特許 7640510 ストレージ装置

(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】2025-02-25

(45)【発行日】2025-03-05

(54)【発明の名称】ストレージ装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/06 20060101AFI20250226BHJP

【ＦＩ】

G06F3/06 301S

G06F3/06 301Y

G06F3/06 301Z

G06F3/06 302J

G06F3/06 304Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022168328

(22)【出願日】2022-10-20

(65)【公開番号】P2024060809

(43)【公開日】2024-05-07

【審査請求日】2024-02-29

(73)【特許権者】

【識別番号】524132520

【氏名又は名称】日立ヴァンタラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001678

【氏名又は名称】藤央弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】別納 健市

(72)【発明者】

【氏名】下薗 紀夫

(72)【発明者】

【氏名】吉原 朋宏

【審査官】田名網 忠雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－１４６５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３３５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１３８８１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０１６００３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２２－１２３６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１３５５３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０６ － ３／０８

Ｇ０６Ｆ １２／００

Ｇ０６Ｆ １３／１０ － １３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数論理階層において、記憶ドライブに格納されているデータを管理するストレージ装置であって、
ホストと通信を行うホストインタフェースと、
プロセッサと、を含み、
前記複数論理階層は、追記階層を含み、
前記プロセッサは、
前記追記階層において、前記ホストインタフェースを介して受信したユーザデータを、データ書き込み可能な空き領域に書き込み、
前記追記階層内の第１論理領域のガベージコレクション動作モードを、第１動作モード及び第２動作モードを含む複数の動作モードから選択し、
前記第１動作モードのガベージコレクションの実行条件は、前記追記階層の空き領域の容量が閾値未満であること、前記第１論理領域の更新済み無効データであるガベージの量が閾値以上であること、及び前記ガベージコレクションに割り当てる前記プロセッサの処理リソース量が閾値未満であることを含み、
前記第２動作モードのガベージコレクションの実行条件は、前記第１論理領域のガベージの量が閾値以上であること、及び前記ガベージコレクションに割り当てる前記プロセッサの処理リソース量が閾値未満であることを含み、
前記ガベージコレクションは、前記第１論理領域から更新前の有効データを選択して、前記追記階層内の他の論理領域にコピーして前記第１論理領域を解放する、ストレージ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のストレージ装置であって、
前記プロセッサは、前記第１論理領域を提供する記憶ドライブの仕様に基づき判定される耐久性に応じて、前記ガベージコレクション動作モードを選択する、ストレージ装置。

【請求項3】

請求項２に記載のストレージ装置であって、
前記プロセッサは、前記第１論理領域を提供する前記記憶ドライブの耐久性を、前記記憶ドライブに対して書き込み可能な総データ量に基づいて判定する、ストレージ装置。

【請求項4】

請求項１に記載のストレージ装置であって、
前記プロセッサは、前記ガベージコレクションに割り当てる前記プロセッサの前記処理リソース量の前記閾値を、前記追記階層の空き領域の容量に基づいて調整する、ストレージ装置。

【請求項5】

請求項１に記載のストレージ装置であって、
前記プロセッサは、外部装置からの指定に応じて、前記ガベージコレクション動作モードを選択する、ストレージ装置。

【請求項6】

請求項５に記載のストレージ装置であって、
前記プロセッサは、前記複数論理階層に含まれる前記追記階層毎に、前記外部装置から前記指定を受け付ける、ストレージ装置。

【請求項7】

請求項５に記載のストレージ装置であって、
前記プロセッサは、前記記憶ドライブのＲＡＩＤグループ毎に、前記外部装置から前記指定を受け付ける、ストレージ装置。

【請求項8】

請求項１に記載のストレージ装置であって、
前記複数の動作モードは第３動作モードを含み、前記第３動作モードのガベージコレクションの実行条件は、前記第１論理領域のガベージの量が閾値以上であることを含み、
前記プロセッサは、前記第３動作モードにおいて、前記第１論理領域を提供する記憶ドライブの残寿命に基づいて、前記第１論理領域の前記ガベージの量の閾値を決定する、ストレージ装置。

【請求項9】

請求項８に記載のストレージ装置であって、
前記残寿命は、前記記憶ドライブに対する書き込み済のデータ量と書き込み可能な総データ量とに基づき決定される、ストレージ装置。

【請求項10】

ストレージ装置においてガベージコレクションを制御する方法であって、
前記ストレージ装置は、複数論理階層において、記憶ドライブに格納されているデータを管理し、
前記複数論理階層は、追記階層を含み、
前記方法は、
前記ストレージ装置が、前記追記階層において、受信したユーザデータを、データ書き込み可能な空き領域に書き込み、
前記ストレージ装置が、前記追記階層内の第１論理領域のガベージコレクション動作モードを、第１動作モード及び第２動作モードを含む複数の動作モードから選択し、
前記第１動作モードのガベージコレクションの実行条件は、前記追記階層の空き領域の容量が閾値未満であること、前記第１論理領域の更新済み無効データであるガベージの量が閾値以上であること、及び前記ガベージコレクションに割り当てるプロセッサの処理リソース量が閾値未満であることを含み、
前記第２動作モードのガベージコレクションの実行条件は、前記第１論理領域のガベージの量が閾値以上であること、及び前記ガベージコレクションに割り当てる前記プロセッサの処理リソース量が閾値未満であることを含み、
前記ガベージコレクションは、前記第１論理領域から更新前の有効データを選択して、前記追記階層内の他の論理領域にコピーして前記第１論理領域を解放する、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ストレージ装置におけるガベージコレクション処理に関する。

【背景技術】

【0002】

ストレージシステムの記憶媒体に掛かるコストを低減する手段として、データ圧縮技術や重複排除技術などのデータ削減技術が普及している。これらのデータ削減技術を適用する場合、ホストからストレージシステムに対して書き込まれるデータサイズと、実際に記憶媒体に書き込まれるデータサイズの間に差が生じる。そのため、記憶媒体の記憶領域を効果的に利用するために、データ削減適用後のデータを空き領域に前詰めで書き込んでいく追記型データ格納方式（例えば、Ｌｏｇ－Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）が用いられている。

【0003】

追記型データ格納方式では、データが更新されると、更新前データ（有効データ）に対してアクセスしなくなる。このような状態のデータをガベージ（無効データ）と呼ぶ。ホストがデータ更新を繰り返し、ストレージシステムがデータの追記を続けることで、ガベージの量が増加し、空き領域が減少していく。空き領域は、更新前の有効データ及び更新済みの無効データであるガベージのいずれも格納していない領域である。

【0004】

それゆえ、追記型データ格納方式を用いる場合、生成されたガベージを削除するため、所定の記憶領域に含まれるガベージの割合を無効率として算出し、無効率が予め設定された無効率閾値を超えた場合に、ガベージコレクションを行う方式を採用している。ここで、ガベージコレクションは、有効データを別の空き領域にコピーした後、当該所定の記憶領域を解放して再利用可能にする処理である。例えば、その一例として、国際公開第２０１８／０２０５９３号がある。

【0005】

また、ＳＳＤの使用容量とガベージ量の合計が一定値以上となった場合や、空き容量が一定値以下となった場合にガベージコレクションを行う方式を採用する場合がある。例えば、その一例として、特開２０２０－０３５３００号公報がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１８／０２０５９３号

【文献】特開２０２０－０３５３００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ガベージコレクション処理は、記憶媒体（以下、ドライブ）に記録された有効データを別の空き領域にコピーする処理を伴う。このコピー処理は、ドライブに対するデータの書込みを発生させ、ドライブ寿命を消耗する。例えば、フラッシュメモリ素子には書き換え寿命が存在する。同一の素子に対して書き換えを行うほど劣化が進む。書き換え回数の上限を超えると、読み書き不可となる確率が上昇する。

【0008】

一方、ガベージコレクション処理を実行する上では、ストレージシステムのリソース（例えばＣＰＵ帯域やドライブ帯域）を使用する必要があるため、ストレージシステムのリソースを消費する別の処理（例えば外部装置とのＩ／Ｏ処理）の性能を低下させる。よって、高いＩ／Ｏ性能を要求されるストレージシステムでは、ガベージコレクション処理がＩ／Ｏ性能に与える影響を低減する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、複数論理階層において、記憶ドライブに格納されているデータを管理するストレージ装置であって、ホストと通信を行うホストインタフェースと、プロセッサと、を含み、前記複数論理階層は、追記階層を含み、前記プロセッサは、前記追記階層において、前記ホストインタフェースを介して受信したユーザデータを、データ書き込み可能な空き領域に書き込み、前記追記階層内の第１論理領域のガベージコレクション動作モードを、第１動作モード及び第２動作モードを含む複数の動作モードから選択し、前記第１動作モードのガベージコレクションの実行条件は、前記追記階層の空き領域の容量が閾値未満であること、及び前記第１論理領域の更新済み無効データであるガベージの量が閾値以上であることを含み、前記第２動作モードのガベージコレクションの実行条件は、前記追記階層の空き領域の容量の条件を除外し、前記第１論理領域のガベージの量が閾値以上であることを含み、前記ガベージコレクションは、前記第１論理領域から更新前の有効データを選択して、前記追記階層内の他の論理領域にコピーして前記第１論理領域を解放する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様により、ストレージ装置において、ドライブ寿命の消耗を抑制しつつ、Ｉ／Ｏ性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施例におけるストレージシステムのハードウェア構成を示す図

【図2】一実施例におけるドライブ種別に応じたガベージコレクション実行の概要を示す図

【図3】一実施例における論理構成を示す図

【図4】一実施例におけるメタデータ管理テーブルを示す図

【図5】一実施例におけるページ管理テーブルを示す図

【図6】一実施例におけるＲＡＩＤ構成管理テーブルを示す図

【図7】一実施例におけるプール管理テーブルを示す図

【図8】一実施例におけるライト処理を示す図

【図9】一実施例におけるガベージコレクション処理を示す図

【図10】一実施例におけるガベージコレクション実施判定処理を示す図

【図11】一実施例における動作モード選択画面を示す図

【図12】一実施例におけるドライブ状態判定処理を示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。添付図面では、機能的に同じ要素を同じ番号で表示する場合がある。添付図面は、本発明の原理に則った具体的な実施形態と実施例とを示している。それらの実施形態及び実施例は、本発明の理解のためのものであり、本発明を限定的に解釈するために用いてはならない。

【0013】

また、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、参照符号のうちの共通符号を使用し、同種の要素を区別する場合は、参照符号（又は要素のＩＤ（例えば識別番号））を使用することがある。例えば、複数のページを区別しない場合には、「ページ７０」と記載し、各ページを区別する場合には、「ページ７０Ａ」、「ページ７０Ｂ」のように記載することがある。他の要素も同様である。

【実施例1】

【0014】

実施例１では、ストレージ装置は追記型データ格納方式を採用する。図１は、実施例１におけるストレージシステム１００の概略を示す図である。ストレージシステム１００は、ストレージ装置１１と、ストレージ装置１１に接続されたホスト計算機４０と、ストレージ装置１１に接続された管理計算機４２を含む。

【0015】

第一の通信ネットワーク４１（例えばＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ））を介して、ストレージ装置１１が、１以上のホスト計算機４０からＩ／Ｏコマンドを受け付ける。第二の通信ネットワーク４３（例えばＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ））を介して、管理計算機４２とストレージ装置１１が互いに通信できる。

【0016】

ホスト計算機４０と管理計算機４２は、物理的な計算機でもよいし、物理的な計算機上で実行される仮想的な計算機でもよい。ストレージ装置１１は、１以上のストレージコントローラ２２と、１以上のストレージコントローラ２２に接続された複数の記憶ドライブ２９（単にドライブとも呼ぶ）とを有する。図１の構成例において、ストレージ装置１１は、二つのストレージコントローラ２２を含む。

【0017】

各ストレージコントローラ２２は、ホスト計算機４０との通信を行うホストインタフェース（Ｉ／Ｆ）２３、装置全体の制御を行うＣＰＵ２４、ＣＰＵ２４で使用されるプログラム及び情報を格納するメモリ２５、及び、物理的なドライブ２９との通信を行うドライブＩ／Ｆ２６を備える。これら構成要素の数は任意である。図１に示す構成例において、複数のドライブ２９はドライブ筐体に収容されている。ドライブ２９は、例えば不揮発性のデータ記憶媒体を有する装置であり、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）でもＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）でもよい。

【0018】

図２は、本明細書の実施例における処理の概要を示す図である。複数のドライブが一つのＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋｓ）グループを構成している。図２の構成例において、ドライブ２９Ａ～２９ＤがＲＡＩＤグループ８０Ａを構成、ドライブ２９Ｅ～２９ＨがＲＡＩＤグループ８０Ｂを構成している。

【0019】

図２の構成例において、ドライブ２９Ａ～２９Ｄは、相対的に低耐久なドライブ（図中では例としてＱＬＣ ＳＳＤ）であり、ドライブ２９Ｅ～２９Ｈは、相対的に高耐久なドライブ（図中では例としてＴＬＣ ＳＳＤ）である。ここでの耐久は書き込み寿命を意味し、より高耐久であることは、より多数回の書き込みが可能であることを意味する。

【0020】

プール６０は、データを格納するための論理的な記憶領域である。プール６０の記憶領域は、論理的な記憶領域であるページ７０単位で割り当てられる。ページ７０は論理領域であって、一つのＲＡＩＤグループ８０の記憶領域に一意に割り当てられている。以下の説明においてページサイズは一定であるが、一定でなくてもよい。

【0021】

図２の例において、ページ７０Ａ～７０Ｄを含むページがプール６０Ａに割り当てられ、ページ７０Ｅ～７０Ｈを含むページがプール６０Ａに割り当てられている。また、各ページの有効データは対角線パターンで表され、無効データ（ガベージ）はドットパターンで表され、空き領域は白で表されている。例えば、ページ７０Ｇには、有効データとガベージが格納されている。また、ページ７０Ｇには、有効データとガベージのいずれも格納されていない領域（空き領域）が含まれている。

【0022】

図２を参照し、プール６０Ａおよびプール６０Ｂに含まれるガベージを回収する処理の流れを説明する。ＣＰＵ２４は、プール６０Ａおよびプール６０Ｂの記憶領域が割り当てられるドライブ（ドライブ２９がＲＡＩＤグループ８０を構成する場合、プール６０に対応するＲＡＩＤグループ８０を構成するドライブ２９）の種別を参照し、当該ドライブ２９の耐久性を判定する。この判定結果に基づき、後述するガベージコレクション処理の制御を行う。

【0023】

ここで、ドライブの種別毎の耐久性を判定する方法としては、例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリからなるＳＳＤの場合、セルあたりのビット数から種別を判定することができる。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリは、セルあたりに記憶可能なビット数が多いほど大容量となるが耐久性が低い傾向がある。低耐久なドライブ種別の例として、例えばＱＬＣ ＳＳＤやＰＬＣ ＳＳＤなどが挙げられる。高耐久なドライブ種別の例として、ＭＬＣ ＳＳＤやＴＬＣ ＳＳＤなどが挙げられる。

【0024】

ドライブの耐久性を判定する別の方法の例として、メーカが公表する耐久性指標を用いることもできる。例えば、ドライブ保証期間中において１日あたり書き込み可能なデータ量を表す指標であるＤＷＰＤ（Ｄｒｉｖｅ Ｗｒｉｔｅｓ Ｐｅｒ Ｄａｙ）を用いることもできる。ＣＰＵ２４は、各ドライブ２９から、ＤＷＰＤを取得することができる。

【0025】

上記二つの方法のように、ドライブの仕様（属性）に基づいて、ドライブの耐久性を判定することができる。ドライブ仕様が既定の低耐久条件に合致する場合に低耐久と判定される。ドライブ仕様が既定の高耐久条件に合致する場合に高耐久と判定される。低耐久条件から外れるドライブが、高耐久と判定されてもよい。ＣＰＵ２４は、ドライブの仕様に基づきドライブの種別を判定してもよい。ドライブ種別に対して予め耐久性（高耐久性または低耐久性）が関連付けられている。

【0026】

ＣＰＵ２４は、当該プール６０に対応するドライブ２９の耐久性が低いと判定した場合、ガベージをなるべく溜めてからガベージコレクションを行うことで、有効データのページ７０間コピーの発生頻度を低減させ、ドライブ２９の寿命の消耗を抑える動作をする。

【0027】

具体的には、図２において、ＣＰＵ２４は、プール６０Ａを構成するドライブ２９Ａ～２９Ｄの種別（ＱＬＣ ＳＳＤ）に基づき、当該ドライブ２９Ａ～２９Ｄの耐久性が低いと判定すると、プール６０Ａの空き容量が所定の閾値を下回るまではガベージコレクションを実施しない（停止する）。空き容量が所定の閾値を下回ってから、プール６０Ａ内のページ７０のうち、ガベージを所定量以上含んでいるページ７０Ｂに対してガベージコレクションを行う。

【0028】

一方、ＣＰＵ２４は、プール６０を構成するドライブ２９の耐久性が高いと判定した場合、ガベージを溜めずに積極的にガベージコレクションを行い、あらかじめプール６０内の空き容量を積極的に確保しておくことで、ホスト計算機からのＩ／Ｏに対する処理性能を高める動作をする。

【0029】

具体的には、図２において、ＣＰＵ２４は、プール６０Ｂを構成するドライブ２９Ｅ～２９Ｈの種別（ＴＬＣ ＳＳＤ）に基づき、当該ドライブ２９Ｅ～２９Ｈの耐久性が高いと判定すると、プール６０Ｂの空き容量に関わらず、プール６０Ｂ内のページ７０のうちガベージを所定量以上含んでいるページ７０Ｅに対してガベージコレクションを行う。

【0030】

ガベージコレクションの実行基準のプール空き容量の閾値は、例えば、空き容量そのもの値でもよく、プール容量に対する空き容量の割合で示されてもよい。ガベージコレクションの実行基準のガベージ量の所定量（閾値）も、ガベージ量そのもの値でもよく、ページ容量に対するガベージ量の割合で示されてもよい。

【0031】

＜論理構成＞
図３は、本実施例におけるストレージ論理構成を説明する図である。ＬＵＮ５０は、ホスト計算機４０から認識される論理的なドライブであり、ホストＩ／ＯはＬＵＮ５０上の論理的なアドレス空間に対して実行される。

【0032】

プール６０は、１以上のＬＵＮ５０及び１以上のＲＡＩＤグループ８０に紐づけられる論理的な記憶領域（単に論理領域とも呼ぶ）である。本実施例において、ＬＵＮ５０に格納されているユーザデータは、圧縮及び／又は重複排除されて、プール６０に格納される。例えば、ＬＵＮ５０内のデータＡ、データＢ及び、データＣそれぞれが圧縮されて、データａ、データｂ、及びデータｃが生成され、プール６０に格納される。データａはページ７０Ａに格納され、データｂ及びデータｃはページ７０Ｂに格納されている。なお、圧縮／重複排除処理のようなデータ削減処理が、省略されていてもよい。

【0033】

プール６０は、ページ７０により管理される。ページ７０は、プール６０を管理する単位領域であり、ＲＡＩＤグループ８０内の論理記憶領域に関連付けられる。各ページ７０において圧縮後データは前詰めに配置される。これにより、効率的にデータを格納できる。

【0034】

ホスト計算機４０による更新ライト及び新規ライトの双方において、受信されたユーザデータは、ページ７０内の空き領域の先頭に格納される。ホスト計算機４０によって既存ユーザデータが更新されると、新規ユーザデータがページ７０内の空き領域の先頭に格納され、元々格納されていた旧ユーザデータはガベージとなる。

【0035】

ページ７０は、データを格納するための論理的な記憶領域である。ページ７０は、複数ドライブ２９から構成されるＲＡＩＤグループ８０内の論理的な記憶領域に紐づけられる。図３の構成例において、プール６０内のページ７０Ａは、ＲＡＩＤグループ８０Ａに割り当てられ、ページ７０Ｂは、ＲＡＩＤグループ８０Ｂに割り当てられている。

【0036】

ＲＡＩＤグループ８０は、複数のドライブ２９によって構成される。複数のドライブ２９を組み合わせて論理的な記憶媒体を構成することで、ＲＡＩＤグループ８０内のドライブが故障した場合に冗長性を担保する。ＲＡＩＤグループ８０の論理記憶領域は、ドライブ２９の物理記憶領域に紐づけられる。

【0037】

図３に示すように、ストレージ論理構成は階層構造を有し、ストレージ装置１１は、データを複数の論理階層において管理する。図３は、ＬＵＮ５０の階層、ＲＡＩＤグループ８０の階層及びそれらの間のプール６０の階層を示す。プール６０の階層は、ホストインタフェース２３を介して受信したユーザデータを、空き領域に書き込む追記階層である。図３は、一つのＬＵＮ５０及び一つのプール６０を示すが、複数のＬＵＮ及び複数のプールがストレージ装置１１において定義され得る。階層における記憶領域は、隣接する上及び／又は下の階層の記憶領域を関連付けられている。図３は三つの論理階層を示すが、他の階層が定義されていてもよい。

【0038】

＜メタデータ管理テーブル＞
図４は、本実施例におけるメタデータ管理テーブル２０２を説明する図である。ＣＰＵ２４は、メタデータ管理テーブル２０２を形成する。メタデータ管理テーブル２０２は、ＣＰＵ２４により管理され、例えば、ドライブ２９に格納され、メモリ２５にロードされる。メタデータ管理テーブル２０２は、たとえばＬＤＥＶ５０単位に管理される。メタデータ管理テーブル２０２の各エントリは、各ＬＤＥＶ５０に含まれるユーザデータの論理アドレスと、当該データが格納先である物理アドレスとの対応関係を管理するテーブルである。物理アドレスは、ＲＡＩＤグループ８０内のアドレスであってもよいし、プール６０内のアドレスであってもよい。

【0039】

以下、メタデータ管理テーブル２０２の各カラムを説明する。

【0040】

カラム２０２１は、対応するＬＤＥＶ５０内のアドレス範囲の開始アドレスを記録する。

【0041】

カラム２０２２は、ユーザデータの格納先アドレスとして、ＲＡＩＤグループ８０内のアドレス範囲の開始アドレスを記録する。なお、説明の容易のため、ＲＡＩＤグループ８０内のアドレスを便宜上物理アドレスと呼ぶ。また、ユーザデータの格納先アドレスとして、ＲＡＩＤグループ内のアドレスの代わりにプール６０内のアドレスを用いてもよい。

【0042】

カラム２０２３は、対応するユーザデータの圧縮前のデータサイズを記録する。

【0043】

カラム２０２４は、対応するユーザデータの圧縮後のデータサイズを記録する。

【0044】

＜ページ管理テーブル＞
図５は、本実施例におけるページ管理テーブル２０３を説明する図である。ＣＰＵ２４は、ページ管理テーブル２０３を形成する。ページ管理テーブル２０３は、ＣＰＵ２４により管理され、例えば、ドライブ２９に格納され、メモリ２５にロードされる。ページ管理テーブル２０３の各エントリは、論理的な記録領域であるページ７０と、前記ページ７０に対応付けられるＲＡＩＤグループ８０のＩＤと、上記ＲＡＩＤグループ８０内で前記ページ７０に対応するアドレス範囲との対応関係を記録する。また、当該ページ７０に含まれるガベージ量と、当該ページ内で最後に追書きを実施した末尾アドレス（前回追書きアドレス）を記録する。

【0045】

以下、ページ管理テーブル２０３の各カラムを説明する。カラム２０３１は、ページ７０を示すＩＤを記録する。カラム２０３２は、上記ページ７０が割り当てられるＲＡＩＤグループ８０を示すＩＤを記録する。カラム２０３３は、上記ページ７０に対応する前記ＲＡＩＤグループ８０内のアドレス範囲を記録する。カラム２０３４は、上記ページ７０に含まれるガベージの量を記録する。

【0046】

カラム２０３５は、上記ページ７０内において最後にデータを追書きした位置（末尾アドレス）を記録する。追書き処理はページ７０の先頭アドレスから前詰めで実行していく。このため、この末尾アドレス以降の領域はデータが格納されていない（すなわちデータライト可能な）領域である。

【0047】

＜ＲＡＩＤ構成管理テーブル＞
図６は、本実施例におけるＲＡＩＤ構成管理テーブル２０４を説明する図である。ＲＡＩＤ構成管理テーブル２０４は、ＣＰＵ２４により管理され、例えば、ドライブ２９に格納され、メモリ２５にロードされる。ＲＡＩＤ構成管理テーブル２０４は、ストレージシステム内の各ＲＡＩＤグループ８０について、当該ＲＡＩＤグループ８０のＲＡＩＤレベルと、当該ＲＡＩＤグループ８０に所属するドライブ２９に対応するＩＤのリストと、当該ＲＡＩＤグループ８０を構成するドライブの種別と、当該ＲＡＩＤグループ８０の論理容量と、当該ＲＡＩＤグループ８０の使用容量を記録するデータ構造である。

【0048】

以下、ＲＡＩＤ構成管理テーブル２０４の各カラムを説明する。カラム２０４１は、ストレージシステム１００内に含まれるＲＡＩＤグループ８０のＩＤを記録する。カラム２０４２は、対応するＲＡＩＤグループ８０のＲＡＩＤレベル（例えば、ＲＡＩＤ１やＲＡＩＤ５など）を記録する。カラム２０４３は、対応するＲＡＩＤグループ８０に所属するドライブＩＤのリストを記録する。

【0049】

カラム２０４４は、対応するＲＡＩＤグループ８０に所属するドライブの種別（例えば、ＨＤＤ、ＱＬＣ ＳＳＤ、ＴＬＣ ＳＳＤなど）を記録する。カラム２０４５は、対応するＲＡＩＤグループ８０の論理容量を記録する。カラム２０４６は、対応するＲＡＩＤグループ８０の使用容量を記録する。この使用容量は、当該のＲＡＩＤグループ８０において、データ（例えば、ユーザデータやメタデータ）を格納するために使用されている領域のサイズの総和である。

【0050】

ＣＰＵ２４は、ＲＡＩＤレベルをユーザから取得して、カラム２０４２に格納する。ＣＰＵ２４は、ドライブＩＤをユーザから取得して、ＣＰＵ２４が格納してもよいし、ＣＰＵ２４が生成及び格納してもよい。ＣＰＵ２４がドライブＩＤを生成する場合は、例えば、ドライブ２９の物理的位置からドライブＩＤを一意に決定してもよい。他のカラムの情報は、ＣＰＵ２４が生成及び格納する。ＣＰＵ２４は、例えば、ドライブ２９から取得した仕様情報に基づき、そのドライブ種別を決定して、カラム２０４４に格納する。

【0051】

＜プール管理テーブル＞
図７は、本実施例におけるプール管理テーブル２０５を説明する図である。プール管理テーブル２０５は、ＣＰＵ２４により作成及び管理され、例えば、ドライブ２９に格納され、メモリ２５にロードされる。プール管理テーブル２０５は、ストレージシステム１００内の各プールについて、当該プール６０のＩＤと、当該プール６０に対応するＲＡＩＤグループ８０のＩＤのリストと、当該プール６０の論理容量と、当該プール６０の使用容量と、当該プールにおけるガベージコレクション（ＧＣ）動作モードを記録するデータ構造である。

【0052】

以下、プール管理テーブル２０５の各カラムを説明する。カラム２０５１は、ストレージシステム１００内に含まれるプール９０のＩＤを記録する。カラム２０５２は、対応するプール６０にページを与えるＲＡＩＤグループ８０のＩＤのリストを記録する。一つのプールに対して１以上のＲＡＩＤグループが割り当てられる。例えば、一つのプールに割り当てられるＲＡＩＤグループのドライブ種別は共通であるとする。カラム２０５３は、対応するプール６０の論理容量を記録する。

【0053】

カラム２０５４は、対応するプール６０の使用容量を記録する。この使用容量は、当該プール６０において、データ（例えば、ユーザデータ、メタデータ）を格納するために使用されている領域のサイズの総和である。

【0054】

カラム２０５５は、対応するプール６０におけるＧＣ動作モードを記録する。本実施例では、ＧＣ動作モードとして、Ｉ／Ｏ性能を優先するモード（第２動作モード）である「性能優先」と、ドライブの寿命を保護することを優先するモード（第１動作モード）である「寿命優先」の２タイプがある。ＣＰＵ２４は、プールを構成するドライブの耐久性の判定結果に応じて、ＧＣ動作モードを決定する。構成ドライブが低耐久と判定された場合、プールは寿命重視モードと決定される。構成ドライブが高耐久と判定された場合、プールは性能重視モードと決定される。

【0055】

本例において、ＣＰＵ２４は、構成ドライブの種別に応じて、ＧＣ動作モードを決定する。ドライブ種別は、ＲＡＩＤ構成管理テーブル２０４のカラム２０４４に示されている。本例において、ＱＬＣ ＳＳＤのプールは寿命重視モードと決定され、ＴＬＣ ＳＳＤのプールは性能重視モードと決定される。このように、ストレージ装置１１において、ＱＬＣ ＳＳＤは低耐久ＳＳＤであり、ＴＬＣ ＳＳＤは高耐久ＳＳＤであると定義されている。

【0056】

ＣＰＵ２４は、ＧＣ動作モードの設定に基づき、後述するガベージコレクション処理やガベージコレクション実施判定処理の内部処理を切り替える。

【0057】

＜ライト処理＞
図８は、本実施例におけるライト処理の処理フローを説明する図である。ライト処理は、ホスト計算機４０からのライト要求を受領し、ストレージ装置１１にデータを記録する処理である。ライト要求では、例えばライト先のＬＵＮ ＩＤ及び論理アドレスがホスト計算機４０によって指定される。

【0058】

以下、図８を用いて、本実施例におけるライト処理の処理フローを説明する。Ｓ８０１：ＣＰＵ２４は、ホスト計算機４０からデータライト要求及びデータを受領する。Ｓ８０２：ＣＰＵ２４は、ホスト計算機４０から受領したデータに対して圧縮処理を適用し、圧縮データを得る。なお、この圧縮処理はＣＰＵ２４自体が実施してもよいし、ストレージ装置１１内に圧縮処理を実行可能なハードウェアを有する場合は、当該ハードウェアに圧縮処理を実行させてもよい。

【0059】

Ｓ８０３：ＣＰＵ２４は、圧縮データを格納する先のページ７０を選択する。ＣＰＵ２４は、ページ管理テーブル２０３、ＲＡＩＤ構成管理テーブル２０４、及びプール管理テーブル２０５を参照する。当該ページの最終追書き位置からページ終端までのサイズをページ内空き領域とし、前記ページ内空き領域が前記圧縮データのサイズよりも大きいページ７０をデータ格納先ページとして選択する。

【0060】

Ｓ８０４：ＣＰＵ２４は、ステップＳ８０３にて条件を満たすページを格納先ページとして選択できた場合、ステップＳ８０５に進む。条件を満たすページが存在しない場合、ステップＳ８０８に進む。Ｓ８０５：ＣＰＵ２４は、メモリ２５に圧縮データを格納する。

【0061】

Ｓ８０６：ＣＰＵ２４は、メタデータ管理テーブル２０２内のページＩＤ２０２１及びページ内の論理アドレス２０２１に対応する物理アドレス２０２２、圧縮前サイズ情報２０２３、圧縮後サイズ情報２０２４の値をそれぞれ更新する。また、更新ライトの場合は、ページ管理テーブル２０３のうち、更新前データを格納していたページ７０に対応するガベージ量２０３４の値を、更新前データのサイズ分だけ増加させる。これにより、ガベージ化したデータ量を管理する。また、前回追書き位置２０３５の値を、今回圧縮データを格納した追書き位置の値で更新する。

【0062】

Ｓ８０７：ＣＰＵ２４は、ホスト計算機４０に対して、ライト処理完了の応答を返し、処理を終了する。Ｓ８０８：ＣＰＵ２４は、ホスト計算機４０に対して、空き容量不足のためライト処理が失敗したことを示す応答を返し、処理を終了する。

【0063】

なお、図８の説明において、ホスト計算機４０に対するライト完了応答の前に圧縮処理を実施しているが、この圧縮処理をライト処理と非同期で実施してもよい。たとえば、ホスト計算機４０から受領したデータをメモリ２５に格納後、ホスト計算機４０に対してライト完了応答を行ってから、メモリ２５上のデータに対して非同期で圧縮処理を実施してもよい。

【0064】

＜ガベージコレクション処理＞
図９は、本実施例におけるガベージコレクション処理の処理フローを説明する図である。ガベージコレクション処理は、対象ページ７０に含まれる有効データとガベージのうち、有効データのみを他のページに移行した後、対象ページ７０を破棄することで、ガベージによって占められていた記憶領域を解放し、再利用可能とする処理である。

【0065】

ＣＰＵ２４は、後述するガベージコレクション実施判定処理において、ガベージコレクション実施対象と判定された記憶領域（例えばページ７０）を対象として、ガベージコレクション処理を実施する。

【0066】

ＣＰＵ２４は、ガベージコレクション実施対象と判定したページ７０に対して、ＣＰＵ２４によって定期的に実施してもよいし、ライト処理によってプール６０やページ７０に含まれるガベージの量が増加したことを契機として、ライト処理と同期的、または非同期的に実施してもよい。

【0067】

また、ガベージコレクション処理は、ストレージシステム１００内の論理構成が変更されたことを契機として実施してもよい。例えば、ＬＵＮ５０、ＬＤＥＶ、プール６０、またはＲＡＩＤグループ８０のサイズが変更された場合に実施してもよい。

【0068】

または、ストレージシステム１００内の物理構成が変更されたことを契機として実施してもよい。例えば、ドライブ２９の増設や減設を契機として実施してもよい。

【0069】

以下、図９を用いて、本実施例におけるガベージコレクション処理の処理フローを説明する。

【0070】

Ｓ９０１：ＣＰＵ２４は、ページ管理テーブル２０３を参照し、対象ページの先頭アドレスから、前回追書き位置までのアドレス範囲に含まれるデータを列挙する。

【0071】

Ｓ９０２：ＣＰＵ２４は、ステップＳ１１０１にて列挙したデータのうち、先頭のデータを処理対象として選択する。

【0072】

Ｓ９０３：ＣＰＵ２４は、ステップＳ９０１にて列挙したデータのうち、未処理のデータが残っているか否かを判定する。未処理のデータが残っている場合は（Ｓ９０３：ＹＥＳ）、ステップＳ９０４に進む。未処理のデータが残っていない場合（Ｓ９０３：ＮＯ）、当該ページ７０に含まれるすべての有効データを別のページ７０へ移行し終えたため、ガベージコレクション処理を完了する。

【0073】

Ｓ９０４：ＣＰＵ２４は、メタデータ管理テーブル２０２の物理アドレス情報２０２２及び論理アドレス情報を参照し、対象データが有効データであるか否かを判定する。対象データの位置する物理アドレスに対して、対応する論理アドレスが存在する場合、対象データは有効データと判定する。そうでない場合、対象データは有効データではないと判定する。有効データである場合（Ｓ９０４：ＹＥＳ）は、ステップＳ９０５に進む。有効データではない場合（Ｓ９０４：ＮＯ）は、ステップＳ９０６に進む。

【0074】

Ｓ９０５：ＣＰＵ２４は、対象データをプール６０内の他のページ７０にコピーする。

【0075】

Ｓ９０６：ＣＰＵ２４は、ステップＳ１２０１にて列挙したデータから、次のデータを選択し、ステップＳ１２０３に進む。

【0076】

Ｓ９０７：ＣＰＵ２４は、ページ管理テーブル２０３を参照し、対象ページ７０に対応するエントリのうち、ガベージ量２０３４の値と前回追書き位置２０３５の値を初期値に書き換える。

【0077】

＜ガベージコレクション実施判定処理＞
図１０は、本実施例におけるガベージコレクション実施判定処理の処理フローを説明する図である。ガベージコレクション実施判定処理は、ストレージシステム１００内の各プール６０に対して、ガベージコレクション処理を実施するか否かを判定する処理である。

【0078】

ガベージコレクション実施判定処理は、ＣＰＵ２４によって定期的に実施されてもよいし、ライト処理によってプール６０やページ７０に含まれるガベージ量が一定量増加したことを契機として、ライト処理と同期的、または非同期的に実施してもよい。

【0079】

また、ガベージコレクション実施判定処理は、ストレージシステム１００内の論理構成が変更されたことを契機として実施してもよい。例えば、ＬＵＮ５０、ＬＤＥＶ、プール６０、またはＲＡＩＤグループ８０のサイズが変更された場合に実施してもよい。または、ストレージシステム１００内の物理構成が変更されたことを契機として実施してもよい。例えば、ドライブ２９の増設や減設を契機として実施してもよい。

【0080】

以下、図１０を用いて、本実施例におけるガベージコレクション実施判定処理の処理フローを説明する。

【0081】

Ｓ１００１：ＣＰＵ２４は、プール管理テーブル２０５を参照し、対象プール６０のＧＣ動作モードを取得する。ＣＰＵ２４は、ＧＣ動作モードが「寿命重視」である場合は、Ｓ１００２へ進む。ＧＣ動作モードが「性能重視」である場合は、Ｓ１００３へ進む。

【0082】

本実施例は、ＧＣ動作モードが「性能重視」である場合は、対象プール６０の空き容量に依らずＧＣを実行する場合を示すため、「性能重視」である場合は、直接Ｓ１００３へ遷移している。

【0083】

同等の動作を実現するために、ＧＣ動作モードに依らずＳ１００２に遷移し、Ｓ１００２において、ＧＣ動作モードに応じてプール閾値を使い分けてもよい。例えば、ＧＣ動作モードが「性能重視」の場合は、対象プール６０の容量以上の値（例えば無限大）をプール閾値として用いることにより、対象プール６０の空き容量に依らずにＳ１００２からＳ１００３へ遷移するため、同等の動作が実現できる。

【0084】

Ｓ１００２：ＣＰＵ２４は、プール管理テーブル２０５を参照し、対象プール６０のプール容量およびプール使用容量を取得し、プール容量とプール使用容量の差から、プール空き容量を算出する。ＣＰＵ２４は、プール空き容量がプール閾値以上であれば、Ｓ１００７へ進む。そうでない場合は、Ｓ１００３へ進む。

【0085】

ここでプール閾値は、例えばガベージコレクション処理速度（ガベージコレクション処理によって単位時間あたりに生成できるプールの空き容量）とドライブ寿命に基づいて設計する。プール閾値が大きいほど、プール空き容量が増加し、プールが枯渇しづらくなる。プール内に維持される空き容量が多いほど、Ｉ／Ｏ処理に対して割くことのできる処理リソースを相対的に増やすことができるが、ガベージコレクション処理によって書き戻されるデータ量が増えるため、ドライブ寿命を消耗しやすくなる。

【0086】

Ｓ１００３：ＣＰＵ２４は、ページ管理テーブル２０３を参照し、対象プール６０に対応する全ページ７０を対象として、以下の判定（Ｘ１）を行う。
（Ｘ１）対象ページ７０に含まれるガベージ量は、ページ単位ガベージ量閾値以上である。
ＣＰＵ２４は、対象ページ７０のうち、判定（Ｘ１）の結果が肯定的であるページ７０が１以上あれば、Ｓ１００４へ進む。そうでない場合は、Ｓ１００６へ進む。なお、ガベージ量閾値は、異なる動作モードに対して異なる値が設定されてもよい。

【0087】

Ｓ１００４：ＣＰＵ２４は、ガベージコレクション処理に割り当てるＣＰＵ２４の計算リソース量を判定する。ＣＰＵ２４は、既にガベージコレクション処理に割り当てられているＣＰＵ２４の計算リソース量が目標値に達していない場合は、Ｓ１００５に進む。そうでない場合は、Ｓ１００６に進む。

【0088】

「計算リソース量」は、例えば、ＣＰＵ２４の稼働率（ＣＰＵ２４の稼働時間が全体時間に対して占める比率）で表される。ガベージコレクション処理に割り当てる計算リソース量の目標値は、プール空き容量に応じて変動させる。これは、プール容量の枯渇を防ぐ上で、空き容量が少ないほどガベージコレクション処理速度を上げる必要があるためである。

【0089】

ガベージコレクション処理に割り当てる計算リソース量は、例えばガベージコレクション処理の多重度（並列実行数）を通じて制御してもよい。この場合、多重度に比例する形で計算リソース量が増える。

【0090】

「計算リソース量の目標値」は、例えばプール容量のある範囲Ｒに対して、範囲Ｒの下限において計算リソース量の目標値が最大値となり、範囲Ｒの上限において計算リソース量の目標値が最小値となるように定めたうえで、範囲Ｒの上限と下限の間における計算リソース量の目標値が線形的になるように算出してもよい。プール容量が範囲Ｒの外の場合は、範囲Ｒの中で最も近い値における計算リソース目標値を採用してよい。

【0091】

Ｓ１００５：ＣＰＵ２４は、対象プール６０をガベージコレクション実施対象と判定し、処理を終了する。

【0092】

Ｓ１００６およびＳ１００７：ＣＰＵ２４は、対象プール６０をガベージコレクション実施対象外と判定し、処理を終了する。

【0093】

以上、本発明の実施例１によれば、ストレージシステムに所属するドライブ種別に応じて、ドライブ寿命を保護する動作とＩ／Ｏ性能を重視する動作を使い分けることができる。

【実施例2】

【0094】

以下、実施例２を説明する。その際、実施例１との相違点を主に説明し、実施例１との共通点については説明を省略あるいは簡略する（後述の実施例３についても同様である）。実施例１では、ストレージシステム内の各プールのＧＣ動作モードは、プールを構成するドライブの種別に基づきＣＰＵ２４が決定していた。実施例２では、各プールのＧＣ動作モードについて、ストレージシステム１００の管理者による設定を可能とする。

【0095】

＜動作モード選択画面＞
図１１は、動作モード選択画面１１０１を説明する図である。この画面１１０１は、ガベージコレクションの動作モードを管理計算機４２から入力するための画面である。この画面１１０１に、管理計算機４２のユーザによって、対象プール６０についてのプールＩＤ、ＧＣ動作モードが指定される。

【0096】

本実施例では、ＧＣ動作モードとして「性能優先」及び「寿命優先」の２タイプがある。ＣＰＵ２４は、管理計算機４２によって画面１１０１を通じて指定されたプールＩＤに対するＧＣ動作モードを、プール管理テーブル２０５内のエントリに記録する。

【0097】

以上が、実施例２の説明である。実施例２によれば、ストレージシステムの管理者が、ドライブ寿命の要件やＩ／Ｏ性能の要件に基づいて、ドライブ寿命を優先するストレージシステム動作と性能を優先するストレージシステム動作を使い分けることが可能になる。

【0098】

なお、本実施例の動作モード選択画面（図１１参照）では、ＧＣ動作モードをプール６０単位で指定したが、ＲＡＩＤグループ単位で指定してもよい。これにより、プールと異なる観点からモード設定が可能となる。この場合、ＣＰＵ２４は、ドライブ２９単位に指定されたＧＣ動作モードの情報を、プール管理テーブル２０５ではなく、ＲＡＩＤ構成管理テーブル２０４に記録してもよい。

【0099】

例えば、ＣＰＵ２４は、ドライブＩＤが０～３であるドライブ２９からなるＲＡＩＤグループに対してＧＣ動作モードが指定された場合、そのＲＡＩＤグループ８０（図６の例では、ＲＡＩＤグループＩＤが２０のＲＡＩＤグループ）のエントリに対して、ＧＣ動作モードを保持する新規カラムに、ＧＣ動作モードを記録してもよい。この場合、ガベージコレクション実施判定処理（図１０参照）におけるＧＣ動作モード確認（Ｓ１００１）では、プール管理テーブル２０５の代わりに、ＲＡＩＤ構成管理テーブル２０４を参照し、対応するＲＡＩＤグループのエントリからＧＣ動作モードを取得する。

【実施例3】

【0100】

以下、実施例３を説明する。本発明の実施例３では、管理計算機４２に動作モード選択画面（図１１参照）を表示し、プールＩＤに対するＧＣ動作モードの入力を受ける。本実施例では、ＧＣ動作モードとして、「性能重視」「寿命重視」または「バランス」のいずれかが指定される（「バランス」は図１１中に明記されていない）。本実施例におけるＧＣ動作モードの「バランス」は、プールを構成するドライブの寿命に応じて、動的にガベージコレクションの実行を制御する動作モードである。

【0101】

＜動作モード選択画面＞
図１１は、動作モード選択画面１１０１を説明する図である。この画面１１０１は、ガベージコレクションの動作モードを管理計算機４２から入力するための画面である。この画面１１０１に、管理計算機４２のユーザによって、対象プール６０についてのプールＩＤ、ＧＣ動作モードが指定される。

【0102】

本実施例では、ＧＣ動作モードとして「性能優先」「寿命優先」及び「バランス」の３タイプがある。ＣＰＵ２４は、管理計算機４２によって画面１１０１を通じて指定されたプールＩＤに対するＧＣ動作モードを、プール管理テーブル２０５内のエントリに記録する。

【0103】

＜ドライブ状態判定処理＞
図１２は、本実施例におけるドライブ状態判定処理の処理フローを説明する図である。ドライブ状態判定処理は、ＣＰＵ２４により実行され、ストレージシステム内に定義されている各プールについて、当該プールを構成するドライブの状態に基づいて、当該プールに対するガベージコレクション処理の制御方式を決定する処理である。ドライブ状態判定処理は、定期的に実行してもよいし、ガベージコレクション処理に対して同期的に実行してもよい。

【0104】

以下、図１２を用いて、本実施例におけるドライブ状態判定処理の処理フローを説明する。ドライブ状態判定処理は、バランスモード（第３動作モード）のプールについて、図１０に示すガベージコレクション実施判定処理のＳ１００３において実行される。

【0105】

Ｓ１２０１：ＣＰＵ２４は、プール管理テーブル２０５、およびＲＡＩＤ構成管理テーブル２０４を参照し、対象プール６０に対応するドライブ２９のリスト情報を得る。

【0106】

Ｓ１２０２：ＣＰＵ２４は、Ｓ１２０１において得たドライブ２９のリスト情報に含まれる各ドライブ２９について、ドライブ２９内部のモニタデータを取得する。このモニタデータは、ドライブ２９の寿命情報を示唆するデータであり、例えば、ドライブ２９に対して書き込み可能な総データ量に関する情報、および、ドライブ２９に対して書き込み済の総データ量に関する情報である。

【0107】

上記のモニタデータの例として、例えばＳＳＤが提供するＳ．Ｍ．Ａ．Ｒ．Ｔ．（Ｓｅｌｆ－Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）情報などが挙げられる。

【0108】

Ｓ１２０３：ＣＰＵ２４は、Ｓ１２０２にて取得した各ドライブ２９のモニタデータをもとに、各ドライブ２９の残り寿命（残り寿命時間）を予測する。ストレージシステムにおけるドライブの残り寿命を予測する方法は公知であるため、詳細を割愛する。

【0109】

Ｓ１２０４：ＣＰＵ２４は、ページ単位のガベージ量の閾値を決定する。ページ単位のガベージ量の閾値は、種々の要素を基に決定することができるが、本実施例では、下記の要素：
（Ｅ１）対象プールの基になっているドライブの残り寿命
（Ｅ２）対象プールの基になっているドライブへのライト速度
（Ｅ３）「ページ単位のガベージ量の閾値」に対するライト増幅率
を基に、決定される。これらドライブについての数値は、例えば、プールに割り当てられているドライブの平均値を使用することができる。

【0110】

例えば、ページ単位のガベージ量の閾値は、要素（Ｅ２）に対して要素（Ｅ３）を係数として掛けて得られた値（閾値によって補正した後のドライブライト速度）に基づき、対象ドライブの残り寿命に対して、予め指定されている寿命（例えば実装からの保証期間満了時）を満たす範囲で、できるだけ高いページ単位ガベージ量の閾値を設定する。ここで、ライト増幅率とは、ホスト計算機からストレージシステムに対するライトデータ量に対して、ドライブへのライトデータ量がどの程度増幅するかを示す指標である。ライト速度とライト増幅率から将来のライト量が予測され、それによりドライブの残り寿命が予測される。

【0111】

要素（Ｅ３）は、例えば次のように経験的に決定されてもよい。例えば、ストレージシステムの稼働時において、ホスト計算機から各プールに紐づくＬＤＥＶに対するライトデータ量と、それぞれのプールに紐づくドライブに対するライトデータ量を記録し、これらからライト増幅率を計算する。このとき得られたライト増幅率と、当該の運用期間において適用されていた「ページ単位のガベージ量の閾値」の組から、「ページ単位のガベージ量の閾値」に対するライト増幅率を算出することができる。これを周期的に算出し、結果をメモリ上に記録しておき、Ｓ１２０４において参照してもよい。

【0112】

「ページ単位のガベージ量の閾値」が低いほど、ガベージコレクション処理が頻繁に実施されるため、ドライブへのライトデータ量が増え、ライト増幅率が増加する。また、ページ単位のガベージ量の閾値の代わりに、ページ単位のガベージ率の閾値を用いてもよい。「ページ単位のガベージ率」とは、１ページ内の全領域に対して、ガベージが占める領域のサイズの割合である。

【0113】

以上が、本実施例におけるドライブ状態判定処理の処理フローである。ＣＰＵ２４は、ＧＣ動作モードが「バランス」のプールに対してガベージコレクション実施判定処理（図１０参照）を実行する際、Ｓ１００３において、ドライブ状態判定処理で設定したガベージ量閾値を参照し、当該ガベージ量閾値以上のページが存在する場合に、ガベージコレクション実施対象とする。ＣＰＵ２４は、Ｓ１００１において、例えば性能重視モードと同様に、バランスモードについての判定を行ってよい。

【0114】

これにより、ドライブの残り寿命が短い場合は、当該ドライブに対するガベージコレクション処理の実施頻度が減ることで、当該ドライブの寿命の消耗を抑えることができる。一方、ドライブの残り寿命が十分長い場合は、当該ドライブに対するガベージコレクション処理を積極的に実行し、空き領域を多く確保する。これにより、ストレージシステムに対するＩ／Ｏ要求の負荷が高い場合において、より多くのシステムリソースをＩ／Ｏ処理に割くことができるため、Ｉ／Ｏ性能を向上できる。

【0115】

以上、実施例３によれば、ストレージシステムがドライブ寿命に基づき自律的にガベージコレクションの動作を制御することが可能になる。これにより、ドライブ寿命の消耗の程度を一定に保つことのできる範囲内において、ガベージコレクションを積極的に実施することで、Ｉ／Ｏ性能の高いストレージシステムを実現することができる。

【0116】

上記例は、ユーザによるバランスモードの指定を受け付ける。他の例において、ＣＰＵ２４は、寿命重視モードのドライブの残寿命の予測値が指定されたドライブの寿命を超えており、かつその差が閾値を超える場合に、寿命重視モードからバランスモードにＧＣ動作モードを変更してよい。

【0117】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0118】

また、上記の各構成・機能・処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。

【0119】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0120】

１００ ストレージシステム
１１ ストレージ装置
２２ ストレージコントローラ
２４ ＣＰＵ
２９ ドライブ
６０ プール
７０ ページ
２０３ ページ管理テーブル
２０４ ＲＡＩＤ構成管理テーブル
２０５ プール管理テーブル
１１０１ 動作モード選択画面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】