JPH06259198A - ディスク装置システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスク装置システムにおけるコマンド処理
を高速化することにある。 【構成】 上位計算機からのコマンドを受けるコマンド
・スケジュ−ラ３２は、到着コマンドが待機するコマン
ド待機キュー３３と、コマンドの並び変えに用いるコマ
ンド並び変えキュー３４と、キューを制御するキュー制
御部３５と、キューのサイズを制限するキューサイズ制
限手段３６と、実行順最適化制御部３７とを有する。実
行順最適化制御部３７は、連続領域をアクセスするコマ
ンドを並び変える、連続領域アクセスコマンド並び変え
手段３８と、多重実行可能なコマンドを並び変える多重
実行可能性並び変え手段３９とを有し、上位計算機から
送出されたコマンドをデータのアドレスにより連続領域
をアクセスするように並び変えることと、多重実行が可
能なように並び変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハ−ド・ディスク、光
ディスク及び半導体ディスク等のディスク装置を使用す
るディスク装置システムにおける、大容量データの高速
書き込み、読み出し処理に関する。複数ディスク装置で
構成されるディスクアレイのコマンド処理にも適する。

【０００２】

【従来の技術】ファイルシステムの大容量化とトランザ
クション性能の向上が求められる中、大量のデ−タを高
速に処理する一方式として特開平２−２３６７１４号公
報に開示されるアレイ型ディスク駆動機構システム及び
方法がある。この方式を図１０を用いて説明する。

【０００３】図１０において、１０はＲｅａｄ／Ｗｒｉ
ｔｅコマンドを発行する上位計算機、１１はデ−タの分
配・集合制御を行うアレイ・コントロ−ラである。１１
の中で、１２は上位計算機とのコマンド及びデ−タの授
受を行う上位計算機Ｉ／Ｆ部、１３はタスク実行管理を
行うタスク制御部、１４はコマンド多重処理の最適化を
行うコマンド処理管理部、及び上位計算機１２からのコ
マンドをディスクアレイのコマンドに再編成するアドレ
ス変換や各ディスク装置へのコマンド生成、発行、終了
処理を行うコマンド処理部、１５は割込み処理部、１６
〜２０はディスクとのコマンド及びデ−タ授受を行うデ
ィスク装置Ｉ／Ｆ部、２１〜２５はデ−タの書き込み、
読みだしを行うディスク装置である。なお、ここで扱う
コマンドはＳＣＳＩコマンドであり、それ自体がコマン
ドの種類、論理ブロックアドレス（以下ＬＢＡと記
す）、転送長の３つの要素を持っている。

【０００４】まず、図１０に示すアレイ・コントロ−ラ
１１によって複数のドライブ装置２１〜２５を多重動作
（並行に動作させること）させる。上位計算機１０から
転送されるコマンド・デ−タは、アレイ・コントロ−ラ
１１のコマンド処理管理部１５にて、各ディスク装置に
所定の単位で振り分けるためにアドレス変換される。各
コマンドをファーストイン・ファーストアウト方式（以
下ＦＩＦＯ方式と記す）により到着順にタスク制御管理
部１３や割込み処理部１５の管理の下で、ディスク装置
Ｉ／Ｆ部１６〜２０を介して、各ディスク装置２１〜２
５に書き込む。コマンド・デ−タの読み出しの場合に
は、各ディスク装置２１〜２５から読み出された分割さ
れたコマンド・デ−タをアレイ・コントロ−ラ１１で１
つのデ−タに統合し、上位計算機１０に送出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の方法にお
いては以下の課題がある。

【０００６】すなわち、従来のコマンドを到着順に処理
するＦＩＦＯ方式では、上位計算機が複数ディスクに対
してＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅコマンドを実行する場合、連
続データをアクセスする複数のコマンド列中に、該連続
データに無関係なデータをアクセスするコマンドが混在
するような場合、その混入毎にヘッドシークが発生し、
著しく連続データ転送特性を低下させるという課題があ
る。

【０００７】また、あるコマンドがディスク装置０とデ
ィスク装置１の２台のディスクを使用するような場合、
ディスク装置０がアクセス待ちをしていると、ディスク
装置１は未使用にもかかわらず、そのコマンドに確保さ
れたままになっているために、後から到着するコマンド
がディスク装置１を利用することができず、多重動作が
制限されるという課題がある。

【０００８】本発明の目的は、コマンドの実行順序を変
更して、処理の高速化を実現したディスク装置システム
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、ディスク装置と上記ディスク装置を制御するディス
ク制御装置とを有し、外部からの、データの読み出しま
たは書き込みのコマンドを受けて、上記データの読み出
しまたは書き込みを行うディスク装置システムにおい
て、上記ディスク制御装置は、上記コマンドを受信する
受信手段と、上記コマンドを蓄積する第一コマンドキュ
ーと、上記蓄積されたコマンドの実行時間の総和を短縮
するように上記コマンドの実行順序を変更する実行順制
御手段とを有することとしたものである。

【００１０】

【作用】コマンドが第一コマンドキューに入り、上記蓄
積されたコマンドの実行時間の総和を短縮するように上
記コマンドの実行順序を変更することにより、高速化が
図れる。

【００１１】たとえば、実行順制御手段が第一コマンド
キューのコマンド群について、連続領域アクセス可能性
を考慮して並び変え、並び変えが終わったコマンドから
実行を開始することで、連続領域アクセスデータをまと
めて処理することができる。

【００１２】これにより、分断された連続領域アクセス
データをまとめて１つのコマンド群として処理すること
で、ディスクヘッドのシーク等を減らすことができ、高
速化を実現することである。

【００１３】また、第一コマンドキューのコマンド群に
ついて多重実行可能性を考慮して、並び変え、並び変え
が終わったコマンドから実行を開始することで、コマン
ドを多重実行することができる。

【００１４】これにより、複数のディスク装置が極力多
重実行可能なように、コマンドを並び変えられるので、
ディスクの稼働率を上げ、１コマンドあたりの平均処理
時間を短縮することができる。

【００１５】

【実施例】本発明の第一実施例を図１〜４、１１を用い
て説明する。

【００１６】図１１に示す本ディスク装置システム（デ
ィスクアレイ）は、Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅコマンドを発
行する上位計算機１０から、コマンドを受けてデ−タの
分配・集合制御を行うアレイ・コントロ−ラ１１（ディ
スク制御装置）と、デ−タの書き込み、読みだしを行う
ディスク装置２１〜２５とを有する。アレイ・コントロ
−ラ１１は、上位計算機とのコマンド及びデ−タの授受
を行う上位計算機Ｉ／Ｆ部１２と、タスク実行管理を行
うタスク制御部１３と、コマンド多重処理の最適化を行
うコマンド処理並びに管理、及び上位計算機１０からの
コマンドをディスクアレイのコマンドに再編成するアド
レス変換や各ディスク装置へのコマンド生成、発行、終
了処理を行うコマンド処理及び管理部１４１と、割込み
処理部１５と、ディスクとのコマンド及びデ−タ授受を
行うディスク装置Ｉ／Ｆ部１６〜２０とを有する。な
お、ここで扱うコマンドはＳＣＳＩコマンドであり、そ
れ自体がコマンドの種類、論理ブロックアドレス（以下
ＬＢＡと記す）、転送長の３つの要素を持っている。

【００１７】まず、図１１に示すアレイ・コントロ−ラ
１１によって複数のドライブ装置２１〜２５を多重動作
（並行に動作させること）させる。上位計算機１０から
転送されるコマンド・デ−タは、アレイ・コントロ−ラ
１１のコマンド処理管理部１５にて、各ディスク装置に
所定の単位で振り分けるためにアドレス変換される。各
コマンドをファーストイン・ファーストアウト方式（以
下ＦＩＦＯ方式と記す）により到着順にタスク制御管理
部１３や割込み処理部１５の管理の下で、ディスク装置
Ｉ／Ｆ部１６〜２０を介して、各ディスク装置２１〜２
５に書き込む。コマンド・デ−タの読み出しの場合に
は、各ディスク装置２１〜２５から読み出された分割さ
れたコマンド・デ−タをアレイ・コントロ−ラ１１で１
つのデ−タに統合し、上位計算機１０に送出する。

【００１８】図１は、コマンド処理及び管理部１４１の
詳細を表わした図である。

【００１９】コマンド処理及び管理部１４１は、上位計
算機からのＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅコマンドを受信する上
位計算機コマンド受信部３０（受信手段）と、Ｒｅａｄ
／Ｗｒｉｔｅコマンドの持つＬＢＡと転送長から、上位
計算機が送出したコマンドをアレイディスクのコマンド
に再編成するアドレス変換部３１と、Ｒｅａｄ／Ｗｒｉ
ｔｅコマンドの実行順を並び変えるコマンド・スケジュ
−ラ３２とを有する。

【００２０】コマンド・スケジュ−ラ３２は、到着コマ
ンドが待機するコマンド待機キュー３３（第２コマンド
キュー）と、コマンドの並び変えに用いるコマンド並び
変えキュー３４（第１コマンドキュー）と、コマンド待
機キュー３３、コマンド並び変えキュー３４を制御する
キュー制御部３５（キュー制御手段）と、キューのサイ
ズを制限するキューサイズ制限手段３６と、実行順最適
化制御部３７（実行順制御手段）とを有する。

【００２１】コマンドの実行順最適化制御部３７は、連
続領域をアクセスするコマンドを並び変える、連続領域
アクセスコマンド並び変え手段３８と、多重実行可能な
コマンドを並び変える多重実行可能性並び変え手段３９
とを有する。

【００２２】図２のフローチャートに基いて、図１の全
体動作を説明する。

【００２３】図１に示す上位計算機コマンド受信部３０
はＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅコマンドを受信し（図２フロー
チャート２００）、アドレス変換部３１はアレイディス
クにデータを分配するアドレス変換をコマンドに施す
（同２０２）。コマンド・スケジューラ３２はコマンド
を取り入れ、それを到着順にコマンド待機キュー３３に
セットする（同２０４）。コマンドはコマンド待機キュ
ー３３を通過して、コマンド並び変えキュー３４に入
る。ある条件を設けることによって、キューサイズ制限
手段３６はコマンド待機キューのコマンド通過を停止す
る。したがって、コマンド並び変えキュー内のコマンド
数は限定される（同２０６）。尚この条件には、例えば
タイマーによってある一定時間経過後にキューを制限す
るタイミングを送出する方法及び、コマンド並び変えキ
ューに到着するコマンド数をあらかじめ限定しておく方
法がある。また、これから到着するコマンドは、コマン
ド並び変えキュー３４で前に到着したコマンドの並び変
えが終了するまで、コマンド待機キュー３３で待機す
る。コマンド並び変えキュー内のコマンドについては到
着順を前提に（同２０８）、初めに連続領域アクセス可
能性（同２１０）、次に多重実行可能性（同２１２）の
有無をチェックし、両方存在する場合は連続領域アクセ
ス可能性を優先的に考慮してコマンドを並び変え、連続
領域をアクセスしないコマンドについてのみ多重実行可
能性を考慮してコマンドを並び変える。またどちらか一
方が存在する場合は、独立してコマンドの並び変えを実
施する（同２１４）。また、並び変えが終わったコマン
ドから実行を開始する（同２１６）。コマンド並び変え
キューが空になったら（同２１８）、コマンド待機キュ
ー３３のコマンド通過停止を解除し、待機していた新し
いコマンドをコマンド並び変えキュー３４に入れ、以下
これまでの動作が繰り返される。

【００２４】第一実施例として多重実行可能性のみを考
慮した場合を説明する。

【００２５】図３は図１のコマンド・スケジューラ３２
に当たる。図３において、３３は到着コマンドが待機す
るコマンド待機キュー、３４はコマンドの並び変えに用
いるコマンド並び変えキュー、４０は３３、３４のキュ
ーを制御するキュー制御部、４１はキューのサイズを制
限するタイミングを決定するタイマー、４２はアドレス
のビット・パターン作成部である。４３は先頭コマンド
及び並び変えが終了したコマンドのビット・パターンを
読み取る第一ビット・パターン読み取り部、４４はまだ
並び変えていないコマンドのビット・パターンを読み取
る第二ビット・パターン読み取り部、４５は４３、４４
で読み取ったビット・パターンを比較する比較器であ
る。

【００２６】図４のフローチャートに基いて、図３全体
の動作を説明する。

【００２７】図３に示すコマンド・スケジューラはアド
レス変換されたＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅコマンドを取り入
れ（図４のフローチャート３００、３０２）、それを到
着順にコマンド待機キュー３３に入れる。この時、ビッ
ト・パターン作成部４２はコマンド固有のＬＢＡを元に
当該コマンドが使用するディスク装置を示すビット・パ
ターンを作成する。ここでビット・パターンは使用する
ディスク装置を１、使用しないディスクを０で表わし、
図１０のディスク装置の左からそれぞれ対応させたビッ
ト列である。例えば、０から２番のディスク装置を使用
し、３、４番のディスク装置を使用しない場合、ビット
・パターンは１１１００となる。また、ビット・パター
ン作成部４２は作成したビット・パターンをコマンドに
対応づけて保持する（同３０４）。そこで、第一ビット
・パターン読み取り部４３はキューの先頭コマンドのビ
ット・パターンを読み取り、反転する（同３０８）。反
転したビット・パターンに１がある場合、つまり空いて
いるディスク装置がある場合は、第二ビット・パターン
読み取り部４４が、並び変える残りのコマンドのビット
・パターンを読み取り、比較器４５がそれを第一ビット
・パターン読み取り部のビット・パターンとビット毎に
比較し（同３１０）、一致する１の最も多いコマンドを
選択する。その後キュー制御部４０はそのコマンドを先
頭コマンドの後に並び変える（同３１２）。また、並び
変えたコマンドから実行が開始され（同３１４）、コマ
ンド並び変えキューが空になったら（同３１６）、コマ
ンド待機キュー３３のコマンド通過停止を解除し、待機
していた新しいコマンドをコマンド並び変えキュー３４
に入れ、以下これまでの動作が繰り返される。ビット・
パターンの使用はディスクアクセスの多重度を上げるた
めに、使用するディスク装置ができるだけ重ならないよ
うにコマンドを選択する並び変え方式において、簡便で
有効な手段である。

【００２８】具体例として、図３に示すような１０個の
Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅコマンドがコマンド並び変えキュ
ー３４に到着している場合のコマンド並び変え動作を示
す。ここでＣ＃はコマンドの到着番号を、（＃＃＃＃
＃）は各コマンドのビット・パターンを表わしている。
まず、第一ビット・パターン読み取り部４３はＣ１のビ
ット・パターン１１１００（ディスク０、１、２番を使
用する）を読み取り、この情報を反転して０００１１を
得る。次に第二ビット・パターン読み取り部４４がＣ２
からＣ１０までのビット・パターンを読み取り、比較器
４５がこの反転ビット・パターンと一致もしくは一致す
る１の多い（０は全て対応していなければならない）コ
マンドを検索する。この例では対応するコマンドがない
ので、Ｃ２が２番目のコマンドになる。こんどは第一ビ
ット・パターン読み取り部４３がＣ２のビット・パター
ン００１０１を読み取り、このビット・パターンを反転
して１１０１０を得る。ここで、Ｃ１の時と同様に、第
二ビット・パターン読み取り部４４がＣ３からＣ１０ま
でのビット・パターンを読み取り、比較器４５が対応す
るコマンドを検索する。すると、１１０００のＣ９が見
つかり、実行順を入れかえ、Ｃ２の次に配置する。この
Ｃ２とＣ９は多重実行である。さらに多重実行できる可
能性を判断するため、キュ−制御部４０がＣ２とＣ９の
ＥＯＲ（両方０のビットをマスクする）０００１０を作
り、第一ビット・パターン読み取り部４３がこれを読み
取る。また、第二ビット・パターン読み取り部４２がＣ
３からＣ８、Ｃ１０のビット・パタ−ンを読み取り、比
較器４３が対応するコマンドを検索するが、ないのでキ
ュー制御部３５がＣ３を４番目のコマンドに並び変え
る。以下この操作が繰り返される。並び変えた結果を図
９（ａ）に示す。

【００２９】この具体例によれば、各コマンド処理を極
力多重動作で行うため、たとえば上記例の場合、コマン
ド処理時間を全てのコマンドで等しく１と仮定すると、
実行順を変える前と変えた後では、１０コマンドの処理
時間合計は本発明未使用時の１０が、本発明使用により
６に削減され、４０％の改善効果がある。したがって、
この多重実行最適化によって、コマンドのＩ／Ｏスルー
プットを上げることができる。

【００３０】また、キューを２つ設けることで、並び変
えたコマンドが全て実行されてから新しいコマンドの並
び変えが行われるため、キューを１つしか用いなかった
従来の場合に見られたコマンドの沈み込み（例えば、優
先度が低いコマンドは、いつまでもキューの中に実行さ
れないで残る現象）を解消することができる。

【００３１】第二実施例として連続領域アクセス可能性
のみを考慮した場合を説明する。

【００３２】図５のコマンドスケジューラ５３２は図１
のコマンド・スケジューラ３２に相当する。図５におい
て、３３は到着コマンドが待機するコマンド待機キュ
ー、３４はコマンドの並び変えに用いるコマンド並び変
えキュー、５０は３３、３４のキューを制御するキュー
制御部、４１はキューのサイズを制限するタイミングを
決定するタイマー、５１は連続領域判定アドレス作成手
段である。５３７は、実行順最適化制御部である。５１
の中で５２は先頭コマンド及びまだ並び変えが終了して
いないコマンドの内、コマンド・ナンバーの若いものの
アドレスを読み取る第一アドレス読み取り部、５３は５
２に入るコマンド転送長を読み取る転送長読み取り部、
５４は第一アドレス読み取り部５２で読み取ったコマン
ドの先頭アドレスに転送長を加えて、連続する領域のア
ドレスを算出する加算機、５６はまだ並び変えていない
コマンドのアドレスを読み取る第二アドレス読み取り
部、５７は５１と５６のアドレスを比較する比較器であ
る。

【００３３】図６のフローチャートに基いて、図５全体
の動作を説明する。

【００３４】図５に示すコマンド・スケジューラはアド
レス変換されたＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅコマンドを取り入
れ（図６のフローチャート４００、４０２）、それを到
着順にコマンド待機キュー３３に入れる。コマンドは最
初コマンド待機キューを通過してコマンド並び変えキュ
ー３４に入り、タイマー４１が一定時間経過後、並び変
えるキューサイズを制限する（同４０４）。この後到着
する新しいコマンドはコマンド待機キューで待機する。
次に第一アドレス読み取り部５２はコマンド並び変えキ
ュー先頭のコマンドが持つアドレスを読み取り、転送長
読み取り部５３はその転送長を読み取り（同４０６）、
読み取ったアドレスに転送長を加算器５４で加えること
で、連続する領域のアドレスを算出する（同４０８）そ
して、第二アドレス読み取り部５５は並び変える残りの
コマンドが持つアドレスを読み取り、比較器５６がそれ
を連続領域判定アドレス作成手段５１と比較し（同４１
０）、一致するコマンドを先頭コマンドの後に並び変え
る（同４１２）。また、実行順が決定したコマンドから
実行が開始され（同４１４）、コマンド並び変えキュー
が空になったら（同４１６）、コマンド待機キュー３３
のコマンド通過停止を解除し、待機していた新しいコマ
ンドをコマンド並び変えキューに入れ、以下これまでの
動作が繰り返される。

【００３５】具体例として、図５に示すような１０個の
Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅコマンドがコマンド並び変えキュ
ー３４に到着している場合のコマンド並び変え動作を示
す。Ｃ＃はコマンドの到着番号を、（＃、＃）は左がコ
マンドの持つアドレス、右が転送長を表わしている。ま
ず、連続領域判定アドレス作成手段５１の中の第一アド
レス読み取り部５２がＣ１のアドレス０を読み取り、転
送長読み取り部５３がＣ１の転送長１６ブロック（１ブ
ロック＝５１２Ｂ）を読み取り、加算機５４はアドレス
０に１６を加えて１６を算出する。次に、第二アドレス
読み取り部５５がＣ２からＣ１０までのアドレスを読み
取り、比較器５６が連続領域判定アドレス作成手段５１
で算出された値１６と等しいアドレスを持つコマンドを
検索する。すると、Ｃ３が見つかるので、キュー制御部
５０がＣ３をＣ１の後に並び変える。さらに連続領域ア
クセスできる可能性を判断するため、第一アドレス読み
取り部５２がＣ３のアドレス１６を読み取り、転送長読
み取り部５３がＣ３の転送長１６ブロックを読み取る。
前述と同様な操作でコマンドを検索するとＣ６が見つか
る。ここまでで、コマンドはＣ１、Ｃ３、Ｃ６の順に並
び変えられる。この後Ｃ６について再び連続領域アクセ
スの可能性を判断すると、今度は対応するコマンドがな
いため、Ｃ２がＣ６の後に並び変えられる。以下この操
作が繰り返される。並び変えた結果を図９（ｂ）に示
す。

【００３６】この具体例によれば、１つのコマンドに対
するアクセス回数を１とすると、実行順を変える前では
連続領域アクセスが可能なコマンド群はＣ８、Ｃ９のみ
で、アクセス回数は９であるが、実行順を変えた後では
連続領域アクセスが可能なコマンド群として、Ｃ１、Ｃ
３、Ｃ６及びＣ５、Ｃ７、Ｃ１０も加わるので、アクセ
ス回数は５である。一般的に、十分たくさんのコマンド
を連続化することでディスク列全てにアクセスし、ヘッ
ドシーク時間を短縮することができる。また長いデータ
に他のコマンドが混入する場合のヘッドシーク時間増加
を防止する効果もある。

【００３７】さらに、長いデータをアクセスする場合、
ディスク装置の持つプリフェッチ・バッファをきかせる
ことができる。すなわち、アドレスが連続しない短いデ
ータを有するコマンドの場合、コマンドごとにプリフェ
ッチ・バッファの内容を書き換える必要が生じる。書き
換えの回数が増えることにより処理時間が延びる。

【００３８】本実施例はディスクアレイのみならず、単
体のディスク装置に対しても有効なものである。

【００３９】第三実施例として多重実行可能性のみを考
慮した場合を説明する。

【００４０】図７は図１のコマンド・スケジューラ３２
に当たる。図７において、６１〜７０はｋ台のディスク
装置の組合せに対応した各コマンド到着キュー（ｎ台の
ディスク装置からｋ台のディスク装置を選ぶ全ての組合
せの数だけ用意したキュー）、７１〜８０はコマンド到
着キューがコマンドをコマンド実行キューに送出したこ
とを示すフラグ、８１は並び変えを終了したコマンドが
実行を待つコマンド実行キューである。６０はコマンド
到着キュー６１〜７０及びフラグ７１〜８０の制御をす
るキュー制御部、４２はアドレスのビット・パターン作
成部、８２はコマンドの並び変えテーブル参照手段であ
る。

【００４１】次に図８のフローチャートに基いて図７全
体の動作を説明する。

【００４２】図７に示すコマンド・スケジューラ７３２
はアドレス変換されたＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅコマンドを
取り入れ（図８のフローチャート５００、５０２）、ビ
ット・パターン作成部４２はコマンド固有のＬＢＡを元
に当該コマンドが使用するディスクを示すビット・パタ
ーンを作成する。次に、キュー制御部６０でそのビット
・パターンに対応した各コマンド到着キュー６１〜７０
に振り分けられる（同５０４、５０６）。コマンド到着
キュー先頭のコマンドが全てそろったら、キュー制御部
６０がコマンド・ナンバーの最も若いコマンドを選択し
（同５０８）、そのコマンドをコマンド実行キュー８１
にセットし、フラグ７１〜８０のうちコマンドを送出し
たキューのフラグを立てる（同５１０）。コマンドを送
出したキューと対応するキューをコマンド並び変えテー
ブル参照手段８２で参照し（同５１２）、対応するコマ
ンドがなければ次に若いコマンド・ナンバーのコマンド
をコマンド実行キュー８１に送出し、フラグ７１〜８０
のうちコマンドを送出したキューのフラグを立てる（同
５１０）。対応するコマンドがあれば、そのコマンドを
コマンド実行キュー８１に送出し、フラグ７１〜８０の
うちコマンドを送出したキューのフラグを立てる（同５
１４）。以上の操作をコマンド到着キュー６１〜７０の
全てのフラグ７０〜８０が立つまで行う（同５１６）。
コマンド実行キュー８１に並び変えたコマンドが到着し
だい、コマンドを実行し（同５１８）、コマンド実行キ
ュー８１が空になったら（同５２０）、各コマンド到着
キュー６１〜７０の全てのフラグ７１〜８０を解除する
（同５２２）。そして、再びコマンド到着キュー６１〜
７０の中で、最も若いコマンド・ナンバーのコマンドが
コマンド実行キュー８１に送出され、以下これまでの動
作が繰り返される。

【００４３】具体例として、図７に示すような２台のデ
ィスク装置にアクセスする複数のＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ
コマンドがコマンド到着キュー６１〜７０に到着してい
る場合のコマンド並び変え動作を示す。ここで、Ｃ＃は
コマンドの到着番号を表わしている。７３２は、コマン
ドスケジューラ、６１〜７０は到着コマンドが待機する
コマンド待機キュー、６０は６１〜７０のキューを制御
するキュー制御部、７３７は、実行順最適化制御部であ
る。まず、コマンド到着キュー６１〜７０の先頭にコマ
ンドが全てそろった状態で、キュー制御部６０がコマン
ド・ナンバーの最も若いＣ１をコマンド実行キュー８１
にセットし、フラグ７１を立てる。Ｃ１は０番と１番の
ディスク装置を使用するので、このコマンドと多重実行
可能なコマンドをコマンド並び変えテーブル参照手段８
２において対応づける（図８のテーブル参照）。する
と、３番と４番のディスク装置を使用するコマンドが適
切ということから、キュー制御部６０がＣ７をコマンド
実行キューに送出し、フラグ８０を立てる。次に、キュ
ー制御部６０がフラグのまだ立っていないコマンド到着
キューの内、コマンド・ナンバーの最も若いＣ２をコマ
ンド実行キュ−に送出し、フラグ７６を立てる。Ｃ７の
操作と同様にＣ２と多重実行可能なコマンドを検索する
とＣ１０が見つかり、キュー制御部６０がＣ１０をコマ
ンド実行キュー８１に送出し、フラグ７９を立てる。以
下この操作が繰り返される。並び変えた結果を図９
（ｃ）に示す。

【００４４】この具体例によれば、全てのコマンド処理
を多重動作で行うため、コマンド処理時間を全て等しく
１と仮定すると、実行順を変える前では１０コマンドの
処理時間が、実行順を変えた後では５となる。一般に実
行順を変える前は、コマンド処理時間はコマンドの並び
方によって５〜１０の範囲（完全に多重実行する場合か
ら１コマンドも多重実行しない場合まで）で変化するの
が、実行順を変えた後では必ず５となるため、最大５０
％の改善効果がある。

【００４５】第四実施例として第二実施例の変形例を説
明する。

【００４６】図５のコマンド・スケジューラ３２に連続
領域でまとめたコマンド群を１つのコマンドとみなす手
段を付加する方法がある。これは図９の（ｂ）からも明
らかなように、連続領域アクセス可能なコマンド群を１
つのコマンドに再構成することで全体の処理コマンド数
を減少し、まとめたコマンドについてはそのデータの大
きさに関係なくディスク装置のプリフェッチ・バッファ
が有効利用できることで、プリフェッチ・ミスヒット
（連続していないデータの場合、プリフェッチ・バッフ
ァにデータが無いことが多いためミスヒットが生じやす
い）が避けられ、さらに、ディスク装置の回転待ち時間
も回避したＷｒｉｔｅ処理の高速化が実現できる。

【００４７】また、特にディスクアレイでは、Ｗｒｉｔ
ｅ時特有のパリティー更新に伴うＲｅａｄ処理を削減す
ることができるため（データのアドレスが連続していな
い場合は、例えば、データが異なるとパリティディスク
も異なる場合があるため、データごとにパリティディス
クを読む必要が生じる）、Ｗｒｉｔｅ処理の高速化が実
現できる。

【００４８】以上の説明より、連続領域アクセス可能性
及び多重実行可能性双方を考慮したコマンドの並び変え
も、図１に示す構成に第一実施例と第二実施例を用いる
ことも可能である。また、第三実施例と第二実施例を用
いることによっても第一実施例と第二実施例を用いる場
合と同様な効果がもたらされる。また、第二実施例の代
わりに第四実施例を用いることでさらに大きな効果がも
たらされる。効果としては、実行順を変える前ではコマ
ンド全てが各々Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅアクセスする場合
でも実行順を変えることで、連続領域アクセス可能なコ
マンドと多重実行可能なコマンドに整理されることから
コマンド実行時間が短縮される。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、コマンドの実行時間の
総和が短縮できる。

【００５０】また、連続領域アクセス可能なコマンドを
まとめて実行することで、ディスク装置のヘッドシーク
と回転待ちを短縮するという効果がある。

【００５１】また、コマンドを多重実行することで、デ
ィスク装置の稼動率を上げ、従来に対し最大５０％のＩ
／Ｏスループット改善効果がある。

【００５２】さらに、キューのサイズを制限し、その中
でコマンドの並び変えを行い、並び変えた順に実行する
ため、実行されないコマンドがいつまでもキュー内に残
ってしまうコマンドの沈み込みを防止するという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコマンド処理及び管理部のブロッ
ク図である。

【図２】本発明に係るフローチャートである。

【図３】コマンド・スケジューラの第一実施例を示すブ
ロック図である。

【図４】本発明に係るフローチャートである。

【図５】コマンド・スケジューラの第二実施例を示すブ
ロック図である。

【図６】本発明に係るフローチャートである。

【図７】コマンド・スケジューラの第三実施例を示すブ
ロック図である。

【図８】本発明に係るフローチャートである。

【図９】各実施例によるコマンドの並び変え結果を示す
説明図である。

【図１０】ディスクアレイの基本構成を示すブロック図
である。

【図１１】ディスクアレイの基本構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１０・・・ ・・・上位計算機、 １１・・・ ・・・アレイ・コント
ローラ、１２・・・ ・・・上位計算機Ｉ／Ｆ、 １３・・・ ・・・
タスク制御部、１４・・・ ・・・コマンド処理及び管理部、
１５・・・ ・・・割込み処理部、１６〜２０・・・ ・・・ディス
ク装置Ｉ／Ｆ、 ２１〜２５・・・ ・・・ディスク装置、２
９・・・ ・・・実行順最適化コマンド処理及び管理部、３０・
・・ ・・・上位計算機コマンド受信部、 ３１・・・ ・・・アド
レス変換部、３２・・・ ・・・コマンド・スケジューラ、
３３・・・ ・・・コマンド待機キュー、３４・・・ ・・・コマンド
並び変えキュー、 ３５・・・ ・・・キュー制御部、３６・・・
・・・キューサイズ制限手段、 ３７・・・ ・・・実行順最適
化制御部、３８・・・ ・・・連続領域アクセス可能性並び変
え手段、３９・・・ ・・・多重実行可能性並び変え手段、
４０・・・ ・・・キュー制御部、４１・・・ ・・・タイマー、 ４
２・・・ ・・・ビット・パターン作成部、４３・・・ ・・・第一ビ
ット・パターン読み取り部、４４・・・ ・・・第二ビット・
パターン読み取り部、４５・・・ ・・・比較器、 ５０・・・ ・
・・キュー制御部、５１・・・ ・・・連続領域判定アドレス作
成手段、５２・・・ ・・・第一アドレス読み取り部、 ５３・
・・ ・・・転送長読み取り部、５４・・・ ・・・加算機、 ５５・
・・ ・・・第二アドレス読み取り部、５６・・・ ・・・比較器、
６０・・・ ・・・キュー制御部、６１〜７０・・・ ・・・コマン
ド到着キュー、 ７１〜８０・・・ ・・・フラグ、８１・・・ ・
・・コマンド実行キュー、８２・・・ ・・・コマンド並び変え
テーブル参照手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大枝 高 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 松並 直人 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク装置と上記ディスク装置を制御す
   るディスク制御装置とを有し、外部からの、データの読
   み出しまたは書き込みのコマンドを受けて、上記データ
   の読み出しまたは書き込みを行うディスク装置システム
   において、 上記ディスク制御装置は、 上記コマンドを受信する受信手段と、 上記コマンドを蓄積する第一コマンドキューと、 上記蓄積されたコマンドの実行時間の総和を短縮するよ
   うに上記コマンドの実行順序を変更する実行順制御手段
   とを有することを特徴とするディスク装置システム。
2. 【請求項２】請求項１記載のディスク装置システムにお
   いて、 上記実行順制御手段は、上記コマンドが処理対象とする
   データのアドレスを調べ、アドレスが連続するコマンド
   を抽出し、上記アドレスが連続するように、上記コマン
   ドの実行順序を変更することを特徴とするディスク装置
   システム。
3. 【請求項３】請求項１記載のディスク装置システムにお
   いて、 上記ディスク装置システムは、複数のディスク装置を有
   し、 上記実行順制御手段は、上記コマンドが処理対象とする
   ディスク装置を調べ、異なるディスク装置を処理対象と
   するコマンドが連続するように、上記コマンドの実行順
   序を変更し、 異なるディスク装置が並行して処理をすることを特徴と
   するディスク装置システム。
4. 【請求項４】請求項１記載のディスク装置システムにお
   いて、 上記実行順制御手段は、 上記コマンドが処理対象とするデータのアドレスを調
   べ、アドレスが連続するコマンドを抽出し、上記アドレ
   スが連続するように、上記コマンドの実行順序を変更
   し、 次に、上記連続するアドレスを有する複数のコマンドは
   １つのコマンドとみなして、上記コマンドが処理対象と
   するディスク装置を調べ、異なるディスク装置を処理対
   象とするコマンドが連続するように、上記コマンドの実
   行順序を変更することを特徴とするディスク装置システ
   ム。
5. 【請求項５】請求項１、２、３または４記載のディスク
   装置システムにおいて、 予め定められた条件を満たしたときに、上記第一コマン
   ドキューにコマンドを蓄積することを停止するキューサ
   イズ制限手段と、 制限されて、上記第１コマンドキューに蓄積されなくな
   ったコマンドを蓄積する第二コマンドキューと、 第一コマンドキューに蓄積したコマンドの並び変えが終
   了後、上記コマンドを送出し、次に、第二コマンドキュ
   ーにあるコマンドを第一コマンドキューに送るキュー制
   御手段とを有することを特徴とするディスク装置システ
   ム。
6. 【請求項６】請求項１記載のディスク装置システムにお
   いて、 上記キューサイズ制限手段は、第一コマンドキューにコ
   マンドを蓄積することを、コマンド数が一定値に達した
   場合、または一定時間が経過した場合、または特定のコ
   マンドを外部から受信した場合に停止することを特徴と
   するディスク装置システム。