JPH0644139A - Disk cache system and its page rewrite control method - Google Patents

Disk cache system and its page rewrite control method

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JPH0644139A
JPH0644139A JP4195032A JP19503292A JPH0644139A JP H0644139 A JPH0644139 A JP H0644139A JP 4195032 A JP4195032 A JP 4195032A JP 19503292 A JP19503292 A JP 19503292A JP H0644139 A JPH0644139 A JP H0644139A
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JP
Japan
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data
cache memory
page
memory
processing unit
Prior art date
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Application number
JP4195032A
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Japanese (ja)
Inventor
Etsuro Akimaru
悦郎 秋丸
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce cost in the protection of data when an accident occurs by distributing an access destination to a first cache memory in accordance with a read request and to a second cache memory in accordance with a write request. CONSTITUTION:The first cache memory consisting of a comparatively inexpensive volatile-semiconductor memory 7, which stores read data in a central processing unit 1 and the second cache memory consisting of an expensive non-volatile memory 8 storing write data are used. A memory control part 6 distributes the access destination to the first cache memory in accordance with the read request from the central processing unit 1 and the access destination to the second cache memory in accordance with the write request. Thus, the use quantity of the expensive non-volatile semiconductor memory 8 is supressed to a necessary minimum and an unmatched state on account of unmatch between data of the cache memory and data of a disk 4 owing to the accident of a power cut or the like is avoided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータシステム
におけるキャッシュ制御技術に係わり、特に、キャッシ
ュメモリとディスクのデータの不整合状態の回避を低コ
ストに行なうのに好適なディスクキャッシュシステムお
よびそのページ置き換え制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cache control technique in a computer system, and more particularly to a disk cache system and its page replacement suitable for avoiding the inconsistent state of the data in the cache memory and the disk at low cost. It relates to a control method.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータシステムにおいては、磁気
ディスクなどの外部記憶と主記憶との間にキャッシュメ
モリと呼ばれる半導体メモリを設け、CPU(Cent
ralProcessing Unit、中央処理装
置)による両者のアクセス時間のギャップを埋めるメモ
リ制御システム(以下、ディスクキャッシュシステムと
記載)が開発されている。ディスクキャッシュシステム
では、一般に、キャッシュメモリは、磁気ディスク制御
装置内に設けられている。
2. Description of the Related Art In a computer system, a semiconductor memory called a cache memory is provided between an external storage such as a magnetic disk and a main storage, and a CPU (Cent) is provided.
A memory control system (hereinafter, referred to as a disk cache system) that fills a gap in access time between the two by a real processing unit (central processing unit) has been developed. In the disk cache system, generally, the cache memory is provided in the magnetic disk controller.

【0003】大容量の記憶が可能な磁気ディスクのアク
セス時間は、主記憶のアクセス時間よりも遅いため、キ
ャッシュメモリを設けることにより、このようなアクセ
ス時間のギャップを埋め、大容量のデータを、高速にア
クセスできるようにするものである。すなわち、アクセ
ス頻度の高いデータだけをキャッシュメモリに格納し、
実行性能を高めることができる。
Since the access time of a magnetic disk capable of storing a large capacity is slower than the access time of a main memory, a cache memory is provided to fill such a gap in the access time and store a large amount of data. It enables high-speed access. That is, only the frequently accessed data is stored in the cache memory,
Execution performance can be improved.

【0004】このようなキャッシュメモリに格納するデ
ータの置き換え技術に関しては、LRU(Least
Recently Used)アルゴリズムがある。こ
のLRUアルゴリズムは、過去にアクセスされたデータ
の格納領域、すなわち、ページより、最近アクセスされ
たページのほうが、近い将来にアクセスされる確立が高
いという一般的な性質(プログラムの局所性)を利用す
るものであり、最も遠い過去にアクセスしたページから
除去(ページアウト)し、キャッシュメモリに空きを作
成する。尚、このようなキャッシュメモリに関しては、
例えば、電子情報通信学会編「電子情報通信ハンドブッ
ク」(1988年、オーム社発行)の第1705頁、お
よび、第1789頁に記載されている。
Regarding such a technique for replacing the data stored in the cache memory, an LRU (Least)
There is a Recent Used algorithm. This LRU algorithm uses a general property (locality of a program) that a recently accessed page is more likely to be accessed in the near future than a storage area of previously accessed data, that is, a page. It removes (pages out) the page that was accessed in the farthest past and creates a free space in the cache memory. Regarding such a cache memory,
For example, it is described on pages 1705 and 1789 of "Electronic Information and Communication Handbook" edited by the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (1988, published by Ohmsha).

【0005】しかし、従来のディスクキャッシュシステ
ムにおいては、キャッシュメモリに揮発性の半導体メモ
リを用いるのが一般的であり、例えば、電源断などで、
電力の供給が遮断されると、そのメモリ内容(データ)
は消えてしまう。このため、まだ磁気ディスクに書き込
んでいないデータがキャッシュメモリにあり、それが消
滅した場合には、キャッシュメモリ内のデータとディス
ク内のデータが一致せず、不整合状態が生じてしまう。
However, in the conventional disk cache system, a volatile semiconductor memory is generally used as the cache memory. For example, when the power is cut off,
When the power supply is cut off, the memory contents (data)
Disappears. For this reason, if there is data in the cache memory that has not yet been written to the magnetic disk and it disappears, the data in the cache memory and the data in the disk do not match, resulting in an inconsistent state.

【0006】このような問題を解決し、電源断時の事故
においても、データを保護できるように、キャッシュメ
モリに不揮発性の半導体メモリを用いるものがある。し
かし、不揮発性の半導体メモリは、揮発性のものよりも
高価であり、大量のデータをバックアップするために
は、大容量の半導体メモリを設けなければならず、製品
の原価を押し上げてしまう。
There is a cache memory which uses a non-volatile semiconductor memory so as to solve such problems and protect data even in the event of power failure. However, the non-volatile semiconductor memory is more expensive than the volatile one, and in order to back up a large amount of data, a large-capacity semiconductor memory must be provided, which increases the cost of the product.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、キャッシュメモリには、揮発
性、もしくは、不揮発性のいずれか一方のみの半導体メ
モリが使用されており、電源断などの事故の発生時にお
けるキャッシュメモリ内のデータの保護を、低コスト
に、効率良く行なうことができない点である。本発明の
目的は、これら従来技術の課題を解決し、電源断などに
よるキャッシュメモリ内のデータの消滅を、低コスト
に、かつ、効率良く行ない、コンピュータの信頼性、お
よび、性能を向上させることを可能とするディスクキャ
ッシュシステムおよびそのページ置き換え制御方法を提
供することである。
The problem to be solved is that in the conventional technique, the cache memory uses only one of volatile and non-volatile semiconductor memories. This is a point that the data in the cache memory cannot be efficiently protected at low cost when an accident such as the above occurs. An object of the present invention is to solve these problems of the prior art and to efficiently erase the data in the cache memory due to power failure etc. at low cost and improve the reliability and performance of the computer. A disk cache system and a page replacement control method therefor are provided.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のディスクキャッシュシステムは、(1)外
部記憶装置から、アクセス頻度の高いデータを、具備し
たキャッシュメモリに転送格納しておき、このキャッシ
ュメモリを介して、中央処理装置のデータのアクセス制
御を行なうディスクキャッシュシステムにおいて、中央
処理装置の読み出し用のデータを格納する揮発性の半導
体メモリからなる第1のキャッシュメモリと、中央処理
装置の書き込み用のデータを格納する不揮発性の半導体
メモリからなる第2のキャッシュメモリと、中央処理装
置からの読み出し要求に対応して、この中央処理装置の
アクセス先を上記第1のキャッシュメモリに、また、中
央処理装置からの書き込み要求に対応して、この中央処
理装置のアクセス先を第2のキャッシュメモリに振分る
メモリ制御部とを設けることを特徴とする。また、
(2)本発明のディスクキャッシュシステムのページ置
き換え制御方法は、上記(1)に記載のディスクキャッ
シュシステムにおいて、メモリ制御部は、中央処理装置
から要求された、第2のキャッシュメモリの予め定めた
大きさのデータ格納領域であるページの置き換えを、L
RUに基づき行ない、このページの置き換え要求が、予
め設定した回数だけ連続して、外部記憶装置のデータと
不一致の未書き戻しデータを有する未書き戻しページに
対して発生した場合には、この未書き戻しページを含む
全ての未書き戻しページに対する、外部記憶装置への書
き戻しを行なった後に、要求されたページの置き換えを
行なうことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the disk cache system of the present invention comprises: (1) Transferring and storing frequently accessed data from an external storage device into a provided cache memory; In a disk cache system for controlling access to data of a central processing unit via the cache memory, a first cache memory composed of a volatile semiconductor memory for storing data for reading by the central processing unit, and a central processing unit In response to a read request from the central processing unit, a second cache memory formed of a non-volatile semiconductor memory for storing data for writing of the data is written to the first cache memory as an access destination of the central processing unit. Also, in response to a write request from the central processing unit, the access destination of this central processing unit Wherein the the second cache memory provided with sorting Ru memory controller. Also,
(2) In the page replacement control method for a disk cache system according to the present invention, in the disk cache system according to (1) above, the memory control unit determines a predetermined second cache memory of the second cache memory requested by the central processing unit. Replace the page, which is the data storage area of the size, with L
When the page replacement request is made based on the RU and occurs for the unwritten back page having unwritten back data that does not match the data of the external storage device continuously for a preset number of times, this unreturned page It is characterized in that all the unwritten pages including the written back page are written back to the external storage device and then the requested page is replaced.

【0009】[0009]

【作用】本発明においては、データの読み出し用のキャ
ッシュメモリ(第1のキャッシュメモリ)に、比較的安
価な揮発性の半導体メモリを用い、また、データの書き
込み用のキャッシュメモリ(第2のキャッシュメモリ)
には、高価な不揮発性の半導体メモリを用いる。すなわ
ち、読み出し用のデータは、電源断などで消滅しても、
ディスクの不整合状態に影響を与えないが、書き込み用
のデータは、影響を与えるので、キャッシュメモリのデ
ータを保護するために、不揮発性の半導体メモリを使用
する。このことにより、高価な不揮発性の半導体メモリ
の使用量を必要最小限度に抑えて、電源断などの事故に
よるキャッシュメモリのデータとディスクのデータの不
一致による不整合状態を回避することができる。また、
第2のキャッシュメモリに対して、外部記憶装置のデー
タと不一致の未書き戻しデータを有する未書き戻しペー
ジの置き換えが、所定の回数だけ連続した場合に、全て
の未書き戻しページの外部記憶装置への書き戻しをまと
めて行う。このことにより、キャッシュメモリを二つに
分けることによる性能の劣化を軽減することができる。
In the present invention, a relatively inexpensive volatile semiconductor memory is used as the cache memory for reading data (first cache memory), and the cache memory for writing data (second cache memory) is used. memory)
For this, an expensive non-volatile semiconductor memory is used. That is, even if the data for reading disappears due to power failure,
Since the write data does not affect the inconsistent state of the disk, a nonvolatile semiconductor memory is used to protect the data in the cache memory. As a result, the usage amount of the expensive non-volatile semiconductor memory can be suppressed to the necessary minimum, and the inconsistent state due to the inconsistency between the data in the cache memory and the data in the disk due to an accident such as power failure can be avoided. Also,
When the replacement of the unwritten back page having unwritten back data that does not match the data of the external storage device with respect to the second cache memory continues for a predetermined number of times, the external storage device of all unwritten back pages Write back to the group at once. As a result, it is possible to reduce the performance deterioration due to the cache memory being divided into two.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図1は、本発明のディスクキャッシュシステ
ムの本発明に係わる構成の一実施例を示すブロック図で
ある。図1において、1は、演算処理などデータの処理
を行ない、図示していない周辺装置に対する制御情報を
送出するCPU、2は、CPU1による処理対象のデー
タを記憶し、CPU1から直接アクセスされるメインメ
モリ、3は、本発明に係わり、アクセス頻度の高いデー
タの格納制御を行なうキャッシュ制御装置、4は、大容
量のデータを記憶する外部記憶装置としての磁気ディス
ク装置である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a configuration relating to the present invention of a disk cache system of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a CPU that performs data processing such as arithmetic processing, and sends control information to a peripheral device (not shown), and 2 is a main memory that stores data to be processed by the CPU 1 and that is directly accessed by the CPU 1. Reference numeral 3 is a cache control device according to the present invention, which controls storage of frequently accessed data, and 4 is a magnetic disk device as an external storage device for storing a large amount of data.

【0011】キャッシュ制御装置3は、CPU1および
メインメモリ2とのデータのやり取りなどを制御するホ
ストインタフェース5と、キャッシュ制御装置3全体の
動作制御を行なうと共に、本発明に係わり、読み出し用
のデータと書き込み用のデータのキャッシュメモリへの
振り分け制御や、LRUアルゴリズムに基づくページの
置き換え制御などを行なうメモリ制御部6と、読み出し
用のデータを格納する本発明の第1のキャッシュメモリ
としての揮発性半導体メモリ7と、書き込み用のデータ
を格納する本発明の第2のキャッシュメモリとしての不
揮発性半導体メモリ8と、磁気ディスク装置4とのデー
タのやり取りなどを制御するディスクインタフェース9
とにより構成されている。
The cache control device 3 controls the operation of the host interface 5 for controlling data exchange with the CPU 1 and the main memory 2 and the cache control device 3 as a whole, and also relates to the present invention and read data. A memory control unit 6 that controls distribution of write data to the cache memory and page replacement control based on the LRU algorithm, and a volatile semiconductor as the first cache memory of the present invention that stores read data. A memory 7, a nonvolatile semiconductor memory 8 as a second cache memory of the present invention for storing data for writing, and a disk interface 9 for controlling data exchange with the magnetic disk device 4 and the like.
It is composed of and.

【0012】このような構成により、本実施例のディス
クキャッシュシステムでは、CPU1により、磁気ディ
スク装置4で一度読み書きされたデータを、キャッシュ
制御装置3のキャッシュメモリ、すなわち、揮発性半導
体メモリ7と、不揮発性半導体メモリ8に格納してお
き、磁気ディスク装置4とのデータの入出力を最小限に
抑えるものである。すなわち、再度、CPU1がアクセ
スする場合には、磁気ディスク装置4の代わりに、揮発
性半導体メモリ7と、不揮発性半導体メモリ8にアクセ
スすることにより、アクセス時間が大きな磁気ディスク
装置4へのアクセスを不要とする。このことにより、デ
ータのやり取りを高速に行なうことが可能となる。
With this configuration, in the disk cache system of this embodiment, the data once read and written by the magnetic disk device 4 by the CPU 1 is transferred to the cache memory of the cache control device 3, that is, the volatile semiconductor memory 7. The data is stored in the non-volatile semiconductor memory 8 to minimize data input / output with the magnetic disk device 4. That is, when the CPU 1 accesses again, by accessing the volatile semiconductor memory 7 and the non-volatile semiconductor memory 8 instead of the magnetic disk device 4, it is possible to access the magnetic disk device 4 having a long access time. Unnecessary. As a result, data can be exchanged at high speed.

【0013】本実施例では、特に、キャッシュメモリ
を、読み出し用のデータを格納する揮発性半導体メモリ
7と、書き込み用のデータを格納する不揮発性半導体メ
モリ8とに分けて設けている。このように、データの書
き込み用に不揮発性半導体メモリ8を用いることによ
り、例えば、電源断の事故が起きた場合にも、キャッシ
ュメモリのデータの消滅を回避することができ、磁気デ
ィスク装置4内のディスクの不整合状態の発生を防止す
ることができる。
In this embodiment, in particular, the cache memory is divided into the volatile semiconductor memory 7 for storing the read data and the non-volatile semiconductor memory 8 for storing the write data. As described above, by using the nonvolatile semiconductor memory 8 for writing data, it is possible to avoid the disappearance of the data in the cache memory even in the event of a power failure, for example. It is possible to prevent the occurrence of the disc inconsistent state.

【0014】また、キャッシュメモリのページの置き換
え制御は、メモリ制御部6が、LRUアルゴリズムを用
いて行なう。すなわち、読み出し用のデータの格納領域
単位であるページを置き換える場合には、メモリ制御部
6は、LRUにより、揮発性半導体メモリ7に最も長く
格納されているページを置き換える。この時、他のプロ
セスで、この最も長く格納されているページを使用して
いる時には、「busy」のサインが付与されているの
で、このページを、LRUチェーンの最も新しい所に繋
ぎ換え、次に長く格納されているページを置き換える。
The memory controller 6 controls the page replacement of the cache memory by using the LRU algorithm. That is, when replacing a page which is a storage area unit of read data, the memory control unit 6 replaces the page stored in the volatile semiconductor memory 7 for the longest time by the LRU. At this time, when another process is using the page stored for the longest time, the page is signed with "busy". Replace pages that are stored long in.

【0015】また、書き込み用のページを置き換える場
合には、メモリ制御部6は、LRUにより、不揮発性半
導体メモリ8から、最も長く格納されているページを置
き換える。この時、このページが、未だ、磁気ディスク
装置4のディスクに書き戻されていない未書き戻しペー
ジであれば、置き換える前に、ディスクに書き戻さなけ
ればならない。もし、半導体メモリ8内のページが、全
て、未書き戻しページであれば、書き込み用のページの
置き換え毎に、毎回、未書き戻しページのディスクへの
書き戻しを行なう必要がある。
When replacing a page for writing, the memory controller 6 replaces the page stored for the longest time from the nonvolatile semiconductor memory 8 by the LRU. At this time, if this page is an unwritten back page that has not been written back to the disk of the magnetic disk device 4, it must be written back to the disk before replacement. If all the pages in the semiconductor memory 8 are unwritten back pages, it is necessary to write back the unwritten back pages to the disk every time the writing page is replaced.

【0016】一般に、ページを置き換える度に、ディス
クへ書き戻しを行なうと、磁気ディスク装置4との入出
力が頻繁に発生し、システムの処理性能が劣化してしま
う。そのため、未書き戻しページをディスクへ書き戻す
場合には、できるだけ多くの未書き戻しページを、まと
めて、書き戻すことが有効である。しかし、一方では、
キャッシュメモリの機能を有効に利用するためには、未
書き戻しページを、できるだけ長くキャッシュメモリに
置いておくことが必要である。
Generally, if data is written back to the disk every time a page is replaced, input / output with the magnetic disk device 4 frequently occurs and the processing performance of the system is deteriorated. Therefore, when writing back unwritten pages to the disc, it is effective to write back as many unwritten pages as possible. But on the other hand,
In order to effectively use the cache memory function, it is necessary to keep the unwritten pages in the cache memory as long as possible.

【0017】このような、相反する二つの要求を満足さ
せるために、本実施例のメモリ制御部6では、未書き戻
し用のページの置き換え要求が、所定の回数、連続して
発生した場合に、次の図2で示すように、全ての未書き
戻しページを、まとめてディスクに書き戻す。
In order to satisfy these two contradictory requirements, the memory control unit 6 of the present embodiment makes it possible to replace the unwritten pages with a page replacement request a predetermined number of times in succession. As shown in FIG. 2 below, all unwritten back pages are collectively written back to the disc.

【0018】図2は、図1におけるディスクキャッシュ
システムの本発明に係わるページ置き換え制御動作の一
実施例を示すフローチャートである。ページの置き換え
要求があれば(ステップ201)、読み出し用(Rea
d用)のページの置き換えか否かを判定する(ステップ
202)。読み出し用であれば、図1における揮発性半
導体メモリ7の最も古いページを選択する(ステップ2
03)。選択したページを他のプロセスが使用していれ
ば(図中、busy?)(ステップ204)、他のプロ
セスが使用していない最も古いページを選択して(ステ
ップ205)、そのページを置き換える(ステップ20
6)。
FIG. 2 is a flow chart showing an embodiment of the page replacement control operation according to the present invention of the disk cache system in FIG. If there is a page replacement request (step 201), for reading (Rea)
It is determined whether or not the page (for d) is replaced (step 202). For reading, the oldest page of the volatile semiconductor memory 7 in FIG. 1 is selected (step 2).
03). If the selected page is used by another process (busy in the figure) (step 204), the oldest page not used by another process is selected (step 205) and the page is replaced (step 205). Step 20
6).

【0019】ステップ202において、読み出し用でな
く、書き込み用のページの置き換えであれば、図1にお
ける不揮発性半導体メモリ8の最も古いページを選択す
る(ステップ207)。このページが未書き戻しページ
でなければ(ステップ208)、このページを置き換え
る(ステップ209)。また、このページが未書き戻し
ページであれば、未書き戻しページに対する置き換え
が、二回連続して要求されたか否かを確認する(ステッ
プ210)。連続でなければ、この未書き戻しページを
図1の磁気ディスク装置のディスクに書き戻し(ステッ
プ211)、ページを置き換える(ステップ209)。
また、ステップ210において、未書き戻しページに対
する置き換えが、二回連続して要求されたものであれ
ば、図1における不揮発性半導体メモリ8の残りの未書
き戻しページを、全て、図1の磁気ディスク装置のディ
スクに書き戻し(ステップ212)、その後に、要求さ
れたページの置き換えを行なう(ステップ209)。
In step 202, if the page is to be replaced not for reading but for writing, the oldest page of the nonvolatile semiconductor memory 8 in FIG. 1 is selected (step 207). If this page is not the unwritten back page (step 208), this page is replaced (step 209). If this page is an unwritten back page, it is confirmed whether replacement of the unwritten back page has been requested twice in succession (step 210). If it is not continuous, this unwritten page is written back to the disk of the magnetic disk device of FIG. 1 (step 211) and the page is replaced (step 209).
Further, in step 210, if the replacement of the unwritten back page is requested twice consecutively, all the remaining unwritten back pages of the nonvolatile semiconductor memory 8 in FIG. The data is written back to the disk of the disk device (step 212), and then the requested page is replaced (step 209).

【0020】このように、例えば、二回連続して、不揮
発性半導体メモリ8のページの置き換え要求があり、か
つ、この置き換え対象のページが未書き戻しページだっ
た時には、「これ以降も、書き込みが連続するであろ
う」との仮説に基づき、また、毎回、未書き戻しページ
の書き戻し処理を行なうよりも、全ての未書き戻しペー
ジを、まとめて1回で処理する方が、以降の書き戻しに
係わる処理性能を劣化させないとの理由、および、以降
も書き込みが連続するなら、キャッシュメモリの参照は
ないので、全ての未書き戻しページを処理しても性能劣
化にならないとの理由の元に、図1における不揮発性半
導体メモリ8内の未書き戻しページを全て、図1におけ
る磁気ディスク装置4のディスクに書き戻す。
Thus, for example, when a page replacement request of the non-volatile semiconductor memory 8 is issued twice in succession and the page to be replaced is an unwritten return page, "the writing is continued thereafter. Based on the hypothesis that "there will be continuous", it is preferable to process all the unwritten back pages at once rather than performing the writing back process of the unwritten back pages every time. The reason is that the processing performance related to write-back is not deteriorated, and that if the writing continues after that, there is no reference to the cache memory, so even if all unwritten-back pages are processed, the performance does not deteriorate. Originally, all unwritten back pages in the nonvolatile semiconductor memory 8 in FIG. 1 are written back to the disk of the magnetic disk device 4 in FIG.

【0021】このことにより、図2の半導体メモリ8か
ら、未書き戻しページが一掃され、以降、連続して書き
込む処理においては、処理毎の図1におけるディスクイ
ンタフェース9による入出力処理を行なわないので、性
能の劣化を抑えることができる。
As a result, the unwritten pages are wiped out of the semiconductor memory 8 of FIG. 2, and thereafter, in the continuous writing process, the input / output process by the disk interface 9 in FIG. 1 is not performed for each process. It is possible to suppress deterioration of performance.

【0022】以上、図1、および、図2を用いて説明し
たように、本実施例のディスクキャッシュシステムで
は、キャッシュメモリを、読み出し用と書き込み用とに
分けて設ける。特に、書き込み用には、不揮発性半導体
メモリを用いることにより、電源断などの事故によるデ
ータの消滅に起因するディスクの不整合状態を回避する
ことができる。また、読み出し用には、安価な揮発性半
導体メモリを用いることにより、コストを抑えることが
できる。さらに、書き込み用のページの置き換え時にお
いては、未書き戻しページのディスクへの書き戻し処理
を効率良く行ない、ディスクの入出力動作を極力抑える
ことができ、入出力性能を向上させることができる。
As described above with reference to FIGS. 1 and 2, in the disk cache system of this embodiment, the cache memory is provided separately for reading and writing. In particular, by using a non-volatile semiconductor memory for writing, it is possible to avoid a disc inconsistent state due to the disappearance of data due to an accident such as power failure. Moreover, the cost can be suppressed by using an inexpensive volatile semiconductor memory for reading. Further, at the time of replacing the page for writing, the write-back process of the unwritten page to the disk can be efficiently performed, the input / output operation of the disk can be suppressed as much as possible, and the input / output performance can be improved.

【0023】尚、本発明は、図1、および、図2を用い
て説明した実施例に限定されるものではない。例えば、
図2のステップ210においては、未書き戻しページに
対する置き換えが二回連続して要求されたか否かを確認
しているが、その回数は、三回、四回でも良く、二回に
限定されるものではない。
The present invention is not limited to the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2. For example,
In step 210 of FIG. 2, it is confirmed whether or not the replacement for the unwritten page is requested twice in succession, but the number of times may be three or four, and is limited to two. Not a thing.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、電源断などの事故の発
生時におけるキャッシュメモリ内のデータの保護を、低
コストに、かつ、効率良く行なうことができ、ディスク
キャッシュシステムの信頼性、および、性能を向上させ
ることが可能である。
According to the present invention, the data in the cache memory can be efficiently protected at low cost in the event of an accident such as power failure, and the reliability of the disk cache system can be improved. , It is possible to improve the performance.

【0025】[0025]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のディスクキャッシュシステムの本発明
に係わる構成の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a configuration relating to the present invention of a disk cache system of the present invention.

【図2】図1におけるディスクキャッシュシステムの本
発明に係わるページ置き換え制御動作の一実施例を示す
フローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of a page replacement control operation according to the present invention of the disk cache system in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CPU 2 メインメモリ 3 キャッシュ制御装置 4 磁気ディスク装置 5 ホストインタフェース 6 メモリ制御部 7 揮発性半導体メモリ 8 不揮発性半導体メモリ 9 ディスクインタフェース 1 CPU 2 Main Memory 3 Cache Control Device 4 Magnetic Disk Device 5 Host Interface 6 Memory Control Section 7 Volatile Semiconductor Memory 8 Nonvolatile Semiconductor Memory 9 Disk Interface

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部記憶装置から、アクセス頻度の高い
データを、具備したキャッシュメモリに転送格納してお
き、該キャッシュメモリを介して、中央処理装置のデー
タのアクセス制御を行なうディスクキャッシュシステム
において、上記中央処理装置の読み出し用のデータを格
納する揮発性の半導体メモリからなる第1のキャッシュ
メモリと、上記中央処理装置の書き込み用のデータを格
納する不揮発性の半導体メモリからなる第2のキャッシ
ュメモリと、上記中央処理装置からの読み出し要求に対
応して、該中央処理装置のアクセス先を上記第1のキャ
ッシュメモリに、上記中央処理装置からの書き込み要求
に対応して、該中央処理装置のアクセス先を上記第2の
キャッシュメモリに振分るメモリ制御手段とを設けるこ
とを特徴とするディスクキャッシュシステム。
1. A disk cache system in which data frequently accessed from an external storage device is transferred and stored in a cache memory provided, and access control of data of a central processing unit is performed via the cache memory. A first cache memory composed of a volatile semiconductor memory for storing the read data of the central processing unit, and a second cache memory composed of a non-volatile semiconductor memory for storing the write data of the central processing unit. In response to the read request from the central processing unit, the access destination of the central processing unit is set to the first cache memory, and the access to the central processing unit is performed in response to the write request from the central processing unit. A memory control means for allocating the destination to the second cache memory is provided. Squash system.
【請求項2】 請求項1に記載のディスクキャッシュシ
ステムにおいて、上記メモリ制御手段は、上記中央処理
装置から要求された、上記第2のキャッシュメモリの予
め定めた大きさのデータ格納領域であるページの置き換
えを、LRUに基づき行ない、該ページの置き換え要求
が、予め設定した回数だけ連続して、上記外部記憶装置
のデータと不一致の未書き戻しデータを有する未書き戻
しページに対して発生した場合には、該未書き戻しペー
ジを含む全ての未書き戻しページに対する、上記外部記
憶装置への書き戻しを行なった後に、上記要求されたペ
ージの置き換えを行なうことを特徴とするディスクキャ
ッシュシステムのページ置き換え制御方法。
2. The disk cache system according to claim 1, wherein the memory control means is a page which is a data storage area of a predetermined size of the second cache memory requested by the central processing unit. Replacement is performed based on the LRU, and the replacement request for the page is continuously generated a preset number of times for an unwritten back page having unwritten back data that does not match the data in the external storage device. The page of the disk cache system is characterized in that the requested page is replaced after all the unwritten pages including the unwritten page are written back to the external storage device. Replacement control method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08171515A (en) * 1994-12-19 1996-07-02 Nec Corp Memory management system for disk cache
JP2005258789A (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Toshiba Solutions Corp Storage device, storage controller, and write back cache control method
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