特許 7558857 冗長化記憶装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】冗長化記憶装置および方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 11/10 20060101AFI20240924BHJP

   G06F 3/06 20060101ALI20240924BHJP

   G11B 20/18 20060101ALI20240924BHJP

【ＦＩ】

G06F11/10 676

G06F3/06 305C

G06F3/06 540

G11B20/18 572F

G11B20/18 572B

G11B20/18 532A

G11B20/18 512C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021047491

(22)【出願日】2021-03-22

(65)【公開番号】P2022146497

(43)【公開日】2022-10-05

【審査請求日】2023-11-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井川 大介

【審査官】三坂 敏夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１４８４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０１２９８７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１０７３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－５９８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－６０８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－１４４２８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ １１／０８－１１／１０

Ｇ０６Ｆ ３／０６

Ｇ１１Ｂ ２０／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

記憶部の任意のセクタから選択して読み出した実データを行列配置したときの、行方向の第１の実データ群乃至第ｎの実データ群それぞれから生成した第１乃至第ｎの各パリティ値と、前記生成した前記第１乃至第ｎの各パリティ値から生成した第ｎ＋１パリティ値と、さらに、前記行列配置において列方向の第１の実データ群乃至第ｍの実データ群それぞれから生成した第１乃至第ｍの各パリティ値と、前記生成した前記第１乃至第ｍの各パリティ値から生成した第ｍ＋１パリティ値とを前記記憶部に記憶する記憶制御手段を有し、
前記記憶制御手段は、
前記第１乃至第ｎの各パリティ値を前記記憶部から読み出して生成した前記第ｎ＋１パリティ値と、前記記憶部から読み出した前記第ｎ＋１パリティ値とを照合する第１の照合処理と、
前記第１乃至第ｍの各パリティ値を前記記憶部から読み出して生成した前記第ｍ＋１のパリティ値と、前記記憶部から読み出した前記第ｍ＋１パリティ値とを照合する第２の照合処理と、
前記行方向における前記第１の実データ群乃至第ｎの実データ群のうちの、検査対象とする実データを含む実データ群を前記記憶部から読み出して生成したパリティ値と、前記記憶部から読み出した該実データ群のパリティ値とを照合する第３の照合処理と、
前記列方向における前記第１の実データ群乃至第ｍの実データ群のうちの、前記検査対象の前記実データを含む実データ群を前記記憶部から読み出して生成したパリティ値と、前記記憶部から読み出した該実データ群のパリティ値とを照合する第４の照合処理とを行う照合処理手段と、
前記記憶部の任意のセクタから選択して前記検査対象とした前記実データのうち前記第１乃至第４の照合処理で値が合致しない実データを信頼性が低いものとして処理する処理手段と、
を有することを特徴とする冗長化記憶装置。

【請求項2】

前記記憶制御手段は、
ホストから受信した第１実データと、前記記憶部から読み出した、前記行列配置において第１実データと同じ行になる第１実データ以外の各実データとから、前記ホストから受信した第１実データを含む行方向の実データ群のパリティ値を計算し、前記ホストから受信した第１実データと、前記記憶部から読み出した、前記行列配置において第１実データと同じ列になる第１実データ以外の各実データとから、前記ホストから受信した第１実データを含む列方向の実データ群のパリティ値を計算する計算処理と、
前記計算処理により計算した前記第１実データを含む行の実データ群のパリティ値と、前記記憶部から読み出した、前記第１実データとは行が異なる各行の前記実データ群の各パリティ値とから、前記第ｎ＋１パリティ値を計算し、前記計算処理により計算した前記第１実データを含む列の実データ群のパリティ値と、前記記憶部から読み出した、前記第１実データとは列が異なる各列の前記実データ群の各パリティ値とから、前記第ｍ＋１パリティ値を計算する計算処理と、を行う計算処理手段と、
前記ホストから受信した第１実データを前記記憶部に書き込む際、前記計算処理手段が計算した、前記第１実データの行の実データ群のパリティ値、前記第１実データの列の実データ群のパリティ値と、前記第ｎ＋１パリティ値と、前記第ｍ＋１パリティ値とを、前記記憶部に書き込む書込手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の冗長化記憶装置。

【請求項3】

前記記憶制御手段は、
前記記憶部の前記信頼性が低い前記実データを前記記憶部の信頼性が高い実データにより再生して前記記憶部に書き戻す、
ことを特徴とする請求項１に記載の冗長化記憶装置。

【請求項4】

記憶部の任意のセクタから選択して読み出した複数の実データのｋ次元配列において、一次元方向の第１の実データ群乃至第ｎの実データ群それぞれから生成した第１乃至第ｎの各パリティ値を、ｋ次元の各方向において生成して記憶部に記憶し、ｋ次元の各方向において第１の実データ群乃至第ｎの実データ群それぞれから生成した第１乃至第ｎの各パリティ値から生成した第ｎ＋１パリティ値を前記記憶部に記憶する記憶制御手段を有し、
前記記憶制御手段は、
前記第１乃至第ｎの各パリティ値を前記記憶部から読み出して生成した前記第ｎ＋１パリティ値と、前記記憶部から読み出した前記第ｎ＋１パリティ値とを照合する照合処理と、
前記ｋ次元の方向における前記第１の実データ群乃至第ｎの実データ群のうちの、検査対象とする実データを含む実データ群を前記記憶部から読み出して生成したパリティ値と、前記記憶部から読み出した該実データ群のパリティ値とを照合する照合処理と、
前記記憶部の任意のセクタから選択して前記検査対象とした前記実データのうち前記各照合処理で値が合致しない実データを信頼性が低いものとして処理する処理手段と、
を有することを特徴とする冗長化記憶装置。

【請求項5】

記憶部に記憶した実データの信頼性を検査する方法であって、
前記記憶部の任意のセクタから選択して読み出した実データを行列配置したときの、行方向の第１の実データ群乃至第ｎの実データ群それぞれから生成した第１乃至第ｎの各パリティ値と、前記生成した前記第１乃至第ｎの各パリティ値から生成した第ｎ＋１パリティ値と、さらに、前記行列配置において列方向の第１の実データ群乃至第ｍの実データ群それぞれから生成した第１乃至第ｍの各パリティ値と、前記生成した前記第１乃至第ｍの各パリティ値から生成した第ｍ＋１パリティ値とを前記記憶部に記憶し、
前記第１乃至第ｎの各パリティ値を前記記憶部から読み出して生成した前記第ｎ＋１パリティ値と、前記記憶部から読み出した前記第ｎ＋１パリティ値とを第１照合し、
前記第１乃至第ｍの各パリティ値を前記記憶部から読み出して生成した前記第ｍ＋１パリティ値と、前記記憶部から読み出した前記第ｍ＋１パリティ値とを第２照合し、
前記行方向における前記第１の実データ群乃至第ｎの実データ群のうちの、検査対象とする実データを含む実データ群を前記記憶部から読み出して生成したパリティ値と、前記記憶部から読み出した該実データ群のパリティ値とを第３照合し、
前記列方向における前記第１の実データ群乃至第ｍの実データ群のうちの、前記検査対象の前記実データを含む実データ群を前記記憶部から読み出して生成したパリティ値と、前記記憶部から読み出した該実データ群のパリティ値とを第４照合し、
前記記憶部の任意のセクタから選択して前記検査対象とした前記実データのうち前記第１乃至第４の照合で値が合致しない実データを信頼性が低いものとして処理する、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、冗長化記憶装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の記憶装置を連動させるＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）という仕組みがある。ＲＡＩＤは、複数の記憶装置にデータを分散して記憶するため、仮に一つの記憶装置が故障した場合、データの復元や故障中の記憶装置の交換が可能である。

【0003】

ＲＡＩＤで構成された複数の記憶装置において、データの誤り検出を行う技術が開示されている。例えば特許文献１において、ディスクアレイ装置において書き込み障害が発生した磁気記憶ディスク装置を特定する方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－９８４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、複数の記憶装置にデータを記憶するＲＡＩＤの仕組みにおいて任意のセクタのデータ誤りを検出することが可能な冗長化記憶装置および方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一つの実施形態の冗長化記憶装置によれば、記憶部の任意のセクタから選択して読み出した実データを行列配置したときの、行方向の第１の実データ群乃至第ｎの実データ群それぞれから生成した第１乃至第ｎの各パリティ値と、前記生成した前記第１乃至第ｎの各パリティ値から生成した第ｎ＋１パリティ値と、さらに、前記行列配置において列方向の第１の実データ群乃至第ｍの実データ群それぞれから生成した第１乃至第ｍの各パリティ値と、前記生成した前記第１乃至第ｍの各パリティ値から生成した第ｍ＋１パリティ値とを前記記憶部に記憶する記憶制御手段を有し、前記記憶制御手段は、前記第１乃至第ｎの各パリティ値を前記記憶部から読み出して生成した前記第ｎ＋１パリティ値と、前記記憶部から読み出した前記第ｎ＋１パリティ値とを照合する第１の照合処理と、前記第１乃至第ｍの各パリティ値を前記記憶部から読み出して生成した前記第ｍ＋１のパリティ値と、前記記憶部から読み出した前記第ｍ＋１パリティ値とを照合する第２の照合処理と、前記行方向における前記第１の実データ群乃至第ｎの実データ群のうちの、検査対象とする実データを含む実データ群を前記記憶部から読み出して生成したパリティ値と、前記記憶部から読み出した該実データ群のパリティ値とを照合する第３の照合処理と、前記列方向における前記第１の実データ群乃至第ｍの実データ群のうちの、前記検査対象の前記実データを含む実データ群を前記記憶部から読み出して生成したパリティ値と、前記記憶部から読み出した該実データ群のパリティ値とを照合する第４の照合処理とを行う照合処理手段と、前記記憶部の任意のセクタから選択して前記検査対象とした前記実データのうち前記第１乃至第４の照合処理で値が合致しない実データを信頼性が低いものとして処理する処理手段と、を有することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施の形態にかかる冗長化記憶装置の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、記憶装置に記憶されているデータの検査方式について説明する図である。

【図3】図３は、図２に示す実データと検査データの記憶装置への配置の一例を示す図である。

【図4】図４は、ＲＡＩＤ装置が記憶装置へ実データを書き込む際の書き込みフローの一例を示す図である。

【図5】図５は、Ｄａｔａ０の読み出しフローの一例を示す図である。

【図6】図６は、検証１の検証フローの一例を示す図である。

【図7】図７は、検証２の検証フローの一例を示す図である。

【図8】図８は、手続き１の再生フローの一例を示す図である。

【図9】図９は、手続き２の再生フローの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。

【0009】

図１は、実施の形態にかかる冗長化記憶装置の構成の一例を示す図である。図１に、冗長化記憶装置の一例としてＲＡＩＤ装置１の構成を示している。

【0010】

ＲＡＩＤ装置１は、ホスト計算機２０と通信し、ホスト計算機２０からの命令に応じて記憶装置１８へのデータの書き込みや、記憶装置１８からのデータの読み出しを行う。

【0011】

一例のＲＡＩＤ装置１は、ホスト通信部１１と、制御プロセッサ１２と、ＲＡＩＤ計算エンジン１３と、ハッシュ計算エンジン１４と、不揮発性メモリ１５と、キャッシュメモリ１６と、記憶装置インタフェース１７と、記憶装置１８とを有する。図１中の矢印はデータの受け渡しを示している。ここで、制御プロセッサ１２と、ＲＡＩＤ計算エンジン１３と、不揮発性メモリ１５と、キャッシュメモリ１６、記憶装置インタフェース１７などが、「記憶制御手段」や、「照合処理手段」、「計算手段」や、「処理手段」や、「書込手段」などに相当する。記憶装置１８などが「記憶部」に相当する。

【0012】

ホスト通信部１１は、ホスト計算機２０と所定の通信規格で通信し、ホスト計算機２０からの命令を受信し、ホスト計算機２０からの命令に基づく実行結果をホスト計算機２０へ送信する。ホスト通信部１１とホスト計算機２０との通信路は、例えばＰＣＩ ｅｘｐｒｅｓｓ、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）１２８５、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ｉＳＣＳＩ（Internet Small Computer System Interface）などを採用可能である。

【0013】

制御プロセッサ１２は、ＲＡＩＤ装置１の各部を統括的に制御し、例えばホスト通信部１１で受信した実データを記憶装置１８に記憶する。一般的に耐障害性の高いＲＡＩＤレベル（ＲＡＩＤ６）においては、制御プロセッサ１２は、実データと２つのパリティ値とを記憶装置１８に分散して記憶する。本実施の形態において、制御プロセッサ１２は、不揮発性メモリ１５から所定のプログラムを読み出して実行するなどして上記２つのパリティ値とさらに耐障害性を高めるパリティ値を追加して検査処理を行い、任意のセクタのデータ誤りを検出する。具体的な検査の仕方については後述する。

【0014】

不揮発性メモリ１５は、制御プログラム（所定のプログラムを含む）や固定データなどを記憶する。ここで所定のプログラムとは、データの記憶部への書き込みや、記憶部からのデータの読み出しや、パリティ値の計算や、データの再生処理や、書き戻しなどの各種処理を行うためのプログラムである。

【0015】

ＲＡＩＤ計算エンジン１３は、一例としてＸＯＲ（排他的論理和）エンジンである。ＲＡＩＤ計算エンジン１３は、制御プロセッサ１２からの命令により、ＸＯＲ方式でパリティ値を生成したり、データを復元したりする。ハッシュ計算エンジン１４は、ハッシュ計算を行う。

【0016】

キャッシュメモリ１６は、記憶装置インタフェース１７との間でダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）によるデータ転送を行い、記憶装置１８のシステム情報や、記憶装置１８に格納されているデータや、セクタの実データの検査で使用する計算結果等を一時的に記憶する。システム情報には、例えば記憶装置１８である複数の記憶装置１８－１～１８－８を識別する識別番号や各記憶装置１８－１～１８－８のディスク（磁気ディスク等）のセクタを管理する管理情報（管理テーブル）などが含まれる。ディスクの使用状況やセクタの故障等に応じてデータの格納先が適宜他のセクタに再分配され、都度、管理テーブルが更新されている。

【0017】

記憶装置インタフェース１７は、管理情報に基づき、各記憶装置１８－１～１８－８を制御し、各記憶装置１８－１～１８－８へのデータの書き込みや、各記憶装置１８－１～１８－８からのデータの読み出しを行う。ここでデータは、実データやパリティ値である。また、実データは、セクタ単位のデータである。

【0018】

記憶装置１８は、複数の記憶装置であり、この例では、記憶装置１８－１～１８－８が搭載されている。なお、記憶装置の数はこれら８台に限定されるものではない。

【0019】

ＲＡＩＤ装置１は、データの確からしさを保障するため記憶装置１８に記憶されているデータの誤りや、セクタの故障等の検査を行う。この検査のために、本実施の形態にかかるＲＡＩＤ装置１は、任意の実データに対して各実データの検査単位（検査対象として選択した単位）ごとに第１乃至第ｎ（ｎ≧２の整数）の実データ群のそれぞれに基づく第１乃至第ｎの各パリティ値と、同じ検査単位の実データの別の組み合わせで第１乃至第ｍ（ｍ≧２の整数）の実データ群のそれぞれに基づく第１乃至第ｍの各パリティ値とを生成して記憶装置１８に記憶する。

【0020】

例えば、記憶装置１８の任意のセクタから選択して読み出した実データを行列配置したときの、行方向の第１の実データ群乃至第ｎの実データ群それぞれから生成した第１乃至第ｎの各パリティ値と、その行列配置において列方向の第１の実データ群乃至第ｍの実データ群それぞれから生成した第１乃至第ｍの各パリティ値とを記憶装置１８に記憶する。

【0021】

また、本実施の形態にかかるＲＡＩＤ装置１は、さらに第１～第ｎまでの各パリティ値に基づいて第ｎ＋１のパリティ値を生成して記憶装置１８に記憶する。また、第１～第ｍまでの各パリティ値に基づいて第ｍ＋１のパリティ値を生成して記憶装置１８に記憶する。

【0022】

第１～第ｎ＋１、第１～第ｍ＋１のパリティ値に加え、さらに第１～第ｋ＋１のパリティ値を増やす場合には、検査単位ごとに異なる実データの組み合わせで生成する。ここでｋは実データを配列した場合における実データの並びの方向を指す次元に相当する。例えば後述する２次平面の行列配置にした場合の構成では行方向と列方向でｋ＝２の２次元となる。実データの並びの方向は、この２次平面の行列配置にした場合に限らず、２次元以上の多次元としてもよい。図２に一例を挙げてさらに詳しく説明する。

【0023】

図２は、記憶装置１８に記憶されているデータの検査方式について説明する図である。図２には、検査単位を分かり易くするために、検査単位として含めるデータを論理的な配置に並べて示している。これらのうち実データは記憶装置１８の任意のセクタから選択して読み出した実データを行列配置にした論理的な配置を示している。図２には、一例として９セクタ分の実データ（Ｄａｔａ０～Ｄａｔａ８）を検査単位とする論理構成を示している。また、パリティ値としてパリティ値（ＰａｒｉｔｙＶｘ、ＰａｒｉｔｙＶ０、ＰａｒｉｔｙＶ１、ＰａｒｉｔｙＶ２、ＰａｒｉｔｙＨｘ、ＰａｒｉｔｙＨ０、ＰａｒｉｔｙＨ３、ＰａｒｉｔｙＨ６）を示している。パリティ値は、誤り訂正符号の一例であり、本実施の形態ではＲＡＩＤ計算エンジン１３によりＸＯＲ方式で生成する。

【0024】

図２に論理構成で示すデータ（実データおよび検査データ）は、実際の記憶装置１８内の物理的な配置とは異なる。実際の記憶装置１８内では異なるディスクに分散するなどして記憶（格納）する。図２に示す論理的な配置関係は管理情報（管理テーブル等）によって管理されている。この論理構成はＲＡＩＤ６を想定した場合の一例であるため、各データは４台以上の記憶装置１８に分散し、それぞれ１セクタ単位にディスクに記憶する。

【0025】

図２に示す一例では、データが縦に並ぶ３つの列（第１の縦の列１０１、第２の縦の列１０２、第３の縦の列１０３）が、左から順に第１の実データ群、第２の実データ群、第３の実データ群に相当する。よって第１の縦の列１０１にあるＤａｔａ０、Ｄａｔａ３、およびＤａｔａ６の３つのデータに基づいて生成したパリティ値（ＰａｒｉｔｙＶ０）を、第１の縦の列１０１を検査するセクタ（検査対応セクタ）に記憶する。さらに第２の縦の列１０２にあるＤａｔａ１、Ｄａｔａ４、およびＤａｔａ７に基づいて生成したパリティ値（ＰａｒｉｔｙＶ１）を、第２の縦の列１０２を検査するための検査対応セクタに記憶する。また、残りの第３の縦の列１０３であるＤａｔａ２、Ｄａｔａ５、およびＤａｔａ８に基づいて生成したパリティ値（ＰａｒｉｔｙＶ２）を、第３の縦の列１０３を検査するための検査対応セクタに記憶する。

【0026】

そして、図２において横方向に並ぶパリティ値（ＰａｒｉｔｙＶ０、ＰａｒｉｔｙＶ１、およびＰａｒｉｔｙＶ２）に基づいて生成したパリティ値（ＰａｒｉｔｙＶｘ）を、横並びのパリティ値を検査するための検査対応セクタに記憶する。

【0027】

ここまで図２に示す９つのデータ配列に対し、１組目として縦の列に対するパリティ値の生成について説明した。パリティ値を増やすために２組目を生成する場合は、データが横方向に並ぶ３つの列（第１の横の列２０１、第２の横の列２０２、第３の横の列２０３）に対し同様の方式でパリティ値を生成する。上から順に第１の実データ群、第２の実データ群、第３の実データ群に相当する。第１の横の列２０１であるＤａｔａ０、Ｄａｔａ１、およびＤａｔａ２のデータに基づいて生成したパリティ値（ＰａｒｉｔｙＨ０）を、第１の横の列２０１を検査するための検査対応セクタに記憶する。さらに第２の横の列２０２であるＤａｔａ３、Ｄａｔａ４、およびＤａｔａ５のデータに基づいて生成したパリティ値（ＰａｒｉｔｙＨ３）を、第２の横の列２０２を検査するための検査対応セクタに記憶する。また、第３の横の列２０３であるＤａｔａ６、Ｄａｔａ７、およびＤａｔａ８のデータに基づいて生成したパリティ値（ＰａｒｉｔｙＨ６）を、第３の横の列２０３を検査するための検査対応セクタに記憶する。そして、図２において横方向のパリティ値（ＰａｒｉｔｙＨ０、ＰａｒｉｔｙＨ３、およびＰａｒｉｔｙＨ６）に基づいて生成したパリティ値（ＰａｒｉｔｙＨｘ）を、縦の並びのパリティ値を検査するための検査対応セクタに記憶する。

【0028】

なお、この例では９つのデータ（９セクタ分）を１単位としたが、１単位のデータ数を９つに限定するものではない。１単位のデータ数は整数ｎ（ｎ≧２の整数）×整数ｍ（ｍ＝ｎ、または、ｍ≠ｎ且つｍ≧２の整数）とし、数は適宜決めてよい。

【0029】

図３は、図２に示す実データとパリティ値の記憶装置１８への配置の一例を示す図である。図３には、一例として５つの記憶装置（Ｄｉｓｋ０、Ｄｉｓｋ１、Ｄｉｓｋ２、Ｄｉｓｋ３、およびＤｉｓｋ４）へ分散して記憶させた場合の配置を示している。例えばＤｉｓｋ０は記憶装置１８－１、Ｄｉｓｋ１は記憶装置１８－２、Ｄｉｓｋ２は記憶装置１８－３、Ｄｉｓｋ３は記憶装置１８－４、Ｄｉｓｋ４は記憶装置１８－５である。この例では、Ｄｉｓｋ０のセクタに対し、Ｄａｔａ０、Ｄａｔａ４、ＰａｒｉｔｙＶ１、およびＰａｒｉｔｙＶｘを記憶する。Ｄｉｓｋ１のセクタに対し、Ｄａｔａ１、ＰａｒｉｔｙＶ２、およびＤａｔａ８を記憶する。Ｄｉｓｋ２のセクタに対し、ＰａｒｉｔｙＨｘ、ＰａｒｉｔｙＨ３、Ｄａｔａ７、およびＰａｒｉｔｙＨ６を記憶する。Ｄｉｓｋ３のセクタに対し、ＰａｒｉｔｙＨ０、Ｄａｔａ６、およびＤａｔａ２を記憶する。Ｄｉｓｋ４のセクタに対し、Ｄａｔａ３、ＰａｒｉｔｙＶ０、およびＤａｔａ５を記憶する。

【0030】

なお、Ｄｉｓｋ０～Ｄｉｓｋ４へ分散して配置する方法はこれに限らない。Ｄｉｓｋ０～Ｄｉｓｋ４への配置は適宜変更してよい。また、Ｄｉｓｋ０～Ｄｉｓｋ４へ分散して配置した例を示したが、Ｄｉｓｋの数を５つに限定するものではない。Ｄｉｓｋの数は適宜変更してもよい。

【0031】

（検査処理）
（書き込みフロー）
次にＤａｔａをディスクに書き込むフローを説明する。ここではＤａｔａ０を書き込む場合を例に第１実データとしてのＤａｔａの書き込みフローについて説明するが、他のデータも同様とする。以下でもＤａｔａ０の検査単位を図２に示す論理構成を単位として説明する。なお、Ｄａｔａ０の値に影響しない他のデータ（Ｄａｔａ１～Ｄａｔａ８や、これらのパリティ値など）は、ＲＡＩＤ装置１が既にディスクに書き込みを行っているものとする。

【0032】

図４は、ＲＡＩＤ装置１が記憶装置１８へ実データを書き込む際の書き込みフローの一例を示す図である。一例として、図２に示す論理構成を参照しながら、ＤｉｓｋにＤａｔａ０を書き込むフローを説明する。なお、記憶装置１８は、記憶装置１８－１～１８－５のうちのいずれかのＤｉｓｋを適宜選択してデータを分散して書き込み、書き込みを行ったデータを管理テーブルを参照して対象のセクタから読み出しを行うものとする。

【0033】

まず、ＲＡＩＤ装置１は、Ｄａｔａ０をホスト計算機２０から受信する（Ｓ１）。続いて、ＲＡＩＤ装置１は、Ｄａｔａ０の検査単位に含まれる、Ｄａｔａ１およびＤａｔａ２（図２の論理構成でＤａｔａ０の横方向に並ぶデータ）と、Ｄａｔａ３およびＤａｔａ６（図２の論理構成でＤａｔａ０の縦方向に並ぶデータ）を記憶装置１８からそれぞれ読み出す（Ｓ２）。

【0034】

ＲＡＩＤ装置１は、Ｄａｔａ０と、読み出したＤａｔａ１およびＤａｔａ２とに基づき、ＰａｒｉｔｙＨ０を計算する（Ｓ３）。計算は、以下も同様とするが、ＲＡＩＤ計算エンジン１３がパリティ値を生成するＸＯＲの計算を行う。

【0035】

また、ＲＡＩＤ装置１は、Ｄａｔａ０と、読み出したＤａｔａ３およびＤａｔａ６とに基づき、ＰａｒｉｔｙＶ０を計算する（Ｓ４）。

【0036】

続いてＲＡＩＤ装置１は、既に記憶されているＰａｒｉｔｙＶ１とＰａｒｉｔｙＶ２を記憶装置１８から読み出す（Ｓ５）。同様に、既に記憶されているＰａｒｉｔｙＨ３とＰａｒｉｔｙＨ６を記憶装置１８から読み出す（Ｓ６）。ＲＡＩＤ装置１は、計算したＰａｒｉｔｙＨ０と読み出したＰａｒｉｔｙＨ３とＰａｒｉｔｙＨ６とに基づきＰａｒｉｔｙＨｘを計算する（Ｓ７）。また、ＲＡＩＤ装置１は、計算したＰａｒｉｔｙＶ０と読み出したＰａｒｉｔｙＶ１とＰａｒｉｔｙＶ２とに基づきＰａｒｉｔｙＶｘを計算する（Ｓ８）。

【0037】

そして、ＲＡＩＤ装置１は、Ｄａｔａ０と、計算した各値（パリティ値）とを図２に示す論理構成の配置として管理情報等で管理し、それぞれを記憶装置１８に分散して書き込む（Ｓ９）。この際、パリティ値は、検査対応セクタとして管理テーブルに設定したセクタに書き込む。

【0038】

以上のようにＲＡＩＤ装置１は、実データを書き込む際に縦の並びと横の並びにおいてそれぞれＰａｒｉｔｙＶ０とＰａｒｉｔｙＨ０を生成し、さらに縦の並びと横の並びの各パリティ値を検査するＰａｒｉｔｙＶｘとＰａｒｉｔｙＨｘを生成し、それらもＤｉｓｋへのＤａｔａ０の書き込みと共に指定先のセクタへ記憶する。

【0039】

（読み出しフロー）
次にＤａｔａをディスクから読み出すときのフローを説明する。ここでもＤａｔａ０を読み出す場合を例に説明する。

【0040】

図５は、Ｄａｔａ０の読み出しフローの一例を示す図である。ＲＡＩＤ装置１は、例えばホスト計算機２０からＤａｔａ０の読み出しが指示されると、Ｄａｔａ０の検査単位に含まれるすべてのデータ（実データおよびパリティ値）を記憶装置１８から読み出す（Ｓ１１）。つまり、図２に示す実データ（Ｄａｔａ０～Ｄａｔａ８）とパリティ値（ＰａｒｉｔｙＶ０、ＰａｒｉｔｙＶ１、ＰａｒｉｔｙＶ２、ＰａｒｉｔｙＨ０、ＰａｒｉｔｙＨ３、ＰａｒｉｔｙＨ６、ＰａｒｉｔｙＶｘ、およびＰａｒｉｔｙＨｘ）を読み出す。なお、読み出しの際に記憶装置１８からＩ／Ｏエラーがあった場合は、セクタが故障している可能性があるため、そのセクタを管理テーブルに記憶する。

【0041】

続いてＲＡＩＤ装置１は、パリティ値による検証を行いＤａｔａ０の信頼性（確からしさ）を調べる（Ｓ１２）。検証は、検査単位に含まれる各種パリティ値を使用して後述する検証１と検証２とを行う。

【0042】

検証１と検証２により、ＲＡＩＤ装置１は、Ｄａｔａ０の信頼性が落ちていないと判定した場合、Ｄａｔａ０をホスト計算機２０に返す（Ｓ１３）。一方、Ｄａｔａ０の信頼性またはパリティ値の信頼性が落ちていると判定した場合、信頼性が落ちているものとしての処理の一例として、所定の再生手続きでＤａｔａ０またはパリティ値を再生する（Ｓ１４）。ここで再生とは、データを信頼性の高いデータから再度生成し直すことを意味する。

【0043】

（検証手続き）
検証１および検証２では、データの信頼性を割り振って、信頼性が低いデータを検出する。まず検証１について説明する。

【0044】

図６は、検証１の検証フローの一例を示す図である。ＲＡＩＤ装置１は、記憶装置１８からデータを読みした際に受けたＩ／Ｏエラーの報告を確認し（Ｓ２１）、その報告に基づき各データの信頼性を割り振る（Ｓ２２）。

【0045】

例えば、ＰａｒｉｔｙＶ０、ＰａｒｉｔｙＶ１、ＰａｒｉｔｙＶ２、およびＰａｒｉｔｙＶｘのいずれかに対して記憶装置１８のＩ／Ｏエラーの報告があった場合、ＰａｒｉｔｙＶ０は信頼性が落ちるため、信頼性が低いものに割り振る。また、ＰａｒｉｔｙＨ０、ＰａｒｉｔｙＨ３、ＰａｒｉｔｙＨ６、およびＰａｒｉｔｙＨｘのいずれかに対して記憶装置１８のＩ／Ｏエラーの報告があった場合、ＰａｒｉｔｙＨ０は信頼性が落ちるため、信頼性が低いものに割り振る。また、Ｄａｔａ０、Ｄａｔａ３、Ｄａｔａ６、ＰａｒｉｔｙＶ０の読み出しにおいてＩ／Ｏエラーの報告があった場合、ＰａｒｉｔｙＶ０とＤａｔａ０は信頼性が落ちるため、信頼性が低いものに割り振る。また、Ｄａｔａ０、Ｄａｔａ１、Ｄａｔａ２、ＰａｒｉｔｙＨ０の読みだしにおいてＩ／Ｏエラーの報告があった場合、ＰａｒｉｔｙＨ０とＤａｔａ０は信頼性が落ちるため、信頼性が低いものに割り振る。

【0046】

続いて検証２について説明する。ＲＡＩＤ装置１は、検証２では、記憶装置１８に記憶したパリティ値を使ってデータの信頼性を調べる。一例としてＤａｔａ０の信頼性を調べる検証２の検証フローを示す。なお、この例ではＤａｔａ０（図２参照）が「検証対象データ」に相当し、Ｄａｔａ０を含む第１の縦の列１０１（図２参照）が「第ｋ（ｋ＝１，２，３）の複数の実データ」に相当する。この例でｋ＝１である。また、Ｄａｔａ０を含む第１の横の列２０１（図２参照）が「第ｊ（ｊ＝１，２，３）の複数の実データ」に相当する。この例でｊ＝１である。

【0047】

図７は、検証２の検証フローの一例を示す図である。ＲＡＩＤ装置１は、まず、ＰａｒｉｔｙＨ０、ＰａｒｉｔｙＨ３、およびＰａｒｉｔｙＨ６からＰａｒｉｔｙＨｘを計算し（Ｓ３１）、そのＰａｒｉｔｙＨｘと、記憶装置１８から読み出したＰａｒｉｔｙＨｘとの合致を判定する（Ｓ３２）。

【0048】

ＲＡＩＤ装置１は、合致しないと判定した場合（Ｓ３２：Ｎｏ）、ＰａｒｉｔｙＨ０は信頼性が落ちるため信頼性が低いものに割り振る（Ｓ３３）。

【0049】

また、ＲＡＩＤ装置１は、ＰａｒｉｔｙＶ０、ＰａｒｉｔｙＶ１、およびＰａｒｉｔｙＶ２からＰａｒｉｔｙＶｘを計算し（Ｓ３４）、その計算したＰａｒｉｔｙＶｘと、記憶装置１８から読み出したＰａｒｉｔｙＶｘとの合致を判定する（Ｓ３５）。

【0050】

ＲＡＩＤ装置１は、合致しないと判定した場合（Ｓ３５：Ｎｏ）、ＰａｒｉｔｙＶ０は信頼関が落ちるため信頼性が低いものに割り振る（Ｓ３６）。

【0051】

一方、ＲＡＩＤ装置１は、ＰａｒｉｔｙＨｘが合致すると判定した場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、ＰａｒｉｔｙＨ０の信頼性は落ちていないことになる。そこで、ＲＡＩＤ装置１は、Ｄａｔａ０、Ｄａｔａ１、Ｄａｔａ２からＰａｒｉｔｙＨ０を計算し（Ｓ３７）、計算結果が、記憶装置１８から読み出したＰａｒｉｔｙＨ０の値と合致するかを判定する（Ｓ３８）。

【0052】

ＲＡＩＤ装置１は、合致しないと判定した場合（Ｓ３８：Ｎｏ）、Ｄａｔａ０は信頼性が落ちるため信頼性が低いものに割り振る（Ｓ３９）。

【0053】

また、ＲＡＩＤ装置１は、ＰａｒｉｔｙＶｘが合致すると判定した場合（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、ＰａｒｉｔｙＶ０の信頼性は落ちていないことになる。そこで、ＲＡＩＤ装置１は、Ｄａｔａ０、Ｄａｔａ３、Ｄａｔａ６からＰａｒｉｔｙＶ０を計算し（Ｓ４０）、計算結果が、記憶装置１８から読み出したＰａｒｉｔｙＶ０の値と合致するかを判定する（Ｓ４１）。

【0054】

ＲＡＩＤ装置１は、合致しないと判定した場合（Ｓ４１：Ｎｏ）、Ｄａｔａ０は信頼性が落ちるため信頼性が低いものに割り振る（Ｓ４２）。

【0055】

一方、ＲＡＩＤ装置１は、ＰａｒｉｔｙＶ０が合致すると判定した場合（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、Ｄａｔａ０は信頼性が高いものに割り振る（Ｓ４３）。

【0056】

ＲＡＩＤ装置１は、以上のような検証１および検証２により、信頼性がどれも落ちていない場合に、読み出したＤａｔａ０をホスト計算機２０に返す。これに対し、信頼性が落ちている場合には次の再生手続きに入る。

【0057】

（再生手続き）
続いてＲＡＩＤ装置１の再生手続きについて説明する。ここでは一例として手続き１と手続き２の二つの再生手続きについて説明する。手続き１は、Ｄａｔａ０の信頼性がない場合に行うＤａｔａ０の再生手続きである。ＲＡＩＤ装置１は、次の手続き１でＤａｔａ０を再生して記憶装置１８に書き戻す処理を行う。

【0058】

図８は、手続き１の再生フローの一例を示す図である。ＲＡＩＤ装置１は、まず、ＰａｒｉｔｙＶ０の信頼性がある場合は、Ｄａｔａ３、Ｄａｔａ６、およびＰａｒｉｔｙＶ０から、Ｄａｔａ０を再計算する（Ｓ５１）。また、ＲＡＩＤ装置１は、ＰａｒｉｔｙＨ０の信頼性がある場合は、Ｄａｔａ１、Ｄａｔａ２、およびＰａｒｉｔｙＨ０から、Ｄａｔａ０を再計算する（Ｓ５２）。また、ＲＡＩＤ装置１は、再計算されたＤａｔａ０が合致するかを判定し（Ｓ５３）、合致すれば（Ｓ５３：Ｙｅｓ）、Ｄａｔａ０を記憶装置に書き戻すと共に、「保留付き」でＤａｔａ０をホストに返す（Ｓ５４）。Ｄａｔａ０が合致しない場合は（Ｓ５３：Ｎｏ）、「データが壊れている」としてホストに通知する（Ｓ５５）。

【0059】

続いて手続き２について説明する。手続き２は、Ｄａｔａ０の信頼性は落ちていない場合において、パリティ値の信頼性が落ちている場合に行うパリティ値の再生手続きである。ＲＡＩＤ装置１は、次の手続き２でパリティ値を再生して記憶装置１８に書き戻す処理を行う。

【0060】

図９は、手続き２の再生フローの一例を示す図である。ＲＡＩＤ装置１は、まず、ＰａｒｉｔｙＶ０を再計算する（Ｓ６１）。また、ＲＡＩＤ装置１は、ＰａｒｉｔｙＶｘを、記憶装置１８のＰａｒｉｔｙＶ１、ＰａｒｉｔｙＶ２、および再計算したＰａｒｉｔｙＶ０から計算する（Ｓ６２）。続いてＲＡＩＤ装置１は、計算結果のＰａｒｉｔｙＶ０と記憶装置１８から読み出したＰａｒｉｔｙＶ０とが合致するかを判定し（Ｓ６３）、合致しない場合（Ｓ６３：Ｎｏ）、計算結果のＰａｒｉｔｙＶ０を記憶装置１８に書き戻す（Ｓ６４）。

【0061】

また、ＲＡＩＤ装置１は、ＰａｒｉｔｙＨ０を再計算する（Ｓ６５）。ＲＡＩＤ装置１は、ＰａｒｉｔｙＨｘを、記憶装置１８のＰａｒｉｔｙＨ３、ＰａｒｉｔｙＨ６、および再計算したＰａｒｉｔｙＨ０から計算する（Ｓ６６）。ＲＡＩＤ装置１は、計算結果のＰａｒｉｔｙＨ０と記憶装置１８から読み出したＰａｒｉｔｙＨ０とが合致するかを判定し（Ｓ６７）、合致しない場合（Ｓ６７：Ｎｏ）、計算結果のＰａｒｉｔｙＨ０を記憶装置１８に書き戻す（Ｓ６８）。

【0062】

なお、ここでは一例として検査単位を図２に示すように２次元（ｘ方向－ｙ方向）で考えた例を示したが、検査単位を２次元の配列に限定するものではない。３次元や、４次元など、ｋ次元（ｋ＝２，３，４・・・）配列としてもよい。つまり、ＲＡＩＤ装置１は、第１のパリティ値～第ｉのパリティ値を複数組（ｎ組）生成し、各組ごとに第１のパリティ値～第ｉのパリティ値から第ｉ＋１のパリティ値を生成する。各組は、検査単位内の異なる実データの組み合わせ且つｉを２以上の任意の整数とする条件で生成する。なお、各組のｉの値は一致しなくてもよい。そして、ＲＡＩＤ装置１は、それぞれのパリティ値を、複数の記憶手段に書き込む。例えば３次元であれば、検査単位の論理的な構成は、図２のｘ－ｙ平面に対して直交するｚ方向にも設定する。つまり図２に示す２次元の論理構成をｚ方向にも複数（任意に設定した数）設け、ｚ方向の複数の２次元の論理構成を含む検査単位とする。３次元の場合、Ｄａｔａ０のパリティ値は、ｘ方向およびｙ方向と同様にｚ方向に設ける。実データの検査は、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向において、上述したｘ方向の検査と同様にそれぞれの方向のパリティ値を使用して行う。

【0063】

また、上述した検査方法はＲＡＩＤｐ＋α（例えばＲＡＩＤ６＋１、ＲＡＩＤ６＋２）や、ＲＡＩＤ６（対角線パリティ）や、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を用いる検査方法など、適宜組み合わせて使用してもよい。このようにすることにより、よりデータの信頼性を高めることが可能になる。

【0064】

以上のように、一つの実データの書き込みおよび読み出しの際に、その実データの検査単位のデータの一部またはすべてを記憶装置から読み出し、実データおよびパリティ値の検査を行う。このため、任意のセクタのデータ誤りを精度よく検出することが可能になる。また、データが正しく書けていないときに記憶装置からエラーが報告されない場合があるが、このような場合でも異常を検出することが可能である。

【0065】

実施の形態において、冗長化記憶装置のいくつかの構成を示したが、これらの実施の形態は、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。これら新規な実施の形態は、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。これら実施の形態やその変形は、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とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0066】

１ ＲＡＩＤ装置
１１ ホスト通信部
１２ 制御プロセッサ
１３ ＲＡＩＤ計算エンジン
１４ ハッシュ計算エンジン
１５ 不揮発性メモリ
１６ キャッシュメモリ
１７ 記憶装置インタフェース
１８ 記憶装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】