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公開番号2025139901
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024038985
出願日2024-03-13
発明の名称ストレージシステム
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H03M 7/42 20060101AFI20250919BHJP(基本電子回路)
要約【課題】データの圧縮率を改善する。
【解決手段】コントローラは、ホストからの平文データのインライン圧縮及び1以上の記憶ドライブに格納されたインライン圧縮データのポストプロセス圧縮を実行する。インライン圧縮は、データ圧縮伸長回路によって、第1辞書圧縮を含む圧縮処理をホストからの平文データに対して実行して、インライン圧縮データを生成し、インライン圧縮データを1以上の記憶ドライブに格納する。ポストプロセス圧縮は、1以上の記憶ドライブから読み出されたインライン圧縮データを、データ圧縮伸長回路によって伸長して平文データを生成する。ポストプロセス圧縮は、第1辞書圧縮より文字列探索能力が優れたプロセッサによる第2辞書圧縮を含む圧縮処理を平文データに対して実行して、ポストプロセス圧縮データを生成し、1以上の記憶ドライブに格納する。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
ストレージシステムであって、
プロセッサと、データ圧縮伸長回路とを含む、コントローラを含み、
前記コントローラは、ホストからの平文データのインライン圧縮及び１以上の記憶ドライブに格納されたインライン圧縮データのポストプロセス圧縮を実行し、
前記インライン圧縮は、
前記データ圧縮伸長回路によって、第１辞書圧縮を含む圧縮処理を前記ホストからの平文データに対して実行して、インライン圧縮データを生成し、
前記インライン圧縮データを、前記１以上の記憶ドライブに格納する、ことを含み、
前記ポストプロセス圧縮は、
前記１以上の記憶ドライブから読み出されたインライン圧縮データを、前記データ圧縮伸長回路によって伸長して前記平文データを生成し、
前記第１辞書圧縮より文字列探索能力が優れた前記プロセッサによる第２辞書圧縮を含む圧縮処理を前記平文データに対して実行して、ポストプロセス圧縮データを生成し、前記１以上の記憶ドライブに格納する、ことを含む、ストレージシステム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載のストレージシステムであって、
前記データ圧縮伸長回路による圧縮処理は、前記第１辞書圧縮を実行した後に、前記第１辞書圧縮と異なる第１圧縮伸長アルゴリズムによる符号化を含み、
前記ポストプロセス圧縮は、前記プロセッサによって前記第２辞書圧縮で前記平文データを圧縮した後に、前記第１圧縮伸長アルゴリズムによる符号化を実行して、前記ポストプロセス圧縮データを生成する、ストレージシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のストレージシステムであって、
前記ポストプロセス圧縮は、前記プロセッサによって前記第１圧縮伸長アルゴリズムによる符号化を実行する、ストレージシステム。
【請求項４】
請求項２に記載のストレージシステムであって、
前記ポストプロセス圧縮は、前記第２辞書圧縮により圧縮されたデータを前記データ圧縮伸長回路に入力して前記第１圧縮伸長アルゴリズムによる符号化を実行する、ストレージシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、前記プロセッサの稼働率が予め設定された閾値より小さい時に、前記ポストプロセス圧縮を開始する、ストレージシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のストレージシステムであって、
前記ポストプロセス圧縮は、前記１以上の記憶ドライブに格納された候補データにおいて最も古いデータを選択する、ストレージシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のストレージシステムであって、
前記第２辞書圧縮のハッシュテーブルのハッシュビット数及びエントリ数上限の少なくとも一つは、前記第１辞書圧縮のハッシュテーブルより大きい、及び／又は、前記第２辞書圧縮のハッシュテーブルの文字列の文字数は、前記第１辞書圧縮のハッシュテーブルより少ない、ストレージシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、前記ポストプロセス圧縮を、前記１以上の記憶ドライブのガベージコレクションにおいて実行する、ストレージシステム。
【請求項９】
請求項２に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、前記ポストプロセス圧縮による圧縮データを前記１以上の記憶ドライブから読み出し、前記データ圧縮伸長回路により前記平文データに伸長して前記ホストに送信する、ストレージシステム。
【請求項１０】
ストレージシステムにおけるデータ圧縮方法であって、
前記ストレージシステムは、
プロセッサと、データ圧縮伸長回路とを含み、
前記データ圧縮方法は、
ホストからの平文データのインライン圧縮及び１以上の記憶ドライブに格納されたインライン圧縮データのポストプロセス圧縮を含み、
前記インライン圧縮は、
前記データ圧縮伸長回路によって、第１辞書圧縮を含む圧縮処理を前記ホストからの平文データに対して実行して、インライン圧縮データを生成し、
前記インライン圧縮データを、前記１以上の記憶ドライブに格納する、ことを含み、
前記ポストプロセス圧縮は、
前記１以上の記憶ドライブから読み出されたインライン圧縮データを、前記データ圧縮伸長回路によって伸長して前記平文データを生成し、
前記第１辞書圧縮より文字列探索能力が優れた前記プロセッサによる第２辞書圧縮を含む圧縮処理を前記平文データに対して実行して、ポストプロセス圧縮データを生成し、前記１以上の記憶ドライブに格納する、ことを含む、データ圧縮方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストレージシステムにおけるデータ圧縮技術に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
大量のデータを蓄積・管理するための情報機器であるストレージシステムは、より多くのデータを格納すれば容量当たりのコストを低減することができる。そのため、ストレージシステムには、書き込まれたデータを圧縮してからディスクドライブに格納する機能を搭載するものがある。
【０００３】
例えば、近年、ストレージシステムの記憶媒体として、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）に加えて又は代えて、不揮発性半導体メモリであるＮＡＮＤ型フラッシュメモリを搭載したＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）が採用されるようになってきた。ＳＳＤはデータアクセスにおいてＨＤＤのような物理的なヘッドシーク機構を持たないため、頭出し遅延（レイテンシ）が少なく、ランダムなデータリードにおいて優れた応答性能を有する。
【０００４】
そのため、高速なランダムリードが求められるデータベース等のアプリケーションでは、ストレージシステムの記憶媒体としてＨＤＤからＳＳＤへの置き換えが進んでいる。ただし、ＳＳＤのビットコストは、フラッシュメモリセルの高集積化に伴って年々安くなってきてはいるが、依然ＨＤＤのビットコストに比べて高いままである。
【０００５】
そこで、ＳＳＤを記憶媒体とするストレージシステムは、可逆圧縮技術を導入し、ＳＳＤへ格納されるデータサイズを減らす機能を持つものが多い。それによって、システムの記憶容量を仮想的に大きく見せることができ、容量当たりのコストを低下させて、ＨＤＤを記憶媒体とするストレージシステムのそれに近づけることができる。
【０００６】
本開示の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１は、ＬＺＭＡアルゴリズムを使用するストレージシステムを開示する。ＬＺＭＡ圧縮処理では、圧縮前の平文データは、最初に辞書圧縮処理にかけられる。その後で辞書圧縮結果はレンジ符号化処理にかけられる。これによりＬＺＭＡ圧縮データが生成される。ＬＺＭＡ伸長処理では、圧縮データは、最初にレンジ復号処理にかけられる。その後で復号結果は平文展開処理にかけられる。これにより元の平文データが生成される。特許文献１は、ＬＺＭＡのレンジ符号を複数レンジ構成にして、レンジコーダ・デコーダを並列処理することで、インライン圧縮と伸長を高速化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２２－０９５０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ホストから受信したデータを圧縮して記憶ドライブに格納するインライン圧縮は、高い圧縮率と共に、ストレージシステムのＩＯ性能要件を満たすことが求められる。ハードウェア回路（アクセラレータ）を使用したデータ圧縮は、高速なデータ圧縮を可能とするため、より高いＩＯ性能の要件を満たすことができる。一方で、ストレージシステムの設計上、アクセラレータのＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）論理規模に対して制限が課される。
したがって、ストレージシステムのＩＯ性能要件やデータ圧縮のための回路規模野の制限の要求を満たしつつ、格納するデータの圧縮率を改善する技術が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様のストレージシステムは、プロセッサと、データ圧縮伸長回路とを含む、コントローラを含み、前記コントローラは、ホストからの平文データのインライン圧縮及び１以上の記憶ドライブに格納されたインライン圧縮データのポストプロセス圧縮を実行し、前記インライン圧縮は、前記データ圧縮伸長回路によって、第１辞書圧縮を含む圧縮処理をホストからの平文データに対して実行して、インライン圧縮データを生成し、前記インライン圧縮データを、前記１以上の記憶ドライブに格納する、ことを含み、前記ポストプロセス圧縮は、前記１以上の記憶ドライブから読み出されたインライン圧縮データを、前記データ圧縮伸長回路によって伸長して前記平文データを生成し、前記第１辞書圧縮より文字列探索能力が優れた前記プロセッサによる第２辞書圧縮を含む圧縮処理を前記平文データに対して実行して、ポストプロセス圧縮データを生成し、前記１以上の記憶ドライブに格納する、ことを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、ストレージシステムの格納データを、より効果的に圧縮することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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