JP6424303B2 - ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のディスクに対応する複数の各ヘッドをパラレルに（「並列的に」、「並行して」、「同時進行で」という意味）動かすことにより、Ｉ/Ｏ要求に対する処理を画期的に速くするディスク装置に関する。

従来のディスク装置は、複数のディスク１２に対応する複数の各ヘッド１３があったとしても、１回のＩ/Ｏ要求で１つのヘッド１３しかＩ/Ｏを実行できないため、同一内容のファイルのディスク装置１を複数配列して多数のＩ/Ｏ要求に対応している。

以下、図６により従来のディスク装置１について説明する。従来のディスク装置１は、ディスク１２、読み出し書き込みヘッド１３、これを支持するアーム（アクセスアーム）１４およびヘッド１３の移動や位置決めをするポジショナ４とから構成される。各ヘッド１３は１つのポジショナ４に接続されるため１回のＩ/Ｏ要求に対してポジショナ４により各ヘッド１３は同一トラック１７に移動する。このため図８のようにトラック１７は全体として円筒状をなす。これらのトラック１７群をシリンダ２６と呼び、ソフトウェア的にシリンダという概念で連続するＩ/Ｏ要求をアームの移動なしに行うようにしている。

特許第２５５１７０１号公報

以上に述べた従来のディスク装置１では、ディスク１２に情報の読み出し書込みをする多数のヘッド１３が付いているにもかかわらず、１回のＩ/Ｏ要求に対して、１個のヘッド１３しかその処理対応ができない。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、ディスク１２に情報の読み出し書込みをする各ヘッド１３をパラレルに動かすことにより画期的にＩ/Ｏ要求に対する処理を速くすることを目的とするものである。

本発明は上記目的を達成するために各ヘッド１３をバラバラに切り離し、それぞれにマイコンとメモリを付け、ポジショナ４を制御する。

第１の課題解決手段は、ディスク装置１内にディスク装置１を制御するマイコン３、メモリ１１（通常のメモリでもできるが、入口側と出口側にバス１０のある高速で作動するメモリがよい。）、各ヘッド１３からのＩ/Ｏ終了割込要求信号８を受け付ける割込コントローラ２を設けたものであり、以下の構成からなる。すなわち、ディスク装置１内にディスク装置１を管理制御するマイコン３とメモリ１１（入口側、出口側にそれぞれバス１０のあるメモリ）を備え、更にディスク１２に情報の読み出し書込みをする各ヘッド１３毎にマイコンとメモリを備え、Ｉ/Ｏ要求を各ヘッド１３がパラレルに受付処理し、その処理結果については、ディスク装置１を管理制御するマイコン３に割込をかけ、同マイコン３が順々に処理し、Ｉ/Ｏ要求処理結果を順次ＣＰＵ側のメモリ３６に書き、ＣＰＵに割込をかけることにより、各ヘッド１３がパラレルに動き、Ｉ/Ｏ要求に対する処理を画期的に早くするディスク装置１である。

第２の課題解決手段は、入出力制御装置が実行していたオーダをディスク装置１内で行うことを特徴とする第１の課題解決手段記載のディスク装置１である。

上記課題解決手段による作用は、次の通りである。すなわち、最初にディスク１２に情報の読み出し書込みをする各ヘッド１３へのＩ/Ｏ要求を出す。次に、入出力制御装置から受け取ったＩ/Ｏ要求データをディスク装置１内のマイコン３が管理しているヘッド管理テーブルによりＩ/Ｏ要求の処理中でないヘッド１３でシリンダ２３に一番近いヘッド（１つのディスク面５、６、７にＩ/Ｏ要求の処理中でない外側トラック１９用、内側トラック２０用の専用ヘッド１３がある場合）に割り当てる。そうすると、各ヘッド１３はそれぞれ独立に並行して動く（Ｉ/Ｏを実行する）。つまり、入出力制御装置が行っていたオーダの実行は、ディスク装置１を管理するマイコン３が行う（各ヘッド１３は水平にしか動かない。）Ｉ/Ｏ要求の処理結果は、割込みコントローラを介してディスク装置１制御用のマイコン３が受け付ける。

上述したように、本発明のディスク装置１は、各ヘッド１３がパラレルに動くことにより、インターネットやクラウドなどを利用する時、ディスク１２におけるＩ/Ｏ処理が画期的に速くなる。

本発明のディスク装置の構成図 本発明の各ヘッドの構成図 本発明の各ヘッドとディスクとの関係図 本発明のディスク装置内にヘッド・ポジショナを支える支柱を取り付ける位置図 従来の一般的なディスク構成図 従来の一般的なディスク構成図 従来の一般的なディスク構成図 シリンダの概念図 ＣＰＵ・チャネル・入出力制御装置・ディスク装置の関連図

以下、本発明の実施の形態を図１〜図４、図９に示す。

図９において、入出力動作はＣＰＵの出すＳＴＡＲＴ Ｉ/Ｏ２７という入出力命令によって開始される。最初は、アプリケーション・プログラムからの１つのＩ/Ｏ要求でＳＴＡＲＴ Ｉ/Ｏ２７命令が出されるが、次のＳＴＡＲＴ Ｉ/Ｏ２７命令を出す時は、該当ディスク装置１に対するＩ/Ｏ要求が蓄積していれば、当該ディスク装置１内のヘッド１３の数と同数のＩ/Ｏ要求（例えば、ヘッド１３が２０個あれば、２０個のＩ/Ｏ要求）を１度のＳＴＡＲＴ Ｉ/Ｏ２７命令で出すように書き換える。

チャネルは、チャネル・コマンド２５を実行する訳であるが、複数のＩ/Ｏ要求に対して（データチェイニング・コマンド・チェイニング、ＴＲＡＮＳＦＥＲ ＩＮ ＣＨＡＮＮＥＬ）を用いて実行する。

入出力制御装置は、ディスク装置１に対してＩ/Ｏ要求データを渡すだけでオーダ２６の実行はしない。オーダ２６の実行は、ディスク装置１にまかせる（前記の第２の課題解決手段）。

ディスク装置１では、同装置を管理するマイコン３において、入出力制御装置から渡されたＩ/Ｏ要求を該当のシリンダ２３のディスク面５、６、７でＩ/Ｏ要求の処理中でない１番近いヘッド１３に割り当てる（ヘッド管理テーブルで管理）。

各ヘッド１３がパラレルに動くことにより、Ｉ/Ｏの処理の完了のタイミングがＩ/Ｏ要求の順序と異なる順序になることも十分あり得るので、必要であれば、Ｉ/Ｏ結果をＣＰＵに返す時に、ディスク装置１を管理制御するマイコン３が制御する。

ディスク装置１は、各ヘッド１３からのＩ/Ｏ完了の割込処理がなされると、Ｉ/Ｏ結果をメモリ１１に転送し、ＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）コントローラに制御を渡す。Ｉ/Ｏ結果は、ＤＭＡコントローラによりサイクル・スチールでＣＰＵ側のメモリ３６に書き込まれる。

ＣＰＵが次のＳＴＡＲＴ Ｉ/Ｏ２７を出す契機は、チャネルの出すチャネル・ステータス・ワード（ＣＳＷ）でライン・プリンタのようにコントロール・ユニット・エンド、デバイス・エンドを出すようにするか、又はＣＰＵのＩＯＣＳ（入出力コントロール・システム）でＩ/Ｏ完了割込ごとにカウントして１回のＳＴＡＲＴ Ｉ/Ｏ２７で出したＩ/Ｏ要求数の終了で次のＳＴＡＲＴ Ｉ/Ｏ２７を出すようにする。

ディスク装置１を管理制御するマイコン３は、マルチ・タスクのＯＳ（モニター程度）をＲＯＭ内に持つ。

１ ディスク装置
２ 割込コントローラ
３ マイコン
４ ポジショナ（マイコンとメモリを有する）
５ ディスク面１
６ ディスク面２
７ ディスク面ｎ
８ ＩＮＴＲ（割込要求信号）
９ ＩＮＴＲ（割込要求信号）
１０ バス
１１ メモリ
１２ ディスク
１３ ヘッド
１４ アーム
１５ 支柱
１６ 支柱を取り付ける基礎
１７ トラック
１８ アームの移動
１９ 内側トラック
２０ 外側トラック
２１ 内側トラック用ヘッド
２２ 外側トラック用ヘッド
２３ シリンダ
２４ 入出力命令
２５ チャネル・コマンド
２６ オーダ
２７ ＳＴＡＲＴ Ｉ/Ｏ
２８ ＨＡＬＴ Ｉ/Ｏ
２９ ＴＥＳＴ ＣＨＡＮ
３０ ＴＥＳＴ Ｉ/Ｏ
３１ ＲＥＡＤ
３２ ＷＲＩＴＥ
３３ ＳＥＮＳＥ
３４ ＴＲＡＮ ＩＮ ＣＨＡＮ（ＴＲＡＮＳＦＥＲ ＩＮ ＣＨＡＮＮＥＬ）
３５ ＣＯＮＴＲＯＬ
３６ ＣＰＵ側のメモリ

Claims (2)

1. ディスク装置内に同装置を管理制御するマイコンと、入口側及び出口側にそれぞれバスのあるメモリを備えると共に、
   ディスクに情報の読み出し書込みをする各ヘッド毎にマイコンとメモリを備え、
   Ｉ/Ｏ要求を各ヘッドがパラレルに受付処理し、
   その処理結果については、ディスク装置を管理制御するマイコンに割込をかけ、同マイコンが順々に処理し、Ｉ/Ｏ要求処理結果を順次ＣＰＵ側のメモリに書き、ＣＰＵに割込をかけることにより、
   各ヘッドがパラレルに動き、Ｉ/Ｏ要求に対する処理が早くなるディスク装置
2. 入出力制御装置が実行していたオーダをディスク装置内で行うことを特徴とする請求項１記載のディスク装置