JP2523715B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディスク装置に係り、複数台の磁気ディス
クを集積した、データ転送を高速で行なう大容量ディス
ク装置に関する。

〔従来の技術〕 小型磁気ディスク装置を集積し、データを各々のディ
スク装置に分割して転送速度を速めている装置として
は、特開昭60−57428号にその例が見られる。しかしこ
の装置は、各々のディスクからデータの読み出し／書き
込みを行なう順番が上位の集合ディスク装置制御部によ
って決定されていた。また、ディスク各々に対しダイレ
クトメモリアクセス制御部（以下、DMACと略記する）が
設けられていたが、バッファメモリは各々には設けられ
ていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、ディスクの読み出し、あるいは書き
込みの順番が上位コントローラによって決定されるた
め、ディスクのアクセスが完了しても、前の順のディス
ク装置がデータ転送を終了するまで待っていなければな
らなかった。この方式は、連続した長いデータを送るこ
との多いシステムには向いているが、比較的短いデータ
セットを同時に読み出すことが多いシステムには不利と
なる。

本発明の第１の目的は、比較的短いランダムなデータ
セットの入力／出力要求が多いシステムにおいても、連
続した長いデータの転送要求が多いシステムにおいて
も、データ転送を高速に行なうことにある。

また上記従来技術では、ディスク装置各々にバッファ
メモリが設けられていないため、ディスクのシーク時間
を見かけ上短くなるが、回転待ち時間は変らない。

本発明の第２の目的は、この回転待ち時間も見かけ上
短縮することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、複数の小型磁
気ディスク装置と、該小型磁気ディスク装置を制御する
上位コントローラとを備えた磁気ディスク装置におい
て、前記複数の小型磁気ディスク装置の各々と上位コン
トローラとを接続するバスを複数備え、前記小型磁気デ
ィスク装置は、前記複数のバス各々に接続する接続手段
を備え、前記上位コントローラは、互いに異なる前記複
数のバスのいずれかを介して前記小型磁気ディスク装置
を読み書きする複数のディレクトリと、前記複数のディ
レクトリが書き込むあるいは読み出したデータを格納す
る共通のバッファとを備え、前記複数のディレクトリの
各々は、書き込み時に目的とする小型磁気ディスク装置
が他のディレクトリによってアクセス中でなければその
ままデータを書き込み、他のディレクトリによってアク
セス中の場合は前記バッファにデータを書き込んでアク
セス終了次第前記小型磁気ディスク装置にデータを書き
込み、読みだし時に他のディレクトリがホストコンピュ
ータとの間でデータを転送中でなければ、そのままデー
タを送出し、転送中であれば読み出したデータを前記バ
ッファに一時的に書き込んで転送終了次第データを送出
する機能を備えたものである。

〔作用〕 本発明による磁気ディスク装置は、複数台の小型ディ
スク装置に並列に命令を発行する機能、データの書き込
みの際連続したデータを求められた長さに分割し、各々
を各ディスクに分散させて書き込む機能、ディスクから
の読み出しの際連続したデータは上位コントローラ内の
バッファで順に並べてからホストコンピュータへ転送
し、連続でないデータはバッファへの読み込みが終った
時点でホストコンピュータに送る機能、ホストコンピュ
ータから転送データの順番が指定されてきた時はその順
に従いディスク装置の上位コントローラ内にあるバッフ
ァから指定順にホストコンピュータへデータを転送する
機能を有し、かつ小型磁気ディスク装置各々にはバッフ
ァメモリを設けている。

複数台のディスク装置に対し、並列に命令を発行する
機能により、複数台のディスク装置を並列に制御するこ
とができるようになる。

連続したデータを適当な長さに分割し、各々を複数台
のディスクに分散させて書き込む機能により、長いデー
タでも複数台のディスク装置から並列に読み出し、書き
込みすることによって転送時間を短くすることができ
る。

ディスクからのデータ読み出しの際、分割したデータ
を上位コントローラ内で順に並びかえた後ホストに転送
する機能により、ホストはデータが分割されたことを意
識する必要がなく、元々の連続したデータとしてデータ
を受け取ることができる。

ホストコンピュータからの指令により、転送要求到着
順、あるいはディスクアクセスの完了順に関係なく任意
のデータを他のデータよりも速く送ることのできる機能
により、優先度の高いデータをいち早くホストコンピュ
ータに転送することが可能となる。

小型磁気ディスク装置各々にバッファメモリを設ける
ことによって、コントローラとディスクの間のバスが一
つのディスクによって使用されている間に他のディスク
のアクセスが完了した場合、アクセスを完了したディス
クは回転待ちする必要なく、該ディスク装置に設けられ
たバッファにデータを蓄積することができる。このデー
タはバスが開き次第上位コントローラのバッファに転送
される。よって見かけ上の転送待ち時間が大幅に短縮さ
れ、かつバッファメモリからのデータの読み出しになる
ためディスクからデータの読み出しに比べ読み出し時間
が短縮される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明
する。

＜実施例の構成＞ 第１図は、本発明の一システム例の概要を示すブロッ
ク図である。図に示すように、小型磁気ディスク集積装
置２は、複数台の小型磁気ディスク装置（CHDD）３、こ
れら複数台の小型磁気ディスク装置３を統括制御するマ
スタコントローラ（上位コントローラ）21、このマスク
コントローラ21と小型磁気ディスク装置３あるいは小型
磁気ディスク装置３同士をつなぐバス221、222によって
構成されている。

第１図のマスタコントローラ21は、第２図に示すよう
に、ポートレジスタ211、ディレクトリ212、213、ポー
トレジスタ214、215、バッファ216からなる。

また、第１図の各小型ディスク装置３は、第３図に示
すように、ポートレジスタ37、38、メモリ31、ハードデ
ィスクコントローラ（HDC）32、中央処理装置（CPU）3
3、ダイレクトメモリアクセスコントローラ（DMAC）3
4、ディスクドライバー部35からなる。

＜実施例の作用＞ まず初めに、ディスクからのデータの読み出しについ
て説明する。

ホストコンピュータからディスク上のデータを読み出
す要求がくると、その信号はポートレジスタ211を通っ
てディレクトリ212または213に伝えられる。伝えられた
命令からディレクトリ212または213はデータ長を判断す
る。マスタコントローラ21は、小型磁気ディスク装置３
と転送を行なう時、ある決められたデータ長を一単位と
して転送を行なう。この長さは、ホストシステムの扱う
平均データ長に応じて決定される。

ディレクトリは、要求データのデータ長が転送単位長
より長いかどうかを判断し、短い場合は要求データが記
録されている小型磁気ディスク装置３のアクセスを開始
する。小型ディスクのアクセスが終了し、アクセス終了
信号がポート214、あるいは215を通してディレクトリ21
2、213に伝えられると、ディレクトリはポートレジスタ
211が空いているかどうかを調べ、空いていれば直接ホ
ストコンピュータ１にデータの転送を開始し、空いてい
なければバッファ216へ小型磁気ディスク装置３からの
データを転送する。ポートレジスタ211が空くまで該デ
ータはバッファ216へストアされ、ポートレジスタ216が
空いた時点でディレクトリによりバッファ216からホス
トコンピュータ１へデータが転送される。この実施例に
より、データ長が短いデータセットについては、アクセ
ス要求の順番によらず、アクセスを早く完了したディス
ク装置からデータを読み出し始めることができるように
なる。

上記実施例では、アクセスを完了した順からホストコ
ンピュータ１へデータを転送する場合について述べた
が、ホストコンピュータ１への転送は、アクセス要求順
に行なってもよい。先にディスク装置３から読み出され
たデータは、ホストコンピュータ１へ転送が行なわれる
までの間、バッファ216に蓄えられ、順番がきた時点で
ディレクトリ212、213によりホストコンピュータ１に転
送される。さらに、ホストコンピュータ１へのデータ転
送順は、ホストコンピュータ１が任意に変更することも
可能である。ディスク装置３から読み出した順、または
ホストコンピュータ１からのデータ転送要求順に転送を
行なっている途中、優先度の高いデータ転送要求がホス
トコンピュータ１から送られてきた場合、ディレクトリ
212、213は直ちに要求されたデータが記録されているデ
ィス装置３のアクセスを開始する。アクセスが終了した
時にポートレジスタ211が使用中であった場合、ディス
ク装置３から転送されてきたデータは一旦バッファ216
に格納され、ポートレジスタ211が空き次第ホストコン
ピュータ１に転送される。

要求データ長が転送単位長より長い場合、ディレクト
リは要求データが格納されている複数台の小型磁気ディ
スク装置３に一斉にアクセス命令を発行する。アクセス
命令を受け取った各々のディスク装置は一斉に信号読み
出しのための動作を開始し、ホストから要求されたデー
タを小型磁気ディスク装置内のメモリに書き出す。この
メモリは、転送単位長のデータを十分格納できるだけの
容量を持つ。メモリへのデータの書き出しを完了すると
同時に、該ディスク装置はマスタコントローラ21へデー
タ転送の準備が終了したことを報告するための信号を送
出する。信号を受け取ったマスタコントローラ21のディ
レクトリ212または213は、一旦バッファ216にデータを
格納し、要求データの先頭から順にホストへ転送を行な
う。この実施例により、データ長が長い場合も、複数台
のディスク装置３から並列にデータが読み出されること
になるため、実効転送速度が向上する。

ディスク装置３へのデータの書き込みも、同様にして
行なう。

次にディスクへのデータの書き込みについて説明す
る。

書き込みデータ長がマスタコントローラ21と小型ディ
スク装置３との間を転送させる時の単位転送長以下であ
る場合、転送命令を受け取ったマスタコントローラ21の
ディレクトリ212または213は、書き込み要求データを指
定されたディスク装置３へそのまま転送する。指定ディ
スクが読み出しまたは書き込み中の時、あるいは２本の
バスが共に使用中の時は一旦バッファ216に要求データ
を書き込んでおき、バスおよび指定ディスク装置３がフ
リーになった時点で当該ディスク装置にデータの書き込
みを開始する。

書き込みデータ長が単位転送長よりも長い場合、ディ
レクトリ212または213は、該データを書き込むディスク
として指定された小型磁気ディスク装置３各々に一斉に
アクセス要求を発行する。その後、ディレクトリ212ま
たは213は、各々の小型磁気ディスク装置３へデータを
転送する。各々の小型磁気ディスク装置３は、そのデー
タを一旦第３図に示すところの内部メモリ31に格納し、
アクセスが終了した時点でメモリ31からディスク媒体へ
ヘッド36を用いてデータの書き込みを行なう。指定ディ
スク装置３のいずれかが読み出しあるいは書き込み処理
中の場合、ディレクトリ212または213は、一旦該ディス
クに書き込むべきデータをバッファ216に格納し、該デ
ィスク装置が読み出し／書き込み処理を終了した時点で
バッファ216から該小型ディスク装置３の転送を行な
う。

小型磁気ディスク装置３では、マスタコントローラ21
から送られてきた命令は、ポートレジスタ37あるいは38
を通してCPU33に送られる。CPU33は送られてきた命令の
解析を行ない、その結果に従いメモリ31、ハードディス
クコントローラ32、DMAC34、ディスクドライバー35等の
制御を行なう。ポートレジスタ37はバス221に、ポート
レジスタ38はバス222につながり、各各のバスを用いて
マスタコントローラ21、あるいは他の小型磁気ディスク
装置３とのデータ転送を行なう。

第４図は、本方式の効果を示すタイムチャートであ
る。第４図ａがメモリを設けていない従来方式、第４図
ｂがメモリを設けた本方式である。

第４図を用い、一例としてディスク装置４台を一度に
アクセスする場合について述べる。

従来の方式では、同図ａに示す通り、 まずディスクからのデータ転送順が予めホストによっ
て決められているため、たとえディスクｂ〜ｄがディス
クａより早くアクセスを完了しても、ディスクａのデー
タ転送が完了するまでディスクｂは待たなければならな
い。

また、メモリを設けていないため、ディスクｂは、ヘ
ッドが記録媒体上の要求データの書き込まれている箇所
にきてもディスクａのデータ転送が終了しないうちはデ
ータを読み出すことができず、そのまま通り過ぎてしま
い、次にその箇所がヘッドの下に回ってくるまで待たな
ければならない。そのため回転待ち時間が長くなってし
まう。

さらにディスク装置３からマスタコントローラ21への
データ転送時間は、ディスク装置３からのデータ読み出
し速度で決定されてしまう。

それに対し同図ｂに示す本方式では、 アクセスの終了したディスクからデータを読み出し始
めるため、マスタコントローラへのデータ転送開始が早
くなる。

メモリを持っているため、ディスクアクセス終了時点
ですぐにメモリにデータを格納することができ、回転待
ち時間が大幅に減少する。

メモリに読み込まれたデータはメモリからマスタコン
トローラ21への転送となる。そのためディスク装置３か
らのデータの読み出し速度に比べ転送速度が向上し、デ
ータ転送時間が短くなる。

以上の結果として、第４図ａおよびｂに示したよう
に、実効転送時間は大幅に短縮されることになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、小型磁気ディスク集積型大容量記憶
装置において、複数台のディスク装置を並列にアクセス
し、データの分割、並列転送を行なうことができるよう
になるので、データの転送時間を短くすることができ
る。

ディスク装置を並列にアクセスすることができるよう
になるので、データ転送要求がランダムにくるシステム
に対して、応答時間を短くすることができるようにな
る。

さらに小型磁気ディスク装置各々がバッファを持つこ
とにより、見かけ上の回転待ち時間、データ転送時間が
短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一システム例の概要を示すブロック
図、第２図は第１図のマスタコントローラの一実施例を
示す内部構成図、第３図は第１図の小型磁気ディスク装
置の一実施例を示す内部構成図、第４図は本発明による
方式と従来の方式との比較に供するタイムチャートであ
る。 １……ホストコンピュータ、 ２……小型磁気ディスク集積装置、 21……マスタコントローラ、 221、222……内部バス、 ３……小型磁気ディスク装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−78623（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−73758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−3049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−89921（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の小型磁気ディスク装置と、該小型磁
   気ディスク装置を制御する上位コントローラとを備えた
   磁気ディスク装置において、 前記複数の小型磁気ディスク装置の各々と上位コントロ
   ーラとを接続するバスを複数備え、 前記小型磁気ディスク装置は、前記複数のバス各々に接
   続する接続手段を備え、 前記上位コントローラは、互いに異なる前記複数のバス
   のいずれかを介して前記小型磁気ディスク装置を読み書
   きする複数のディレクトリと、前記複数のディレクトリ
   が書き込むあるいは読み出したデータを格納する共通の
   バッファとを備え、 前記複数のディレクトリの各々は、書き込み時に目的と
   する小型磁気ディスク装置が他のディレクトリによって
   アクセス中でなければそのままデータを書き込み、他の
   ディレクトリによってアクセス中の場合は前記バッファ
   にデータを書き込んでアクセス終了次第前記小型磁気デ
   ィスク装置にデータを書き込み、読みだし時に他のディ
   レクトリがホストコンピュータとの間でデータを転送中
   でなければ、そのままデータを送出し、転送中であれば
   読み出したデータを前記バッファに一時的に書き込んで
   転送終了次第データを送出する機能を備えてなる磁気デ
   ィスク装置。