JPH0628108A - データ記憶システム - Google Patents

データ記憶システム

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JPH0628108A
JPH0628108A JP4182383A JP18238392A JPH0628108A JP H0628108 A JPH0628108 A JP H0628108A JP 4182383 A JP4182383 A JP 4182383A JP 18238392 A JP18238392 A JP 18238392A JP H0628108 A JPH0628108 A JP H0628108A
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JP
Japan
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data
disk
cache
cache memory
small disk
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JP4182383A
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賢一 ▲高▼本
Kenichi Takamoto
Kazuo Nakakoshi
和夫 中越
Naoya Takahashi
直也 高橋
Makoto Kogai
眞 小貝
Minoru Yoshida
稔 吉田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/14—Error detection or correction of the data by redundancy in operation
    • G06F11/1402—Saving, restoring, recovering or retrying
    • G06F11/1415—Saving, restoring, recovering or retrying at system level
    • G06F11/1435—Saving, restoring, recovering or retrying at system level using file system or storage system metadata
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08—Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/0802—Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches
    • G06F12/0866—Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches for peripheral storage systems, e.g. disk cache
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
    • G06F2212/40—Specific encoding of data in memory or cache
    • G06F2212/401—Compressed data

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上位装置に接続された複数の小型ディスクに
データを圧縮して書込むシステムで、障害時の圧縮デー
タ管理情報の破壊をディスク単位に局所化する。 【構成】 上位装置からの書込データは、チャネルアダ
プタ１、各ディスクに共用のキャッシュ２，ディスクア
ダプタ３を介して各小型（ＳＣＳＩ）ディスク装置４内
のコントローラ５内の不揮発キャッシュ６に入り、キャ
ッシュ６からのデータはデータ圧縮伸張機構７で圧縮さ
れて小型ディスク８に書込まれる。このときキャッシュ
６及びディスク８に圧縮データの管理情報も書込む。障
害のためキャッシュ６の管理情報が破壊されても、各デ
ィスク単位で管理情報を書込んでいるため、他のディス
クに障害が及ぶことはない（従来は管理情報を共用キャ
ッシュ２に入れていたので、障害が全ディスクに及ん
だ）。またキャッシュ６の管理情報が破壊されてもディ
スクに入れた管理情報が代替できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小型ディスク装置を用
いるデータ記憶システムに係り、特に、等価的にディス
クの記憶容量を増大させることができるデータ圧縮機構
付きの小型ディスク装置を用いるデータ記憶システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、ホストコンピュータに接
続される多数の小型ディスクを備えたディスクサブシス
テムにおいて、ディスクの容量を等価的に増大させるた
めに、データの圧縮を実施することが知られている。こ
のデータ圧縮を行う方法として、例えばＰＣＴ国際公開
第ＷＯ９１／２００７６号（１９９１年１２月２６日国
際公開）パンフレットでは、ホストコンピュータからの
データレコードを多数のディスク装置に共用されるコン
トロール装置内に設けた圧縮機構で圧縮し、所定のディ
スク装置に格納することが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来技術においては、データを圧縮する圧縮機構、並
びに、データをディスク装置にデステージングしまたは
データをディスク装置からステージングするキャッシュ
メモリは、いずれもこれら複数のディスク装置に共用さ
れるコントロール装置上に設けられており、これらディ
スク装置に対する圧縮データの管理を集中してデータ圧
縮機構で行なうため、データ圧縮管理情報の破壊はサブ
システム全体のデータ破壊となるという問題があった。
【０００４】従って、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決し、データの圧縮及び圧縮データの管理を
各小型ディスク装置毎に行なうことによって分散化し、
データ圧縮管理情報の破壊が仮りにあってもディスクサ
ブシステム全体に及ぶことのないようにするデータ記憶
システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、チャネルアダプタ及びディスクアダプタ
を介してホストコンピュータに接続される複数の小型デ
ィスク装置を備え、前記ディスク装置はそれぞれ小型デ
ィスクドライブ装置とそのコントローラとを有するデー
タ記憶システムにおいて、前記コントローラ内に不揮発
性キャッシュメモリと、前記不揮発性キャッシュメモリ
から読み出したデータを圧縮して小型ディスクに書込
み、小型ディスクから読み出したデータを伸張して前記
不揮発性キャッシュメモリに書き込むデータ圧縮伸張機
構を設けたことを特徴とする。この場合、前記不揮発性
キャッシュメモリには、圧縮データの管理情報も書込ま
れる。また、データを小型ディスクに書込むとき、圧縮
データの管理情報を前記不揮発性キャッシュメモリ及び
前記小型ディスクに書込み、データを小型ディスクから
読み出すとき、前記圧縮データの管理情報を、通常は前
記不揮発性キャッシュメモリからのみ読み出し、障害時
は前記小型ディスクから読み出すように構成する。
【０００６】なお、チャネルアダプタとディスクアダプ
タの間に、各小型ディスク装置に共用される大容量キャ
ッシュメモリが設けられるが、ここに圧縮データ管理情
報が格納されることはない。
【０００７】
【作用】上記構成に基づく作用を説明する。
【０００８】本発明によれば、データを圧縮伸張するデ
ータ圧縮伸張機構と、圧縮データの管理情報を格納する
不揮発キャッシュメモリとを、いずれも、ディスクサブ
システムを構成する各々の小型ディスク装置のコントロ
ーラ内に設けたので、各ディスクドライブ装置単位に圧
縮データの管理が可能となり、障害時において、圧縮デ
ータ管理情報の破壊をディスク単位に局所化できる。
【０００９】また、不揮発性キャッシュメモリに格納さ
れている非圧縮データは、データ圧縮機構によりデータ
圧縮されディスクに書き込まれ、またこの時、圧縮デー
タの管理情報を不揮発性キャッシュメモリに書込むとと
もにディスクにも書き込むので、不揮発性キャッシュメ
モリの障害時においてもデータの回復を容易に行なうこ
とができる。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面により説明す
る。
【００１１】図１は、本発明の一実施例として、入出力
インタフェースとしてＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐ
ｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を採用
した、データ圧縮機構付きＳＣＳＩディスク装置を使用
したディスクサブシステムの構成を示すブロック図であ
る。本実施例のディスクサブシステムは、ホストコンピ
ュータ（図示せず）とのチャネルインタフェースを制御
するチャネルアダプタ１と、ホストコンピュータとの間
の転送データを一旦保管する大容量キャッシュメモリ２
および並列に置かれた複数のキャッシュ付きＳＣＳＩデ
ィスク装置４を制御するディスクアダプタ３により構成
される。なお、９はデータ及びコントロール信号バス、
１０はＳＣＳＩバスである。バス９には、他にも３と同
様なディスクアダプタを介して４と同様なキャッシュ付
ＳＣＳＩディスク装置がいくつか接続されているが、図
示を省略してある。大容量キャッシュメモリ２は、これ
らのＳＣＳＩディスク装置に共通して用いられるもの
で、この大容量キャッシュメモリ２に対するデータの書
込み読出しは、チャネルアダプタ１が制御する。
【００１２】ホストコンピュータからのＲＥＡＤ指示に
対して、チャネルアダプタは、大容量キャッシュ内２の
該当データの有無を調べ、データが存在する場合は、ホ
ストコンピュータにチャネルアダプタ１を介してデータ
を転送する。大容量キャッシュ内２に該当データがない
場合には、キャッシュ付きＳＣＳＩディスク装置４より
ディスクアダプタ３を介してデータを読みだし、大容量
キャッシュ２に格納するとともに、チャネルアダプタ１
を介してデータをホストコンピュータに転送する。ＷＲ
ＩＴＥ指示に対しては、大容量キャッシュ内２の該当デ
ータの有無を調べ、存在すれば大容量キャッシュ内２の
データを更新して終了する。一方、該当データが大容量
キャッシュ内２に存在しない場合には、大容量キャッシ
ュ２に空きスペースを確保したのち、該当データをキャ
ッシュ付きＳＣＳＩディスク４より読みだし、データを
更新する。キャッシュ２内に書かれたデータは、上記の
ＷＲＩＴＥ指示の動作とは非同期に大容量キャッシュ２
よりデータ圧縮機構付きＳＣＳＩディスク装置４に書き
込まれる。
【００１３】ここで、本実施例の特徴として、各々のＳ
ＣＳＩディスク装置４内のＳＣＳＩコントローラ５に
は、不揮発性キャッシュメモリ６とデータ圧縮伸張機構
７とが設けられている。そして、非圧縮形式で大容量キ
ャッシュ２に格納されているデータは、この不揮発性キ
ャッシュメモリ６に、一旦、非圧縮形式で格納されたの
ち、このデータ圧縮伸張機構７によりデータ圧縮され、
ＳＣＳＩディスク装置４における小型ディスク（小型デ
ィスクドライブ装置）８上にはデータは圧縮された形で
格納される。圧縮方法としては、公知の連続文字圧縮
（Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ）方式によりデータ圧縮され
る。ここで、電源等によるデータの消失を防止するため
に、不揮発性キャッシュメモリ６が必要になる。
【００１４】図２にＳＣＳＩコントローラ５内の不揮発
性キャッシュメモリ６上に作成したテーブルと小型ディ
スクの関連を示す。
【００１５】キャッシュメモリ６は、実データを格納す
るキャッシュテーブル２１とキャッシュセグメント管理
テーブル２２より構成される。小型ディスク２９（小型
ディスクドライブ装置８上のディスクに相当）は、固定
長ブロック形式であり、キャッシュテーブル２１上は複
数ブロック（１ブロック５２０バイト）でセグメントを
構成し、キャッシュセグメント管理テーブル２２により
管理される。小型ディスク２９からキャッシュテーブル
２１へのステージング（読み出し）あるいはキャッシュ
テーブル２１から小型ディスク２９へのデステージング
（書き込み）は、このセグメント単位に行われる。キャ
ッシュセグメント管理テーブル２２には、セグメント単
位にキャッシュセグメント番号２３、キャッシュのＬＲ
Ｕ管理するための最終参照時刻２４およびキャッシュ使
用状況２５が格納されている。キャッシュ使用状況２５
には、当該キャッシュセグメントが空き状態か、当該キ
ャッシュセグメント上のデータはディスクに書き込み済
みか、又、当該キャッシュセグメント上のデータは未だ
ディスク書き込んでいないかの情報が格納されている。
【００１６】ＳＣＳＩコントローラ内５の不揮発性キャ
ッシュメモリ６から小型ディスク２９へのデステージン
グ（書き込み）は、セグメント単位に行われ、非圧縮デ
ータは、ＳＣＳＩコントローラ内５のデータ圧縮伸張機
構７によって圧縮され小型ディスク２９に格納される。
この際、圧縮データを格納した小型ディスク２９上のブ
ロックの先頭アドレス２６、終了アドレス２７および圧
縮データ長２８を、圧縮データ管理情報として不揮発性
キャッシュメモリ６内のキャッシュセグメント管理テー
ブル２２に格納する。この際、不揮発性キャッシュメモ
リ６の障害時に対しても、データの回復が可能なよう
に、ブロックの先頭アドレス２６、終了アドレス２７お
よび圧縮データ長２８を小型ディスク２９上の圧縮デー
タ管理情報領域３０にも書き込む。
【００１７】一方、小型ディスク２９からＳＣＳＩディ
スクコントローラ内６の不揮発性キャッシュメモリ６へ
のステージング（読みだし）は、不揮発性キャッシュメ
モリ６内キャッシュセグメント管理テーブル２２のブロ
ック先頭アドレス２６、終了アドレス２７および圧縮デ
ータ長２８の圧縮データ管理情報にもとずき小型ディス
ク２９よりデータ圧縮伸張機構７を介して読みだされ、
圧縮データは非圧縮データとして復元（伸張）され、キ
ャッシュテーブル２１に格納される。万一、不揮発性キ
ャッシュメモリ６に障害があった場合にも、圧縮データ
の管理情報３０は小型ディスク内２９にも書き込まれて
いるため、容易にデータの復元が可能になる。
【００１８】不揮発性キャッシュメモリ６から小型ディ
スク２９へのデステージング（書き込み）及び小型ディ
スク内２９から不揮発性キャッシュメモリ６へのステー
ジング（読みだし）を図３および図４に示すフローチャ
ートで以下説明する。
【００１９】書き込み時は、図３のステップ３１におい
て、不揮発性キャッシュメモリ６のキャッシュテーブル
２１に一時格納されている非圧縮データは、データ圧縮
伸張機構７によって圧縮され小型ディスク２９に格納さ
れる。次に、ステップ３２において、圧縮データ管理情
報を不揮発性キャッシュメモリ６に格納する。さらに、
ステップ３３において、圧縮データ管理情報を小型ディ
スク２９内の圧縮データ管理情報領域３０にも格納す
る。一方、読みだし時は、図４のステップ４１におい
て、不揮発性キャッシュメモリ６に格納されている圧縮
データ管理情報を読み出す。この時、ステップ４２で圧
縮データ管理情報の読みだしが可能かどうか判断してメ
モリの障害等で情報の取り出しが不能の場合には、ステ
ップ４３において、小型ディスク２９の圧縮データ管理
情報領域３０に格納されている圧縮データ管理情報を読
みだし、この圧縮データ管理情報に基づき、ステップ４
４で圧縮データを小型ディスク２９から読みだし、デー
タ圧縮伸張機構７を介して非圧縮データに復元（伸張）
されたデータとして不揮発性キャッシュメモリ６にステ
ージング（読みだし）される。本実施例では、ステップ
３１からステップ３３までのステップを連続して実施し
ているが、ステップ３３のデータ圧縮管理情報の小型デ
ィスク２９への書き込みは、後でまとまった単位で実施
してもよい。
【００２０】上記実施例によれば、小型ディスクのキャ
ッシュ付きＳＣＳＩコントローラに圧縮機構を設け、圧
縮データの管理情報は不揮発性キャッシュメモリに書込
むとともに小型ディスクにも書き込み、読みだし時に
は、通常は圧縮データの管理情報は小型ディスクから読
み出すことなく、不揮発性キャッシュメモリからのみ読
み出すことにより、書き込み時より読み出し時の性能を
向上させたデータの圧縮が可能になる。また、不揮発性
キャッシュメモリの障害時にも、小型ディスクに直接書
き込んだ圧縮データの管理情報より小型ディスク単位に
回復が容易に行える。また、データ圧縮管理情報のディ
スクラッシュ（ヘッドの擦りによるディスク媒体面の破
壊）あるいはソフトバグ（ソフト管理情報の破壊）等の
障害時も個々のディスク単位に局所化できる。
【００２１】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、上位ホストコンピュータに接続される複数の小型
ディスク装置を備えたデータ記憶システムにおいて、デ
ータを圧縮伸張するデータ圧縮伸張機構と、圧縮データ
の管理情報を格納する不揮発性キャッシュメモリとを、
いずれも各小型ディスク装置のコントローラ内に設けた
ので、各小型ディスク装置単位で圧縮データを管理する
ことが可能になり、障害発生時において、圧縮データ管
理情報の破壊をディスク単位に局所化でき、一度に全部
の圧縮データ管理情報を破壊してしまって復元ができな
くなるという事態を防止することができる効果がある。
【００２２】また、この圧縮データ管理情報を不揮発性
キャッシュメモリに書込むと共に当該ディスクに書込む
ことにより、不揮発性キャッシュメモリの障害時にもデ
ータの回復を容易に行なうことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のデータ圧縮機構付きＳＣＳ
Ｉディスク装置を適用したディスクサブシステムの構成
を示すブロック図である。
【図２】ＳＣＳＩコントローラ内の不揮発性キャッシュ
メモリのテーブルと小型ディスクの関連図である。
【図３】ＳＣＳＩコントローラ内の不揮発性キャッシュ
メモリと小型ディスク間でのデータの書込みフローチャ
ートである。
【図４】ＳＣＳＩコントローラ内の不揮発性キャッシュ
メモリと小型ディスク間でのデータの読み出しフローチ
ャートである。
【符号の説明】
１ チャネルアダプタ ２ 大容量キャッシュメモリ ３ ディスクアダプタ ４ キャッシュ付きＳＣＳＩディスク装置（小型ディス
ク装置） ５ ＳＣＳＩコントローラ ６ 不揮発性キャッシュメモリ ７ データ圧縮伸張機構 ８ 小型ディスクドライブ装置 ２１ キャッシュテーブル ２２ キャッシュセグメント管理テーブル ２３ キャッシュセグメント番号 ２４ 最終参照時刻 ２５ キャッシュ使用状況 ２６ 圧縮データ格納先頭ブロックアドレス ２７ 圧縮データ格納終了ブロックアドレス ２８ 圧縮データ長 ２９ 小型ディスク ３１ 圧縮データ管理情報領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小貝 眞 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 吉田 稔 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 (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チャネルアダプタ及びディスクアダプタ
    を介してホストコンピュータに接続される複数の小型デ
    ィスク装置を備え、前記ディスク装置はそれぞれ小型デ
    ィスクドライブ装置とそのコントローラとを有するデー
    タ記憶システムにおいて、前記コントローラ内に不揮発
    性キャッシュメモリを設けたことを特徴とするデータ記
    憶システム。
  2. 【請求項２】 前記コントローラの各々に、前記不揮発
    性キャッシュメモリから読み出したデータを圧縮して小
    型ディスクに書込み、小型ディスクから読み出したデー
    タを伸張して前記不揮発性キャッシュメモリに書き込む
    データ圧縮伸張機構を設けたことを特徴とする請求項１
    記載のデータ記憶システム。
  3. 【請求項３】 データを小型ディスクに書込むとき、圧
    縮データの管理情報を前記不揮発性キャッシュメモリ及
    び前記小型ディスクに書込み、データを小型ディスクか
    ら読み出すとき、前記圧縮データの管理情報を、通常は
    前記不揮発性キャッシュメモリからのみ読み出し、障害
    時は前記小型ディスクから読み出すように構成したこと
    を特徴とする請求項２記載のデータ記憶システム。
  4. 【請求項４】 前記チャネルアダプタと前記ディスクア
    ダプタの間に、各小型ディスク装置に共用される大容量
    キャッシュメモリを設けたことを特徴とする請求項１な
    いし３のいずれか１記載のデータ記憶システム。
JP4182383A 1992-07-09 1992-07-09 データ記憶システム Pending JPH0628108A (ja)

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