコントローラ２０からＲＡＩＤコントローラ２０の状態を示す信号が入力され、これに基づいてＲＡＩＤコントローラ２０の状態を管理する。

【0016】

デバイスドライバ１４は、ファイルシステム１２から入力されたデータをＲＡＩＤコントローラ２０に対して出力すると共に、ＲＡＩＤコントローラ２０から入力されたデータをファイルシステム１２に対して出力する。すなわち、ＲＡＩＤコントローラ２０に対してＩＯ処理を行う。また、デバイスドライバ１４は、管理プログラム１３から入力された命令をＲＡＩＤコントローラ２０に対して出力すると共に、ＲＡＩＤコントローラ２０から入力された信号を管理プログラム１３に受け渡す。

【0017】

デバイスドライバ１４は、ＩＯ処理に伴いＲＡＩＤコントローラ２０に生じる負荷（以下、「ＩＯ負荷」という）に関する統計データを取得して、保持する。エージェント１５は、定期的に、例えば１秒間毎に、デバイスドライバ１４が保持しているＩＯ負荷の統計データを取得する。

【0018】

エージェント１５は、ホスト計算機１０に格納され、ホスト計算機１０上で実行されて、再構築（リビルド）の優先度を決定するプログラムである。エージェント１５は、データの再構築（リビルド）を行う際には、ＩＯ負荷の統計データに基づいて再構築の優先度を決定し、ＲＡＩＤコントローラ２０に対して出力する。再構築の優先度を決定する動作については、後述する。

【0019】

ＲＡＩＤコントローラ２０においては、データ用ホストインターフェース２１、命令用ホストインターフェース２２、ＲＡＩＤ処理プログラム２３、及び、記憶装置インターフェース２４が設けられている。

【0020】

データ用ホストインターフェース２１は、ホスト計算機１０のデバイスドライバ１４との間でデータの入出力（ＩＯ処理）を行う。命令用ホストインターフェース２２は、ホスト計算機１０のデバイスドライバ１４から命令が入力されると共に、ＲＡＩＤコントローラ２０の状態を示す信号をデバイスドライバ１４に対して出力する。ＲＡＩＤ処理プログラム２３はＩＯ処理及び再構築（リビルド）を行う。ＩＯ処理及び再構築の詳細は後述する。記憶装置インターフェース２４は、ＲＡＩＤ処理プログラム２３と複数の記憶装置３０との間で、データを入出力する。

【0021】

次に、本実施形態に係るＲＡＩＤ装置１の動作について説明する。
図２（ａ）は横軸に時間をとり縦軸にＩＯ負荷をとってＩＯ負荷の変動を示すグラフであり、図２（ｂ）は横軸に時間をとり縦軸に再構築の優先度をとって優先度の変化を示すグラフであり、図２（ｃ）は横軸に時間をとり縦軸にインターバル時間をとってインターバル時間の変化を示すグラフである。
図３（ａ）及び（ｂ）はＲＡＩＤコントローラの処理時間の割り当てを示す図であり、（ａ）は優先度が高い場合を示し、（ｂ）は優先度が低い場合を示す。

【0022】

いずれの記憶装置３０も故障していないときは、ホスト計算機１０は本来機能を遂行し、それに伴い、ＲＡＩＤコントローラ２０を介して複数の記憶装置３０との間でデータをやりとりする。ＲＡＩＤコントローラ２０は、ホスト計算機１０の命令に従い、ＩＯ処理を行う。ＩＯ処理においては、ホスト計算機１０からデータ用ホストインターフェース２１を介して入力されたデータをＲＡＩＤ処理プログラム２３が分割し、必要であればパリティー（誤り訂正符号）を生成して、複数の記憶装置３０に分散して書き込む。また、ホスト計算機１０からの命令に基づいて、ＲＡＩＤ処理プログラム２３が複数の記憶装置３０からデータを読み出し、必要であれば統合して、データ用ホストインターフェース２１を介してホスト計算機１０に出力する。

【0023】

記憶装置３０のうちの１台が故障したときは、予備の記憶装置３０（ホットスペア）があれば、ＲＡＩＤコントローラ２０は再構築（リビルド）を開始する。すなわち、故障していない記憶装置３０に記憶されているデータに基づいて、故障した記憶装置３０の記憶されていたデータを復元し、予備の記憶装置３０に記憶させる。上述の８台の記憶装置３０が設けられている例では、予備の１台の記憶装置３０にデータを再構築する。予備の記憶装置３０（ホットスペア）が無い場合は、故障していない記憶装置３０のみで縮退運転を行い、適切なタイミングで故障した記憶装置３０を新たな記憶装置３０に交換し、この新たな記憶装置３０にデータを再構築する。ＲＡＩＤ装置１の用途によっては、ＲＡＩＤコントローラ２０が再構築を行っている間も、ホスト計算機１０は本来機能を停止できない場合がある。以下、そのような場合について説明する。

【0024】

ホスト計算機１０は本来機能を遂行しているが、その負荷は必ずしも一定ではなく、時間と共に変動する場合が多い。ホスト計算機１０における本来機能の負荷が変動すると、ＲＡＩＤコントローラ２０におけるＩＯ負荷も変動する。そこで本実施形態においては、その時々のＩＯ負荷を評価し、ＩＯ負荷が高いときには再構築（リビルド）の優先度を下げて、ＩＯ負荷が低いときには再構築の優先度を上げる。再構築の優先度が低いほど、ＩＯ処理が優先されて高速化する。

【0025】

以下、具体的に説明する。
再構築が開始されると、ホスト計算機１０のエージェント１５が、デバイスドライバ１４に蓄積されているＩＯ負荷の統計データを読み込み、この統計データに基づいて指数を算出し、ＩＯ負荷を評価する。エージェント１５は、再構築中はＩＯ負荷の評価を定期的に、例えば、１秒間毎に行う。ＩＯ負荷を評価するための指数は特に限定されないが、例えば、下記（α）～（γ）が考えられる。

【0026】

（α）データ転送量
（β）１秒あたりのＩＯ処理数、又は、１秒あたりの平均応答時間
（γ）同時発行ＩＯ数

【0027】

上記（α）の「データ転送量」は、ＩＯ処理におけるデータの転送量、すなわち、ホスト計算機１０と記憶装置３０との間のデータの流通量である。エージェント１５は、データ転送量が大きければＩＯ負荷が高いと判断し、データ転送量が小さければＩＯ負荷が低いと判断する。

【0028】

上記（β）の「１秒あたりのＩＯ処理数」は、１秒間あたりにホスト計算機１０がＲＡＩＤコントローラ２０に要求するＩＯ処理の回数である。エージェント１５は、１秒あたりのＩＯ処理数が多ければＩＯ負荷が高いと判断し、１秒あたりのＩＯ処理数が少なければＩＯ負荷が低いと判断する。

【0029】

上記（β）の「１秒あたりの平均応答時間」は、ホスト計算機１０がＲＡＩＤコントローラ２０に要求したＩＯ処理の平均応答時間である。例えば、ホスト計算機１０が１秒間に１回のみＩＯ処理を要求した場合の平均応答時間は１秒間とする。ホスト計算機１０が１秒間に１０回のＩＯ処理を要求した場合の平均応答時間は０．１秒間とする。エージェント１５は、１秒あたりの平均応答時間が短ければＩＯ負荷が高いと判断し、１秒あたりの平均応答時間が長ければＩＯ負荷が低いと判断する。なお、「１秒あたりのＩＯ処理数」と「１秒あたりの平均応答時間」は互いに逆数の関係にあるため、どちらか一方を採用すればよい。

【0030】

上記（γ）の「同時発行ＩＯ数」は、ＲＡＩＤコントローラ２０が同時に実行しているＩＯ処理数である。エージェント１５は、同時発行ＩＯ数が多ければＩＯ負荷が高いと判断し、同時発行ＩＯ数が少なければＩＯ負荷が低いと判断する。

【0031】

図２（ａ）に示すように、エージェント１５は、これらの指数のうちいずれか１つ又は複数の指数に基づいて、ＩＯ負荷を評価する。ＩＯ負荷は時間の経過に伴って変化する。また、本実施形態においては、再構築の優先度の水準は「高」及び「低」の２水準とする。

【0032】

そして、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＩＯ負荷が閾値Ｔ_Ａを超えたときに、エージェント１５はＩＯ負荷が高いと判断し、再構築の優先度を「低」とする。また、ＩＯ負荷が閾値Ｔ_Ｂ未満となったときに、エージェント１５はＩＯ負荷が低いと判断し、再構築の優先度を「高」とする。

【0033】

閾値Ｔ_Ａは閾値Ｔ_Ｂ以上とする。すなわち、Ｔ_Ａ≧Ｔ_Ｂとする。ＩＯ負荷が急激に変動した場合でも再構築の優先度をある程度安定させるためには、閾値Ｔ_Ａは閾値Ｔ_Ｂよりも高いことが好ましい。すなわち、Ｔ_Ａ＞Ｔ_Ｂとすることが好ましい。この場合、初期状態においてＩＯ負荷が閾値Ｔ_Ｂ以上かつ閾値Ｔ_Ａ以下の範囲になった場合に備えて、優先度の初期設定を「低」又は「高」に決めておく。

【0034】

なお、複数の指数を用いる場合には、指数毎にＩＯ負荷を算出してもよい。この場合は、本来機能の性質に応じて、全てのＩＯ負荷がそれぞれの閾値を超えた場合に再構築の優先度を切り替えてもよく、または、いずれかのＩＯ負荷が閾値Ｔ_Ａを超えたときに優先度を「低」に切り替え、全てのＩＯ負荷が閾値Ｔ_Ｂを下回ったときに優先度を「高」に切り替えてもよい。

【0035】

そして、再構築の優先度が「低」の場合は、ＲＡＩＤ処理プログラム２３の処理時間のうち、再構築に割り当てる時間の割合を少なくし、ＩＯ処理に割り当てる時間の割合を多くする。一方、再構築の優先度が「高」の場合は、ＲＡＩＤ処理プログラム２３の処理時間のうち、再構築に割り当てる時間の割合を多くし、ＩＯ処理に割り当てる時間の割合を少なくする。

【0036】

例えば、データの再構築はストライプ毎に行う。１つのストライプには、例えば２５６ｋＢのデータが含まれる。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、あるストライプを再構築してから、次のストライプを再構築するまでの間に、インターバルを設ける。インターバルにおいては、ＲＡＩＤ処理プログラム２３はＩＯ処理を行う。

【0037】

そして、図２（ｃ）、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、再構築の優先度が「低」であるときのインターバルは再構築の優先度が「高」であるときのインターバルよりも長くする。例えば、再構築の優先度が「低」であるときのインターバルは１０ｍｓ（ミリ秒）とし、再構築の優先度が「高」であるときのインターバルは１ｍｓとする。

【0038】

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態においては、再構築の優先度として、「高」と「低」の２水準を設定している。そして、ＩＯ負荷が高い場合には再構築の優先度を「低」として、ＩＯ処理を優先させる。この場合は、ＩＯ処理の速度の低下を抑制できる。この結果、ホスト計算機１０において本来機能の負荷が高いときに、本来機能に及ぼす影響を抑制できる。一方、ＩＯ負荷が低い場合には再構築の優先度を「高」として、再構築を優先させる。これにより、本来機能の負荷が低いときに、再構築を進めておくことができる。このように、本実施形態によれば、ＩＯ処理と再構築のバランスを自動的に調整できる。この結果、ホスト計算機１０の本来機能に及ぼす影響を抑えつつ、再構築に要する時間を短縮できる。

【0039】

なお、仮に再構築の優先度を固定的に設定する場合は、本来機能の負荷のピークに合わせて再構築の優先度を低く設定せざるを得ない。このため、再構築に要する時間が増大する。特に、記憶装置が大容量化すると、再構築に要する時間が長くなるため、この問題は深刻である。

【0040】

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態においては、再構築（リビルド）の優先度が「高」と「低」の２水準である例を示したが、本実施形態においては、より多くの水準を設ける例を説明する。本実施形態においては、一例として、再構築の優先度を「１０」（低）から「９０」（高）の８１水準とする。

【0041】

本実施形態においては、ＩＯ負荷を指数の関数として定義する。下記数式（１）において、ｙはＩＯ負荷であり、ｘは指数である。

【0042】

ｙ＝ｆ（ｘ） … （１）

【0043】

例えば、上記数式（１）は、ａ、ｂを正の定数として、下記数式（２）のように表現できる。

【0044】

ｙ＝－ａ・ｘ＋ｂ … （２）

【0045】

例えば、ｙが１０以上９１未満の値をとるように定数ａ、ｂの値を設定し、ｙの値の整数部分を再構築（リビルド）の優先度とする。

【0046】

また、ＩＯ負荷を複数の指数により算出する場合は、ＩＯ負荷は下記数式（３）のように定義できる。下記数式（３）において、ｙはＩＯ負荷であり、ｘ１、ｘ２、ｘ３は指数である。

【0047】

ｙ＝ｆ（ｘ１，ｘ２，ｘ３） … （３）

【0048】

例えば、上記数式（３）は、ａ、ｂ、ｃ、ｄを正の定数として、下記数式（４）のように表現できる。例えば、ｘ１はデータ転送量であり、ｘ２は１秒あたりのＩＯ処理数であり、ｘ３は同時発行ＩＯ数である。

【0049】

ｙ＝－ａ・ｘ１－ｂ・ｘ２－ｃ・ｘ３＋ｄ … （４）

【0050】

そして、ｙが１０以上９１未満の値をとるように定数ａ、ｂ、ｃ、ｄの値を設定し、ｙの値の整数部分を再構築の優先度とする。

【0051】

本実施形態によれば、第１の実施形態と比較して、再構築とＩＯ処理のバランスをより高精度にとることができる。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、第１の実施形態と同様である。

【0052】

＜第３の実施形態＞
図４は、本実施形態に係るＲＡＩＤ装置を示すブロック図である。
図４に示すように、本実施形態に係るＲＡＩＤ装置３においては、ホスト計算機１０にメモリ１６が設けられている。メモリ１６は過去のＩＯ負荷を記憶している。そして、エージェント１５は、メモリ１６に記憶された過去のＩＯ負荷に基づいて、現在及び未来のＩＯ負荷を予測し、これに基づいて再構築（リビルド）の優先度を決定する。

【0053】

ホスト計算機１０が行う本来機能の種類によっては、ＩＯ負荷が一定の周期で同じパターンに基づいて変化する場合がある。例えば、ホスト計算機１０がバッチ処理を行うシステムである場合は、バッチ間においてＩＯ負荷が低下する。また、例えば、ホスト計算機１０が工場用のコンピュータである場合は、工場が稼働する平日の昼間はＩＯ負荷が高く、工場が稼働しない夜間及び休日はＩＯ負荷が低い。さらに、ホスト計算機１０が鉄道用のコンピュータであれば、始発電車から最終電車までの時間帯はＩＯ負荷が高く、それ以外の時間帯はＩＯ負荷が低い。このような場合には、ＩＯ負荷の予測が可能である。本来機能の種類によっては、ＩＯ負荷はより複雑に変化するが、その場合でも何らかのパターンを見いだすことが可能である場合が多い。

【0054】

ＩＯ負荷の変動パターンが単純な場合には、ＩＯ負荷の予測は手動で行ってもよい。ＩＯ負荷の変動パターンが複雑な場合には、ＩＯ負荷の予測は予測プログラムを用いて行うことができる。ＩＯ負荷の変動パターンがより複雑な場合には、ＩＯ負荷の予測は人工知能（ＡＩ）による機械学習によって行ってもよい。

【0055】

前述の第１又は第２の実施形態においては、直前のＩＯ負荷に基づいて再構築の優先度を決めているため、ＩＯ負荷が急激に変化する場合は、再構築の優先度の決定がＩＯ負荷の変化に追従できず、再構築の優先度を効果的に決定できない場合がある。これに対して、本実施形態によれば、ＩＯ負荷が一定の変動パターンをとる場合に、再構築の優先度を効果的に決定できる。

【0056】

また、本実施形態におけるＩＯ負荷の予測値に基づいて再構築の優先度を決定する方法と、前述の第１又は第２の実施形態において説明したＩＯ負荷の測定値に基づいて再構築の優先度を決定する方法は、相互に組み合わせてもよい。

【0057】

例えば、本来機能の負荷が低いと予測されている時間帯においては、再構築の優先度は高く設定しておくが、突発的にＩＯ負荷の測定値が増加した場合には、ＩＯ負荷の測定値に基づいて再構築の優先度を低下させてもよい。また、本来機能の負荷が高いと予測されている時間帯においては、再構築の優先度は低く設定しておき、一時的にＩＯ負荷の測定値が低下しても、しばらく再構築の優先度を低く維持しておいてもよい。そして、ＩＯ負荷の測定値が一定の時間以上予測パターンから外れた場合には、本来機能にイレギュラーな事態が発生したものと判断し、ＩＯ負荷の予測値に基づく制御からＩＯ負荷の測定値に基づく制御に切り替えてもよい。

【0058】

本実施形態によれば、本来機能の種類によっては、本来機能に及ぼす影響をより確実に抑えつつ、再構築の時間を短縮できる。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、第１の実施形態と同様である。

【0059】

＜第４の実施形態＞
図５は、本実施形態に係るＲＡＩＤ装置を示すブロック図である。
図５に示すように、本実施形態に係るＲＡＩＤ装置４は、第１の実施形態に係るＲＡＩＤ装置１と比較して、ホスト計算機１０にエージェント１５が設けられておらず、ＲＡＩＤコントローラ２０にエージェント２５が設けられている点が異なっている。

【0060】

エージェント２５は、ＲＡＩＤコントローラ２０に格納され、ＲＡＩＤコントローラ２０上で実行されて、再構築（リビルド）の優先度を決定するプログラムである。第１の実施形態においてはデバイスドライバ１４が行っていたＩＯ負荷に関する統計データの取得及び保持を、本実施形態においてはＲＡＩＤコントローラ２０のデータ用ホストインターフェース２１が行う。また、第１の実施形態においてエージェント１５が行っていた一定の周期で統計データを読み出し、ＩＯ負荷を算出し、再構築の優先度を決定する作業を、本実施形態においてはエージェント２５が行う。これにより、再構築の優先度を決定する作業に関して、ホスト計算機１０に負荷をかけることがない。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、第１の実施形態と同様である。

【0061】

以上説明した実施形態によれば、ホスト計算機の本来の機能に及ぼす影響を抑えつつ、再構築の時間を短縮できるＲＡＩＤコントローラ及びＲＡＩＤ装置を実現できる。

【0062】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の実施形態は、相互に組み合わせて実施することもできる。

【0063】

本発明は、以下の態様を含む。

【0064】

（付記１）
ホスト計算機から入力されたデータを複数の記憶装置に書き込み、前記複数の記憶装置から読み出したデータを前記ホスト計算機に出力すると共に、一の前記記憶装置が故障したときに、他の前記記憶装置に前記一の記憶装置が記憶していたデータを再構築し、前記書き込み及び読み出しの負荷が高いほど、前記書き込み及び読み出しに対する前記再構築の優先度を低くするＲＡＩＤコントローラ。

【0065】

（付記２）
前記負荷が高いほど、単位時間あたりに前記再構築に割り当てる時間を短くする付記１に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【0066】

（付記３）
前記再構築の優先度の水準は２水準である付記１または２に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【0067】

（付記４）
前記負荷が第１閾値よりも高くなったときに前記優先度を低い水準とし、前記負荷が前記第１閾値以下である第２閾値未満となったときに前記優先度を高い水準とする付記３に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【0068】

（付記５）
前記第２閾値は前記第１閾値未満である付記４に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【0069】

（付記６）
前記再構築の優先度の水準は３水準以上であり、前記負荷に連動して決定される付記１または２に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【0070】

（付記７）
前記負荷は１以上の指数の関数として定義される付記１～６のいずれか１つに記載のＲＡＩＤコントローラ。

【0071】

（付記８）
前記指数は、前記書き込み及び読み出しに伴うデータ転送量、単位時間あたりの前記書き込み及び読み出しの回数、単位時間あたりの前記書き込み及び読み出しの平均応答時間、及び、同時に実行している前記書き込み及び読み出しの回数からなる群より選択された１以上の指数である付記７に記載のＲＡＩＤコントローラ。

【0072】

（付記９）
前記負荷の変動の予測値にも基づいて、前記再構築の優先度を決定する付記１～８のいずれか１つに記載のＲＡＩＤコントローラ。

【0073】

（付記１０）
付記１～９のいずれか１つに記載のＲＡＩＤコントローラと、
前記ホスト計算機と、
前記複数の記憶装置と、
を備えたＲＡＩＤ装置。

【0074】

（付記１１）
前記再構築の優先度の決定は、前記ホスト計算機に格納されたプログラムによって実行される付記１０に記載のＲＡＩＤ装置。

【0075】

（付記１２）
前記再構築の優先度の決定は、前記ＲＡＩＤコントローラに格納されたプログラムによって実行される付記１０に記載のＲＡＩＤ装置。

【符号の説明】

【0076】

１、３、４：ＲＡＩＤ装置
１０：ホスト計算機
１１：ユーザプログラム
１２：ファイルシステム
１３：管理プログラム
１４：デバイスドライバ
１５：エージェント
１６：メモリ
２０：ＲＡＩＤコントローラ
２１：データ用ホストインターフェース
２２：命令用ホストインターフェース
２３：ＲＡＩＤ処理プログラム
２４：記憶装置インターフェース
２５：エージェント
３０：記憶装置
Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂ：閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】