JPH05189314A - ディスクキャッシュ制御方式 - Google Patents

ディスクキャッシュ制御方式

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JPH05189314A
JPH05189314A JP4001279A JP127992A JPH05189314A JP H05189314 A JPH05189314 A JP H05189314A JP 4001279 A JP4001279 A JP 4001279A JP 127992 A JP127992 A JP 127992A JP H05189314 A JPH05189314 A JP H05189314A
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JP
Japan
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cache
data
disk
stored
dku
Prior art date
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Pending
Application number
JP4001279A
Other languages
English (en)
Inventor
Mamoru Touraku
守 東落
Akira Kurano
昭 倉野
Hisaharu Takeuchi
久治 竹内
Hisashi Takamatsu
久司 高松
Ikuo Kawaguchi
幾雄 川口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ディスクキャッシュを搭載したディスク制御装
置を含む記憶システム内において、システムスループッ
トの低下を防ぐ。 【構成】ディスク制御装置内に、バッテリーバックアッ
プされたディスクキャッシュを複数設ける。磁気ディス
ク装置からの読み出しデータは、ディスクキャッシュの
任意の一方に記憶させ、チャネルからの書き込みデータ
は、2つのディスクキャッシュに記憶させる。 【効果】ディスクキャッシュの機能を損なうことなく、
継続して使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディスクキャッシュメモ
リを備えるディスク制御装置における、ディスクキャッ
シュの構成、及び複数のディスクキャッシュを用いたデ
ータの記憶方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術として次に示す技術がある。図
2は例としてあげる従来システムの構成図である。
【0003】システムは中央処理装置101、チャネル
装置(以下「CHA」と略称する。)102〜109、
ディスク制御装置(以下「DKC」と略称する。)11
0、及び磁気ディスク装置(以下「DKU」と略称す
る。)131より構成される。
【0004】DKC110は、チャネルスイッチ11
1、120とCHA102〜109との処理を行うマイ
クロプロセッサ1(以下「MP1」と略称する。)11
2〜119が接続されていて、DKU131の制御を行
うマイクロプロセッサ2(以下「MP2」と略称す
る。)とディスクキャッシュ(以下「キャッシュ」と略
称する。)129と、バッテリーバックアップされて不
揮発なメモリ(以下「NVS」と略称する。)128が
MP1と接続され構成される。図中点線121〜123
は電源領域を表す。
【0005】NVS128は上位装置からの書き込み命
令(以後「WR処理」と略称する。)時のデータを記憶
するものである。MP2(124〜127)はキャシュ
129障害時、又はシステム再始動後、NVS128の
データをDKU131に書き込む。
【0006】本システムのデータの流れは以下のとおり
である。
【0007】中央処理装置101からの処理要求は、C
HA102、チャネルスイッチ111を経由してMP1
(112)に対し行なわれるとする。
【0008】上位装置からの読み出し命令時(以後「R
D処理」と略称する。)には、MP1(112)はキャ
ッシュ129内に目的のデータが存在するか否か判定す
る。キャッシュ129内にデータが存在しない場合、D
KU131へ対しRD処理を行い、当該データをCHA
102とキャッシュ129へ同時に転送する。
【0009】当該データがキャッシュ129内に存在す
る場合、DKU131へのRD処理は行なわず、キャッ
シュ129内のデータをCHA102へ転送する。キャ
ッシュ129内にデータが存在すれば、DKU131の
位置決め時間等が不要となり、又DKU131の性能に
依存しないため転送速度も高速となり、処理の高速化が
図れる。
【0010】具体例を図3を用いて示す。図3はDKU
131のトラックフォーマットである。トラック上には
インデックスマーカ201、202があり、トラックの
始点、終点を表す。トラック上にデータはデータA〜D
203〜206という形で記憶されている。RD処理に
よりデータA203を読み出す場合(当然、以前に当該
トラックへのRD処理を行っていない。)データA20
3をCHA102、キャッシュ129へ転送し、その後
MP1(112)はCHA102に対し終了報告を行う
が、キャッシュ129には当該データ以降のデータB〜
D204〜206(インデックスマーカ202迄のデー
タ全て)を送り、キャッシュ129内に記憶させる。こ
れは、処理を行ったトラックから数トラック先まで連続
してキャッシュ内にデータを記憶させ、以降のトラック
のRD処理時、目的データが常にキャッシュ内に存在す
る様にする機能である。これにより、本動作以降のデー
タA203以降のデータのRD処理では、キャッシュ1
29内のデータをCHA102に転送することとなりシ
ステムスループットを向上させることができる。
【0011】WR処理時、直接DKU131にデータを
書き込む方法と、キャッシュ129内にデータを書き込
み、この時点でCHA102に終了報告を行いその後上
位装置とは非同期にDKU131へデータを書き込む方
法がある。後者の方が、CHA102との接続中にDK
U131を処理しない為、位置付け等の時間が不要な
分、上位装置に対する応答時間を短縮することができ
る。しかし、通常キャッシュ129はバッテリーバック
アップされておらず、キャッシュ129に障害が発生す
ると書き込んだデータが消滅してしまう。これを防止す
る為にNVS128を用意している。上位装置からの書
き込みデータをキャッシュ129と共にNVS128に
記憶させる。これによりキャッシュ129に障害が発生
しても、又電源OFFとなってもデータは保障される。
電源断後の電源投入後にNVS128内のデータをDK
U131に反映させることができる。
【0012】WR処理の多いシステムではNVS128
が満杯となる場合も予想される。この時、上位装置から
のWR処理を一時待機させ、NVS128に空きエリア
ができるまで待ち、その後再開させる。この為、NVS
128が満杯となった後はシステムの性能が低下する。
【0013】キャッシュ129に障害が発生した場合、
24時間運転の環境ではキャッシュ129を閉塞し、パ
ッケージ交換等の対象を行う。この間キャッシュ129
は使用できず、CHA102からの処理は全てDKU1
31に対して直接行うこととなる。これでは処理速度が
低下する。又、キャッシュ129が回復した後もキャッ
シュ129内にデータが蓄積されるまでの間、性能が著
しく低下する。
【0014】特開平2−90313号に記載の技術で
は、ディスク制御装置内のストレージパスの選択基準を
設け、未使用状態の(処理を実行していない)ストレー
ジパスを優先して使用することにより、ディスクキャッ
シュの使用頻度を上げ、処理の高速化を実現している。
本公知例の構成では、ディスクキャッシュに障害が発生
した場合、ディスクキャッシュを用いた高速データ転送
が完全に不可能となる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、バ
ッテリーバックアップされて不揮発なメモリ、NVSが
満杯となった後はシステムの性能が低下する。
【0016】また、ディスクキャッシュに障害が発生し
てから障害キャッシュメモリの交換回復までの間、ディ
スクキャッシュの効果が失なわれシステムスループット
が著しく低下する。そして電源再投入後も、ディスクキ
ャッシュへのデータの蓄積を最初から行う為、この間も
システムスループットが低下する。
【0017】そこで本発明はこれらの問題を解決するた
めになされたもので、ディスクキャッシュを搭載したデ
ィスク制御装置を含む記憶システム内において、システ
ムスループットの低下を防ぐために好適なディスクキャ
ッシュの制御方式を提供するものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】ディスクキャッシュを搭
載したディスク制御装置内に複数に分割したディスクキ
ャッシュを設ける。この複数のディスクキャッシュに対
するデータ転送用のパスも独立とする。また、それぞれ
のディスクキャッシュをバッテリーバックアップし、こ
れらに対し独立した電源ラインを置く。
【0019】記憶装置からの読み出しデータは、複数の
ディスクキャッシュの任意の1つに記憶させ、記憶装置
への書き込みデータは同様に任意の2つのディスクキャ
ッシュに記憶させ2重化する。
【0020】
【作用】バッテリーバックアップにより不慮の電源OF
F後も直前のディスクキャッシュ状態が保持され、電源
再投入直後からディスクキャッシュを用いた処理が可能
となる。又、書き込みデータはディスクキャッシュ内に
保持されている為、電源投入後、記憶装置に反映させる
ことができる。
【0021】この様にディスクキャッシュを実質的に複
数に、独立的に分割することにより、ディスクキャッシ
ュの1つに障害が発生してもディスクキャッシュ効果を
失うことなく保守を行うことが可能となる。又、書き込
みデータは2重化する為、消滅することはない。
【0022】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。
【0023】図1は本発明における実施例のシステム構
成図である。本実施例ではディスクキャッシュを2分割
とする。(キャッシュ1(329)、キャッシュ2(3
30))MP1(312〜319)、MP2(325〜
328)とキャッシュ1(329)、キャッシュ2(3
30)間はキャッシュ単位にパスを設ける。又、キャッ
シュ1(329)、キャッシュ2(330)にバッテリ
ー331、332を設けバッテリーバックアップとして
いる。電源領域321〜324単位に電源を供給する。
【0024】処理は従来技術と同様に中央処理装置30
1、CHA302、チャネルスイッチ311、MP1
(312)により処理を行う。DKU334の制御はM
P2(325)で行う。
【0025】上位装置からのRD命令時、MP1(31
2)はキャッシュ(329、330)内に目的データが
存在するか否か確認する。事前に当該データ(トラッ
ク)が読み込み(又はWR処理)済みでキャッシュ内
(ここではキャッシュ2(330)とする。)にデータ
が存在すれば、キャッシュ2(330)よりCHA30
2へデータ転送を行う。キャッシュ1(329)、キャ
ッシュ2(330)内に目的データが存在しない場合、
DKU334よりデータを読み出しCHA302へ転送
する。DKU334よりデータを読み出す時、従来の装
置と同様にキャッシュにデータを記憶させるが、この
時、一方のキャッシュにのみデータを記憶させる。これ
はMP2(325)で選択する。本例ではキャッシュ2
(330)にデータを記憶したとする。
【0026】もし、キャッシュ1(329)に障害が発
生してもデータはキャッシュ2(330)に記憶されて
いる為、以降当該データの読み出しはキャッシュ2(3
30)より行うことができる。
【0027】キャッシュ2(330)に障害が発生した
場合、当該データはキャッシュより消滅してしまう為、
次回の読み出しはDKU334より行う。読み出したデ
ータはCHA302と生存しているキャッシュ1(32
9)に送られ記憶される。
【0028】2分割されたキャッシュ(329、33
0)の一方には、キャッシュに格納すべきデータ全体の
約1/2(平均値)が格納されており、一方のキャッシ
ュで障害が発生しても他方のキャッシュで記憶されてい
るデータの処理は、CHとキャッシュとのデータ転送が
可能であり処理速度は低下しない。よって一方のキャッ
シュに障害が発生してもキャッシュ効果はゼロとならな
い。(約1/2となる。)障害以降の処理(データの記
憶等)は、全て生存しているキャッシュを用いて行う。
【0029】WR処理時、転送データを2つのキャッシ
ュ(329、330)に記憶させ、MP1(312)は
CHA302へ終了報告を行う。DKU334へは、そ
の後MP2(325)が上位装置とは非同期にデータの
書き込みを行う。2つのキャッシュ(329、330)
にデータを記憶させデータの2重化をさせている為、一
方のキャッシュに障害が発生しても書き込みデータが失
なわれることはない。
【0030】キャッシュ1(329)、キャッシュ2
(330)にバッテリー331、332を用けバッテリ
ーバックアップとすることにより、システムを停止(電
源OFF)させ、再度立ち上げた後でも停止直前のキャ
ッシュ内のデータが保持される。よってシステム立ち上
げ直後からキャッシュからの読み出しが可能となり、従
来は必要であったDKUからの読み出しを必要とせずシ
ステムスループットの向上を図ることができる。又、書
き込みデータもキャッシュ内に保持される為、システム
立ち上げ後DKUにデータを書き込むことができる。不
慮の電源OFF後のシステム立ち上げ時も同様に、電源
OFF直前のキャッシュ状態が保持されている為、直ち
にキャッシュを用いた高速処理を行うことが可能とな
る。DKUへの反映が終了していない書き込みデータが
存在してもキャッシュ内に保持されている為、電源ON
後DKUへ書き込むことができる。
【0031】本実施例によれば、一つのキャッシュに障
害が発生してもキャッシュ性能をゼロとすることなく処
理が続行でき、又電源のOFF、ON直後からキャッシ
ュ内に保持されたデータを用いて、キャッシュ性能を完
全に引き出した処理を行うことができる。
【0032】また本実施例では、ディスクキャッシュを
2分割としているが、3分割以上にしてもよく、N分割
とすることにより、障害時の性能低下を1/Nとするこ
とができる。
【0033】さらに本実施例では、ディスクキャッシュ
全体を不揮発としているが、1部だけでもよい。従来装
置同様に、WRデータのみを不揮発とする場合、通常、
ディスク装置の運用状態が読み出し、書き込み比1/4
という現状を吟味すると、全体の1/5を不揮発とする
ことにより、データは保障される。
【0034】本実施例を適用することにより、ディスク
キャッシュを搭載したディスク制御装置内の1つのディ
スクキャッシュで障害が発生しても、生存している他の
ディスクキャッシュにより大幅に性能を低下させること
なく処理を続行できる。又、障害ディスクキャッシュの
回復を行うことができ、従来技術と比べシステム性能を
向上させることができる。システム停止、又は不慮の電
源OFF後のシステム再立ち上げ直後から、ディスクキ
ャッシュ内に残った電源OFF直前のデータを用いて、
高速データ転送を行うことができる。尚、24時間運転
システムへの適用は効果的である。
【0035】
【発明の効果】本発明におけるディスクキャッシュを搭
載したディスク制御装置を含む記憶システム内におい
て、ディスクキャッシュの機能を損なうことなく、継続
して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例におけるシステム構成図
【図2】従来例のシステム構成図
【図3】従来例のシステム中に適用された、簡単化した
トラックフォーマット
【符号の説明】
101、301…中央処理装置 102〜109、302〜309…チャネル 110、310…ディスク制御装置 111、120、311、320…チャネルスイッチ 128…バッテリーバックアップされて不揮発なメモリ
(NVS) 112〜119、124〜127、312〜319、3
25〜328…マイクロプロセッサ 129、329、330…ディスクキャッシュ 331、332…バッテリー 131、334…磁気ディスク装置 201、202…インデックスマーカ 203〜206…トラック上のデータ 121〜123、321〜324…電源領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 久司 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所小田原工場内 (72)発明者 川口 幾雄 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所小田原工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上位装置とデータの入出力を行うチャネル
    と、データを記録再生する記憶装置と、前記チャネルと
    前記記憶装置の間に設けられ前記記憶装置を制御する制
    御装置を含む計算機システムにおいて、 前記制御装置内に複数のディスクキャッシュを設け、 前記チャネルから送られたデータを前記記憶装置に書き
    込むときは、複数のディスクキャッシュにデータを二重
    に格納し、 前記記憶装置に記憶されたデータを前記チャネルに送る
    ときは、前記ディスクキャッシュの1つにデータを格納
    することを特徴とするディスクキャッシュ制御方式。
JP4001279A 1992-01-08 1992-01-08 ディスクキャッシュ制御方式 Pending JPH05189314A (ja)

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JP4001279A JPH05189314A (ja) 1992-01-08 1992-01-08 ディスクキャッシュ制御方式

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JP4001279A JPH05189314A (ja) 1992-01-08 1992-01-08 ディスクキャッシュ制御方式

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ID=11497016

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