JPH03263244A

JPH03263244A - キャッシュメモリデータ書き戻し方法及びディスクキャッシュ制御装置

Info

Publication number: JPH03263244A
Application number: JP2063146A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiko Yashiro; 矢代　光彦
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1991-11-22
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: JP2531538B2

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］キャッシュメモリにライトしたデータをディスク装置に
書き戻すキャッシュメモリデータ書き戻し方式に関し、ライトするデータをレコード単位に管理し、ディスク装
置へレコード単位に書き戻すようにして、不要な書き戻
しを減らすことにより、ディスク装置へのライト時のア
クセス時間を短縮することを目的とする。

上位装置であるホスト装置と外部記憶装置であるディス
ク装置の間に設けられるディスクキャッシュシステムに
おけるキャッシュメモリデータ書き戻し方式において、
キャッシュメモリ内に格納される各レコード内にライト
バックフラグを設け、ホスト装置からのライトアクセス
によりキャッシュメモリ内にライトしたレコードのライ
トバックフラグをセットするとともに、トラック毎にラ
イトしたレコードの最小番号と最大番号をライト範囲と
して管理し、ディスク装置への書き戻し時に、前記ライ
ト範囲内のレコードを順次チェックして、ライトバック
フラグのセットされているレコードのみを、ディスク装
置に書き戻すように構成する。

［産業上の利用分野］本発明は、磁気ディスク等のディスク装置とホスト装置
等の上位装置との間に配設され、ディスク装置へのアク
セス時間を短縮するディスクキャッシュシステムに係わ
り、特に、キャッシュメモリにライトしたデータをディ
スク装置に書き戻すキャッシュメモリデータ書き戻し方
式に関するものである。

ディスク装置上のデータの一部を半導体メモリを有する
ディスクキャッシュ内に格納し、その格納されたデータ
がアクセスされると、ディスクキャッシュよりデータ転
送を行なうことでアクセス時間を短縮するディスクキャ
ッシュシステムが、ディスク装置へのアクセスの高速化
のために、広く用いられてきている。

［従来の技術］従来のディスクキャッシュシステムでは、上位装置であ
るホスト装置からリードされたトラックのデータをディ
スクキャッシュ内に格納し、その格納されているトラッ
クが再度リードされると、ディスクキャッシュ上のデー
タを転送するようにしているため、データリードの場合
には、ディスク装置の機械的動作のない時間だけ、アク
セス時間が短縮されていた。一方、ホスト装置からのデ
ータライトの場合には、ディスクキャッシュとディスク
装置上のデータが異ならないようにする必要性から、両
者に対して同時にライトを行なうライトスル一方式が一
般的に行なわれていた。このライトスル一方式によるラ
イトの場合には、データをライトする毎にディスク装置
がアクセスされてライトが行なわれるため、アクセス時
間は短縮されていなかった。

そこで、データライトを高速化するため、ライトデータ
をディスクキャッシュ上のみに書き込み、後にディスク
装置へ書き戻すライトバック方式が行なわれていた。

［発明が解決しようとする課題］ところが、従来におけるライトバック方式では、ライト
バックすべきトラックの全データをディスク装置に書き
戻すようにされていたため、例えばトラック中の１つの
レコードのみにライトされた場合にも、そのトラック中
の全てのレコードが書き戻されることになり、非効率的
な書き戻しとなっていた。

本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもので、
ライトするデータをレコード単位に管理し、ディスク装
置へレコード単位に書き戻すようにして、不要な書き戻
しを減らすことにより、ディスク装置へのライト時のア
クセス時間を短縮することのできるキャッシュメモリデ
ータ書き戻し方式を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するための本発明における手段は、第１
図の本発明の原理説明図に示すように、上位装置である
ホスト装置１と外部記憶装置であるディスク装置３の間
に設けられるディスクキャッシュシステム２におけるキ
ャッシュメモリデータ書き戻し方式において、キャッシ
ュメモリ２ａ内に格納される各レコードＲＯ〜Ｒ８内に
ライトハックフラグを設け、ホスト装置１からのライト
アクセスによりキャッシュメモリ２ａ内にライトしたレ
コードのライトバックフラグをセントするとともに、ト
ラック毎にライトしたレコードの最小番号と最大番号を
ライト範囲として管理し、ディスク装置への書き戻し時
に、前記ライト範囲内のレコードを順次チェックして、
ライトバックフラグのセットされているレコードのみを
、ディスク装Ｗ３に書き戻すようにするキャッシュメモ
リデータ書き戻し方式による。

［作用］本発明のキャッシュメモリデータ書き戻し方式では、ホ
スト装置１からのライトアクセスに対して、キャッシュ
メモリ２ａ上に目的とするトラックデータが格納されて
いれば、キャッシュメモリ２ａ上にライトが行なわれ、
後にディスク装置３に書き戻しがなされる。例えば、第
１図に示すように、９個のレコードＲＯ〜Ｒ８からなる
トラックがキャッシュメモリ２ａ上に格納されていると
すると、通常、各レコードにはカウント領域が付設され
ているが、例えばそのカウント領域にライトバックフラ
グを設け、ライトが行なわれたレコードにはそのフラグ
がセットされる。

そこで、前にライトされたレコードと新たにライトされ
たレコードの関係から、次のような場合が起こる。

（ａ）前にライトされたレコードと新たにライトされた
レコードの一部または全部が重なる場合。

例えばレコードＲ４，Ｒ５，Ｒ６がライトされた後に、
新たにレコードＲ６，Ｒ７がライトされた場合。

（ｂ）前にライトされたレコードと新たにライトされた
レコードが重ならない場合。例えば第１図に示すように
、レコードＲ２，Ｒ３がライトされた後に、新たにレコ
ードＲ６，Ｒ７がライトされた場合。

（ａ）の場合には、ライト範囲としてレコードのＲ４，
Ｒ７が記憶され、書き戻しの際にはそのライト範囲およ
びライトバックフラグが参照されて、Ｒ４−Ｒ７のレコ
ードのみが書き戻される。

（ｂ）の場合には、前のライト時ではライト範囲として
レコードのＲ２，Ｒ３が記憶され、新たにライトされた
時には、更新されてレコードのＲ２，Ｒ７がライト範囲
として記憶されるが、書き戻しの際にはそのライト範囲
およびライトバックフラグが参照されることにより、レ
コードＲ２，Ｒ３，Ｒ６，Ｒ７のみが書き戻される。

このように、本発明ではライト範囲の記憶およびライト
バックフラグにより、ライトされたレコードが重なる場
合でも、重ならない場合でもライトされたレコードのみ
が書き戻される。

［実施例］以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第２図は、本発明の一実施例であるディスクキャッシュ
システムの構成国である。同図に示すように、ディスク
キャッシュシステムは、ホスト装置！１０に接続される
ディスクキャッシュ制御装置２０と、そのディスクキャ
ッシュ制御部Ｗ２０に接続される磁気ディスク、光ディ
スク等のディスク装置３０から構成される。ディスクキ
ャッシュ制御装置２０は、装置全体を制御する主制御部
２１、制御データを記憶する制御記憶部２２、ディスク
装置３０のデータの一部を格納するキャッシュメモリ２
３、ホスト装置１０とのデータの送受信を行なうチャネ
ルインタフェース制御部（ＣＨＩＦ）２４、キャッシュ
メモリ２３とのデータの送受信を行なうキャッシュメモ
リインタフェース制御部（ＣＭＩＦ）２５、ディスク装
置３０とのデータの送受信を行なうデバイスインタフェ
ース制御部（ＤＶＩＦ）２６から構成されている。

キャッシュメモリ２３へのデータの格納は、主制御部２
１の制御により、ディスク装置３０のデータを格納する
データエリアと、そのデータエリアにライトされたデー
タの、ディスク装置３０への書き戻し情報を第１図で説
明したように記憶する、ライトバック用ディレクトリに
分けられて管理が行なわれる。

第３図は、ディスク装置３０のディスク上のトラック形
式である。ディスク上のトラック形式は、ギャップによ
って区切られた複数の記憶領域にフォーマットされ、第
３図に示すように、インデクスマークの後の最初に、そ
のトラックのアドレスが記録されるホームアドレス領域
（ＨＡ）が配設され、その後には、カウント領域（Ｃ）
、キー領域（Ｋ）。

データ領域（ロ）からなるレコードＲＯ，Ｒ１，Ｒ２，
・・・が配設される。最初のレコードＲＯは、システム
プログラムの利用のために特殊な形式（キー領域なし、
データ領域、８バイト）にされ、その他のレコードは同
じ形式にフォーマットされている。カウント領域には、
トラックアドレス、レコード番号、および後に続くキー
領域、データ領域の長さなどが記録される。キー領域は
、アクセス法による検索のためのキーが記録されるもの
であるが、特に設ける必要はないものである。データ領
域には、上位装置からり一ド／ライトがなされる一般的
なデータが記録される。このキー領域とデータ領域とは
可変長に設定される。上位装置からはトラックアドレス
とレコード番号が指定されてアクセスがなされ、これに
対してホームアドレス領域とカウント領域が参照されて
、目的とするレコードへのり−ド／ライトが行なわれる
。

キャッシュメモリ２３のデータエリアには、ディスク装
置３０の上記フォーマットされたトラックデータの全部
または一部が、ホスト装置１０のアクセスによりステー
ジングされる。第４図は、キャッシュメモリ２３へのト
ラックデータの格納形式である。同図に示すように、キ
ャッシュメモリ２３上にはディスク装置３０上と同様に
、ホームアドレス領域、各レコード毎のカウント領域。

キーｗ４域、およびデータ領域が確保されて格納される
。

キャッシュメモリ２３上のデータへのアクセスは、ディ
スク装置１３０と同様に各レコードのカウント領域がま
ず読み出され、第４図に示すように、記憶されているシ
リンダ番号（ＣＣ）、ヘッド番号（ＨＨ）、　　レコー
ド番号（Ｒ）の情報によりレコードのアドレスが確認さ
れ、キー領域の長さ（Ｋ）、データ領域の長さ（ＤＤ）
の情報によりキーまたはデータを読み書きする。また、
このカウント領域には、本発明の特徴であるライトバッ
クフラグ（Ｆ）が割り当てられていて、データがライト
された時にセットされ、そのデータがディスク装置３０
に書き戻されたときにリセットされるように利用される
。

上記構成からなるディスクキャッシュシステムおける、
ディスクキャッシュ制御装置２０の主制御部２１の動作
を、第５図に示すホスト装置１０からのデータアクセス
に対する処理のフローチャートと、第６図に示すキャッ
シュメモリ２３上のデータをディスク装置３０に書き戻
す（ライトバック）処理のフローチャートにより説明す
る。

ホスト装置１０からのデータアクセスに対する処理は、
第５図に示すように、（１〉チャネルインタフェース２４を介して、ホスト装
置１０からのアクセスコマンドを制御記憶部２２に記憶
するとともに、データ管理情報をチェックする。

（２）アクセス要求のあったアドレスがキャッシュメモ
リ２３上に格納されているかどうかを判定する。

（３）アクセス要求のあったアドレスがキャッシュメモ
リ２３上に格納されていない場合（逅ス）には、チャネ
ルインタフェース２４．デバイスインタフェース２６を
介して、ディスク装置３０へ直接データをアクセスする
ように制御して、アクセス処理を終了する。

（４）アクセス要求のあったアドレスがキャッシュメモ
リ２３上に格納されている場合（ヒツト）には、ホスト
装置１０からのアクセスコマンドが、ライトであるかリ
ードであるかを判定する。

（５）アクセスがリードであれば、チャネルインタフェ
ース２４．キャッシュメモリインタフェース２５を制御
して、キャッシュメモリ２３上のデータをホスト装置１
０に転送して、アクセス処理を終了する。

（６）アクセスがライトであれば、チャネルインタフェ
ース２４．キャッシュメモリインタフェース２５を制御
して、ホスト装置１ｏからのデータをキャッシュメモリ
２３上に書き込む。

（７）ホスト装置１０からのデータの書き込みが終了す
ると、データを書き込んだレコードのカウント領域のラ
イトバックフラグをオンにする。

（８）キャッシュメモリ２３からライトバック用ディレ
クトリを読み出し、書き込みが行なわれたトラックのレ
コード番号と、ディレクトリの対応するトラックのライ
ト範囲とを比較チェックして、ライト範囲の最小番号か
最大番号を変更する必要があれば更新して、アクセス処
理を終了する。

キャッシュメモリ２３上のデータをディスク装置３０に
ライトバックする処理は、第６図に示すように、ホスト
装Ｗ１０からアクセスのないときに、主制御部２１の制
御により適時前なわれる。

すなわち、（１１〉キャッシュメモリ２３からライトバック用ディ
レクトリを読み出し、ライトバックすべきトラックを捜
す。

（１２）ライトバックすべきトラックのライト範囲のレ
コードのカウンタ領域を読み出す。

（１３）ライトバックフラグをチェックし、オンにされ
ているかどうか、すなわちライトが行なわれたかどうか
をチェックする。オフであれば書き戻しは行なわずに（
１６）に行く。

（１４）ライトバックフラグがオンであれば、キャッシ
ュメモリインタフェース２５．デバイスインタフェース
２６を制御して、データ領域からデータを読み出し、デ
ィスク装置３０の対応するアドレスに書き戻しを行なう
。

（１５）ライトバックフラグをオフにする。

（１６）ライト範囲内のレコードについて全て終了した
かどうかをチェックし、終了していればライトバック処
理を終了とし、終了してなければ（１２）に行って次の
レコードについて同様に処理を繰り返す。

［発明の効果１以上説明したように、本発明によれば、トラック単位の
ライト範囲の管理およびライトバックフラグにより、上
位装置からキャッシュメモリ上にライトされたレコード
のみがディスク装置に書き戻され、不要な書き戻しが無
くなるため、ディスク装置へのライト時のアクセス時間
が短縮され、処理動作を効率化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の一実施例の構成国、第３図はディスク上のトラック形式、第４図はキャッシュメモリ上のトラック形式、第５図は
ホスト装置からのデータアクセスに対する処理のフロー
チャート、第６図はディスク装置へのライトバック処理のフローチ
ャートである。１、ｌＯ・・・ホスト装置、２・・・ディスクキャッシュシステム、３．３０・・・
ディスク装置、２０・・・ディスクキャッシュ制御装置、２１・・・主
制御部、２２・・・制御記憶部、２３・・・キャッシュメモリ、２４・・・チャネルインタフェース、２５・・・キャッシュメモリインタフェース、２６・・
・デバイスインタフェース。特　許　出　願　人　　富士通株式会社、（−

Claims

【特許請求の範囲】上位装置であるホスト装置（１）と外部記憶装置である
ディスク装置（３）の間に設けられるディスクキャッシ
ュシステム（２）におけるキャッシュメモリデータ書き
戻し方式において、キャッシュメモリ（２ａ）内に格納される各レコード（
Ｒ０〜Ｒ８）内にライトバックフラグを設け、ホスト装
置（１）からのライトアクセスによりキャッシュメモリ
（２ａ）内にライトしたレコードのライトバックフラグ
をセットするとともに、トラック毎にライトしたレコー
ドの最小番号と最大番号をライト範囲として管理し、ディスク装置への書き戻し時に、前記ライト範囲内のレ
コードを順次チェックして、ライトバックフラグのセッ
トされているレコードのみを、ディスク装置（３）に書
き戻すことを特徴とするキャッシュメモリデータ書き戻
し方式。