JPH05265860A - ディスクキャッシュ入出力制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デステージ中のスロットに対し、上位処理装
置から入出力要求が発生した場合、当該スロットのデス
テージ終了を待たずに、キャッシュメモリと上位処理装
置間でのデータ転送を可能とする。 【構成】キャッシュディレクトリ３２ｂ２内のスロット
管理テーブル３２ｂ３にデステージに関するスロット管
理情報１格納部〜３格納部３２ｂ４〜３２ｂ６を設定す
ることにより、上位チャネル２ａまたは２ｂからアクセ
ス要求のあったデータを含むキャッシュメモリ３６内の
スロット３６ａがデステージ中であっても、上位チャネ
ル２ａまたは２ｂからのアクセス要求をデステージと並
列に行うことができるディスクキャッシュ入出力制御シ
ステム。 【効果】デステージ終了を待たずに、上位処理装置とキ
ャッシュメモリ間でデータ転送が行えるため、システム
のスループットの低下を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報処理装置内のディ
スクサブシステムにおけるディスクキャッシュ入出力制
御システムに適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理システムにおいては、中央処理
装置は半導体メモリから成る高速な主記憶をもち、近
年、その処理速度は著しく向上している。一方、外部記
憶装置としては、回転型記憶装置の一種である磁気ディ
スク装置を使用することが知られている。

【０００３】ところで、磁気ディスク装置は、複数枚の
記録円盤（これを磁気ディスクと呼ぶ）を重ねた構造に
なっている。各磁気ディスク上には、データを記録する
領域として、同心円上に複数個のトラックが設けられて
おり、１つのトラックには複数個のレコードが格納され
る。磁気ディスクの回転軸上から等距離にあるトラック
が円盤の枚数だけ垂直に並んでいる。この集合はシリン
ダと呼ばれている。

【０００４】データをアクセスする時には、シリンダ番
号、トラック番号、レコード番号を指定すると、各々の
磁気ディスクの面上に付けられた磁気ヘッドを所定の駆
動装置が、磁気ディスクの径方向に移動させ、任意のト
ラック上に位置付け、目的のレコードが記録されてい
る、または、レコードが記録されるべき、当該トラック
上の領域が磁気ディスクの回転によって、磁気ヘッドの
直下を通過する時に、目的のレコードを読出し、また
は、レコードの書込みを行う。

【０００５】したがって、磁気ヘッドを目的のトラック
に移動させるシーク動作や当該トラック上の目的のレコ
ードが磁気ヘッドの直下を通過するまでの回転待ちなど
の機械的動作が介在することとなる。このような機械的
動作に要する時間は、中央処理装置の処理時間と比較す
ると大きいために、磁気ディスクからのデータの入出力
時間が、情報処理システムの性能を押える一つの要因と
なっている。

【０００６】上述のような不都合を回避すべく、上位処
理装置と磁気ディスク装置との間のデータ転送経路に、
半導体メモリから成るキャッシュメモリを配置し、上位
処理装置側から入出力を要求される可能性の高いデータ
を磁気ディスク装置からキャッシュメモリに予め複写し
ておき、上位処理装置側からの入出力要求に対し、可能
な限り、当該キャッシュメモリに複写されているデータ
を用いて応答するようにした、所謂、ディスクキャッシ
ュ技術が用いられている。これにより、目的のデータは
キャッシュメモリと上位処理装置との間で転送され、磁
気ディスク装置に対する機械的動作がなくなり、高速な
応答が可能となる。

【０００７】一般に、ディスクキャッシュ技術では、上
位処理装置からの入力命令に対しては、目的のレコード
がキャッシュメモリ内に存在すれば、キャッシュメモリ
から上位処理装置へデータ転送を行い、応答の高速化を
図る。

【０００８】一方、上位処理装置からの出力命令に対し
ては、ライトスルー型ディスクキャッシュとライトアフ
タ型ディスクキャッシュと呼ばれる二通りの処理方法が
ある。

【０００９】ライトスルー型ディスクキャッシュでは、
上位処理装置から転送される出力データは、キャッシュ
メモリが揮発性であるため、キャッシュメモリと磁気デ
ィスク装置との両方に書込みを行い、電源遮断時などの
データ喪失を防止する。このため、磁気ディスク装置に
対する機械的動作が介在し、応答の高速化は図れない。

【００１０】これに対し、ライトアフタ型ディスクキャ
ッシュでは、たとえば、特開昭５９−２２０８５６等に
開示されているように、キャッシュメモリの他に不揮発
化機構を具備し、上位処理装置から転送される書込みデ
ータは、キャッシュメモリと不揮発化機構の両方に書き
込んだ時点で書込み終了を上位処理装置に報告する。書
込みデータは不揮発化機構内にバックアップされている
ため、電源遮断時などのデータ保証が行え、かつ、書込
み時には、磁気ディスク装置に対する機械的動作が介入
せず、応答の高速化が図れる。

【００１１】さて、ディスクキャッシュ技術では、目的
のデータがキャッシュメモリ内に存在することをヒッ
ト、目的のデータがキャッシュメモリ内に存在する確率
をヒット率と呼ぶが、キャッシュメモリと上位処理装置
間でのデータ転送の割合を可能な限り多くするために
は、ヒット率を大きくすることが必要である。

【００１２】キャッシュメモリに格納すべきデータを選
択するアルゴリズムとしてＬＲＵ（Ｌｅａｓｔ Ｒｅｃ
ｅｎｔｌｙ Ｕｓｅｄ）アルゴリズムが広く知られてい
る。ＬＲＵアルゴリズムは、最も最近にアクセスされた
データが今後もアクセスされる可能性が高いと考え、よ
り長く、キャッシュメモリ内に留めようとするアルゴリ
ズムである。

【００１３】したがって、上位処理装置から要求された
データがキャッシュメモリ内に存在しない（これをミス
と呼ぶ）場合には、磁気ディスク装置からキャッシュメ
モリへ、そのデータを含むトラックの一部あるいはトラ
ック全体をコピーする（これをステージングと呼ぶ）。
ステージングしようとした時に、キャッシュメモリ内に
空き領域がない場合には、ＬＲＵアルゴリズムにより、
最も古い過去にアクセスされたデータが、今後はアクセ
スされる可能性が最も低いと考え、キャッシュメモリ内
から破棄し、この領域に新たにステージングを行う。

【００１４】ところで、万一の停電などの障害時に書込
みデータの喪失を防止するため、キャッシュメモリと同
時に不揮発化機構にもデータの写しを格納するライトア
フタ型ディスクキャッシュでは、不揮発化機構が小容量
であるため、書込みデータで溢れることがないように、
データはキャッシュメモリから磁気ディスク装置に随
時、コピーする（これをデステージと呼ぶ）。デステー
ジされたデータは不揮発化機構から破棄される。磁気デ
ィスク制御装置は、空き時間を利用し、前述のＬＲＵア
ルゴリズムにより、今後アクセスされる可能性の最も低
いデータを含むトラック全体もしくは、当該トラックの
近傍の複数個のトラックを随時、デステージする。また
は、上位処理装置からの書込みの要求があり、書込みデ
ータをキャッシュメモリと不揮発化機構に書込もうとし
た時、上述のデステージでは追いつかず、不揮発化機構
に既に、ある一定量以上の書込みデータが格納されてい
て、溢れる可能性がある場合には、当該書込みデータを
含むトラックとその近傍にある複数個のトラツクをデス
テージする。

【００１５】このように、小容量の不揮発化機構が書込
みデータで溢れることがないように、磁気ディスク制御
装置により、効率的に管理され、書込まれたデータは随
時、キャッシュメモリから磁気ディスク装置にデステー
ジされる。また、上位処理装置からの直接的な命令によ
り、積極的にデステージを行うことも可能である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
では、キャッシュメモリは複数個のエントリ（このエン
トリはスロットと呼ばれる）から成り、各エントリに磁
気ディスク装置の１トラック分のデータが格納される
が、上位処理装置から入出力命令が発行された時、キャ
ッシュメモリ内に複写されている当該データを含むトラ
ック（スロット）がデステージ中である場合には、当該
スロットは使用中（スロットビジィーと呼ぶ）となる。
このため、上位処理装置からの入出力命令は、当該スロ
ットのデステージが終了するまで待たされることとな
る。目的のデータがキャッシュメモリ内に存在している
（ヒット）にもかかわらず、キャッシュメモリと上位処
理装置間のデータ転送が、デステージにより待たされる
こととなり、システムのスループット（単位時間当りの
データ転送量）及びデータ転送経路の可用性が低下する
という問題があった。

【００１７】そこで、本発明の目的は、スループットの
低下及びデータ転送経路の可用性の低下を防止するた
め、上位処理装置から入出力要求のあったデータを含む
キャッシュメモリのスロットがデステージ中であって
も、キャッシュメモリと上位処理装置間のデータ転送を
可能とする入出力制御技術を提供することにある。

【００１８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。

【００２０】すなわち、本発明になるディスクキャッシ
ュ入出力制御システムでは、上位処理装置と磁気ディス
ク装置との間に、両者間で授受されるデータのコピーを
保持するキャッシュメモリ、特に、ライトアフタ型ディ
スクキャッシュ（上位処理装置から発行されるデータ書
込み要求によって、磁気ディスク装置に書込むべき書込
みデータをキャッシュメモリに格納する動作と当該キャ
ッシュメモリから磁気ディスク装置に書込む動作を非同
期に行うキャッシュメモリ）を設け、上位処理装置から
発行される入出力命令の実行に際しては、可能な限り、
キャッシュメモリに保持されているデータを用いて応答
するようにした情報処理システムであって、キャッシュ
メモリ内の各スロットに対し、デステージに関するスロ
ット管理情報、 １．当該スロットをデステージ中か否か ２．当該スロットをデステージ中の時、当該スロットの
どのレコードをデステージ中か ３．当該スロットをデステージ中に、当該スロットに書
込みを行ったか否か を記憶する手段を設け、上位処理装置から入出力要求が
発行された時に、目的のデータを含むスロットがデステ
ージ中であっても、当該入出力要求を受け付け、上位処
理装置とキャッシュメモリ間のデータ転送とデステージ
とを並列に行うことを可能とするものである。

【００２１】

【作用】上記した本発明のディスクキャッシュ入出力制
御システムによれば、たとえば、キャッシュメモリ内の
スロットに対し、デステージが発生した場合には、前述
のスロット管理情報１として、“当該スロットをデステ
ージ中”という情報を記憶する。そして、当該スロット
内に保持されているレコードを順次、デステージする
際、前述のスロット管理情報２として、デステージを開
始するレコードの番号を記憶する。上位処理装置から入
出力要求が発行された時には、当該要求が読出し要求か
書込み要求かを判定する。読出し要求であり、目的のデ
ータがキャッシュメモリ内に存在する場合には、目的の
データを含むスロットをデステージ中であるか否かを、
上記スロット管理情報１により調べ、デステージ中であ
っても、目的のデータをキャッシュメモリから上位処理
装置に直ちに、転送する。

【００２２】一方、上位処理装置からの入出力要求が、
書込み要求であり、目的のデータがキャッシュメモリ内
に存在する場合には、上述の読出し要求の場合と同様に
して、スロット管理情報１により目的のデータを含むス
ロットをデステージ中であるか否かを調べ、デステージ
中である場合には、上記スロット管理情報２により、現
在デステージ中のスロット内のレコード番号を調べる。
目的のデータを含むレコードのデステージが終了してい
れば、直ちに、上位処理装置からのデータを当該スロッ
ト内の目的のレコードに書込み、不揮発化機構にも、当
該レコードをコピーして、上位処理装置に書込み終了を
報告する。同時に、前述のスロット管理情報３として、
“当該スロットをデステージ中に当該スロットに書込み
を行った”ことを記憶する。これにより、当該スロット
のデステージ完了後に、当該スロットが不揮発化機構か
ら破棄されることを防止する。

【００２３】なお、上記の３つのスロット管理情報に記
憶された情報はデステージ完了後にリセットするものと
する。

【００２４】このようにすることにより、上位処理装置
から入出力要求が発行された場合、目的のデータを含む
キャッシュメモリ内のスロットがデステージ中であって
も、上位装置からの読み出し要求時および既にデステー
ジが終了しているレコードに対する書き込み要求時にお
いては、キャッシュメモリと磁気ディスク装置間のデー
タ転送経路である下位パスを用いて行われるデステージ
と並行して、キャッシュメモリと上位処理装置間のデー
タ転送経路である上位パスを用いてのデータ転送を行う
ことができる。このため、データ転送経路が有効に利用
され、上位処理装置とキャッシュメモリ間のデータ転送
が、デステージ終了を待つことなく、直ちに実行され、
システムスループットが向上する。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例であるディスクキャッシュ入出力制御システムの一例
について詳細に説明する。

【００２６】図１は、本発明のディスクキャッシュ入出
力制御が実施される情報処理システムの全体構成の一例
を示すブロック図である。

【００２７】図１に示されるように、本実施例のディス
クキャッシュ入出力制御が実施される情報処理システム
は、中央処理装置１ａ，１ｂ、チャネル２ａ，２ｂ、ラ
イトアフタ型ディスクキャッシュ装置３、磁気ディスク
接続装置４および複数個の磁気ディスク装置５、上位パ
ス６、下位パス７から成る。

【００２８】チャネル２ａ，２ｂは中央処理装置１ａ，
１ｂとライトアフタ型ディスクキャッシュ装置３との間
におけるコマンドやデータの授受を制御する。

【００２９】磁気ディスク接続装置４は、ライトアフタ
型ディスクキャッシュ装置３の指令により、配下の複数
個の磁気ディスク装置５を適宜選択して、当該ライトア
フタ型ディスク制御装置と接続するなどの動作を行う。

【００３０】磁気ディスク装置５は、ライトアフタ型デ
ィスクキャッシュ装置３と磁気ディスク接続装置４を介
して、前記チャネル２ａ，２ｂとの間で授受されるデー
タを記録／再生する外部記憶媒体である。

【００３１】上位パス６は、チャネル２ａ，２ｂとライ
トアフタ型ディスクキャッシュ装置３を接続しており、
このパスを介してチャネル２ａ，２ｂとライトアフタ型
ディスクキャッシュ装置３の間のデータ転送が行なわれ
る。

【００３２】下位パス７は、ライトアフタ型ディスクキ
ャッシュ装置３と磁気ディスク接続装置４を接続してお
り、このパスを介してとライトアフタ型ディスクキャッ
シュ装置３と磁気ディスク接続装置４の間のデータ転送
が行なわれる。

【００３３】図２は、図１のライトアフタ型ディスクキ
ャッシュ装置３の詳細な構成の一例を示すブロック図で
ある。

【００３４】ライトアフタ型ディスクキャッシュ装置３
は、図２に示されるように、マイクロプロセサ３１、制
御メモリ３２、データ転送制御回路３３、対チャネル転
送制御回路３４、対ディスク転送制御回路３５、キャッ
シュメモリ３６および不揮発化機構３７から成る。

【００３５】マイクロプロセサ３１は、ライトアフタ型
ディスクキャッシュ制御装置３全体の制御を行う。制御
メモリ３２はマイクロプログラム３２ａ、キャッシュデ
ィレクトリ３２ｂを格納している。

【００３６】データ転送制御回路３３は、対チャネル転
送制御回路３４と対ディスク転送制御回路３５との同期
をとりつつ、チャネル２ａ，２ｂと磁気ディスク装置５
との間のデータ授受を制御する。

【００３７】対チャネル転送制御回路３４は、チャネル
２ａ，２ｂとの間におけるコマンドやデータなどの授受
を制御し、対ディスク転送制御回路３５は、磁気ディス
ク装置５との間におけるコマンドやデータなどの授受を
制御する。

【００３８】キャッシュメモリ部３６は、通常、揮発性
の半導体メモリで構成され、複数個のスロット３６ａを
有する。各スロット３６ａには、磁気ディスク装置５に
記録されている１トラック分のデータの写しが格納され
る。

【００３９】これに対し、不揮発化機構３７は、データ
を磁気ディスク装置５に確実に書込むことを保証するた
め、たとえば、不揮発性の半導体メモリなどで構成さ
れ、万一の停電などの障害時にも書込みデータを確実に
保持して、当該書込みデータの信頼性を確保するための
ものである。

【００４０】図２の制御メモリ３２内のディレクトリメ
モリ３２ｂは、図３に示すように、検索用テーブル３２
ｂ１およびスロット管理テーブル３２ｂ２から成る。

【００４１】検索用テーブル３２ｂ１は、キャッシュメ
モリ３６に格納（ステージング）されているデータの、
磁気ディスク５内のトラックのアドレスと、そのデータ
のキャッシュメモリ３６内の格納位置を示す情報とを保
持している。マイクロプロセッサ３１は、この検索用テ
ーブル３２ｂ１を参照することにより、中央処理装置１
ａ又は１ｂから要求されたデータがキャッシュメモリ３
６内に存在するか否かを判定する。

【００４２】スロット管理テーブル３２ｂ２は、キャッ
シュメモリ３６の各スロット３６ａと１対１に対応する
エントリを保持する。各エントリは前述のＬＲＵアルゴ
リズムに従って順序付けされ、最も最近アクセスされた
データの位置する側をＭＲＵ（Ｍｏｓｔ Ｒｅｃｅｎｔ
ｌｙ Ｕｓｅｄ）側と呼び、最も古い過去にアクセむこ
とを保証するため、たとえば、不揮発性の半導体メモリ
などで構成され、万一の停電などの障害時にも書き込み
デ−タを確実に保持して、当該書き込みデ−タの信頼性
を確保するためのものである。

【００４３】制御メモリ３２内のディレクトリメモリ３
２ｂは、図３に示すように、検索用テ−ブル３２ｂ１お
よびスロット管理テ−ブル３２ｂ２からなる。検索用テ
−ブル３２ｂ１は、キャッシュメモリ３６に格納（ステ
−ジング）されているデ−タの磁気ディスク装置５内の
トラックのアドレスと、そのデ−タのキャッシュメモリ
３６内の格納位置を示す情報を保持している。マイクロ
プロセサ３１は、この検索用テ−ブル３２ｂ１を参照す
ることにより、中央処理装置１ａ又は１ｂから要求され
たデ−タがキャッシュメモリ３６内に存在するか否かを
判定する。

【００４４】スロット管理テ−ブル３２ｂ２は、キャッ
シュメモリ３６の各スロットと１対１に対応するエント
リを保持する。各エントリは前述のＬＲＵアルゴリズム
に従って順序付けされ、最も最近アクセスされたデ−タ
の位置する側をＭＲＵ（Ｍｏｓｔ Ｒｅｃｅｎｔｌｙ
Ｕｓｅｄ）側と呼び、最も古い過去にアクセスされたデ
ータの位置する側をＬＲＵ（Ｌｅａｓｔ Ｒｅｃｅｎｔ
ｌｙ Ｕｓｅｄ）側と呼ぶ。

【００４５】キャッシュメモリ３６内の１つのスロット
３６ａに格納されているデ−タ（磁気ディスク装置５に
記録されている１トラック分のデ−タ）を破棄する時
は、ＬＲＵ側にあるエントリに対応するトラックが選択
される。

【００４６】１つのエントリに記憶する情報は、たとえ
ば、対応するスロット３６ａに格納されているデータの
磁気ディスク装置番号、シリンダ番号、トラック番号等
である。また、スロット管理ブロック３２ｂ３には本発
明による前述の３つのスロット管理情報１〜３を、スロ
ット管理情報１格納部３２ｂ４〜スロット管理情報３格
納部３２ｂ６にそれぞれ格納する。

【００４７】キャッシュメモリ３６および不揮発化機構
３７と、磁気ディスク装置５との間のデータの読出し／
書込み動作は、たとえば、磁気ディスク装置５における
１トラック分のデータ量などを単位として行われ、通
常、上位のチャネル２ａまたは２ｂとの間におけるデー
タの授受とは非同期に行われる。

【００４８】次に、本実施例のディスクキャッシュ入出
力制御システムの作用について、図４および図５のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。図４は、図２のラ
イトアフタ型ディスクキッシュ装置３のＭＰＵ３１の指
令で、対チャネル転送制御回路３４により、上位パス６
で行われるデータ転送処理を示すフローチャートであ
る。磁気ディスク装置５に格納されているデータのう
ち、チャネル２ａ，２ｂによるアクセスが予想されるデ
ータ領域がＭＰＵ３１によりトラック単位などで、キャ
ッシュメモリ３６に随時複写されている。チャネル２ａ
または２ｂからの読出し要求に対しては、可能な限り、
当該キャッシュメモリ３６に複写されているデータを用
いて高速に応答する。チャネル２ａまたは２ｂからの書
込み要求に対しては、キャッシュメモリ３６に複写され
ているデータに書込みを行い、同時に、不揮発化機構３
７にも書込みを行う。この後、直ちに、データ書き込み
要求発行元のチャネル２ａまたは２ｂに書込み終了が報
告される。不揮発化機構３７に書込まれた複数のデータ
は、随時、まとめて目的の磁気ディスク装置５にデステ
ージされる。磁気ディスク装置５に書込まれたデータ
は、不揮発化機構３７から破棄され、不揮発化機構３７
内の当該データ領域が開放され、他の書込みデータのた
めに使用される。

【００４９】ところで、従来は、不揮発化機構３７から
磁気ディスク装置５にデステージされている時に、上位
チャネル２ａまたは２ｂから、現在、デステージ中のデ
ータ領域（スロット）に対し、アクセス要求が発生した
場合には、当該スロットが使用中であるため、上位チャ
ネル２ａまたは２ｂからの当該スロットに対するアクセ
ス要求は、デステージが終了するまでは受け付けられな
い。本実施例では、このような場合、スロット管理テー
ブル３２ｂ２内のスロット管理ブロック３２ｂ３内のス
ロット管理情報１格納部３２ｂ４、スロット管理情報２
格納部３２ｂ５、およびスロット管理情報３格納部３２
ｂ６におのおの格納されたスロット管理情報１，２およ
び３を利用して、次のように、デステージ処理と上位チ
ャネル２ａまたは２ｂからのアクセス要求を並列に処理
できるように制御する。

【００５０】すなわち、図２のライトアフタ型ディスク
キャッシュ装置３のＭＰＵ３１は、キャッシュディレク
トリ３２内の検索用テーブル３２ｂ１（図３参照）を調
べることにより、上位チャネル２ａまたは２ｂからアク
セス要求されたデータの写しが、キャッシュメモリ３６
内に格納されているか否かを調べる（ステップ１０
１）。目的のデータの写しがキャッシュメモリ３６内に
格納されていない場合には、従来技術による処理（キャ
ッシュミスの処理）を行う（ステップ１１０）。目的の
データの写しがキャッシュメモリ３６内に格納されてい
る場合には、ＭＰＵ３１はキャッシュメモリ３６内のス
ロット管理テーブル３２ｂ２から、当該データの写しを
含むスロットを管理しているスロット管理ブロック３２
ｂ３を参照する。ＭＰＵ３１は、まず、スロット管理情
報１格納部３２ｂ４に格納された情報により、当該スロ
ットがデステージ中であるか否かを調べる（ステップ１
０２）。当該スロットがデステージ中でない場合には、
従来技術による処理（キャッシュヒット）の処理を行う
（ステップ１０７，１０８，１０９）。当該スロットが
デステージ中である場合には、ＭＰＵ３１は、上位チャ
ネル２ａまたは２ｂからのアクセス要求が読出しである
か、書込みであるかを判定する（ステップ１０３）。上
位チャネル２ａまたは２ｂからのアクセス要求が読出し
要求である場合には、ＭＰＵ３１の指令により、対チャ
ネルデータ転送制御回路３４が、上位パス６を用いて、
直ちに、キャッシュメモリ３６内のデステージ中のスロ
ットから読みだし要求発行元の上位チャネル２ａまたは
２ｂへデータを転送する（ステップ１０８）。これによ
り、デステージ中のスロットに対する上位チャネル２ａ
または２ｂからの読出し要求に対しては、デステージの
終了を待つことなく、リードヒットの処理が行なわれ
る。

【００５１】上位チャネル２ａまたは２ｂからのアクセ
ス要求が書込み要求である場合には、ＭＰＵ３１は、目
的のデータの写しを含むスロット３６ａを管理するスロ
ット管理ブロック３２ｂ３内のスロット管理情報２格納
部３２ｂ５に格納された、当該スロット３６ａ内のデス
テージ中のレコード番号（レコード番号ａとする）を取
出し、上位チャネル２ａまたは２ｂからアクセス要求の
あったデータを含む当該スロット３６ａ内のレコード番
号（レコード番号ｂとする）と比較する（ステップ１０
４）。一般に、デステージはスロット内の先頭レコード
から順番に行われるので、レコード番号ａ＞レコード番
号ｂであれば、上位チャネル２ａまたは２ｂからアクセ
ス要求のあったデータは既に、デステージが終了してい
ることとなる。このときは、ＭＰＵ３１の指令により対
チャネルデータ転送制御回路３４による上位パス６を用
いて、キャッシュメモリ３６内の当該スロットのレコー
ド番号ｂのデータに直ちに書込みを行い、同時に、不揮
発化機構３７にも、同じデータを書込むライトヒット処
理を行ない（ステップ１０５）、データ書き込み要求発
行元の上位チャネル２ａまたは２ｂに書込み終了を報告
する。さらに、ＭＰＵ３１は、デステージ中に、当該ス
ロット３６ａ内のレコード番号ｂに対し、書込みを行っ
たため、当該スロット３６ａのデステージ終了後に、当
該スロット内のデータの写しが不揮発化機構３７より破
棄されることを防止するため、スロット管理ブロック３
２ｂ３内のスロット管理情報３格納部３２ｂ６に、当該
スロットはデステージ中に、新たな書込みがあったこと
を記録しておく（ステップ１０６）。

【００５２】このように、デステージ中のスロットに対
する上位チャネル２ａまたは２ｂからの書込み要求は、
既に、デステージが終了した部分へのアクセス要求であ
れば、スロット全体のデステージの終了を待つことな
く、直ちに、ライトヒットとして処理できる。ただし、
レコード番号ａ≦レコード番号ｂである場合は、上位チ
ャネル２ａまたは２ｂからアクセス要求のあったデータ
は、現在、デステージ中かまたは、今後、デステージさ
れるレコードに含まれていることを示すので、従来技術
と同様に、当該スロットのデステージ終了を待って書込
みを行う（ステップ１１１）。

【００５３】なお、上位チャネル２ａまたは２ｂからの
アクセス要求が読出しであるか、書込みであるか、ま
た、上位チャネル２ａまたは２ｂからアクセス要求され
たデータがスロット内の何番目のレコードに含まれるか
などは、たとえば、チャネルコマンドであるＬｏｃａｔ
ｅコマンドなどのパラメータとして与えられることが広
く知られている。

【００５４】一方、対ディスク転送制御回路３５による
下位パス７でのデステージ処理について、図５のフロー
チャートを用いて説明する。図３のＭＰＵ３１は、現
在、デステージが行われているキャッシュメモリ３６の
スロットについて、当該スロットのデステージの終了お
よび、デステージを行うレコード番号などを、随時、監
視する。まず、１スロット分のデータのデステージが終
了したか否かを調べる（ステップ２０１）。１スロット
分のデータのデステージが終了していない場合には、ス
ロット内の任意の１レコードのデステージが終了したか
否かを調べる（ステップ２０２）。１レコード分のデス
テージが終了していない場合には、そのままデステージ
を続行させる（ステップ２０４）。１レコード分のデス
テージが終了した場合には、次にデステージを開始する
当該スロット内のレコード番号を、キャッシュメモリ３
６内のスロット管理テーブル３２ｂ２に登録されている
当該スロットを管理しているスロット管理ブロック３２
ｂ３のスロット管理情報２格納部３２ｂ５に記録し（ス
テップ２０３）、対ディスクデータ転送制御回路３５に
より当該レコードのデステージを行う（ステップ２０
４）。

【００５５】１スロット分のデステージが終了した場合
には、ＭＰＵ３１は当該スロットを管理しているスロッ
ト管理ブロック３２ｂ３のスロット管理情報３格納部３
２ｂ６を参照し、当該スロットをデステージ中に、上位
チャネル２ａまたは２ｂからの書込み要求により、当該
スロットに対し、書込みを行ったか否かを調べる（ステ
ップ２０５）。書込みを行わなかった場合には、当該ス
ロットのデータの写しを不揮発化機構３７から破棄する
（ステップ２０６）。書込みを行った場合には、当該ス
ロット内の書込みを行ったデータが、磁気ディスク装置
５には反映されていないので、不揮発化機構３７からは
破棄しない。そして、当該スロットを管理するスロット
管理ブロック３２ｂ３内のデステージに関するスロット
管理情報１格納部３２ｂ４、スロット管理情報２格納部
３２ｂ５、スロット管理情報３格納部３２ｂ６に格納さ
れた情報をリセットする（ステップ２０７）。

【００５６】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。たとえば、ライトアフタ型ディスク装置３における
マイクロプロセサ３１、対チャネルデータ転送制御回路
３４および対ディスクデータ転送制御回路３５などを複
数個、備えた構成としてもよい。また、中央処理装置１
ａ，１ｂやライトアフタ型ディスクキャッシュ装置３、
磁気ディスク装置５などの構成は、前述の実施例に例示
したものに限定されない。

【００５７】

【発明の効果】本発明において開示される発明のうち、
代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれ
ば、以下の通りである。

【００５８】すなわち、本発明になるディスクキャッシ
ュ入出力制御システムによれば、上位処理装置からの読
み出し要求に対し、目的とするデータがキャッシュメモ
リ内に格納されていれば、当該データのデステージの終
了を待つことなく、直ちにキャッシュメモリと上位処理
装置との間での転送が実行できる。また、上位処理装置
からの書き込み要求に対し、目的とするデータがキャッ
シュメモリ内に格納されており、当該データのデステー
ジが終了している場合には、キャッシュメモリと磁気デ
ィスク間のデステージ処理の終了を待たずに、目的とす
るデータへの書き込みを行なうことができ、システムス
ループットの低下を防止することができるという効果が
得られる。また、上位処理装置とキャッシュメモリ間と
の上位データ転送路および、キャッシュメモリと磁気デ
ィスク装置間との下位データ転送路を有効に利用でき、
データ転送路の可用性の低下を防止することができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスクキャッシュ入出力制御システ
ムの全体構成の一例を示すブロック図。

【図２】図１のライトアフタ型ディスクキャッシュ装置
３の詳細な構成の一例を示すブロック図。

【図３】図２のキャッシュディレクトリ３２ｂの詳細な
構成と、キャッシュメモリ３６のスロット３６ａとの関
係の一例を示すブロック図。

【図４】本発明の一実施例であるディスクキャッシュ入
出力制御システムの上位パスによるデータ転送の一例を
示すフローチャート。

【図５】本発明の一実施例であるディスクキャッシュ入
出力制御システムの下位パスによるデステージ処理の一
例を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 中央処理装置 ２ａ，２ｂ チャネル ３ ライトアフタ型ディスクキャッシュ制御装置 ４ 磁気ディスク接続装置 ５ 磁気ディスク装置 ６ 上位パス ７ 下位パス ３１ マイクロプロセサ ３２ 制御メモリ ３２ａ マイクロプログラム ３２ｂ キャッシュディレクトリ ３２ｂ１ 検索用テーブル ３２ｂ２ スロット管理テーブル ３２ｂ３ スロット管理ブロック ３２ｂ４ スロット管理情報１格納部 ３２ｂ５ スロット管理情報２格納部 ３２ｂ６ スロット管理情報３格納部 ３３ データ転送制御回路 ３４ 対チャネルデータ転送制御回路 ３５ 対ディスクデータ転送制御回路 ３６ キャッシュメモリ ３６ａ スロット ３７ 不揮発化機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井坂 昇二 神奈川県横浜市中区尾上町六丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 森 栄樹 神奈川県横浜市中区尾上町六丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 四谷 守彦 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 本間 繁雄 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転型記憶装置に格納されているデータ
   の写しを保持する複数のスロットを持つキャッシュメモ
   リを有し、上位処理装置から与えられる前記回転型記憶
   装置に対する入出力命令の実行に際し、前記キャッシュ
   メモリに保持されているデータを用いて応答するディス
   クキャッシュ装置において、前記キャッシュメモリと前
   記上位処理装置との間のデータ転送を行なう第１の転送
   制御手段と、前記キャッシュメモリと前記回転型記憶装
   置との間のデータ転送を行なう第２の転送制御手段と、
   前記キャッシュメモリの各スロットに対応し、対応する
   各スロットに関する管理情報を格納する記憶手段と、前
   記記憶手段に前記管理情報を書き込み、前記入出力命令
   の実行時に前記記憶手段に格納された前記管理情報を参
   照して、対応するスロットに格納されたデータが前記第
   ２の転送制御手段による前記回転型記憶装置に対する書
   き込みをさまたげないデータであるかを判定し、書き込
   みをさまたげないデータについては、前記第１の転送制
   御手段に転送制御のための指令を発行するプロセッサと
   を有することを特徴とするディスクキャッシュ入出力制
   御システム。
2. 【請求項２】 上記請求項１記載のディスクキャッシュ
   入出力制御システムにおいて、前記キャッシュメモリの
   各スロットに対応する前記管理情報は、対応する各スロ
   ットに格納されたデータを前記回転型記憶装置へ書き込
   み（デステージ処理）中か否か、および対応スロット中
   のいづれのレコードに格納されたデータをデステージ中
   か、および対応スロットに格納されたデータをデステー
   ジ中に前記入出力命令の実行により前記データに書き込
   みが行なわれたか否かの情報であることを特徴とするデ
   ィスクキャッシュ入出力制御システム。
3. 【請求項３】 上記請求項２記載のディスクキャッシュ
   入出力制御システムにおいて、前記上位処理装置から与
   えられる書込み命令に対するデータが前記キャッシュメ
   モリ内に存在する場合には、前記プロセッサにより前記
   記憶手段に格納された前記管理情報を読み出して、この
   管理情報により前記データを前記キャッシュメモリから
   前記回転型記憶装置へデステージ中であるかを判定し、
   前記第２の転送制御手段が前記キャッシュメモリから前
   記回転型記憶装置へのデステージ処理中であっても、デ
   ステージ処理が終了されたデータについては直ちに前記
   キャッシュメモリ内の前記データに対して書込みを行っ
   て、デステージ処理中に前記キャッシュメモリ内の前記
   データに対して書込みを行ったという情報を前記管理情
   報に格納した後、前記上位処理装置に書込み終了を報告
   することを特徴とするディスクキャッシュ入出力制御シ
   ステム。