JP3335919B2 - ディスクキャッシュ制御装置 - Google Patents
ディスクキャッシュ制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上位のホスト装置
と磁気ディスク装置との間で転送されるデータを高速ア
クセス可能なキャッシュメモリに一時格納し、書込処理
や読出処理の高速化を図るディスクキャッシュ制御装置
に関するものである。
と磁気ディスク装置との間で転送されるデータを高速ア
クセス可能なキャッシュメモリに一時格納し、書込処理
や読出処理の高速化を図るディスクキャッシュ制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、上位のホスト装置と接続して使
用される磁気ディスク装置においては、システムの導入
後にその使用頻度が高くなり、現状のシステムの性能向
上が要求されるようになることがよくあるが、このよう
な場合に、ディスクキャッシュ制御装置を追加すること
により性能の向上を図れることが広く知られている。
用される磁気ディスク装置においては、システムの導入
後にその使用頻度が高くなり、現状のシステムの性能向
上が要求されるようになることがよくあるが、このよう
な場合に、ディスクキャッシュ制御装置を追加すること
により性能の向上を図れることが広く知られている。
【０００３】図２に、特開昭６３−６７６６１号公報に
開示された従来のディスクキャッシュ制御装置の構成を
示す。図２に示すディスクキャッシュ制御装置２０で
は、図示しないホスト装置と磁気ディスク装置２１及び
キャッシュメモリ２２との間に、転送経路を切り換える
転送制御装置２３を設けることにより、磁気ディスク装
置２１に対するホスト装置からのアクセスに対して、キ
ャッシュヒットがあればそのアクセスに対してキャッシ
ュメモリ２２からデータをホスト装置に転送し、キャッ
シュヒットがなければそのアクセスに対して磁気ディス
ク装置２１からデータをホスト装置に転送するようにし
ていた。このように、従来のディスクキャッシュ制御装
置では、磁気ディスク装置２１の制御とは別の特別なイ
ンタフェース及びハードウェアを介してキャッシュメモ
リ２２をアクセスしディスクキャッシュ機能を実現して
いるため、ディスクキャッシュ機能をサポートしていな
い既存のシステムに対して簡単及び安価にディスクキャ
ッシュ機能を付加してＩ／Ｏ性能を上げることは構造上
困難であった。
開示された従来のディスクキャッシュ制御装置の構成を
示す。図２に示すディスクキャッシュ制御装置２０で
は、図示しないホスト装置と磁気ディスク装置２１及び
キャッシュメモリ２２との間に、転送経路を切り換える
転送制御装置２３を設けることにより、磁気ディスク装
置２１に対するホスト装置からのアクセスに対して、キ
ャッシュヒットがあればそのアクセスに対してキャッシ
ュメモリ２２からデータをホスト装置に転送し、キャッ
シュヒットがなければそのアクセスに対して磁気ディス
ク装置２１からデータをホスト装置に転送するようにし
ていた。このように、従来のディスクキャッシュ制御装
置では、磁気ディスク装置２１の制御とは別の特別なイ
ンタフェース及びハードウェアを介してキャッシュメモ
リ２２をアクセスしディスクキャッシュ機能を実現して
いるため、ディスクキャッシュ機能をサポートしていな
い既存のシステムに対して簡単及び安価にディスクキャ
ッシュ機能を付加してＩ／Ｏ性能を上げることは構造上
困難であった。
【０００４】また、図２のディスクキャッシュ制御装置
では、制御装置とキャッシュメモリ２２の電源を別にし
て電源オフ後のキャッシュメモリ２２のデータをバッテ
リー２５により保持しているが、制御装置がキャッシュ
メモリ２２へ書込を行っている最中に、操作ミスや停電
などにより電源がオフされた場合には、キャッシュメモ
リ２２の中にあるキャッシュ管理情報やディスクキャッ
シュデータを保証することができなかった。よって、確
実にキャッシュメモリ２２の内容を保証するためには、
操作ミスによる電源オフや停電が発生した場合でもディ
スクキャッシュ制御装置若しくはディスクキャッシュ制
御装置を含むシステム全体の電源をバッテリーバックア
ップにより一定時間保証するか、あるいはキャッシュ管
理情報を２重化して障害に備えるためにキャッシュ管理
情報を更新する度にコピーを取る等の処理を追加してい
た。
では、制御装置とキャッシュメモリ２２の電源を別にし
て電源オフ後のキャッシュメモリ２２のデータをバッテ
リー２５により保持しているが、制御装置がキャッシュ
メモリ２２へ書込を行っている最中に、操作ミスや停電
などにより電源がオフされた場合には、キャッシュメモ
リ２２の中にあるキャッシュ管理情報やディスクキャッ
シュデータを保証することができなかった。よって、確
実にキャッシュメモリ２２の内容を保証するためには、
操作ミスによる電源オフや停電が発生した場合でもディ
スクキャッシュ制御装置若しくはディスクキャッシュ制
御装置を含むシステム全体の電源をバッテリーバックア
ップにより一定時間保証するか、あるいはキャッシュ管
理情報を２重化して障害に備えるためにキャッシュ管理
情報を更新する度にコピーを取る等の処理を追加してい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のデ
ィスクキャッシュ制御装置では、既存のシステムに対し
てディスクキャッシュ機能を追加することが困難である
という問題点があり、また、操作ミスや停電などにより
電源がオフされた場合には、キャッシュメモリのキャッ
シュ管理情報やディスクキャッシュデータを保証するこ
とができないという問題点があった。本発明は、上記課
題を解決するためになされたもので、既存のシステムに
対してディスクキャッシュ機能を容易に追加することが
でき、システムに新たな電源バックアップ装置を付加す
ることなく、キャッシュ管理情報やディスクキャッシュ
データを保証することができるディスクキャッシュ制御
装置を提供することを目的とする。
ィスクキャッシュ制御装置では、既存のシステムに対し
てディスクキャッシュ機能を追加することが困難である
という問題点があり、また、操作ミスや停電などにより
電源がオフされた場合には、キャッシュメモリのキャッ
シュ管理情報やディスクキャッシュデータを保証するこ
とができないという問題点があった。本発明は、上記課
題を解決するためになされたもので、既存のシステムに
対してディスクキャッシュ機能を容易に追加することが
でき、システムに新たな電源バックアップ装置を付加す
ることなく、キャッシュ管理情報やディスクキャッシュ
データを保証することができるディスクキャッシュ制御
装置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】本発明のディスクキャッ
シュ制御装置は、請求項１に記載のように、上位のホス
ト装置と磁気ディスク装置とを接続する周辺装置インタ
フェースの制御部であるインタフェース制御装置（ＳＣ
ＳＩ制御装置１）と、上記磁気ディスク装置と同じイン
タフェースのバスに接続される、ディスクキャッシュと
なる半導体メモリ（セミコンディスク装置６）とを有
し、上記半導体メモリは、電源バックアップ用のバッテ
リーを備えると共に、磁気ディスク装置への書込データ
あるいは磁気ディスク装置からの読出データを格納する
ためのディスクデータ格納エリアと、キャッシュ管理情
報を格納するための２重化構成の管理情報エリアとを備
えるものである。そして、上記インタフェース制御装置
は、磁気ディスク装置に対するホスト装置からのアクセ
スがあったとき、前記識別コードに基づいて最新のキャ
ッシュ管理情報を前記管理情報エリアから読み出し、こ
の最新のキャッシュ管理情報を検索して、キャッシュヒ
ットがあれば半導体メモリをアクセスし、キャッシュヒ
ットがなければ磁気ディスク装置をアクセスし、上記半
導体メモリをディスクキャッシュとして使用するとき
に、上記２重化構成の２つの管理情報エリアを交互に更
新し、前記管理情報エリアを更新する度にその識別コー
ドを更新するものである。このように、インタフェース
制御装置は、磁気ディスク装置に対するホスト装置から
のアクセスに対して、キャッシュヒットがあれば、ホス
ト装置からの書込データを半導体メモリに書き込むか、
あるいは半導体メモリからの読出データをホスト装置に
転送し、キャッシュヒットがなければ、ホスト装置から
の書込データを磁気ディスク装置に書き込むか、あるい
は磁気ディスク装置からの読出データをホスト装置に転
送する。
シュ制御装置は、請求項１に記載のように、上位のホス
ト装置と磁気ディスク装置とを接続する周辺装置インタ
フェースの制御部であるインタフェース制御装置（ＳＣ
ＳＩ制御装置１）と、上記磁気ディスク装置と同じイン
タフェースのバスに接続される、ディスクキャッシュと
なる半導体メモリ（セミコンディスク装置６）とを有
し、上記半導体メモリは、電源バックアップ用のバッテ
リーを備えると共に、磁気ディスク装置への書込データ
あるいは磁気ディスク装置からの読出データを格納する
ためのディスクデータ格納エリアと、キャッシュ管理情
報を格納するための２重化構成の管理情報エリアとを備
えるものである。そして、上記インタフェース制御装置
は、磁気ディスク装置に対するホスト装置からのアクセ
スがあったとき、前記識別コードに基づいて最新のキャ
ッシュ管理情報を前記管理情報エリアから読み出し、こ
の最新のキャッシュ管理情報を検索して、キャッシュヒ
ットがあれば半導体メモリをアクセスし、キャッシュヒ
ットがなければ磁気ディスク装置をアクセスし、上記半
導体メモリをディスクキャッシュとして使用するとき
に、上記２重化構成の２つの管理情報エリアを交互に更
新し、前記管理情報エリアを更新する度にその識別コー
ドを更新するものである。このように、インタフェース
制御装置は、磁気ディスク装置に対するホスト装置から
のアクセスに対して、キャッシュヒットがあれば、ホス
ト装置からの書込データを半導体メモリに書き込むか、
あるいは半導体メモリからの読出データをホスト装置に
転送し、キャッシュヒットがなければ、ホスト装置から
の書込データを磁気ディスク装置に書き込むか、あるい
は磁気ディスク装置からの読出データをホスト装置に転
送する。
【０００７】
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態を示すディスクキャッシュ制御装置のブロック図
である。本実施の形態のディスクキャッシュ制御装置
は、ローカルメモリー２を有し、配下のディスク系ファ
イル装置を制御するディスク制御装置としての機能を持
つＳＣＳＩ（Small Computer System Interface ）制御
装置１と、ＳＣＳＩ制御装置１の配下のＳＣＳＩバスに
接続される磁気ディスク装置３〜５と、磁気ディスク装
置３〜５と同一のＳＣＳＩバスに接続される、電源バッ
クアップ用のバッテリー７を備えたセミコンディスク装
置（半導体ディスク装置）６とから構成される。
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態を示すディスクキャッシュ制御装置のブロック図
である。本実施の形態のディスクキャッシュ制御装置
は、ローカルメモリー２を有し、配下のディスク系ファ
イル装置を制御するディスク制御装置としての機能を持
つＳＣＳＩ（Small Computer System Interface ）制御
装置１と、ＳＣＳＩ制御装置１の配下のＳＣＳＩバスに
接続される磁気ディスク装置３〜５と、磁気ディスク装
置３〜５と同一のＳＣＳＩバスに接続される、電源バッ
クアップ用のバッテリー７を備えたセミコンディスク装
置（半導体ディスク装置）６とから構成される。
【０００９】次に、本実施の形態のディスクキャッシュ
制御装置の動作を図１を用いて説明する。セミコンディ
スク装置６の記録領域は、磁気ディスク装置３〜５の一
部のデータを格納するためのディスクデータ格納エリア
８と、このディスクデータ格納エリア８に格納されてい
るデータの管理情報を格納するための２重化構成の管理
情報エリア９，１０の３つのエリアに分割して管理され
ている。
制御装置の動作を図１を用いて説明する。セミコンディ
スク装置６の記録領域は、磁気ディスク装置３〜５の一
部のデータを格納するためのディスクデータ格納エリア
８と、このディスクデータ格納エリア８に格納されてい
るデータの管理情報を格納するための２重化構成の管理
情報エリア９，１０の３つのエリアに分割して管理され
ている。
【００１０】ディスクデータ格納エリア８は、複数のブ
ロックに分割されている。そして、各ブロックには、磁
気ディスク装置３〜５から読み出されたデータ、または
ホスト装置（不図示）から磁気ディスク装置３〜５に書
き込もうとした（若しくは書き込まれている）データが
格納されている。
ロックに分割されている。そして、各ブロックには、磁
気ディスク装置３〜５から読み出されたデータ、または
ホスト装置（不図示）から磁気ディスク装置３〜５に書
き込もうとした（若しくは書き込まれている）データが
格納されている。
【００１１】管理情報エリア９と管理情報エリア１０に
は、キャッシュ管理情報が格納されている。このキャッ
シュ管理情報は、ディスクデータ格納エリア８の各ブロ
ックに記録されているデータとこれに対応する磁気ディ
スク装置の対応ブロックアドレスとを対応付けるテーブ
ル、ディスクデータ格納エリア８の各ブロックに記録さ
れているデータが磁気ディスク装置の対応ブロックアド
レスのデータと一致しているかどうかをエリア８のブロ
ック毎に示すダーティビット等からなる。
は、キャッシュ管理情報が格納されている。このキャッ
シュ管理情報は、ディスクデータ格納エリア８の各ブロ
ックに記録されているデータとこれに対応する磁気ディ
スク装置の対応ブロックアドレスとを対応付けるテーブ
ル、ディスクデータ格納エリア８の各ブロックに記録さ
れているデータが磁気ディスク装置の対応ブロックアド
レスのデータと一致しているかどうかをエリア８のブロ
ック毎に示すダーティビット等からなる。
【００１２】また、管理情報エリア９と管理情報エリア
１０の最後には、どちらの管理情報が新しいかを判断す
るための識別コード１１，１２が格納されている。識別
コード１１，１２はα，β，γの３種類の値をとり得る
が、識別コード１１，１２が同一の値を示すことはな
い。そして、これらの値は、αの次がβ、βの次がγ、
γの次がαという順番で循環的に使用される。
１０の最後には、どちらの管理情報が新しいかを判断す
るための識別コード１１，１２が格納されている。識別
コード１１，１２はα，β，γの３種類の値をとり得る
が、識別コード１１，１２が同一の値を示すことはな
い。そして、これらの値は、αの次がβ、βの次がγ、
γの次がαという順番で循環的に使用される。
【００１３】ＳＣＳＩ制御装置１は、図示しないホスト
装置から磁気ディスク装置３への書込指示がきたとき、
ローカルメモリー２に有効なキャッシュ管理情報がある
かどうかを確認する。セミコンディスク装置６からキャ
ッシュ管理情報を読み込んでいなかった場合、ＳＣＳＩ
制御装置１は、管理情報エリア９，１０のキャッシュ管
理情報をローカルメモリー２に読み出し、識別コードの
比較を行う。
装置から磁気ディスク装置３への書込指示がきたとき、
ローカルメモリー２に有効なキャッシュ管理情報がある
かどうかを確認する。セミコンディスク装置６からキャ
ッシュ管理情報を読み込んでいなかった場合、ＳＣＳＩ
制御装置１は、管理情報エリア９，１０のキャッシュ管
理情報をローカルメモリー２に読み出し、識別コードの
比較を行う。
【００１４】例えば、ＳＣＳＩ制御装置１は、識別コー
ド１１の内容がαで、識別コード１２の内容がβである
場合、管理情報エリア１０の内容が最新であると判断す
る。この判断結果に基づいて、ＳＣＳＩ制御装置１は、
管理情報エリア１０から読み出した最新のキャッシュ管
理情報を検索して、ホスト装置から磁気ディスク装置３
への書込指示が来たブロックがディスクデータ格納エリ
ア８に存在するかどうかを確認する（すなわち、磁気デ
ィスク装置３上の書込先ブロックアドレスに対応するデ
ィスクデータ格納エリア８のブロックが存在するかどう
かを確認する）。
ド１１の内容がαで、識別コード１２の内容がβである
場合、管理情報エリア１０の内容が最新であると判断す
る。この判断結果に基づいて、ＳＣＳＩ制御装置１は、
管理情報エリア１０から読み出した最新のキャッシュ管
理情報を検索して、ホスト装置から磁気ディスク装置３
への書込指示が来たブロックがディスクデータ格納エリ
ア８に存在するかどうかを確認する（すなわち、磁気デ
ィスク装置３上の書込先ブロックアドレスに対応するデ
ィスクデータ格納エリア８のブロックが存在するかどう
かを確認する）。
【００１５】ＳＣＳＩ制御装置１は、書込先のブロック
がディスクデータ格納エリア８に存在する場合、つまり
ヒットした場合、管理情報エリアの更新を行う。ここで
は、管理情報エリア１０の内容が最新なので、管理情報
エリア９の更新を行う。すなわち、ＳＣＳＩ制御装置１
は、ローカルメモリー２に格納されたキャッシュ管理情
報の該当エントリ（エリア８の書込先ブロック）のダー
ティビットを「１」にして、かつ識別コード値をγにし
たキャッシュ管理情報を管理情報エリア９に書き込むこ
とで、管理情報エリア９を更新する。
がディスクデータ格納エリア８に存在する場合、つまり
ヒットした場合、管理情報エリアの更新を行う。ここで
は、管理情報エリア１０の内容が最新なので、管理情報
エリア９の更新を行う。すなわち、ＳＣＳＩ制御装置１
は、ローカルメモリー２に格納されたキャッシュ管理情
報の該当エントリ（エリア８の書込先ブロック）のダー
ティビットを「１」にして、かつ識別コード値をγにし
たキャッシュ管理情報を管理情報エリア９に書き込むこ
とで、管理情報エリア９を更新する。
【００１６】そして、管理情報エリアの更新を行った
後、ＳＣＳＩ制御装置１は、ホスト装置から受け取った
書込データをディスクデータ格納エリア８の書込先ブロ
ックに書き込む。管理情報エリアの更新により、識別コ
ード１１の内容がγ、識別コード１２の内容がβとな
り、管理情報エリア９の内容が最新と見なされる。ディ
スクデータ格納エリア８の更新が終わった時点で、ＳＣ
ＳＩ制御装置１は、ホスト装置に対して磁気ディスク装
置３への書込終了を報告する。
後、ＳＣＳＩ制御装置１は、ホスト装置から受け取った
書込データをディスクデータ格納エリア８の書込先ブロ
ックに書き込む。管理情報エリアの更新により、識別コ
ード１１の内容がγ、識別コード１２の内容がβとな
り、管理情報エリア９の内容が最新と見なされる。ディ
スクデータ格納エリア８の更新が終わった時点で、ＳＣ
ＳＩ制御装置１は、ホスト装置に対して磁気ディスク装
置３への書込終了を報告する。
【００１７】また、ＳＣＳＩ制御装置１は、書込先のブ
ロックがディスクデータ格納エリア８に存在しない場
合、つまりミスヒットした場合、ディスクデータ格納エ
リア８に空きがないかどうかを確認する。ＳＣＳＩ制御
装置１は、ディスクデータ格納エリア８に空きがあった
場合、ディスクデータ格納エリア８に新たに書込先ブロ
ックを確保してホスト装置から受け取ったデータを書き
込んだ後、上記の書込先ブロックがヒットした場合と同
様に管理情報エリア９の更新を行う。管理情報エリア９
の更新が終わった時点で、ＳＣＳＩ制御装置１は、ホス
ト装置に対して磁気ディスク装置３への書込終了を報告
する。
ロックがディスクデータ格納エリア８に存在しない場
合、つまりミスヒットした場合、ディスクデータ格納エ
リア８に空きがないかどうかを確認する。ＳＣＳＩ制御
装置１は、ディスクデータ格納エリア８に空きがあった
場合、ディスクデータ格納エリア８に新たに書込先ブロ
ックを確保してホスト装置から受け取ったデータを書き
込んだ後、上記の書込先ブロックがヒットした場合と同
様に管理情報エリア９の更新を行う。管理情報エリア９
の更新が終わった時点で、ＳＣＳＩ制御装置１は、ホス
ト装置に対して磁気ディスク装置３への書込終了を報告
する。
【００１８】また、ＳＣＳＩ制御装置１は、書込先のブ
ロックがディスクデータ格納エリア８に存在せず、かつ
ディスクデータ格納エリア８に空きがない場合、ローカ
ルメモリー２に格納された最新のキャッシュ管理情報を
検索する。そして、ＳＣＳＩ制御装置１は、キャッシュ
管理情報のダーティビットが「０」であるエントリを無
効化して、ディスクデータ格納エリア８に空きエリアを
確保し、この空きエリアを新たな書込先ブロックとして
上記の書込先ブロックがミスヒットしてディスクデータ
格納エリア８に空きがあった場合と同様の処理を行う。
ロックがディスクデータ格納エリア８に存在せず、かつ
ディスクデータ格納エリア８に空きがない場合、ローカ
ルメモリー２に格納された最新のキャッシュ管理情報を
検索する。そして、ＳＣＳＩ制御装置１は、キャッシュ
管理情報のダーティビットが「０」であるエントリを無
効化して、ディスクデータ格納エリア８に空きエリアを
確保し、この空きエリアを新たな書込先ブロックとして
上記の書込先ブロックがミスヒットしてディスクデータ
格納エリア８に空きがあった場合と同様の処理を行う。
【００１９】ＳＣＳＩ制御装置１は、キャッシュ管理情
報にダーティビットが「０」であるエントリが存在しな
かった場合、ディスクデータ格納エリア８の一部のブロ
ックに格納されたデータを対応する磁気ディスク装置に
書き戻して、キャッシュ管理情報のうち書き戻し処理を
行ったエントリのダーティビットを「０」にする。こう
して、キャッシュ管理情報にダーティビットが「０」で
あるエントリを生み出して、これを無効化し、ディスク
データ格納エリア８に空きエリアを確保する。
報にダーティビットが「０」であるエントリが存在しな
かった場合、ディスクデータ格納エリア８の一部のブロ
ックに格納されたデータを対応する磁気ディスク装置に
書き戻して、キャッシュ管理情報のうち書き戻し処理を
行ったエントリのダーティビットを「０」にする。こう
して、キャッシュ管理情報にダーティビットが「０」で
あるエントリを生み出して、これを無効化し、ディスク
データ格納エリア８に空きエリアを確保する。
【００２０】なお、無効化を行うキャッシュエントリの
選択は、一般のディスクキャッシュで用いられるＬＲＵ
（Last Recently Used）制御やアクセス頻度による制御
を行うものとする。
選択は、一般のディスクキャッシュで用いられるＬＲＵ
（Last Recently Used）制御やアクセス頻度による制御
を行うものとする。
【００２１】次に、図示しないホスト装置から磁気ディ
スク装置３の読み出し指示が来た場合、ＳＣＳＩ制御装
置１は、ローカルメモリー２に有効なキャッシュ管理情
報があるかどうかを確認する。セミコンディスク装置６
からキャッシュ管理情報を読み込んでいなかった場合、
ＳＣＳＩ制御装置１は、管理情報エリア９，１０のキャ
ッシュ管理情報をローカルメモリー２に読み出し、識別
コードの比較を行う。
スク装置３の読み出し指示が来た場合、ＳＣＳＩ制御装
置１は、ローカルメモリー２に有効なキャッシュ管理情
報があるかどうかを確認する。セミコンディスク装置６
からキャッシュ管理情報を読み込んでいなかった場合、
ＳＣＳＩ制御装置１は、管理情報エリア９，１０のキャ
ッシュ管理情報をローカルメモリー２に読み出し、識別
コードの比較を行う。
【００２２】例えば、ＳＣＳＩ制御装置１は、識別コー
ド１１の内容がγで、識別コード１２の内容がβである
場合、管理情報エリア９の内容が最新であると判断す
る。この判断結果に基づいて、ＳＣＳＩ制御装置１は、
管理情報エリア９から読み出した最新のキャッシュ管理
情報を検索して、ホスト装置から読み出し指示が来たブ
ロックがディスクデータ格納エリア８に存在するかどう
かを確認する（すなわち、磁気ディスク装置３上の読出
ブロックアドレスに対応するディスクデータ格納エリア
８のブロックが存在するかどうかを確認する）。
ド１１の内容がγで、識別コード１２の内容がβである
場合、管理情報エリア９の内容が最新であると判断す
る。この判断結果に基づいて、ＳＣＳＩ制御装置１は、
管理情報エリア９から読み出した最新のキャッシュ管理
情報を検索して、ホスト装置から読み出し指示が来たブ
ロックがディスクデータ格納エリア８に存在するかどう
かを確認する（すなわち、磁気ディスク装置３上の読出
ブロックアドレスに対応するディスクデータ格納エリア
８のブロックが存在するかどうかを確認する）。
【００２３】ＳＣＳＩ制御装置１は、読み出しを行おう
とするブロックがディスクデータ格納エリア８に存在す
る場合、つまりヒットした場合、このディスクデータ格
納エリア８の該当読出ブロックにあるデータを読み出し
てホスト装置に送出し、磁気ディスク装置３からの読み
出し動作の完了をホスト装置に報告する。
とするブロックがディスクデータ格納エリア８に存在す
る場合、つまりヒットした場合、このディスクデータ格
納エリア８の該当読出ブロックにあるデータを読み出し
てホスト装置に送出し、磁気ディスク装置３からの読み
出し動作の完了をホスト装置に報告する。
【００２４】また、ＳＣＳＩ制御装置１は、読出ブロッ
クがディスクデータ格納エリア８に存在しない場合、つ
まりミスヒットした場合、磁気ディスク装置３の該当読
出ブロックからデータを読み出して、これをホスト装置
に送出すると同時にローカルメモリー２に格納する。
クがディスクデータ格納エリア８に存在しない場合、つ
まりミスヒットした場合、磁気ディスク装置３の該当読
出ブロックからデータを読み出して、これをホスト装置
に送出すると同時にローカルメモリー２に格納する。
【００２５】このとき、ＳＣＳＩ制御装置１は、ディス
クデータ格納エリア８に空きエリアがある場合、ローカ
ルメモリー２に格納した磁気ディスク装置３からの読出
データをディスクデータ格納エリア８の空きエリアに書
き込んだ後、管理情報エリアの更新を行う。ここでは、
管理情報エリア９の内容が最新なので、管理情報エリア
１０の更新を行う。
クデータ格納エリア８に空きエリアがある場合、ローカ
ルメモリー２に格納した磁気ディスク装置３からの読出
データをディスクデータ格納エリア８の空きエリアに書
き込んだ後、管理情報エリアの更新を行う。ここでは、
管理情報エリア９の内容が最新なので、管理情報エリア
１０の更新を行う。
【００２６】すなわち、ＳＣＳＩ制御装置１は、ローカ
ルメモリー２に格納されたキャッシュ管理情報の該当エ
ントリ（エリア８の書込先ブロック）のダーティビット
を「１」にして、かつ識別コード値をαにしたキャッシ
ュ管理情報を管理情報エリア１０に書き込むことで、管
理情報エリア１０を更新する。管理情報エリアの更新に
より、識別コード１１の内容がγ、識別コード１２の内
容がαとなり、管理情報エリア１０の内容が最新と見な
される。管理情報エリア１０の更新が終わった時点で、
ＳＣＳＩ制御装置１は、ホスト装置に対して磁気ディス
ク装置３からのデータ読み出しの完了を報告する。
ルメモリー２に格納されたキャッシュ管理情報の該当エ
ントリ（エリア８の書込先ブロック）のダーティビット
を「１」にして、かつ識別コード値をαにしたキャッシ
ュ管理情報を管理情報エリア１０に書き込むことで、管
理情報エリア１０を更新する。管理情報エリアの更新に
より、識別コード１１の内容がγ、識別コード１２の内
容がαとなり、管理情報エリア１０の内容が最新と見な
される。管理情報エリア１０の更新が終わった時点で、
ＳＣＳＩ制御装置１は、ホスト装置に対して磁気ディス
ク装置３からのデータ読み出しの完了を報告する。
【００２７】また、ＳＣＳＩ制御装置１は、読出ブロッ
クがディスクデータ格納エリア８に存在せず、かつディ
スクデータ格納エリア８に空きがない場合、磁気ディス
ク装置３の該当読出ブロックからデータを読み出して、
これをホスト装置に送出した後に、ローカルメモリー２
に格納されたキャッシュ管理情報のダーティビットが
「０」であるエントリを無効化して、管理情報エリアを
更新し、ディスクデータ格納エリア８に空きエリアを確
保する。
クがディスクデータ格納エリア８に存在せず、かつディ
スクデータ格納エリア８に空きがない場合、磁気ディス
ク装置３の該当読出ブロックからデータを読み出して、
これをホスト装置に送出した後に、ローカルメモリー２
に格納されたキャッシュ管理情報のダーティビットが
「０」であるエントリを無効化して、管理情報エリアを
更新し、ディスクデータ格納エリア８に空きエリアを確
保する。
【００２８】この時点では、管理情報エリア９の内容が
最新なので、管理情報エリア１０の更新を行う。すなわ
ち、ＳＣＳＩ制御装置１は、ダーティビットが「０」で
あるエントリを無効化して、かつ識別コード値をαにし
たキャッシュ管理情報を管理情報エリア１０に書き込む
ことで、管理情報エリア１０を更新する。
最新なので、管理情報エリア１０の更新を行う。すなわ
ち、ＳＣＳＩ制御装置１は、ダーティビットが「０」で
あるエントリを無効化して、かつ識別コード値をαにし
たキャッシュ管理情報を管理情報エリア１０に書き込む
ことで、管理情報エリア１０を更新する。
【００２９】管理情報エリア１０の更新が完了した後、
ＳＣＳＩ制御装置１は、ローカルメモリー２に格納した
磁気ディスク装置３からの読出データをディスクデータ
格納エリア８の空きエリアに書き込んだ後、管理情報エ
リアの更新を行う。
ＳＣＳＩ制御装置１は、ローカルメモリー２に格納した
磁気ディスク装置３からの読出データをディスクデータ
格納エリア８の空きエリアに書き込んだ後、管理情報エ
リアの更新を行う。
【００３０】ここでは、管理情報エリア１０の内容が最
新なので、管理情報エリア９の更新を行う。すなわち、
ＳＣＳＩ制御装置１は、ローカルメモリー２に格納され
たキャッシュ管理情報の該当エントリ（エリア８の書込
先ブロック）のダーティビットを「１」にして、かつ識
別コード値をβにしたキャッシュ管理情報を管理情報エ
リア９に書き込むことで、管理情報エリア９を更新す
る。管理情報エリア９の更新が終わった時点で、ＳＣＳ
Ｉ制御装置１は、ホスト装置に対して磁気ディスク装置
３からのデータ読み出しの完了を報告する。
新なので、管理情報エリア９の更新を行う。すなわち、
ＳＣＳＩ制御装置１は、ローカルメモリー２に格納され
たキャッシュ管理情報の該当エントリ（エリア８の書込
先ブロック）のダーティビットを「１」にして、かつ識
別コード値をβにしたキャッシュ管理情報を管理情報エ
リア９に書き込むことで、管理情報エリア９を更新す
る。管理情報エリア９の更新が終わった時点で、ＳＣＳ
Ｉ制御装置１は、ホスト装置に対して磁気ディスク装置
３からのデータ読み出しの完了を報告する。
【００３１】また、ＳＣＳＩ制御装置１は、読出ブロッ
クがディスクデータ格納エリア８に存在せず、ディスク
データ格納エリア８に空きがなく、キャッシュ管理情報
にダーティビットが「０」であるエントリが存在しない
場合、セミコンディスク装置６のディスクデータ格納エ
リア８へデータを転送せずに、磁気ディスク装置３から
読み出しデータをホスト装置に送出した時点で、磁気デ
ィスク装置３からの読み出しの完了をホスト装置に報告
する。
クがディスクデータ格納エリア８に存在せず、ディスク
データ格納エリア８に空きがなく、キャッシュ管理情報
にダーティビットが「０」であるエントリが存在しない
場合、セミコンディスク装置６のディスクデータ格納エ
リア８へデータを転送せずに、磁気ディスク装置３から
読み出しデータをホスト装置に送出した時点で、磁気デ
ィスク装置３からの読み出しの完了をホスト装置に報告
する。
【００３２】次に、ディスクキャッシュデータの磁気デ
ィスク装置への書き戻し動作を説明する。ＳＣＳＩ制御
装置１は、一定時間以上の間、ホスト装置から磁気ディ
スク装置３〜５へのアクセス要求が来ないとき、ローカ
ルメモリー２に有効なキャッシュ管理情報があるかどう
かを確認する。セミコンディスク装置６からキャッシュ
管理情報を読み込んでいなかった場合、ＳＣＳＩ制御装
置１は、管理情報エリア９，１０のキャッシュ管理情報
をローカルメモリー２に読み出し、識別コードの比較を
行う。
ィスク装置への書き戻し動作を説明する。ＳＣＳＩ制御
装置１は、一定時間以上の間、ホスト装置から磁気ディ
スク装置３〜５へのアクセス要求が来ないとき、ローカ
ルメモリー２に有効なキャッシュ管理情報があるかどう
かを確認する。セミコンディスク装置６からキャッシュ
管理情報を読み込んでいなかった場合、ＳＣＳＩ制御装
置１は、管理情報エリア９，１０のキャッシュ管理情報
をローカルメモリー２に読み出し、識別コードの比較を
行う。
【００３３】例えば、ＳＣＳＩ制御装置１は、識別コー
ド１１の内容がγで、識別コード１２の内容がαである
場合、管理情報エリア１０の内容が最新であると判断す
る。この判断結果に基づいて、ＳＣＳＩ制御装置１は、
管理情報エリア１０から読み出した最新のキャッシュ管
理情報を検索して、ダーティビットが「１」のキャッシ
ュエントリがあるかどうかを確認する。
ド１１の内容がγで、識別コード１２の内容がαである
場合、管理情報エリア１０の内容が最新であると判断す
る。この判断結果に基づいて、ＳＣＳＩ制御装置１は、
管理情報エリア１０から読み出した最新のキャッシュ管
理情報を検索して、ダーティビットが「１」のキャッシ
ュエントリがあるかどうかを確認する。
【００３４】ＳＣＳＩ制御装置１は、キャッシュ管理情
報にダーティビットが「１」のエントリがあった場合、
ダーティビット「１」に対応するディスクデータ格納エ
リア８のブロックデータをローカルメモリー２に読み出
し、このデータを対応する磁気ディスク装置の対応する
ブロックへ書き込む。
報にダーティビットが「１」のエントリがあった場合、
ダーティビット「１」に対応するディスクデータ格納エ
リア８のブロックデータをローカルメモリー２に読み出
し、このデータを対応する磁気ディスク装置の対応する
ブロックへ書き込む。
【００３５】磁気ディスク装置への書き込みが完了した
後、ＳＣＳＩ制御装置１は、管理情報エリアの更新を行
う。ここでは、管理情報エリア１０の内容が最新なの
で、管理情報エリア９の更新を行う。すなわち、ＳＣＳ
Ｉ制御装置１は、ローカルメモリー２に格納されたキャ
ッシュ管理情報の該当エントリ（エリア８の読出ブロッ
ク）のダーティビットを「０」にして、かつ識別コード
値をβにしたキャッシュ管理情報を管理情報エリア９に
書き込むことで、管理情報エリア９を更新する。こうし
て、ディスクキャッシュデータの書き戻し動作が終了す
る。
後、ＳＣＳＩ制御装置１は、管理情報エリアの更新を行
う。ここでは、管理情報エリア１０の内容が最新なの
で、管理情報エリア９の更新を行う。すなわち、ＳＣＳ
Ｉ制御装置１は、ローカルメモリー２に格納されたキャ
ッシュ管理情報の該当エントリ（エリア８の読出ブロッ
ク）のダーティビットを「０」にして、かつ識別コード
値をβにしたキャッシュ管理情報を管理情報エリア９に
書き込むことで、管理情報エリア９を更新する。こうし
て、ディスクキャッシュデータの書き戻し動作が終了す
る。
【００３６】また、このようにキャッシュ管理情報の書
込を行う場合には、同時にダーティビットが「０」で使
用頻度が低いキャッシュエントリを無効化し、一定数の
エントリを未使用としておくことにより、ホスト装置か
らのＩ／Ｏ要求があった場合にキャッシュエントリの空
きエリアを確保する処理を省略可能としておく。
込を行う場合には、同時にダーティビットが「０」で使
用頻度が低いキャッシュエントリを無効化し、一定数の
エントリを未使用としておくことにより、ホスト装置か
らのＩ／Ｏ要求があった場合にキャッシュエントリの空
きエリアを確保する処理を省略可能としておく。
【００３７】上述のディスクキャッシュデータの書き戻
し動作中に操作ミスや停電などによりＳＣＳＩ制御装置
１及び磁気ディスク装置３〜５の電源がオフとなったと
き、磁気ディスク装置へのデータブロックの書き込みを
行っていた場合は、磁気ディスク装置へ書き込み中のデ
ータブロックの内容は保証されない。ただし、バッテリ
ーバックアップされているセミコンディスク装置６には
対応するブロックのデータがダーティビットが「１」の
状態で有効なまま残っているため、次に電源オンとなっ
たときに書き戻し動作が再度実行され、磁気ディスク装
置のデータは保証される。
し動作中に操作ミスや停電などによりＳＣＳＩ制御装置
１及び磁気ディスク装置３〜５の電源がオフとなったと
き、磁気ディスク装置へのデータブロックの書き込みを
行っていた場合は、磁気ディスク装置へ書き込み中のデ
ータブロックの内容は保証されない。ただし、バッテリ
ーバックアップされているセミコンディスク装置６には
対応するブロックのデータがダーティビットが「１」の
状態で有効なまま残っているため、次に電源オンとなっ
たときに書き戻し動作が再度実行され、磁気ディスク装
置のデータは保証される。
【００３８】また、上述のディスクキャッシュデータの
書き戻し動作中に操作ミスや停電などによりＳＣＳＩ制
御装置１及び磁気ディスク装置３〜５の電源がオフとな
ったときに、管理情報エリア９への書き込みを行ってい
た場合、次に電源オンとなったときに読み込んだ管理情
報エリア９の内容が明らかに不正であれば、ＳＣＳＩ制
御装置１は、管理情報エリア１０の情報によりキャッシ
ュ管理を行う。
書き戻し動作中に操作ミスや停電などによりＳＣＳＩ制
御装置１及び磁気ディスク装置３〜５の電源がオフとな
ったときに、管理情報エリア９への書き込みを行ってい
た場合、次に電源オンとなったときに読み込んだ管理情
報エリア９の内容が明らかに不正であれば、ＳＣＳＩ制
御装置１は、管理情報エリア１０の情報によりキャッシ
ュ管理を行う。
【００３９】読み込んだ管理情報エリア９の内容が途中
まで正常に更新されていて不正なデータと判断できない
場合でも、管理情報エリア９の最後に書き込まれた識別
コード１１の内容がγのままになっているため、ＳＣＳ
Ｉ制御装置１は、識別コード１２の内容がαである管理
情報エリア１０のキャッシュ管理情報を最新の情報とし
て採用する。管理情報エリア１０の内容はディスクキャ
ッシュデータの書き戻し動作を行う前のキャッシュ管理
情報であるため、書き戻し動作が再度実行され、磁気デ
ィスク装置のデータは保証される。
まで正常に更新されていて不正なデータと判断できない
場合でも、管理情報エリア９の最後に書き込まれた識別
コード１１の内容がγのままになっているため、ＳＣＳ
Ｉ制御装置１は、識別コード１２の内容がαである管理
情報エリア１０のキャッシュ管理情報を最新の情報とし
て採用する。管理情報エリア１０の内容はディスクキャ
ッシュデータの書き戻し動作を行う前のキャッシュ管理
情報であるため、書き戻し動作が再度実行され、磁気デ
ィスク装置のデータは保証される。
【００４０】なお、上述のディスクキャッシュデータの
書き戻し動作で説明した操作ミスや停電などが発生した
ときのキャッシュ管理情報及びディスクデータの保証
は、ホスト装置から磁気ディスク装置への書込動作、及
び読出動作の場合でも同様に保証される。
書き戻し動作で説明した操作ミスや停電などが発生した
ときのキャッシュ管理情報及びディスクデータの保証
は、ホスト装置から磁気ディスク装置への書込動作、及
び読出動作の場合でも同様に保証される。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、請求項１に記載のよう
に、インタフェース制御装置配下の磁気ディスク装置と
同じバス上に半導体メモリを接続し、それらの制御方法
を変えることにより、インタフェース制御装置に新たな
ハードウェアを付加することなく、インタフェース制御
装置の制御ファームウェアを変更するだけで半導体メモ
リを磁気ディスク装置のディスクキャッシュとして使用
可能としている。つまり、従来使用していたシステムの
インタフェース制御装置のファームウェアを変更して市
販の半導体メモリを増設するだけで、簡単及び安価にデ
ィスクキャッシュ機能を実現し、Ｉ／Ｏ性能を向上させ
ることができるという効果が得られる。
に、インタフェース制御装置配下の磁気ディスク装置と
同じバス上に半導体メモリを接続し、それらの制御方法
を変えることにより、インタフェース制御装置に新たな
ハードウェアを付加することなく、インタフェース制御
装置の制御ファームウェアを変更するだけで半導体メモ
リを磁気ディスク装置のディスクキャッシュとして使用
可能としている。つまり、従来使用していたシステムの
インタフェース制御装置のファームウェアを変更して市
販の半導体メモリを増設するだけで、簡単及び安価にデ
ィスクキャッシュ機能を実現し、Ｉ／Ｏ性能を向上させ
ることができるという効果が得られる。
【００４２】また、請求項２に記載のように、バッテリ
ーバックアップされた半導体メモリ上に２重化構成のキ
ャッシュ管理情報と識別コードを設けて交互に更新する
ことにより、操作ミスや停電による電源オフが発生した
場合でも、管理情報エリアに格納されたキャッシュ管理
情報を保証すると共に、ディスクデータ格納エリアに格
納されたディスクキャッシュデータを保証することがで
き、従来使用していたシステムに新たな電源バックアッ
プ装置を付加することなく、ライトバック（書き戻し）
機能を実現した高性能なディスクキャッシュ機能をサポ
ートできるという効果が得られる。
ーバックアップされた半導体メモリ上に２重化構成のキ
ャッシュ管理情報と識別コードを設けて交互に更新する
ことにより、操作ミスや停電による電源オフが発生した
場合でも、管理情報エリアに格納されたキャッシュ管理
情報を保証すると共に、ディスクデータ格納エリアに格
納されたディスクキャッシュデータを保証することがで
き、従来使用していたシステムに新たな電源バックアッ
プ装置を付加することなく、ライトバック（書き戻し）
機能を実現した高性能なディスクキャッシュ機能をサポ
ートできるという効果が得られる。
【図１】 本発明の実施の形態を示すディスクキャッシ
ュ制御装置のブロック図である。
ュ制御装置のブロック図である。
【図２】 従来のディスクキャッシュ制御装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
１…ＳＣＳＩ制御装置、２…ローカルメモリー、３、
４、５…磁気ディスク装置、６…セミコンディスク装
置、７…バッテリー、８…ディスクデータ格納エリア、
９、１０…管理情報エリア。
４、５…磁気ディスク装置、６…セミコンディスク装
置、７…バッテリー、８…ディスクデータ格納エリア、
９、１０…管理情報エリア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 12/08 G06F 3/06 G06F 12/16
Claims (1)
- 【請求項１】 上位のホスト装置と磁気ディスク装置と
を接続する周辺装置インタフェースの制御部であるイン
タフェース制御装置と、 前記磁気ディスク装置と同じインタフェースのバスに接
続される、ディスクキャッシュとなる半導体メモリとを
有し、 前記半導体メモリは、電源バックアップ用のバッテリー
を備えると共に、磁気ディスク装置への書込データある
いは磁気ディスク装置からの読出データを格納するため
のディスクデータ格納エリアと、キャッシュ管理情報を
格納するための２重化構成の管理情報エリアとを備え、前記２重化構成の２つの管理情報エリアの最後には、ど
の管理情報エリアのキャッシュ管理情報が最新かを判断
するための識別コードがそれぞれ格納され、 前記インタフェース制御装置は、磁気ディスク装置に対
するホスト装置からのアクセスがあったとき、前記識別
コードに基づいて最新のキャッシュ管理情報を前記管理
情報エリアから読み出し、この最新のキャッシュ管理情
報を検索して、キャッシュヒットがあれば半導体メモリ
をアクセスし、キャッシュヒットがなければ磁気ディス
ク装置をアクセスし、前記半導体メモリをディスクキャ
ッシュとして使用するときに、前記２重化構成の２つの
管理情報エリアを交互に更新し、前記管理情報エリアを
更新する度にその識別コードを更新することを特徴とす
るディスクキャッシュ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21318098A JP3335919B2 (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | ディスクキャッシュ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21318098A JP3335919B2 (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | ディスクキャッシュ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000047941A JP2000047941A (ja) | 2000-02-18 |
| JP3335919B2 true JP3335919B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=16634878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21318098A Expired - Fee Related JP3335919B2 (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | ディスクキャッシュ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3335919B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4131862B2 (ja) | 2004-07-01 | 2008-08-13 | Ｄｔｓ株式会社 | ３．５インチ定形型ディスク形状を持ったデータトランスミッション装置 |
| JP2007179085A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-12 | Fujitsu Ltd | ディスク装置、ディスク書込データ選択方法およびディスク書込データ選択プログラム |
| KR101023883B1 (ko) * | 2009-02-13 | 2011-03-22 | (주)인디링스 | 고속 저장 장치를 캐쉬로 사용하는 스토리지 시스템 |
-
1998
- 1998-07-28 JP JP21318098A patent/JP3335919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000047941A (ja) | 2000-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |