JPH10254778A - 磁気ディスクキャッシュ制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マルチタスクで並列してアクセスパターンの異
なるアクセスがきても、それぞれのタスクに最適ディス
クキャッシュモードで動作することが可能であり、ディ
スクアクセス時間の短縮を図ることが可能となる。 【解決手段】マルチタスクで並列してアクセスパータン
が異なるアクセス要求があっても、それぞれの要求に対
して、ディスクキャッシュを複数セグメントに分割し、
それぞれのセグメンアをそれぞれのアクセスに最適な動
作モードを自動で設定する方法を提供するには、ディス
クアクセスパターンをサンプリングする部分とサンプリ
ング結果からそのアクセスに最適な動作モードを解析す
る部分とディスクキャッシュの制御及び管理をする部分
を設けることにより達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】磁気ディスクのアクセス時間
の短縮は、システム処理時間の短縮の中でも最も期待さ
れている内の一つである。磁気ディスクを使用する場
合、アクセス時間を決定する要因として、記憶媒体の回
転待ち時間・ヘッドのシーク時間及びディスクキャッシ
ュのヒット率等があげられる。従って、磁気ディスクの
アクセス時間を短縮するには、上記に示した様な機械的
動作時間を短縮するかもしくは、ディスクキャッシュを
より効果的に使用するかの２つにである。

【０００２】ところが、記憶媒体の回転やヘッドのシー
クには、モータ等の動力装置を使用して行う必要がある
が、モータ等の動力装置自体の限界があり、記憶媒体の
回転待ち時間やシーク時間の短縮にも限界がある。

【０００３】そこで、本発明は、記憶媒体より非常に高
速なキャッシュにデータを効果的に格納することでアク
セス時間の短縮をはかることが可能であるディスクキャ
ッシュを、より効果的に利用することで、アクセス時間
の短縮を図り、可能な限り最小限の時間でディスクアク
セスを行う技術に関する。

【０００４】

【従来の技術】本発明の属する技術分野にも示した通
り、磁気ディスクにおいては、アクセス時間を決定する
要因として、記憶媒体の回転待ち時間・ヘッドのシーク
時間及びディスクキャッシュヒット率などがあげられる
が、前者２つの回転待ち時間とヘッドのシーク時間の短
縮は物理的な限界がある。そこで、ディスクキャッシュ
をより効果的に利用することを目的として本発明があ
る。

【０００５】従来、このディスクキャッシュは、アプリ
ケーションのアクセスパターンによって、オペレータが
面数及び容量を設定することを可能とする製品が出され
ている。

【０００６】また、ディスクキャッシュ１セグメントの
動作モードを複数持つことにより自動で設定する方法
は、特開平２−５０２３６にあるような、上位処理装置
と外部記憶装置の間にある制御装置にて複数個のキャッ
シュ動作モードを備えて、動作モードの稼働状況に応じ
てキャッシュモードを自動で切り替える技術は、ディス
ク先読みバッファをその時に応じて、複数個ある動作モ
ードからより効果的に動作する最適な動作モードを自動
で選択し、ディスクアクセス時間の短縮を図ろうとする
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
技術では、マルチタスクで並列してアクセスパターンの
異なるアクセス要求があると、ある動作モードに自動で
最適化されるため、アクセスパターンの異なるアクセス
要求がくると、そのタスクにおいてはディスクキャッシ
ュは最適な動作モードではなくなる。

【０００８】本発明の目的は、上記のようなマルチタス
クで並列してアクセスパターンが異なるアクセス要求が
あっても、それぞれの要求に対して、ディスクキャッシ
ュを複数セグメントに分割し、それぞれのセグメントを
それぞれのアクセスに最適な動作モードを自動で設定す
る方法を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記のようなマルチタス
クで並列してアクセスパターンが異なるアクセス要求が
あっても、それぞれの要求に対して、ディスクキャッシ
ュを複数セグメントに分割し、それぞれのセグメントを
それぞれのアクセスに最適な動作モードを自動で設定す
る方法を提供するには、ディスクアクセスパターンをサ
ンプリングする部分とサンプリング結果からそのアクセ
スに最適な動作モードを解析する部分とディスクキャッ
シュの制御及び管理をする部分を設けることにより達成
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の具体的な実現例を以下の
通り、図を使用し説明する。

【００１１】図１は、本発明の内容であるキャッシュ制
御方法を実現するための構成例を示す図である。

【００１２】計算機１０は、外部記憶装置２０とそれぞ
れの接続インタフェース１１、２１を介してそれぞれ、
接続されている。計算機１０上に設けられたオペレーテ
ィングシステム１２からコマンドにより外部記憶装置２
０にアクセス要求があると、まずコマンド処理部２２で
上位装置からアクセス要求を処理する。この時、アクセ
ス要求と同時にタスクナンバを通知する。これにより、
アクセス要求があった場合、どのタスクのアクセス要求
かが判別可能となる。コマンド処理部２２で処理された
データをデータサンプリング部２３に送る。アクセスパ
ターンサンプリング部２２では、各タスクのアクセス方
法の形態をサンプリングし、アクセスパターンの統計を
実施する。更に、アクセスパターンサンプリング部２３
と実記憶媒体２７の間には、アクセス制御部２４があ
る。アクセス制御部２４では、データのアクセス要求が
あった場合、実記憶媒体２７もしくはディスクキャッシ
ュ２６のアクセスの制御を受け持つ。また、アクセスパ
ターンサンプリング部２３とアクセス制御部２５の間に
は、パターン解析部２６があり、アクセスパターンサン
プリング部２３で、あるアクセスのパターンの統計結果
をパターン解析部２４に通知する。パターン解析部２４
では、送られてきた各タスク毎のアクセスパターンに最
適なセグメント分割の割り出しを行い、その結果をアク
セス制御部２５に通知し、そこでディスクキャッシュの
セグメントを各タスク毎に分割しそれぞれの設定を最適
なパターンで動作するよう設定する。また、アクセス制
御部２５では、ディスクキャッシュの動作状況の管理も
行い、時事刻々と変化する各タスク毎のアクセス要求に
最適な動作パターンで動作しているかどうかを永久的に
監視し、そうでない場合は、再度上記の様な設定を行
う。

【００１３】この様な構成をとることにより、マルチタ
スクでのアクセス要求がきた場合、コマンド制御部２２
にそれぞれのタスク番号が送られてくるためそれぞれの
タスクに最適なディスクキャッシュパターンで動作する
ことが可能となる。

【００１４】また、本図は磁気ディスク装置内のディス
クキャッシュの制御方式についての説明であるが、計算
機側に設けられたキャッシュメモリの制御も同様の方法
で可能となる。

【００１５】図２は、ある複数のアクセス要求があった
場合のディスクキャッシュの状態についての説明の図で
ある。図１での、パターン解析部２４で最適の動作モー
ドの割り出しを行った結果が例えばあるタスクでは３２
ＭＢ×３面が、また別のタスクでは８ＭＢ×４面が最適
なパターンであった場合、図２の通りディスクキャッシ
ュ３０の９６ＭＢのエリアをセグメント３１、３２ＭＢ
のエリアをセグメント３２に設定する。また、セグメン
ト３１、３２のエリアはそれぞれ３面と４面に等分割す
ることによりそれぞれの最適パターンに設定され、最適
なパターンで動作することが可能となる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、マ
ルチタスクで並列してアクセスパターンの異なるアクセ
スがきても、それぞれのタスクに最適ディスクキャッシ
ュモードで動作することが可能であり、ディスクアクセ
ス時間の短縮を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスクキャッシュ制御方式を実現するための
構成例を示す図。

【図２】具体的なある状況におけるディスクキャッシュ
の状態を示す図。

【符号の説明】

１０…計算機、１１…接続インタフェース、１２…オペ
レーティングシステム、２０…外部記憶装置、２１…接
続インタフェース、２２…コマンド処理部、２３…アク
セスパターンサンプリング部、２４…アクセスパターン
解析部、２５…アクセス制御部、２６…ディスクキャッ
シュ、２７…実記憶媒体、３０…ディスクキャッシュ、
３１、３２…セグメント。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ディスク装置内に設けられたキャッシ
   ュメモリにおいて、複数の異なるセグメントに分割可能
   であり、それぞれのセグメントでは各アクセス要求に応
   じた、パターンで自動的にセグメントを磁気ディスクキ
   ャッシュ制御方式。
2. 【請求項２】磁気ディスク装置より取得したデータを、
   同様に計算機に設けられたキャッシュメモリすなわちオ
   ペレーティングシステムが制御するキャッシュメモリに
   おいて、請求項１の記載の磁気ディスクキャッシュ制御
   方式。