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公開番号2025022463
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023127066
出願日2023-08-03
発明の名称ストレージ装置
出願人日立ヴァンタラ株式会社
代理人藤央弁理士法人
主分類G06F 3/06 20060101AFI20250206BHJP(計算;計数)
要約【課題】データ削減率を向上させてデータ保持コストを低減すると共に、I/O性能を向上する。
【解決手段】プロセッサは、基本圧縮単位で圧縮された第1論理アドレス領域の第1圧縮データに対し、第1論理アドレス領域の一部の第1更新ライトデータを受信し、第1更新ライトデータの圧縮ため、アクセラレータに対して基本圧縮単位より小さいサイズでの圧縮を指示し、アクセラレータによって伸長された第1論理アドレス領域の非更新データ及び第1更新ライトデータをマージして基本圧縮単位の未圧縮データを生成し、未圧縮データを基本圧縮単位で圧縮することを、アクセラレータに指示する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
データ圧縮機能を有するストレージ装置であって、
プロセッサと
データの圧縮及び伸長を実行するアクセラレータと、を含み、
前記プロセッサは、基本圧縮単位で圧縮された第１論理アドレス領域の第１圧縮データに対し、前記第１論理アドレス領域の一部の第１更新ライトデータを受信し、
前記プロセッサは、前記第１更新ライトデータの圧縮のため、前記アクセラレータに対して前記基本圧縮単位より小さいサイズでの圧縮を指示し、
前記アクセラレータは、前記小さいサイズで、前記第１更新ライトデータを圧縮し、
前記プロセッサは、前記アクセラレータによって伸長された前記第１論理アドレス領域の非更新データ及び前記第１更新ライトデータをマージして前記基本圧縮単位の未圧縮データを生成し、
前記プロセッサは、前記未圧縮データを前記基本圧縮単位で圧縮することを、前記アクセラレータに指示する、ストレージ装置。
続きを表示（約 2,400 文字）【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、データ更新によって参照されなくなった圧縮データを削除して未使用領域にするガベージコレクション処理を実行し、
前記プロセッサは、前記マージの前に、前記ガベージコレクション処理を実行し、
前記ガベージコレクション処理は
前記アクセラレータに前記第１圧縮データの伸長を指示し、
伸長された前記第１圧縮データにおいて、前記第１論理アドレス領域の前記一部のデータを規定のビット例に書き換え、
書き換えられた前記第１圧縮データを、前記基本圧縮単位で圧縮することを、前記アクセラレータに指示する、ストレージ装置。
【請求項３】
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、データ更新によって参照されなくなった圧縮データを削除して未使用領域にするガベージコレクション処理を実行し、
前記プロセッサは、前記マージの前に、前記ガベージコレクション処理を実行し、
前記ガベージコレクション処理は
前記アクセラレータに前記第１圧縮データを伸長させ、
伸長された前記第１圧縮データの前記非更新データを連結し、
連結した前記非更新データを、連結した前記非更新データのサイズで圧縮することを、前記アクセラレータに指示する、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、データ更新によって参照されなくなった圧縮データを削除して未使用領域にするガベージコレクション処理を実行し、
前記プロセッサは、前記マージを前記ガベージコレクション処理において実行し、
前記ガベージコレクション処理は
前記第１圧縮データ及び前記第１更新ライトデータの伸長を前記アクセラレータに指示し、
伸長された前記第１圧縮データにおける前記第１論理アドレス領域の前記一部を前記第１更新ライトデータで書き換え、
書き換えられた前記第１圧縮データを、前記基本圧縮単位で圧縮することを、前記アクセラレータに指示する、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、
前記ストレージ装置は、記憶媒体をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記記憶媒体の空き容量が閾値より大きい場合に、前記第１更新ライトデータの圧縮のため、前記アクセラレータに対して前記基本圧縮単位より小さいサイズでの圧縮を指示し、
前記記憶媒体の空き容量が前記閾値以下の場合に、
前記第１圧縮データの伸長を前記アクセラレータに指示し、
伸長した前記第１圧縮データを前記第１更新ライトデータで更新し、
更新された前記第１圧縮データを前記基本圧縮単位で圧縮することを前記アクセラレータに指示する、ストレージ装置。
【請求項６】
圧縮データを記憶媒体に格納するための、データ処理方法であって、
基本圧縮単位で圧縮された第１論理アドレス領域の第１圧縮データに対し、前記第１論理アドレス領域の一部の第１更新ライトデータを受信し、
前記第１更新ライトデータを、前記基本圧縮単位より小さいサイズで圧縮し、
前記第１論理アドレス領域の圧縮された非更新データ及び圧縮された前記第１更新ライトデータを伸長及びマージして、前記基本圧縮単位の未圧縮データを生成し、
前記未圧縮データを前記基本圧縮単位で圧縮する、データ処理方法。
【請求項７】
請求項６に記載のデータ処理方法であって、
データ更新によって参照されなくなった圧縮データを削除して未使用領域にするガベージコレクション処理を、前記マージの前に実行し、
前記ガベージコレクション処理は
前記第１圧縮データを伸長し、
伸長された前記第１圧縮データにおいて、前記第１論理アドレス領域の前記一部のデータを規定のビット例に書き換え、
書き換えられた前記第１圧縮データを、前記基本圧縮単位で圧縮する、データ処理方法。
【請求項８】
請求項６に記載のデータ処理方法であって、
データ更新によって参照されなくなった圧縮データを削除して未使用領域にするガベージコレクション処理を、前記マージの前に実行し、
前記ガベージコレクション処理は
前記第１圧縮データを伸長し、
伸長された前記第１圧縮データの前記非更新データを連結し、
連結した前記非更新データを、連結した前記非更新データのサイズで圧縮する、データ処理方法。
【請求項９】
請求項６に記載のデータ処理方法であって、
データ更新によって参照されなくなった圧縮データを削除して未使用領域にするガベージコレクション処理を実行し、
前記ガベージコレクション処理は
前記マージを含み、
前記第１圧縮データ及び前記第１更新ライトデータを伸長し、
伸長された前記第１圧縮データにおける前記第１論理アドレス領域の前記一部を前記第１更新ライトデータで書き換え、
書き換えられた前記第１圧縮データを、前記基本圧縮単位で圧縮する、データ処理方法。
【請求項１０】
請求項６に記載のデータ処理方法であって、
前記記憶媒体の空き容量が閾値より大きい場合に、前記第１更新ライトデータを、前記基本圧縮単位より小さいサイズで圧縮し、
前記記憶媒体の空き容量が前記閾値以下の場合に、
前記第１圧縮データを伸長し、
伸長した前記第１圧縮データを前記第１更新ライトデータで更新し、
更新された前記第１圧縮データを前記基本圧縮単位で圧縮する、データ処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮によって記憶データ量を削減するストレージ装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）やＡＩ（ＡｒｔｉｆｉｃａｌＩｎｔｅｌｉｇｅｎｃｅ）に代表されるように膨大なデータを分析することにより、新たな価値を生み出す技術が普及している。膨大なデータを格納するストレージ装置には、低いデータ保持コスト（容量当たりの価格）と高いＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）性能が求められる。
【０００３】
データ保持コストは、低ビットコスト（容量当たりの価格）と格納するデータ量の積で算出される。格納するデータ量を削減することでデータ保持コスト削減を実現する技術として、圧縮がある。圧縮は、データのビット列を符号化によって、より短いビット列に置換することで、データ量を削減する。
【０００４】
特許文献１には、データ量の削減効果を高めるために、大きな圧縮単位を採用し、ホストがライトするデータをまとめて圧縮するストレージシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国公開特許第２０２２／０１２１４０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ストレージ装置で用いる可逆圧縮アルゴリズムは一般にスライド辞書方式である。この方式では、圧縮単位が大きいほど辞書探索空間が広くなる。広い辞書探索空間の中から一致データを発見できる確率が高まり、データ削減効果が高くなる。例えば、データ列ＡＢＡＢＡＢＣＤがあるとき、圧縮単位が４つ分の長さであれば、データ列ＡＢＡＢとデータ列ＡＢＣＤに分けて圧縮する。このとき、データ列ＡＢＡＢは、辞書データＡＢの２回の繰り返しとして符号化できる。しかし、データ列ＡＢＣＤは、符号化ができない。一方で、圧縮単位が８つ分の長さであれば、データ列ＡＢＡＢＡＢＣＤに対して、辞書データＡＢの３回の繰り返しとデータ列ＣＤとして符号化できる。
【０００７】
特許文献１には、データ削減効果を向上するために、ストレージ装置がより大きな圧縮単位を採用し、ホストがライトするデータをまとめて圧縮する方法が開示されている。しかし、圧縮したデータの一部データのみをホストが更新した場合に、当該圧縮データをどのように処理するかの考慮がなされていない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様のストレージ装置は、プロセッサとデータの圧縮及び伸長を実行するアクセラレータと、を含み、前記プロセッサは、基本圧縮単位で圧縮された第１論理アドレス領域の第１圧縮データに対し、前記第１論理アドレス領域の一部の第１更新ライトデータを受信し、前記第１更新ライトデータの圧縮のため、前記アクセラレータに対して前記基本圧縮単位より小さいサイズでの圧縮を指示し、前記アクセラレータは、前記小さいサイズで、前記第１更新ライトデータを圧縮し、前記プロセッサは、前記アクセラレータによって伸長された前記第１論理アドレス領域の非更新データ及び前記第１更新ライトデータをマージして前記基本圧縮単位の未圧縮データを生成し、前記プロセッサは、前記未圧縮データを前記基本圧縮単位で圧縮することを、前記アクセラレータに指示する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様により、データ削減率を向上させてデータ保持コストを低減すると共に、Ｉ／Ｏ性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
圧縮単位よりも短いデータ長のホストライトに対する圧縮処理の概念を示す図である。
一部のデータがガベージ状態の圧縮データに対するガベージコレクション処理の概念を示す図である。
圧縮データの集約処理の概念を示す図である。
ストレージ装置の構成を示す図である。
圧縮データ管理情報の構成を示す図である。
圧縮処理を示すフローチャートである。
ガベージコレクション処理を示すフローチャートである。
圧縮データの集約処理を示すフローチャートである。
論理アドレス範囲内のデータマージ処理を示すフローチャートである。
前詰め再圧縮を実施するガベージコレクション処理を示すフローチャートである。
圧縮データの集約を実施するガベージコレクション処理を示すフローチャートである。
圧縮単位を切り替える圧縮処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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