JPH09128159A

JPH09128159A - 記憶装置

Info

Publication number: JPH09128159A
Application number: JP28752195A
Authority: JP
Inventors: Kouji Zaiki; 幸治材木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-11-06
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の磁気ディスク装置からのデータの読み
出しを行う記憶装置において、当該磁気ディスク装置か
ら公平かつ効率的にデータを読み出す。【解決手段】リクエストキュー１０１に保持された複
数のアクセス要求を、各磁気ディスク装置３１〜３３に
おけるデータの探索時間が最小になるようにして分配す
る探索時間最適化部１０２と、この分配されたアクセス
要求を保持して対応するコマンドを発行するコマンドキ
ュー群１０３と、このコマンドキュー群から所定のコマ
ンドを選択してディスクアクセス制御部２０に送るセレ
クター１０４とを有し、コマンドスケジューラ１０６
は、読出し準備完了時刻記憶部１０５に記憶された各磁
気ディスク装置における読出し準備完了時刻を参照し
て、その早いものに対してリードコマンドを送るように
上記セレクター１０４に指示を送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計算機システムな
どで用いられる記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、大型の計算機システムなどにお
いては、外部記憶装置として、磁気ディスク装置などの
記憶手段を多数有し、複数の読み出し要求に対して磁気
ディスク装置間のバス使用権の優先順位に基づいて目的
のデータを読み出す記憶装置を備えている。

【０００３】図６は、このような従来の計算機システム
の構成図である。ＣＰＵ２００と記憶装置２１０が、１
本のデータバス２３０で接続され、当該データバス２３
０を介して、データの転送が行われる。ＣＰＵ２００
は、種々のプロフェッサや内部メモリ等（図示せず）か
らなり、記憶装置２１０は、リクエストキュー２１１
と、コマンド発行部２１２と、コマンド選択部２１３
と、ディスクアクセス制御部２１４と、複数のデータが
読出し可能な場合にその読出しの優先順位を定める優先
順位設定部２１５と、上記ディスクアクセス制御部２１
４と１本のデータバス２２０で接続された例えば、３台
の磁気ディスク装置２１６、２１７、２１８と、これら
の磁気ディスク装置から読み出されたデータを一時的に
記憶するデータバッファ２１９とからなる。

【０００４】このような計算機システムにおいて、ＣＰ
Ｕ２００から発せられた特定のデータに対するアクセス
要求（読出し要求）は、その要求順にリクエストキュー
２１１にキューとして保持され、コマンド発行部２１２
は、このリクエストキュー２１１からアクセス要求を順
に取り出して、該当する磁気ディスク装置に対するリー
ドコマンドを発行する。

【０００５】コマンド選択部２１３は、上記コマンド発
行部２１２で発行された複数のリードコマンドのうち所
定のものを選択してディスクアクセス制御部２１４に送
る。ディスクアクセス制御部２１４は、上記リードコマ
ンドを、該当する磁気ディスク装置に送る。このとき、
複数の磁気ディスク装置からデータが読出し可能な状態
であっても、データバス２３０は１本だけなので、１度
に一つの磁気ディスク装置からの読出ししかできない。
そこで、これらの磁気ディスク装置からのデータ読み出
しは、予め優先順位設定部２１５に設定された優先順位
に基づき、その優先順位の高いものから行われる。この
ようにして読み出されたデータは、一旦データバッファ
２１９に書き込まれた後、データバス２３０を介して、
ＣＰＵ２００に転送される。

【０００６】次に、このような記憶装置２１０における
具体的なデータ読み出しの動作を図７のタイミングチャ
ートに基づいて説明する。今、ＣＰＵ２００から、６個
のデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆについて、この順にア
クセス要求があり、データＡ，Ｆは、磁気ディスク装置
２１６に、データＢ，Ｅは、磁気ディスク装置２１７
に、データＣ，Ｄは、磁気ディスク装置２１８に記憶さ
れており、優先順位設定部２１５には、バス使用権の優
先順位が、磁気ディスク装置２１６、２１７、２１８の
順に設定されているとする。

【０００７】リクエストキュー２１１は、ＣＰＵ２００
からのデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対するアクセス
要求をこの順に保持し、コマンド発行部２１２は、これ
らのアクセス要求に基づきその順に、当該データを有す
る磁気ディスク装置に対するリードコマンドＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを発行する。コマンド選択部２１３は、
上記リードコマンドのうち、まず、リードコマンドＡ，
Ｂ，Ｃを選択して、ディスクアクセス制御部２１４に送
り、ディスクアクセス制御部２１４は、該当する磁気デ
ィスク装置２１６〜２１８に上記リードコマンドＡ，
Ｂ，Ｃをそれぞれ送る（図７の左端）。

【０００８】各磁気ディスク装置２１６〜２１８は、そ
れぞれの磁気ディスクから目的のデータを探索した後、
当該データを読み出して磁気ディスク装置内部のバッフ
ァメモリに一旦書き込み、読み出しの準備をする（この
ようにリードコマンドを受けてから読み出し準備が完了
するまでの待ち時間を、図７では、それぞれ、読出し準
備Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆとして示している。）。

【０００９】この読出し準備Ａ，Ｂ，Ｃのうち、図７の
例では、読出し準備Ａが一番早くなっており、この読出
し準備Ａの完了時点で、読出し可能な磁気ディスク装置
は他には存在しないので、優先順位設定部２１５の優先
順位を参照するまでもなく、直ちに磁気ディスク装置２
１６から当該データＡを読み出して、データバッファ２
１９に送る。

【００１０】このデータＡの読み出しが完了した時点
（ＴA）では、磁気ディスク装置２１７と２１８の２台
が読み出し待ちの状態にあるので、ディスクアクセス制
御部２１４は、上記優先順位設定部２１５に設定された
優先順位を参照し、当該優先順位が高い磁気ディスク装
置２１７の方からデータＢを読み出す。データＢの読み
出しが完了した時点（ＴB）で、読み出しが可能なの
は、磁気ディスク装置２１６、２１８の２台であるが、
同じく上記優先順位設定部２１５に設定された優先順位
に基づき、磁気ディスク装置２１６の方から当該データ
Ｆの読み出しを行う。

【００１１】同様にデータＦの読み出しが完了した時点
（ＴF）で、磁気ディスク装置２１７、２１８が読み出
し可能な状態にあるが、上記優先順位により、磁気ディ
スク装置２１７の方からデータＥが読み出される。この
データＥの読み出しが完了した時点（ＴE）では、優先
順位が高い磁気ディスク装置２１６、２１７における読
出し待ちはないので、この時点で初めて磁気ディスク装
置２１８からデータＣの読み出しが開始され、その完了
後（ＴC）、読出し準備Ｄを経てデータＤの読み出しが
開始されることになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように磁気ディスク装置間にバス使用権の優先順位が固
定されている記憶装置においては、当該優先順位の高い
磁気ディスク装置間（図７の例では、磁気ディスク装置
２１６、２１７）だけで、「読出し−読み出し待ち−読
み出し」の動作が繰り返され、それらの磁気ディスク装
置におけるデータ読み出しが全て完了した後に初めて優
先順位の低い磁気ディスク装置２１８からの読み出しが
開始されるので、当該磁気ディスク装置２１８からのデ
ータの読み出しが大変遅くなり、当該データを要求した
ユーザの待ち時間が長くなる。

【００１３】図７の例では、データＣは、３番目にアク
セス要求されたにもかかわらず、５番目になってやっと
データの読み出しが開始される。本例では、説明の便宜
上、６個のアクセス要求があった場合について説明した
が、実際の計算機システムにおいては、多数のアクセス
要求が短時間に集中し（特に、会社の研究所や大学の理
工系学部など）、優先順位が高い磁気ディスク装置への
アクセス要求も多くなり、優先順位が低い磁気ディスク
装置からの読み出しは、ますます遅滞する結果となる。

【００１４】特に、読み出し時間に比較して読出し準備
時間が短い場合には、特定のデータ読み出しが完了した
時点で、他の優先順位が高い磁気ディスク装置の読み出
し準備が常に完了していることになり、上述した優先順
位が低い磁気ディスク装置からの読み出し遅延の不都合
は、如実に現れる。本発明は、以上のような課題に鑑み
てなされたものであり、複数の磁気ディスク装置などの
記憶手段の読み出しを制御して、各記憶手段から公平に
目的のデータを読み出し、併せて全体のデータ読み出し
時間を短縮して、接続されたＣＰＵのスループットを向
上させることができる記憶装置を提供することを目的と
する。

【００１５】

【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、読出し要求を受けて複数の記憶手段の中
から目的のデータを読み出す記憶装置であって、複数の
読出し要求を受けてキューとして保持する第１のキュー
手段と、上記読出し要求を受けたデータを有する記憶手
段に対し、あらかじめ当該データの読出しの準備をする
ように指示を発する読出し準備指示手段と、前記各記憶
手段における読出し準備完了の順位に従って前記第１の
キュー手段に保持された読出し要求の順位を並び替えて
出力する並び替え制御手段と、前記並び替え制御手段か
ら出力された読出し要求に基づいて、対応する記憶手段
から目的のデータを読み出す読出し制御手段と、を備え
る。

【００１６】これにより、読み出し準備の完了した順に
従って、複数の記憶手段から公平に読み出しを行うこと
ができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１の発明は、読出し要求を
受けて複数の記憶手段の中から目的のデータを読み出す
記憶装置であって、複数の読出し要求を受けてキューと
して保持する第１のキュー手段と、上記読出し要求を受
けたデータを有する記憶手段に対し、あらかじめ当該デ
ータの読出しの準備をするように指示を発する読出し準
備指示手段と、前記各記憶手段における読出し準備完了
の順位に従って前記第１のキュー手段に保持された読出
し要求の順位を並び替えて出力する並び替え制御手段
と、前記並び替え制御手段から出力された読出し要求に
基づいて、対応する記憶手段から目的のデータを読み出
す読出し制御手段と、を備える。

【００１８】これにより、読出し準備指示手段は、読出
し要求を受けたデータを有する記憶手段に対し、あらか
じめ当該データの読出しの準備をするように指示を発
し、並び替え制御手段は、各記憶手段における読出し準
備完了の順位に従って第１のキュー手段に保持された読
出し要求の順位を並び替えて出力し、読出し制御手段
は、前記並び替え制御手段から出力された読出し要求に
基づいて、対応する記憶手段から目的のデータを読み出
すという作用を有する。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１における読出
し準備の完了が、前記記憶手段が、目的のデータを探索
して、すぐに読み出すことができる状態になったことを
意味しており、これにより上記読み出し制御手段からの
読出し要求があれば、待ち時間なしにすぐに当該データ
を読み出すという作用を有する。請求項３の発明は、請
求項１における記憶手段が、データを記憶する第１のメ
モリと、この第１のメモリから読み出されたデータを一
時的に記憶する第２のメモリを有し、上記読出し準備完
了は、目的のデータを読み出して前記第２のメモリに書
き込んだ状態を意味しており、これにより上記読出し制
御手段からの読出し要求があれば、待ち時間なしに当該
第１のメモリからすぐにデータを転送するという作用を
有する。

【００２０】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
３における並び替え制御手段は、前記第１のキュー手段
に保持された複数の読出し要求を、該当する記憶手段ご
とに分配する読出し要求分配手段と、上記分配された読
出し要求を当該記憶手段ごとにキューとして保持する第
２のキュー手段と、前記各記憶手段における上記読出し
準備完了を検知し、その順位を記憶する読出し準備完了
順位記憶手段と、前記読出し準備完了順位記憶手段に記
憶された順位に基づいて、前記第２のキュー手段に保持
された読出し要求を順次取り出して、前記読出し制御手
段に出力する読出し要求選択手段と、を備える。

【００２１】これにより、読出し要求分配手段は、上記
第１のキュー手段に保持された読出し要求を、該当する
データを有する記憶手段に対応する第２のキュー手段に
分配し、読出し準備完了順位記憶手段は、各記憶手段に
おける上記読出し準備完了を検知してその順位を記憶
し、読出し要求選択手段は、この記憶された順位に基づ
いて、前記第２のキュー手段に保持された読出し要求を
順次取り出して、前記読出し制御手段に出力するという
作用を有する。

【００２２】請求項５の発明は、請求項４における第２
のキュー手段が、前記記憶手段ごとに設けられており、
これにより読出し要求がすべての記憶手段に対してなさ
れた場合に十分対処し、上記並び替え制御を合理的に実
現するという作用を有する。請求項６の発明は、上記請
求項４における読出し要求分配手段が、前記第１のキュ
ー手段から複数の読出し要求を取り出し、対応する記憶
手段においてデータ探索の待ち時間が最小になるように
前記読出し要求の順番を並べ替えて、前記第２のキュー
手段に分配する待ち時間最適化手段を備える。

【００２３】これにより、それぞれの記憶手段につい
て、待ち時間の一番短いデータから順に読出し準備の指
示が与えられるという作用を有する。以下、本発明に係
る記憶装置の実施の形態を説明する。図１は、本発明に
係る記憶装置の実施の形態の一例の構成図である。当該
記憶措置は、ＣＰＵから受けた複数のアクセス要求を所
定の基準により並び替えるスケジューラ部１０と、この
並び替えられたアクセス要求に基づき各磁気ディスク装
置への読出しを制御するディスクアクセス制御部２０
と、当該ディスクアクセス制御部２０の指示を受けて必
要なデータを読み出す磁気ディスク装置群３０と、この
磁気ディスク装置群３０からのデータを一時記憶してＣ
ＰＵへ送るデータバッファ４０と、からなる。

【００２４】以下、各部を説明する。スケジューラ部１
０は、ＣＰＵから複数のアクセス要求を受け付けて、当
該受付順にアクセス要求をキューとして保持するリクエ
ストキュー１０１と、このリクエストキュー１０１から
複数のアクセス要求を取り出して、当該アクセス要求を
該当する磁気ディスク装置ごとに振り分ける際に、それ
ぞれの磁気ディスク装置内で目的のデータを探索して読
出し可能な状態になるまでの待ち時間（以下、「探索時
間」という。）が最小になるように入れ替えて分配する
探索時間最適化部１０２と、この探索時間最適化部１０
２から分配されたアクセス要求をその分配された順に保
持し、それらに基づくプリフェッチコマンドとリードコ
マンドを発行するコマンドキュー群１０３と、これらの
コマンドキュー群１０３から、後述のコマンドスケジュ
ーラ１０６の指示に基づいて所定のコマンドを選択して
次段のディスクアクセス制御部２０に送るセレクター１
０４と、ディスクアクセス制御部２０から、各磁気ディ
スク装置３１〜３３における読出し準備完了の知らせを
受けて、その磁気ディスク装置ごとに当該完了時刻を記
憶する読出し準備完了時刻記憶部１０５と、この読出し
準備完了時刻記憶部１０５に記憶された読出し完了時刻
を参照して、その完了時刻のより早い磁気ディスク装置
へリードコマンドを送る旨の指示を上記セレクター１０
４に送るコマンドスケジューラ１０６と、からなる。

【００２５】ディスクアクセス制御部２０は、上記スケ
ジューラ部１０から送られてきたコマンドに基づき、該
当する磁気ディスク装置に所定の指示を送ると共に、後
述する各種の情報の中継を行う。磁気ディスク装置群３
０は、３台の磁気ディスク装置３１〜３３からなる。各
磁気ディスク装置は、図２に示すように、データを記録
する磁気ディスク３０１と、この磁気ディスク３０１を
一定方向に回転させる回転駆動機構３０２と、当該磁気
ディスク３０１へデータを書き込み、もしくはこれから
データを読み出す磁気ヘッド３０３と、当該磁気ヘッド
３０３を磁気ディスク３０１の中心方向に移動させる磁
気ヘッド移動機構３０４と、磁気ヘッド３０１の位置決
めのため上記磁気ヘッド移動機構３０４および回転駆動
機構３０２を制御すると共に当該データの読出し／書き
込みを制御する制御部３０５と、磁気ヘッドから読み出
されたデータを一時的に記憶するバッファメモリ３０６
とからなる。

【００２６】通常、複数枚の磁気ディスク３０１が、紙
面に垂直な方向に所定の間隙を有して平行な状態で、回
転駆動機構３０２の回転軸３０２１によって保持され、
その枚数に応じて磁気ヘッド３０３も複数個設けられ、
それぞれ当該間隙内に配設される。このような記憶装置
における具体的なデータ読出しの動作を以下説明する。

【００２７】今、従来例と同様、ＣＰＵから、６個のデ
ータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆについて、この順にアクセ
ス要求があり、データＡ，Ｆは、磁気ディスク装置３０
１に、データＢ，Ｅは、磁気ディスク装置３２に、デー
タＣ，Ｄは、磁気ディスク装置３３に記録されている場
合を考える。まず、リクエストキュー１０１は、データ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対するアクセス要求をキュー
としてこの順に保持する。

【００２８】探索時間最適化部１０２は、上記アクセス
要求を複数受け取り、ディスクアクセス制御部２０を介
して、各磁気ディスク装置３１〜３３における制御部３
０５から、目的の各データがどの磁気ディスク装置に記
憶されているかを確認して、各磁気ディスク装置ごと振
り分けて一旦保持し、さらに制御部３０５から、それぞ
れの磁気ディスク装置における現在の磁気ヘッドの位置
および目的のデータの位置に関する情報を得て、この位
置情報に基づき各磁気ディスク装置におけるデータの探
索時間が最小になるように、上記保持したアクセス要求
の順番を入れ替えて、該当するコマンドキュー１０３１
〜１０３３に分配する。

【００２９】例えば、磁気ディスク装置３１において、
磁気ディスク３０１の図２に示す位置にデータＡ、Ｆが
あり、矢印Ｑ方向に磁気ディスク３０１が回転駆動され
るとする。磁気ディスク装置においては、探索時間は、
磁気ディスク３０１の目的のデータを有するトラック
（データトラック）上に磁気ヘッド３０３を移動して位
置づけるシーク時間と、磁気ヘッド３０３が当該データ
トラック上に位置づけられてから、磁気ディスク３０１
が回転して、当該目的のデータの記録位置が、上記ヘッ
ド３０１の位置まで来るのに要する回転待ち時間の和と
して求められるので、図２においては、明らかにデータ
Ｆに対する探索時間が、データＡに対するそれよりも短
いのが分かる。

【００３０】そこで、探索時間最適化部１０２は、磁気
ディスク装置３１に対する当初のアクセス順位は、デー
タＡ、Ｆの順番であったが、これをデータＦ，Ａの順番
に並び替えてコマンドキュー１０３１に送る。なお、こ
のように探索時間が最小になるようにアクセス要求を並
び替る技術については、公知であるのでこれ以上の説明
は省略する。

【００３１】図３は、上述のアクセス要求の順位の並び
替えの様子を模式的に示す図である。各丸印は、アクセ
ス要求を示し、その丸の中に書かれたアルファベット
は、アクセス要求の対象となるデータを示す。したがっ
て、例えば、リクエストキュー１０１における丸印Ｒ１
は、データＡに対するアクセス要求（以下、単に「アク
セス要求Ａ」と称する。他も同様。）を示すことにな
る。

【００３２】ＣＰＵからのアクセス要求Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅ，Ｆは、この順にリクエストキュー１０１内に保
持される。探索時間最適化部１０２は、これらのアクセ
ス要求を取り出して、各磁気ディスク装置ごとに一旦保
持し（探索時間最適化部１０２内の上段）、上述のよう
にそれぞれの磁気ディスク装置における位置情報から、
探索時間を比較して、当該磁気ディスク装置ごとのアク
セス要求の順番を、例えば、探索時間最適化部１０２内
の下段のように入れ替えて、それぞれ該当するコマンド
キュー１０３１〜１０３３に送る。

【００３３】各コマンドキュー１０３１〜１０３３にお
いては、分配された各アクセス要求に対して、プリフェ
ッチコマンドとリードコマンドの２種類のコマンドをセ
ットで発行し、当該配分されたアクセス要求の順に保持
する。ここで、プリフェッチコマンドとは、該当する磁
気ディスク装置に対し、データの読出し準備を指示する
コマンドを意味する（以下、例えば、データＡの読出し
の準備を指示するコマンドを単に「プリフェッチコマン
ドＡ」と称する。他も同様。）。

【００３４】また、リードコマンドは、上記読出しの準
備が完了したデータについて、読出しの開始を指示する
コマンドである（以下、例えば、データＡに対する読出
し開始のコマンドを単に「リードコマンドＡ」と称す
る。他も同様。）。各コマンドキュー１０３１〜１０３
３に保持された各コマンドは、コマンドスケジューラ１
０６の制御を受けたセレクター１０４によって選択され
て、次段のディスクアクセス制御部２０に送られる。

【００３５】このコマンドスケジューラ１０６によるセ
レクター１０４の制御動作を、図４および図５のタイミ
ングチャートに基づいて具体的に説明する。図４は、特
定のアクセス要求、例えば、アクセス要求Ａに基づき、
該当する磁気ディスク装置３１からデータ読出しを行う
場合の基本的なタイミングチャートである。

【００３６】磁気ディスク装置３１にプリフェッチコマ
ンドＡが与えられると、その制御部３０５（図２）は、
磁気ヘッド移動機構３０４と回転駆動機構３０２を制御
して、磁気ディスク３０１の目的のデータ記憶位置に磁
気ヘッドを位置決めし、データＡを読出してバッファメ
モリ３０６に書き込む。この書き込みが完了した時点
で、制御部３０５は、読出し準備完了信号をその装置番
号を示す情報と共に発生し、ディスクアクセス制御部２
０を介して読出し準備完了時刻記憶部１０５に送る。

【００３７】当該読出し準備完了時刻記憶部１０５は、
内部にタイマーを備え（図示せず）、上記読出し準備完
了信号を受けた時刻ｔをその装置番号に対応させてテー
ブルとして記憶する。コマンドスケジューラ１０６は、
上記読出し完了時刻ｔを参照して、それらのうち早いも
のから当該磁気ディスク装置へリードコマンドを発する
ようにセレクター１０４に指示を送る。

【００３８】セレクター１０４は、当該指示に基づき該
当するコマンドキューから、リードコマンドを取り出し
てディスクアクセス制御部２０を介して該当する磁気デ
ィスク装置に送る。これにより、当該磁気ディスク装置
のバッファメモリ３０６に書き込まれたデータが読出さ
れてデータバッファ４０を介してＣＰＵに送られる。し
たがって、データＡの読出し準備が完了した時点で、す
でに読出し準備が完了した他の磁気ディスク装置があれ
ば（複数ある場合もある。）、それもしくはそれらの読
出しが完了するまで待ち（読み出し待ち）、その後、リ
ードコマンドＡが送られてデータＡがバッファメモリ３
０６から読み出される（読出しＡ）。

【００３９】以上のような基本的な動作を前提にして、
コマンドキュー群１０３に図３に示す順にアクセス要求
が保持されている場合の制御動作を、図５のタイミング
チャートに基づき説明する。まず、各コマンドキュー１
０３１〜１０３３にアクセス要求が分配されると、これ
らのコマンドキュー群１０３は、コマンドスケジューラ
１０６に対しその旨を知らせ、これに基づきコマンドス
ケジューラ１０６は、セレクター１０４に各コマンドキ
ュー１０３１〜１０３３に保持されている先順位のアク
セス要求についてのプリフェッチコマンドＦ，Ｅ，Ｃを
取り出すようにセレクター１０４に指示を送る。

【００４０】取り出されたプリフェッチコマンドＦ，
Ｅ，Ｃは、ディスクアクセス制御部２０を介して該当す
る磁気ディスク装置３１〜３３にそれぞれ送られ、上述
の読出し準備（プリフェッチ。以下、例えば、データＡ
に対する読出し準備を単に「プリフェッチＡ」と称す
る。他も同様。）を行う。このプリフェッチＦ，Ｅ，Ｃ
が完了するとそれぞれの完了信号が読出し準備完了時刻
記憶部１０５に送られて、それぞれプリフェッチ完了時
刻ｔ１，ｔ２，ｔ３（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３とする。）が与
えられる。

【００４１】コマンドスケジューラ１０６は、まず、１
番最初にプリフェッチを完了したデータＦについて、直
ちに読み出すようにセレクター１０４に指示を送る。セ
レクター１０４は、コマンドキュー１０３１からリード
コマンドＦを取り出して、ディスクアクセス制御部２０
を介して磁気ディスク装置３１に送る。これにより、デ
ータＦが磁気ディスク装置３１のバッファメモリ３０６
から読み出されてデータバッファ４０に転送される。

【００４２】当該読み出しが完了するとその旨の信号
が、制御部３０５からディスクアクセス制御部２０を介
してコマンドスケジューラ１０６に送られ、コマンドス
ケジューラ１０６は、磁気ディスク装置３１に記憶され
ているデータＡについてのプリフェッチコマンドを送る
ようにセレクター１０４に指示する。セレクター１０４
は、コマンドキュー１０３１からプリフェッチコマンド
Ａを取り出し、ディスクアクセス制御部２０を介して磁
気ディスク装置３１に送り、プリフェッチＡを実行させ
る。

【００４３】また、コマンドスケジューラ１０６は、デ
ィスクアクセス制御部２０からデータＦについての読み
出し完了の知らせを受けると、上述のようにデータＡに
ついてのプリフェッチをセレクター１０４に指示する共
に、読出し準備完了時刻記憶部１０５の読出し完了時刻
のテーブルを参照して、その完了時刻の早いデータから
読み出すようにセレクター１０４に指示を送る。

【００４４】すなわち、データＦの読出しが完了した時
点で、データＥとデータＣの双方のプリフェッチが完了
して読み出し待ちの状態であるが、プリフェッチＥの方
が早く完了しているので（ｔ２＜ｔ３）、コマンドスケ
ジューラ１０６は、セレクター１０４にコマンドキュー
１０３２からリードコマンドＥを取り出して、磁気ディ
スク装置３２に送るように指示し、セレクター１０４は
これを実行して当該データＥの読み出しが開始される。

【００４５】以下同様にして、磁気ディスク装置３２か
らのデータＥの読み出しの完了と共に、磁気ディスク３
２にプリフェッチコマンドＢが送られる。その時点で読
み出し待ちの磁気ディスク装置は、磁気ディスク装置３
１、３３であるが、ｔ３＜ｔ４であるので、磁気ディス
ク装置３３のデータＣの読み出しを実行し、その完了と
共にプリフェッチコマンドＤが磁気ディスク装置３３に
送られる。次にプリフェッチ完了時刻の早いのはデータ
Ａであるので、磁気ディスク装置３１から当該データＡ
の読み出しが実行され、その読み出し完了時点で、プリ
フェッチが完了しているデータＢが磁気ディスク装置３
２から読み出され、最後に磁気ディスク装置３３からデ
ータＤが読み出される。

【００４６】このようにして、予めプリフェッチコマン
ドを発して、各磁気ディスク装置に読み出し準備を行わ
させ、その読み出し準備完了の早い順に読み出しを実行
していくので、従来の記憶装置のように、磁気ディスク
装置のバス使用権の優先順位を固定した場合に生ずる不
都合、すなわち、優先順位が低い磁気ディスク装置から
データがなかなか読み出せないという問題が解消され、
各磁気ディスク装置から公平なデータの読み出しを実行
できる。

【００４７】このことは、本発明に係る記憶装置による
図５のタイミングチャートと、従来の記憶装置による図
７のタイミングチャートを比較しても明らかであり、同
じ三番目にアクセス要求を受けたデータＣが、従来では
５番目に読み出されていたのに対し（図７参照）、本発
明の記憶装置によれば、３番目に読み出されている（図
５参照）。

【００４８】また、優先順位の低い磁気ディスク装置か
らの読み出しが早くなることに伴って、例えば、図５に
おけるプリフェッチＤは、他のデータＡの読み出し中に
行えるので、データＢの読み出し終了後、直ちにデータ
Ｄの読み出しを実行でき、図７の読出し準備Ｄのような
無駄な待ち時間がなくなる。これにより、データ全体を
読み出す際のスループットを向上させることができ、全
体の読み出し時間を短縮できるという利点がある。

【００４９】また、各アクセス要求は、探索時間最適化
部１０２によって、各磁気ディスク装置における目的の
データの探索時間が最小になるようにしてコマンドキュ
ー群１０３に分配されているので、読出し準備に要する
時間を短縮することができ、特に最初のデータ読み出し
開始を早くすることができる。なお、本実施の形態で
は、説明の便宜上、特に従来技術との対比を明確にする
ため、磁気ディスク装置を３台にし、アクセス要求も６
個として説明したが、これらに限定されないのは勿論で
あって、特に大型計算機システムなどが実際に使用され
る環境下においては、磁気ディスク装置の台数はもっと
多く、また、アクセス要求の数も多数であり、それだけ
本発明の効果がさらに顕著になるのは明らかである。

【００５０】また、上述の実施の形態では、データの読
出し制御を中心に説明したが、図１の記憶装置は、デー
タの書き込みも可能であって、その場合にはＣＰＵから
データバッファ４０を介して送られてきたデータを、デ
ィスクアクセス制御部２０の指示に従って、所定の磁気
ディスク装置に記憶させることになる。以上、本発明を
実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、以上
に述べた実施の形態に限定されないのは勿論であり、以
下のような変形例が考えられる。

【００５１】第１に、磁気ディスク装置は、複数台であ
れば何台でもよいが、従来例との効果上の差異を顕著に
するためには、３台以上であるのが望ましい。また、記
憶手段は、上述の磁気ディスク装置に限られないのは、
勿論であり、磁気テープ装置や、複数の記録媒体、例え
ば光ディスクをボックスに保管しておき、アクセス要求
に応じて必要な光ディスクを取り出して再生装置にセッ
トして目的のデータを読み出す装置（チェンジャー装
置）など、要するにデータのアクセス要求を受けて目的
のデータを読み出すまでに所定の待ち時間を要する記憶
手段であれば、どのようなものでもよい。

【００５２】第２に、読み出し準備（プリフェッチ）の
完了とは、上記実施の形態においては、磁気ディスク上
の目的のデータの記憶位置を探索して、磁気ヘッドを位
置決めし、これを読み出して内部のバッファメモリに書
き込む段階まで含めている。確かに、これによって、読
出し時におけるデータの転送速度が早くなるという利点
があるが、複数の記憶手段から公平にデータを読み出す
という本発明の趣旨からすれば、当該磁気ヘッドなどの
読出し部を目的のデータ位置に位置決めしておき、リー
ドコマンドを受けると直ちに読み出せる状態にしておけ
ばよいのであって、内部バッファメモリに一旦記憶させ
ておくことは必須要件ではない。

【００５３】特に、上記チェンジャー装置などがカラオ
ケなどの音楽データ等の提供に用いられる場合には、読
み出されたデータをリアルタイムで再生する場合が多
く、該当する光ディスクを再生装置にセットした状態
か、さらに、その読出し部（光学ピックアップ）を当該
光ディスクの目的のデータの記録位置に位置決めした段
階（いわゆる「頭出し」）で十分である。

【００５４】第３に、探索時間最適化部は、上述のよう
に各磁気ディスク装置ごとのアクセス要求を、当該探索
時間（待ち時間）が最小になるように並び替える機能を
有するが、複数の記憶手段から公平にデータを読み出す
という目的達成のためには、各磁気ディスク装置にアク
セス要求を分配する単なる分配手段であってもよい。第
４に、コマンドキューの数は、磁気ディスク装置に対応
して、その数だけある方が望ましいのはいうまでもない
が、特に磁気ディスク装置の台数が多い場合や、当該記
憶装置の使用環境によって、全ての磁気ディスク装置へ
のアクセス要求が短時間に集中することを考慮しなくて
もよい場合もあり、このような場合には、必ずしもコマ
ンドキューの数は、磁気ディスク装置の数に合わせる必
要はなく、それよりも少ない個数であってもよい。

【００５５】この場合には、実際にアクセス要求のあっ
た磁気ディスク装置ごとにコマンドキューを割り当てて
アクセス要求を保持させ、当該アクセス要求が実行され
てコマンドキュー内が空になった場合に、新たに送られ
てきた他の磁気ディスク装置に対するアクセス要求を保
持するというように、探索時間最適化部によって分配す
るようにしておけばよい。

【００５６】第５に、上述の実施の形態では、コマンド
スケジューラ１０６は、読出し準備完了時刻記憶部１０
５における読出し準備完了時刻を参照して、その完了時
刻の早いものから読み出すようにセレクター１０４に指
示を送っていたが、必ずしも完了時刻をパラメータとし
て使用する必要はなく、例えば、読出し準備の完了順
に、その磁気ディスク装置の認識番号に関する情報を記
憶しておき、この順に従ってコマンドスケジューラから
セレクターに指示を発するようにしてもよい。

【００５７】第６に、上述の実施の形態では、ＣＰＵと
記憶装置がデータバス１本で接続されている場合につい
て説明したが、当該ＣＰＵがマルチタスク機能を有する
か、もしくは当該記憶装置が、通信カラオケなどの音楽
データのデータサーバの記憶装置として利用される場合
には、複数本のデータバスが設けられる場合もある。し
かし、この場合でも、そのデータバスの数を超える記憶
手段が設けられ、多数のアクセス要求が予想される場合
には、やはり本発明と同様な読み出し制御が必要なので
あって、例えば、データバスが２本ある場合には、コマ
ンドスケジューラによって決定された読み出し順位のう
ち、第１順位のデータを第１のデータバスに、第２順位
のデータを第２のデータバスに送り、その後、当該デー
タの転送を終えたどちらかのデータバスに後順位のデー
タを順次送るように、ディスクアクセス制御部において
データの転送を制御すればよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発
明によれば、複数の読出し要求を一旦キューとして保持
すると共に、当該読出し要求を受けた記憶手段にあらか
じめ当該データの読出しの準備をするように指示を発
し、この読出し準備完了の順位に基づいて、読出し要求
の順位を並び替えることによりデータの読み出しを制御
するので、各記憶手段の読出し準備完了の早さに応じて
公平に読出しを実行でき、従来のように優先順位の低い
記憶手段からの読出しが後回しにされるということがな
くなる。

【００５９】また、読出し準備が完了したものから次々
に読み出すので、探索時間や読出し待ちの時間の無駄が
極力排除でき、全体のデータ読み出し時間の短縮化にも
寄与し、ひいてはこの記憶装置に接続されたＣＰＵなど
のスループットを向上することができる。請求項２の発
明によれば、請求項１における読出し準備の完了が、前
記記憶手段が、目的のデータを探索して、すぐに読み出
すことができる状態になったことを意味するので、これ
により上記読み出し制御手段からの読出し要求があれ
ば、待ち時間なしにすぐに当該データを読み出すことが
できる。

【００６０】請求項３の発明によれば、請求項１におけ
る記憶手段は、データを記憶する第１のメモリのほか
に、この第１のメモリから読み出されたデータを一時的
に記憶する第２のメモリを有しており、上記読出し準備
完了は、目的のデータを読み出して前記第２のメモリに
書き込んだ状態を意味しているので、上記読出し制御手
段からの読出し要求があれば、すぐに当該第１のメモリ
からデータを短時間で転送することができる。

【００６１】請求項４の発明によれば、上記第１のキュ
ー手段に保持された読出し要求は、読出し要求分配手段
によって、該当するデータを有する記憶手段に対応する
第２のキュー手段に分配され、読出し準備完了順位記憶
手段は、各記憶手段における上記読出し準備完了を検知
してその順位を記憶し、読出し要求選択手段は、この記
憶された順位に基づいて、前記第２のキュー手段に保持
された読出し要求を順次取り出して、前記読出し制御手
段に出力するので、請求項１ないし３における並び替え
制御を的確に行うことができる。

【００６２】請求項５の発明によれば、請求項４におけ
る第２のキュー手段が、記憶手段ごとに設けられてお
り、これにより読出し要求がすべての記憶手段に対して
なされた場合でも、上記並び替え制御を合理的に実現で
きる。請求項６の発明によれば、上記請求項４における
読出し要求分配手段が、前記第１のキュー手段から複数
の読出し要求を取り出し、対応する記憶手段においてデ
ータ探索の待ち時間が最小になるように前記読出し要求
の順番を並べ替えて、前記第２のキュー手段に分配する
待ち時間最適化手段を備えるので、これにより、それぞ
れの記憶手段について、待ち時間の一番短いデータから
順に読出し準備の指示が与えられ、待ち時間の少ない効
率的な読出し制御を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る記憶装置の実施の形態の構成図で
ある。

【図２】上記実施の形態における磁気ディスク装置の構
成図である。

【図３】上記実施の形態における探索時間最適化部によ
って、アクセス要求が並び替えられる様子を示す模式図
である。

【図４】上記実施の形態において、１個のアクセス要求
に対する基本的な読み出し動作のタイミングを示す図で
ある。

【図５】上記実施の形態において、６個のアクセス要求
を受けた場合の読み出し動作のタイミングを示す図であ
る。

【図６】従来の記憶装置を含む計算機システムの構成で
ある。

【図７】上記記憶装置において６個のアクセス要求を受
けた場合の読み出し動作のタイミングを示す図である。

【符号の説明】

１０スケジューラ部２０ディスクアクセス制御部３０磁気ディスク装置群４０データバッファ１０１リクエストキュー１０２探索時間最適化部１０３コマンドキュー群１０４セレクター１０５読出し準備完了時刻記憶部１０６コマンドスケジューラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】読出し要求を受けて複数の記憶手段の中
から目的のデータを読み出す記憶装置であって、複数の読出し要求を受けてキューとして保持する第１の
キュー手段と、上記読出し要求を受けたデータを有する記憶手段に対
し、あらかじめ当該データの読出しの準備をするように
指示を発する読出し準備指示手段と、前記各記憶手段における読出し準備完了の順位に従って
前記第１のキュー手段に保持された読出し要求の順位を
並び替えて出力する並び替え制御手段と、前記並び替え制御手段から出力された読出し要求に基づ
いて、対応する記憶手段から目的のデータを読み出す読
出し制御手段と、を備えることを特徴とする記憶装置。
【請求項２】上記読出し準備の完了は、前記記憶手段
が、目的のデータを探索して、すぐに読み出すことがで
きる状態になったことを意味することを特徴とする請求
項１記載の記憶装置。
【請求項３】前記記憶手段は、データを記憶する第１
のメモリと、この第１のメモリから読み出されたデータ
を一時的に記憶する第２のメモリを有し、上記読出し準備完了は、目的のデータを読み出して前記
第２のメモリに書き込んだ状態を意味することを特徴と
する請求項１記載の記憶装置。
【請求項４】前記並び替え制御手段は、前記第１のキュー手段に保持された複数の読出し要求
を、該当する記憶手段ごとに分配する読出し要求分配手
段と、上記分配された読出し要求を当該記憶手段ごとにキュー
として保持する第２のキュー手段と、前記各記憶手段における上記読出し準備完了を検知し、
その順位を記憶する読出し準備完了順位記憶手段と、前記読出し準備完了順位記憶手段に記憶された順位に基
づいて、前記第２のキュー手段に保持された読出し要求
を順次取り出して、前記読出し制御手段に出力する読出
し要求選択手段と、を備えることを特徴とする請求項１
ないし３記載の記憶装置。
【請求項５】前記第２のキュー手段は、前記記憶手段
ごとに設けられることを特徴とする請求項４記載の記憶
装置。
【請求項６】前記読出し要求分配手段は、前記第１の
キュー手段から複数の読出し要求を取り出し、対応する
記憶手段においてデータ探索の待ち時間が最小になるよ
うに前記読出し要求の順番を並べ替えて、前記第２のキ
ュー手段に分配する待ち時間最適化手段を備えることを
特徴とする請求項５記載の記憶装置。