JPH03105658A - 差分記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 書き込みのあった領域のデータのみを示す差分記憶デー
タを作戒する差分記憶装置に関し、ＣＰＵに負担をかけ
ることなく書き込みがあった送信すべき情報だけを抽出
して得ることを目的とし、 主記憶装置上のデータの書き込みの有無を領域毎に示す
情報を記憶した管理メモリを持ち、書き込みのない領域
へアクセスがあると警告信号を出力する機能を有するラ
イト認識記憶部と、主記憶装置上の領域へ順次アクセス
し、ライト認識記憶部の警告信号の出力のないことによ
り書き込みのある領域を検出し、書き込みのある領域の
最初のアドレスのオフセットアドレスとその領域のバイ
ト数と書き込みデータにより、主記憶装置上の書き込み
データのみを示す差分記憶データを作成し、外部から入
力された差分記憶データについては主記憶装置上のデー
タの変更処理をする機能とを有するデータ処理部とを備
えた構戒を持つ。

〔産業上の利用分野］ 共有メモリ装置に適用し、書き込みのあった領域のデータのみを示す差分記憶データを作戒する差分記憶装置に関する． 〔従来技術〕

近年、コンピュータ装置のマルチタスク、マルチプロセ
ッサ化により、共有メモリに適したアーキテクチャを持
つメモリの必要性が高まっている。

それに、加えてコンピュータのメモリの大容量化に伴い
、個々のアブリケーシゴン間での大容量コピーが増加し
、いかに実際のコピーを減らすかということがコンピュ
ータの高効率化、高速化、メモリ資源の高効率利用、シ
ステムバスのトラフィックの逓減等のために必要となっ
ている。また、そのことはネットワーク結合されたプロ
セッサ間の共有メモリにおいて特に重要である．従来、
実際に使用されている共有メモリにおいては、ソフトウ
ェア的にブロックやページ毎といった単位の管理であり
、あらかじめその管理単位でコピーを作成しておいて書
き込まれた後で、比較して抽出する方法をとっていた． 例えば、ＩＫバイトの管理単位のうち、１バイトだけの
書き込みについても、コンピュー久システム内ではＩＫ
バイトのコピーをもつ必要があり、通信時においては、
ＣＰＵによって比較して変化分だけを送信するか、全て
を送信する必要があった。

また、メモリへのライトが行われる度に割り込み、アク
セス例外を起こして、書き込みアドレスより書き込まれ
ようとするテータを読む方法もある．この方法もＣＰＵ
に多くの労力を費やさせるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、これまでの技術においては特に通信手段を用い
てのデータの共有時には、ＣＰＵに重い負担を与えるか
、通信ラインに重い負担を与えるしかなく、どちらをと
ってもシステムの使用効率の低下を免れることかできな
いという問題があった。

本発明は、ＣＰＵになんの負担をかけることなく書き込
みがあった送信すべき情報だけを抽出して得ることがで
きるようにし、かつ通信ラインにも最低限の負担ですむ
ような機能を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、主記憶装置の書き込みのある領域にアクセス
があると警告を出すかもしくは出さないモードを持たせ
ることによりそのモードを利用して書き込みのあるｗ４
域を検出しその領域の書き込みデータに、必要なアドレ
ス、バイト数等を付加して書き込みデータのみを示す差
分記憶データを作戒するようにした。

第１図により本発明の原理を説明する．第１図は、本発
明の基本構戒とその構威部のフローを示す． 図において、１は主記憶装置、２は主記憶装置１上の書
き込みデータを示す差分記憶データを作成する差分記憶
装置、３は主記憶装置１上の書き込みの有無をｗＩ域毎
に示す情報を持ち、主記憶装置１の書き込みのある領域
に書き込もうとすると警告信号を出力する、もしくは書
き込みのなイ領域に読み込みをすると警告信号を出力す
る機能と主記憶装置ｌ上の保護単位毎に保護指定機能を
備えるライト認識記憶部、１０は主記憶装置１上の書き
込みの有無を領域毎に示す情報を持つ管理メモリ、４は
主記憶装置１へのアクセスがあった時ライト認識記憶部
の出力する警告信号により、書き込みのあった領域を検
出して書き込みのあった領域のみを抽出し、アドレス、
バイト数を付加してヘッダ部分と変更データ部分を持つ
差分記憶データを作成し、外部から送られてくる差分配
憶データについては、そのデータにより主記憶装置上の
データを変更処理をする機能を持つデータ抽出作成とデ
ータ解析展開の双方向のデータ処理機能を持つデータ処
理部、１２、１２”はアドレスに対するオフセットアド
レスを得るためのオフセットアドレスカウンタ、１３、
１３゜は書き込みのあった領域のバイト数を数えるため
のパイトカウンタ、１４は書き込みデータとオフセット
アドレスとバイト数により差分記憶データを作成する差
分データ作戒用バッファ、１５は外部から入力された差
分記憶データにより主記憶装置上のデータを変更する処
理をするデータ変更処理部である．〔作用〕 次に、第１図の基本構威の作用を説明する。

主記憶装置ｌへのアクセスに対してライト！！記憶部３
の出力する警告信号は、書き込みのある領域に書き込も
うとすると警告信号を出力するモード１と書き込みのな
い領域に読み込みをすると警告信号を出力するモード２
を持つが図では、書き込みのない領域に読み込みのアク
セスをした場合警告信号を出力するモード２を利用して
差分記憶データを作成する場合について主に説明する。

データ処理部４は主記憶装置１の所要の領域を全部アド
レスの小さい側から大きい側へ順次読み込みアクセスを
する．ライト認識記憶部３は書き込みのない領域にアク
セスされると警告信号をデータ処理部４に出力し、書き
込みのある領域にアクセスされた時は警告信号を出力し
ない．このようにして、全領域を順次アクセスして行く
ことにより警告信号の有無から書き込みのある領域のみ
を検出することができる． データ処理部４は主記憶装置１に対して順次アクセスを
起こすと、アクセスを開始したアドレスのオフセットア
ドレスをＯに初期設定する。またパイトカウンタも０に
初期設定する。

そして、主記憶装置ｌ上を順次アクセスする過程で警告
の出ないアドレスのオフセットアドレスを差分データ作
成用バッファ１４に記録し、同時にバイトカウンタのカ
ウントを進める．書き込みのある領域が連続してアクセ
スされた場合には、次の順次アクセスのステップでも警
告信号が出ないが、そのステップのオフセットアドレス
は記録しないでパイトカウンタのカウントのみを進める
．さらに順次アクセスを進め、書き込みがない領域に達
し、警告信号が出ると、データ処理部４はそこまでのカ
ウントしたバイト数を差分データ作或用バッファ１４に
記録する． そして、データ処理部４は、オフセットアドレスとバイ
ト数を差分記憶データのヘッダ部分に記録し変更データ
部分に書き込みデータを記録して差分記憶データを作戒
する． データ処理部４は、同様の処理を最後の領域まで進めて
、書き込みのある領域のみを抽出し、書き込みデータの
みを示す差分データを作成して行く． 主記憶装置１上の領域は、１アドレスを１領域としても
複数アドレスをまとめて１９ＪＩｋＡとしてもよい． また、データ処理部４は外部より送られてくる差分記憶
データにより主記憶装置上のデータを変更する機能を備
えている。

外部から送られてくる差分データは、ヘッダ部分に記録
されているアドレス情報、データを書き換える領域のバ
イト数等が読み取られて、データ変更処理部１５で主記
憶装置上のデータの変更処理をする．変更処理データは
、インターフェースを介してＣＰＵ、主記憶装置側に送
信される．第１図に、ライト認識記憶部３の警告信号出
力処理、データ処理部４の差分記憶データ作戒処理、受
信した差分記憶データによるデータ変更処理のフローを
示す． 〔実施例〕 第２図（ａ）．（ｂ）、第３図ないし第６図により本発
明の実施例を説明する。

第２図（ａ）は、本発明の実施例構戒図である．図にお
いて、３は主記憶装置に対するアクセスを監視し、書き
込みのある領域もしくは書き込みのない領域へアクセス
があると警告信号を出力するライト認識管理部と主記憶
装置上へアクセスがあるとのそのアドレスの保護情報を
出力する保護指定認識部よりなるライト認識記憶部、４
はオフセットアドレスカウンタ、パイトカウンタ、差分
記憶データ作成用バッファと制御部を持ち、ライト認識
記憶部３の出力する警告信号により書き込みのある領域
のみを抽出し、書き込みデータを一定のフォーマットの
形式に変換し、それとは逆に、外部の差分記憶装置から
送られてくる差分記憶データにより主記憶装置上のデー
タの変更処理をするデータ処理部、５は外部からのコマ
ンド解析部、各部分の同期管理部、内部バスの管理部よ
り戒り、ハードウエアにより構威される各部の同期制御
部．，６は内部と外部とのインタフェースであり、相互
のデータの転送、制御線などの外部バスの操作をし、Ｄ
ＭＡ転送部または転送バッファ、アドレスバス、データ
パス、制御信号線を制御をする部分から構威される外部
インタフェースである。

第２図（ｂ）は、ライト認識記憶部３とデータ処理部４
の要部実施例構或である。

図において、７は主記憶装置上のデータの書き込みの有
無を領域毎に示す情報を記憶した管理メモリを持ち、そ
の情報に基づいて書き込みのある領域もしくは書き込み
のない領域へアクセスがあると警告信号を出力する機能
を有し、例えば、ライト認識データモードの設定により
、１度書き込みを行った部分に書き込もうとすると信号
線で警告する、あるいは書き込みを行っていない部分へ
の読み込みを信号線で警告する、１度書き込みをして読
み込みを行うと更に読み込みを行うとしても信号線で警
告するといった動作をするライト認識記憶管理部、８は
主記憶装置上で保護単位毎の保護の指定を記憶していて
、あるアドレスに対してアクセスが行われるとそのアド
レスに対する保護情報を出力する保護指定認識部、９は
データ処理部４の一部をなし、外部からの情報を内部へ
伝える役割と、データアクセスに対して内部より得られ
る情報より、データの保護を実際に行う役割を受け持つ
制御部である。

ライト認識記憶管理部７の構或はいろいろとることがで
きるが、例えば保護する単位をビット単位とするならば
、多値メモリを利用することができ、また保護単位がバ
イト単位、１６ビット、３２ビットとなる時はそれぞれ
について１ビットの多値メモリか記憶ビットを内部に持
っていればよい。

第２図（ａ）、（ｂ）の全体的動作およびそれぞれの構
戒部の動作を次に説明する。

第２図（ａ）の構或の全体的動作は次の通りである。

例えば、本発明をランダム・アクセス・メモリ装置に適
用すると、この差分記憶装置２は、ＣＰＵ等の外部装置
からは通常の記憶装置のように動作する。そして、アク
セスの許可が設定されていないところへのアクセスにつ
いては、アクセスした装置に対して割り込み等の手段で
通知する。

また、この差分記憶装置はコマンドボートを備えていて
、その制御はコマンドボートにアクセスすることによっ
て行う。このコマンドボートにアクセスすることにより
、主記憶装置上の書き込みのある領域のデータのみを抽
出し、メモリ上に展開したり、他の差分記憶装置からの
差分記憶データを、特定の差分記憶装置上に展開したり
、アクセスパターンの登録等の操作が可能である．基本
的な動作としては、まずコマンドポートに対してイニシ
ャライズを行うと、ライト認識記憶部に全てのエリアに
ついて書かれていないという設定が行われる． そして、ネットワークシステム上のあるラン．ダム・ア
クセス・メモリ上に作られた保護エリア指定データの位
置を指定して保護エリア登録コマンドをコマンドボート
に対して発行する．これにより、部分ごとに綿密に保護
が指定できる．一度発行すると、もう一度このコマンド
を発行するまで状態が保持される．後は、通常のメモリ
と同じようにアクセスすればよい． この差分記憶装置は、各アクセスに対して許可が一致し
た場合は、外部に対してメモリがあるように見せ掛け、
許可が一致しない場合は割り込み動作を起こすための信
号を出力すると同時に、コマンド状態ポートに、不許可
アクセスの状態を提示する． 第２図（ｂ）の構戒の全体的動作は次の通りである．必
要により第２図（ａ）を参照する．あるアドレスに対し
てアクセスが行われると読み込みの場合はライト認識記
憶管理部７、保護指定認識部８によって、主記憶装置上
のデータ、ライト認識データ、保護指定データが出力さ
れ、制御部９はそれらのデータからメモリデータを出力
するかどうかを決定する．書き込みの場合は、そのマッ
チングに成功（許可を確認）するまで制御部９の内部に
データを保持しておく．加えてモード設定等の外部から
のコマンドについての処理も行う． 第２図（ａ）におけるデータ処理部４はライト認識記憶
部３に対して読み込み、書き込み動作を行い、新たに書
き込みが行われた部分のみを抽出して、オフセットアド
レス、バイト数を書き込みデータに付加して外部インタ
フェース部６に送出する。あるいは、データ処理装置の
内部にデータバッファを持っている場合は、ヘッダを含
めて差分記憶データをそのバッファ上で作戊する．取る
べきデータバッファの容量は、パイトカウンタのとる最
大値によって決まる．この場合は、動作的には前述の場
合より処理速度は速いがバッツァ領域を別に備える必要
がある． またデータ処理部４は、それとは逆に、外部の差分装置
より送られてきた差分記憶データにより主記憶装置上の
データ変更処理を行う．あるいは、外部インターフェー
ス部６と共同して外部のアドレスを先頭にした領域に対
して変更データによる変更を行うといった動作をする．
外部インターフェース部６は、内部と外部のインターフ
ェース装置であり、相互のデータの転送、制御線などの
外部バスの操作をするが、実際には外部からのアクセス
に対してそれがコマンドボートへのアクセスなのか、デ
ータのアクセスなのかを選別する機能と内部からのデー
タ転送の要求によって外部バスを制御する動作を持つ．
転送方法は、ＤＭＡがＣＰＵの負荷を減らすという点で
最も適している．これは、通常のメモリ装置上のアドレ
スを転送元、転送先として指定すするだけでよいという
理由による．コマンドボートへのアクセスは同期制御部
５へ転送し、データへのアクセスについては主記憶装置
１へ転送するようなハードウェアとなっている．あるい
は、伝送バスを専用に設けることによって、システムバ
スの負荷を減らすことも可能である． 同期制御部５は、外部よりのコマンドの解釈、実行、内
部ブロックの構戒の制御をし、外部インターフェース部
６より転送されるコマンド列を解釈して内部の制御線に
制御情報を発生させる．第３図は本発明の差分記憶デー
タを転送データとする形式の実施例である． 差分記憶データは（１）、（２）よりなるヘッダ部分と
（３）の変更データ部分より構威される。

ヘッダの（１）にオフセットアドレスを、（２）にバイ
ト数を記録する． 第４図、第５図に本発明の差分記憶装置をデー夕変更分
のみを抽出するメモリ装置として応用した場合の例を示
す。

第４図、第５図の例ともに、本発明の差分記憶装置を通
常のランダムアクセスメモリと同じように取り扱うこと
ができる。

第４図は、本発明の差分記憶装置２をシステムバスを用
いて入出力装置２０に接続した例である．転送バス、コ
マンドボートともシステムバス接続でＤＭＡ転送により
転送を行う場合である．第５図は、差分記憶装置２と入
出力装置２０・との接続を専用バス２１により行った場
合の例である．得られたデータについてＣＰＵが処理を
したい場合に用いる． 転送バス、コマンドボートとも専用バス２１で接続し、
システムバスは専用のコントローラによってデータ転送
を行う。これは、転送バスの接続先と仮想的に共有メモ
リを持つことを可能にする。

この変更分抽出メモリ装置をさらに発展させて、入出力
装置２０に自動的に転送相手を認識して変更分を転送、
更新する機能を追加することによりネットワーク間での
共有メモリを実現できる，第６図は、本発明の差分記憶
装置を応用して、そのネットワーク間での共有メモリを
実現するためのネットワークの構威を示す。

ネットワークを介してこの変更分抽出メモリ装置を複数
相互に接続し装置間毎のメモリ領域が他のネットワーク
を介したどのメモリ装置に対応するかを設定するだけで
後は自動的に変更データが転送される． 他の応用例として、本発明の差分記憶装置のライト認識
記憶部をそのまま転送バッファ装置として利用し、複数
処理装置間での転送装置を作成できる。

即ち、ライト認識記憶部は１度書き込みを行わないと読
み出せず、書き込んだデータを読み出さないと次のデー
タを書き込めないという特殊な性質を持ち、かつ読み込
み、書き込みに対してハードウェア的に警告信号を発生
できるため、処理装置間の非同期転送を容易に実現でき
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、これまで、ネットワークかＣＰＵのい
ずれかに負担をおわせなければできなかった書き込みデ
ータのみの抽出処理をいずれにも負担をかけず行うこと
ができる．また本発明を用いることによりネットワーク
間の共有メモリの構築を簡単に行うことができ、ネット
ワークを利用したコンピュータシステムの性能を向上す
ることができる．

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の基本構威図である．第２図（ａ），
　　（ｂ）は、本発明の実施例構戒図である． 第３図は、本発明の転送データの実施例を示す図である
． 第４図は、本発明の第１の応用例を示す図である． 第５図は、本発明の第２の応用例を示す図であ第６図は
、本発明を応用したネットワークシステムの図である． 図面において、 １　：主記憶装置、 ２　：差分記憶装置、 ３　：ライト認識記憶部、 ４　：データ処理部、 １０：管理メモリ、 １２：オフセットアドレスカウンタ、 １３：バイトカウンタ、 １４：差分データ作成用バッファ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）主記憶装置（１）上のデータの書き込みの有無を領
   域毎に示す情報を記憶した管理メモリ（１０）を持ち、
   管理メモリ（１０）のその情報に基づいて主記憶装置に
   対するアクセスを監視し、書き込みのない領域へアクセ
   スがあると警告信号を出力する機能を有するライト認識
   記憶部（３）と、主記憶装置上の領域へ順次アクセスし
   、その際ライト認識記憶部（３）の警告信号の出力のな
   いことにより書き込みのある領域を検出し、その領域の
   バイト数をカウントし、上記書き込みのある領域の最初
   のアドレスをオフセットアドレスとしてこのオフセット
   アドレスと上記カウントしたバイト数とその領域の書き
   込みデータにより、主記憶装置（１）上の書き込みデー
   タのみを示す差分記憶データを作成する機能と外部から
   入力された差分記憶データにより主記憶装置（１）上の
   データの変更処理をする機能とを有するデータ処理部（
   ４）とを備えたことを特徴とする差分記憶装置。 ２）主記憶装置（１）上のデータの書き込みの有無を領
   域毎に示す情報を記憶した管理メモリ（１０）を持ち、
   管理メモリ（１０）のその情報に基づいて主記憶装置に
   対するアクセスを監視し、書き込みのある領域へアクセ
   スがあると警告信号を出力する機能を有するライト認識
   記憶部（３）と、主記憶装置上の領域へ順次アクセスし
   、その際ライト認識記憶部（３）の警告信号の出力によ
   り書き込みのある領域を検出し、その領域のバイト数を
   カウントし、上記書き込みのある領域の最初のアドレス
   をオフセットアドレスとしてこのオフセットアドレスと
   上記カウントしたバイト数とその領域の書き込みデータ
   により、主記憶装置（１）上の書き込みデータのみを示
   す差分記憶データを作成する機能と外部から入力された
   差分記憶データにより主記憶装置（１）上のデータの変
   更処理をする機能とを有するデータ処理部（４）とを備
   えたことを特徴とする差分記憶装置。 ３）アクセスが読み込みアクセスであることを特徴とす
   る請求項１に記載の差分記憶装置。