JPH04251351A - 磁気ディスクキャッシュ制御方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスーパーコンピユータシステムのファイルシス
テムにおいて、磁気ディスク装置とのデータの入出力に
要する時間を短縮する目的で拡張記憶装置を持ち、拡張
記憶装置の一部又は全体をキャッシユとして用いる磁気
ディスクキャッシユ制御方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のスーパーコンピユータシステムにおける
磁気ディスクキャッシユ制御方式では、磁気ディスク装
置からユーザバッファへのデータ転送を行う際に、磁気
ディスク装置から読み込んだデータを磁気ディスク装置
と比べ数百倍高速にデータの転送が可能な拡張記憶装置
にデータを保存して（キヤッシング）からユーザバッフ
ァに転送し、再度同様に磁気ディスク装置からユーザバ
ッファへデータ転送の要求が発生した場合、そのデータ
が以前既に転送されたことがあり拡張記憶装置に残って
いると判断（キヤッシユヒット）すると、その拡張記憶
装置内のデータを転送することにより、実際に磁気ディ
スクから転送するのに比べ約数百分の一の時間で転送す
ることが可能となっており、逆にユーザバッファから磁
気ディスクへの転送時もキャッシユヒットした場合、拡
張記憶装置のみにデータを書き込み、磁気ディスク装置
への書き込みは拡張記憶装置より非同期に行うことで、
書き込み処理の応答時間を短縮することが可能となって
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の磁気ディスクキヤツシユ制御方式では、
キャッシュとして用いられる拡張記憶装置と磁気ディス
ク装置との間の転送に主記憶上のバッファを使用して転
送時間の短縮を図っているが、拡張記憶装置と磁気ディ
スク装置相互間以外でのデータ転送ではデータの転送時
間がかかりデータの入出力処理の高速化を防げていると
いう問題点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の磁気ディスクキャッシユ制御方式は、磁気ディ
スク装置の入出力を高速に行う為にキヤッシユとして用
いられる拡張記憶装置と、前記拡張記憶装置のデータの
入出力を制御する拡張記憶装置制御手段と、利用者のメ
モリ空間上に存在し、実際のデータが更新、作成及び参
照されるユーザバッファと、磁気ディスク装置のデータ
の書き込みまたは読み出しを制御する磁気ディスク装置
制御手段と、前記拡張記憶装置または磁気ディスク装置
とユーザバッファの間でデータ転送の高速化を図る為キ
ャッシユメモリとして用いられるバッファキャッシュメ
モリと、前記バッファキヤッシュメモリを介してデータ
の制御を行うバッファキャッシュ制御手段と、前記ユー
ザバッフアとバッファキヤッシユ制御手段と拡張記憶装
置制御手段と磁気ディスク制御手段の何れかを選択しそ
れぞれに対してデータの磁気ディスクへの書き込み及び
読み出しを高速化する手段を実行させるべき通知を行う
キヤッシュ制御手段とから構成されている。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の構成を表す図である。本実施例の磁気
ディスクキャッシュ制御方式は、キャッシユ制御手段１
、磁気ディスク装置制御手段２、磁気ディスク装置３、
バッファキヤッシユ制御手段４、バッファキャッシユメ
モリ５、拡張記憶装置制御手段６、拡張記憶装置７、ユ
ーザバッファ８から構成されている。

次に、この様に構成された本実施例の磁気ディスクキャ
ッシュ制御方式の動作について説明する。

利用者プログラムによってデータが書かれたユーザバッ
ファ８の内容を磁気ディスク装置３へ書き込むという要
求があった場合、キャッシュ制御手段１はバッファキャ
ッシュ制御手段４を呼び出してユーザバッファ８のデー
タをバッファキヤッシユメモリ５に書き込み、続けて拡
張記憶装置制御手段６を呼び出して拡張記憶装置７に書
き込むことで、書き込みの処理は終了する（第２図参照
）。

また、磁気ディスク装置に対するデータ読み取り要求が
発生した場合その処理の流れは大きく４つに分けられる
。

キャッシユ制御手段１はバッファキャッシュ制御手段１
はバッファキャッシユ制御手段４を呼び出して、要求さ
れたデータがバツファキャッシュ上に残っているかどう
かを判断し、残っていなければ、続いて拡張記憶装置制
御手段６を呼び出して拡張記憶装置７上にあるかどうか
を判断し、そこにもなければ磁気ディスク装置制御手段
２を呼び出し、磁気ディスク装置３からデータ読み取り
を行う。その際に読まれたデーターは、バッファキャッ
シュ制御手段４によってバッファキャッシュメモリ５上
に写され、バッファキャッシユメモリ５からユーザバッ
ファ８へと写されることにより、利用者プログラムはそ
のデータを参照することが可能になる（第３図参照）。

なお、バッファキヤッシユメモリ５、拡張記憶装置７及
び磁気デイスク装置３は、それぞれデータの参照及び書
き込みが発生した場合に、それぞれの制御手段によって
その時の時刻を記憶しておく。

また、上記において要求されたデータがバッファキヤッ
シユメモリ５に存在し、かつ拡張記憶装置７にも存在し
た場合、データは直接バッフアキャッシユメモリ５から
ユーザバッファに写される（第４図参照）。

一方、要求されたデータがバッファキヤツシユメモリ５
に存在せず拡張記憶装置７に存在した場合には、そのデ
ータは、一旦バッファキャッシュメモリ５を経由し、バ
ッファキャッシュメモリ５に写されてからユーザバッフ
ア８に格納される（第５図参照）。

さらにこれとは逆にバッフアキヤッシュメモリ５に存在
し、拡張記憶装置７に存在しない場合は、バッフアキャ
ッシユメモリ５のデータは拡張記憶装置７に写してから
ユーザバッファ８へ格納される（第６図参照）。

以上説明したように、バツフアキャッシュメモリ５と拡
張記憶装置７とをキヤッシユとして用いることにより、
磁気ディスク装置３をなるべく使用せずに処理を行うこ
とができ、利用者プログラムにおける磁気ディスクファ
イルに対する入出力時間を低減することができるが、バ
ッファキャッシユメモリ５と拡張記憶装置７とに残され
ているデータがどの様に磁気ディスク装置３へ反映され
るかを以下に説明する。

バッファキャッシュメモリ５において、あらかじめ定め
られたメモリサイズに収まらない大きさのデータが書き
込まれようとした場合、バッファキャッシユ制御手段４
はその時点で残っているデータのうち一番アクセス時刻
の古いものを見つけ出し、その上に新しいデータが書き
込まれる。従って古いデータはバッファキャッシュメモ
リ５から削除される。

また、拡張記憶装置７において、現在空いている領域に
入り切らないサイズのデータ書き込みが要求された場合
、拡張記憶装置制御手段６はやはりアクセス時間の一番
古いものを選び出すが、そこでキャッシユ制御手段１に
制御を戻す。キャッシュ制御手段１はこれを受けて磁気
ディスク制御手段２を呼び出し、そのデータが既に磁気
ディスク装置３に存在するかどうか調査を行う。もし、
データが存在するなら、制御は再度拡張記憶装置制御手
段６へ移り、拡張記憶装置６のデータはただ削除され、
新たなデータが空いた領域に書き込まれる。もし、デー
タが存在していなければ、制御はバッファキャッシュ制
御方式へと移り、バッファキヤッシュメモリ５上にその
データが残っていないか判断し、データが残っていれば
、バッファキャッシュメモリ５のデータがキャッシュ制
御手段１と磁気ディスク装置制御手段２とによって磁気
ディスク装置３へ写される。また、データが残っていな
ければ、拡張記憶装置７からバッファキャッシュメモリ
５を経由し、磁気ディスク装置２へデータが移動する。

この様にして利用者プログラムとは非同期に磁気ディス
ク装置３へデータの書き込みが行われる（第７図参照）
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、拡張記憶装置のみならず
拡張記憶装置と磁気ディスク装置との間の転送バッファ
をもキャッシュとして用いることで、入出力が頻繁に発
生する様なデータの転送は、外部記憶装置を使用せずに
メモリ間での転送のみですむ場合と、磁気ディスク装置
に比べ数百倍データ転送が高速な拡張記憶装置との転送
によって、事実上データの入出力が完了する場合とのい
ずれかの場合となり、磁気ディスク装置の入出力処理を
より一層高速に行うことが可能となるという効果を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明の全体構成図、第２図は磁気ディスク装
置への書き込み要求が発生した時のデータの流れを表す
図、第３図は磁気ディスク装置への読み取り要求が発生
し、要求されたデータがバッファキヤッシユメモリと拡
張記憶装置とのどちらにも存在していない場合のデータ
の流れを表す図、第４図は磁気ディスク装置への読み取
り要求が発生し、要求されたデータがバッファキヤツシ
ュメモリと拡張記憶装置とのどちらにも存在する場合の
データの流れを表す図、第５図は磁気ディスク装置への
読み取り要求が発生し、要求されたデータがバッファキ
ヤツシュメモリに存在せず、拡張記憶装置に存在する場
合のデータの流れを表す図、第６図は磁気ディスク装置
への読み取り要求が発生し、要求されたデータがバッフ
アキヤツシュメモリに存在し、拡張記憶装置に存在しな
い場合のデータの流れを表す図、第７図はバッファキヤ
ッシユメモリと拡張記憶装置とに残されているデータが
どの様に磁気ディスク装置へ反映されるかを示す図であ
る。 １……キャッシュ制御手段、２……磁気ディスク装置制
御手段、３……磁気ディスク装置、４…バッファキャッ
シュ制御手段、５……バッファキャッシュメモリ、６…
…拡張記憶装置制御手段、７……拡張記憶装置、８……
ユーザバッフア。 代理人　弁理士　内原　晋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気ディスク装置の入出力を高速に行う為にキャッシユ
   として用いられる拡張記憶装置と、前記拡張記憶装置を
   キャッシュとして扱う為のデータの入出力を制御する拡
   張記憶装置制御手段と、 利用者のメモリ空間上に存在し実際のデータが更新、作
   成及び参照されるユーザバッファと、磁気ディスク装置
   のデータの書き込みまたは読み出しを制御する磁気ディ
   スク装置制御手段と、前記拡張記憶装置または磁気ディ
   スク装置とユーザバッファの間でデータ転送の高速化を
   図る為キヤッシュメモリとして用いられるバッファキヤ
   ッシユメモリと、 前記バッファキャッシュメモリを介してデータの制御を
   行うバッファキヤッシユ制御手段と、前記ユーザバッフ
   ァとバッファキャッシュ制御手段と拡張記憶装置制御手
   段と磁気ディスク制御手段の何れかに対しデータの磁気
   ディスクへの書き込み及び読み出しを高速化する為の手
   段を選択して実行させるべく通知を行うキャッシユ制御
   手段と、 を有することを特徴とする磁気ディスクキヤッシュ制御
   方式。