JPH05303527A - ディスクキャッシュ制御方法及びディスクキャッシュ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャッシュヒット率の高いディスクキャッシ
ュ制御方法及びディスクキャッシュ制御装置を得る。 【構成】 フリーリスト(400)が、データブロックのア
クセス順を、データブロックに対応した要素Ａ(700a)、
Ｃ(700c)、Ｆ(700f)の順に示し、ダーティリスト(500)
が、データブロックのアクセス順を、データブロックに
対応した要素Ｂ(700b)、Ｄ(700d)、Ｅ(700e)の順に示し
ている状態で、ダーティリスト(500)における要素によ
って管理されているデータをディスクに書き込む時、ダ
ーティリスト(500)における最後尾の要素Ｅによって管
理されているデータブロックＥにおけるデータをディス
ク(300)に書き込み、ダーティリスト(500)における最後
尾の要素Ｅ(700e)をダーティリスト(500)から切り離
し、フリーリスト(400)において、全体リスト(600)の要
素Ｅ(600e)の直後の要素Ｆ(600f)に相当する要素Ｆ(700
f)の直前に、ダーティリスト(500)から切り離された要
素Ｅ(700e)を追加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ホストからの書き込
み要求に対して、キャッシュメモリに書き込んだ時点で
書き込み終了とし、後でディスクに書き戻すライトバッ
ク方式のディスクキャッシュ制御方法及びディスクキャ
ッシュ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記したライトバック方式のディスクキ
ャッシュ制御方法において、キャッシュメモリに記憶さ
れたデータの置き換えアルゴリズムとしては、最も最近
アクセスされていないデータを置き換えるＬＲＵ（Ｌea
st Ｒecently Ｕsed）アルゴリズムを用いるのが一般的
である。このＬＲＵアルゴリズムを用いた制御方法が、
キャッシュヒット率が高いとされている。

【０００３】一般に、ディスクキャッシュは、複数のブ
ロックに分けられ、各ブロックにディスク書き込まれる
及び読み出される（ライト／リードされる）データを格
納するキャッシュメモリと、このキャッシュメモリを管
理するための情報を記憶するキャッシュ管理テーブルと
を備えているものである。

【０００４】図１０は、このライトバック方式のディス
クキャッシュ装置におけるＬＲＵアルゴリズムを実現す
べく設けられた従来のキャッシュ管理テーブルを示すも
のであり、図１０において、(1)はキャッシュメモリに
のみ書き込まれており、後にディスクに書き戻す必要の
ある複数のデータブロックに対して１対１に対応し、対
応したデータブロックのアドレス及びポインタを有する
複数の要素Ｂ、Ｄ、Ｅ(10b)、(10d)、(10e)によって、
データブロックをアクセス順に並べるダーティリスト
で、最も最近アクセスされたデータブロック、この図１
０に示したものにあっては要素Ａ(10a)に対応したデー
タブロックを指すための最上位ポインタ(11)と、最も最
近アクセスされていないデータブロック、この図１０に
示したものにあっては要素Ｆ(10f)に対応したデータブ
ロックを指すための最下位ポインタ(12)とを有してい
る。

【０００５】(2)はキャッシュメモリに書き込まれてい
るとともにディスクに既に書き込まれており、ディスク
に書き戻す必要のない複数のデータブロックに対して１
対１に対応し、対応したデータブロックのアドレス及び
ポインタを有する複数の要素Ａ、Ｃ、Ｆ(20a)、(20c)、
(20f)によって、データブロックをアクセス順に並べた
フリーリストで、最も最近アクセスされたデータブロッ
ク、この図１０に示したものにあっては要素Ｂ(20b)に
対応したデータブロックを指すための最上位ポインタ(2
1)と、最も最近アクセスされていないデータブロック、
この図１０に示したものにあっては要素Ｅ(20e)に対応
したデータブロックを指すための最下位ポインタ(22)と
を有している。

【０００６】次に、上記のような従来のキャッシュ管理
テーブルを有したものにおいて、そのディスクキャッシ
ュ制御方法について説明する。図１１の(a)に示したよ
うにフリーリスト(2)が、データブロックのアクセス順
をデータブロックに対応した要素Ａ(20a)、要素Ｃ(20
c)、要素(20f)の順に示している状態において、ホスト
からの要素Ｃ(20c)に対応したデータブロックにおける
データの読み出し要求があったとする。この場合、読み
出し要求があったデータを含むデータブロックがキャッ
シュメモリに存在しているので、キャッシュヒットした
と言い、ディスクにアクセスすることなく、キャッシュ
メモリに記憶された要素Ｃ(20c)に対応したデータブロ
ックにおけるデータをホストに転送する。この時、フリ
ーリスト(2)にあっては、要素Ｃ(20c)に対応したデータ
ブロックがアクセスされたことにより、図１１の(b)に
示したように、この読み出されたデータブロックに対応
した要素Ｃ(20c)が先頭になるようにフリーリスト(2)に
おける各要素のポインタを更新されるとともに最上位ポ
インタ(21)が更新される。

【０００７】また、ホストからの読み出し要求がダーテ
ィリスト(1)に存在する要素に対応したキャッシュメモ
リに記憶されたデータブロックであると、上記と同様に
キャッシュヒットしたことになってディスクにアクセス
することなく、キャッシュメモリに記憶された読み出し
要求に応じたデータブロックにおけるデータをホストに
転送するとともに、ダーティリスト(1)において、読み
出し要求があったデータブロックに対応した要素が先頭
になるようにダーティリスト(1)における各要素のポイ
ンタが更新されるとともに最上位ポインタ(11)が更新さ
れる。

【０００８】さらに、ホストからの読み出し要求のあっ
たデータがキャッシュメモリに存在していない場合、キ
ャッシュミスと言い、ディスクにアクセスされてディス
クからのデータがホストに転送される。この時、ダーテ
ィリスト(1)及びフリーリスト(2)に読み出し要求があっ
たデータブロックに対応した要素が存在していないた
め、フリーリスト(2)の最後尾のデータブロックに対応
した要素を解放し、新たにデータをキャッシュメモリに
書き込んだ後、フリーリスト(2)において、このデータ
ブロックに対応した要素をフリーリスト(2)の先頭にな
るようにフリーリスト(2)における各要素のポインタ及
び最上位ポインタ(21)が更新される。

【０００９】一方、ホストからの要求が書き込み要求で
あった場合、この書き込み要求のあったデータブロック
におけるデータがキャッシュメモリに存在する場合、キ
ャッシュメモリにおけるデータを更新し、ディスクへの
データの書き込みは行われない。この時、書き込み要求
のあったデータを含むデータブロックに対応した要素が
ダーティリスト(1)に存在した場合は、このデータブロ
ックに対応した要素をダーティリスト(1)において先頭
になるようにダーティリストにおける各要素のポインタ
及び最上位ポインタ(11)が更新される。

【００１０】また、書き込み要求のあったデータを含む
データブロックに対応した要素がフリーリスト(2)に存
在した場合は、このデータブロックに対応した要素をフ
リーリスト(2)から切り離し、この切り離された要素を
ダーティリスト(1)において先頭にし、フリーリスト(2)
における各要素のポインタとダーティリストにおけるポ
インタ及び最上位ポインタ(11)が更新される。

【００１１】さらに、ホストからの書き込み要求がキャ
ッシュメモリに存在しない場合、フリーリスト(2)の最
後尾のデータブロックに対応した要素を解放してキャッ
シュメモリにおけるこの解放した要素に対応したデータ
ブロックを書き込み可能とし、新たにデータをキャッシ
ュメモリにおけるこの書き込み可能とされたデータブロ
ックに書き込んだ後、この書き込まれたデータブロック
に対応した要素をフリーリスト(2)から切り離し、この
切り離されたデータブロックに対応した要素をダーティ
リスト(1)において先頭にし、フリーリスト(2)における
各要素のポインタとダーティリストにおけるポインタ及
び最上位ポインタ(11)が更新される。

【００１２】次に、キャッシュメモリにのみ書き込まれ
ており、後にディスクに書き戻す必要のあるデータブロ
ック、つまり、ダーティリスト(1)において管理されて
いるデータブロックにおけるデータのディスクへの書き
込みについて説明する。図１２の(a)に示したように、
フリーリスト(2)が、データブロックのアクセス順を、
データブロックに対応した要素Ａ(20a)、Ｃ(20c)、Ｆ(2
0f)の順に示している状態であり、ダーティリスト(1)
が、データブロックのアクセス順を、データブロックに
対応した要素Ｂ(10b)、Ｄ(10d)、Ｅ(10e)の順に示して
いる状態である場合に、ディスク制御装置内部のタイマ
割り込み等によってダーティリスト(1)における要素に
よって管理されているデータをディスクに書き込み要求
が生じたとする。

【００１３】この時、ダーティリスト(1)における最後
尾の要素Ｅによって管理されているデータブロックにお
けるデータをディスクに書き込み、図１２の(b)に示す
ようにダーティリスト(1)における最後尾の要素Ｅ(10e)
をダーティリスト(1)から切り離し、フリーリスト(1)に
おける最後尾にこのダーティリスト(1)から切り離され
た要素Ｅ(10e)を追加する。その結果、要素Ｅ(10e)に対
応したデータブロックはフリーリスト(2)によって管理
されることになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記した従
来のディスクキャッシュ制御方法においては、キャッシ
ュメモリにのみ書き込まれており、後にディスクに書き
戻す必要のあるデータブロック、つまり、ダーティリス
ト(1)において管理されているデータブロックにおける
データをディスクへ書き込んだ時、ディスクに書き込ん
だデータブロックに対応した要素をフリーリスト(2)の
最後尾に追加しているため、フリーリスト(2)において
は、アクセスされた順番を確実に示しているものではな
く、キャッシュメモリに新たにデータを登録する際に、
フリーリスト(2)における最後尾の要素に対するデータ
ブロックを書き込み可能に解放するため、ＬＲＵアルゴ
リズムを必ずしも実現できないという問題を有している
ものであった。

【００１５】この発明は、上記した点に鑑みてなされた
ものであり、キャッシュメモリにのみ書き込まれている
データをディスクに書き込んだ場合においても、キャッ
シュメモリにのみ書き込まれており、後にディスクに書
き戻す必要のある複数のデータをアクセス順に示す第１
のリスト及びキャッシュメモリに書き込まれているとと
もにディスクに既に書き込まれており、ディスクに書き
戻す必要のない複数のデータをアクセス順に示す第２の
リストが常にアクセス順を示し、これら第１及び第２の
リストを用いてＬＲＵアルゴリズムを実現でき、キャッ
シュヒット率の高いディスクキャッシュ制御方法及びデ
ィスクキャッシュ制御装置を得ることを目的とするもの
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係わるディスクキャッシュ制御方法は、キャッシュメモ
リにのみ書き込まれており、後にディスクに書き戻す必
要のある複数のデータをアクセス順に示す第１のリスト
と、キャッシュメモリに書き込まれているとともにディ
スクに既に書き込まれており、ディスクに書き戻す必要
のない複数のデータをアクセス順に示す第２のリスト
と、これら第１及び第２のリストにおけるすべてのデー
タをアクセス順に示す第３のリストとを設け、キャッシ
ュメモリにのみ書き込まれたデータをディスクに書き戻
し、この書き戻したデータを示す位置を、第３のリスト
における書き戻したデータの直前または直後のデータに
対応した第２のリストのデータの直後または直前に位置
するものとして第２のリストを変更させるものである。

【００１７】この発明の第２の発明に係わるディスクキ
ャッシュ制御装置は、ディスクに書き戻す必要のある複
数のデータ及びディスクに書き戻す必要のない複数のデ
ータを記憶しているキャッシュメモリと、ディスクに書
き戻す必要のある複数のデータをアクセス順に管理する
第１の管理部とディスクに書き戻す必要のない複数のデ
ータをアクセス順に管理する第２の管理部とディスクに
書き戻す必要のある複数のデータ及びディスクに書き戻
す必要のない複数のデータをアクセス順に管理する第３
の管理部とを有するキャッシュ管理テーブルと、キャッ
シュメモリに記憶されたディスクに書き戻す必要のある
データをディスクに書き戻すとともに、第２の管理部に
て管理するアクセス順を、第３の管理部に管理されたア
クセス順の書き戻したデータの位置の直前または直後の
データの位置に相当する第２の管理部のデータの位置に
対して直後または直前に位置するものとして変更させる
制御手段とを設けたものである。

【００１８】

【作用】この発明の第１の発明にあっては、キャッシュ
メモリにのみ書き込まれたデータをディスクに書き戻し
た場合に、この書き戻したデータを示す位置を、第３の
リストにおける書き戻したデータの直前または直後のデ
ータに対応した第２のリストのデータの直後または直前
に位置するものとして第２のリストを変更させ、常に第
２のリストにおけるデータブロックの管理をアクセス順
に行いせしめる。

【００１９】この発明の第２の発明にあっては、第３の
管理部が、キャッシュメモリに記憶されたデータを含ん
だデータブロックをアクセス順に管理し、制御手段が、
キャッシュメモリにのみ書き込まれたデータをディスク
に書き戻した場合に、第３の管理部におけるアクセス順
の管理状態を参考にして第２の管理部におけるアクセス
順の管理状態を制御せしめ、常に第２の管理部における
データブロックの管理をアクセス順に行いせしめる。

【００２０】

【実施例】

実施例１．この発明の実施例１を図に基づいて説明す
る。図１はこの発明の実施例１における構成図を示すも
のであり、図１において、(100)はホスト、(200)はデー
タを格納するデータブロックを複数有し、ディスク装置
におけるディスク(300)に書き戻す必要のある複数のデ
ータ及びディスク(300)に書き戻す必要のない複数のデ
ータを記憶しているキャッシュメモリ(210)と、ディス
ク(300)に書き戻す必要のある複数のデータをアクセス
順に管理する第１の管理部とディスク(300)に書き戻す
必要のない複数のデータをアクセス順に管理する第２の
管理部とディスク(300)に書き戻す必要のある複数のデ
ータ及びディスクに書き戻す必要のない複数のデータを
アクセス順に管理する第３の管理部とを有するキャッシ
ュ管理テーブル(220)と、キャッシュメモリ(210)に記憶
されたディスク(300)に書き戻す必要のあるデータをデ
ィスク(300)に書き戻すとともに、第２の管理部にて管
理するアクセス順を、第３の管理部に管理されたアクセ
ス順の書き戻したデータの位置の直前または直後のデー
タの位置に相当する第２の管理部のデータの位置に対し
て直後または直前に位置するものとして変更させる制御
手段(230)とを有したディスクキャッシュ制御装置であ
る。

【００２１】そして、このように構成されたものにおい
て、ホスト(100)からのディスク(300)への読み出し要求
がディスクキャッシュ制御装置(200)に与えられると、
ディスクキャッシュ制御装置は、その制御手段(230)が
キャッシュ管理テーブル(220)を調べ、ホスト(100)から
要求されたデータがキャッシュメモリ(210)に記憶され
ていると、制御手段(230)がキャッシュメモリ(210)から
データを読み出してホスト(100)に転送する。また、ホ
スト(100)から要求されたデータがキャッシュメモリ(21
0)に記憶されていないと、制御手段(230)がディスク装
置のディスクからデータを読み出してホスト(100)に転
送する。

【００２２】次に、上記ディスクキャッシュ制御装置(2
00)におけるキャッシュメモリ(210)とキャッシュ管理テ
ーブル(220)について、さらに図２を用いて詳細に説明
する。キャッシュメモリ(210)は、複数のブロックに分
けられ、この実施例１においては６つのデータブロック
Ａ〜Ｆに分けられ、各データブロックＡ〜Ｆにディスク
(300)にライト／リードされるデータが格納、記憶され
ているものである。

【００２３】キャッシュ管理テーブル(220)は、キャッ
シュメモリ(210)に書き込まれているとともにディスク
(300)に既に書き込まれており、ディスク(300)に書き戻
す必要のない複数のデータをアクセス順に示す第２のリ
ストとなるフリーリストにおける最も最近アクセスされ
たデータブロックを指すフリーリストの最上位ポイン
タ、フリーリストにおける最も最近アクセスされていな
いデータブロックを指すフリーリストの最下位ポイン
タ、キャッシュメモリ(210)にのみ書き込まれており、
後にディスク(300)に書き戻す必要のある複数のデータ
をアクセス順に示す第１のリストとなるダーティリスト
における最も最近アクセスされたデータブロックを指す
ダーティリストの最上位ポインタ、ダーティリストにお
ける最も最近アクセスされていないデータブロックを指
すダーティリストの最下位ポインタ、第１及び第２のリ
ストにおけるすべてのデータをアクセス順に示す第３の
リストとなる全体リストにおける最も最近アクセスされ
たデータブロックを指す全体リストの最上位ポインタ、
及び全体リストにおける最も最近アクセスされていない
データブロックを指す全体リストの最下位ポインタを記
憶する最上位／最下位ポインタ記憶部(211)と、キャッ
シュメモリ(210)におけるデータブロックＡ〜Ｆに対応
した要素を記憶する要素記憶部(212)〜(217)とを備えて
いるものである。

【００２４】上記キャッシュ管理テーブル(220)におけ
る各要素記憶部(212)〜(217)は、キャッシュメモリ(2
10)中のデータブロックのアドレスを示す情報（以下、
アドレスと称す）と、アドレスに対するデータブ
ロックのディスク(300)上でのアドレスを示す情報（以
下、アドレスと称す）と、アドレスに対するデー
タブロックへアクセスする直前にアクセスされた、この
アドレスが管理されているフリーリストあるいはダー
ティリストに管理されているデータブロックのアドレス
を記憶しているフリーリストあるいはダーティリスト中
の要素のアドレスを示す情報、つまり、フリーリストあ
るいはダーティリストにおけるアクセス順を記憶するた
めの情報（以下、ポインタと称す）と、アドレス
に対するデータブロックへアクセスした直後にアクセス
された、このアドレスが管理されているフリーリスト
あるいはダーティリストに管理されているデータブロッ
クのアドレスを記憶しているフリーリストあるいはダー
ティリスト中の要素のアドレスを示す情報、つまり、フ
リーリストあるいはダーティリストにおけるアクセス順
を記憶するための情報（以下、ポインタと称す）と、
アドレスに対するデータブロックへアクセスする直
前にアクセスされたデータブロックのアドレスを記憶し
ている全体リスト中の要素のアドレスを示す情報、つま
り、全体リストにおけるアクセス順を記憶するための情
報（以下、ポインタと称す）と、アドレスに対す
るデータブロックへアクセスした直後にアクセスされた
データブロックのアドレスを記憶している全体リスト中
の要素のアドレスを示す情報、つまり、全体リストにお
けるアクセス順を記憶するための情報（以下、ポインタ
と称す）とを記憶するものである。

【００２５】そして、最上位／最下位ポインタ記憶部(2
11)に記憶されたフリーリストの最上位ポインタ及び最
下位ポインタと要素記憶部(212)〜(217)に記憶されたポ
インタ及びとによってホスト(100)からのアクセス
の新しい順（最上位ポインタから始まる）及び古い順
（最下位ポインタから始まる）にアクセスされたデータ
ブロックを示すようにされたフリーリストを構成し、最
上位／最下位ポインタ記憶部(211)に記憶されたダーテ
ィリストの最上位ポインタ及び最下位ポインタと要素記
憶部(212)〜(217)に記憶されたポインタ及びとによ
ってホスト(100)からのアクセスの新しい順（最上位ポ
インタから始まる）及び古い順（最下位ポインタから始
まる）にアクセスされたデータブロックを示すようにさ
れたダーティリストを構成し、最上位／最下位ポインタ
記憶部(211)に記憶されたダーティリストの最上位ポイ
ンタ及び最下位ポインタと要素記憶部(212)〜(217)に記
憶されたポインタ及びとによってホスト(100)から
のアクセスの新しい順（最上位ポインタから始まる）及
び古い順（最下位ポインタから始まる）にアクセスされ
たデータブロックを示すようにされた全体リストを構成
する。

【００２６】図２に示したキャッシュ管理テーブル(22
0)におけるフリーリスト、ダーティリスト及び全体リス
トを、キャッシュメモリ(210)におけるデータブロック
との関係において示すと、図３のように示せる。図３に
おいて、(400)はキャッシュメモリ(210)に書き込まれて
いるとともにディスク(300)に既に書き込まれており、
ディスク(300)に書き戻す必要のない複数のデータをア
クセス順に示すフリーリストで、ディスク(300)に書き
戻す必要のないデータを含んだデータブロックに対応す
る要素、この例ではデータブロックＡ、Ｂ、Ｃに対応す
る要素Ａ、Ｂ、Ｃ(700a)、(700b)、(700c)と、最も最近
アクセスされたデータブロック、この例ではデータブロ
ックＡを指す最上位ポインタ(401)と、最も最近アクセ
スされていないデータブロック、この例ではデータブロ
ックＣを指す最下位ポインタ(402)とによって構成さ
れ、要素Ａ、Ｂ、Ｃ(700a)、(700b)、(700c)におけるポ
インタ（図示矢印←で示す）及びポインタ（図示矢
印→で示す）と最上位ポインタ(401)及び最下位ポイン
タ(402)とによってアクセス順、この例では新しい順に
Ａ→Ｂ→Ｃ、古い順にＣ→Ｂ→Ａにリンクされている。

【００２７】(500)はキャッシュメモリ(210)にのみ書き
込まれており、後にディスク(300)に書き戻す必要のあ
る複数のデータをアクセス順に示すダーティリストで、
ディスク(300)に書き戻す必要のあるデータを含んだデ
ータブロックに対応する要素、この例ではデータブロッ
クＤ、Ｅ、Ｆに対応する要素Ｄ、Ｅ、Ｆ(700d)、(700
e)、(700f)と、最も最近アクセスされたデータブロッ
ク、この例ではデータブロックＤを指す最上位ポインタ
(501)と、最も最近アクセスされていないデータブロッ
ク、この例ではデータブロックＦを指す最下位ポインタ
(502)とによって構成され、要素Ｄ、Ｅ、Ｆ(700d)、(70
0e)、(700f)におけるポインタ（図示矢印←で示す）
及びポインタ（図示矢印→で示す）と最上位ポインタ
(501)及び最下位ポインタ(502)とによってアクセス順、
この例では新しい順にＤ→Ｅ→Ｆ、古い順にＦ→Ｅ→Ｄ
にリンクされている。

【００２８】(600)はキャッシュメモリ(210)に記憶され
たデータを含んだデータブロック、つまり、フリーリス
ト(400)及びダーティリスト(500)によって管理されてい
るすべてのデータブロックをアクセス順に示す全体リス
トで、キャッシュメモリ(210)に記憶されたデータを含
んだデータブロックに対応する要素、この例ではデータ
ブロックＡ〜Ｆに対応する要素Ａ〜Ｆ(600a)〜(600f)
と、最も最近アクセスされたデータブロック、この例で
はデータブロックＡを指す最上位ポインタ(601)と、最
近最もアクセスされていないデータブロック、この例で
はデータブロックＦを指す最下位ポインタ(602)とによ
って構成され、要素Ａ〜Ｆ(600a)〜(600f)におけるポイ
ンタ（図示矢印←で示す）及びポインタ（図示矢印
→で示す）と最上位ポインタ(601)及び最下位ポインタ
(602)とによってアクセス順、この例では新しい順にＡ
→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ、古い順にＦ→Ｅ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→
Ａにリンクされている。

【００２９】次に、上記のように構成されたディスクキ
ャッシュ制御装置において、そのディスクキャッシュ制
御方法についてキャッシュ管理テーブル(220)における
キャッシュメモリ(210)におけるデータブロックＡ〜Ｆ
との関係において示すフリーリスト(400)、ダーティリ
スト(500)及び全体リスト(600)を用いて説明する。図４
の(a)に示したようにフリーリスト(400)が、キャッシュ
メモリ(210)に記憶されたディスク(300)に書き戻す必要
のないデータをそれぞれ含んだデータブロックＡ、Ｃ、
Ｆのアクセス順をデータブロックＡ、Ｃ、Ｆに対応した
要素Ａ(700a)、要素Ｃ(700c)、要素Ｆ(700f)の順に示し
ている状態において、ホスト(100)からの要素Ｃ(20c)に
対応したデータブロックＣにおけるデータの読み出し要
求があったとする。

【００３０】この場合、読み出し要求があったデータを
含むデータブロックＣがキャッシュメモリに存在してい
るので、キャッシュヒットしたことになり、ディスク(3
00)にアクセスすることなく、制御手段(230)がキャッシ
ュメモリ(210)に記憶された要素Ｃ(20c)に対応したデー
タブロックＣにおけるデータをホスト(100)に転送す
る。この時、フリーリスト(400)にあっては、要素Ｃ(20
c)に対応したデータブロックＣがアクセスされたことに
より、制御手段(230)によって、図４の(b)に示したよう
に、この読み出されたデータを含んだデータブロックＣ
に対応した要素Ｃ(700c)が先頭になるようにフリーリス
ト(400)における要素Ｃ、Ａ、Ｆ(700c)、(700a)、(700
f)のポインタ、つまり図２に示したキャッシュ管理テー
ブル(220)における要素記憶部(214)、(212)、(217)に記
憶されたポインタ及びポインタが変更されるととも
に最上位ポインタ(401)が更新、つまり、キャッシュメ
モリ(210)に記憶されたデータブロックＣが最も最近ア
クセスされたものであることを示すように要素Ｃ(700c)
に対応するアドレスを指し示すように変更される。

【００３１】一方、全体リスト(600)にあっては、制御
手段(230)によって、図４の(b)に示したように、読み出
されたデータを含んだデータブロックＣに対応した要素
Ｃ(600c)が先頭になるように全体リスト(600)における
要素Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｄ(600c)、(600a)、(600b)、(600d)の
ポインタ、つまり図２に示したキャッシュ管理テーブル
(220)における要素記憶部(214)、(212)、(213)、(215)
に記憶されたポインタ及びポインタが変更されると
ともに最上位ポインタ(601)が更新、つまり、キャッシ
ュメモリ(210)に記憶されたデータブロックＣが最も最
近アクセスされたものであることを示すように要素Ｃ(6
00c)に対応するアドレスを指し示すようにされる。

【００３２】また、ホスト(100)からの読み出し要求の
データがダーティリスト(1)に存在する要素に対応した
キャッシュメモリ(100)に記憶されたデータブロックに
存在すると、例えば、図４の(a)に示した状態と同様な
状態である図５の(a)の状態において、キャッシュメモ
リ(210)に記憶されたデータブロックＥのデータに対し
て読み出し要求があると、上記と同様にキャッシュヒッ
トしたことになってディスク(300)にアクセスすること
なく、制御手段(230)がキャッシュメモリ(210)に記憶さ
れた読み出し要求に応じたデータブロックＥにおけるデ
ータをホスト(100)に転送する。

【００３３】この時、ダーティリスト(1)において、制
御手段(230)によって、図５の(b)に示したように、読み
出し要求があったデータを含んだデータブロックＥに対
応した要素Ｅ(700e)が先頭になるようにダーティリスト
(1)における要素Ｅ、Ｂ、Ｄ(700e)、(700b)、(700d)の
ポインタが更新、つまり図２に示したキャッシュ管理テ
ーブル(220)における要素記憶部(216)、(213)、(215)に
記憶されたポインタ及びポインタが変更されるとと
もに最上位ポインタ(501)が更新、つまり、キャッシュ
メモリ(210)に記憶されたデータブロックＥが最も最近
アクセスされたものであることを示すように要素Ｅ(700
e)に対応するアドレスを指し示すようにされる。

【００３４】一方、全体リスト(600)にあっては、制御
手段(230)によって、図５の(b)に示したように、読み出
されたデータを含んだデータブロックＥに対応した要素
Ｅ(600e)が先頭になるように全体リスト(600)における
要素Ｅ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ(600a)、(600b)、(600c)、
(600d)、(600f)のポインタ、つまり図２に示したキャッ
シュ管理テーブル(220)における要素記憶部(216)、(21
2)、(213)、(214)、(215)、(217)に記憶されたポインタ
及びポインタが変更されるとともに最上位ポインタ
(601)が更新、つまり、キャッシュメモリ(210)に記憶さ
れたデータブロックＥが最も最近アクセスされたもので
あることを示すように要素Ｅ(600e)に対応するアドレス
を指し示すようにされる。

【００３５】さらに、ホストからの読み出し要求のあっ
たデータがキャッシュメモリに存在していない場合、キ
ャッシュミスとなり、キャッシュディスク制御装置(20
0)の制御手段(230)がディスク(300)をアクセスしてディ
スク(300)からのデータが読み出されてホスト(100)に転
送される。この時、ダーティリスト(500)及びフリーリ
スト(400)に読み出し要求があったデータブロックに対
応した要素が存在していないため、フリーリスト(400)
の最後尾のデータブロックに対応した要素を解放し、新
たにデータをキャッシュメモリ(210)における解放され
たデータブロックに書き込んだ後、フリーリスト(400)
及び全体リスト(600)において、このデータブロックに
対応した要素をフリーリスト(400)の先頭になるように
フリーリスト(400)における各要素のポインタ及び全体
リスト(600)における各要素のポインタ、つまり、キャ
ッシュ管理テーブル(220)における要素記憶部(212)、(2
13)、(214)、(215)、(216)、(217)に記憶されたポイン
タ及びポインタとポインタ及びポインタが変更
されるとともに最上位ポインタ(401)及び最上位ポイン
タ(601)が更新、つまり、キャッシュメモリ(210)に新た
に記憶されたデータブロックが最も最近アクセスされた
ものであることを示すようにそのデータブロックに対応
した要素に対応するアドレスを指し示すようにされる。

【００３６】一方、ホスト(100)からの要求が書き込み
要求であった場合、この書き込み要求のあったデータブ
ロックにおけるデータがキャッシュメモリ(210)に存在
する場合、制御手段(230)がキャッシュメモリ(210)にお
けるデータを更新し、ディスク(300)へのデータの書き
込みは行われない。

【００３７】この時、例えば、図６の(a)に示す状態に
おいて、書き込み要求がデータブロックＣに対してなさ
れた時、このデータブロックＣに対応した要素Ｃ(700c)
がフリーリスト(400)に存在する。フリーリスト(400)に
おいては、図６の(b)に示すように、このデータブロッ
クＣに対応した要素Ｃ(700c)をフリーリスト(400)から
切り離し、この切り離された要素Ｃ(700c)をダーティリ
スト(500)において先頭にする。すなわち、フリーリス
ト(400)においては、フリーリスト(400)における各要素
Ａ、Ｆ(700a)、(700f)のポインタ、つまり、図２に示し
たキャッシュ管理テーブル(220)における要素記憶部(21
2)、(217)に記憶されたポインタ及びポインタが変
更されるとともに最上位ポインタ(401)が更新、つま
り、キャッシュメモリ(210)に記憶されたデータブロッ
クＡが最も最近アクセスされたものであることを示すよ
うに要素Ａ(700a)に対応するアドレスを指し示すように
される。

【００３８】ダーティリスト(500)においては、ダーテ
ィリスト(500)における各要素Ｃ、Ｂ、Ｄ、Ｅにおける
ポインタ、つまり、図２に示したキャッシュ管理テーブ
ル(220)における要素記憶部(214)、(213)、(214)、(21
6)に記憶されたポインタ及びポインタが変更される
とともに最上位ポインタ(501)が更新、つまり、キャッ
シュメモリ(210)に記憶されたデータブロックＣが最も
最近アクセスされたものであることを示すように要素Ｃ
(700c)に対応するアドレスを指し示すようにされる。
全体リスト(600)においては、全体リスト(600)における
各要素Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ(600c)、(600a)、(600b)、(6
00d)のポインタ、つまり、図２に示したキャッシュ管理
テーブル(220)における要素記憶部(214)、(212)、(21
3)、(215)に記憶されたポインタ及びポインタが変
更されるとともに最上位ポインタ(601)が更新、つま
り、キャッシュメモリ(210)に記憶されたデータブロッ
クＣが最も最近アクセスされたものであることを示すよ
うに要素Ｃ(600c)に対応するアドレスを指し示すように
される。

【００３９】また、例えば、図７の(a)に示す状態にお
いて、書き込み要求がデータブロックＥに対してなされ
た時、このデータブロックＥに対応した要素Ｅ(700e)が
ダーティリスト(500)に存在する。このデータブロック
Ｅに対応した要素Ｅ(700e)をダーティリスト(600)にお
いて先頭にする。

【００４０】すなわち、ダーティリスト(500)において
は、ダーティリスト(500)における各要素Ｅ、Ｂ、Ｄに
おけるポインタ、つまり、図２に示したキャッシュ管理
テーブル(220)における要素記憶部(216)、(213)、(215)
に記憶されたポインタ及びポインタが変更されると
ともに最上位ポインタ(501)が更新、つまり、キャッシ
ュメモリ(210)に記憶されたデータブロックＥが最も最
近アクセスされたものであることを示すように要素Ｅ(7
00e)に対応するアドレスを指し示すようにされる。全体
リスト(600)においては、全体リスト(600)における各要
素Ｅ、Ａ、Ｄ、Ｆ(600e)、(600a)、(600d)、(600f)のポ
インタ、つまり、図２に示したキャッシュ管理テーブル
(220)における要素記憶部(216)、(212)、(215)、(217)
に記憶されたポインタ及びポインタが変更されると
ともに最上位ポインタ(601)が更新、つまり、キャッシ
ュメモリ(210)に記憶されたデータブロックＥが最も最
近アクセスされたものであることを示すように要素Ｅ(6
00e)に対応するアドレスを指し示すようにされる。

【００４１】さらに、ホスト(100)からの書き込み要求
がキャッシュメモリ(210)に存在しない場合、フリーリ
スト(400)の最後尾のデータブロックに対応した要素を
解放してキャッシュメモリにおけるこの解放した要素に
対応したデータブロックを書き込み可能とし、新たにデ
ータをキャッシュメモリ(210)におけるこの書き込み可
能とされたデータブロックに書き込んだ後、この書き込
まれたデータブロックに対応した要素をフリーリスト(4
00)から切り離し、この切り離されたデータブロックに
対応した要素をダーティリスト(500)において先頭に
し、フリーリスト(400)における各要素のポインタ及び
ダーティリスト(500)における各要素のポインタ及び全
体リスト(600)における各要素のポインタ、つまり、キ
ャッシュ管理テーブル(220)における要素記憶部(212)、
(213)、(214)、(215)、(216)、(217)に記憶されたポイ
ンタ及びポインタとポインタ及びポインタが変
更されるとともに最上位ポインタ(401)及び最上位ポイ
ンタ(501)及び最上位ポインタ(601)が更新、つまり、キ
ャッシュメモリ(210)に新たに記憶されたデータブロッ
クが最も最近アクセスされたものであることを示すよう
にそのデータブロックに対応した要素に対応するアドレ
スを指し示すようにされる。

【００４２】次に、キャッシュメモリ(210)にのみ書き
込まれており、後にディスク(300)に書き戻す必要のあ
るデータブロック、つまり、ダーティリスト(500)にお
いて管理されているデータブロックにおけるデータのデ
ィスク(300)への書き込みについて説明する。図８の(a)
に示したように、フリーリスト(400)が、データブロッ
クのアクセス順を、データブロックに対応した要素Ａ(7
00a)、Ｃ(700c)、Ｆ(700f)の順に示している状態であ
り、ダーティリスト(500)が、データブロックのアクセ
ス順を、データブロックに対応した要素Ｂ(700b)、Ｄ(7
00d)、Ｅ(700e)の順に示している状態である場合に、キ
ャッシュディスク制御装置(200)内部の制御手段(230)か
らのタイマ割り込み等によってダーティリスト(500)に
おける要素によって管理されているデータをディスクに
書き込む要求が生じたとする。

【００４３】この時、ダーティリスト(500)における最
後尾の要素Ｅによって管理されているデータブロックＥ
におけるデータをディスク(300)に書き込み、図８の(b)
に示すようにダーティリスト(500)における最後尾の要
素Ｅ(700e)をダーティリスト(500)から切り離し、フリ
ーリスト(400)に、このダーティリスト(500)から切り離
された要素Ｅ(700e)を追加する。

【００４４】このフリーリスト(400)への追加は次のよ
うに行われる。つまり、制御手段(230)が全体リスト(60
0)における書き戻したデータを含んだデータブロックＥ
の直後のデータブロックＦに対応した要素Ｆ(600f)を探
索し、フリーリスト(400)において、この要素Ｆ(600f)
に相当する要素Ｆ(700f)（全体リスト(600)における要
素Ｆ(600f)に相当する要素Ｆ(700f)は、要素Ｅ(700e)が
ダーティリスト(500)の最後尾であるから必ずフリーリ
スト(400)に存在する）の直前に要素Ｅ(700e)を追加す
る。

【００４５】その結果、要素Ｅ(700e)に対応したデータ
ブロックＥはフリーリスト(400)によってアクセス順に
管理されることになり、フリーリスト(400)及びダーテ
ィリスト(500)は、常に各データブロックを常にアクセ
ス順に管理することになり、ＬＲＵアルゴリズムを確実
に実行でき、キャッシュヒット率が高くなるものであ
る。

【００４６】なお、フリーリスト(400)への追加に対し
て具体的には以下のようにされるものである。つまり、
フリーリスト(400)における変更を必要とされる各要素
のポインタ及びダーティリスト(500)における変更を必
要とされる各要素のポインタ及び全体リスト(600)にお
ける変更を必要とされる各要素のポインタ、つまり、キ
ャッシュ管理テーブル(220)における要素記憶部(212)、
(213)、(214)、(215)、(216)、(217)に記憶された変更
を必要とされるポインタ及びポインタとポインタ
及びポインタが変更され、さらに、変更を必要とされ
る最上位ポインタ(401)及び最上位ポインタ(501)及び最
上位ポインタ(601)が更新、つまり、各リスト(400)、(5
00)、(600)それぞれにおいて最も最近アクセスされたデ
ータブロックに対応した要素に対応するアドレスを指し
示すようにされるとともに、変更を必要とされる最下位
ポインタ(402)及び最下位ポインタ(502)及び最下位ポイ
ンタ(602)が更新、つまり、各リスト(400)、(500)、(60
0)それぞれにおいて最近最もアクセスされていないデー
タブロックに対応した要素に対応するアドレスを指し示
すようにされ、図８の(b)に示すようなリンク状態にさ
れるものである。

【００４７】実施例２．上記実施例１においては、ダー
ティリスト(500)において管理されているデータブロッ
クにおけるデータのディスク(300)への書き込みを、ダ
ーティリスト(500)における最後尾の要素Ｅ(700e)に対
応したデータブロックＥのデータとしていたが、図９に
示すように、ダーティリスト(500)における先頭の要素
Ｂ(700b)に対応したデータブロックＢのデータとしても
良いものである。

【００４８】この場合、制御手段(230)が、ダーティリ
スト(500)における書き戻したデータを含んだデータブ
ロックＢに対応した要素Ｂ(700b)を切り離すとともに、
全体リスト(600)における要素Ｂ(700b)の直前の要素Ａ
(600a)を探索し、フリーリスト(400)において、この要
素Ａ(600a)に相当する要素Ａ(700a)（全体リスト(600)
における要素Ａ(600a)に相当する要素Ａ(700a)は、要素
Ｂ(700b)がダーティリスト(500)の先頭であるから必ず
フリーリスト(400)に存在する）の直後に要素Ｂ(700b)
を追加する。

【００４９】その結果、要素Ｂ(700b)に対応したデータ
ブロックＢはフリーリスト(400)によってアクセス順に
管理されることになり、フリーリスト(400)及びダーテ
ィリスト(500)は、常に各データブロックを常にアクセ
ス順に管理することになり、ＬＲＵアルゴリゴムを確実
に実行でき、キャッシュヒット率が高くなるものであ
る。

【００５０】

【発明の効果】この発明の第１の発明は、以上に述べた
ように、第１及び第２のリストにおけるすべてのデータ
をアクセス順に示す第３のリストを設け、第１のリスト
にて管理されているキャッシュメモリにのみ書き込まれ
たデータをディスクに書き戻し、この書き戻したデータ
を示す位置を、第３のリストにおける書き戻したデータ
の直前または直後のデータに対応した第２のリストのデ
ータの直後または直前に位置するものとして第２のリス
トを変更させるので、第１及び第２のリストが常にアク
セスされた順にデータを管理でき、キャッシュヒット率
を高められるという効果を有する。

【００５１】また、この発明の第２の発明は、第１の管
理部にて管理されているディスクに書き戻す必要のある
複数のデータ及び第２の管理部にて管理されているディ
スクに書き戻す必要のない複数のデータをアクセス順に
管理する第３の管理部を有するキャッシュ管理テーブル
を設け、ディスクに書き戻す必要のあるデータをディス
クに書き戻す際に、第２の管理部にて管理するアクセス
順を、第３の管理部に管理されたアクセス順の書き戻し
たデータの位置の直前または直後のデータの位置に相当
する第２の管理部のデータの位置に対して直後または直
前に位置するものとして変更させる制御手段を設けたの
で、第１及び第２の管理部がともに常にアクセスされた
順にデータを管理でき、キャッシュヒット率を高められ
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す構成図。

【図２】この発明の実施例１におけるキャッシュメモリ
(210)及びキャッシュ管理テーブルを示す図。

【図３】この発明の実施例１におけるディスクキャッシ
ュの管理を説明するための図。

【図４】この発明の実施例１におけるディスクキャッシ
ュの管理を説明するための図。

【図５】この発明の実施例１におけるディスクキャッシ
ュの管理を説明するための図。

【図６】この発明の実施例１におけるディスクキャッシ
ュの管理を説明するための図。

【図７】この発明の実施例１におけるディスクキャッシ
ュの管理を説明するための図。

【図８】この発明の実施例１におけるディスクキャッシ
ュの管理を説明するための図。

【図９】この発明の実施例２におけるディスクキャッシ
ュの管理を説明するための図。

【図１０】従来のディスクキャッシュ制御方法における
ディスクキャッシュの管理を説明するための図。

【図１１】従来のディスクキャッシュ制御方法における
ディスクキャッシュの管理を説明するための図。

【図１２】従来のディスクキャッシュ制御方法における
ディスクキャッシュの管理を説明するための図。

【符号の説明】

１００ ホスト ２００ キャッシュディスク制御装置 ２１０ キャッシュメモリ ２２０ キャッシュ管理テーブル ２３０ 制御手段 ３００ ディスク ４００ フリーリスト ５００ ダーティリスト ６００ 全体リスト

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】一般に、ディスクキャッシュは、複数のブ
ロックに分けられ、各ブロックにディスクに書き込まれ
る及び読み出される（ライト／リードされる）データを
格納するキャッシュメモリと、このキャッシュメモリを
管理するための情報を記憶するキャッシュ管理テーブル
とを備えているものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】さらに、ホストからの読み出し要求のあっ
たデータがキャッシュメモリに存在していない場合、キ
ャッシュミスとなり、ディスクキャッシュ制御装置(20
0)の制御手段(230)がディスク(300)をアクセスしてディ
スク(300)からのデータが読み出されてホスト(100)に転
送される。この時、ダーティリスト(500)及びフリーリ
スト(400)に読み出し要求があったデータブロックに対
応した要素が存在していないため、フリーリスト(400)
の最後尾のデータブロックに対応した要素を解放し、新
たにデータをキャッシュメモリ(210)における解放され
たデータブロックに書き込んだ後、フリーリスト(400)
及び全体リスト(600)において、このデータブロックに
対応した要素をフリーリスト(400)の先頭になるように
フリーリスト(400)における各要素のポインタ及び全体
リスト(600)における各要素のポインタ、つまり、キャ
ッシュ管理テーブル(220)における要素記憶部(212)、(2
13)、(214)、(215)、(216)、(217)に記憶されたポイン
タ及びポインタとポインタ及びポインタが変更
されるとともに最上位ポインタ(401)及び最上位ポイン
タ(601)が更新、つまり、キャッシュメモリ(210)に新た
に記憶されたデータブロックが最も最近アクセスされた
ものであることを示すようにそのデータブロックに対応
した要素に対応するアドレスを指し示すようにされる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １００ ホスト ２００ ディスクキャッシュ制御装置 ２１０ キャッシュメモリ ２２０ キャッシュ管理テーブル ２３０ 制御手段 ３００ ディスク ４００ フリーリスト ５００ ダーティリスト ６００ 全体リスト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャッシュメモリにのみ書き込まれてお
   り、後にディスクに書き戻す必要のある複数のデータを
   アクセス順に示す第１のリストと、キャッシュメモリに
   書き込まれているとともにディスクに既に書き込まれて
   おり、ディスクに書き戻す必要のない複数のデータをア
   クセス順に示す第２のリストと、これら第１及び第２の
   リストにおけるすべてのデータをアクセス順に示す第３
   のリストとを設け、キャッシュメモリにのみ書き込まれ
   たデータをディスクに書き戻し、この書き戻したデータ
   を示す位置を第３のリストにおける上記書き戻したデー
   タの直前または直後のデータに対応した第２のリストの
   データの直後または直前に位置するものとして第２のリ
   ストを変更させるディスクキャッシュ制御方法。
2. 【請求項２】 ディスクに書き戻す必要のある複数のデ
   ータ及びディスクに書き戻す必要のない複数のデータを
   記憶するキャッシュメモリ、上記ディスクに書き戻す必
   要のある複数のデータをアクセス順に管理する第１の管
   理部と、上記ディスクに書き戻す必要のない複数のデー
   タをアクセス順に管理する第２の管理部と、上記ディス
   クに書き戻す必要のある複数のデータ及び上記ディスク
   に書き戻す必要のない複数のデータをアクセス順に管理
   する第３の管理部とを有するキャッシュ管理テーブル、
   上記キャッシュメモリに記憶された上記ディスクに書き
   戻す必要のあるデータをディスクに書き戻すとともに、
   上記第２の管理部にて管理するアクセス順を、上記第３
   の管理部に管理されたアクセス順の書き戻したデータの
   位置の直前または直後のデータの位置に相当する第２の
   管理部のデータの位置に対して直後または直前に位置す
   るものとして変更させる制御手段を備えたディスクキャ
   ッシュ装置。