저장 시스템의 오류 허용오차 증가 방법, 저장 유닛 어레이의 오류 허용오차 증가 방법, 데이터 저장 시스템 및 데이터 처리 시스템 document_id A220623041330

다음의 정의들이 본 명세서에서 사용되지만 이는 본 발명을 설명하기 위한 것이지 한정하기 위한 것이 아니다. "요소(element)"는 저장 유닛 상의 데이터 블록이다. "베이스 어레이(base array)"는 ECC에 대한 어레이 유닛을 포함하는 요소 세트이다. "어레이"는 하나 이상의 베이스 어레이를 보유하는 저장 유닛 세트이다. "스트라이프(stripe)"는 어레이 내부의 베이스 어레이이다. n은 베이스 어레이 내의 데이터 유닛의 개수이다. r은 베이스 어레이 내의 잉여 유닛(redundant unit)의 개수이다. m은 어레이 내의 저장 유닛의 개수이다. d는 어레이의 최소 해밍 거리(Hamming distance)이다. D는 저장 시스템의 최소 해밍 거리이다. 대용량 저장 시스템은 통상적으로 복수의 개별 저장 유닛 어레이를 포함한다. 각각의 어레이는, 예를 들어 미러링 구성 또는 RAID 5(Redundant Array of Independent Disks Level 5) 구성에서, 삭제(erasure)(또는 에러) 정정 코드(ECC)에 의해 소정 개수의 저장 유닛 오류(삭제(erasure)라고도 함)에 대해 보호된다. ECC 코드는 각 어레이에 대해 국부적인 리던던트 저장 유닛을 제공하며, 어레이의 서브셋으로 국부화되는 유닛 오류를 처리함으로써 저장 시스템에 대한 신뢰도를 증가시킨다. 하드디스크 드라이브(HDD) 기반의 저장 시스템의 저장 용량은 구성요소의 신뢰도의 향상보다 더 빠르게 증가하고 있다. 그 결과, RAID 5 및 미러링 기법과 같이 최소 해밍 거리 d=2인 방안은 더 이상 그 시스템 레벨에서 충분한 신뢰도를 위한 적절한 보호를 제공하지 못한다. 시스템의 신뢰도 부족을 해결하기 위해, 거리 d=3에서의 RAID 6(이중 패리티), 거리 d=3에서의 이중 미러링 및 거리 d=4에서의 RAID 51과 같은 다른 설계가 제안되었다. 시스템 수리 시간을 감소시키고 유지 간격을 증가시키기 위해 여분의 유닛을 제공하는 것이 저장 시스템에 있어서 일반적인 관례이다. 그러나, 여분의 유닛을 추가하면, 시스템의 비용이 증가하고 저장 효율이 떨어진다. 시스템 신뢰도를 개선하기 위한 다른 방법은 상위 패리티 코드를 사용하는 것이다. 예를 들면, Software-Practice 0026# Experience, 27(9), 1997년 9월판, 995페이지, J. S. Plank의 "A Tutorial on Reed-Solomon Coding for Fault- Tolerance in RAID-like Systems"는 리드-솔로몬 코드(Reed-Solomon code)의 일례를 개시하고 있다. 또한, ACM 0-89791-813-4/96/05 1996년판, E. J. Schwabe 등의 "Evaluating Approximately Balanced Parity-Declustering Layouts in Disk Arrays"에는 성능 개선을 위한 리던던트 정보를 능률적으로 배치하기 위한 데이터 레이아웃이 개시되어 있다. ACM Computing Surveys, 1994년 6월판 제 26 권 145페이지, P. Chen 등의 "RAID : High-Performance, Reliable Secondary Storage"는 RAID의 개요를 제공한다. Proceedings of the 5th International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems(ASPLOS-V), 23 페이지, 1992년 10월, M. Holland 등의 "Parity Declustering for Continuous Operation In Redundant Disk Arrays"는 RAID 시스템에 대한 디클러스터형 패리티를 개시하고 있다. ACM 0-89791-901-7/97/0006 1997년판, G. A. Alvarez 등의 "Tolerating Multiple Failures in RAID Architectures"는 8 비트 유한 필드를 사용하는 일반적인 복수의 패리티 어레이의 구성 및 특성을 기술하고 있다. M. M. Blaum 등의 미국 특허 제 5,579, 475 호, "Method and Means for Encoding and Rebuilding the Data Contents of Up to Two Unavailable DASDs in a DASD Array Using Simple Non-Recursive Diagonal and Row Parity"는 거리 d=3 어레이의 동작을 개시하고 있다. IBM Technical Disclosure Bulletin, 제 36:03 권, March 1993년 3월판, N. K. Ouchi의 "Two-Level DASD Failure Recover Method"는 장애를 갖는 거리 d=3 어레이로부터의 재구성에 필요한 동작을 개시하고 있다. 그러나, 제품 코드(RAID 51 포함)와 같은 일부 어레이 설계는 소정 패턴의 저장 유닛 장애에 대해 취약하다. 이들 어레이는 이들이 국부적인 리던던시를 갖고 있는 것처럼 동작한다.