JP2003084921A - データ処理装置およびデータ読み出し方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、先読みのためのリード命令総数を削
減して、先読み処理を効率良く行うことができるデータ
処理装置および先読み方法を提供することを課題とす
る。 【解決手段】ディスクコントローラ２０に設けられた先
読み処理部２４は、ホスト装置１０よりリード要求が発
行された際に、先読みを行うか否かを判定し、先読みを
行う際に、アドレス変換マップ２２を参照して、先読み
を行うアドレス領域全ての物理的配置を調べ、その配置
の状態から、ディスクへのリード要求の回数を最小とす
るように、物理上の複数のアドレス領域を纏めて（一括
して）リードする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リード要求に用い
る論理上のアドレス配置とデータを記憶する物理上のア
ドレス配置とが異なる方式でデータ記録された記憶装置
を備えたデータ処理装置およびデータ読み出し方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクドライブを備えたデータ処理シ
ステムに於いては、ディスクに対するシーケンシャルリ
ードを高速化する方法として、リードの要求があったア
ドレスに続く領域のデータを予めキャッシュメモリ上に
読み出しておくという先読み処理技術が知られている。
この先読み処理については、例えば特公平７−７６９４
１号公報に示されている。

【０００３】この際、上記した従来の先読み技術は、磁
気ディスク装置等に於いて、リード要求時の論理上のア
ドレスは連続していても、そのアドレスの示す順番の通
りに実データが配置されていない場合、上記した先読み
処理が十分に機能しないという問題があった。

【０００４】すなわちリード要求するアドレス（論理ア
ドレス）に対して、実際にそのデータが存在する物理的
な位置（物理アドレス）への変換を必要とするシステム
においては、リード要求された領域が論理的に連続して
いても、物理的には不連続に配置されている場合があ
り、リード要求された領域全体をまとめて先読みするこ
とができなお。このため、ディスクへのアクセスがラン
ダムアクセスとなることから、単純に物理的な配置に従
って先読みを行っても先読みの効果が得られず、従って
上記した先読み処理が十分に機能しないという問題があ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の先読み技術に於いては、リード要求時の論理上のアド
レスは連続していても、そのアドレスの示す順番の通り
に実データが配置されていない場合に、先読み処理本来
の機能が十分に発揮できないという問題があった。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
先読みのためのリード命令総数を削減して、先読み処理
を効率良く行うことのできるデータ処理装置およびデー
タの先読み方法を提供することを目的とする。

【０００７】また、本発明は、ディスクに対するリード
命令総数を削減して、ディスクアクセス処理を効率良く
行うことのできるデータ処理装置およびデータ読み出し
方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、リード要求さ
れた全ての領域に対して物理アドレスを算出し、物理的
に隣り合うアドレスになるデータや、物理的に近傍配置
されたアドレス領域にあるデータを、まとめてリードす
る処理機能を備えたことを特徴とする。

【０００９】更に本発明は、先読み処理を行う際に、予
め先読み処理を行いたい全ての領域に対して物理アドレ
スを算出しておき、物理的に隣り合うアドレスになるデ
ータや、物理的に近傍配置されたアドレス領域にあるデ
ータを、まとめてリードする処理機能を備えたことを特
徴とする。

【００１０】即ち、本発明は、リード要求された論理ア
ドレスを物理アドレスに変換して、記憶媒体をアクセス
するデータ処理装置に於いて、リード要求された複数の
論理アドレスそれぞれの物理アドレス配置を調べ、その
配置をもとに、一括してリード可能な物理アドレスの範
囲であるかを判定する手段と、前記手段による判定によ
り一括リード可能な場合、前記物理アドレスの範囲を一
括してリードする命令を発行する手段とを具備すること
を特徴とする。

【００１１】また本発明は、リード要求で指定される論
理上のアドレス配置とデータを記憶する物理上のアドレ
ス配置とが異なる方式でデータ記録された動的記憶手段
を備えたデータ処理装置に於いて、先読みを行う論理上
の全てのアドレス領域について、物理上のアドレス配置
を調べ、その配置から、リード要求に対する物理上のア
クセス回数が最小となるように、物理上の複数のアドレ
ス領域をまとめてリードする先読み手段を具備すること
を特徴とする。

【００１２】また本発明は、少なくとも１つのディスク
をアクセス制御するディスクドライブと、前記ディスク
ドライブよりリードされたデータを一時保持するキャッ
シュメモリとを具備するデータ処理装置に於いて、リー
ド／ライトの要求で指定する論理アドレスと前記ディス
クドライブ上での物理的配置との対応を示すアドレス変
換マップと、前記要求を受け付け、リード要求時に、リ
ード要求された複数のアドレスから先読みを行うか否か
を判定する判定手段と、前記判定手段の判定に従って先
読みを行う際に、前記アドレス変換マップを参照して、
先読みの対象となるアドレス領域全ての物理的配置を調
べ、その配置から、前記ディスクドライブから一度に纏
めて読み出す領域の範囲を判定する先読み領域判定手段
と、前記先読み領域判定手段の判定に従い前記ディスク
ドライブにリードアクセスを行うアクセス制御手段とを
具備することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１４】まず、図１乃至図５を参照して、本発明の
第１実施形態を説明する。

【００１５】この第１実施形態に於いては、ホスト装置
よりリード要求が発行された際に、先読みを行うか否か
を判定し、先読みを行う際に、アドレス変換マップを参
照して、先読みを行うアドレス領域全ての物理的配置を
調べ、その配置の状態から、ディスクへのリード要求の
回数を最小とするように、物理上の複数のアドレス領域
を纏めてリードする、複数領域の一括先読み処理を実現
している。

【００１６】図１は、本発明の第１実施形態に係るデー
タ処理装置の要部の構成要素を示すブロック図であり、
ホスト装置１０、ディスクコントローラ２０、ディスク
ドライブ３０等を具備する。

【００１７】ディスクコントローラ２０は、ディスクア
クセス制御部２１、アドレス変換マップ２２、キャッシ
ュ（キャッシュメモリ）２３、先読み処理部２４等を具
備する。

【００１８】ディスクアクセス制御部２１は、ホスト装
置１０から、リード要求、ライト要求等を受付けて、デ
ィスクアクセスの制御や、キャッシュ２３の割り当て等
の制御を行う。リード要求を受けた場合は、アドレス変
換マップ２２を参照して、要求された論理アドレスに対
応する物理アドレス（実際にデータが置かれた場所）を
算出する。要求された領域のデータがキャッシュ２３上
にあれば、そのヒットしたデータをホスト装置１０に返
し、そうでなければ（ヒットしなければ）上記アドレス
変換マップ２２上で求めた物理アドレスのデータをディ
スクドライブ３０からキャッシュ２３上に読み込む操作
を行う。更に、リード要求を受けた場合は、先読み処理
部２４を起動して、先読みをするか否かを判定させる。

【００１９】アドレス変換マップ２２は、論理アドレス
と物理アドレスとの対応をとるアドレス変換テーブルに
より構成されるもので、リード／ライトアクセス時に於
いて、ディスクアクセス制御部２１により参照され、論
理アドレスに対する物理上（ディスク上）のアドレス配
置が認識される。このアドレス変換マップ２２の具体的
な構成例については図３を参照して後述する。

【００２０】先読み処理部２４は、ホスト装置１０から
のリード要求時に於いて、ディスクアクセス制御部２１
により起動されて、先読みを行うか否かの判定、および
実際の先読み処理を行う。先読みを行うか否かの判定に
は種々の方法があるが、ここでは、２回以上連続した領
域（論理アドレス）にリードの要求があった（シーケン
シャルリードであると認識した）際に、先読みを行うべ
きであると判定し、そうでなければ先読みを行わない。

【００２１】先読みを行うべきと判定した場合は、連続
するｎ個の論理アドレスについて、該当するデータをデ
ィスクドライブ３０から読んでキャッシュ２３上に乗せ
る操作を行う。この実施形態に於ける動作例では、上記
ｎを「８」とした連続する８個の論理アドレス（図３の
ＬＡ「２」〜「９」参照）について、該当するデータを
ディスクドライブ３０から読んでキャッシュ２３上に記
憶する。この際、先読みを行う８個の論理アドレスの全
てについて、アドレス変換マップ２２を参照して、その
データが置かれたディスク上の物理的配置を調べ（図４
のハッチング参照）、その配置の状態から、ディスクド
ライブ３０へのリード要求の回数を最小とするように、
物理上の複数のアドレス領域を纏めて（一括して）リー
ドする（図５の→印参照）。

【００２２】図２は、上記実施形態に於ける先読み処理
の手順を示すフローチャートである。

【００２３】図３は、アドレス変換マップ２２の構成を
説明するための論理−物理アドレスの対応例を示す図で
あり、ＬＡはホスト装置１０からのリード命令に含まれ
る論理アドレス、ＰＡはディスク上の物理アドレスであ
る。この例では、ホスト装置１０から論理アドレスが連
続する２つの論理アドレス「０」、「１」のリード命令
を受けると、それに続く論理アドレス「２」〜「９」を
先読みの対象として、アドレス変換マップ２２を用い、
その各物理上のアドレスを算出して、それら各アドレス
配列から、物理的に隣り合うアドレスが存在するか、若
しくは物理的に近い配置（例えばアドレス２個分以内）
であるか等の一括リードを可能とする条件を調べ、その
条件に含まれる全ての領域について、纏めてデータをリ
ードする。

【００２４】図４は、上記図３に示す論理−物理のアド
レス対応に於ける、先読み対象のディスク上での物理的
配置の状態を示す図であり、ここでは、上記図３に示し
た論理アドレス（ＬＡ）「２」〜「９」について、その
各データ位置（物理的配置の状態を）をハッチングによ
り示している。

【００２５】図５は、上記図３および図４のアドレス配
置に対しての先読み命令発行箇所（図示→印）を示す図
である。この例では、論理アドレス「５」、「７」、
「２」、「８」に対応する物理アドレス「８」〜「１
１」の各領域と、論理アドレス「３」、「４」、「９」
に対応する物理アドレス「２０」〜「２３」の各領域に
ついて、それぞれ纏めて（一括して）データのリードを
行っている。

【００２６】ここで、上記各図を参照して本発明の第１
実施形態に於ける動作を説明する。

【００２７】この第１実施形態に於いては、先読みを行
う論理上のアドレス領域に対応する物理上の複数のアド
レス領域に対し、その物理上のアドレス配置の状態を調
べて、ディスクドライブへのリード要求の回数を最小と
するように、物理上の複数のアドレス領域を纏めてリー
ドすることを特徴とする。

【００２８】先読み処理部２４は、ホスト装置１０から
のリード要求時に於いて、ディスクアクセス制御部２１
により起動されて、先読みを行うか否かの判定、および
実際の先読み処理を行う。ここでは、２回以上連続した
領域（論理アドレス）にリードの要求があった（シーケ
ンシャルリードであると認識した）際に、先読みを行う
べきであると判定し、そうでなければ先読みを行わない
（図２ステップＡ１１）。

【００２９】その具体例として、ここでは、連続する論
理アドレス「０」，「１」に対して、そのアドレス順に
リードの要求があった際に、先読み処理部２４がシーケ
ンシャルリードであると認識して、先読み処理を開始
し、上記先読み判定の対象となった論理アドレス
「０」，「１」に続く論理アドレス「２」〜「９」のデ
ータに対して先読み処理を行うものとする。

【００３０】先読み処理部２４は、先ず、先読み処理を
行う対象となる領域すべてに対して、そのアドレス（論
理アドレス「２」〜「９」）が物理的にディスク上の何
処の場所（物理アドレス上）に配置されているかを、予
めアドレス変換マップ２２を参照して調べる（図２ステ
ップＡ１２）。

【００３１】この際のアドレス変換マップ２２に於ける
先読み処理の対象となる領域（論理アドレス「２」〜
「９」）と、その物理アドレスとの対応例を図３に示
し、その論理−物理のアドレス対応に於ける、先読み対
象のディスク上での物理的配置の状態を図４にハッチン
グで示している。

【００３２】この物理アドレス配置から、１個のリード
命令で分散した領域をどのように読むかを判定する（図
２ステップＡ１３〜Ａ１７）。ここでは、連続した領域
にあるデータ、および物理アドレスが２（ｉ＝２）以上
離れていない近くのデータに対して、それぞれ先読みを
行うべきであると判定し、先読みを行う場合は、一つの
命令で一括して行うこととする。

【００３３】図４に示す例の場合、図５に→印で示すよ
うなリード命令となる。即ち、論理アドレス「６」のデ
ータは物理アドレス「５」に配置されていて、近く（物
理アドレスで２以上離れていない範囲）に先読み対象と
なるデータがないので、物理アドレス「５」からサイズ
１（１ブロックデータ）の先読み命令を発行する（図２
ステップＡ１３，Ａ１４，Ａ１６）。

【００３４】論理アドレス「５」、「７」、「２」、
「８」のデータはそれぞれ物理アドレス「８」、
「９」、「１０」、「１１」に配置されていて、これら
のデータは物理的に連続しているので、物理アドレス
「８」からサイズ４（４ブロックデータ）の先読み命令
を発行する（図２ステップＡ１３〜Ａ１６）。

【００３５】また、論理アドレス「３」、「４」、
「９」のデータは、それぞれ物理アドレス「２０」、
「２２」、「２３」に配置されている。ここで物理アド
レス「２０」のデータは、物理アドレス「２２」、「２
３」の近く（物理アドレスで２以上離れていない範囲）
にあり、従って物理アドレス「２０」からサイズ４（４
ブロックデータ）の先読み命令を発行する（図２ステッ
プＡ１３〜Ａ１６）。この場合、物理アドレス「２１」
に対応するデータに関する処理は無駄であるが、近くの
データはまとめて１命令で行った方が先読み命令を２回
に分けて発行するよりも効率が良くなる。

【００３６】このようにして、連続した領域に対する先
読みのための命令の一括化を行うことにより、先読みの
ためのリード命令総数を削減でき、これによって先読み
処理を効率良く行うことができる。

【００３７】尚、上記した実施形態に於いて、ディスク
ドライブへのリード要求数を制限して、ディスクドライ
ブより先読みするデータの量を動的に調整することによ
り、先読み要求の数が多くなりディスクドライブへの負
荷がかかり過ぎる状態を回避できる。また、ディスクド
ライブへのリード命令をディスク上の物理的な配置の順
に発行することにより、ディスクドライブ上のヘッドの
移動量を減らしてシーク動作の迅速かつ円滑化が図れ
る。

【００３８】次に、図６および図７を参照して本発明の
第２実施形態を説明する。

【００３９】この第２実施形態に於いては、ディスクド
ライブとキャッシュを備えたシステムに於いて、ディス
クへの１回のリード要求の処理が終了するまでの間に、
ホスト側から発行された複数のリード要求に対して、そ
のリード要求された複数の論理アドレスそれぞれの物理
上のデータ配置（物理アドレス配置）を調べ、その配置
の状態から、予め設定された許容範囲の中で、ディスク
へのリード要求の回数を最小とするように、物理上の複
数領域を纏めてリードする機能を実現している。

【００４０】図６は、本発明の第２実施形態に於けるデ
ータ処理装置の要部の構成要素を示すブロック図であ
り、ホスト装置１、ディスクコントローラ２、ディスク
ドライブ３等を具備する。

【００４１】ディスクコントローラ２は、アクセス制御
部２ａ、アドレス変換マップ２ｂ、バッファメモリ２
ｃ、ディスクアクセス処理部２ｄ等を具備する。

【００４２】アクセス制御部２ａは、ホスト装置１から
リード要求、ライト要求等を受けて、ディスクアクセス
の制御を行う。この際のリード要求に関しては、ディス
クドライブ３への１回のリード要求処理が終了するまで
の間にホスト装置１から発行されたリード要求の全てに
対して、アドレス変換マップ２ｂを参照し、その各リー
ド要求のアドレス（論理アドレス）を、実際にデータが
置かれた場所を示す物理アドレスに変換して、その物理
上（媒体上）のアドレス配置を調べ、物理的に隣り合う
配置であるとき、若しくは物理的に近傍配置（例えばア
ドレス２個分以内）である際に、これら全てのアドレス
領域にあるデータを、纏めて（一括して）リードする。

【００４３】アドレス変換マップ２ｂは、上記した第１
実施形態と同様に、論理アドレスと物理アドレスとの対
応を示すテーブルを構成し、リード／ライトアクセス時
に於いて、アクセス制御部２ａにより参照され、論理ア
ドレスに対する物理上（媒体上）のアドレス配置が認識
される。

【００４４】図７は、本発明の第２実施形態に於ける一
括リード処理の手順を示すフローチャートである。

【００４５】ここで、上記図６および図７を参照して本
発明の第２実施形態に於ける動作を説明する。

【００４６】ディスクコントローラ２のアクセス制御部
２ａは、ディスクドライブ３に設けられたディスクへの
１回のリード要求処理が終了するまでの間にホスト装置
１から発行されたリード要求をスタックし、そのリード
要求の全てに対して、アドレス変換マップ２ｂを参照し
て、その各リード要求のアドレス（論理アドレス）を、
実際にデータが置かれた場所を示す物理アドレスに変換
し、その物理上（媒体上）のアドレス配置を調べる（図
７ステップＢ１１，Ｂ１２）。ここで、物理的に隣り合
う配置であるとき、若しくは物理的に近傍配置（例えば
アドレス２個分以内）である際に、これら全てのアドレ
ス領域にあるデータを、纏めて（一括して）リードする
（図７ステップＢ１３，Ｂ１４，Ｂ１５）。この際の一
括リード処理については、上記した第１実施形態に於い
て、図３乃至図５を参照して説明した動作とほぼ同様で
あり、その第１実施形態の動作説明から容易に理解でき
ることから、ここではその詳細な動作の説明を省略す
る。

【００４７】このようにして、連続した領域に対するリ
ード命令の一括化を行うことにより、ディスクに対する
リード命令総数を削減でき、これによってディスクアク
セス処理を効率良く行うことができる。

【００４８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、連
続した領域に対する先読みのための命令の一括化を行う
ことにより、先読みのためのリード命令総数を削減で
き、これによって先読み処理を効率良く行うことができ
る。

【００４９】また、連続した領域に対するリード命令の
一括化を行うことにより、ディスクに対するリード命令
総数を削減でき、これによってディスクアクセス処理を
効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に於けるデータ処理装置
の構成を示すブロック図。

【図２】上記第１実施形態に於ける先読み処理の手順を
示すフローチャート。

【図３】上記第１実施形態に於けるアドレス変換マップ
のアドレス対応例を示す図。

【図４】上記第１実施形態に於ける先読み対象となる物
理的な配置状態を示す図。

【図５】上記第１実施形態に於ける先読み命令発行箇所
を示す図。

【図６】本発明の第２実施形態に於けるデータ処理装置
の構成を示すブロック図。

【図７】本発明の第２実施形態に於ける一括リード処理
の手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…ホスト装置 ２…ディスクコントローラ ２ａ…アクセス制御部 ２ｂ…アドレス変換マップ ２ｃ…キャッシュ（キャッシュメモリ） ２ｄ…アドレス変換マップ ３…ディスクドライブ １０…ホスト装置 ２０…ディスクコントローラ ２１…アクセス制御部 ２２…アドレス変換マップ ２３…キャッシュ（キャッシュメモリ） ２４…先読み処理部 ３０…ディスクドライブ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リード要求された論理アドレスを物理ア
   ドレスに変換して、記憶媒体をアクセスするデータ処理
   装置に於いて、 リード要求された複数の論理アドレスそれぞれの物理ア
   ドレス配置を調べ、その配置をもとに、一括してリード
   可能な物理アドレスの範囲であるかを判定する手段と、 前記手段による判定により一括リード可能な場合、前記
   物理アドレスの範囲を一括してリードする命令を発行す
   る手段とを具備することを特徴とするデータ処理装置。
2. 【請求項２】 リード要求で指定される論理上のアドレ
   ス配置とデータを記憶する物理上のアドレス配置とが異
   なる方式でデータ記録された動的記憶手段を備えたデー
   タ処理装置に於いて、 先読みを行う論理上の全てのアドレス領域について、物
   理上のアドレス配置を調べ、その配置から、リード要求
   に対する物理上のアクセス回数が最小となるように、物
   理上の複数のアドレス領域をまとめてリードする先読み
   手段を具備することを特徴とするデータ処理装置。
3. 【請求項３】 少なくとも１つのディスクをアクセス制
   御するディスクドライブと、前記ディスクドライブより
   リードされたデータを一時保持するキャッシュメモリと
   を具備するデータ処理装置に於いて、 リード／ライトの要求で指定する論理アドレスと前記デ
   ィスク上での物理的配置との対応を示すアドレス変換マ
   ップと、 前記要求を受け付け、リード要求時に、リード要求され
   た複数のアドレスから先読みを行うか否かを判定する判
   定手段と、 前記判定手段の判定に従って先読みを行う際に、前記ア
   ドレス変換マップを参照して、先読みの対象となるアド
   レス領域全ての物理的な配置を調べ、その配置から、前
   記ディスクドライブから一度に纏めて読み出す領域の範
   囲を判定する先読み領域判定手段と、 前記先読み領域判定手段の判定に従い前記ディスクドラ
   イブにリードアクセスを行うアクセス制御手段とを具備
   することを特徴とするデータ処理装置。
4. 【請求項４】 前記ディスクドライブへのリード要求の
   数を制限して、前記ディスクドライブより先読みするデ
   ータの量を動的に調整する処理手段を具備する請求項３
   記載のデータ処理装置。
5. 【請求項５】 前記ディスクドライブへのリード命令を
   ディスクドライブ上の物理的な配置の順に発行する処理
   手段を具備する請求項３記載のデータ処理装置。
6. 【請求項６】 リード要求された論理アドレスを物理ア
   ドレスに変換して、ディスクドライブからデータを読み
   出す方法に於いて、 リード要求された複数の論理アドレスそれぞれの物理ア
   ドレス配置を調べ、その配置をもとに、一括してリード
   可能な物理アドレスの範囲であるかを判定し、 その判定により一括リード可能な場合、前記物理アドレ
   スの範囲を一括してリードする命令を発行することを特
   徴とするデータ読み出し方法。
7. 【請求項７】 リード要求に用いる論理上のアドレス配
   置とデータを記憶する物理上のアドレス配置とが異なる
   方式でデータ記録された記憶媒体の先読み方法に於い
   て、 先読みを行う論理上のアドレス領域に対応する物理上の
   複数のアドレス領域に対し、その物理上のアドレス配置
   の状態を調べ、前記記憶媒体へのリード要求の回数を最
   小とするように、物理上の複数のアドレス領域を纏めて
   リードすることを特徴とするデータ読み出し方法。