JP2001125829A - コントローラ装置、ディスクコントローラ、補助記憶装置、コンピュータ装置、および補助記憶装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アプリケーションからの真の要求に対して外
部コントローラにより詳細な解析・予測を行い、ＨＤＤ
等の補助記憶装置に対して先読み要求を発行する。 【解決手段】 データを記憶すると共にキャッシュメモ
リを有するＨＤＤ装置２２に接続され、このＨＤＤ装置
２２を制御するＨＤＣカード２１であって、ホストにて
実行されるアプリケーションプログラムからなされる真
のアクセス要求を、アプリケーションプログラムから直
接トレースするアクセス要求トレース部６１と、トレー
スされた真のアクセス要求に基づいて今後予想される投
機的要求を決定する投機的要求決定部６２と、決定され
た投機的要求をＨＤＤ装置２２に対して発行するＨＤＣ
３１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、補助記憶装置を用
いたコンピュータ装置または制御方法に関し、特にキャ
ッシュメモリを用いてシステム全体のパフォーマンスの
向上を図るための装置または方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のコンピュータシステムでは、ＣＰ
Ｕやシステム・メモリ、ＨＤＤ(ハードディスクドライ
ブ：Hard Disk Drive)に代表される補助記憶装置(外部
記憶装置)等により構成され、これらはデータ転送速度
がそれぞれ異なるデバイスによって構成されている。こ
れらのデバイスによって構成されるコンピュータシステ
ムの性能を考えたときに、ＣＰＵやシステム・メモリの
データ転送速度スピードに比べて、ＨＤＤをはじめとす
る補助記憶装置のスピードがはるかに遅い。一般に、シ
ステム全体のデータ転送速度は、その速度の遅いデバイ
スによって支配されることから、これらの補助記憶装置
の遅れがシステム全体におけるシステム性能のボトルネ
ックとなっているのが現実である。

【０００３】これらのデバイス間の速度差を緩衝して処
理速度を向上させるために、コンピュータシステムで
は、一般に、キャッシュメモリが設けられている。この
キャッシュメモリは、例えばＣＰＵと主記憶装置との間
に置かれ、一度ＣＰＵが使用したデータや命令を、主記
憶装置より高速なキャッシュメモリへ保存し、２回目か
らはこのキャッシュメモリから読み込み、主記憶装置へ
は直接入出力を行わないようにすることによって処理の
高速化を図るものである。

【０００４】一方、補助記憶装置(外部記憶装置)である
ＨＤＤでも磁気ディスク(メディア：媒体)の一部のデー
タを保持するキャッシュメモリが設けられ、予測される
要求データを予めこのキャッシュメモリに入れておくこ
とで、基本性能の向上と時間のかかる媒体へのアクセス
を最小限に抑えるように構成されている。このように要
求されているデータが予めキャッシュメモリに入ってい
れば、ＨＤＤのアクセス時間はシステム全体から見ても
性能のボトルネックになることはない。

【０００５】ここで、このような要求されるデータを予
測する方法として、“Look Ahead”と呼ばれる先読みに
よるデータ読み出しのアルゴリズムが、最も一般的に採
用されている。この“Look Ahead”は、要求されたデー
タの先(要求されたアドレスよりも大きいアドレス)のデ
ータを予め読み出す技法、即ち、ホスト装置から要求さ
れる要求データの領域読み出しが終了した後に、その要
求データに続く領域のデータも併せて読み出す技法であ
る。この“Look Ahead”と呼ばれる先読みアルゴリズム
は、それまでの要求パターンにかかわらず、常にその先
のデータを読み込んでおくという、その処理に必要なオ
ーバーヘッドを最小限に抑えた方法である。この方法を
用いて真にパフォーマンスを向上させるためには、アプ
リケーションやＯＳからの要求パターンを細かく解析
し、それ以降の要求を正確に予測することが理想的であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、ＨＤＤに代表さ
れる補助記憶装置では、どのようなコマンドが過去に発
行されたかのトレース(足跡)を取り、次にどこに対して
アクセス要求があるかを簡単に予測している。そして、
内部にあるキャッシュメモリに予想されるデータを前も
って入れておくことでパフォーマンスを上げるように構
成されている。ところが、例えばＨＤＤに対して発行さ
れる要求は、アプリケーションやＯＳが真に要求したも
のではなく、実際には、ハードディスクコントローラ
(ＨＤＣ)等がいくつかのアクセスをまとめたり、並べ直
したりして、変更されたパターンにて投げられた要求で
あった。その結果、ＨＤＤで真の要求パターンを解析す
ることができず、読み出しのキャッシュヒット率を上げ
ることが困難であった。

【０００７】また、ＨＤＤ等の補助記憶装置における内
部コントローラでは、本来の業務である、媒体へのリー
ド・ライトアクセスを制御しながらホストからのコマン
ドをトレースする必要がある。その為に、アプリケーシ
ョンやＯＳからの要求パターンを細かく解析し、分析す
ることは、この内部コントローラによる負荷があまりに
も大きすぎ、現実には、細かな解析や分析を行うことは
困難であった。

【０００８】本発明は、以上のような技術的課題を解決
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、ＨＤＤ等の補助記憶装置とＨＤＣ等の外部コント
ローラとを協業させ、システム全体のパフォーマンスを
向上させることにある。また他の目的は、アプリケーシ
ョンやＯＳから発行された真の要求に基づいて外部コン
トローラにより詳細な解析・予測を行い、真の「予測」
に基づく「投機的」な要求を前もって補助記憶装置に発
行することにある。更に他の目的は、実行中または実行
前の要求をキャンセルできる仕組みを持つことで、予測
が外れたときのパフォーマンスの劣化を最小限に抑える
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明のコントローラ装置は、データを記憶する補助記憶装
置とこの補助記憶装置に対してアクセス要求を出すホス
ト装置との間に設けられ、この補助記憶装置を制御する
コントローラ装置であって、ホスト装置から要求された
過去のアクセス要求を記憶するアクセス要求記憶手段
と、このアクセス要求記憶手段により記憶された過去の
アクセス要求に基づいて、その後にアクセス要求される
と予想されるデータの先読み要求を補助記憶装置に対し
て出力する先読み要求出力手段と、この先読み要求出力
手段により出力した前記先読み要求の中から特定の先読
み要求をキャンセルするためのキャンセル信号を補助記
憶装置に対して出力するキャンセル信号出力手段と、を
備えたことを特徴としている。

【００１０】このコントローラ装置の形態としては、Ｐ
Ｃまたはホストとハードディスク装置等の補助記憶装置
との間に、例えばハードディスクコントローラカード
(ＨＤＣカード)を設ける形態が考えられる。また、ＰＣ
またはホスト内部にその機能を設け、実質的にホスト装
置と補助記憶装置との間にコントローラ装置が設けられ
る形態も含まれるものである。補助記憶装置の内部に設
けられた内部コントローラとは区別されるものであれ
ば、その形態が問われるものではない。また、この先読
み要求出力手段により出力されるデータの先読み要求
は、直ぐにその場で実行されるノン・キュー要求または
補助記憶装置に一旦は待ち行列の形で保持されるタグ・
キュー要求であることを特徴とすれば、予測されるコマ
ンドに応じて最適な要求を補助記憶装置に送信すること
ができる点で好ましい。特に、このキャンセル信号出力
手段から出力されるキャンセル信号は、タグ・キュー要
求に対してはキャンセルしたいタグ番号が指定されたキ
ャンセル信号であることを特徴とすれば、実行中の任意
のコマンドをキャンセルすることが可能となり、システ
ム全体のパフォーマンスの向上が図れる点で優れてい
る。

【００１１】また、このキャンセル信号出力手段から出
力されるキャンセル信号は、ＡＴＡ関連インターフェイ
スにおけるＮＯＰコマンドを拡張し、引数にキャンセル
したいタグ番号を指定したコマンドであることを特徴と
することもできる。更に、実行中のコマンドに対してキ
ャンセル信号出力手段から出力されるキャンセル信号
は、ＡＴＡ関連インターフェイスにおけるデバイス・コ
ントロール・レジスタの空きビットを用い、ソフトリセ
ットを発行する形にて実行中のコマンドだけを中断させ
る信号であることを特徴とすることもできる。このＡＴ
Ａ(AT Attachment)関連インターフェイスとしては、関
連するＡＴＡＰＩ(ＡＴＡ Packet Interface)などの拡
張プロトコル等を含むものである。

【００１２】また、本発明は、データを記憶すると共に
キャッシュメモリを有するディスク状記憶装置に接続さ
れ、このディスク状記憶装置を制御するディスクコント
ローラであって、ホストにて実行されるアプリケーショ
ンプログラムからディスク状記憶装置に対してなされる
真のアクセス要求を、アプリケーションプログラムから
直接トレースするアクセス要求トレース部と、このアク
セス要求トレース部によりトレースされた真のアクセス
要求に基づいて今後予想される投機的な要求を決定する
投機的要求決定部と、この投機的要求決定部により決定
された投機的要求をディスク状記憶装置に対して発行す
るアクセス要求発行部と、を含むことを特徴としてい
る。

【００１３】この「真のアクセス要求」は、アクセス要
求がまとめられたり、並べ直されたりしていないアプリ
ケーションプログラムからのそのままの要求であれば、
予測の正確性を各段に上昇させることができる点で好ま
しい。また、アクセス要求トレース部は、アプリケーシ
ョンプログラムからなされた複数の要求をその順序情報
と共に記憶し、アクセス要求の足跡を把握できる形態に
あることが好ましい。尚、このディスクコントローラの
形態としては、ディスク状記憶装置の内部に設けられる
内部コントローラと区別されるものであれば、その適用
形態が問われるものではない。この内部コントローラと
区別されることで、ディスク状記憶装置の内部コントロ
ーラで行われていた業務の一部を移管し、更に優れたア
クセス要求パターンの解析を行うことが可能となる点で
優れている。

【００１４】更に、アクセス要求発行部から発行された
投機的要求の中からキャンセルすべき特定の投機的要求
を決定するキャンセル要求決定部と、このキャンセル要
求決定部により決定された特定の投機的要求に対し、デ
ィスク状記憶装置に対してキャンセル指示を発行するキ
ャンセル指示発行部とを更に備えたことを特徴とすれ
ば、実行中または実行前の要求を必要に応じてキャンセ
ルすることが可能となり、予測が外れたときのパフォー
マンスの劣化を最小限に留めることができる点で優れて
いる。

【００１５】このアクセス要求発行部から発行される投
機的要求は、ディスク状記憶装置の媒体から直ぐにデー
タ読み出しを実行する要求であり、このキャンセル指示
発行部より発行されるキャンセル指示は、実行中の要求
を中断させる指示であることを特徴とすれば、実行中の
要求であっても速やかにキャンセルすることでパフォー
マンスの向上を図ることが可能である。また、このアク
セス要求発行部から発行される投機的要求は、タグ番号
を指定してディスク状記憶装置の内部に待ち行列として
保持されるコマンドの要求であり、キャンセル指示発行
部より発行されるキャンセル指示は、待ち行列中の要求
の中から特定のタグ番号に該当する要求をキャンセルす
る指示であることを特徴とすれば、複数の要求を「待ち
行列」に入れることができると共に、予測が外れたとき
でも、その「待ち行列」から外すことで実行前の要求に
対する不要なアクセスを防止することができる点で好ま
しい。

【００１６】また、本発明の補助記憶装置は、データを
記憶する記憶媒体と、予測される読み出し要求が実行さ
れ、この記憶媒体からデータを読み出して一時的に蓄積
するキャッシュメモリと、タグ番号の情報を含むこのキ
ャッシュメモリへの予測読み出し要求を外部コントロー
ラ側から受信するインターフェイスと、このインターフ
ェイスにより受信した予測読み出し要求に対し、タグ番
号によりこの要求が識別された待ち行列の状態にて、要
求実行前の複数の要求を保持するコントローラとを備
え、このインターフェイスは、要求の実行をキャンセル
すべき特定タグ番号を指定したキャンセル信号を外部コ
ントローラから受信し、コントローラは、キャンセル信
号を解析すると共に、指定された特定タグ番号に対応す
る要求を待ち行列から削除することを特徴としている。

【００１７】ここで、複数の要求を「待ち行列」に入れ
ることで、コントローラは、補助記憶装置内部で実行順
序の効率等を考慮した上で順番を変えて要求を実行する
ことが可能となる。更に、実行前の要求を簡易にキャン
セルすることができ、外部コントローラによる予測が外
れた場合であってもパフォーマンスの劣化を最小限に抑
えることが可能となる。また、このインターフェイス
は、実行中の要求がキャンセルされた場合に実行中のデ
ータのどこまでが有効データかを外部コントローラ側に
対して送信することを特徴とすれば、外部コントローラ
側にて、次に送信すべき予測読み出し要求を正確に決定
できる点で優れている。

【００１８】また、本発明が適用されたコンピュータ装
置は、アプリケーションプログラムを実行するホスト
と、キャッシュメモリおよび内部コントローラを有する
と共に、ホストからのアクセス要求に基づいてデータを
リード・ライトする外部記憶装置と、この外部記憶装置
を制御するコントローラとを備え、このコントローラ
は、ホストから出力されたアクセス要求に基づいてその
後にアクセス要求されると予想されるデータの先読み要
求を外部記憶装置に対して出力すると共に、この先読み
要求をキャンセルするためのキャンセル信号を外部記憶
装置に対して出力することを特徴としている。

【００１９】また、この先読み要求は外部記憶装置の記
憶媒体からキャッシュメモリに対して直ぐにデータ読み
出しを実行する要求であり、キャンセル信号はこの要求
により実行中のコマンドを中断させる信号であることを
特徴とすることができる。更に、この先読み要求は識別
番号を付した状態で外部記憶装置の内部メモリによって
管理されるコマンドの要求であり、キャンセル信号はこ
の内部メモリによって管理されるコマンドの中からキャ
ンセルすべき特定の識別番号を指定する信号であること
を特徴とすることができる。また更に、この外部記憶装
置は、コントローラから出力されたキャンセル信号を解
析して先読み要求をキャンセルすると共に、キャッシュ
メモリに書き込まれたデータのどこまでが有効データか
を示す最終有効データの情報をこのコントローラに対し
て出力することを特徴とすれば、キャンセルした要求の
一部のデータをコントローラが有効に利用できる点で好
ましい。

【００２０】また、この発明に係る補助記憶装置の制御
方法は、アプリケーションからのコマンド発行を受け取
るステップと、このアプリケーションから受けたコマン
ドの流れを解析するステップと、解析されたこのコマン
ドの流れに基づいて、先行して読み出すべきデータを指
示する投機コマンドが必要か否かを判断するステップ
と、この投機コマンドが必要と判断された場合には、補
助記憶装置に対して投機コマンドを発行するステップ
と、それまでに発行した投機コマンドを検証するステッ
プと、検証結果によって不要な発行済み投機コマンドが
存在すると判断される場合には、補助記憶装置に対して
キャンセルコマンドを発行するステップと、を含むこと
を特徴としている。

【００２１】この投機コマンドは、補助記憶装置の媒体
から直ぐにデータ読み出しを実行すべき要求を含むもの
であり、このキャンセルコマンドは、投機コマンドを実
行中にこの投機コマンドを中断させることを特徴とすれ
ば、現在実行中の要求に対しても適切にキャンセルする
ことが可能となる点で好ましい。また、この投機コマン
ドは、補助記憶装置の内部に待ち行列として保持される
要求を含むものであり、このキャンセルコマンドは、投
機コマンドにより保持された待ち行列中のコマンドの中
から特定のコマンドを選定して待ち行列から削除するこ
とを特徴とすることができる。更に、この投機コマンド
は、タグ番号を指定して保持される要求を含むものであ
り、このキャンセルコマンドは、キャンセルしたいタグ
番号を指定することを特徴とすれば、「待ち行列」とし
て補助記憶装置内に保持されるタグ・キュー(Tagged Qu
eue)要求に対し、タグ番号の指定による簡単な指示によ
り投機コマンドのキャンセルをすることが可能となる。
また、補助記憶装置からキャンセル処理終了後の最終有
効データの情報を受信するステップとを更に具備したこ
とを特徴とすれば、例えば既にアクセスしたデータを有
効に活用でき、システム全体のパフォーマンスの向上を
図ることができる点で優れている。

【００２２】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１は、本実施の形態１におけるコンピュータ装置(コ
ンピュータシステム)の概略構成を示す図である。同図
に示すように、このコンピュータ装置は、ホスト(ＨＯ
ＳＴ)側１０として、ＣＰＵ１２、第１ブリッジ回路１
３およびメインメモリ１４を備えている。このＣＰＵ１
２は、外部バス１１ａを介して第１ブリッジ回路１３に
接続されている。また、第１ブリッジ回路１３は、外部
バス１１ｂを介してメインメモリ１４が接続されてい
る。また第１ブリッジ回路１３には、周辺装置を拡張す
る際に用いられる拡張バス１５が接続されている。この
第１ブリッジ回路１３には、例えば、図示しないＣＰＵ
インターフェイス、メモリコントローラ、クロック発生
器、ＰＣＩバス(Peripheral Component Interconnect b
us)インターフェイス等の機能が搭載されている。アプ
リケーションプログラムは、メインメモリ１４に格納さ
れたプログラムに基づいてＣＰＵ１２により実行され
る。また、メインメモリ１４には、デバイスドライバの
プログラムが格納されており、このデバイスドライバは
アプリケーションプログラムとは独立して、後述するＨ
ＤＤ装置２２への読み書きの指示を行っている。

【００２３】拡張バス１５には、ＨＤＣ(Hard Disk Con
troller)カード２１が接続されている。また、ＨＤＣカ
ード２１には、バス２０ａを介して補助記憶装置(外部
記憶装置)としてのＨＤＤ(Hard Disk Drive)装置２２が
接続されており、更に、バス２０ｂを介してＣＤ-ＲＯ
Ｍ装置２３が接続されている。このＨＤＣカード２１
は、ＨＤＤ装置２２やＣＤ-ＲＯＭ装置２３に対して外
部コントロール装置として機能しており、特に、ＨＤＤ
装置２２の制御機能の拡張や、他のＨＤＤ装置の増設時
に用いられる。また、ＨＤＤ装置２２には、ディスクキ
ャッシュ５４が設けられており、予測されるデータを予
めキャッシュしておき、時間のかかる媒体へのアクセス
を最小限に抑えるように構成されている。更に、本実施
の形態では、バス２０ａはＡＴＡ(AT Attachment)バス
により構成されており、バス２０ｂは例えばＡＴＡ/Ａ
ＴＡＰＩ(ATA Packet Interface)バスにより構成されて
いる。

【００２４】図２は、ＨＤＤ装置２２の概略構成を示す
図である。同図に示されるように、ＨＤＤ装置２２は、
駆動機構として、記憶媒体としてデータを記憶する磁気
ディスク４１、磁気ディスク４１を回転駆動するスピン
ドルモータ４２を備えている。磁気ヘッド４３は、磁気
ディスク４１へのデータの記録・再生(リード・ライト)
を行う。ヘッドアーム４４は、その先端に磁気ヘッド４
３を備え、磁気ディスク４１の記録面の上空を移動して
いる。また、アクチュエータ４５は、ヘッドアーム４４
を保持すると共にヘッドアーム４４を回転駆動させてい
る。これらによって、磁気ヘッド４３は、磁気ディスク
４１の略半径方向を移動し、磁気ディスク４１の記録面
における任意の位置にてアクセスできるように構成され
ている。

【００２５】磁気ディスク４１、スピンドルモータ４
２、磁気ヘッド４３およびアクチュエータ４５から構成
される駆動機構は、制御回路５０によって制御されてい
る。この制御回路５０は、ＨＤＣ(Hard Disk Controlle
r)５１、制御用メモリ５３、ディスクキャッシュ５４お
よびホストＩ/Ｆ５５を備えており、これらはバス５６
を介して相互に接続されている。

【００２６】ＨＤＣ５１は、ＨＤＤ装置２２の内部コン
トローラとして、制御用メモリ５３に記憶された制御プ
ログラムと制御データに従ってＨＤＤ装置２２の全体を
制御している。このＨＤＣ５１は、サーボ制御やデータ
のリード・ライト時の誤り制御の為の演算処理を実行し
ている。これによって、スピンドルモータ４２やアクチ
ュエータ４５を駆動し、磁気ヘッド４３の記録用ヘッド
および再生用ヘッドを用いてリード・ライトを実行して
いる。また、ＨＤＣ５１は、記憶媒体としての磁気ディ
スク４１に記録されるデータの一部をディスクキャッシ
ュ５４に保持し、また、磁気ディスク４１に格納されて
いるデータの一部を先読みしてディスクキャッシュ５４
に保持するための制御を行っている。

【００２７】制御用メモリ５３には、ＨＤＣ５１により
実行される制御プログラムおよびこの制御プログラムに
より使用される制御データが格納されている。ディスク
キャッシュ５４は、磁気ディスク４１に記録される書き
込みデータを一時的に記憶すると共に、磁気ディスク４
１から読み出された読み出しデータを一時的に記憶する
ためのキャッシュメモリとしての機能を有する。このデ
ィスクキャッシュ５４は、例えばＤＲＡＭから構成され
ており、数Ｍ〜数十ＭＢの記憶容量を備えている。ま
た、ホストＩ/Ｆ５５は、ＨＤＣカード２１との間でデ
ータやコマンドを送受するインターフェイス回路であ
る。

【００２８】このホストＩ/Ｆ５５は、外部コントロー
ラであるＨＤＣカード２１から先読みデータに関する情
報として、今後読み出しが予測される複数の種類からな
る要求を受信する。これらの要求は、直ぐにその場で実
行するための要求であるノン・キュー(Non Queue)要求
と、直ぐには実行されないタグを付したタグ・キュー(T
agged Queue)要求とに大別される。ノン・キュー要求を
受け取ると、ＨＤＣ５１は、直ぐに磁気ディスク４１か
らの読み出しを開始し、読み出したデータをディスクキ
ャッシュ５４に格納する。一方、タグ・キュー要求を受
け取ると、ＨＤＣ５１は、複数の要求を一旦、「待ち行
列」という形で保持する。この「待ち行列」は、例えば
レーテンシィが少なくなるような順番にて内部的に要求
を実行できるように順番が決定される。保持された複数
の要求は、このように実行順序の効率等が考慮され、順
番を変えた上で読み出しが実行される。更に、ホストＩ
/Ｆ５５は、ＨＤＣカード２１からキャンセル要求を受
信する。また、作成された実行中のコマンドをキャンセ
ルしたときにＨＤＣ５１により有効データが作成される
が、この有効データは、ホストＩ/Ｆ５５を介してＨＤ
Ｃカード２１に発行される。

【００２９】図３は、ＨＤＣカード２１の概略構成を示
す図である。ＨＤＣカード２１は、ＨＤＣ３１、制御用
メモリ３３、ディスクキャッシュ３４、Ｉ/Ｏポート３
５、３６およびホストＩ/Ｆ３７を備えており、ＨＤＤ
装置２２の外部コントローラとして機能している。この
ＨＤＣ３１、制御用メモリ３３、ディスクキャッシュ３
４、およびホストＩ/Ｆ３７は、バス３８ｃを介して相
互に接続されている。Ｉ/Ｏポート３５はバス３８ａを
介してＨＤＣ３１に接続されており、また、Ｉ/Ｏポー
ト３６はバス３８ｂを介してＨＤＣ３１に接続されてい
る。このＨＤＣ３１は、制御用メモリ３３に記憶されて
いる制御プログラムおよび制御データに基づいてＨＤＣ
カード２１の全体を制御している。また、ＨＤＣ３１
は、ＨＤＤ装置２２に格納されるデータの一部をディス
クキャッシュ３４に保持するための制御を実施してい
る。

【００３０】制御用メモリ３３には、ＨＤＣ３１により
実行される制御プログラムと、この制御プログラムに使
用される制御データが格納されている。ディスクキャッ
シュ３４は、ＨＤＤ装置２２に記憶される書き込みデー
タの一時記憶と、ＨＤＤ装置２２から読み出されたデー
タの一時記憶を行うキャッシュメモリとしての機能を備
えている。このディスクキャッシュ３４は、図２に示す
ＨＤＤ装置２２に設けられたディスクキャッシュ５４に
対して上位のキャッシュメモリに相当し、例えばＤＲＡ
Ｍにより構成されて数Ｍ〜数十ＭＢの記憶容量を有して
いる。更に、Ｉ/Ｏポート３５には、バス２０ａを介し
て補助記憶装置としてのＨＤＤ装置２２が接続され、Ｉ
/Ｏポート３６には、バス２０ｂを介してＣＤ-ＲＯＭ装
置２３が接続されている。また、ホストＩ/Ｆ３７は、
拡張バス１５と接続されており、ホスト側と接続されて
データを送受するインターフェース回路である。

【００３１】ＨＤＣカード２１は、コンピュータ装置
(コンピュータシステム)の起動時にＨＤＤ装置２２との
間で設定情報を送受し、送受された設定情報に基づいて
ＨＤＣカード２１に初期設定を行う。また、本実施の形
態では、従来、ＨＤＤ装置２２単体で行っていたホスト
からの要求データの予測を、ＨＤＣカード２１により実
行するようにして、予測の精度を上げ、更に要求パター
ンを細かく解析して詳細な予測を可能とするように構成
されている。そのために、ＨＯＳＴ側１０のアプリケー
ションから発せられるＨＤＤ装置２２に対する実行要求
を、まとめや並び替え等が行われていない、そのままの
形、即ち、「真のアクセス要求」を、ホストＩ/Ｆ３７
から受信するように構成されている。更に、Ｉ/Ｏポー
ト３５からは、ＨＤＤ装置２２に対して真の「予測」に
基づく投機的な要求が発行されると共に、後述するキャ
ンセル信号が発せられるように構成されている。

【００３２】ここで、ＨＤＣ３１の機能をブロック的に
表現する。図３に示すように、ＨＤＣ３１は、アクセス
要求トレース部６１、投機的要求決定部６２、投機的要
求検証部６３、およびキャンセル要求決定部６４とを備
えている。アクセス要求トレース部６１は、アプリケー
ションから発行されたコマンド(アクセス要求)を受け
て、その要求を記憶し、更に、そのコマンドの足跡、流
れを解析してトレースしている。投機的要求決定部６２
は、アクセス要求トレース部６１にてトレースされた要
求を解析し、次に要求が来るであろうコマンドを能動的
に決定している。投機的要求検証部６３は、既にＨＤＤ
装置２２に対して発行された投機的(speculation)要求
(投機コマンド)を蓄積して解析、検証している。また、
キャンセル要求決定部６４は、投機的要求検証部６３に
よる検証結果を受けて、既に発行され且つキャンセルす
べき投機的要求を決定するように構成されている。この
決定を受けてキャンセルコマンドが発行される。

【００３３】次に、本実施の形態における投機コマンド
およびキャンセルコマンド発行の流れについて、図１〜
図４を用いて説明する。図４は、アプリケーションプロ
グラム、ＨＤＣカード２１およびＨＤＤ装置２２の３者
でのやりとりを、ＨＤＣカード２１の動きから説明する
ものである。まず、ＨＤＣカード２１のＨＤＣ３１は、
ＨＯＳＴ側１０のアプリケーションからのコマンドの発
行を待つ(ステップ１０１)。アプリケーションからのコ
マンドの発行を検出すると(ステップ１０２)、それまで
のアプリケーションからのコマンドの流れを解析する
(ステップ１０３)。即ち、ＨＤＣ３１のアクセス要求ト
レース部６１は、複数受けた真のアクセス要求のコマン
ドを常時モニターして予測を立てておく。尚、ステップ
１０２にて，アプリケーションからのコマンドの発行が
なされない場合には、ステップ１０１のアプリケーショ
ンからのコマンドの発行を待つ。ステップ１０３の後、
投機的要求決定部６２では、投機コマンドが必要かどう
かを判断する(ステップ１０４)。この予測としては、例
えば、幾つかのアクセス要求パターンを格納しておき、
トレースした真のアクセス要求がこれらの格納パターン
と一致するか否かを判断する方法がある。本実施の形態
では、予測手法については従来の技術を採用すれば足
り、例えば、“Look Ahead”と呼ばれる先読みによるデ
ータ読み出しのアルゴリズムを用いた予測を用いること
もできる。このような予測により投機コマンドの発行が
必要になると、ＨＤＣ３１は、Ｉ/Ｏポート３５を経て
バス２０ａを介し、ＨＤＤ装置２２に対して投機コマン
ドを発行する(ステップ１０５)。尚、ステップ１０４に
て投機コマンドが必要でないと判断された場合には、そ
のまま、後述するステップ１０６に移る。

【００３４】ＨＤＤ装置２２に対して投機コマンドを発
行したＨＤＣ３１は、投機的要求検証部６３にて、それ
までに発行した投機コマンドの検証を行う(ステップ１
０６)。キャンセル要求決定部６４は、この検証によっ
て不要な発行済み投機コマンドが存在するか否かを判断
する(ステップ１０７)。不要な発行済み投機コマンドが
存在しない場合には、ステップ１０１であるアプリケー
ションからのコマンドの発行待ちに戻る。不要な発行済
み投機コマンドが存在する場合には、Ｉ/Ｏポート３５
を経てバス２０ａを介し、ＨＤＤ装置２２に対してキャ
ンセルコマンドを発行する(ステップ１０８)。その後、
ステップ１０１であるアプリケーションからのコマンド
の発行待ちに戻り、今まで説明した、投機コマンドおよ
びキャンセルコマンド発行の流れを繰り返すように構成
されている。

【００３５】ここで、投機コマンドとしては、前述のよ
うにノン・キュー要求とタグ・キュー要求が発行される
が、ノン・キュー要求の投機コマンドについては、ＨＤ
Ｄ装置２２にて直ぐに読み出しが実行される。そのため
に、バス２０ａが使用された状態でキャンセルコマンド
を発行する必要がある。本実施の形態では、これら実行
中のキャンセル要求に対しては、所謂ソフト・リセット
と同様な機能を用いてＨＤＤ装置２２に対してキャンセ
ルをかけるように構成されている。また、一方で、実行
中の要求がキャンセルされた場合に、実行中のデータの
どこまでが有効データかを把握することができれば、キ
ャンセルした要求の一部のデータを有効利用できる点で
好ましい。かかる点を考慮して、本実施の形態では、Ｈ
ＤＤ装置２２によるキャンセル処理後、空きレジスタに
最終有効データのＬＢＡ(LogicalBlock Address)を、Ｈ
ＤＣカード２１に対して返すように構成し、ＨＤＣ３１
にてどこまでが有効データかを認識できる方法を確立し
ている。

【００３６】また、タグ・キュー要求が発行された後、
ＨＤＤ装置２２により実際に実行された要求は、ＨＤＣ
３１にて常に認識された状態にある。投機的要求検証部
６３では、これらの実行済みの要求を踏まえて投機コマ
ンドを検証している。実行前のタグ・キュー要求をキャ
ンセルする場合には、タグ番号を指定してキャンセルす
ることで、ＨＤＤ装置２２で「待ち行列」に入っている
複数の要求から、特定のタグ・キュー要求をキャンセル
することが可能となる。また、タグ・キュー要求であっ
ても現在実行中の要求に関しては、ノン・キュー要求に
おけるキャンセルと同様な方法にてキャンセルをかける
ことが可能である。この際には、どこまでが有効データ
かの情報が、前述と同様に、ＨＤＤ装置２２からＨＤＣ
カード２１に対して発行される。

【００３７】次に、本実施の形態にて用いるコマンドに
ついて、具体例を用いて詳述する。図５(ａ)、(ｂ)は、
本実施の形態で用いるＡＴＡインターフェイス規格にお
けるリード・コマンドの一例を示している。図５(ａ)は
ノン・キュー(Non Queue)要求、図５(ｂ)はタグ・キュ
ー(Tagged Queue)要求に使用するリードＤＭＡ(Direct
Memory Access)コマンドである。コマンドブロックに
は、フィーチャ、セクタ・カウント、セクタ・ナンバー、
シリンダ・ロー、シリンダ・ハイ、デバイス/ヘッドお
よびコマンドの各レジスタがあり、これらは全て８ビッ
ト幅である。ＡＴＡの全ての動作は、コマンドレジスタ
にコマンドコードを書き込むことによって実行される。
本実施の形態では、ＬＢＡ(Logical Block Address)方
式を採用することから、デバイス/ヘッド・レジスタの
上位４ビットのうち、上から２ビット目を“１”(High)
としてＬＢＡ方式を選択している。そのために、セクタ
・カウント、シリンダ・ローおよびシリンダ・ハイの各
レジスタによる３バイトと、デバイス/ヘッド・レジス
タの下位４ビットによってＬＢＡを指定する。

【００３８】図６(ａ)、(ｂ)、（ｃ）は、本実施の形態
で用いるＡＴＡインターフェイス規格におけるレジスタ
および規格を拡張したコマンドを示している。本実施の
形態では、これらのレジスタおよびコマンドを用いて、
既に発行した投機コマンドをキャンセルするように構成
している。ここで、図６(ａ)は８ビットのデバイス・コ
ントロール・レジスタであり、下位３ビット目の“ｂ
２”にＳＲＳＴ＝１を書き込むと、全てのデバイスがリ
セットされる。本実施の形態では、所定の空きビットを
用いて、実行中のコマンドだけをキャンセルするように
構成している。また図６(ｂ)は本実施の形態のために改
良されたＮＯＰコマンドである。従来のＮＯＰコマンド
では、全てのキュー・コマンドをキャンセルすることは
可能であったが、特定コマンドだけをキャンセルさせる
指示を発行することはできなかった。そこで、本実施の
形態では、セクタ・カウント・レジスタの上位５ビット
である、ビット７からビット３を用いて、キューからキ
ャンセルしたいタグ番号を指定できるように構成し、不
要なアクセス要求だけをＨＤＤ装置２２にキャンセルさ
せることを可能とした。また、図６(ｃ)は、図６(ｂ)に
示すＮＯＰコマンドのフィーチャ(Features)・レジスタ
の内容を示したものである。コード“００ｈ”では、全
てのコマンドをキャンセルするアクションを示してい
る。また、コード“０２ｈ”では、指定したタグをキャ
ンセルするアクションを示している。更に、他のコード
では、何もしないアクションを示している。

【００３９】次に、本実施の形態を用いたアクセスの一
例について、図７〜図９を用いて説明する。ここで、図
７はアクセスの一例における概要を示す説明図である。
また、図８は、この図７のアクセス例でノン・キュー要
求のケースにおけるコマンドの一例を説明するための図
である。また、図９は、図７のアクセス例でタグ・キュ
ー要求のケースにおけるコマンドの一例を説明するため
の図である。

【００４０】まず、図７を用いてアクセス例を説明す
る。図７では、最初に、アプリケーションから[ＬＢ
Ａ：０から１０ブロック]の読み出し要求、次に、ア
プリケーションから[ＬＢＡ：１００から１０ブロック]
の要求、次に、アプリケーションから[ＬＢＡ：１０
から１０ブロック]の要求があった場合を示している。
図３に示すＨＤＣ３１のアクセス要求トレース部６１
が、このの要求をトレースし、これらの要求に基
づいてＨＤＣ３１の投機的要求決定部６２が、次に[Ｌ
ＢＡ：１１０から]の要求が来ることを予測した。この
予測に基づいて、投機コマンド[ＬＢＡ：１１０から
５０ブロック]を決定した状態を示している。また、予
測に反してアプリケーションから[ＬＢＡ：２０から
１０ブロック]の読み出し要求があった場合を示してい
る。

【００４１】この図７におけるアクセス例で、ＨＤＣカ
ード２１からＨＤＤ装置２２に発行されるノン・キュー
要求のコマンド例を、図８を用いて説明する。図８(ａ)
は、図７の、アプリケーションから[ＬＢＡ：０から
１０ブロック]の要求があった場合、ＨＤＤ装置２２に
発行されるＡＴＡコマンド(図５(ａ))である。ＬＢＡレ
ジスタのビットは、全て“０”であり、セクタ・カウン
ト・レジスタは、ブロック数“１０”を示している。ま
た、コマンド・レジスタは、“Ｃ８ｈ”で、「リトライ
有り」を示している。図８(ｂ)では、の要求、即ち、
アプリケーションから[ＬＢＡ：１００から１０ブロッ
ク]の要求があり、ＬＢＡ“１００”、セクタ・カウン
ト“１０”がＨＤＤ装置２２に発行される。図８(ｃ)で
は、の要求、即ち、アプリケーションから[ＬＢＡ：
１０から１０ブロック]の要求があり、ＬＢＡ“１
０”、セクタ・カウント“１０”がＨＤＤ装置２２に発
行される。

【００４２】図８(ｄ)は、アプリケーションからの
の要求に基づき、次に[ＬＢＡ：１１０から]の要求が
来ることを予測して、[ＬＢＡ：１１０から５０ブロッ
ク]の要求をの投機コマンドとしてＨＤＤ装置２２に
発行した場合を示している。ＬＢＡ“１１０”、セクタ
・カウント“５０”がＨＤＤ装置２２に発行される。こ
れらのコマンド例から明らかなように、ＨＤＤ装置２２
では、真のアクセス要求に基づくコマンドか、投機コマ
ンドか、の区別は行われない。図８(ｅ)は、予測に反し
てアプリケーションから[ＬＢＡ：２０から１０ブロッ
ク]の要求があったので、の要求をキャンセルするコ
マンドをＨＤＤ装置２２に発行している。ここでは、図
６(ａ)に示したデバイス・コントロール・レジスタの例
えば下位４ビット目である(bit３)を１にしている。こ
のように本実施の形態では、デバイス・コントロール・
レジスタの空きビットを使用し、処理としてはコマンド
の実行中にソフト・リセットを発行するイメージで、実
行中のコマンドを中断させている。これにより、図３に
示すバス２０ａが使用されている状態でも、ＨＤＤ装置
２２に対し、実行中のコマンドを中断させることが可能
となる。

【００４３】この実行中のコマンドが中断された場合
に、本実施の形態では、ＨＤＤ装置２２からＨＤＣカー
ド２１に対して、実行されたデータのどこまでが有効デ
ータかを知らせるように構成している。より具体的に
は、例えば、図５(ａ)に示したノン・キュー要求に使用
するリード・コマンドと同様なインターフェイスを用
い、そのレジスタに最終有効データのＬＢＡを挿入し
て、ＨＤＣカード２１に対して通知すれば良い。このよ
うに構成することで、キャンセルした要求の一部のデー
タをＨＤＣカード２１が有効に利用することができ、シ
ステム全体のパフォーマンスを向上させることが可能と
なる。尚、インターフェイスは任意に選択することが可
能であり、任意の空きレジスタに最終有効データのＬＢ
Ａを付するような方法にて、有効データのレポートを行
うことが可能である。その後、図８(ｆ)に示すように、
上記のアプリケーションの要求[ＬＢＡ：２０から１
０ブロック]が、ＨＤＤ装置２２に対して発行される。

【００４４】次に、図７におけるアクセス例で、ＨＤＣ
カード２１からＨＤＤ装置２２に発行されるタグ・キュ
ー要求のコマンド例を、図９を用いて説明する。図９
(ａ)は、図７の、アプリケーションから[ＬＢＡ：０
から１０ブロック]の要求があった場合、ＨＤＤ装置２
２に発行されるＡＴＡコマンド(図５(ｂ))である。フィ
ーチャ・レジスタでは、セクタ・カウント数として、ブ
ロック数“１０”を示している。また、セクタ・カウン
ト・レジスタの上位５ビット(ビット３〜ビット７)を用
いてタグ番号を示しており、ビット３を１とした“０８
ｈ”によってタグ番号１を示している。ＬＢＡレジスタ
のビットは、全て“０”である。また、コマンド・レジ
スタは、“Ｃ７ｈ”で、このコマンドがリードＤＭＡ・
キュー・コマンドであることを示している。図９(ｂ)で
は、の要求、即ち、アプリケーションから[ＬＢＡ：
１００から１０ブロック]の要求があり、フィーチャ
“１０”、タグ番号を示すセクタ・カウントがビット４
を１とした“１０ｈ”によってタグ番号２を示し、ＬＢ
Ａ“１００”がＨＤＤ装置２２に発行される。図９(ｃ)
では、の要求、即ち、アプリケーションから[ＬＢ
Ａ：１０から１０ブロック]の要求があり、フィーチャ
“１０”、セクタ・カウント“１８ｈ”によってタグ番
号３、ＬＢＡ“１０”がＨＤＤ装置２２に発行される。

【００４５】図９(ｄ)は、アプリケーションからの
の要求に基づき、次に[ＬＢＡ：１１０から]の要求が
来ることを予測して、[ＬＢＡ：１１０から５０ブロッ
ク]の要求をの投機コマンドとしてＨＤＤ装置２２に
発行した場合を示している。フィーチャ“５０”、セク
タ・カウント“２０ｈ”によってタグ番号４、ＬＢＡ
“１１０”が発行される。このコマンドを受けたＨＤＤ
装置２２は、真のアプリケーションからの要求か、ＨＤ
Ｃカード２１によって生成された投機コマンドなのか、
を区別することがなく、同様な要求として「待ち行列」
に保持している。

【００４６】図９(ｅ)は、予測に反してアプリケーショ
ンから[ＬＢＡ：２０から１０ブロック]の要求があった
ので、の要求をキャンセルするコマンドをＨＤＤ装置
２２に発行している。ここでは、図６(ｂ)に示した拡張
ＮＯＰコマンドを用いて指示している。具体的には、フ
ィーチャ・レジスタを、図６(ｃ)に示す“０２ｈ”と
し、このコマンドが、キューを選択してキャンセルする
要求であることを、特記事項として示している。また、
キャンセルすべきキューの指定として、セクタ・カウン
ト・レジスタを用いて“２０ｈ”のタグ番号４を示して
いる。また、コマンド・レジスタは、このコマンドがＮ
ＯＰコマンドであることを示す“００ｈ”が送信され
る。その後、図９(ｆ)に示すように、上記のアプリケー
ションの要求[ＬＢＡ：２０から１０ブロック]を、セ
クタ・カウント“２８ｈ”でタグ番号５を示し、ＨＤＤ
装置２２に対して発行される。

【００４７】尚、タグ・キュー要求を行ったキューをキ
ャンセルする方法としては、コマンド実行中であれば、
その実行中のコマンドを中断させるように構成すること
もできる。この場合には、図８(ｅ)にて説明したノン・
キュー要求のキャンセルと同様な方法で、ソフトリセッ
トを発行するイメージにて実行中のコマンドを中断させ
ることが可能である。一方、実行中のコマンドが中断さ
れた場合には、前述と同様に、最終有効データのＬＢＡ
をＨＤＣカード２１にレポートすれば、キャンセルまで
の実行データを有効に利用できる点で優れている。この
ときのレポートの仕方は、前述の方法と同様な方法を採
用すれば良い。

【００４８】このように、本実施の形態によれば、ＨＤ
Ｄ装置２２が今まで行っていた処理の一部をＨＤＣカー
ド２１が分業し、ＨＤＣカード２１によって、アプリケ
ーションからの真の要求をもとに、高度な、且つ詳細な
予測を立てることが可能となる。特に、他のＨＤＤ装置
を増設して予測の正確性を増す場合に、拡張ボード等で
構成されるＨＤＣカード２１にこれらの予測とコマンド
発行機能を設けることで、機能拡張の際に最小限の変更
にて、高度なコントロールが可能となる。

【００４９】実施の形態２ 実施の形態１では、例えば拡張ボードに代表されるＨＤ
Ｃカード２１を用いてＨＤＤ装置２２へのコマンド発行
を制御したが、実施の形態２では、ＨＯＳＴ側にこのＨ
ＤＣカード２１の機能を備え、例えばマザーボードに設
けられたメインメモリにＨＤＤ装置２２へのコマンド発
行制御機能を備えたものである。尚、実施の形態１と同
様の機能については、同様の符号を用い、ここでは、そ
の詳細な説明を省略する。

【００５０】図１０は、実施の形態２におけるコンピュ
ータ装置(コンピュータシステム)の概略構成を示す図で
ある。同図に示すように、このコンピュータ装置では、
ＨＯＳＴ側７０における拡張バス１５に第２ブリッジ回
路７１が接続されている。この第２ブリッジ回路７１に
は、バス７５を介して図示しない周辺回路が接続可能で
ある。また、この第２ブリッジ回路７１には、バス７４
ａを介してＨＤＤ装置２２が接続され、バス７４ｂを介
してＣＤ-ＲＯＭ装置２３が接続されている。バス７５
は、例えばＩＳＡ(Industry Standard Architecture)バ
スから構成されている。また、本実施の形態では、バス
７４ａはＡＴＡバスにより構成されており、バス７４ｂ
は例えばＡＴＡ/ＡＴＡＰＩバスにより構成されてい
る。第２ブリッジ回路７１は、拡張バス１５と規格が異
なる拡張バスに周辺装置を接続するために設けられてい
る。第２ブリッジ回路７１は、ＰＣＩバスインターフェ
イス、ＩＳＡバスインターフェイス、システムＩ/Ｏコ
ントローラ、ＤＭＡコントローラ等の機能を有してい
る。

【００５１】メインメモリ８０は、ＣＰＵ７９の命令に
従って、ＨＤＤ装置２２との間でデータの授受を行う。
このメインメモリ８０には、プログラムであるデバイス
ドライバ８１が格納されており、デバイスドライバ８１
は、アプリケーションプログラムとは独立して、ＨＤＤ
装置２２への読み書きの指示を行っている。このデバイ
スドライバ８１には、その機能として、アプリケーショ
ンからのＨＤＤ装置２２に対するアクセス要求を解析し
てトレースするアクセス要求トレース部８２を有する。
また、アクセス要求トレース部８２にてトレースされた
要求を解析し、次に要求が来るであろうコマンドを能動
的に決定する投機的要求決定部８３を備える。また、投
機的要求決定部８３による決定に基づいて、投機的要求
(投機コマンド)をＨＤＤ装置２２に発行した後に、投機
的要求を蓄積して解析する投機的要求検証部８４を有し
ている。更に、この投機的要求検証部８４による検証結
果に基づいて、既に発行され且つキャンセルすべき投機
的要求を決定するキャンセル要求決定部８５を備えてい
る。

【００５２】これらの機能を有するデバイスドライバ８
１は、実施の形態１にて説明したＨＤＣカード２１のＨ
ＤＣ３１と同様に、ＨＤＤ装置２２に対して投機コマン
ドとキャンセルコマンドを発行する。即ち、デバイスド
ライバ８１から発せられたこれらのコマンドは、第１ブ
リッジ回路１３、第２ブリッジ回路７１を経て、バス７
４ａを介してＨＤＤ装置２２に対して発行される。ＨＤ
Ｄ装置２２では、実施の形態１と同様に、これらのコマ
ンドを解析する。タグ・キュー要求に対しては、「待ち
行列」としてその内部にアクセス要求を保持し、キャン
セル要求に基づいて指示されたタグのキューをキャンセ
ルする。また、実行中のコマンドに対してキャンセルコ
マンドが発行された場合には、直ぐに実行を中断すると
共に、デバイスドライバ８１に対して実行中のどこまで
が有効データかを示すＬＢＡを返すように構成されてい
る。このように、実施の形態２によれば、ＨＤＣカード
２１等の拡張ボードを用いることなく、ホスト(ＨＯＳ
Ｔ)側にてＨＤＤ装置２２による制御を実行することが
できる。これにより、予め、ディスク装置(ＨＤＤ装置
２２等)の拡張性を考慮して設計することが可能であれ
ば、拡張ボードを別個、設ける態様に比べて、コストを
低く抑えることが可能である。

【００５３】以上説明したように、本実施の形態１およ
び２によれば、アプリケーションからの真の要求を解析
してアクセス要求を解析することができるので、予測の
正確性を増した「真の予測」を行うことができる。ま
た、ＨＤＤ装置２２で行っていた処理の一部を分業する
形で予測することから、ＨＤＤ装置２２の内部コントロ
ーラに大きな負荷をかけることなく、詳細な、且つ大掛
かりな予測であっても実行することが可能となり、ＣＰ
Ｕにおけるパワーの有効利用と、予測の適合性を大きく
高めることが可能となる。更に、本実施の形態によれ
ば、ノン・キュー要求、タグ・キュー要求に分けてＨＤ
Ｄ装置２２に対してコマンドを発行することができると
共に、これらのアクセス要求に対してキャンセルする仕
組みを持つことが可能となる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アプリケーションからの真の要求に対して外部コントロ
ーラにより詳細な解析・予測を行い、ＨＤＤ等の補助記
憶装置に対して先読み要求を発行することで、予測の正
確性を増すことができる。また、実行中または実行前の
要求を、外部コントローラからキャンセルできる仕組み
を持つことで、予測が外れたときのパフォーマンスの劣
化を最小限に抑え、システム全体のパフォーマンスを向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態１におけるコンピュータ装置
(コンピュータシステム)の概略構成を示す図である。

【図２】 ＨＤＤ装置２２の概略構成を示す図である。

【図３】 ＨＤＣカード２１の概略構成を示す図であ
る。

【図４】 本実施の形態における投機コマンドおよびキ
ャンセルコマンド発行の流れを説明するためのフローチ
ャートである。

【図５】 (ａ)、(ｂ)は、本実施の形態で用いるＡＴＡ
インターフェイス規格におけるリード・コマンドの一例
を示す図である。

【図６】 (ａ)、(ｂ)、（ｃ）は、本実施の形態で用い
るＡＴＡインターフェイス規格におけるレジスタおよび
規格を拡張したコマンドの一例を示す図である。

【図７】 アクセスの一例における概要を示す説明図で
ある。

【図８】 ノン・キュー要求におけるコマンドの一例を
説明するための図である。

【図９】 タグ・キュー要求におけるコマンドの一例を
説明するための図である。

【図１０】 実施の形態２におけるコンピュータ装置
(コンピュータシステム)の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１０…ホスト(ＨＯＳＴ)側、１１ａ,１１ｂ…外部バ
ス、１２…ＣＰＵ、１３…第１ブリッジ回路、１４…メ
インメモリ、１５…拡張バス、２０ａ,２０ｂ…バス、
２１…ＨＤＣカード、２２…ＨＤＤ装置、３１…ＨＤ
Ｃ、３３…制御用メモリ、３４…ディスクキャッシュ、
３５,３６…Ｉ/Ｏポート、３７…ホストＩ/Ｆ、３８ａ,
３８ｂ,３８ｃ…バス、５０…制御回路、５３…制御用
メモリ、５４…ディスクキャッシュ、５５…ホストＩ/
Ｆ、６１…アクセス要求トレース部、６２…投機的要求
決定部、６３…投機的要求検証部、６４…キャンセル要
求決定部、７０…ＨＯＳＴ側、７１…第２ブリッジ回
路、７４ａ,７４ｂ…バス、７９…ＣＰＵ、８０…メイ
ンメモリ、８１…デバイスドライバ、８２…アクセス要
求トレース部、８３…投機的要求決定部、８４…投機的
要求検証部、８５…キャンセル要求決定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 9/34 ３５０ Ｇ０６Ｆ 9/34 ３５０Ａ 9/38 ３１０ 9/38 ３１０Ａ (71)出願人 599152728 プロミス・テクノロジー・インク アメリカ合衆国 95112 カリフォルニア サン・ホセ コール・サークル 1460 (72)発明者 金丸 淳 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 浅野 秀夫 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 木橋 昭 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 櫛田 弘一 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 齋藤 高裕 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 チチェン ウー アメリカ合衆国 94024 カリフォルニア ロス・アルトス ラーミー・プレイス 1150 (72)発明者 ケルビン カオ アメリカ合衆国 95135 カリフォルニア サン・ホセ ルーブル・アベニュー 4088 Ｆターム(参考） 5B005 JJ13 KK11 LL11 MM11 NN12 NN22 NN31 5B013 AA01 5B033 AA04 AA13 DB06 5B065 BA01 CH05

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを記憶する補助記憶装置と当該補
   助記憶装置に対してアクセス要求を出すホスト装置との
   間に設けられ、当該補助記憶装置を制御するコントロー
   ラ装置であって、 前記ホスト装置から要求された過去のアクセス要求を記
   憶するアクセス要求記憶手段と、 前記アクセス要求記憶手段により記憶された過去のアク
   セス要求に基づいて、その後にアクセス要求されると予
   想されるデータの先読み要求を前記補助記憶装置に対し
   て出力する先読み要求出力手段と、 前記先読み要求出力手段により出力した前記先読み要求
   の中から特定の先読み要求をキャンセルするためのキャ
   ンセル信号を前記補助記憶装置に対して出力するキャン
   セル信号出力手段と、を備えたことを特徴とするコント
   ローラ装置。
2. 【請求項２】 前記先読み要求出力手段により出力され
   るデータの先読み要求は、直ぐにその場で実行されるノ
   ン・キュー要求または前記補助記憶装置に一旦は待ち行
   列の形で保持されるタグ・キュー要求であることを特徴
   とする請求項１記載のコントローラ装置。
3. 【請求項３】 前記キャンセル信号出力手段から出力さ
   れるキャンセル信号は、前記タグ・キュー要求に対して
   はキャンセルしたいタグ番号が指定されたキャンセル信
   号であることを特徴とする請求項２記載のコントローラ
   装置。
4. 【請求項４】 前記キャンセル信号出力手段から出力さ
   れるキャンセル信号は、ＡＴＡ関連インターフェイスに
   おけるＮＯＰコマンドを拡張し、引数にキャンセルした
   いタグ番号を指定したコマンドであることを特徴とする
   請求項３記載のコントローラ装置。
5. 【請求項５】 実行中のコマンドに対して前記キャンセ
   ル信号出力手段から出力されるキャンセル信号は、ＡＴ
   Ａ関連インターフェイスにおけるデバイス・コントロー
   ル・レジスタの空きビットを用い、ソフトリセットを発
   行する形にて実行中のコマンドだけを中断させる信号で
   あることを特徴とする請求項２記載のコントローラ装
   置。
6. 【請求項６】 データを記憶すると共にキャッシュメモ
   リを有するディスク状記憶装置に接続され、当該ディス
   ク状記憶装置を制御するディスクコントローラであっ
   て、 ホストにて実行されるアプリケーションプログラムから
   前記ディスク状記憶装置に対してなされる真のアクセス
   要求を、当該アプリケーションプログラムから直接トレ
   ースするアクセス要求トレース部と、 前記アクセス要求トレース部によりトレースされた真の
   アクセス要求に基づいて今後予想される投機的要求を決
   定する投機的要求決定部と、 前記投機的要求決定部により決定された投機的要求を前
   記ディスク状記憶装置に対して発行するアクセス要求発
   行部と、を含むことを特徴とするディスクコントロー
   ラ。
7. 【請求項７】 前記アクセス要求発行部から発行された
   投機的要求の中からキャンセルすべき特定の投機的要求
   を決定するキャンセル要求決定部と、 前記キャンセル要求決定部により決定された特定の投機
   的要求に対し、前記ディスク状記憶装置に対してキャン
   セル指示を発行するキャンセル指示発行部とを更に備え
   たことを特徴とする請求項６記載のディスクコントロー
   ラ。
8. 【請求項８】 前記アクセス要求発行部から発行される
   投機的要求は、前記ディスク状記憶装置の媒体から直ぐ
   にデータ読み出しを実行する要求であり、前記キャンセ
   ル指示発行部より発行されるキャンセル指示は、実行中
   の前記要求を中断させる指示であることを特徴とする請
   求項７記載のディスクコントローラ。
9. 【請求項９】 前記アクセス要求発行部から発行される
   投機的要求は、タグ番号を指定して前記ディスク状記憶
   装置の内部に待ち行列として保持されるコマンドの要求
   であり、前記キャンセル指示発行部より発行されるキャ
   ンセル指示は、前記待ち行列中の要求の中から特定のタ
   グ番号に該当する要求をキャンセルする指示であること
   を特徴とする請求項７記載のディスクコントローラ。
10. 【請求項１０】 データを記憶する記憶媒体と、 予測される読み出し要求が実行され、前記記憶媒体から
    データを読み出して一時的に蓄積するキャッシュメモリ
    と、 タグ番号の情報を含む前記キャッシュメモリへの予測読
    み出し要求を外部コントローラ側から受信するインター
    フェイスと、 前記インターフェイスにより受信した予測読み出し要求
    に対し、前記タグ番号により当該要求が識別された待ち
    行列の状態にて、要求実行前の複数の要求を保持するコ
    ントローラとを備え、 前記インターフェイスは、要求の実行をキャンセルすべ
    き特定タグ番号を指定したキャンセル信号を前記外部コ
    ントローラから受信し、 前記コントローラは、前記キャンセル信号を解析すると
    共に、指定された前記特定タグ番号に対応する要求を待
    ち行列から削除することを特徴とする補助記憶装置。
11. 【請求項１１】 前記インターフェイスは、実行中の要
    求がキャンセルされた場合に実行中のデータのどこまで
    が有効データかを前記外部コントローラ側に対して送信
    することを特徴とする請求項１０記載の補助記憶装置。
12. 【請求項１２】 アプリケーションプログラムを実行す
    るホストと、 キャッシュメモリおよび内部コントローラを有すると共
    に、前記ホストからのアクセス要求に基づいてデータを
    リード・ライトする外部記憶装置と、 前記外部記憶装置を制御するコントローラとを備え、 前記コントローラは、前記ホストから出力された前記ア
    クセス要求に基づいてその後にアクセス要求されると予
    想されるデータの先読み要求を前記外部記憶装置に対し
    て出力すると共に、当該先読み要求をキャンセルするた
    めのキャンセル信号を前記外部記憶装置に対して出力す
    ることを特徴とするコンピュータ装置。
13. 【請求項１３】 前記先読み要求は前記外部記憶装置の
    記憶媒体から前記キャッシュメモリに対して直ぐにデー
    タ読み出しを実行する要求であり、前記キャンセル信号
    は当該要求により実行中のコマンドを中断させる信号で
    あることを特徴とする請求項１２記載のコンピュータ装
    置。
14. 【請求項１４】 前記先読み要求は識別番号を付した状
    態で前記外部記憶装置の前記内部メモリによって管理さ
    れるコマンドの要求であり、前記キャンセル信号は当該
    内部メモリによって管理されるコマンドの中からキャン
    セルすべき特定の識別番号を指定する信号であることを
    特徴とする請求項１２記載のコンピュータ装置。
15. 【請求項１５】 前記外部記憶装置は、前記コントロー
    ラから出力された前記キャンセル信号を解析して先読み
    要求をキャンセルすると共に、前記キャッシュメモリに
    書き込まれたデータのどこまでが有効データかを示す最
    終有効データの情報を前記コントローラに対して出力す
    ることを特徴とする請求項１２記載のコンピュータ装
    置。
16. 【請求項１６】 アプリケーションからのコマンド発行
    を受け取るステップと、 前記アプリケーションから受けたコマンドの流れを解析
    するステップと、 解析された前記コマンドの流れに基づいて、先行して読
    み出すべきデータを指示する投機コマンドが必要か否か
    を判断するステップと、 投機コマンドが必要と判断された場合には、補助記憶装
    置に対して前記投機コマンドを発行するステップと、 それまでに発行した投機コマンドを検証するステップ
    と、 検証結果によって不要な発行済み投機コマンドが存在す
    ると判断される場合には、前記補助記憶装置に対してキ
    ャンセルコマンドを発行するステップと、を含むことを
    特徴とする補助記憶装置の制御方法。
17. 【請求項１７】 前記投機コマンドは、前記補助記憶装
    置の媒体から直ぐにデータ読み出しを実行すべき要求を
    含むものであり、 前記キャンセルコマンドは、前記投機コマンドを実行中
    に当該投機コマンドを中断させることを特徴とする請求
    項１６記載の補助記憶装置の制御方法。
18. 【請求項１８】 前記投機コマンドは、前記補助記憶装
    置の内部に待ち行列として保持される要求を含むもので
    あり、 前記キャンセルコマンドは、前記投機コマンドにより保
    持された待ち行列中のコマンドの中から特定のコマンド
    を選定して当該待ち行列から削除することを特徴とする
    請求項１６記載の補助記憶装置の制御方法。
19. 【請求項１９】 前記投機コマンドは、タグ番号を指定
    して保持される要求を含むものであり、 前記キャンセルコマンドは、キャンセルしたいタグ番号
    を指定することを特徴とする請求項１８記載の補助記憶
    装置の制御方法。
20. 【請求項２０】 前記補助記憶装置からキャンセル処理
    終了後の最終有効データの情報を受信するステップと、
    を更に具備したことを特徴とする請求項１６記載の補助
    記憶装置の制御方法。