JP3020833B2 - チェックポイント取得システム - Google Patents

チェックポイント取得システム

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JP3020833B2
JP3020833B2 JP7151739A JP15173995A JP3020833B2 JP 3020833 B2 JP3020833 B2 JP 3020833B2 JP 7151739 A JP7151739 A JP 7151739A JP 15173995 A JP15173995 A JP 15173995A JP 3020833 B2 JP3020833 B2 JP 3020833B2
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flush
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/14—Error detection or correction of the data by redundancy in operation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/14—Error detection or correction of the data by redundancy in operation
    • G06F11/1402—Saving, restoring, recovering or retrying
    • G06F11/1405—Saving, restoring, recovering or retrying at machine instruction level
    • G06F11/1407—Checkpointing the instruction stream

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、システム動作中にプロ
セッサが周期的にコンテクストの保存およびキャッシュ
のフラッシュを行なうことによりメインメモリ上にチェ
ックポイントを取得して、障害が発生したときにこのチ
ェックポイントからリスタートすることにより障害から
の回復を実現する耐障害性のコンピュータシステムに適
用して好適なチェックポイント取得システムに係り、特
に簡単な構成を付加するのみでチェックポイント取得時
に実施されるキャッシュフラッシュのプロセッサへの負
荷を大幅に軽減し、高速なチェックポイント処理を実現
することを可能とするチェックポイント取得システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、システム動作中にプロセッサが
周期的にコンテクストの保存およびキャッシュのフラッ
シュを行なうことによりチェックポイントを取得して、
障害が発生したときにこのチェックポイントからリスタ
ートすることにより障害からの回復を実現する耐障害性
のコンピュータシステムにおいては、チェックポイント
取得時に、プロセッサのコンテクスト、およびキャッシ
ュの内容をメモリ上にフラッシュする必要がある。通
常、このキャッシュフラッシュ処理はプロセッサが行な
うため、チェックポイント取得時のキャッシュフラッシ
ュ中はプロセッサはキャッシュフラッシュを完了するま
で通常処理を行なうことができない。このため、チェッ
クポイント方式を採用している耐障害性のコンピュータ
システムでは、プロセッサはチェックポイント取得時に
通常の処理を中断し、キャッシュフラッシュを行なう必
要があり、処理速度の低下の原因となっていた。
【０００３】この処理速度の低下を解決するために、キ
ャッシュフラッシュを実行する専用の装置を設けること
が考えられる。この場合には、キャッシュフラッシュ中
にプロセッサが新たにダーティな状態のキャッシュライ
ンを作ると、完全にキャッシュフラッシュすることにな
らない。したがって、これを避けるため、プロセッサは
処理を停止する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、チェ
ックポイント取得時にキャッシュフラッシュ装置を単純
に使用しただけでは、ダーティな状態のキャッシュライ
ンのデータをメモリに書き戻す間、プロセッサを停止さ
せる必要があり、性能低下を招いていた。
【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、チェックポイント取得時に実施されるキャッシュ
フラッシュによるプロセッサの処理停止時間を大幅に軽
減し、高速なチェックポイント処理を実現することを可
能とするチェックポイント取得システムを提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のチェックポイン
ト取得システムは、プロセッサが周期的にコンテクスト
の保存およびキャッシュのフラッシュを行なうことによ
りメインメモリ上にチェックポイントを取得して、障害
が発生したときにこのチェックポイントからリスタート
することにより障害からの回復を実現するコンピュータ
システムにおいて、上記プロセッサの動作と並列に独立
して上記プロセッサのキャッシュフラッシュを実行する
キャッシュフラッシュ実行手段と、このキャッシュフラ
ッシュ実行手段を起動する起動手段と、上記キャッシュ
フラッシュ実行手段によるキャッシュフラッシュの完了
を検知する検知手段とを具備し、上記プロセッサは、チ
ェックポイントを取得する際に、まず上記起動手段によ
りキャッシュフラッシュ実行手段を起動して通常処理と
並行して第１のキャッシュフラッシュを実行し、上記検
知手段が上記第１のキャッシュフラッシュの完了を検知
した後に、通常処理を中断してコンテクストを保存する
とともに、上記起動手段によりキャッシュフラッシュ実
行手段を起動して第２のキャッシュフラッシュを実行す
ることを特徴とする。
【０００７】また、本発明のチェックポイント取得シス
テムは、プロセッサが周期的にコンテクストの保存およ
びキャッシュのフラッシュを行なうことによりメインメ
モリ上にチェックポイントを取得して、障害が発生した
ときにこのチェックポイントからリスタートすることに
より障害からの回復を実現するコンピュータシステムに
おいて、上記プロセッサの動作と並列に独立して上記プ
ロセッサのキャッシュフラッシュを実行するキャッシュ
フラッシュ実行手段と、このキャッシュフラッシュ実行
手段を起動する起動手段と、上記キャッシュフラッシュ
実行手段によるキャッシュフラッシュの完了を検知する
検知手段と、上記キャッシュフラッシュ実行手段の実行
を停止させる停止手段とを具備し、上記プロセッサは、
チェックポイントを取得する際に、まず上記起動手段に
よりキャッシュフラッシュ実行手段を起動して通常処理
と並行して第１のキャッシュフラッシュを実行し、上記
検知手段が上記第１のキャッシュフラッシュの完了を検
知した後、または所定時間経過後であって、上記検知手
段が上記第１のキャッシュフラッシュの完了を検知せず
に上記停止手段により上記第１のキャッシュフラッシュ
を停止させた後に、通常処理を中断してコンテクストを
保存するとともに、上記起動手段によりキャッシュフラ
ッシュ実行手段を起動して第２のキャッシュフラッシュ
を実行することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明のチェックポイント取得システムによれ
ば、チェックポイントを取得する際に、まず起動手段に
よりキャッシュフラッシュ実行手段を起動する。このキ
ャッシュフラッシュ実行手段は、プロセッサと並列に独
立して第１のキャッシュフラッシュを実行するため、そ
の間プロセッサは通常処理を継続して実行する。
【０００９】そして、検知手段がキャッシュフラッシュ
実行手段によるキャッシュフラッシュの終了を検知した
後、プロセッサは通常処理を中断してコンテクストを保
存するととともに、再度起動手段によりキャッシュフラ
ッシュ実行手段を起動する。
【００１０】第１のキャッシュフラッシュを行なった結
果、チェックポイント取得時におけるキャッシュ中のメ
インメモリに反映させなければならないデータ量を大幅
に減少でき、チェックポイント取得時における第２のキ
ャッシュフラッシュの所要時間、すなわちプロセッサの
停止時間が大幅に減り、システムの処理効率を向上させ
ることができることになる。
【００１１】また、本発明のチェックポイント取得シス
テムによれば、チェックポイントを取得する際に、上述
と同様、まず起動手段によりキャッシュフラッシュ実行
手段を起動する。このキャッシュフラッシュ実行手段
は、プロセッサと並列に独立してキャッシュフラッシュ
を実行するため、その間プロセッサは通常処理を継続し
て実行する。
【００１２】そして、所定の時間が経過したときに、い
まだ検知手段がキャッシュフラッシュ実行手段によるキ
ャッシュフラッシュの終了を検知していないときには、
停止手段によりこのキャッシュフラッシュを停止させ、
プロセッサは通常処理を中断してコンテクストを保存す
るととともに、再度起動手段によりキャッシュフラッシ
ュ実行手段を起動する。
【００１３】これにより、上述と同様にチェックポイン
ト取得時におけるキャッシュ中のメインメモリに反映さ
せなければならないデータ量を大幅に減少させることと
なり、チェックポイント取得時における第２のキャッシ
ュフラッシュの所要時間、すなわちプロセッサの停止時
間が大幅に減り、システムの処理効率を向上させること
ができることになる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 （第１実施例）まず、図１および図２を参照して本発明
の第１実施例を説明する。
【００１５】図１は同実施例に係るチェックポイント取
得システムを適用してなるコンピュータシステムの概略
構成を示す図である。図１に示したように、同実施例の
コンピュータシステムは、プロセッサモジュール１ａお
よび１ｂの２つのプロセッサモジュールを備えたマルチ
プロセッサシステムとなっており、通常時には、それぞ
れが独立して処理を行なっている。なお、このプロセッ
サモジュールとは、プロセッサとキャッシュとから構成
されるものをいい、同実施例のプロセッサモジュール１
ａは、プロセッサ２ａおよびキャッシュ３ａを備え、プ
ロセッサモジュール１ｂは、プロセッサ２ｂおよびキャ
ッシュ３ｂを備えてそれぞれ構成されている。
【００１６】また、これらのプロセッサモジュール１ａ
〜１ｂは、メモリ装置９を共有して処理を行なってい
る。同実施例のコンピュータシステムでは、耐障害性を
確保するために、チェックポイントリスタート方式を採
用し、そのために、周期的にリスタート可能な状態の確
保、すなわち、チェックポイントを取得する。このた
め、プロセッサ２ａ〜２ｂは、メモリ装置９を更新する
際に、その更新履歴をログファイル８に記録する。そし
て、プロセッサ２ａ〜２ｂのコンテクスト情報と、キャ
ッシュ３ａ〜３ｂの内容とをメモリに反映したとき、す
なわちリスタート可能な状態となったときに、そのログ
ファイル８をリセットする。このチェックポイントの取
得は、ログファイル８の空き容量が所定の容量以下にな
った際に行なわれる。
【００１７】キャッシュフラッシュハードウエア４ａ〜
４ｂは、プロセッサ２ａ〜２ｂと並列に独立してキャッ
シュフラッシュを実施するものであり、たとえばプロセ
ッサモジュール１ａ側であれば、キャッシュ３ａ上の更
新データをメモリ装置９に反映させるとともに、その更
新履歴をログファイル８に格納するものである。
【００１８】これらキャッシュフラッシュハードウエア
の詳細は、本出願人が同日に別途出願した「キャッシュ
フラッシュ装置」を参照されたい。そして、キャッシュ
フラッシュ起動部５ａ〜５ｂは、それぞれキャッシュフ
ラッシュハードウエア４ａ〜４ｂを起動するものであ
り、キャッシュフラッシュ完了検知部６ａ〜６ｂは、キ
ャッシュフラッシュハードウエア４ａ〜４ｂによるキャ
ッシュフラッシュの完了を検知するところである。
【００１９】ここで、図２を参照してログファイル８の
空き容量が所定の容量以下になった際、すなわち、チェ
ックポイントを取得する際の動作を説明する。プロセッ
サ２ａ〜２ｂは、ログファイル８の空き容量が所定の容
量以下になったことを検知すると、まずキャッシュフラ
ッシュ起動部５ａ〜５ｂによってキャッシュフラッシュ
ハードウエア４ａ〜４ｂを起動する（図２のステップＡ
１）。これにより、キャッシュフラッシュハードウエア
４ａ〜４ｂは、プロセッサ２ａ、２ｂの命令実行と並行
してキャッシュフラッシュを開始し（図２のステップＢ
１）、一方、プロセッサ２ａ〜２ｂは、通常処理を継続
する（図２のステップＡ２）。
【００２０】次に、キャッシュフラッシュ完了検知部６
ａ〜６ｂがキャッシュフラッシュハードウエア４ａ〜４
ｂによるキャッシュフラッシュの完了を検知すると（図
２のステップＡ３のＹ）、プロセッサ２ａ〜２ｂは、通
常処理を中断し、コンテクストを保存するとともに（図
２のステップＡ４）、再度キャッシュフラッシュ起動部
５ａ〜５ｂによってキャッシュフラッシュハードウエア
４ａ〜４ｂを起動して（図２のステップＡ５）、チェッ
クポイント処理を実施する。
【００２１】そして、キャッシュフラッシュ完了検知部
６ａ〜６ｂがキャッシュフラッシュハードウエア４ａ〜
４ｂによるキャッシュフラッシュの完了を検知したとき
に（図２のステップＡ６のＹ）、ログファイル８をリセ
ットして、通常処理を再開する。
【００２２】これにより、チェックポイント処理時のキ
ャッシュフラッシュを軽減させることができ、システム
の処理効率を向上させることができることになる。 （第２実施例）次に、図３および図４を参照して本発明
の第２実施例を説明する。
【００２３】図３は同実施例に係るチェックポイント取
得システムを適用してなるコンピュータシステムの概略
構成を示す図である。同実施例では、第１実施例の構成
に加え、プロセッサモジュールそれぞれに、キャッシュ
フラッシュ停止部を設ける。
【００２４】このキャッシュフラッシュ停止部１０ａ〜
１０ｂは、キャッシュフラッシュ起動部５ａ〜５ｂによ
って起動されたキャッシュフラッシュハードウエア４ａ
〜４ｂによるキャッシュフラッシュを強制的に停止させ
るものである。
【００２５】ここで、図４を参照して同実施例の動作を
説明する。プロセッサ２ａ〜２ｂは、ログファイル８の
空き容量が所定の容量以下になったことを検知すると、
まずキャッシュフラッシュ起動部５ａ〜５ｂによってキ
ャッシュフラッシュハードウエア４ａ〜４ｂを起動する
（図４のステップＣ１）。これにより、キャッシュフラ
ッシュハードウエア４ａ〜４ｂは、バックグラウンドに
てキャッシュフラッシュの実施を開始し（図４のステッ
プＤ１）、一方、プロセッサ２ａ〜２ｂは、通常処理を
継続する（図４のステップＣ２）。
【００２６】次に、プロセッサ２ａ〜２ｂは、このキャ
ッシュフラッシュ起動部５ａ〜５ｂによるキャッシュフ
ラッシュハードウエア４ａ〜４ｂの起動から所定の時間
が経過したときに（図４のステップＣ３のＹ）、通常処
理を中断し、キャッシュフラッシュが完了したかどう
か、すなわち、キャッシュフラッシュ完了検知部６ａ〜
６ｂによるキャッシュフラッシュの完了検知があったか
どうかを判定する（図４のステップＣ４）。
【００２７】ここで、キャッシュフラッシュが完了して
いなかった場合（図４のステップＣ４のＮ）、プロセッ
サ２ａ〜２ｂは、キャッシュフラッシュ停止部１０ａ〜
１０ｂによりキャッシュフラッシュハードウエア４ａ〜
４ｂによるキャッシュフラッシュを強制的に停止させる
（図４のステップＣ５）。
【００２８】そして、プロセッサ２ａ〜２ｂは、コンテ
クストを保存するとともに（図４のステップＣ６）、再
度キャッシュフラッシュ起動部５ａ〜５ｂによってキャ
ッシュフラッシュハードウエア４ａ〜４ｂを起動して
（図４のステップＣ７）、チェックポイント処理を実施
する。
【００２９】そして、キャッシュフラッシュ完了検知部
６ａ〜６ｂがキャッシュフラッシュハードウエア４ａ〜
４ｂによるキャッシュフラッシュの完了を検知したとき
に（図４のステップＣ８のＹ）、ログファイル８をリセ
ットして、通常処理を再開する。
【００３０】これにより、チェックポイント処理時のキ
ャッシュフラッシュを軽減させることができ、システム
の処理効率を向上させることができることになる。な
お、第１実施例において先行キャッシュフラッシュ完了
後にチェックポイント取得処理を開始する例を、第２実
施例において先行キャッシュフラッシュ起動後、所定時
間経過後にチェックポイント取得処理を開始する例をそ
れぞれ説明したが、これらを組み合わせることによっ
て、より効率的な処理を実施することができる。
【００３１】その場合の動作を図５を参照して説明す
る。 （第３実施例）プロセッサ２ａ〜２ｂは、ログファイル
８の空き容量が所定の容量以下になったことを検知する
と、まずキャッシュフラッシュ起動部５ａ〜５ｂによっ
てキャッシュフラッシュハードウエア４ａ〜４ｂを起動
する（図５のステップＥ１）。これにより、キャッシュ
フラッシュハードウエア４ａ〜４ｂは、バックグラウン
ドにてキャッシュフラッシュの実施を開始し（図５のス
テップＦ１）、一方、プロセッサ２ａ〜２ｂは、通常処
理を継続する（図５のステップＥ２）。
【００３２】次に、プロセッサ２ａ〜２ｂは、このキャ
ッシュフラッシュ起動部５ａ〜５ｂによるキャッシュフ
ラッシュハードウエア４ａ〜４ｂの起動から所定の時間
が経過したこと、または、キャッシュフラッシュ完了検
知部６ａ〜６ｂがキャッシュフラッシュハードウエア４
ａ〜４ｂによるキャッシュフラッシュの完了を検知する
ことにより（図５のステップＥ３のＹ）、通常処理を中
断する。
【００３３】このとき、いまだキャッシュフラッシュが
完了していなかった場合には（図５のステップＥ４の
Ｎ）、プロセッサ２ａ〜２ｂは、キャッシュフラッシュ
停止部１０ａ〜１０ｂによりキャッシュフラッシュハー
ドウエア４ａ〜４ｂによるキャッシュフラッシュを強制
的に停止させる（図５のステップＥ５）。
【００３４】そして、プロセッサ２ａ〜２ｂは、コンテ
クストを保存するとともに（図５のステップＥ６）、再
度キャッシュフラッシュ起動部５ａ〜５ｂによってキャ
ッシュフラッシュハードウエア４ａ〜４ｂを起動して
（図５のステップＥ７）、チェックポイント処理を実施
する。
【００３５】そして、キャッシュフラッシュ完了検知部
６ａ〜６ｂがキャッシュフラッシュハードウエア４ａ〜
４ｂによるキャッシュフラッシュの完了を検知したとき
に（図５のステップＥ８のＹ）、ログファイル８をリセ
ットして、通常処理を再開する。
【００３６】これにより、第１および第２実施例と比較
して、さらにチェックポイント処理時のキャッシュフラ
ッシュを軽減させることができ、システムの処理効率を
向上させることができることになる。
【００３７】なお、同実施例では、キャッシュフラッシ
ュを２つのフェーズに分けて行なう例を示したが、シス
テムの構成などによっては、３つ以上のフェーズにわけ
て行なうことも有効である。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明のチェックポ
イント取得システムによれば、プロセッサが周期的にコ
ンテクストの保存およびキャッシュのフラッシュを行な
うことによりチェックポイントを取得して、障害が発生
したときにこのチェックポイントからリスタートするこ
とにより障害からの回復を実現するコンピュータシステ
ムにおいて、チェックポイント取得時にプロセッサの負
荷となるキャッシュフラッシュ処理をプロセッサがチェ
ックポイント処理を開始する直前にプロセッサとは独立
に動作するハードウェア装置に行なわせることによっ
て、チェックポイント取得時のプロセッサのキャッシュ
フラッシュ処理の負荷を軽減し、プロセッサの処理効率
を向上させることができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係るチェックポイント取得システ
ムを適用してなるコンピュータシステムの概略構成を示
す図。
【図２】第１実施例の動作を説明するためのフローチャ
ート。
【図３】第２実施例に係るチェックポイント取得システ
ムを適用してなるコンピュータシステムの概略構成を示
す図。
【図４】第２実施例の動作を説明するためのフローチャ
ート。
【図５】第３実施例の動作を説明するためのフローチャ
ート。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…プロセッサモジュール、２ａ，２ｂ…プロ
セッサ、３ａ，３ｂ…キャッシュ、４ａ，４ｂ…キャッ
シュフラッシュハードウエア、５ａ，５ｂ…キャッシュ
フラッシュ起動部、６ａ，６ｂ…キャッシュフラッシュ
完了検知部、７…バス、８…ログファイル、９…メモリ
装置、１０ａ，１０ｂ…キャッシュフラッシュ停止部。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 11/14 - 11/20 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プロセッサが周期的にコンテクストの保
    存およびキャッシュのフラッシュを行なうことによりメ
    インメモリ上にチェックポイントを取得して、障害が発
    生したときにこのチェックポイントからリスタートする
    ことにより障害からの回復を実現するコンピュータシス
    テムにおいて、 上記プロセッサの動作と並列に独立して上記プロセッサ
    のキャッシュフラッシュを実行するキャッシュフラッシ
    ュ実行手段と、このキャッシュフラッシュ実行手段を起
    動する起動手段と、上記キャッシュフラッシュ実行手段
    によるキャッシュフラッシュの完了を検知する検知手段
    とを具備し、上記プロセッサは、チェックポイントを取
    得する際に、まず上記起動手段によりキャッシュフラッ
    シュ実行手段を起動して通常処理と並行して第１のキャ
    ッシュフラッシュを実行し、上記検知手段が上記第１の
    キャッシュフラッシュの完了を検知した後に、通常処理
    を中断してコンテクストを保存するとともに、上記起動
    手段によりキャッシュフラッシュ実行手段を起動して第
    ２のキャッシュフラッシュを実行することを特徴とする
    チェックポイント取得システム。
  2. 【請求項２】 プロセッサが周期的にコンテクストの保
    存およびキャッシュのフラッシュを行なうことによりメ
    インメモリ上にチェックポイントを取得して、障害が発
    生したときにこのチェックポイントからリスタートする
    ことにより障害からの回復を実現するコンピュータシス
    テムにおいて、 上記プロセッサの動作と並列に独立して上記プロセッサ
    のキャッシュフラッシュを実行するキャッシュフラッシ
    ュ実行手段と、このキャッシュフラッシュ実行手段を起
    動する起動手段と、上記キャッシュフラッシュ実行手段
    によるキャッシュフラッシュの完了を検知する検知手段
    と、上記キャッシュフラッシュ実行手段の実行を停止さ
    せる停止手段とを具備し、上記プロセッサは、チェック
    ポイントを取得する際に、まず上記起動手段によりキャ
    ッシュフラッシュ実行手段を起動して通常処理と並行し
    て第１のキャッシュフラッシュを実行し、上記検知手段
    が上記第１のキャッシュフラッシュの完了を検知した
    後、または所定時間経過後であって、上記検知手段が上
    記第１のキャッシュフラッシュの完了を検知せずに上記
    停止手段により上記第１のキャッシュフラッシュを停止
    させた後に、通常処理を中断してコンテクストを保存す
    るとともに、上記起動手段によりキャッシュフラッシュ
    実行手段を起動して第２のキャッシュフラッシュを実行
    することを特徴とするチェックポイント取得システム。
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