JP3472357B2 - 情報処理装置 - Google Patents

情報処理装置

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JP3472357B2
JP3472357B2 JP27102294A JP27102294A JP3472357B2 JP 3472357 B2 JP3472357 B2 JP 3472357B2 JP 27102294 A JP27102294 A JP 27102294A JP 27102294 A JP27102294 A JP 27102294A JP 3472357 B2 JP3472357 B2 JP 3472357B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、キャッシュメモリを用
いた情報処理装置に関し、特にディスク装置からのデー
タの読み出し時間の短縮のためにディスクキャッシュメ
モリを本体側に用意しておき、一度読み込んだデータは
ディスクキャッシュメモリ内に残しておき、次に同じデ
ータのアクセス要求時にはディスクキャッシュメモリの
データを使用する事により、データの転送時間を短縮す
るというディスクキャッシュ方式を用いた情報処理装置
に関する。
【0002】近年の情報処理装置においては高速化の要
求に伴い、ディスク装置からのデータの転送時間の短縮
化が要求されており、そのため、一度読んだデータやそ
の周辺のデータ(次に読み込まれる可能性が高い)を本
体側に用意したディスクキャッシュメモリに蓄えてお
き、再度同じデータのアクセス時にはディスク装置でな
くディスクキャッシュメモリからデータ転送を行う様に
することでデータの転送時間の短縮を図る事が広く使用
されている。
【0003】
【従来の技術】図5は従来例の説明図である。図5にお
いて、メモリ2は、ディスクキャッシュメモリ6又は複
数のディスク装置40から読み出したデータを格納する
ものである。ディスクキャッシュメモリ6は、ディスク
装置40から読み出したデータを記憶しておくものであ
る。ディスク装置40は、データを格納した複数のディ
スク装置(1)〜(3)よりなるものである。
【0004】このような従来の情報処理装置において
は、図5のように、データ「A」の読み出し要求がされ
た場合、まず、ディスクキャッシュメモリ6内に要求す
るデータ「A」があるか調べる。このデータ「A」があ
る場合には、ディスクキャッシュメモリ6内のデータ
「A」を使用するようにしていた。
【0005】もし、ディスクキャッシュメモリ6内に無
いデータ「E」の読み出しを要求された場合は、ディス
ク装置(3)からディスクキャッシュメモリ6とメモリ
2の両方へデータ「E」を転送していた。
【0006】このようなディスクキャッシュ方式におい
て、データ「A」、「B」、「C」、「D」、「E」と
連続してディスクキャッシュメモリ内に存在するデータ
が要求された場合、要求された順番にデータの転送が行
われ、最後のデータ「E」のデータ転送が始まるのは他
の4つのデータの転送が終了してからであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のものにおい
ては次のような課題があった。同時に複数のデータのア
クセスが行われ、そのデータがディスクキャッシュメモ
リ内にある場合には、複数のデータ転送は一度には行え
ないため、起動がかかった順番にキャッシュメモリから
メモリに対しダイレクトメモリアクセス(以下、DMA
という)を使用してデータの転送が行われ、他のデータ
の読み出しは待たされる。
【0008】最近、ディスク装置はデータ転送速度が向
上したこともあり、起動がかかった時点でキャッシュメ
モリが他のデータ転送を行っている場合、そのデータ転
送量によっては、起動されたデータ転送が終了するまで
の時間がかかり、このためディスク装置にアクセスした
時よりもかえって遅くなってしまう場合があった。
【0009】本発明は、このような従来の課題を解決
し、ディスクキャッシュメモリに対してアクセスが集中
した場合、ディスク装置に対してデータ転送要求を行う
ことにより、システム全体の効率を良くすることを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図であり、本発明は上記の課題を解決するため次のよう
に構成した。
【0011】CPU1にメモリ2とチャネル3がデータ
バスで接続されており、さらにCPU1にかわってデー
タ転送の制御を行うDMA51がキャッシュメモリ6a
とメモリ2間に、またDMA52がチャネル3とメモリ
2間にある。また、チャネル3を介して多数の記憶装置
40a等が接続されており、記憶装置40aから読み出
したデータを記憶しておくキャッシュメモリ6aを備え
ている情報処理装置において、同時に複数のキャッシュ
メモリ6a内のデータのアクセスを要求された場合に、
CPU1は、キャッシュメモリ6aと記憶装置40aと
どちらが早くデータ転送を行われるか判定する。
【0012】又、上記キャッシュメモリ6aと記憶装置
40aとのデータ転送時間を判定する際に個々の記憶装
置40aの性能により、記憶装置40aの転送時間の計
算値を変更する。
【0013】
【作用】上記構成にもとづく作用を説明する。記憶装置
40aから一度読んだデータのアクセス時には記憶装置
ではなく、キャッシュメモリ6aに対しデータのアクセ
スを行うことでデータの転送時間を短縮するキャッシュ
方式において、同時に複数のキャッシュメモリ6a内の
データのアクセスを要求された場合に、CPU1は、キ
ャッシュメモリ6aと記憶装置40aとどちらが早くデ
ータ転送が行われるかを判定し、早い方にアクセスを行
うようにする。
【0014】又、上記キャッシュ方式において、キャッ
シュメモリ6aと記憶装置40aとデータ転送時間を比
較して判定する際に個々の記憶装置40aの性能によ
り、記憶装置40aの転送時間の計算値を変更するよう
にする。
【0015】これにより、キャッシュメモリに対してア
クセスが集中した場合、データ転送の順番待ちで時間を
費やすことをすくなくすることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図2〜図4に基づい
て説明する。図中、図1、図5と同じものは同じ符号で
示してある。
【0017】図2は全体の構成図である。図2におい
て、CPU1にメモリ2、ディスクキャッシュメモリ
6、チャネル31〜33がデータバスで接続されてお
り、さらに、ディスクキャッシュメモリ6とメモリ2と
の間にはDMA51が、また、それぞれのチャネル31
〜33とメモリ2の間にはそれぞれDMA52〜54が
設けてある。
【0018】CPU1は、中央処理装置であり、メモリ
2は記憶装置であり、このメモリ2内には、転送要求の
あったディスクキャッシュメモリ6の総転送量を格納す
るディスクキャッシュ総転送量格納領域21と、複数の
記憶装置であるディスク装置40に対応したデータ転送
時間のデータを格納したディスク装置転送時間テーブル
22が設けてある。
【0019】ディスクキャッシュメモリ6は、ディスク
装置40から一度読み出したデータを格納しておき、次
のアクセス時にこのデータを使用するものである。チャ
ネル31〜33は、複数のI/O装置(周辺装置)とデ
ータ転送を行うものであり、このチャネル31〜33に
は、多数のI/O装置であるディスク装置40、プリン
タ装置41、ディスプレイ装置42、磁気テープ装置4
3等が接続されている。
【0020】DMA51〜54は、CPU1にかわって
データ転送の制御を行うものである。ディスクキャッシ
ュメモリ6にデータ転送要求が行われた場合、現状まで
に転送要求されているデータ転送量の総転送量を求め
る。総転送量が分かれば、それにディスクキャッシュメ
モリ6とメモリ2間のDMA51転送能力により、デー
タ転送時間が求められる。
【0021】この時間が、いま要求されているデータを
ディスク装置40にアクセスした場合の転送時間より多
いとCPU1が判断した場合、CPU1は、ディスクキ
ャッシュメモリ6のデータ転送起動は止め、ディスク装
置40にデータ転送要求を行う。なお、ディスク装置4
0には、ディスクキャッシュメモリ6のDMA51とは
別のDMA52〜54があるので、ディスクキャッシュ
メモリ6とディスク装置40は並列して処理が可能であ
る。
【0022】図3は同時に複数のアクセスが行われた場
合の説明図である。図3において、複数のディスク装置
40である3個のディスク装置(1)〜(3)があり、
このディスク装置(1)にはデータ「A」、「D」が、
ディスク装置(2)にはデータ「C」が、ディスク装置
(3)にはデータ「E」、「B」がそれぞれ格納されて
いる。また、ディスクキャッシュメモリ6には、データ
「A」、「B」、「C」、「D」、「E」が格納されて
いる。なお、〜はデータ転送順を示す。
【0023】この状態で、ディスクキャッシュメモリ6
のデータ「A」、「B」、「C」、「D」、「E」が転
送要求された場合を考える。この場合、CPU1は、例
えば下記の式でデータ転送要求をディスクキャッシュメ
モリ6からにするかディスク装置40からにするか判断
する。
【0024】〔データ量(「A」+「B」+「C」+
「D」+「E」)×ディスクキャッシュのデータ転送時
間〕/〔データ量「E」×ディスク装置のデータ転送時
間+磁気ディスク装置のシーク時間〕 上記式の計算結果が1以上となった場合、データ「E」
のディスクキャッシュメモリ6とメモリ2間の転送が終
了するまでの時間が、ディスク装置(3)とメモリ2間
の転送が終了するまでの時間よりも大きいことになる。
この場合、データ「E」のデータ転送は図3のでなく
ディスク装置(3)に起動をかけるようにする。
【0025】なお、上記データ転送を、ディスクキャッ
シュメモリ6からにするかディスク装置からにするかの
CPU1の判断は、ディスクキャッシュメモリ上にある
複数個のデータ転送を受けたとき、例えばデータ
「A」、「B」等の2個以上のときは必ず判断する。
【0026】このため、ディスクキャッシュメモリ6に
アクセスする場合、この時点でディスクキャッシュに起
動中及び起動待ちの要求の総転送量をメモリ2に記憶し
ておく領域であるディスクキャッシュ総転送量格納領域
21を設けておく。これによってディスクキャッシュメ
モリ6に起動がかかるまでの時間を判定することができ
る。
【0027】この時間の値があらかじめ設定しておいた
ディスク装置40にデータ転送が行われた場合の時間か
ら求めた閾値以上になるなら、ディスク装置40に対し
てデータ転送要求を行うようにする。
【0028】これにより、ディスクキャッシュメモリに
対してアクセスが集中した場合、データ転送の順番待ち
で時間を費やすことがなく無駄なオーバヘッドを防ぐこ
とができる。
【0029】図4は、データ転送要求が行われた場合の
処理フローチャートである。以下、処理番号S1〜S1
1に従って説明する。 S1:上位のプログラムからディスク装置40内のデー
タ転送要求が行われた場合、まず、CPU1は、ディス
クキャッシュメモリ6内に要求されたデータが存在する
かどうか判定する。この判定でディスクキャッシュメモ
リ6内に要求されたデータが存在すれば(y)S2の処
理に移り、もし、データが存在しなければ(n)ディス
ク装置40に転送起動を行う。
【0030】S2:CPU1は、この時、現状ディスク
キャッシュメモリ6がアクセス中(動作中)か判定す
る。この判定でディスクキャッシュメモリがアクセス中
なら(y)S3の処理に移り、もし、アクセス中でなけ
れば(n)S6の処理に移る。
【0031】S3:CPU1は、アクセス中の転送要求
されている総転送量をディスクキャッシュ総転送量格納
領域21を参照する。この参照して得た総転送量に、今
回要求されたデータ転送量を足した値を求める。CPU
1は、この足した値にディスクキャッシュのデータ転送
時間を掛けた値が、今回要求されたデータ転送量にディ
スク装置40のデータ転送時間を掛けシーク時間を足し
た値より多いかどうか判断する。
【0032】この判断で、ディスクキャッシュメモリ6
からのデータ転送時間がディスク装置40から転送する
時間より多い場合(y)はディスクキャッシュメモリを
使用せずにディスク装置40に対してデータ転送要求を
行い、もし、多くない場合はS4の処理に移る。
【0033】S4:CPU1はディスクキャッシュメモ
リ6を利用するため、今回要求された転送量を先のディ
スクキャッシュ総転送量格納領域21の値に足して、デ
ィスクキャッシュ総転送量格納領域21に格納(設定)
して、S5の処理に移る。
【0034】S5:CPU1はディスクキャッシュ総転
送量格納領域21に格納したデータ転送のコマンドを保
留(転送動作保持)しておく。 S6:CPU1は、データ転送要求のあった転送量をデ
ィスクキャッシュ総転送量格納領域21に格納し、S7
の処理に移る。
【0035】S7:CPU1はディスクキャッシュメモ
リ6に対し転送起動を行う。 S8:先の(S5、S7の処理)ディスクキャッシュメ
モリ6からのデータ転送が終わった場合、S9の処理に
移る。
【0036】S9:CPU1は、ディスクキャッシュ総
転送量格納領域21から終了した分のデータ転送量を引
いて、その値をディスクキャッシュ総転送量格納領域2
1に格納しなおし、S10の処理に移る。
【0037】S10:CPU1は、保留されたデータ転
送コマンドがまだあるかどうか判定する。この判定で保
留されたデータ転送コマンドがある場合(y)S11の
処理に移り、もし、ない場合(n)はこの処理を終了す
る。
【0038】S11:ディスクキャッシュメモリ6に転
送起動を行い、順々に実行していく。なお、一つの情報
処理装置において、複数のディスク装置が接続されてい
る場合、そのディスク装置の性能によりデータ転送時間
が違う。そこで、ディスク装置毎のデータ転送時間を格
納したディスク装置転送時間テーブル22を例えばメモ
リ2に設けておく。これにより、データが格納されてい
るディスク装置に対応したシーク時間及びデータ転送時
間で計算を行うことができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。一度に多くのディスク装置へのア
クセスが重なった場合も効率よくディスクキャッシュメ
モリを利用することができる。また、特に多くのディス
ク装置が接続されるオフィスコンピュータ以上の情報処
理装置において、複数のアプリケーションが同時に動作
する際にディスクキャッシュをより有効に利用すること
ができ、システム全体の効率を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】実施例における全体の構成図である。
【図3】実施例における同時に複数のアクセスが行われ
た場合の説明図である。
【図4】実施例におけるデータ転送要求が行われた場合
の処理フローチャートである。
【図5】従来例の説明図である。
【符号の説明】
1 CPU 2 メモリ 3 チャネル 6a キャッシュメモリ 40a 記憶装置 51 DMA 52 DMA
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−139425(JP,A) 特開 平1−95343(JP,A) 特開 平7−175724(JP,A) 特開 平3−62141(JP,A) 特開 平4−233642(JP,A) 特開 平1−258152(JP,A) 特開 平4−360251(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 12/08 - 12/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUと、 データを格納した記憶装置と、 記憶装置から読み出したデータを記憶しておくキャッシ
    ュメモリとを備え、 同時に複数のキャッシュメモリ内データのアクセスを要
    求された場合、CPUはキャッシュメモリと記憶装置と
    どちらが早くデータ転送が行われるか判定し、早い方に
    アクセスを行うことを特徴とした情報処理装置。
  2. 【請求項2】 上記キャッシュメモリと記憶装置とのデ
    ータ転送時間を判定する際に個々の記憶装置の性能によ
    り、記憶装置の転送時間の計算値を変更することを特徴
    とした請求項1記載の情報処理装置。
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