JPH1027069A - 記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上位装置からの複数のシーケンシャルリード
要求時のデータ読み出し処理能力を向上させる。 【解決手段】 ＬＡＮ１０２を介して接続された複数の
クライアント装置１０１からサーバとして機能する上位
装置１０３に複数のシーケンシャルリード要求が発生し
た場合、配下の記憶装置１１０の制御部１４０の先読み
制御部１４３、先読み実行部１４８は、メモリ１４５上
に設定された複数の先読みの管理を行うための情報を格
納する先読み管理テーブルを使用して、上位装置１０３
からのコマンドを解析し複数の先読みの制御を行い、下
位の記憶媒体１８０のデータをバッファメモリ１６０に
転送する際、各記憶媒体１８０におけるヘッドの移動が
最適化されるように複数のリード動作をまとめて実行
し、転送された領域に対するリードが来た場合、バッフ
ァメモリ１６０から直接、上位装置１０３へデータを転
送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ装置
または制御装置に接続される記憶装置に係わり、特にシ
ーケンシャルな読み出しにおいて高速なデータ転送能力
を要求される記憶装置に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】記憶装置におけるシーケンシャルリード
の高速化のためにバッファメモリを設け、先読みを行う
ことが一般的である。低速な記憶装置のデータを上位装
置からの要求に先立ってバッファメモリに転送しておく
こと（先読み）によって、上位装置からの要求（コマン
ド）を高速なメモリへのアクセスのみで済ませることが
でき、高速に処理することが可能となる。先読み処理と
して従来の記憶装置では、前回のリードコマンドでアク
セスされた領域に引き続く領域のデータを必ず先読みし
たり、数回連続した領域に対するリードが来た場合に先
読みを開始したりしていた。

【０００３】たとえば、特開平６−３３２６２９号公報
には、シーケンシャルリード（連続したアドレスのリー
ドの集まり）のアクセスとランダムリードのアクセスが
混在する場合の性能向上方法について述べられている。
この方法では、先読みのアドレスから離れたアドレスへ
のランダムリードのアクセスの場合、先読みを停止する
ことにより、ランダムリードのアクセス応答時間を短縮
しようとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術においては、たとえばＶＯＤ（ビデオオンデマンド）
用サーバに用いられる記憶装置で発生する複数のシーケ
ンシャルリードが同時に要求される場合の性能向上につ
いては考慮されていない。

【０００５】すなわち、最近の市場動向として、マルチ
メディア化に対する要求が高まってきており、サーバ等
の記憶装置に音声や映像等のマルチメディアデータを登
録しておき、サーバに接続されたクライアントは必要に
応じてデータを読み出す、という利用形態が増えてい
る。この音声や映像等のマルチメディアデータは一般に
順次性のある大容量データであり、サーバに接続されて
いる個々のクライアントからはシーケンシャルなデータ
の読み出しが要求される。しかし、通常、サーバには複
数のクライアントが接続されており、同時に複数のクラ
イアントからデータの読み出しが要求される。また、ク
ライアントからのデータアクセス要求は人気のある映像
データに集中する特性が見られる。

【０００６】このため、前者の従来技術のように、単
に、前回のアクセス領域に引き続く領域を必ず先読みし
たり、数回連続した領域へのアクセスを契機として先読
みを開始する技術では、単一のシーケンシャルリードに
対しては応答時間短縮の効果はそれなりに期待できるも
のの、異なる領域に同時並行して発生する複数のシーケ
ンシャルリードについては、応答時間短縮は期待できな
い、という技術的課題がある。

【０００７】また、後者の従来技術では、異なる領域へ
のアクセス要求が発生すると、先読みそのものを停止す
るため、複数のシーケンシャルリード要求が同時並行し
て発生する場合の応答時間短縮は全く期待できない、と
いう技術的課題がある。

【０００８】本発明の目的は、複数の順次リード要求に
対する応答時間の短縮およびスループット向上を実現す
ることが可能な記憶技術を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、音声や映像等の一般
に順次性のあるマルチメディアデータ等が蓄積される高
性能のサーバを構築することが可能な記憶技術を提供す
ることにある。

【００１０】本発明の他の目的は、ＶＯＤ（ビデオオン
デマンド）用の高性能のサーバを構築することが可能な
記憶技術を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の記憶装置では、
複数の先読み実行手段と、各先読み実行手段の起動／終
了／実行順序等を制御する先読み制御手段と、上位装置
からのデータリード要求および先読みデータが格納され
るバッファメモリの状態を管理する管理手段を設ける。

【００１２】上位装置からのデータリード要求は先読み
制御手段に伝えられる。先読み制御手段は先読み管理テ
ーブルに上位装置からのアクセス要求アドレスを登録す
ると共に、今回のアクセス要求が既に先読み実行中のア
ドレスに対する要求か、新規にシーケンシャルリードを
開始せねばならない要求か、シーケンシャルリードとは
無関係な要求かを判定する。先読み済みの領域に対する
要求の場合には先読みデータを上位装置に転送する。こ
こで、上位装置にデータ転送後も上位装置からの読み出
しに備えてデータバッファの解放は行わずデータを保持
しておく。これにより画像データのＲｅｐｌａｙ要求や
同一データに対する別クライアントからのリード要求に
ともなう同一領域に対する上位装置からのリード要求に
対して記憶媒体からの再読み出しを不要とし処理能力を
向上させる。上位装置へのデータ転送により先読み済み
データ量が少なくなった場合には先読み実行手段に対し
て次の先読みを指示する。また、新規にシーケンシャル
リードが必要になった場合には先読み実行手段を新たに
起動する。

【００１３】先読み制御手段は先読み実行手段の起動に
当たり記憶媒体からの読み出しアドレスを管理し記憶媒
体の読み出しヘッドの動きが昇順に最適化するよう先読
み実行手段の実行順を制御し、記憶媒体からバッファメ
モリへのデータ読み出し処理能力を向上させる。

【００１４】先読み制御手段は一定周期毎に先読み管理
情報テーブルを参照し、先読みデータを上位装置に転送
後、バッファメモリ上の、一定量若しくは一定時間経過
したデータが入っている先読み領域を解放する。

【００１５】先読み実行手段は先読み制御手段からの指
示にもとづき指示された量のデータを記憶媒体から先読
みバッファ上に読み込む。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施の形態である記憶
装置を含む情報処理システムの全体の構成の一例を示し
た概念図である。

【００１８】本実施の形態の情報処理システムは、配下
に記憶装置１１０を持ち、サーバとして機能する上位装
置１０３と、この上位装置１０３に、ローカルエリアネ
ットワーク１０２（ＬＡＮ）を介して接続された複数の
クライアント装置１０１で構成されている。

【００１９】クライアント装置１０１はサーバより映像
データを読み出して表示する端末装置である。サーバと
して機能する上位装置１０３は、各クライアント装置１
０１からの要求に応じて配下の記憶装置１１０からデー
タを読み出し、ローカルエリアネットワーク１０２を介
して要求元に送出する動作を行う。

【００２０】ここで、一般に、記憶装置１１０に格納さ
れた、たとえば映像データはシーケンシャルなデータと
してアクセスされる。従って、各クライアント装置１０
１から上位装置１０３へはシーケンシャルなリードが要
求される。しかしＬＡＮ１０２上には複数のクライアン
ト装置１０１が接続されており、これらは各々個々に独
立して上位装置に要求を発行するため、上位装置１０３
および記憶装置１１０からみると複数の領域に対するシ
ーケンシャルリード要求が同時に行われているように見
える。また、ここで各クライアント装置１０１からの映
像データ読み出し要求は一般に特定の人気タイトルに集
中する傾向がある。尚、本実施の形態では、一例とし
て、映像データの読み出しを例に採り説明を進めるが、
これは適用アプリケーションの一例であり本発明が映像
データの読み出しに限定されるものでは無いことは言う
までもない。

【００２１】一般に記憶装置１１０は上位装置１０３か
ら受領したリードコマンドに連続性が見られた場合には
上位装置１０３から次に発行されるコマンドを予測する
ことが可能であるため上位装置１０３からのコマンド受
領に先立ち事前にデータを高速なバッファに取り込んで
いる。以下ではこれを先読み処理と称す。

【００２２】記憶装置１１０は、ホストインタフェース
回路１２０、制御部１４０、データ転送回路１５０、バ
ッファメモリ１６０、ドライブインタフェース回路１７
０、記憶媒体１８０、および操作パネル１３０より構成
される。

【００２３】制御部１４０は通常マイクロプロセッサと
制御用ソフトウェアにより実現され、装置全体を制御す
る主制御部１４１、先読みの実行を制御する先読み制御
部１４３、記憶媒体１８０からドライブインタフェース
回路１７０とデータ転送回路１５０を介してバッファメ
モリ１６０に先読みデータの読み込みを行う先読み実行
部１４８からなる。制御部１４０上のメモリ１４５には
各種管理テーブルを置く。また、制御部１４０は計時機
構１４２および不揮発メモリ１４４を持つ。不揮発メモ
リ１４４上には後述のように各種動作パラメタを置く。

【００２４】本実施の形態では、記憶媒体１８０の一例
として小型磁気ディスク装置６００を使用する場合につ
いて説明する。図８は、本実施の形態の小型磁気ディス
ク装置６００の全体構成を一部破断して示す斜視図であ
る。この図８に例示されるように、複数の磁気ディスク
６０５が共通のスピンドル６０４に所定の間隔で同軸か
つ平行な姿勢で固定され、個々の磁気ディスク６０５の
複数の記録面の各々には、ロードアーム６０１の先端部
に個別に保持された複数のヘッド６０７がセットされて
いる。ロードアーム６０１の基端部はピボット軸６０６
を中心として揺動するアクチュエータ６０２に支持さ
れ、このアクチュエータ６０２はさらにボイスコイルモ
ータ６０３によって駆動される。

【００２５】すなわち、ボイスコイルモータ６０３に対
する通電方向や通電量の制御によって、アクチュエータ
６０２およびロードアーム６０１は磁気ディスク６０５
と平行な平面内を、揺動速度や角度が制御された揺動運
動をし、この揺動運動によって、ロードアーム６０１の
先端部に支持されているヘッド６０７は磁気ディスク６
０５の記録面上を当該磁気ディスク６０５の径方向に移
動し、たとえば磁気ディスク６０５の記録面上に同心円
状に配置された複数のトラックの間の移動（シーク動
作）や、特定のトラックに対して追従する動作を行う。

【００２６】ヘッド６０７による磁気ディスク６０５上
の任意のトラックのデータに対するアクセスの所要時間
は、ヘッド６０７を磁気ディスク６０５の径方向に移動
させて任意のトラック上の位置決めするシーク動作の時
間と、ヘッド６０７の直下にトラックの目的領域が到来
するまでの回転待ち時間の和になるが、回転待ち時間
は、磁気ディスク６０５の回転速度は所定の仕様によっ
て一定となるため、シーク動作の最適化が、データの読
み出し速度の改善等に効果が大きい。たとえば、複数の
異なるトラックのデータにアクセス要求があり、これら
をまとめて処理する場合、ヘッド６０７が、磁気ディス
ク６０５の径方向に一方向に順次移動するように制御し
たほうが効率が良くなる。

【００２７】小型磁気ディスク装置６００はアレイ状に
配置しＲＡＩＤ(Redundant Array of Inexpensive Disk
s)構成を組んでもよい。図１ではＲＡＩＤ構成とした場
合の実施の形態を示す。ＲＡＩＤを構成する各列（１８
１〜１８３）をＲＡＮＫとして管理し、先読み実行部１
４８はＲＡＮＫ毎に持ち並行して実行する。記憶装置１
１０内はロジカルユニットアドレス２４３によって領域
分割される。ＲＡＮＫとロジカルユニットとの対応付け
は装置の構成情報設定時に決まり、ｍ，ｎを任意の整数
とすると、ｎＲＡＮＫ＝１ロジカルユニット、１ＲＡＮ
Ｋ＝ｎロジカルユニット、または、ｍＲＡＮＫ＝ｎロジ
カルユニットとすることも可能である。以下、１ＲＡＮ
Ｋ＝１ロジカルユニットの場合を例にとり説明する。

【００２８】図２は、不揮発メモリ１４４上の各種動作
パラメタの設定例を示す概念図であり、図３および図４
は、メモリ１４５上に設定される各種管理テーブルの構
造と、バッファメモリ１６０の構造、および、これらの
関連を示す概念図である。なお、図３および図４におい
て、（Ａ）〜（Ｃ）の記号は、両図の間におけるポイン
タ情報の接続関係を示している。また記憶媒体論理構造
２９０は、バッファメモリ１６０上におけるホスト転送
済みブロック２９１、先読み済みブロック２９２、先読
み実行中ブロック２９３の関係を示している。

【００２９】バッファメモリ１６０は固定長サイズのバ
ッファセグメント２２１に分割し管理する。ここで未使
用のバッファセグメント２２１はフリーバッファセグメ
ントリスト２２２に登録され、その先頭アドレスはフリ
ーバッファセグメントポインタ２３１よりポイントされ
る。記憶装置１１０の電源投入直後の初期状態ではすべ
てのバッファセグメント２２１がフリーバッファセグメ
ントリスト２２２に登録される。先読み実行時にフリー
バッファセグメントリスト２２２より必要となるバッフ
ァセグメント２２１が確保され使用済みバッファセグメ
ントリスト２２３に登録され先読みデータが読み込まれ
る。そして使用終了後には再びフリーバッファセグメン
トリスト２２２に戻す。

【００３０】不揮発メモリ１４４上には、各種動作パラ
メタとして、先読み実行部多重度２１１、先読みデータ
ホスト転送後滞留データ量２１２、先読みデータホスト
転送後滞留時間２１３、ＲＡＮＫ数２１４を持つ。

【００３１】メモリ１４５上には、バッファメモリ管理
テーブル２３０、ホストコマンド管理テーブル２４０、
先読み管理テーブル２５０、先読み実行管理テーブル２
６０を持つ。ここで、先読み管理テーブル２５０と先読
み実行管理テーブル２６０は各ＲＡＮＫ毎に持つ。先読
み管理テーブル２５０は各ＲＡＮＫ毎に１個、先読み実
行管理テーブル２６０は各ＲＡＮＫ毎に先読み実行部多
重度２１１分持つ。

【００３２】バッファメモリ管理テーブル２３０上には
フリーバッファセグメントポインタ２３１を持つ。ホス
トコマンド管理テーブル２４０は上位装置１０３より受
領したホストコマンドを登録し上位装置１０３からのリ
ード要求に連続性が有るか否かの判定に使用する。ホス
トコマンド管理テーブル２４０は複数エントリから構成
されラップアラウンドして使用する。このため次にどの
エントリを使用するか判定するために、ＮＥＸＴポイン
タ２４１を持つ。各エントリは、コマンド種別２４２、
ロジカルユニットアドレス２４３、リード／ライトロジ
カルブロックアドレス２４４（ＬＢＡ）、リード／ライ
トブロック数２４５よりなる。

【００３３】先読み管理テーブル２５０は、先読み実行
中管理テーブルキューポインタ２５１、先読み実行済み
管理テーブルキューポインタ２５２、未使用先読み実行
管理テーブルキューポインタ２５３より構成される。先
読み管理テーブル２５０および先読み実行管理テーブル
２６０は各ＲＡＮＫ毎に同一の構造のテーブルを持つ。
先読み実行管理テーブル２６０は先読み実行中管理テー
ブルキュー２７１、先読み実行済み管理テーブルキュー
２７２、未使用先読み実行管理テーブルキュー２７３の
いずれかのキューに登録される。記憶装置１１０の電源
投入直後の初期状態では全ての先読み実行管理テーブル
２６０は未使用状態であるため全て未使用先読み実行管
理テーブルキュー２７３につながれる。その後、上位装
置１０３よりコマンドを受領し先読みを開始する際に未
使用先読み実行管理テーブルキュー２７３より１個の先
読み実行管理テーブル２６０を外し先読み実行中管理テ
ーブルキュー２７１に接続する。先読み完了後その先読
み実行管理テーブル２６０を先読み実行中管理テーブル
キュー２７１から外し先読み実行済み管理テーブルキュ
ー２７２に接続する。同一ＲＡＮＫ内で複数の先読みが
必要になった場合にはひとつずつ順番に先読みを実行す
る。先読み実行中管理テーブルキュー２７１の先頭につ
ながれた先読み実行管理テーブル２６０が先読み実行中
のものであり、キューの２番目以降につながれた先読み
実行管理テーブル２６０は先読み実行待ちのものであ
る。各キューへの繋ぎ変えは先読み制御部１４３が行
う。先読み制御部１４３は先読み実行管理テーブル２６
０を先読み実行中管理テーブルキュー２７１につなぐ際
に先読み実行管理テーブル２６０内の先読み実行ＬＢＡ
２６１を参照し先読み実行ＬＢＡ２６１が昇順となるよ
う先読み実行中管理テーブルキュー２７１につなぐ。こ
れにより先読み実行時の記憶媒体１８０の読み出しにお
いて、記憶媒体１８０を構成する小型磁気ディスク装置
６００のヘッド６０７はＬＢＡの昇順に、すなわち磁気
ディスク６０５の径方向に一定の方向に動くことになり
複数領域に対する先読み処理を効率よく行うことが可能
となる。

【００３４】先読み実行管理テーブル２６０は先読み実
行管理単位毎に作成され、先読み実行管理テーブルキュ
ーポインタ２８０、先読み実行ＬＢＡ２６１、先読み済
み先頭ＬＢＡ２６２、ホストデータ転送済みＬＢＡ２６
３、ホストデータ転送時刻２６９、滞留データ最終ＬＢ
Ａ２６４、バッファ先頭アドレス２６５、先読み完了待
ちホストコマンドポインタ２６６、先読み開始アドレス
２６７、先読みブロック数２６８よりなる。ここで、先
読み開始アドレス２６７、先読みブロック数２６８、お
よびバッファ先頭アドレス２６５は先読み制御部１４３
が先読み実行部１４８に対して先読みを指示する際の起
動情報となる。一回の先読み実行により複数のシーケン
シャルリード要求に対応可能とするためにホストデータ
転送済みＬＢＡ２６３は複数エントリ分設ける。ここ
で、各エントリと対応してホストデータ転送時刻２６９
を持ち、上位装置１０３へデータを転送した時の時刻を
計時機構１４２より読み出し設定する。

【００３５】以下、本実施の形態の記憶装置を含む情報
処理システムの作用の一例を、図５、図６、図７のフロ
ーチャート等を参照しながら説明する。

【００３６】本実施の形態では、上位装置１０３から複
数領域に対するシーケンシャルリード要求受領時の先読
み処理において記憶媒体１８０からの読み出しにおける
ヘッド６０７の動きを昇順に最適化させるよう先読み処
理の実行順序を制御することと、先読みデータを上位装
置１０３に転送後も一定量若しくは一定時間、バッファ
メモリ１６０上に滞留させておき同一若しくは近傍領域
に対する複数のシーケンシャルリード要求を一回の先読
み実行で済ませることにより複数領域に対するシーケン
シャルリード時のデータ読み出し処理能力を向上させる
ものである。

【００３７】上位装置１０３は各クライアント装置１０
１からのデータリード要求を受け付けると上位装置１０
３に接続されている記憶装置１１０にリードコマンドを
発行する。

【００３８】記憶装置１１０に対して発行されたリード
コマンドはホストインタフェース回路１２０を経由して
主制御部１４１に伝えられる。主制御部１４１は受領し
たホストコマンドを先読み制御部１４３に渡す。先読み
制御部１４３は受領したコマンドをホストコマンド管理
テーブル２４０に登録する（ステップ３０１）。ホスト
コマンド管理テーブル２４０は複数のホストコマンドを
登録できるように複数のエントリより構成されている。
そこで、先読み制御部１４３はＮＥＸＴポインタ２４１
で指し示すエントリに情報を登録しＮＥＸＴポインタ２
４１が次のエントリをポイントするように更新する。ホ
ストコマンド管理テーブル２４０には受領したコマンド
に基づいて、コマンド種別２４２、上位装置１０３より
指定されたロジカルユニットアドレス２４３、リード／
ライトすべきＬＢＡ（ロジカルブロックアドレス）２４
４、リード／ライトブロック数２４５を登録する。次に
先読み制御部１４３は受領したコマンドがリードコマン
ドの場合、そのリードコマンドが過去に受領したリード
コマンドと連続するアドレスに対するコマンドであるか
即ちシーケンシャルリード要求であるか判定する。判定
は先読み実行管理テーブル２６０内の滞留データ最終Ｌ
ＢＡ２６４と先読み実行ＬＢＡ２６１の間に受領リード
コマンドのリードＬＢＡが入っているかを比較すること
により行う（ステップ３０２）。比較チェックは先読み
実行中管理テーブルキュー２７１と先読み実行済み管理
テーブルキュー２７２上の全先読み実行管理テーブル２
６０について行う。該当する先読み実行管理テーブル２
６０が見つかった場合には受領したコマンドについて既
に先読みが行われていることを意味する。この場合に
は、上位装置１０３にデータ転送を行い、その後、計時
機構１４２より現時刻を読み出し、ホストデータ転送時
刻２６９に設定する（ステップ３０３）。

【００３９】前記ステップ３０２において、先読み済み
ではない、と判定された場合、先読み実行中ブロック２
９３に対するリード要求か判定する（ステップ３０
４）。この判定は、リード要求されたＬＢＮの値が、滞
留データ最終ＬＢＡ２６４よりも大きく、かつ、先読み
実行ＬＢＡ２６１よりも小さいか、否かで判定する。そ
して、先読み実行中の場合にはホストコマンド管理テー
ブル２４０の当該エントリを先読み完了待ちホストコマ
ンドポインタ２６６に登録し先読み制御部１４３の処理
を終了する（ステップ３０５）。先読み完了待ちホスト
コマンドポインタ２６６は複数のホストコマンドを登録
可能とするために複数のエントリがあり未使用のエント
リに登録する。未使用のエントリは（ＦＦＦＦ）がセッ
トされておりこれにより判定する。先読み実行部１４８
は先読み制御部１４３より指示された先読み動作が完了
すると、先読み制御部１４３に終了報告を行う。この
時、先読み実行部１４８は先読み制御部１４３に先読み
実行管理テーブル２６０のアドレスを引数として渡す。

【００４０】先読み制御部１４３は受領した先読み実行
管理テーブル２６０内の先読み完了待ちホストコマンド
ポインタ２６６が登録されていればポインタの指し示す
ホストコマンド管理テーブル２４０の当該エントリの情
報を参照しバッファメモリ１６０上のデータを上位装置
１０３に転送し（ステップ５０１）、さらに転送後、ホ
ストデータ転送済みＬＢＡ２６３の中から該当するエン
トリを探して更新するとともに計時機構１４２より現時
刻を読み出し、ホストデータ転送時刻２６９に設定する
（ステップ５０２）。このようにして、同一または近傍
領域に対する複数のシーケンシャルリード要求に対して
個々に複数回先読みを実行することなく一回の先読みで
済ましてしまう。その後、当該先読み実行管理テーブル
２６０を先読み実行中管理テーブルキュー２７１から一
旦外し次の先読み実行のために先読み開始アドレス２６
７と先読みブロック数２６８を更新し先読み実行済み管
理テーブルキュー２７２に登録し、先読み実行中管理テ
ーブルキュー２７１に再登録する。再登録にあたっては
各先読み実行管理テーブル２６０の先読み開始アドレス
２６７が昇順となるような位置に接続する（ステップ５
０３）。再登録完了後に、先読み実行中管理テーブルキ
ュー２７１の先頭、即ち先読み実行中管理テーブルキュ
ーポインタ２５１からダイレクトにポイントされた先読
み実行管理テーブル２６０に登録された先読みを実行す
る（ステップ５０４）。これにより上位装置１０３から
複数領域に対するシーケンシャルリード要求受領時の先
読み処理において記憶媒体１８０からの読み出し処理に
おける磁気ディスク６０５に対するヘッド６０７の動き
を昇順に最適化させるよう先読み処理の実行順序を制御
することができる。

【００４１】比較対象の全ての先読み実行管理テーブル
２６０上で一致するものが見つからなかった場合には、
新規のシーケンシャルリードの開始であるか判定するた
めにホストコマンド管理テーブル２４０をＮＥＸＴポイ
ンタ２４１のポイントするエントリの２つ手前のエント
リから１エントリずつさかのぼり同一のロジカルユニッ
トアドレス２４３に対するリードコマンドを探し、ホス
トコマンド管理テーブル２４０上のＬＢＡ２４４とブロ
ック長とに基づいて次式（１）に例示される、 ＬＢＡ２４４＋ブロック長＝今回受領したコマンドのＬＢＡ ……（１） の条件が成立するか否かをチェックする（ステップ３０
６）。

【００４２】上記に該当するエントリが見つかった場合
には先読み起動処理を行う（ステップ３０７）。ホスト
コマンド管理テーブル２４０上に上記の条件を満たすエ
ントリが見つからない場合には、主制御部１４１に制御
を戻しランダムアクセスコマンドとして処理する（ステ
ップ３０８）。この場合、先読み以外のＩ／Ｏを実行し
た場合、Ｉ／Ｏ終了後にそのＩ／ＯのＬＢＡを基準とし
て先読み実行中管理テーブルキュー２７１の並び替えを
行い先読み実行順序の最適化を行う。

【００４３】先読み制御部１４３は計時機構１４２によ
り一定周期で起動される。起動された先読み制御部１４
３は先読みデータホスト転送後滞留データ量２１２が指
定されている場合（ステップ４０１）、先読み実行中管
理テーブルキュー２７１および先読み実行済み管理テー
ブルキュー２７２上の各先読み実行管理テーブル２６０
についてホストデータ転送済みＬＢＡ２６３の複数エン
トリ中の最小値（ホスト転送済みブロック２９１の後端
位置）と滞留データ最終ＬＢＡ２６４との差分より滞留
データ量を求め（ステップ４０２）、先読みデータホス
ト転送後滞留データ量２１２を越えるバッファセグメン
トを解放しフリーバッファセグメントリスト２２２へ戻
すと共に滞留データ最終ＬＢＡ２６４を更新する（ステ
ップ４０３〜４０５）。ここで、先読みデータホスト転
送後滞留データ量２１２に代わって先読みデータホスト
転送後滞留時間２１３が指定されている場合（ステップ
４０６）には、ホストデータ転送済みＬＢＡ２６３の複
数エントリ中の最小値に対応したホストデータ転送時刻
２６９と計時機構１４２より読み出した現時刻との差よ
り先読みデータのホスト転送後の滞留時間を算出し（ス
テップ４０７）、先読みデータホスト転送後滞留時間２
１３以上の時間が経過している場合にはホスト転送済み
データの入っているバッファセグメント２２１を解放し
フリーバッファセグメントリスト２２２へ戻すと共に滞
留データ最終ＬＢＡ２６４を更新する（ステップ４０８
〜４１０）。

【００４４】なお、操作パネル１３０またはホストコマ
ンドにより「先読み実行部多重度２１１」、「先読みデ
ータホスト転送後滞留データ量２１２」、および、「先
読みデータホスト転送後滞留時間２１３」の変更が指示
された場合には不揮発メモリ１４４の各々のデータを変
更する。操作パネル１３０による変更は操作パネル１３
０上にこれらのパラメタの変更設定メニューを表示しオ
ペレータが変更したい値を入力することにより実現す
る。また、ホストコマンドによる変更は、たとえば、上
位装置１０３と記憶装置１１０とが、たとえばＳＣＳＩ
等の標準インタフェースにて接続されている場合には、
当該標準インタフェースにて利用可能なベンダーユニー
クコマンドによって、これらのパラメタ内容の変更を指
示する動作を行う。制御部１４０は記憶装置１１０の電
源投入時に不揮発メモリ１４４の先読み実行部多重度２
１１の値の分だけ先読み実行管理テーブル２６０を作成
する。また、先読みデータホスト転送後滞留データ量２
１２、および、先読みデータホスト転送後滞留時間２１
３についても主制御部１４１は電源投入時に不揮発メモ
リ１４４上の値をメモリ１４５上にコピーし実行時には
不揮発メモリ１４４上の値ではなくメモリ１４５上にコ
ピーされた値に基づいて動作する。従って、操作パネル
１３０またはホストコマンドによって変更された値は記
憶装置１１０の次の電源投入時より有効となる。

【００４５】以上説明したように、本実施の形態の記憶
装置によれば、複数のシーケンシャルリード要求の発生
によって、記憶媒体１８０の複数の領域に対するシーケ
ンシャルリード処理を行う場合に、要求アドレスを昇順
にならべかえて纏めて実行するので、記憶媒体１８０に
おけるヘッド６０７の動きが磁気ディスク６０５の径方
向に一定方向となるように最適化され、記憶媒体１８０
からバッファメモリ１６０へのデータの先読みにおける
所要時間を短縮することができるとともに、バッファメ
モリ１６０上のデータを用いて上位装置１０３からの複
数のシーケンシャルリード要求に高速に応答することが
可能になる。また、バッファメモリ１６０にシーケンシ
ャルリード要求の対象のとなるデータを一定時間保持す
るように動作するので、複数のシーケンシャルリード要
求に高速に応答することが可能になる。

【００４６】さらに、このような先読みの制御における
最適化を、たとえば、ＲＡＩＤ構成の複数の記憶媒体１
８０の各グループにて並行して実行することにより、Ｒ
ＡＩＤ構成の複数の記憶媒体１８０における複数のシー
ケンシャルリード要求の処理の高速化を実現することが
できる。

【００４７】このため、たとえば、上位装置１０３およ
びその配下の記憶装置１１０を、たとえば画像データ等
の順次性の高いデータを蓄積するＶＯＤ等のサーバの構
築に用いることにより、ＶＯＤにおける複数のシーケン
シャルリード要求の処理を高速に行う、高性能のサーバ
を実現することが可能になる。

【００４８】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４９】たとえば記憶媒体としては、小型磁気ディ
スク装置に限らず、光ディスク装置、光磁気ディスク装
置等、一般の回転型記憶装置を用いることも本発明に含
まれる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の記憶装置によれば、複数の順次
リード要求に対する応答時間の短縮およびスループット
向上を実現することができる、という効果が得られる。

【００５１】また、本発明の記憶装置によれば、音声や
映像等の一般に順次性のあるマルチメディアデータ等が
蓄積される高性能のサーバの構築に有用である、という
効果が得られる。

【００５２】また、本発明の記憶装置によれば、ＶＯＤ
（ビデオオンデマンド）用の高性能のサーバの構築に適
する、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である記憶装置を含む情
報処理システムの全体の構成の一例を示した概念図であ
る。

【図２】本発明の一実施の形態である記憶装置において
不揮発メモリ上に設定される各種動作パラメタの設定例
を示す概念図である。

【図３】本発明の一実施の形態である記憶装置において
メモリ上に設定される各種管理テーブルの構造と、バッ
ファメモリの構造、および、これらの関連の一例を示す
概念図である。

【図４】本発明の一実施の形態である記憶装置において
メモリ上に設定される各種管理テーブルの構造と、バッ
ファメモリの構造、および、これらの関連の一例を示す
概念図である。

【図５】本発明の一実施の形態である記憶装置の作用の
一例を示すフローチャートである。

【図６】本発明の一実施の形態である記憶装置の作用の
一例を示すフローチャートである。

【図７】本発明の一実施の形態である記憶装置の作用の
一例を示すフローチャートである。

【図８】本発明の一実施の形態である記憶装置に備えら
れる磁気ディスク装置の一例の全体構成を一部破断して
示す斜視図である。

【符号の説明】

１０１…クライアント装置、１０２…ＬＡＮ（ローカル
エリアネットワーク）、１０３…上位装置、１１０…記
憶装置、１２０…ホストインタフェース回路、１３０…
操作パネル、１４０…制御部、１４１…主制御部、１４
２…計時機構、１４３…先読み制御部、１４４…不揮発
メモリ、１４５…メモリ、１４８…先読み実行部、１５
０…データ転送回路、１６０…バッファメモリ、１７０
…ドライブインタフェース回路、１８０…記憶媒体、２
１１…先読み実行部多重度、２１２…先読みデータホス
ト転送後滞留データ量、２１３…先読みデータホスト転
送後滞留時間、２１４…ＲＡＮＫ数、２２１…バッファ
セグメント、２２２…フリーバッファセグメントリス
ト、２２３…使用済みバッファセグメントリスト、２３
０…バッファメモリ管理テーブル、２４０…ホストコマ
ンド管理テーブル、２４１…ＮＥＸＴポインタ、２４２
…コマンド種別、２４３…ロジカルユニットアドレス、
２４４…リード／ライトロジカルブロックアドレス（Ｌ
ＢＡ）、２４５…リード／ライトブロック数、２５０…
先読み管理テーブル、２５１…先読み実行中管理テーブ
ルキューポインタ、２５２…先読み実行済み管理テーブ
ルキューポインタ、２５３…未使用先読み実行管理テー
ブルキューポインタ、２６０…先読み実行管理テーブ
ル、２６１…先読み実行ＬＢＡ、２６２…先読み済み先
頭ＬＢＡ、２６３…ホストデータ転送済みＬＢＡ、２６
４…滞留データ最終ＬＢＡ、２６５…バッファ先頭アド
レス、２６６…先読み完了待ちホストコマンドポイン
タ、２６７…先読み開始アドレス、２６８…先読みブロ
ック数、２６９…ホストデータ転送時刻、２７１…先読
み実行中管理テーブルキュー、２７２…先読み実行済み
管理テーブルキュー、２７３…未使用先読み実行管理テ
ーブルキュー、２８０…先読み管理テーブルキューポイ
ンタ、３０１〜３０８…先読み制御部動作フローチャー
ト（ホストコマンド受領時）、４０１〜４１０…先読み
制御部動作フローチャート（タイマ起動時）、５０１〜
５０４…先読み完了時動作フローチャート、６００…小
型磁気ディスク装置、６０１…ロードアーム、６０２…
アクチュエータ、６０３…ボイスコイルモータ、６０４
…スピンドル、６０５…磁気ディスク、６０６…ピボッ
ト軸、６０７…ヘッド（アクセス手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 知弘 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 山本 彰 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 坪井 俊明 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株 式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者 清水 宏 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 内山 善弘 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 ▲高▼本 賢一 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 村岡 健司 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセス手段の相対的な変位によって、
   少なくともデータの読み出しが行われる一つまたは複数
   の記憶媒体と、前記記憶媒体に格納されている前記デー
   タの写しを保持するバッファメモリとを備え、上位装置
   からの前記記憶媒体に対するアクセス要求に対しては、
   可能な限り前記バッファメモリに保持された前記データ
   を用いて応答する記憶装置であって、 前記上位装置から受領した前記記憶媒体に対するアクセ
   ス要求アドレスを複数個記憶して解析し、前記アクセス
   要求が前記記憶媒体の複数の領域に対する順次リード
   （シーケンシャルリード）要求か否かを判定するアクセ
   スアドレス判定手段と、 前記アクセスアドレス判定手段において前記アクセス要
   求に順次性があると判定された場合に前記上位装置から
   の次のアクセス要求受領に先立って、前記上位装置から
   の前記アクセス要求とは非同期に前記記憶媒体から前記
   バッファメモリに前記データを読み込んでおく先読み実
   行部と、 この先読み実行部の実行を制御する先読み制御部と、を
   含み、 前記先読み制御部は、複数の先読みすべき前記記憶媒体
   上のアドレスと前記記憶媒体に対する最終アクセスアド
   レスを管理し、前記記憶媒体の複数の領域に対する先読
   みの実行順序を、前記アクセス手段の変位が昇順または
   降順に最適化されるように並び替えて実行することを特
   徴とする記憶装置。
2. 【請求項２】 一つまたは複数の記憶媒体と、前記記憶
   媒体に格納されているデータの写しを保持するバッファ
   メモリとを備え、上位装置からの前記記憶媒体に対する
   アクセス要求に対しては、可能な限り前記バッファメモ
   リに保持された前記データを用いて応答する記憶装置で
   あって、 前記上位装置から受領した前記記憶媒体に対するアクセ
   ス要求アドレスを複数個記憶して解析し、前記アクセス
   要求が前記記憶媒体の複数の領域に対する順次リード
   （シーケンシャルリード）要求か否かを判定するアクセ
   スアドレス判定手段と、 前記アクセスアドレス判定手段において前記アクセス要
   求に順次性があると判定された場合に前記上位装置から
   の次のアクセス要求受領に先立って、前記上位装置から
   の前記アクセス要求とは非同期に前記記憶媒体から前記
   バッファメモリに前記データを読み込んでおく複数の先
   読み実行部と、 複数の前記先読み実行部の実行を制御する先読み制御部
   と、を含み、 前記先読み実行部は、前記記憶媒体から前記バッファメ
   モリに読み込んだ前記データを前記上位装置に転送後も
   一定量もしくは一定時間、前記バッファメモリ上に滞留
   させておくことにより、前記記憶媒体上の同一もしくは
   近傍領域に対する複数の前記順次リード要求を一回の先
   読み実行で済ませることを特徴とする記憶装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の記憶装置において、各々
   が複数の前記記憶媒体を含む列を複数設定し、前記記憶
   媒体における前記アクセス手段の変位の最適化制御は各
   列毎に行うようにした構成、 請求項２記載の記憶装置において、前記先読み実行部の
   多重度、前記上位装置に転送後の前記バッファメモリ上
   における前記データの滞留量およびび滞留時間の設定
   を、前記上位装置からの指示、または操作パネルからの
   指示により設定可能とした構成、 の少なくとも一方の構成を含むことを特徴とする記憶装
   置。