JPH1145210A - ディスクキャッシュ装置、ディスクキャッシュ方法及びディスクキャッシュプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】不揮発性メモリをキュッシュとして用い、その
キャッシュデータの書き戻し（ライトバック）の方式を
工夫することで、見かけ上のディスクアクセス性能をさ
らに向上させると共に、ユーザの使い勝手をさらに向上
させる。 【解決手段】ＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード２２をキャ
ッシュとして用いる。シイテムの稼働状態を判断し、シ
ステムがアイドル状態にあるとき、ＦｌａｓｈＥＥＰＲ
ＯＭカード２２からハードディスク装置２３へ書き戻し
ていないデータを検出し、システムがアイドル状態にあ
るとき、データの書き戻し処理をバックグランド処理で
実行し、キャッシュとディスクとのデータの不一致を解
消しておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばパーソナル
コンピュータ等で用いられるディスクキャッシュ装置に
係り、特に不揮発性メモリを用いたディスクキャッシュ
装置、ディスクキャッシュ方法及びディスクキャッシュ
プログラムを記録した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体メモリを用いたディスクキャッシ
ュ装置は、ハードディスクと主メモリとの間のデータ転
送の際に用いられるものであり、ハードディスクからの
書き込み情報や読み込み情報を、主メモリとは別の半導
体メモリに一時記憶しておくことで、ハードディスクア
クセスの見かけ上の速度を上げる技術である。

【０００３】この種の従来技術としては、特開平８−６
３３９６号公報に記載のディスクキャッシュ装置（以
下、従来技術１と称す）や特開平９−３４８０５公報に
記載の半導体ディスク装置（以下、従来技術２と称す）
などがある。

【０００４】従来技術１では、ＩＣメモリカードの一部
を不揮発性メモリとして用い、そこにディスクキャッシ
ュメモリの制御情報を設定することで、システムに最適
な制御を行うことが開示されている。

【０００５】また、従来技術２では、キャッシュメモリ
とハードディスクと電池とを有する半導体ディスク装置
において、電池の障害が検出されたときに、書き込みデ
ータをキャッシュメモリとハードディスクの両方に書き
込む（ライトスルー）ことが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術１、
２では、主にディスクデータのキャッシュを担う半導体
キャッシュ自体は、いずれもＤＲＡＭ等の揮発性メモリ
を前提としている。この場合、キャッシュメモリとして
揮発性メモリを用いた構成では、電源がＯＦＦされる前
に、キャッシュの内容を必ずハードディスクに書き戻す
必要がある。

【０００７】一方、近年、ＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭな
ど、安価で大容量の不揮発性メモリが開発されてきた。
このような不揮発性メモリをキャッシュに利用した場合
には、電源がＯＦＦされる前にキャッシュの内容をハー
ドディスクに書き戻すことは必ずしも必要ないという長
所があるが、その長所を十分活用するためには種々の工
夫をする余地がある。

【０００８】本発明は上記のような点に鑑みなされたも
ので、電源ＯＦＦの前にハードディスクに書き戻すこと
を必ずしも必要としない不揮発性メモリをキュッシュと
して用い、そのキャッシュデータの書き戻し（ライトバ
ック）の方式を工夫することで、見かけ上のディスクア
クセス性能をさらに向上させると共に、ユーザの使い勝
手をさらに向上させるようにしたディスクキャッシュ装
置、ディスクキャッシュ方法及びディスクキャッシュプ
ログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１では、
不揮発性メモリとディスク装置とを備えたディスクキャ
ッシュ装置において、システムの稼働状態を判断する稼
働状態判断手段と、この稼働状態判断手段によって判断
される上記システムの稼働状態に応じて、上記不揮発性
メモリから上記ディスク装置へ書き戻していないデータ
を検出し、上記システムがアイドル状態にあるときに、
データの書き戻し処理をバックグランド処理で実行する
キャッシュ制御手段とを具備したことを特徴とする。

【００１０】このような構成によれば、システムの空き
時間を利用して、キャッシュデータの書き戻しをバック
グランド処理で行う。これにより、実際のディスクアク
セスの際にキャッシュの内容をキャッシュに書き戻す回
数が少なくなり、アクセス性能が向上する。また、不揮
発性メモリをキャッシュに用いているため、上記の書き
戻し動作をすべて終了していない状態でも装置の電源を
オフすることができ、消費電力の軽減や電源オフの際の
処理時間の軽減に効果がある。

【００１１】また、本発明の請求項２では、上記請求項
１のディスクキャッシュ装置において、電源の状態を判
断する電源状態判断手段をさらに具備し、上記キャッシ
ュ制御手段は、この電源状態判断手段によって判断され
る上記電源の状態に応じて上記データの書き戻し処理を
実行するか否かを決定することを特徴とする。

【００１２】このような構成によれば、電源の状態に応
じて、電源供給に余裕のある場合にはキャッシュデータ
の書き戻し処理を実行することで、アクセス性能を向上
させることができ、電源供給に余裕のない場合には上記
書き戻し処理をせずに消費電力を抑えることができる。

【００１３】また、本発明の請求項３では、上記請求項
１のディスクキャッシュ装置において、性能重視モード
または消費電力モードを設定するモード設定手段をさら
に具備し、上記キャッシュ制御手段は、上記モード設定
手段によって上記性能重視モードが設定された場合に上
記データの書き戻し処理を実行し、上記消費電力モード
が設定された場合に上記データの書き戻し処理を実行し
ないことを特徴とする。

【００１４】このような構成によれば、電力消費は大き
くても極力キャッシュ性能を高くするか（性能重視モー
ド）、キャッシュ性能は低くても電力消費を抑えるか
（消費電力モード）をユーザが選択することができる。

【００１５】また、本発明の請求項４では、上記請求項
１のディスクキャッシュ装置において、上記キャッシュ
制御手段は、システム起動時または終了時に、上記不揮
発性メモリ内の全てのデータを上記ディスク装置に一括
に書き戻すことを特徴とする。

【００１６】このような構成によれば、システム起動時
または終了時に、キャッシュとディスクとのデータ不一
致を解消することができる。また、本発明の請求項５で
は、上記請求項１のディスクキャッシュ装置において、
上記キャッシュ制御手段は、上記不揮発性メモリまたは
上記ディスク装置を装置本体から取り外すとき、上記デ
ータの書き戻し処理を実行し、書き戻し終了後、上記不
揮発性メモリまたは上記ディスク装置の取り外しを許可
することを特徴とする。

【００１７】このような構成によれば、不揮発性メモリ
またはディスク装置を装置本体から取り外すときに、キ
ャッシュとディスクとのデータ不一致を解消してから、
取り外しを行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に
係るディスクキャッシュ装置の構成を示すブロック図で
ある。なお、本装置は、例えば磁気ディスク等の記録媒
体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラム
によって動作が制御されるコンピュータによって実現さ
れる。

【００１９】図１に示すように、本装置はＣＰＵ１１を
備えている。このＣＰＵ１１は、システム全体の制御を
行うものであり、プログラムの起動により、システムバ
ス１０を介して接続された各回路を制御する。システム
バス１０には、ＤＲＡＭ１２、ＬＣＤコントローラ１
４、ＶＲＡＭ１５、キーボード１６、マウス１７、電源
マイコン１８、ＰＣカードＩ／Ｆ２１、ハードディスク
装置（ＨＤＤ）２３が接続されている。

【００２０】ＤＲＡＭ１２は、主メモリとして使用され
る揮発性のメモリである。ＬＣＤコントローラ１４は、
ＶＲＡＭ１５の内容をＬＣＤ１３に表示させる。ＶＲＡ
Ｍ１５は、ＬＣＤ１３に表示する内容を保持するメモリ
である。

【００２１】キーボード１６は、データの入力を指示を
行うための入力装置である。マウス１７は、ポインティ
ングデバイスとして機能する。電源マイコン１８は、電
源状態の監視や充電などの電源関係の制御を行う。この
電源マイコン１８には、電源回路１９、電池２０が接続
されている。電源回路１９は、電池２０あるいはＡＣ電
源からシステム全体の動作に必要な電源電圧を作り出し
て各回路に供給する。電池２０は、充電可能な二次電池
である。

【００２２】ＰＣカードＩ／Ｆ２１は、各種のＰＣカー
ドを接続でき、そのＰＣカードとの間でデータの入出力
制御を行う。ここでは、ＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード
２２が接続される。このＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード
２２は、ＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭによる大容量の不揮発
性メモリを内蔵しており、本実施形態ではディスクキャ
ッシュとして機能する。ハードディスク装置２３は、各
種データを記憶するための外部記憶装置である。

【００２３】図２にディスクキャッシュとして用いるＦ
ｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード２２内のキャッシュのデー
タ構造を示す。ＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード２２に
は、図２に示すようなキャッシュブロックが複数個存在
し、それぞれのブロックがハードディスク装置２３内の
１つのクラスタをキャッシュする。

【００２４】図中３１はＦ_-Ｕｓｅ領域であり、ここに
使用／未使用を示すフラグが記憶される。ここでは、Ｆ
_-Ｕｓｅフラグが“１”のとき「使用」、Ｆ_-Ｕｓｅフラ
グが“０”のとき「未使用」を示す。

【００２５】３２はＦ_-Ｎｅｗ領域であり、ここに更新
／未更新を示すフラグがセットされる。ここでは、Ｆ_-
Ｎｅｗフラグが“１”のとき「更新」、Ｆ_-Ｎｅｗフラ
グが“０”のとき「未更新」を示す。なお、Ｆ_-Ｎｅｗ
＝１のときには、キャッシュデータが更新されていて、
そのデータがハードディスクのデータと不一致であるこ
とを意味する。

【００２６】３３はアクセス時刻領域であり、ここに当
該キャッシュブロックを最後にアクセスした時刻が記憶
される。３４はクラスタ番号領域であり、ここに当該キ
ャッシュブロックにキャッシュされているデータがハー
ドディスクのどのクラスタに対応するかを示すクラスタ
番号が記憶される。

【００２７】３５はクラスタデータ領域であり、ここに
キャッシュしたハードディスクのクラスタデータが記憶
される。次に、同実施形態の動作を説明する。

【００２８】まず、ディスクキャッシュの基本的な動作
を説明する。 （ａ）ディスクデータのリード 図３はハードディスク装置２３の指定されたクラスタか
らＤＲＡＭ１２の指定されたアドレスにデータを転送す
る場合の動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１
は、読み込むべきハードディスク装置２３のクラスタが
ＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード２２にキャッシュされて
いるかどうかを、以下のように調べる。

【００２９】すなわち、Ｆ_-Ｕｓｅ＝１、かつ、クラス
タ番号が指定クラスタと一致するキャッシュブロックが
あれば、そのブロックにキャッシュされていると判断す
る（ステップＡ１１のＹｅｓ）。キャッシュされていれ
ば、キャッシュ中のクラスデータをＤＲＡＭ１２の指定
アドレスに転送する（ステップＡ１２）。さらに、その
キャッシュブロックのアクセス時刻を更新する（ステッ
プＡ１３）。

【００３０】一方、キャッシュされていなければ（ステ
ップＡ１１のＮｏ）、使用するキャッシュブロックを決
定する（ステップＡ１４）。このキャッシュブロックの
決定方法については、後に図５を参照して説明する。

【００３１】次に、ハードディスク装置２３の指定クラ
スタのデータを上記決定したキャッシュブロックに転送
し（ステップＡ１５）、当該キャッシュブロックのクラ
スタ番号およびアクセス時間を更新する（ステップＡ１
６）。その際、Ｆ_-Ｕｓｅに“１”をセットすること
で、当該キャッシュブロックを使用したことを定義して
おき、Ｆ_-Ｎｅｗに“０”をセットすることで、ディス
クデータと一致していることを定義しておく（ステップ
Ａ１７）。

【００３２】次に、キャッシュしたデータをＦｌａｓｈ
ＥＥＰＲＯＭカード２２からＤＲＡＭ１２の指定位置に
転送する（ステップＡ１８）。 （ｂ）ディスクデータのライト 図４はハードディスク装置２３の指定されたクラスタヘ
ＤＲＡＭ１２の指定されたアドレスからデータを転送す
る場合の動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１
はＥＥＰＲＯＭカード２２にキャッシュされているかど
うかを、以下のように調べる。

【００３３】すなわち、Ｆ_-Ｕｓｅ＝１、かつ、クラス
タ番号が指定クラスタと一致するキャッシュブロックが
あれば、そのブロックにキャッシュされていると判断す
る。（ステップＢ１１のＹｅｓ）。キャッシュされてい
れば、そのキャッシュブロックヘＤＲＡＭ１２の指定ア
ドレスからデータを転送し（ステップＢ１２）、アクセ
ス時刻を更新する（ステップＢ１３）。その際、当該キ
ャッシュブロックのＦ_-Ｎｅｗに“１”をセットする
（ステップＢ１４）。

【００３４】Ｆ_-Ｎｅｗ＝１にすることで、このキャッ
シュブロックはハードディスクのデータと内容が一致し
ていないことが示される。つまり、このクラスタをキャ
ッシュから除去するときには、ハードディスク装置２３
への書き戻し（ライトバック）が必要となる。

【００３５】一方、キャッシュされていなければ（ステ
ップＢ１１のＮｏ）、使用するキャッシュブロックを決
定する（ステップＡ１５）。このキャッシュブロックの
決定方法については、後に図５を参照して説明する。

【００３６】次に、ＤＲＡＭ１２の指定アドレスのデー
タを上記決定したキャッシュブロックに転送し（ステッ
プＢ１６）、当該キャッシュブロックのクラスタ番号お
よびアクセス時間を更新する（ステップＡ１７）。その
際、Ｆ_-Ｕｓｅに“１”をセットすることで、当該キャ
ッシュブロックを使用したことを定義しておき、Ｆ_-Ｎ
ｅｗに“１”をセットすることで、ディスクデータと一
致していないことを定義しておく（ステップＡ１８）。

【００３７】（ｃ）キャッシュブロックの決定 図５はリード／ライトしようとするハードディスク装置
２３のクラスタがキャッシュされていないとき、そのク
ラスタデータをキャッシュするためのキャッシュブロッ
クを決定する場合の動作を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１１はＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード２２未使用
のキャッシュブロックがあるか否かを、以下のように調
べる。

【００３８】すなわち、Ｆ_-Ｕｓｅ＝０のブロックを検
索し、該当するブロックがあれば（ステップＣ１１のＹ
ｅｓ）、その中の任意のブロックを新たなキャッシュブ
ロックとして決定する（ステップＣ１２）。

【００３９】一方、未使用のブロックがなければ（ステ
ップＣ１１のＮｏ）、全てブロックの中でアクセス時刻
が最も古いブロック（つまり、最近アクセスされていな
いブロック）を検出し（ステップＣ１３）、それを新た
なキャッシュブロックとして決定する（ステップＣ１
６）。

【００４０】その際、上記決定したキャッシュブロック
のＦ_-Ｎｅｗフラグが“１”であれば（ステップＣ１４
のＹｅｓ）、キャッシュとディスクのデータが不一致で
あることから、そのキャッシュデータをハードディスク
装置２３に書き戻して、キャッシュとディスクとのデー
タ不一致を解消しておく（ステップＣ１５）。

【００４１】次に、本発明のキャッシュデータの書き戻
し処理（ライトバック）について説明する。 （ｄ）バックグラウンド処理でのキャッシュデータの書
き戻し 図６はキャッシュデータの書き戻し処理の動作を示すフ
ローチャートである。なお、ここでの処理は、実際のア
プリケーションソフトウェアの動作のバックグラウンド
処理として実行される。すなわち、マルチタスクＯＳ
（operating system）においては、ＯＳが管理する裏の
タスクとして動作する。

【００４２】また、書き戻しの動作モードとして、「性
能重視」，「消費電力重視」，「自動」の３つモードが
ある。「性能重視」モードは、キャッシュの書き戻し処
理を実行することにより、キャッシュとディスクとの整
合性を優先して確保する。「消費電力重視」モードは、
キャッシュの書き戻し処理を実行しないことにより、電
力の消費を防ぐ。「自動」モードは、電源の状態に応じ
てキャッシュの書き戻し処理を実行するか否かを決定す
る。ユーザは、例えばモード設定画面等を表示して、こ
れらのモードの中から１つのモードを予め選択してお
く。

【００４３】以下、各モードに分けて、それぞれの動作
を説明する。 ＜「性能重視」モードの場合＞ ＯＳは、システムがアイドル状態であるかどうかをチェ
ックする（ステップＤ１１）。アイドル状態とは、シス
テムがキー入力、マウス入力待ちの状態であり、ＯＳが
裏のタスクを実行しても、ユーザが実行中のアプリケー
ションソフト等の実行における性能低下につながらない
状態のことである。アイドル状態でなければ（ステップ
Ｄ１１のＮｏ）、他の処理を行う（ステップＤ１２）。

【００４４】一方、アイドル状態において、「性能重
視」モードが設定されている場合には（ステップＤ１５
のＹｅｓ）、各キャッシュブロックをチェックし、Ｆ_-
Ｎｅｗフラグが“１”のものを検索する（ステップＤ１
６）。そして、そのキャッシュブロックのデータをディ
スク装置２３に書き戻すことにより、キャッシュとディ
スクとのデータ不一致を解消しておく（ステップＤ１
７）。その際、当該キャッシュブロックのＦ_-Ｎｅｗフ
ラグを“０”にセットしておく（ステップＤ１８）。

【００４５】このように、「性能重視」モードでは、シ
ステムの空き時間を利用してキャッシュとディスクとの
データ不一致を解消できる。これにより、上記（ｃ）の
キャッシュブロックの決定で述べた、キャッシュのクラ
スタの入れ替えの際に、キャッシュのデータをディスク
装置２３に書き戻す回数を減らすことができ、ディスク
アクセスの性能を向上させるというメリットがある。

【００４６】言い換えれば、システムの空き時間を利用
して、キャッシュデータの書き戻し（ライトバック）を
裏タスクで行っておくことにより、通常のディスクアク
セス時（アプリ実行時）に行うデータの書き戻し動作を
減らすことができ、その結果として、スループットの向
上を図ることができるものである。

【００４７】ただし、論理的には書き戻す必要のないキ
ャッシュのデータもディスク装置２３に書き戻すことに
なるので、余分のディスクアクセスが増えて、消費電力
が増えるというデメリットがある。特に、バッテリ駆動
のときには、消費電力が大きな問題となるため、このよ
うな場合には次に述べるような「消費電力重視」モード
が有効となる。

【００４８】＜「消費電力重視」モードの場合＞ＯＳ
は、システムがアイドル状態であるかどうかをチェック
する（ステップＤ１１）。アイドル状態とは、システム
がキー入力、マウス入力待ちの状態であり、ＯＳが裏の
タスクを実行しても、ユーザが実行中のアプリケーショ
ンソフト等の実行における性能低下につながらない状態
のことである。アイドル状態でなければ（ステップＤ１
１のＮｏ）、他の処理を行う（ステップＤ１２）。

【００４９】一方、アイドル状態において、「消費電力
重視」モードが設定されている場合には（ステップＤ１
５のＮｏ）、アイドル状態であっても、キャッシュデー
タのディスクへの書き戻しは行わない。つまり、キャッ
シュデータのディスクへの書き戻しは、アプリ起動時に
必要に応じて行うことになる。

【００５０】このように、「消費電力重視」モードで
は、システムの空き時間を利用したキャッシュデータの
書き戻しは行わないので、性能向上にはつながらないも
のの、不必要なディスクアクセスを行わない分、消費電
力を抑えられるというメリットがある。

【００５１】＜「自動」モードの場合＞ＯＳは、システ
ムがアイドル状態であるかどうかをチェックする（ステ
ップＤ１１）。アイドル状態とは、システムがキー入
力、マウス入力待ちの状態であり、ＯＳが裏のタスクを
実行しても、ユーザが実行中のアプリケーションソフト
等の実行における性能低下につながらない状態のことで
ある。アイドル状態でなければ（ステップＤ１１のＮ
ｏ）、他の処理を行う（ステップＤ１２）。

【００５２】一方、アイドル状態において、「自動」モ
ードが設定されている場合には（ステップＤ１３のＹｅ
ｓ）、ＯＳは電源マイコン１８を介して電源の状態をチ
ェックする。これは、ＡＣ電源が正常に供給されている
かどうか、あるいは、電池２０の残量が十分あるかどう
かをチェックすることである（ステップＤ１４）。

【００５３】その結果、ＡＣ電源が正常に供給されてい
るか、あるいは、電池２０の残量が十分ある場合には
（ステップＤ１４のＹｅｓ）、電力消費に問題ないと判
断し、ＯＳは上述した「性能重視」モードのときと同様
の処理を行う。

【００５４】すなわち、キャッシュブロックをチェック
し、Ｆ_-Ｎｅｗフラグが“１”のものがあれば（ステッ
プＤ１６のＹｅｓ）、そのキャッシュのデータをディス
ク装置２３に書き戻し、キャッシュとディスクとのデー
タ不一致を解消しておく（ステップＤ１７）。その際、
当該キャッシュブロックのＦ_-Ｎｅｗフラグを“０”に
セットしておく（ステップＤ１８）。

【００５５】また、ＡＣ電源が正常に供給されていない
場合、あるいは、電池２０の残量が不十分の場合には
（ステップＤ１４のＮｏ）、上記のようなキャッシュデ
ータの書き戻しは行われない。

【００５６】このように、「自動」モードでは、電源供
給に余裕がある場合に、システムの空き時間を利用した
キャッシュデータの書き戻し（ライトバック）を実行し
て、キャッシュ性能の向上を図る。

【００５７】なお、本発明では、不揮発性メモリをキャ
ッシュとして使用しているので、電源をＯＦＦしてもキ
ャッシュの内容は失われない。従って、電源マイコン１
８が電源スイッチＯＦＦの状態を検出して、ＯＳが電源
ＯＦＦの処理を実行する際も、キャッシュの内容はその
まま残し、ディスクの内容とキャッシュの内容とが不一
致なデータの書き戻し処理は行わないままで、電源をＯ
ＦＦにしても問題はない。

【００５８】（ｅ）システム起動時または終了時のキャ
ッシュデータの一括書き戻し 上述したように、本発明では不揮発性メモリをキャッシ
ュとして使用しているので、電源をＯＦＦにしてもキャ
ッシュの内容は失われない。しかし、電源をＯＮしたと
きに、キャッシュとディスクの内容とが不一致のままで
ある可能性がある。

【００５９】そこで、電源ＯＮ時つまりシステム起動時
にキャッシュデータを一括してハードディスク装置２３
に書き戻すことにより、その後のキャッシュのアクセス
性能の向上を図る。また、データ保持の安全性をより考
慮するならば、電源ＯＦＦ時（システム終了時）にもキ
ャッシュデータのディスク装置２３への一括書き戻しを
実行しておいた方が好ましい。特に、キャッシュメモリ
が取り外し可能なメディアで、ロック機構がない場合に
は必要となる。

【００６０】以下、このような場合のキャッシュデータ
の一括書き戻しの処理について説明する。図７はシステ
ム起動時または終了時のキャッシュデータの一括書き戻
し処理の動作を示すフローチャートである。システム起
動時または終了時において、ＯＳは以下のような処理を
実行する。

【００６１】すなわち、まず、上記同様に動作モード
（「性能重視」モード，「消費電力重視」モード，「自
動」モード）と電源状態に応じてキャッシュデータの書
き戻しを実行するかどうかを決定する（ステップＥ１１
〜Ｅ１３）。

【００６２】その結果、「自動」モードが設定されてお
り、ＡＣ電源が正常に供給されているか、あるいは、電
池２０の残量が十分ある場合（ステップＤ１２のＹｅ
ｓ）、または、「性能重視」モードが設定されている場
合に（ステップＥ１３）、ＯＳは、ハードディスク装置
２３に書き戻していないキャッシュブロック（Ｆ_-Ｎｅ
ｗ＝１のキャッシュブロック）を検出する（ステップＥ
１４）。

【００６３】その結果、書き戻していないキャッシュブ
ロックがあれば（ステップＥ１４のＹｅｓ）、その全て
のキャッシュブロックのデータをハードディスク装置２
３の対応するクラスタに一括して書き戻す（ステップＥ
１５）。その際、全てのキャッシュブロックのＦ_-Ｎｅ
ｗフラグを“０”にセットしておく（ステップＥ１
６）。

【００６４】（ｆ）取り外し時のキャッシュデータの書
き戻し キャッシュメディア、または、ハードディスクが取り外
し可能なデバイスである場合において、これらを装置本
体から取り外す際には、キャッシュとディスクとのデー
タの不一致を解消しておく必要がある。

【００６５】以下、ＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード２２
を装置本体から取り外す場合のキャッシュデータの一括
書き戻しの処理について説明する。図８はカード取り外
し時のキャッシュデータの一括書き戻し処理の動作を示
すフローチャートである。例えばキーボード１６を通じ
てユーザがＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード２２の取り外
しを指示したとすると、ＯＳは以下のような処理を実行
する。

【００６６】すなわち、ＯＳは、まず、書き戻していな
いキャッシュブロック（Ｆ_-Ｎｅｗ＝１のキャッシュブ
ロック）を検出する（ステップＦ１１）。そして、書き
戻していないキャッシュブロックがあれば（ステップＦ
１１のＹｅｓ）、その全てのキャッシュブロックのデー
タをハードディスク装置２３の対応するクラスタに一括
して書き戻す（ステップＦ１２）。その際、全てのキャ
ッシュブロックのＦ−Ｎｅｗフラグを“０”にセットし
ておく（ステップＦ１３）。

【００６７】書き戻しが終了したら、ＯＳはＦｌａｓｈ
ＥＥＰＲＯＭカード２２の取り外しを許可し、そのメッ
セージを表示する（ステップＦ１４）。なお、電源をＯ
ＦＦしてもロック状態が保持されるような機械的なロッ
ク機構があればより安全である。

【００６８】また、ハードディスク装置２３がリムーバ
ルな構成の場合についても同様である。このように、不
揮発性メモリをキュッシュとして用い、そのキャッシュ
データの書き戻し（ライトバック）の方式を工夫するこ
とで、見かけ上のディスクアクセス性能をさらに向上さ
せることができ、また、ユーザの使い勝手をさらに向上
させることができるものである。

【００６９】なお、上記実施形態では、キャッシュにＦ
ｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード２２、補助記憶装置にハー
ドディスク装置２３を用いる例を示したが、不揮発で、
アクセスが高速で、低消費電力のデバイスであれば、キ
ャッシュとして使用することができる。

【００７０】また、不揮発性メモリによるキャッシュと
して、リムーバルなＩＣカードの例を示したが、本体内
蔵型の固定デバイスであっても良い。また、ハードディ
スク装置２３の代わりに他の大容量記憶装置、例えば光
ディスク装置を使用する例も考えられる。

【００７１】いずれも場合も、上記手法を適用すること
ができ、同様の効果が得られるものである。また、上記
実施形態では、バックグラウンド処理でのキャッシュデ
ータの書き戻し処理をシステムがアイドル状態のときに
行うようにしたが、これに限るものではなく、例えばア
プリによるＣＰＵの使用負荷が軽いときなど、システム
の空き時間を利用できる状態であれば、どのような状態
であっても良い。

【００７２】また、上述した実施形態において記載した
手法は、コンピュータに実行させることのできるプログ
ラムとして、例えば磁気ディスク（フロッピーディス
ク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、
ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで
各種装置に適用したり、通信媒体により伝送して各種装
置に適用することも可能である。本装置を実現するコン
ピュータは、記録媒体に記録されたプログラムを読み込
み、このプログラムによって動作が制御されることによ
り、上述した処理を実行する。

【００７３】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１によれ
ば、システムの空き時間を利用して、キャッシュデータ
の書き戻しをバックグランド処理で行うことにより、実
際のディスクアクセスの際にキャッシュの内容をキャッ
シュに書き戻す回数が少なくなり、アクセス性能が向上
する。また、不揮発性メモリをキャッシュに用いている
ため、上記の書き戻し動作をすべて終了していない状態
でも装置の電源をオフすることができ、消費電力の軽減
や電源オフの際の処理時間の軽減に効果がある。

【００７４】また、本発明の請求項２によれば、電源の
状態に応じて、電源供給に余裕のある場合にはキャッシ
ュデータの書き戻し処理を実行することで、アクセス性
能を向上させることができ、電源供給に余裕のない場合
には上記書き戻し処理をせずに消費電力を抑えることが
できる。

【００７５】また、本発明の請求項３によれば、電力消
費は大きくても極力キャッシュ性能を高くするか（性能
重視モード）、キャッシュ性能は低くても電力消費を抑
えるか（消費電力モード）をユーザが選択することがで
きる。

【００７６】また、本発明の請求項４によれば、システ
ム起動時または終了時に、キャッシュとディスクとのデ
ータ不一致を解消することができる。また、本発明の請
求項５によれば、不揮発性メモリまたはディスク装置を
装置本体から取り外すときに、キャッシュとディスクと
のデータ不一致を解消してから、取り外しを行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るディスクキャッシュ
装置の構成を示すブロック図。

【図２】同実施形態におけるキャッシュのデータ構造を
示す図。

【図３】同実施形態におけるハードディスク装置の指定
されたクラスタからＤＲＡＭの指定されたアドレスにデ
ータを転送する場合の動作を示すフローチャート。

【図４】同実施形態におけるハードディスク装置の指定
されたクラスタヘＤＲＡＭの指定されたアドレスからデ
ータを転送する場合の動作を示すフローチャート。

【図５】同実施形態におけるキャッシュブロックを決定
する場合の動作を示すフローチャート。

【図６】同実施形態におけるキャッシュデータの書き戻
し処理の動作を示すフローチャート。

【図７】同実施形態におけるシステム起動時または終了
時のキャッシュデータの一括書き戻し処理の動作を示す
フローチャート。

【図８】同実施形態におけるカード取り外し時のキャッ
シュデータの一括書き戻し処理の動作を示すフローチャ
ート。

【符号の説明】

１０…システムバス １１…ＣＰＵ １２…ＤＲＡＭ １３…ＬＣＤ １４…ＬＣＤコントローラ １５…ＶＲＡＭ １６…キーボード １７…マウス １８…電源マイコン １９…電源回路 ２０…電池 ２１…ＰＣカードＩ／Ｆ ２２…ＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭカード

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不揮発性メモリとディスク装置とを備え
   たディスクキャッシュ装置において、 システムの稼働状態を判断する稼働状態判断手段と、 この稼働状態判断手段によって判断される上記システム
   の稼働状態に応じて、上記不揮発性メモリから上記ディ
   スク装置へ書き戻していないデータを検出し、上記デー
   タの書き戻し処理をバックグランド処理で実行するキャ
   ッシュ制御手段とを具備したことを特徴とするディスク
   キャッシュ装置。
2. 【請求項２】 電源の状態を判断する電源状態判断手段
   をさらに具備し、 上記キャッシュ制御手段は、この電源状態判断手段によ
   って判断される上記電源の状態に応じて上記データの書
   き戻し処理を実行するか否かを決定することを特徴とす
   る請求項１記載のディスクキャッシュ装置。
3. 【請求項３】 性能重視モードまたは消費電力モードを
   設定するモード設定手段をさらに具備し、 上記キャッシュ制御手段は、上記モード設定手段によっ
   て上記性能重視モードが設定された場合に上記データの
   書き戻し処理を実行し、上記消費電力モードが設定され
   た場合に上記データの書き戻し処理を実行しないことを
   特徴とする請求項１記載のディスクキャッシュ装置。
4. 【請求項４】 上記キャッシュ制御手段は、システム起
   動時または終了時に、上記不揮発性メモリ内の全てのデ
   ータを上記ディスク装置に一括に書き戻すことを特徴と
   する請求項１記載のディスクキャッシュ装置。
5. 【請求項５】 上記キャッシュ制御手段は、上記不揮発
   性メモリまたは上記ディスク装置を装置本体から取り外
   すとき、上記データの書き戻し処理を実行し、書き戻し
   終了後、上記不揮発性メモリまたは上記ディスク装置の
   取り外しを許可することを特徴とする請求項１記載のデ
   ィスクキャッシュ装置。
6. 【請求項６】 不揮発性メモリとディスク装置とを用い
   たディスクキャッシュ方法であって、 システムの稼働状態を判断し、 その稼働状態に応じて、上記不揮発性メモリから上記デ
   ィスク装置へ書き戻していないデータを検出し、 上記システムがアイドル状態にあるときに、データの書
   き戻し処理をバックグランド処理で実行することを特徴
   とするディスクキャッシュ方法。
7. 【請求項７】 不揮発性メモリとディスク装置とを用い
   たディスクキャッシュのためのプログラムを記録した記
   録媒体であって、 システムの稼働状態を判断させる手順と、 その稼働状態に応じて、上記不揮発性メモリから上記デ
   ィスク装置へ書き戻していないデータを検出させる手順
   と、 上記システムがアイドル状態にあるときに、データの書
   き戻し処理をバックグランド処理で実行させる手順とを
   コンピュータに実行させるためのプログラムを記録した
   コンピュータ読み取り可能な記録媒体。