JP5216719B2 - 情報処理装置および制御装置 - Google Patents

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本発明は、情報処理装置および制御装置に関するものである。
データ格納装置の一種であるハードディスクドライブのインタフェースには、SCSI(Small Computer System Interface)、ATA(Advanced Technology Attachment)などがある(例えば特許文献1参照)。さらに、データ転送の高速化のために、シリアルATAなどが実現されている。
また、近年、ハードディスクドライブ内のデータの読み書きの高速化のために、シリアルATA方式のハードディスクドライブについてネイティブコマンドキューイング(Native Command Queuing:NCQ)が実現されている。
NCQでは、ハードディスクドライブは、複数のコマンドを受け取ると、コマンドの供給順序に拘わらずに、データアクセス時間が短くなるように複数のコマンドの実行順序を決定して、コマンドを実行する。そして、ライトコマンドの場合、コマンド実行時に、ハードディスクドライブが、書き込むためのデータをコントローラ側へ要求し、コントローラ側は、その要求に対応するデータをハードディスクドライブへ送信する。
特開2007−26440号公報
ハードディスクドライブのある記憶領域にイレース用データを上書きすることでその記憶領域のデータを消去するイレース処理を行うことがある。イレース用データは、意味のないデータである。イレース処理を行う場合、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサがイレースの対象となる記憶領域の各アドレスについてライトコマンドを発行してイレース用データを上書きさせることが考えられる。この場合、システムメモリにイレース用データが用意され、ライトコマンドに従って、コントローラがそのシステムメモリからそのイレース用データを読み出しハードディスクドライブに送信する。しかしながら、そのようにした場合、多数のライトコマンドに起因して、システムメモリとコントローラとの間の通信路(例えばバス)のトラフィックが増加し、その通信路を使用する別の処理に遅延が生じてしまう可能性がある。
そこで、コントローラに対して直接、イレース用データを供給し、イレース処理時には、システムメモリへアクセスすることなく、イレース用データをハードディスクドライブへ供給することが考えられる。
しかしながら、イレース処理と通常のデータライト処理とが混在して発生する場合、上述のNCQのように、ハードディスク側でコマンドの順番が変更されると、コントローラ側は、コマンド実行時にハードディスク側からデータを要求されたときに、イレース用データを供給するのか、通常のデータライト処理のためにシステムメモリ上のデータを供給するのかを判定することが困難である。
このように、コマンドをキューイングしコマンドの順番を並び替えて実行するハードディスクドライブへ、システムメモリへアクセスすることなく、イレース用データを正しく供給することが困難である。
なお、この問題は、ハードディスクドライブに限らず、コントローラから供給されたコマンドの実行順序を変更して最適化する他のデータ格納装置でも発生し得る。
本発明は、コマンドをキューイングしコマンドの順番を並び替えて実行するデータ格納装置へ、システムメモリへアクセスすることなく、イレース用データを正しく供給することができる情報処理装置および制御装置を得ることを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。
本発明に係る情報処理装置は、データ格納装置のある記憶領域へデータをライトするデータを記憶するシステムメモリと、データ格納装置のある記憶領域へデータをライトする際に、システムメモリにおけるデータのアドレスをセットしたライトコマンドを制御装置に対して発行し、データ格納装置のある記憶領域のデータをイレースする際に、所定のイレース用アドレスをセットしたライトコマンドを制御装置に対して発行するプロセッサと、制御装置内で、イレース用データを生成するデータ生成部と、そのライトコマンドを受信し、そのライトコマンドに対応するコマンドをデータ格納装置へ供給し、データ格納装置へ供給したコマンドとライトコマンドにセットされたアドレスとを関連付けて保持し、コマンドの実行時にそのコマンドで書き込まれるデータの要求をデータ格納装置から受信すると、そのコマンドに関連付けて保持されているアドレスを出力し、そのアドレスに対応して供給されたデータをデータ格納装置へ送信するコントローラと、コントローラから出力されたアドレスが所定のイレースアドレスであるか否かを判定するアドレス判定部と、アドレス判定部により、コントローラから出力されたアドレスが所定のイレースアドレスであると判定された場合、データ生成部により生成されたデータをコントローラへ供給し、アドレス判定部により、コントローラから出力されたアドレスが所定のイレースアドレスではないと判定された場合、システムメモリ上のそのアドレスのデータをコントローラへ供給するデータ選択部とを備える。そして、所定のイレース用アドレスは、システムメモリからデータ格納装置へデータを転送するために使用されるデータバッファのアドレス以外のアドレスである。
これにより、データ格納装置から要求されるデータのアドレスに基づいて、イレース用データを供給すべきか否かが判定されるため、コマンドをキューイングしコマンドの順番を並び替えて実行するデータ格納装置へ、システムメモリへアクセスすることなく、イレース用データを正しく供給することができる。
本発明に係る制御装置は、イレース用データを生成するデータ生成部と、データ格納装置のある記憶領域へデータをライトする際にはシステムメモリにおけるデータのアドレスがセットされ、データ格納装置のある記憶領域のデータをイレースする際には所定のイレース用アドレスがセットされるライトコマンドを受信し、ライトコマンドに対応するコマンドをデータ格納装置へ供給し、データ格納装置へ供給したコマンドとライトコマンドにセットされたアドレスとを関連付けて保持し、コマンドの実行時にそのコマンドで書き込まれるデータの要求をデータ格納装置から受信すると、そのコマンドに関連付けて保持されているアドレスを出力し、そのアドレスに対応して供給されたデータをデータ格納装置へ送信するコントローラと、コントローラから出力されたアドレスが所定のイレースアドレスであるか否かを判定するアドレス判定部と、アドレス判定部により、コントローラから出力されたアドレスが所定のイレースアドレスであると判定された場合、データ生成部により生成されたデータをコントローラへ供給し、アドレス判定部により、コントローラから出力されたアドレスが所定のイレースアドレスではないと判定された場合、システムメモリ上のそのアドレスのデータをコントローラへ供給するデータ選択部とを備える。そして、所定のイレース用アドレスは、システムメモリからデータ格納装置へデータを転送するために使用されるデータバッファのアドレス以外のアドレスである。
これにより、データ格納装置から要求されるデータのアドレスに基づいて、イレース用データを供給すべきか否かが判定されるため、コマンドをキューイングしコマンドの順番を並び替えて実行するデータ格納装置へ、システムメモリへアクセスすることなく、イレース用データを正しく供給することができる。
また、本発明に係る制御装置は、上記の制御装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、所定のイレースアドレスは、所定のアドレス領域におけるアドレスであり、アドレス判定部は、コントローラから出力されたアドレスがアドレス領域に属する場合、コントローラから出力されたアドレスが所定のイレースアドレスであると判定する。
また、本発明に係る制御装置は、上記の制御装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、データ生成部は、コントローラから出力されたアドレスに応じて異なる値を有するイレース用データを生成する。
また、本発明に係る制御装置は、上記の制御装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、所定のイレースアドレスは、複数のアドレス領域のいずれかにおけるアドレスであり、アドレス判定部は、コントローラから出力されたアドレスが複数のアドレス領域のいずれかに属する場合、コントローラから出力されたアドレスが所定のイレースアドレスであると判定し、データ生成部は、コントローラから出力されたアドレスが属するアドレス領域に応じて異なる値を有するイレース用データを生成する。
また、本発明に係る制御装置は、上記の制御装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、所定のイレース用アドレスには、所定のアドレス領域内のアドレスが順番に使用され、所定のアドレス領域の最後のアドレスの次に、所定のアドレス領域の最初のアドレスが使用される。
また、本発明に係る制御装置は、上記の制御装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、データ格納装置は、ネイティブコマンドキューイング機能を有するシリアルATA規格のハードディスクドライブであり、コントローラは、ネイティブコマンドキューイング機能を有するシリアルATA規格のハードディスクドライブのためのハードディクスドライブコントローラである。
本発明によれば、コマンドをキューイングしコマンドの順番を並び替えて実行するデータ格納装置へ、システムメモリへアクセスすることなく、イレース用データを正しく供給することができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 図2は、図1に示す装置によるイレース処理および通常のデータライト処理を説明するフローチャートである。 図3は、図1におけるSATAコントローラによるコマンド管理を説明する図である。
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。図1に示す情報処理装置1は、ハードディスクドライブ(HDD)2に接続されている。この実施の形態では、HDD2は、NCQ機能を有するシリアルATA規格のハードディスクドライブである。
情報処理装置1は、CPU11、RAM(Random Access Memory)などのシステムメモリ12、および制御装置13を有する。CPU11、システムメモリ12および制御装置13は、バス14で互いに接続されている。バス14は、データバス、アドレスバスおよびコントロールバスを有する。情報処理装置1は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)として構成される。
CPU11は、図示せぬ記録媒体に格納されているプログラムに従って動作し、各種処理を実行するプロセッサである。CPU11は、HDD2のイレース処理時およびHDD2のデータライト処理時に、バス14を介してライトコマンドを制御装置13に供給する。ライトコマンドでは、HDD2におけるアドレスと、システムメモリ12におけるアドレスとが指定される。
CPU11は、HDD2のある記憶領域へデータをライトする際に、システムメモリ12におけるデータのアドレスをセットしたライトコマンドを制御装置13に対して発行し、HDD2のある記憶領域のデータをイレースする際に、システムメモリ12上のアドレスの代わりに所定のアドレスをセットしたライトコマンドを制御装置13に対して発行する。
この実施の形態では、イレース処理時に設定されるアドレスは、連続する複数のアドレス(つまり、アドレス領域)のうちの1つであり、HDD2における連続する複数のデータ領域をイレースする場合には、その連続する複数のアドレスが順番にイレース処理時に設定される。
なお、イレース処理時に設定されるアドレスは、システムメモリ12からHDD2へデータを転送するために使用されるデータバッファのアドレス以外のアドレスである。
例えば、通常のデータライトの場合には、0x00000000〜0xBFFFFFFFのアドレス領域が使用され、イレースの場合には、0xC0000000〜0xFFFFFFFFのアドレス領域が使用される。イレース時に設定されるアドレスには、上述のアドレス領域内のアドレスが順番に使用され、上述のアドレス領域内の最後のアドレスの次のアドレスとして最初のアドレスが使用されるようにしてもよい。
システムメモリ12は、所定の記憶領域において、データライト処理でHDD2に書き込むためのデータを格納する。
制御装置13は、HDD2用のホストコントローラである。制御装置13は、SATAコントローラ21、データ生成部22、データ選択部23、アドレス判定部24、およびダイレクトメモリアクセスコントローラ(DMAC)25を有する。
SATAコントローラ21は、HDD2へコマンドを供給し、コマンドの実行時にそのコマンドで書き込まれるデータの要求をHDD2から受信すると、そのデータのアドレスを出力し、そのアドレスに対応して供給されたデータをHDD2へ送信する。この実施の形態では、SATAコントローラ21は、ネイティブコマンドキューイング機能を有するシリアルATA規格のハードディスクドライブのためのHDDコントローラである。
データ生成部22は、イレース用データを生成する回路である。
データ選択部23は、アドレス判定部24により、SATAコントローラ21から出力されたアドレスがイレース時の所定のアドレスであると判定された場合、データ生成部22により生成されたデータをSATAコントローラ21へ供給し、アドレス判定部24により、SATAコントローラ21から出力されたアドレスがイレース時の所定のアドレスではないと判定された場合、システムメモリ12上のそのアドレスのデータをDMAC25で読み出してSATAコントローラ21へ供給する回路である。
アドレス判定部24は、SATAコントローラ21から出力されたアドレスがイレース時の所定のアドレスであるか否かを判定する回路である。この実施の形態では、アドレス判定部24は、SATAコントローラ21から出力されたアドレスが、上述の連続する複数のアドレスのうちのいずれかに一致する場合、SATAコントローラ21から出力されたアドレスが、イレース時の所定のアドレスであると判定する。
DMAC25は、バス14に接続され、システムメモリ12にアクセスする回路である。
次に、上記装置の動作について説明する。
図2は、図1に示す装置によるイレース処理および通常のデータライト処理を説明するフローチャートである。
CPU11は、アプリケーションなどの各種処理においてイレース処理またはデータライト処理の要求が発生すると、バス14を介して、ライトコマンドを制御装置13に供給する。通常のデータライトのためのアドレス領域が0x00000000〜0xBFFFFFFFであり、イレースのためのアドレス領域が0xC0000000〜0xFFFFFFFFである場合、イレース処理のライトコマンドには、例えばアドレス0xD0000000がセットされ、通常のデータライト処理のライトコマンドには、例えばアドレス0x00000000がセットされる。
制御装置13のSATAコントローラ21は、そのライトコマンドを受信すると(ステップS1)、ATAのプロトコルに従って、そのライトコマンドに対応するコマンドをHDD2へ送信する(ステップS2)。
図3は、図1におけるSATAコントローラ21によるコマンド管理を説明する図である。図3に示すように、このとき、SATAコントローラ21は、HDD2へ送信するコマンドに固有の値のタグと、そのコマンドについてのアドレス(CPU11からのライトコマンドで指定されたアドレス、つまり、システムメモリ12のアドレスまたはイレース処理の所定のアドレス)とを互いに関連付けて保持する。一方、HDD2では、そのコマンドとともにタグが受信され、そのコマンドがキューイングされるとともに、そのタグがコマンドに関連付けられて保持される。
このようにして、CPU11からのライトコマンドごとに、SATAコントローラ21は、HDD2にコマンドを送信する。
一方、HDD2では、キューイングされた複数のコマンドの実行順序が決定され、実行するコマンドのデータが、SATAコントローラ21に順番に要求される。このとき、上述のタグにより、実行するコマンドがSATAコントローラ21に通知される。
SATAコントローラ21は、そのデータ要求を受信すると(ステップS3)、指定されたタグに関連付けて保持しているアドレスを出力する。アドレス判定部24は、そのアドレスが上述のイレース処理時の所定のアドレスであるか否かを判定する(ステップS4)。通常のデータライトのためのアドレス領域が0x00000000〜0xBFFFFFFFであり、イレースのためのアドレス領域が0xC0000000〜0xFFFFFFFFである場合、例えばアドレス0xD0000000がSATAコントローラ21から出力されると、アドレス判定部24は、そのアドレスが上述のイレース処理時の所定のアドレスであると判定し、例えばアドレス0x00000000がSATAコントローラ21から出力されると、アドレス判定部24は、そのアドレスが上述のイレース処理時の所定のアドレスではないと判定する。
アドレス判定部24は、SATAコントローラ21からのアドレスが上述のイレース処理時の所定のアドレスであると判定した場合、データ選択部23に、データ生成部22からのイレース用データを選択させる。データ選択部23は、そのイレース用データをSATAコントローラ21に供給し、SATAコントローラ21は、そのイレース用データをHDD2へ送信する(ステップS5)。HDD2は、そのデータを受信すると、コマンドに従って書き込む。
一方、アドレス判定部24は、SATAコントローラ21からのアドレスが上述のイレース処理時の所定のアドレスではないと判定した場合、DMAC25に、システムメモリ12におけるそのアドレスからデータを読み出させる(ステップS6)。そして、アドレス判定部24は、データ選択部23に、その読み出されたデータを選択させる。データ選択部23は、そのデータをSATAコントローラ21に供給し、SATAコントローラ21は、そのデータをHDD2へ送信する(ステップS7)。HDD2は、そのデータを受信すると、コマンドに従って書き込む。
このようにして、HDD2におけるコマンドの実行順序に沿って、適切に、そのコマンドに対応するデータ(イレース処理のためのイレース用データまたはデータライト処理のためのシステムメモリ12におけるデータ)が、HDD2に供給される。
以上のように、上記実施の形態によれば、CPU11は、HDD2のある記憶領域へデータをライトする際に、システムメモリ12におけるデータのアドレスをセットしたライトコマンドを制御装置13に対して発行し、HDD2のある記憶領域のデータをイレースする際に、所定のアドレスをセットしたライトコマンドを制御装置13に対して発行する。データ選択部23は、アドレス判定部24により、コントローラ21から出力されたアドレスがイレース時の所定のアドレスであると判定された場合、データ生成部22により生成されたデータをコントローラ21へ供給し、アドレス判定部24により、コントローラ21から出力されたアドレスがイレース時の所定のアドレスではないと判定された場合、システムメモリ12上のそのアドレスにおけるデータをコントローラ21へ供給する。SATAコントローラ21は、HDD2へコマンドを供給し、HDD2からコマンドの実行時にそのコマンドで書き込まれるデータの要求を受信すると、そのデータのアドレスを出力し、そのアドレスに対応して供給されたデータをHDD2へ送信する。
これにより、HDD2から要求されるデータのアドレスに基づいて、イレース用データを供給すべきか否かが判定されるため、NCQ機能を有するHDD2へ、システムメモリ12へアクセスすることなく、イレース用データを正しく供給することができる。
なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
例えば、上記実施の形態において、イレース用のアドレス領域として複数のアドレス領域を割り当て、ライトコマンドに設定されるアドレスの属するアドレス領域に応じて異なる値のイレース用データをHDD2へ供給するようにしてもよい。その場合、CPU11は、HDD2に供給すべき値に応じたアドレスをライトコマンドにセットし、アドレス判定部24は、SATAコントローラ21からのアドレスの属するアドレス領域を特定し、データ生成部22は、特定されたアドレス領域に対応する値のイレース用データをデータ選択部23へ出力する。
また、上記実施の形態において、HDD2の代わりに、コマンドをキューイングしコマンドの順番を並び替えて実行する他の形式のデータ格納装置を使用してもよい。
本発明は、例えば、ハードディスクドライブ上のデータのイレースに適用可能である。
1 情報処理装置
2 ハードディスクドライブ(データ格納装置の一例)
11 CP
12 システムメモリ
21 SATAコントローラ(コントローラの一例)
22 データ生成部
23 データ選択部
24 アドレス判定部

Claims (7)

  1. コマンドをキューイングし前記コマンドの順番を並び替えて実行するデータ格納装置を制御する制御装置を有する情報処理装置において、
    前記データ格納装置のある記憶領域へデータをライトするデータを記憶するシステムメモリと、
    前記データ格納装置のある記憶領域へデータをライトする際に、前記システムメモリにおける前記データのアドレスをセットしたライトコマンドを前記制御装置に対して発行し、前記データ格納装置のある記憶領域のデータをイレースする際に、所定のイレース用アドレスをセットしたライトコマンドを前記制御装置に対して発行するプロセッサと、
    前記制御装置内で、イレース用データを生成するデータ生成部と、
    前記ライトコマンドを受信し、前記ライトコマンドに対応するコマンドを前記データ格納装置へ供給し、前記データ格納装置へ供給した前記コマンドと前記ライトコマンドにセットされたアドレスとを関連付けて保持し、前記コマンドの実行時にそのコマンドで書き込まれるデータの要求を前記データ格納装置から受信すると、そのコマンドに関連付けて保持されているアドレスを出力し、そのアドレスに対応して供給されたデータを前記データ格納装置へ送信するコントローラと、
    前記コントローラから出力されたアドレスが前記所定のイレースアドレスであるか否かを判定するアドレス判定部と、
    前記アドレス判定部により、前記コントローラから出力されたアドレスが前記所定のイレースアドレスであると判定された場合、前記データ生成部により生成されたデータを前記コントローラへ供給し、前記アドレス判定部により、前記コントローラから出力されたアドレスが前記所定のイレースアドレスではないと判定された場合、前記システムメモリ上のそのアドレスのデータを前記コントローラへ供給するデータ選択部と、
    を備え
    前記所定のイレース用アドレスは、前記システムメモリから前記データ格納装置へ前記データを転送するために使用されるデータバッファのアドレス以外のアドレスであること、
    を特徴とする情報処理装置。
  2. 当該制御装置からのコマンドをキューイングし前記コマンドの順番を並び替えて実行するデータ格納装置を制御する制御装置において、
    イレース用データを生成するデータ生成部と、
    前記データ格納装置のある記憶領域へデータをライトする際にはシステムメモリにおける前記データのアドレスがセットされ、前記データ格納装置のある記憶領域のデータをイレースする際には所定のイレース用アドレスがセットされるライトコマンドを受信し、前記ライトコマンドに対応するコマンドを前記データ格納装置へ供給し、前記データ格納装置へ供給した前記コマンドと前記ライトコマンドにセットされたアドレスとを関連付けて保持し、前記コマンドの実行時にそのコマンドで書き込まれるデータの要求を前記データ格納装置から受信すると、そのコマンドに関連付けて保持されているアドレスを出力し、そのアドレスに対応して供給されたデータを前記データ格納装置へ送信するコントローラと、
    前記コントローラから出力されたアドレスが前記所定のイレースアドレスであるか否かを判定するアドレス判定部と、
    前記アドレス判定部により、前記コントローラから出力されたアドレスが前記所定のイレースアドレスであると判定された場合、前記データ生成部により生成されたデータを前記コントローラへ供給し、前記アドレス判定部により、前記コントローラから出力されたアドレスが前記所定のイレースアドレスではないと判定された場合、前記システムメモリ上のそのアドレスのデータを前記コントローラへ供給するデータ選択部と、
    を備え
    前記所定のイレース用アドレスは、前記システムメモリから前記データ格納装置へ前記データを転送するために使用されるデータバッファのアドレス以外のアドレスであること、
    を特徴とする制御装置。
  3. 前記所定のイレースアドレスは、所定のアドレス領域におけるアドレスであり、
    前記アドレス判定部は、前記コントローラから出力されたアドレスが前記アドレス領域に属する場合、前記コントローラから出力されたアドレスが前記所定のイレースアドレスであると判定すること、
    を特徴とする請求項2記載の制御装置。
  4. 前記データ生成部は、前記コントローラから出力されたアドレスに応じて異なる値を有するイレース用データを生成することを特徴とする請求項2記載の制御装置。
  5. 前記所定のイレースアドレスは、複数のアドレス領域のいずれかにおけるアドレスであり、
    前記アドレス判定部は、前記コントローラから出力されたアドレスが前記複数のアドレス領域のいずれかに属する場合、前記コントローラから出力されたアドレスが前記所定のイレースアドレスであると判定し、
    前記データ生成部は、前記コントローラから出力されたアドレスが属するアドレス領域に応じて異なる値を有するイレース用データを生成すること、
    を特徴とする請求項2記載の制御装置。
  6. 前記所定のイレース用アドレスには、前記所定のアドレス領域内のアドレスが順番に使用され、前記所定のアドレス領域の最後のアドレスの次に、前記所定のアドレス領域の最初のアドレスが使用されることを特徴とする請求項3記載の制御装置。
  7. 前記データ格納装置は、ネイティブコマンドキューイング機能を有するシリアルATA規格のハードディスクドライブであり、
    前記コントローラは、ネイティブコマンドキューイング機能を有するシリアルATA規格のハードディスクドライブのためのハードディクスドライブコントローラであること、
    を特徴とする請求項2記載の制御装置。
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