JPH0619792A - ディスクキャッシュ制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 システムの性能を低下させることなく、正／
副各々の回転形記憶装置におけるデータの信頼性の維
持、およびエラー発生による正／副の回転形記憶装置の
煩雑な切換え処理の低減を実現することが可能なディス
クキャッシュ制御技術を提供する。 【構成】 上位装置の入出力要求の間隔を監視し、空き
時間に正／副ボリウムからのデータのリードおよびキャ
ッシュメモリ上でのコンペアチェックを行い、一方の正
（副）ボリウムでリードエラーが発生した場合は、他方
の副（正）ボリウムからリードしたデータを複写するこ
とにより、エラー回復を行う、という制御をサブシステ
ム側で自発的に行う。

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制
御技術に関し、特に、ディスク二重書き動作による信頼
性の向上を図るディスクキャッシュ制御技術に適用して
有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、回転形記憶装置の一種である
磁気ディスク駆動装置を有する磁気ディスクサブシステ
ムなどにおいては、従来、次のような技術によって磁気
ディスク媒体上のデータの信頼性の向上を図っている。

【０００３】すなわち、単体の磁気ディスク駆動装置に
おいて、オンライン中のサーフェース・スキャンのよう
に、入出力動作の空き時間に自発的にリード診断を行
い、検知したエラーおよび診断状況を蓄積、または上位
装置に対して報告することにより、信頼性の向上を図ろ
うとしている。

【０００４】一方、正副の磁気ディスク駆動装置に対し
て二重にデータを書込む、ディスク二重書きによって、
信頼性の向上を図る場合には、副ボリウムとなるドライ
ブを設定し、当該ドライブに対し、正ボリウムからデー
タの全面コピーを行い、両者におけるデータの一致が確
認されたのち、正／副ドライブに対して同時に書込みお
よび読みだし動作を行う。

【０００５】また、上述のようなディスク二重書きシス
テムにおいてディスクキャッシュを用いる場合には、通
常、ディスク制御装置内のキャッシュメモリに対してデ
ータの書込みを行い、当該書込みが完了した時点で上位
装置に対して書込み完了を報告し、その後、上位装置側
とは非同期に正／副ボリウムに対する書込みを行うこと
によりボリウム単位でデータの二重化を図る。

【０００６】そして、上位装置からの読みだし要求に対
しては、正ボリウムのデータによって応答する。このた
め、どちらか一方のボリウムに障害が発生しても、他方
の正常なボリウムに切り換えることによって、オンライ
ン業務の続行が可能となる。

【０００７】このように、正／副ボリウムのデータの二
重化により、データの信頼性の向上が図られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な二重書きによるデータの信頼性を図る従来の技術で
は、エラーが発生した時点で他のボリウムに切り換わる
だけであり、データの信頼性の確保にはそれなりの効果
があるものの、オンライン稼動中における正／副両ボリ
ウムの整合性などを自発的に検証する、という点につい
ては配慮されておらず、個々のボリウムにおけるエラー
発生頻度そのものを低減できるわけではない。

【０００９】すなわち、上位装置から、磁気劣化などに
よってエラーの発生する領域に対してアクセスが行われ
た場合、上位装置に対してエラーが報告され、煩雑なボ
リウム切換えや、リトライ処理などの操作が必要となる
という問題がある。また、正／副ボリウムのデータの不
一致による、いわゆるデータ化けの懸念もある。

【００１０】本発明の目的は、システムの性能を低下さ
せることなく、正／副各々の回転形記憶装置におけるデ
ータの信頼性の維持、およびエラー発生による煩雑な正
／副の回転形記憶装置の切換え作業の発生頻度の低減を
実現することが可能なディスクキャッシュ制御技術を提
供することにある。

【００１１】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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上位処理装置
と回転形記憶装置との間に、両者間で授受されるデータ
を必要に応じて一旦格納するキャッシュメモリを設け、
上位処理装置からのライト要求によって正／副二台の回
転形記憶装置に書込むべきライト・データをキャッシュ
メモリに書込む動作と、当該キャッシュメモリから正／
副二台の回転形記憶装置の各々にライト・データを二重
に書込む動作とを非同期に行うディスクキャッシュ制御
方式において、正／副二台の回転形記憶装置の双方に格
納されているデータの照合により整合性の検証を行う第
１の動作、および正常にリードできた正または副の回転
形記憶装置からリードエラーの発生した副または正の回
転形記憶装置へのデータの複写によるエラー回復を行う
第２の動作の少なくとも一方を、オンライン稼動中に自
発的に行う制御論理を備えたものである。

【００１３】また、本発明は、請求項１記載のディスク
キャッシュ制御方式において、キャッシュメモリと回転
形記憶装置との間におけるデータの授受を回転形記憶装
置におけるトラックを単位として行い、制御論理は、上
位処理装置からの入出力要求の間隔を監視し、入出力要
求と競合しない時に、キャッシュメモリに未割当てのト
ラックを対象に第１および第２の動作の少なくとも一方
を、稼動中、自発的に行うようにしたものである。

【００１４】また、本発明は、請求項１または２記載の
ディスクキャッシュ制御方式において、第１および第２
の動作において正または副の回転形記憶装置に修復不能
のエラーが検出されたとき、制御論理は自発的に、交代
トラックの割当て、正常な副または正の回転形記憶装置
からの交代トラックへのデータの複写による回復動作を
行うようにしたものである。

【００１５】

【作用】上記した本発明のディスクキャッシュ制御方式
によれば、常時、正／副二台の回転形記憶装置の各々に
おけるエラーが解消されるとともに、正／副二台の回転
形記憶装置の双方に二重書きされたデータに整合性も確
実に維持されるので、上位処理装置からのリード要求時
に、たとえば磁気ディスク媒体などにおける磁気劣化な
どに起因するリードエラーや修復不能のリードエラーな
どの発生を未然に防止することができ、さらに、これら
のエラー発生に起因する煩雑なボリウム切換えやリトラ
イ処理などによる処理の遅延発生が解消される。

【００１６】

【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制御方式について詳細に説明
する。

【００１７】図１は本発明のディスクキャッシュ制御方
式の作用の一例を示すフローチャートであり、図２は当
該ディスクキャッシュ制御方式が実施される磁気ディス
クサブシステムを含むデータ処理システムの構成の一例
を示すブロック図、図３は、磁気ディスクサブシステム
の一部をさらに詳細に示すブロック図である。

【００１８】図２に例示されるように、本実施例の磁気
ディスクサブシステムは、ディスクキャッシュ制御装置
１２０と、当該ディスクキャッシュ制御装置１２０に磁
気ディスク接続装置１３０Ａおよび磁気ディスク接続装
置１３０Ｂを介して２系列をなして接続される複数の磁
気ディスク駆動装置１４０とで構成されている。

【００１９】ディスクキャッシュ制御装置１２０には、
チャネル１１０Ａおよびチャネル１１０Ｂを介して、中
央処理装置１００Ａおよび中央処理装置１００Ｂが接続
されている。

【００２０】チャネル１００Ａ（Ｂ）は、中央処理装置
１００Ａ（Ｂ）からの指令に基づいて、ディスクキャッ
シュ制御装置１２０を介して磁気ディスク駆動装置１４
０に対するデータの入出力を行う。

【００２１】ディスクキャッシュ制御装置１２０は、た
とえば図３に例示されるように、全体の制御を行うマイ
クロプロセッサ２００と、当該マイクロプロセッサ２０
０の動作を制御する後述のような制御論理を実現するプ
ログラムなどが格納されるランダム・アクセス・メモリ
２１０とが設けられている。

【００２２】マイクロプロセッサ２００の配下には、上
位側のチャネル１１０Ａ（Ｂ）との間におけるデータ転
送を制御する対チャネル転送制御回路２２０、および磁
気ディスク駆動装置１４０との間におけるデータ転送を
制御する対ドライブ転送制御回路２４０、チャネル１１
０Ａ（Ｂ）と磁気ディスク駆動装置１４０との間におけ
るデータ転送を同期をとりつつ行うデータ転送制御回路
２３０が設けられている。

【００２３】また、対チャネル転送制御回路２２０と対
ドライブ転送制御回路２４０との間には、キャッシュメ
モリ３００と、不揮発性メモリからなるバックアップメ
モリ４００が設けられている。キャッシュメモリ３００
には、上位側からのアクセス頻度の高い磁気ディスク駆
動装置１４０内のデータが、たとえばトラック単位に格
納される。バックアップメモリ４００には、場合によっ
てキャッシュメモリ３００にのみ格納された状態とな
る、磁気ディスク駆動装置１４０への書込みデータが、
信頼性の確保のために同時に書込まれる。

【００２４】本実施例では、磁気ディスク接続装置１３
０Ａおよび１３０Ｂの各々の配下に接続された２系列の
磁気ディスク駆動装置１４０のうちの一方を正ボリウム
１４０Ａ、他方を副ボリウム１４０Ｂとし、両ボリウム
に同一のデータを二重書きする。

【００２５】また、この二重書き動作においては、チャ
ネル１１０Ａ（Ｂ）からのライト要求に対して、ディス
クキャッシュ制御装置１２０は、正ボリウム１４０Ａお
よびキャッシュメモリ３００に書込みを実行し、その
後、チャネル１１０Ａ（Ｂ）側とは非同期に副ボリウム
１４０Ｂに書込みを実行する場合と、キャッシュメモリ
３００およびバックアップメモリ４００に書込みを行
い、その後、チャネル１１０Ａ（Ｂ）側とは非同期に正
ボリウム１４０Ａおよび副ボリウム１４０Ｂに書込みを
行う場合とがある。

【００２６】以下、本実施例のディスクキャッシュ制御
方式の作用の一例を、図１のフローチャートなどを参照
しながら説明する。

【００２７】まず、ディスクキャッシュ制御装置１２０
のマイクロプロセッサ２００は、チャネル１１０Ａ
（Ｂ）からの通常のＩ／Ｏ要求を監視し（ステップ５０
１）、当該Ｉ／Ｏ要求があった場合には、Ｉ／Ｏ処理を
実行する（ステップ５０２）。

【００２８】一方、前記Ｉ／Ｏ要求が空いた場合には、
キャッシュメモリ３００上に存在していないデータを正
ボリウム１４０Ａおよび副ボリウム１４０Ｂ上でサーチ
し（ステップ５０３）、まず、正ボリウム１４０Ａから
キャッシュメモリ３００に対してトラック単位またはシ
リンダ単位にリードし（ステップ５０４）、当該リード
処理が正常終了したか否かを判定する（ステップ５０
５）。

【００２９】正常終了の場合には、さらに副ボリウム１
４０Ｂから対応するデータをキャッシュメモリ３００に
リードし（ステップ５０６）、当該リード処理が正常終
了か否かを判定する（ステップ５０７）。そして、正常
終了の場合には、正ボリウム１４０Ａおよび副ボリウム
１４０Ｂのコンペアを行い（ステップ５０８）、正／副
ボリウムのデータが一致するか否かを判定し（ステップ
５０９）、不一致の場合には、副ボリウム１４０Ｂの使
用を中止し（ステップ５１０）、一致の場合には、その
まま終了する。

【００３０】前記ステップ５０７において、副ボリウム
１４０Ｂのリードエラーと判明した場合には、さらに、
当該エラーが修復不能エラーか否かを調べ（ステップ５
１１）、修復不能エラーの場合には副ボリウム１４０Ｂ
の該当領域に交代トラックを割当てた後（ステップ５１
２）、正ボリウム１４０Ａのデータを副ボリウム１４０
Ｂに書込み（ステップ５１３）、エラー情報の記録を行
って（ステップ５１４）、終了する。

【００３１】一方、前記ステップ５０５において正ボリ
ウム１４０Ａからのデータリードがエラーと判定された
場合は、副ボリウム１４０Ｂから目的のデータをリード
して（ステップ５１５）、エラーの有無を判定し（ステ
ップ５１６）、正常終了の場合には、先のステップ５０
４、ステップ５０５における正ボリウム１４０Ａにおけ
るリードエラーが修復不能か否かを調べ（ステップ５１
７）、修復不能エラーであった場合には、正ボリウム１
４０Ａに交代トラックを割当てた後（ステップ５１
８）、副ボリウム１４０Ｂのデータを正ボリウム１４０
Ａに書込み（ステップ５１９）、エラー情報を記録して
（ステップ５２０）、終了する。

【００３２】前記ステップ５１６において、副ボリウム
１４０Ｂからのリードもエラーとなった場合には、すな
わち、正ボリウム１４０Ａおよび副ボリウム１４０Ｂの
いずれにおいてもリードエラーとなった場合には、上位
のチャネル１１０Ａ（Ｂ）の側にエラー報告を行って
（ステップ５２１）、終了する。

【００３３】ただし、上述の一連の処理中に、コンペア
対象のデータに対してチャネル１１０Ａ（Ｂ）の側から
アクセス要求があった場合には、副ボリウム１４０Ｂか
らリードしたデータはキャッシュメモリ３００から破棄
し、正ボリウム１４０Ａからリード済のデータを用いて
ヒット処理を行う。

【００３４】このように、本実施例のディスクキャッシ
ュ制御方式によれば、チャネル１１０Ａ（Ｂ）の側から
のＩ／Ｏ要求の合間を利用して、ディスクキャッシュ制
御装置１２０において、自発的に配下の正ボリウム１４
０Ａおよび副ボリウム１４０Ｂからのデータのリード、
およびコンペアチェック処理を行い、必要に応じて、正
しい側の正ボリウム１４０Ａ（副ボリウム１４０Ｂ）か
ら、エラーの発生した副ボリウム１４０Ｂ（正ボリウム
１４０Ａ）にデータを複写することで、エラー回復を行
うので、常に、正ボリウム１４０Ａおよび副ボリウム１
４０Ｂにおけるデータの整合性を維持できるとともに、
データ化けの発生を未然に防止することができる。

【００３５】また、正ボリウム１４０Ａおよび副ボリウ
ム１４０Ｂの双方のデータで常に健全に保たれるため、
従来のように、エラー状態の正ボリウム１４０Ａや副ボ
リウム１４０Ｂに対するアクセス要求の実行に起因す
る、正／副ボリウム切換え、Ｉ／Ｏ要求のリトライなど
の煩雑な処理が必要となる確率が減少し、二重書きを行
うサブシステムの性能が向上する。

【００３６】以上本発明者によってなされた発明を実施
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ことはいうまでもない。

【００３７】

【発明の効果】本願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、
以下のとおりである。

【００３８】すなわち、本発明のディスクキャッシュ制
御方式によれば、正／副二台の回転形記憶装置にデータ
を二重書きする場合に、システムの性能を低下させるこ
となく、正／副各々の回転形記憶装置におけるデータの
信頼性の維持、およびエラー発生による煩雑な正／副の
回転形記憶装置の切換え処理の頻度低減を実現すること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるディスクキャッシュ制
御方式の作用の一例を示すフローチャートである。

【図２】本発明の一実施例であるディスクキャッシュ制
御方式が実施される磁気ディスクサブシステムを含むデ
ータ処理システムの構成の一例を示すブロック図であ
る。

【図３】磁気ディスクサブシステムの一部をさらに詳細
に示すブロック図である。

【符号の説明】

１００Ａ，１００Ｂ 中央処理装置（上位処理装置） １１０Ａ，１１０Ｂ チャネル １２０ ディスクキャッシュ制御装置 １３０Ａ，１３０Ｂ 磁気ディスク接続装置 １４０ 磁気ディスク駆動装置（回転形記憶装置） １４０Ａ 正ボリウム １４０Ｂ 副ボリウム ２００ マイクロプロセッサ ２１０ ランダム・アクセス・メモリ ２２０ 対チャネル転送制御回路 ２３０ データ転送制御回路 ２４０ 対ドライブ転送制御回路 ３００ キャッシュメモリ（揮発性） ４００ バックアップメモリ（不揮発性）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上位処理装置と回転形記憶装置との間
   に、両者間で授受されるデータを必要に応じて一旦格納
   するキャッシュメモリを設け、前記上位処理装置からの
   ライト要求によって正／副二台の前記回転形記憶装置に
   書込むべきライト・データを前記キャッシュメモリに書
   込む動作と、当該キャッシュメモリから正／副二台の前
   記回転形記憶装置の各々に前記ライト・データを二重に
   書込む動作とを非同期に行うディスクキャッシュ制御方
   式であって、正／副二台の前記回転形記憶装置の双方に
   格納されている前記データの照合により整合性の検証を
   行う第１の動作、および正常にリードできた正または副
   の前記回転形記憶装置からリードエラーの発生した副ま
   たは正の前記回転形記憶装置への前記データの複写によ
   るエラー回復を行う第２の動作の少なくとも一方を、オ
   ンライン稼動中に自発的に行う制御論理を備えたことを
   特徴とするディスクキャッシュ制御方式。
2. 【請求項２】 前記キャッシュメモリと前記回転形記憶
   装置との間における前記データの授受が前記回転形記憶
   装置におけるトラックを単位として行われ、前記制御論
   理は、前記上位処理装置からの入出力要求の間隔を監視
   し、前記入出力要求と競合しない時に、前記キャッシュ
   メモリに未割当てのトラックを対象に前記第１および第
   ２の動作の少なくとも一方を、稼動中、自発的に行うこ
   とを特徴とする請求項１記載のディスクキャッシュ制御
   方式。
3. 【請求項３】 前記第１および第２の動作において正ま
   たは副の前記回転形記憶装置に修復不能のエラーが検出
   されたとき、前記制御論理は自発的に、交代トラックの
   割当て、正常な副または正の前記回転形記憶装置からの
   前記交代トラックへの前記データの複写による回復動作
   を行うことを特徴とする請求項１または２記載のディス
   クキャッシュ制御方式。