JPH05257607A - 磁気ディスク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気ディスク装置において、目的トラックへの
シークをコマンド受信直後から開始し、シークの待ち時
間を短縮する。 【構成】ホストコンピュータからのコマンドを受信した
マイコンが、受信直後、キャッシュ制御部とディスク制
御部へコマンドを送るようにし、キャッシュディレクト
リのサーチと目標トラックへのシークを並行に行うよう
にした。 【効果】キャッシュディレクトリのサーチ処理中に、既
に目標トラックへのシークを開始しているので、ディス
クのシーク待ちが少なくなる。

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を
搭載した磁気ディスク装置に関する。特に、磁気ディス
クのシーク開始のタイミングと、キャッシュメモリの保
守に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディスクキャッシュを搭載した磁
気ディスクの制御装置は、ホストコンピュータからコマ
ンドを受信すると、まずホストコンピュータが要求する
データがキャッシュメモリ上にあるか（ヒット）ないか
（ミス）を判定し、ヒットした場合はキャッシュメモリ
からデータ転送を行い、ミスした場合にはディスクの目
標トラックへヘッドをシークさせ、シーク終了後ディス
クからデータ転送を行っていた。シーク開始のタイミン
グは、キャッシュのヒットミス判定でミスとわかった時
点である。

【０００３】また、最近はキャッシュメモリの容量が大
きくなってきており、データが長時間メモリに蓄えられ
ているケースが増えているが、この場合にはメモリの或
るビットの値が反転してしまう可能性がある。従来、キ
ャッシュメモリに一度データをライトするとその後の保
守を行っていなかったので、ビットの値が反転してもわ
からず、ＥＣＣでエラー訂正をするディスクの信頼性に
比べて、パリティビットしか持たないキャッシュメモリ
の信頼性が低かった。

【０００４】なお、この種の装置として関連するものに
は、例えば特開平１−１５９７４６号が挙げられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ディ
スクのシーク開始のタイミングについて考慮がされてお
らず、キャッシュのヒットミス判定分シーク開始が遅
れ、データ転送コマンドのオーバヘッドが大きくなると
いう問題点があった。

【０００６】また、キャッシュメモリの信頼性に問題が
あった。

【０００７】本発明の目的は、ホストコンピュータから
のコマンド受信後、遅れなくシーク開始し、シーク時間
を短縮してデータ転送コマンドのオーバヘッドを小さく
することである。

【０００８】また、第二の目的はキャッシュメモリの信
頼性の向上である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、ディスク制御装置において、キャッシュメモリのヒ
ットミス判定やキャッシュメモリのデータの入替え管理
等を行うキャッシュ制御部と、ディスクのシークやディ
スクのスピンドルモータ制御等を行うディスク制御部に
対して、マイコンが独立にコマンドを送るようにしたも
のである。

【００１０】また、キャッシュメモリと磁気ディスクの
間に比較回路を設け、磁気ディスクのデータをキャッシ
ュメモリのデータと比較しながらキャッシュメモリにラ
イトするようにしたものである。

【００１１】

【作用】マイコンは、ホストコンピュータからのコマン
ドを受信したら、キャッシュ制御部とディスク制御部に
別々にコマンドを送るので、キャッシュ制御部とディス
ク制御部が独立に動作する。それによって、キャッシュ
メモリのヒットミス判定とディスクのシーク処理が並行
に行われ、シーク開始が遅れることがない。

【００１２】また、比較回路で磁気ディスクのデータと
キャッシュメモリのデータを比較してエラーを発見し、
エラーを発見した場合はホストコンピュータに報告し、
更に正しいデータをキャッシュメモリにライトするの
で、キャッシュメモリの保守ができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。

【００１４】図１は本一実施例のディスク装置の構成図
である。１０１はホストコンピュータ、１０２はディス
クキャッシュメモリ、１０３は磁気ディスク、１０４は
ホストコンピュータ１０１とのＩ／Ｏコントローラ、１
０５はキャッシュのヒットミス判定やキャッシュのデー
タの入替え管理等をするキャッシュ制御部、１０６はデ
ィスクのシークやディスクのスピンドルモータ制御等を
行うディスク制御部、１０７は、Ｉ／Ｏコントローラ１
０４、キャッシュ制御部１０５、ディスク制御部１０６
の制御を統括するマイコンである。

【００１５】次に、キャッシュメモリ１０２とキャッシ
ュ制御部１０５について、図３を用いて説明する。３０
２はキャッシュメモリで、磁気ディスクの一部のデータ
がコピーされている。ホストコンピュータ１０１から要
求されたデータがキャッシュメモリ１０２上にあれば、
磁気ディスク１０３からデータを読み出さないで済むの
で、ディスクアクセスが高速である。キャッシュメモリ
を管理する最小単位はブロックである。磁気ディスクを
ブロックの容量毎に区切り、キャッシュメモリへのデー
タの読みだしは、ブロック単位に行う。３０１はキャッ
シュディレクトリで、キャッシュメモリに格納されてい
る磁気ディスクのブロックとそのブロックがキャッシュ
メモリにどういう順で格納されているかを示している。
キャッシュメモリ３０２に、磁気ディスクのブロック８
のデータ、ブロック３のデータ、ブロック７のデータ、
ブロック５のデータが順に格納されているときは、キャ
ッシュディレクトリ３０１に、８、３、７、５とライト
されている。キャッシュメモリに、ホストコンピュータ
から要求のあったデータがあるかないかを調べるには、
要求のあったデータを含む磁気ディスクのブロック番号
が、キャッシュディレクトリの中にあるかないかをサー
チすればよい。

【００１６】図２は、ホストコンピュータ１０１からリ
ードコマンドを受信した場合のマイコン１０７の処理フ
ローである。

【００１７】２０１で処理を開始する。２０２でＩ／Ｏ
コントローラ１０４を通してホストコンピュータ１０１
からリードコマンドを受信する。２０３でキャッシュ制
御部１０５へキャッシュディレクトリのサーチの指示を
出す。キャッシュ制御部はサーチの指示を受けると、リ
ード要求があったデータを含むブロックがキャッシュ上
にあるか（ヒット）ないか（ミス）を調べるためにキャ
ッシュディレクトリ３０１のサーチを開始する。次にマ
イコンは、２０４でディスク制御部１０６へシーク指示
を出す。ディスク制御部は指示を受けると、目標トラッ
クへのシークを開始する。キャッシュのヒットミス判定
とシーク動作は並行して行われる。次に、マイコンは２
０５で、キャッシュ制御部あるいはディスク制御部から
の応答を待つ。キャッシュ制御部は、リード要求のあっ
たブロックがヒットしたことがわかり転送の準備が整え
ば、マイコンに転送準備完了の応答をし、リード要求の
あったブロックがミスしたらマイコンにミスの応答を返
す。ディスク制御部は、目標トラックへヘッドをシーク
して転送の準備が整えば、マイコンに応答する。マイコ
ンは、キャッシュ制御部からの応答があった場合は、２
０６で、応答がヒットしたときの応答かミスしたときの
応答か調べ、キャッシュにヒットしたことがわかれば、
２０７でキャッシュからデータ転送をする。キャッシュ
にミスしたことがわかったら、２０５でディスクからの
応答を待つ。２０５でマイコンが応答を待って、ディス
クから応答があった場合は、２０８でディスクからデー
タ転送をする。２０９で処理を終了する。

【００１８】本実施例では、キャッシュディレクトリの
サーチと目標トラックへのシークを並行して行い、転送
の準備が速く終了した方を採用してデータ転送を行う。
目標トラックへのシークがホストコンピュータからコマ
ンド受信後すぐに開始されるので、シーク待ち時間が少
なくなる。

【００１９】ホストコンピュータからのコマンドがライ
トだったときは、ホストからのデータをまずキャッシュ
メモリにライトし、その後ディスクにライトするので、
マイコンは、キャッシュ制御部にキャッシュメモリのサ
ーチ、ディスク制御部にシークの指示をするが、キャッ
シュ制御部からの応答だけを待って、転送を行う。その
後、ディスクのシークが整い次第、キャッシュメモリか
らディスクへのデータのライトを行う。

【００２０】次に、第２の実施例を説明する。

【００２１】図４は第２の実施例のディスク装置の構成
図である。前記実施例の構成図に比較回路４０８が加わ
っている。

【００２２】図５は第２の実施例のマイコンの処理フロ
ーで、ホストからのコマンドが、リードの場合である。
５０８までの処理は、前記実施例の処理フローと同様で
ある。キャッシュからデータ転送５０７のあとに５０９
が加わっている。比較回路４０８を使ったキャッシュの
保守と先読み５０９を、図６を用いて説明する。まず、
６０２で、ホストから要求のあったブロックを磁気ディ
スクからリードし、キャッシュメモリのデータと比較回
路４０８を使って比較しながら、キャッシュメモリにラ
イトしなおす。次に、キャッシュのデータにエラーがあ
ったら、６０４で、ディスク制御部はエラーがあったこ
とをマイコンに報告し、マイコンはホストコンピュータ
にエラーを報告する。次に６０５で、ホストコンピュー
タからの次のコマンドでヒットする確率の高い、ホスト
から要求のあったブロックの後方のブロックをキャッシ
ュにリードする。

【００２３】第２の実施例では、磁気ディスクからリー
ドしたデータを、キャッシュメモリの値と比較しながら
キャッシュメモリにライトしてしまうので、キャッシュ
メモリのデータにエラーがあっても、キャッシュメモリ
の値を訂正するためにもう一度ディスクからリードしな
おすことなく、エラーを訂正できる。また、キャッシュ
メモリの中で、ホストコンピュータから要求のあったデ
ータを含むブロック、即ちアクセス頻度の高いブロック
だけを保守するので効率がよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、キャッシュディレクト
リのサーチ中に、すでに目標トラックへのシークを開始
しているので、ディスクのシーク待ち時間が短縮され、
データ転送コマンドのオーバヘッドが小さくなる。現在
のハードディスク装置の平均シーク待ち時間は１２ｍｓ
程度で、キャッシュディレクトリのサーチその他キャッ
シュの管理のオーバヘッドが１ｍｓとすると、約８％短
縮することができる。また、ホストコンピュータからの
要求データのサイズが大きいとき、キャッシュディレク
トリのサーチ処理等が複雑になるが、この時ディスクへ
のアクセスの方が速ければディスクからデータ転送をす
るので、無駄な待ち時間がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のディスク装置の構成図である。

【図２】一実施例のマイコンの処理フロー図である。

【図３】一実施例のキャッシュの構成図である。

【図４】第２の実施例のディスク装置の構成図である。

【図５】第２の実施例のマイコンの処理フロー図であ
る。

【図６】第２の実施例のマイコンの処理フロー図であ
る。

【符号の説明】

１０１…ホストコンピュータ、 １０２…キャッシュメモリ、 １０３…磁気ディスク、 １０４…Ｉ／Ｏコントローラ、 １０５…キャッシュ制御部、 １０６…ディスク制御部、 １０７…マイコン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広岡 嗣喜 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マイクロエレクトロニクス 機器開発研究所内 (72)発明者 磯野 聡一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マイクロエレクトロニクス 機器開発研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ディスク制御装置において、ホストコ
   ンピュータからリード、ライト等のデータ転送のコマン
   ド受信後、キャッシュメモリのヒットミス判定と、目標
   トラックへのシークを並行に行い、データ転送の準備完
   了の速い方を採用してデータ転送を行うことを特徴とす
   る磁気ディスク制御装置。
2. 【請求項２】キャッシュメモリのヒットミス判定と、目
   標トラックへのシークを並行に行い、ホストコンピュー
   タからの要求データがキャッシュメモリにヒットした場
   合は、磁気ディスクからホストコンピュータからの要求
   データ以外の、次回アクセスでヒットする確率の高いデ
   ータをキャッシュメモリに先読みすることを特徴とする
   請求項１記載の磁気ディスク制御装置。
3. 【請求項３】キャッシュメモリのヒットミス判定と、目
   標トラックへのシークを並行に行い、ホストコンピュー
   タからの要求データがキャッシュメモリにヒットした場
   合、キャッシュメモリからホストコンピュータへのデー
   タ転送とは独立に、磁気ディスクからもデータをリード
   し、キャッシュメモリ上のデータと比較しながらキャッ
   シュメモリにライトして、キャッシュメモリの保守をす
   る、またキャッシュメモリのデータエラーを発見した場
   合ホストコンピュータに報告することを特徴とする請求
   項１記載の磁気ディスク制御装置。