JP2531538B2 - キャッシュメモリデ―タ書き戻し方法及びディスクキャッシュ制御装置 - Google Patents

キャッシュメモリデ―タ書き戻し方法及びディスクキャッシュ制御装置

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JP2531538B2 JP2063146A JP6314690A JP2531538B2 JP 2531538 B2 JP2531538 B2 JP 2531538B2 JP 2063146 A JP2063146 A JP 2063146A JP 6314690 A JP6314690 A JP 6314690A JP 2531538 B2 JP2531538 B2 JP 2531538B2
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【発明の詳細な説明】 [概要] キャッシュメモリにライトしたデータをディスク装置
に書き戻すキャッシュメモリデータ書き戻し方法及びデ
ィスクキャッシュ制御装置に関し、 ライトするデータをレコード単位に管理し、ディスク
装置へレコード単位に書き戻すようにして、不要な書き
戻しを減らすことにより、ディスク装置へのライト時の
アクセス時間を短縮することを目的とし、 上位装置であるホスト装置と外部記憶装置であるディ
スク装置の間に設けられるディスクキャッシュシステム
におけるキャッシュメモリデータ書き戻し方法におい
て、キャッシュメモリ内に格納される各レコード内にラ
イトバックフラグを設け、ホスト装置からのライトアク
セスによりキャッシュメモリ内にライトしたレコードの
ライトバックフラグをセットするとともに、トラック毎
にライトしたレコードの最小番号と最大番号をライト範
囲として管理し、ディスク装置への書き戻し時に、前記
ライト範囲内のレコードのみについて、ライトバックフ
ラグの有無を順次チェックして、ライトバックフラグの
セットされているレコードのみを、ディスク装置に書き
戻すように構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は、磁気ディスク等のディスク装置とホスト装
置等の上位装置との間に配設され、ディスク装置へのア
クセス時間を短縮するディスクキャッシュシステムに係
わり、特に、キャッシュメモリにライトしたデータをデ
ィスク装置に書き戻すキャッシュメモリデータ書き戻し
方法及びディスクキャッシュ制御装置に関するものであ
る。
ディスク装置上のデータの一部を半導体メモリを有す
るディスクキャッシュ内に格納し、その格納されたデー
タがアクセスされると、ディスクキャッシュよりデータ
転送を行なうことでアクセス時間を短縮するディスクキ
ャッシュシステムが、ディスク装置へのアクセスの高速
化のために、広く用いられてきている。
[従来の技術] 従来のディスクキャッシュシステムでは、上位装置で
あるホスト装置からリードされたトラックのデータをデ
ィスクキャッシュ内に格納し、その格納されているトラ
ックが再度リードされると、ディスクキャッシュ上のデ
ータを転送するようにしているため、データリードの場
合には、ディスク装置の機械的動作のない時間だけ、ア
クセス時間が短縮されていた。一方、ホスト装置からの
データライトの場合には、ディスクキャッシュとディス
ク装置上のデータが異ならないようにする必要性から、
両者に対して同時にライトを行なうライトスルー方式が
一般的に行なわれていた。このライトスルー方式による
ライトの場合には、データをライトする毎にディスク装
置がアクセスされてライトが行なわれるため、アクセス
時間は短縮されていなかった。
そこで、データライトを高速化するため、ライトデー
タをディスクキャッシュ上のみに書き込み、後にディス
ク装置へ書き戻すライトバック方式が行なわれていた。
[発明が解決しようとする課題] ところが、従来におけるライトバック方式では、ライ
トバックすべきトラックの全データをディスク装置に書
き戻すようにされていたため、例えばトラック中の1つ
のレコードのみにライトされた場合にも、そのトラック
中の全てのレコードが書き戻されることになり、非効率
的な書き戻しとなっていた。
本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもの
で、ライトするデータをレコード単位に管理し、ディス
ク装置へレコード単位に書き戻すようにして、不要な書
き戻しを減らすことにより、ディスク装置へのライト時
のアクセス時間を短縮することのできるキャッシュメモ
リデータ書き戻し方法及びディスクキャッシュ制御装置
を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するための本発明における手段は、第
1図の本発明の原理説明図に示すように、上位装置であ
るホスト装置1と外部記憶装置であるディスク装置3の
間に設けられるディスクキャッシュシステム2における
キャッシュメモリデータ書き戻し方式において、キャッ
シュメモリ2a内に格納される各レコードR0〜R8内にライ
トバックフラグを設け、ホスト装置1からのライトアク
セスによりキャッシュメモリ2a内にライトしたレコード
のライトバックフラグをセットするとともに、トラック
毎にライトしたレコードの最小番号と最大番号をライト
範囲として管理し、ディスク装置への書き戻し時に、前
記ライト範囲内のレコードのみについて、ライトバック
フラグの有無を順次チェックして、ライトバックフラグ
のセットされているレコードのみを、ディスク装置3に
書き戻すようにするキャッシュメモリデータ書き戻し方
法による。
[作用] 本発明のキャッシュメモリデータ書き戻し方法では、
ホスト装置1からのライトアクセスに対して、キャッシ
ュメモリ2a上に目的とするトラックデータが格納されて
いれば、キャッシュメモリ2a上にライトが行なわれ、後
にディスク装置3に書き戻しがなされる。例えば、第1
図に示すように、9個のレコードR0〜R8からなるトラッ
クがキャッシュメモリ2a上に格納されているとすると、
通常、各レコードにはカウント領域が付設されている
が、例えばそのカウント領域にライトバックフラグを設
け、ライトが行なわれたレコードにはそのフラグがセッ
トされる。
そこで、前にライトされたレコードと新たにライトさ
れたレコードの関係から、次のような場合が起こる。
(a)前にライトされたレコードと新たにライトされた
レコードの一部または全部が重なる場合。例えばレコー
ドR4,R5,R6がライトされた後に、新たにレコードR6,R7
がライトされた場合。
(b)前にライトされたレコードと新たにライトされた
レコードが重ならない場合。例えば第1図に示すよう
に、レコードR2,R3がライトされた後に、新たにレコー
ドR6,R7がライトされた場合。
(a)の場合には、ライト範囲としてレコードのR4,R
7が記憶され、書き戻しの際にはそのライト範囲および
ライトバックフラグが参照されて、R4〜R7のレコードの
みが書き戻される。
(b)の場合には、前のライト時ではライト範囲とし
てレコードのR2,R3が記憶され、新たにライトされた時
には、更新されてレコードのR2,R7がライト範囲として
記憶されるが、書き戻しの際にはそのライト範囲および
ライトバックフラグが参照されることにより、レコード
R2,R3,R6,R7のみが書き戻される。
このように、本発明ではライト範囲の記憶およびライ
トバックフラグにより、ライトされたレコードが重なる
場合でも、重ならない場合でもライトされたレコードの
みが書き戻される。
[実施例] 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明
する。
第2図は、本発明の一実施例であるディスクキャッシ
ュシステムの構成図である。同図に示すように、ディス
クキャッシュシステムは、ホスト装置10に接続されるデ
ィスクキャッシュ制御装置20と、そのディスクキャッシ
ュ制御装置20に接続される磁気ディスク,光ディスク等
のディスク装置30から構成される。ディスクキャッシュ
制御装置20は、装置全体を制御する主制御部21、制御デ
ータを記憶する制御記憶部22、ディスク装置30のデータ
の一部を格納するキャッシュメモリ23、ホスト装置10と
のデータの送受信を行なうチャネルインタフェース制御
部(CHIF)24、キャッシュメモリ23とのデータの送受信
を行なうキャッシュメモリインタフェース制御部(CMI
F)25、ディスク装置30とのデータの送受信を行なうデ
バイスインタフェース制御部(DVIF)26から構成されて
いる。
キャッシュメモリ23へのデータの格納は、主制御部21
の制御により、ディスク装置30のデータを格納するデー
タエリアと、そのデータエリアにライトされたデータ
の、ディスク装置30への書き戻し情報を第1図で説明し
たように記憶する、ライトバック用ディレクトリに分け
られて管理が行なわれる。
第3図は、ディスク装置30のディスク上のトラック形
式である。ディスク上のトラック形式は、ギャップによ
って区切られた複数の記憶領域にフォーマットされ、第
3図に示すように、インデクスマークの後の最初に、そ
のトラックのアドレスが記録されるホームアドレス領域
(HA)が配設され、その後には、カウント領域(C),
キー領域(K),データ領域(D)からなるレコードR
0,R1,R2,…が配設される。最初のレコードR0は、システ
ムプログラムの利用のために特殊な形式(キー領域な
し、データ領域8バイト)にされ、その他のレコードは
同じ形式にフォーマットされている。カウント領域に
は、トラックアドレス,レコード番号,および後に続く
キー領域,データ領域の長さなどが記録される。キー領
域は、アクセス法による検索のためのキーが記録される
ものであるが、特に設ける必要はないものである。デー
タ領域には、上位装置からリード/ライトがなされる一
般的なデータが記録される。このキー領域とデータ領域
とは可変長に設定される。上位装置からはトラックアド
レスとレコード番号が指定されてアクセスがなされ、こ
れに対してホームアドレス領域とカウント領域が参照さ
れて、目的とするレコードへのリード/ライトが行なわ
れる。
キャッシュメモリ23のデータエリアには、ディスク装
置30の上記フォーマットされたトラックデータの全部ま
たは一部が、ホスト装置10のアクセスによりステージン
グされる。第4図は、キャッシュメモリ23へのトラック
データの格納形式である。同図に示すように、キャッシ
ュメモリ23上にはディスク装置30上と同様に、ホームア
ドレス領域、各レコード毎のカウント領域,キー領域,
およびデータ領域が確保されて格納される。
キャッシュメモリ23上のデータへのアクセスは、ディ
スク装置30と同様に各レコードのカウント領域がまず読
み出され、第4図に示すように、記憶されているシリン
ダ番号(CC),ヘッド番号(HH),レコード番号(R)
の情報によりレコードのアドレスが確認され、キー領域
の長さ(K),データ領域の長さ(DD)の情報によりキ
ーまたはデータを読み書きする。また、このカウント領
域には、本発明の特徴であるライトバックフラグ(F)
が割り当てられていて、データがライトされた時にセッ
トされ、そのデータがディスク装置30に書き戻されたと
きにリセットされるように利用される。
上記構成からなるディスクキャッシュシステムおけ
る、ディスクキャッシュ制御装置20の主制御部21の動作
を、第5図に示すホスト装置10からのデータアクセスに
対する処理のフローチャートと、第6図に示すキャッシ
ュメモリ23上のデータをディスク装置30に書き戻す(ラ
イトバック)処理のフローチャートにより説明する。
ホスト装置10からのデータアクセスに対する処理は、
第5図に示すように、 (1)チャネルインタフェース24を介して、ホスト装置
10からのアクセスコマンドを制御記憶部22に記憶すると
ともに、データ管理情報をチェックする。
(2)アクセス要求のあったアドレスがキャッシュメモ
リ23上に格納されているかどうかを判定する。
(3)アクセス要求のあったアドレスがキャッシュメモ
リ23上に格納されていない場合(ミス)には、チャネル
インタフェース24,デバイスインタフェース26を介し
て、ディスク装置30へ直接データをアクセスするように
制御して、アクセス処理を終了する。
(4)アクセス要求のあったアドレスがキャッシュメモ
リ23上に格納されている場合(ヒット)には、ホスト装
置10からのアクセスコマンドが、ライトであるかリード
であるかを判定する。
(5)アクセスがリードであれば、チャネルインタフェ
ース24,キャッシュメモリインタフェース25を制御し
て、キャッシュメモリ23上のデータをホスト装置10に転
送して、アクセス処理を終了する。
(6)アクセスがライトであれば、チャネルインタフェ
ース24,キャッシュメモリインタフェース25を制御し
て、ホスト装置10からのデータをキャッシュメモリ23上
に書き込む。
(7)ホスト装置10からのデータの書き込みが終了する
と、データを書き込んだレコードのカウント領域のライ
トバックフラグをオンにする。
(8)キャッシュメモリ23からライトバック用ディレク
トリを読み出し、書き込みが行なわれたトラックのレコ
ード番号と、ディレクトリの対応するトラックのライト
範囲とを比較チェックして、ライト範囲の最小番号が最
大番号を変更する必要があれば更新して、アクセス処理
を終了する。
キャッシュメモリ23上のデータをディスク装置30にラ
イトバックする処理は、第6図に示すように、ホスト装
置10からアクセスのないときに、主制御部21の制御によ
り適時行なわれる。すなわち、 (11)キャッシュメモリ23からライトバック用ディレク
トリを読み出し、ライトバックすべきトラックを捜す。
(12)ライトバックすべきトラックのライト範囲のレコ
ードのカウンタ領域を読み出す。
(13)ライトバックフラグをチェックし、オンにされて
いるかどうか、すなわちライトが行なわれたかどうかを
チェックする。オフであれば書き戻しは行なわずに(1
6)に行く。
(14)ライトバックフラグをオンであれば、キャッシュ
メモリインタフェース25,デバイスインタフェース26を
制御して、データ領域からデータを読み出し、ディスク
装置30の対応するアドレスに書き戻しを行なう。
(15)ライトバックフラグをオフにする。
(16)ライト範囲内のレコードについて全て終了したか
どうかをチェックし、終了していればライトバック処理
を終了とし、終了してなければ(12)に行って次のレコ
ードについて同様に処理を繰り返す。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、トラック単位
のライト範囲の管理およびライトバックフラグにより、
上位装置からキャッシュメモリ上にライトされたレコー
ドのみがディスク装置に書き戻され、不要な書き戻しが
無くなるため、ディスク装置へのライト時のアクセス時
間が短縮され、処理動作を効率化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の一実施例の構成図、 第3図はディスク上のトラック形式、 第4図はキャッシュメモリ上のトラック形式、 第5図はホスト装置からのデータアクセスに対する処理
のフローチャート、 第6図はディスク装置へのライトバック処理のフローチ
ャートである。 1,10……ホスト装置、 2……ディスクキャッシュシステム、 3,30……ディスク装置、 20……ディスクキャッシュ制御装置、 21……主制御部、 22……制御記憶部、 23……キャッシュメモリ、 24……チャネルインタフェース、 25……キャッシュメモリインタフェース、 26……デバイスインタフェース。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上位装置であるホスト装置(1)と外部記
    憶装置であるディスク装置(3)の間に設けられるディ
    スクキャッシュシステム(2)におけるキャッシュメモ
    リデータ書き戻し方法において、 キャッシュメモリ(2a)内に格納される各レコード(R0
    〜R8)内にライトバックフラグを設け、 ホスト装置(1)からのライトアクセスによりキャッシ
    ュメモリ(2a)内にライトしたレコードのライトバック
    フラグをセットするとともに、トラック毎にライトした
    レコードの最小番号と最大番号をライト範囲として管理
    し、 ディスク装置への書き戻し時に、前記ライト範囲内のレ
    コードのみについて、ライトバックフラグの有無を順次
    チェックして、ライトバックフラグのセットされている
    レコードのみを、ディスク装置(3)に書き戻すことを
    特徴とするキャッシュメモリデータ書き戻し方法。
  2. 【請求項2】上位装置であるホスト装置(1)と外部記
    憶装置であるディスク装置(3)の間に設けられるディ
    スクキャッシュ制御装置において、 ホスト装置(1)からのライトアクセスによりキャッシ
    ュメモリ(2a)内にライトしたレコードのライトバック
    フラグをセットするとともに、トラック毎にライトした
    レコードの最小番号と最大番号をライト範囲として管理
    する手段と、 ディスク装置への書き戻し時に、前記ライト範囲内のレ
    コードのみについて、ライトバックフラグの有無を順次
    チェックして、ライトバックフラグのセットされている
    レコードのみを、ディスク装置(3)に書き戻す手段を
    有することを特徴とするディスクキャッシュ制御装置。
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