JP2002132546A - 記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】データ圧縮伸長機能を持つ記憶装置のデータ入
出力を高速に処理するための手段を提供する。 【解決手段】本発明では、記憶装置の記憶媒体を、少な
くとも２つの論理パーティションに分け、うち少なくと
も１つの論理パーティションを圧縮データ領域とし、残
りの論理パーティションを非圧縮データ領域とし、それ
ぞれのパーティションに含まれるクラスタないしはファ
イルのアクセス頻度を記憶保持するテーブルを備えるこ
とによって、当該テーブルに基づいてアクセス頻度の高
いクラスタを優先的に非圧縮データ領域に移動し、アク
セス頻度の低いクラスタを優先的に圧縮データ領域に移
動する手段を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

【０００１】本発明はコンピュータのファイルシステム
に利用可能な記憶装置に関する。

【従来の技術】

【０００２】コンピュータのファイルシステムとして利
用可能なランダムアクセスが可能な記憶装置には、ハー
ドディスクやフロッピー（登録商標）ディスクなどの磁
気ディスク装置、ＭＯなどの光磁気ディスク装置などが
ある。

【０００３】これらの記憶装置は、ランダムアクセスを
可能とするために、記憶媒体の表面を細かなクラスタに
分け、クラスタ単位でアクセスをする点に特徴がある。

【０００４】また、アクセスがクラスタ単位ではない
が、半導体メモリもランダムアクセスが可能である。

【０００５】これらの記憶装置はすべて、１ビットにつ
き１単位の物理的な記憶単位（磁気、電荷あるいは光学
的な物理特性）が対応し、装置全体の記憶容量は物理的
な記憶単位総数に依存する。

【０００６】このため、記憶容量は物理的な制約を受け
る。

【０００７】この物理的制約を緩和するために、データ
圧縮という手段が用いられる。

【０００８】データ圧縮は、アルゴリズムとしてランレ
ングス圧縮、ハフマン符号化、ＤＣＴなどが知られてお
り、それぞれ特徴を有することから用途に応じて使い分
けが行なわれている。

【０００９】データ圧縮を行なうと物理的な記憶容量を
超えてデータを記憶することが可能となる。

【発明が解決しようとする課題】

【００１０】ところで、データ圧縮およびデータ伸長
（データ圧縮の逆動作をデータ伸長というものとする）
は非常に複雑な計算を用いるため、その処理速度が問題
となる。

【００１１】このため、データ圧縮が記憶容量の増大に
有効な手段であることが知られながら、データ圧縮伸長
の処理速度がネックとなり、その適用先は限られてき
た。

【００１２】本発明では、上記の問題を解決し、データ
圧縮伸長機能をもっていながら高速に処理できる記憶方
法ならびにその装置を提供することを目的とする。

【発明を解決するための手段】

【００１３】ところで、データは一般に、システムファ
イルなどアクセス頻度の高いデータと、ユーティリティ
データなどアクセス頻度の低いデータに二分される。

【００１４】そこで、本発明では、記憶装置の記憶媒体
を、少なくとも２つの論理パーティションに分け、うち
少なくとも１つの論理パーティションを圧縮データ領域
とし、残りの論理パーティションを非圧縮データ領域と
し、それぞれのパーティションに含まれるクラスタない
しはファイルのアクセス頻度を記憶保持するテーブルを
備えることによって、当該テーブルに基づいてアクセス
頻度の高いクラスタを優先的に非圧縮データ領域に移動
し、アクセス頻度の低いクラスタを優先的に圧縮データ
領域に移動する手段を備えることを特徴とする。

【００１５】上記手段によって、クラスタないしはファ
イルのアクセス頻度が高いものは非圧縮データ領域に移
動され、圧縮伸長が行なわれずに記憶されることとな
り、データ容量は制約されるものの、圧縮伸長に要する
処理時間が掛からなくなる。

【００１６】一方、アクセス頻度が少ないクラスタやフ
ァイルは、圧縮データ領域に移動され、圧縮伸長が行な
われて記憶されることになりデータ収容効率が増大す
る。

【００１７】上記により、総括的な処理速度の低下をも
たらすことなく、記憶容量を増大させることができ、デ
ータ収容効率が向上する。

【発明の実施の形態】

【００１８】図１に本発明における１実施形態として半
導体メモリを用いた場合の記憶装置全体の模式図、図２
にアクセス頻度のテーブルとクラスタ番号、クラスタ内
の記憶内容の関係を示した模式図を示す。

【００１９】また、図３はその動作を説明したフローチ
ャート、図４はアクセス頻度とクラスタ配置の模式図と
ともに動作例を表している。以下、本図に従って説明す
る。

【００２０】図１のとおり、記憶媒体である半導体メモ
リは、圧縮領域と非圧縮領域の２つの論理パーティショ
ンに区切られており、それぞれのパーティションのクラ
スタの配置と利用頻度を記述したテーブル（図２）を備
えている。

【００２１】ここで、たとえばクラスタ番号の最上位ビ
ットが１のクラスタは圧縮領域に属し、同ビットが０の
クラスタは非圧縮領域に属すものと定義する。

【００２２】なお、クラスタの配置を記述したテーブル
は、従来の技術で一般にＦＡＴ（Ｆｉｌｅ Ａｌｌｏｃ
ａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）とも呼ばれる。

【００２３】本発明では、クラスタの配置を記述したテ
ーブルに、クラスタ番号を示す数字とともにアクセス頻
度を記述する（図２）。両方を合わせてここではアクセ
ス頻度テーブルと呼ぶものとする。

【００２４】データの書き込み時、一連のデータは、ク
ラスタサイズに分割され、少なくとも１つの非圧縮領域
のクラスタを占有して記憶される。例えば、クラスタサ
イズが４バイトのとき、８バイトのデータは２つのクラ
スタに分割され、一例としてクラスタ番号００００１２
００、および００００１２０１のクラスタに記憶され、
そのクラスタ番号がアクセス頻度初期値（ゼロ）ととも
に記録される（図２、図４）

【００２５】次に、メモリ読み込み時の処理について図
３に基づいて説明する。

【００２６】記憶装置のメモリコントローラ１０３は、
上位装置のデータバスおよびアドレスバス経由でメモリ
読み込み命令を受ける。

【００２７】メモリコントローラは、上位装置から与え
られたアドレスからクラスタの位置を割り出し、当該ク
ラスタ位置のデータを読み込むとともに、頻度テーブル
の頻度値をインクリメントする。

【００２８】メモリコントローラは、読み込まれたデー
タが所属するクラスタが非圧縮領域のデータであれば、
そのままデータを出力し、データバス経由で上位装置に
データを渡すが、圧縮領域のデータであれば、圧縮・伸
長プロセッサ１０４にデータを渡し、圧縮されたデータ
を伸長する。

【００２９】なお、伸長したデータは一時的にメモリコ
ントローラ内部のキャッシュメモリに保存される。

【００３０】前記の手段でインクリメントした結果、ア
クセス頻度が閾値を超えた場合は、非圧縮領域中の未使
用領域に伸長後のデータをキャッシュメモリから取得し
て格納し、もともとの圧縮領域にあったデータは削除す
る。

【００３１】格納後は、クラスタ位置が圧縮領域から非
圧縮領域に移動したことになるので、アクセス頻度テー
ブルのクラスタ番号も更新する。

【００３２】上記のようにして、非圧縮領域の残り容量
が閾値以下に減少した場合、非圧縮領域のデータのう
ち、アクセス頻度値が最小のものを圧縮して圧縮領域に
移動する（図４）。

【００３３】なお、非圧縮領域のクラスタは、アクセス
頻度が最小なクラスタを判別しやすくする為に、アクセ
ス頻度順に並べ替える手段を備えていればなお良い（図
４）。

【００３４】図４には、ステップ１（頻度ゼロで新しい
データが書き込まれる様子）、ステップ２（非圧縮領域
のクラスタのうち頻度値最低のクラスタが圧縮領域に移
動される様子）、およびステップ３（非圧縮領域のクラ
スタが頻度値の降順に並べ替えされる様子）を示す。

【００３５】なお、上記ではクラスタと半導体メモリで
説明したが、それぞれファイル、磁気ディスク等でも同
様に応用が可能である。

【実施例】

【００３６】磁気ディスクの一例としてＭＳ−ＤＯＳ互
換ＯＳのための磁気ディスクの例を挙げる。

【００３７】ＭＳ−ＤＯＳ互換ＯＳであれば、ファイル
の格納位置は論理パーティションの先頭に位置するＦＡ
Ｔ（ファイル配置テーブル）により管理されている。

【００３８】ＦＡＴはファイルを複数のクラスタの集合
として管理しており、ファイルの先頭クラスタの番号に
対応する位置には、その続きのデータが格納されている
クラスタ番号が書いてある。

【００３９】またそのクラスタ番号のＦＡＴには、その
また次のクラスタ番号が書いてあるというように、ＦＡ
Ｔは連鎖構造をしており、ファイルの最後に対応するク
ラスタ番号のＦＡＴには、ファイルの終了を示す特殊な
クラスタ番号が記されている。

【００４０】あらかじめ予想圧縮倍率Ｎを設定してお
き、圧縮データ領域のクラスタサイズ(最小データ管理
サイズ)は非圧縮データ領域のクラスタサイズの１／Ｎ
のサイズにしておく。

【００４１】こうしておくことで圧縮データ領域にデー
タが有効に格納できる。

【００４２】圧縮データ領域には、ミニクラスタの連結
情報を格納するテーブルを用意する。

【００４３】また、本発明は、半導体メモリや磁気ディ
スクを例に挙げて説明したが、他に光磁気ディスクなど
の記憶媒体並びにその装置や、複数の記憶装置を連結し
て全体で一つの記憶装置にしたようなものにも応用でき
る。

【００４４】複数の記憶装置を連結して全体で一つの記
憶装置にしたような場合は、記憶装置を２つのグループ
に分け、上記実施例でいうところの論理パーティション
としてそれぞれのグループを使うようにすればよい。

【発明の効果】

【００４５】本発明によれば、頻繁に読み出しの行なわ
れるデータが非圧縮領域に優先的に配置されるため、頻
繁にアクセスされるデータには圧縮伸長がかからず処理
時間が省略でき、全体として高速な、効率の良い記憶装
置を実現することができる。

【００４６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による記憶装置の一実施形態を示した模
式図である。

【図２】アクセス頻度テーブルの一実施形態を示した模
式図である。

【図３】データ読み込みの際の処理フローを示したフロ
ーチャートである。

【図４】データ書き込みの際のアクセス頻度とクラスタ
配置を示した模式図である。

【符号の説明】

１０１ データバス １０２ バスコントローラ １０３ メモリコントローラ １０４ 圧縮伸長プロセッサ １０５ 論理パーティション（圧縮領域） １０６ 論理パーティション（非圧縮領域） １０７ クラスタ １０８ アクセス頻度テーブル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記憶媒体へのランダムアクセスが可能で、
   少なくとも２つの論理パーティションを備えた記憶方法
   およびその装置であって、うち少なくとも１つの論理パ
   ーティションを圧縮データ領域とし、残りの論理パーテ
   ィションを非圧縮データ領域とし、各パーティションへ
   のデータの書き込みおよび読み出しはクラスタを単位と
   して行なわれ、それぞれのクラスタのアクセス頻度を記
   憶保持するテーブルを備えており、当該テーブルに基づ
   いてアクセス頻度の高いクラスタを優先的に非圧縮デー
   タ領域に移動し、アクセス頻度の低いクラスタを優先的
   に圧縮データ領域に移動する手段を備えることを特徴と
   する記憶方法およびその装置。
2. 【請求項２】記憶媒体へのランダムアクセスが可能で、
   少なくとも２つの論理パーティションを備えた記憶方法
   およびその装置であって、うち少なくとも１つの論理パ
   ーティションを圧縮データ領域とし、残りの論理パーテ
   ィションを非圧縮データ領域とし、各パーティションへ
   のデータの書き込みおよび読み出しはファイルを単位と
   して行なわれ、それぞれのクラスタのアクセス頻度を記
   憶保持するテーブルを備えており、当該テーブルに基づ
   いてアクセス頻度の高いファイルを優先的に非圧縮デー
   タ領域に移動し、アクセス頻度の低いクラスタを優先的
   に圧縮データ領域に移動する手段を備えることを特徴と
   する記憶方法およびその装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の方法およびその
   装置であって、書き込みは常に非圧縮データ領域に行な
   われ、読み込みが行なわれる毎にアクセス頻度テーブル
   の頻度値がインクリメントされ、並行してアクセス頻度
   の低いクラスタから圧縮データ領域にデータ移動を行な
   う、ことを特徴とする記憶方法およびその装置。
4. 【請求項４】請求項１、２または３に記載の手段を備え
   ることを特徴としたコンピュータプログラムを記憶した
   記憶媒体。
5. 【請求項５】請求項１、２または３に記載の手段を備え
   る半導体ディスク装置。