JPH0477915A - 磁気ディスク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は磁気ディスク制御装置に関し、特に磁気ディ
スク装置に対する物理的な入出力動作回数を抑制するた
めの磁気ディスク制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、ハードディスクドライブ装置 （ＨＤＤ）に対する入出力動作つまりデータの書き込み
／読み出し動作の制御は、そのハードディスクドライブ
装置とＣＰＵ間に介在されたハードディスク制御袋［（
ＨＤＣ）によって実行されている。

すなわち、ハードディスク制御装置は、ＣＰＵから転送
されたデータの読み出し／書き込み要求コマンドを解釈
してデータの読み出し／書き込みの開始位置とその長さ
をハードディスクドライブ装置に指定し、これによって
ハードディスクドライブ装置を入出力制御する。この場
合、データの読み出し／書き込みの開始位置とその長さ
の指定動作は各コマンド毎に実行されるので、例えばＣ
ＰＵから１０回の読み出し／書き込み要求コマンドを受
は取ると、ハードディスク制御装置はハードディスクド
ライブ装置に対して１０回の入出力制御を行う。

ハードディスクドライブ装置における磁気ディスクへの
実際の入出力動作は、指定された読み出し／書き込み開
始位置とその長さによって示される区画（ページ）にヘ
ッドを位置付けするためのシーク動作や磁気ディスクの
回転動作を必要とする。このようなシーク動作や磁気デ
ィスクの回転動作等の機械的な動作時間は、ＩＣメモリ
等におけるデータの入出力のための電気的な処理時間に
比して非常に長時間を要する。このように、ハードディ
スクドライブ装置の物理的な入出力動作には時間がかか
るので、ハードディスク制御装置が各コマンド毎にハー
ドディスクドライブ装置を入出力制御した場合にはコン
ピュータシステム全体のスルーブツトの低下が引き起こ
される。

そこで、最近では、スルーブツトの低下を防ぐために、
ハードディスク制御装置内部にＩＣメモリから成るキャ
ッシュメモリを設け、ハードディスクドライブ装置から
読み出されたページ情報をキャッシュメモリに登録して
おくことによって、以降の同一ページに対する読み出し
要求に対してはハードディスクドライブ装置を制御せず
にキャッシュメモリの読み出しで代替する工夫が多く用
いられている。また、読み出しだけでなく、書き込み要
求もキャッシュメモリへの書き込みによって完了として
、キャッシュメモリに空き記憶領域がなくなった時点で
初めてハードディスクドライブ装置を書き込み制御する
といったストアイン方式も利用され始めている。

しかしながら、このようにキャッシュメモリを利用した
方式は、キャッシュメモリの記憶容量が大きいほど効果
があるが実際にはその記憶容量には限界があるので、キ
ャッシュメモリを使用してもスルーブツトを十分に向上
させることは困難である。また、キャッシュメモリには
通常は動作速度が速いスタティックＲＡＭが使用されて
いるが、スタティックＲＡＭは揮発性メモリであるので
、ストアイン方式を用いてキャッシュメモリにデータを
書き込んだ場合には、たとえバッテリバックアップ等の
機構を備えたとしても、各種障害によってデータを消失
してしまう危険がある。

（発明が解決しようとする課題） 従来では、ハードディスクドライブ装置における物理的
な入出力動作に時間がかかり、これによってコンピュー
タシステム全体のスルーブツトの低下が引き起こされる
欠点があった。

この発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
磁気ディスク装置の物理的な入出力動作回数を抑制でき
るようにして、コンピュータシステム全体のスルーブツ
トの向上を実現することができる磁気ディスク制御装置
を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段および作用）この発明によ
る磁気ディスク制御装置は、磁気ディスク装置に対する
ＣＰＵからの書き込み／読み出し要求コマンドを複数個
格納するコマンド格納手段と、前記磁気ディスク装置の
同一記憶領域に対する書き込み／読み出し要求コマンド
が前記コマンド格納手段に重複して格納されているか否
かを検出する検出手段と、読み出し要求コマンドが重複
して格納されている時には前記コマンド格納手段に最初
に格納された読み出し要求コマンドに後続する読み出し
要求コマンドの実行を禁止すると共に、書き込み要求コ
マンドが重複して格納されている時には前記コマンド格
納手段に最後に格納された書き込み要求コマンドに先行
する書き込み要求コマンドの実行を禁止する手段とを具
備し、前記磁気ディスク装置の物理的入出力動作回数を
抑制することを特徴とする。

この磁気ディスク制御装置においては、ＣＰＵから転送
された複数個の書き込み／読み出し要求コマンドを格納
するコマンド格納手段によってＣＰＵの処理と磁気ディ
スク装置の処理とのタイミング緩衝が図られ、しかも重
複コマンドがある場合にはその重複するコマンドの内の
幾つかの実行が省略される。このため、磁気ディスク装
置の物理的入出力動作回数を効果的に抑制できるように
なり、コンピュータシステム全体のスルーブツトの向上
を実現することができる。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。

第１図にはこの発明の一実施例に係わる磁気ディスク制
御装置が示されている。この磁気ディスク制御装置１３
は、ＣＰＵＩＩの指示にしたがって複数のハードディス
クドライブ装置（ＨＤＤ）１４の入出力動作つまりデー
タの書き込み／読み出し動作を制御するハードディスク
コントローラであり、スタックメモリ１３１、実行コマ
ンド管理部１３２、および入出力制御部１３８を備えて
いる。

スタックメモリ１３１は、ＣＰＵＩＩから転送される書
き込み要求コマンドや読み出し要求コマンドを複数個−
時的に格納するためのものであり、このスタックメモリ
１３１はＦＩＦＯ（先入れ先出し）方式のバッファによ
って構成されている。

実行コマンド管理部１３２は、スタックメモリ１３１に
スタックされた書き込み／読み出し要求コマンドの中で
そのコマンド実行の省略が可能なコマンドを選定し、そ
の選定したコマンドの実行を禁止する。実行省略可能な
コマンドとしては、同一の記憶領域をアクセス対象とし
て指定するコマンドが選定される。

すなわち、スタックメモリ１３１内に同一の記憶領域を
アクセス対象として指定する読み出し要求コマンドが重
複して格納されている時には、実行コマンド管理部１３
２は、スタックメモリ１３１に最初に格納された読み出
し要求コマンドを有効コマンドとしてそのコマンドの実
行を許可すると共に、その有効コマンドに後続する読み
出し要求コマンドを無効コマンドとしてその実行を禁止
する。また、スタックメモリ１３１内に同一の記憶領域
をアクセス対象として指定する書き込み要求コマンドが
重複して格納されている時には、実行コマンド管理部１
３２は、スタックメモリ１３１に最後に格納された書き
込み要求コマンドを有効コマンドとしてそのコマンドの
実行を許可すると共に、その有効コマンドに先行する書
き込み要求コマンドを無効コマンドとしてその実行を禁
止する。

入出力制御部１３３は、実行コマンド管理部１３２によ
って選定された有効コマンドの指示にしたがってハード
ディスクドライブ装置１４を入出力制御する。

次に、第２図のフローチャートを参照して、ハードディ
スクコントローラ１３内の実行コマンド管理部１３２に
よって実行される有効コマンドと無効コマンドの選定処
理を説明する。

まず、ＣＰＵＩＩから転送されるｍ個の書き込み／読み
出し要求コマンドがスタックメモリ１８１に順次格納さ
れる。この時、照合コマンドのエントリアドレスを指定
するためのパラメータｍとしてスタックメモリ１３１に
格納されている先頭の書き込み／読み出し要求コマンド
のエントリアドレスが設定され、また被照合コマンドの
エントリアドレスを指定するためのパラメータｎとして
「１」が設定される（ステップＡｌ）。例えば、スタッ
クメモリ１３１に一時記憶可能なコマンドの数が１０個
の場合には、スタックメモリ１３１の先頭位置に格納さ
れている先頭コマンドのエントリアドレスは「１０」と
なる。

次に、パラメータｍによって指定されたコマンドと（ｍ
−ｎ）によって指定されたコマンド、すなわち、エント
リアドレスが「１０」の先頭コマンドと、エントリアド
レスがｒｌＯ−１−９Ｊの後続コマンドの内容が比較さ
れる（ステップＡ２）。そして、それら先頭コマンドお
よびそれに後続する第１番目の後続コマンド各々によっ
て指定されるページ、つまりアクセス対象として指定さ
れるハードディスクドライブ装置とそのディスク上の記
憶領域が共通であるか否かが判断される（ステヤブＡ３
）。

先頭コマンドと第１番目の後続コマンドが、同−のハー
ドディスクドライブ装置によって入出力されるディスク
上における同一の記憶領域をアクセス対象として指定し
ていない場合には、パラメータｎが＋１更新される（ス
テップＡ４）。そして、パラメータｍとｎの値が等しい
か否かが判断され（ステップＡ５）、パラメータｍとｎ
の値が等しくなるまでステップＡ２〜Ａ４の処理が繰り
返し実行され、これによって先頭コマンドとそれに後続
する全てのコマンドとの比較処理が実行される。

一方、先頭コマンドとそれに後続する第１番目のコマン
ドが、同一のハードディスクドライブ装置によって入出
力されるディスク上における同一の記憶領域をアクセス
対象として指定している場合には、それら先頭コマンド
と第１番目の後続コマンドが共に読み出し要求コマンド
であるか、あるいは書き込み要求コマンドであるかが判
断される（ステップＡ８．ステップＡ８）。

先頭コマンドと第１番目の後続コマンドが共に読み出し
要求コマンドである場合には、その先頭コマンドが有効
コマンドとして選定され、第１番目の後続コマンドが無
効アドレスとして選定される（ステップＡ７）。そして
、ステップＡ４の処理に移行し、今度はその先頭コマン
ドと、それに後続する第２番目のコマンドとの比較が行
われる。

一方、先頭コマンドと第１番目の後続コマンドが共に書
き込み要求コマンドである場合には、そ定される（ステ
ップＡ９）。そして、今度は先頭コマンドの代わりにそ
れに後続する第１番目のコマンドを照合コマンドとする
ために、パラメータｍとして（ｍ−ｎ）が設定され（ス
テップＡ　１０）、この後、ステップＡ４の処理に移行
し、今度はその先頭コマンドに後続する第１番目のコマ
ンドを照合コマンドとした比較処理が行われる。

この様に、先頭コマンドと第１番目の後続コマンドが共
に書き込み要求コマンドであっても、また読み出し要求
コマンドであっても、有効コマンドとして選定されたコ
マンドを新たな照合コマンドとした比較処理が行われる
。そして、照合コマンドを順次更新することによって、
スタックメモリ１３ｉ内の全てのコマンドの照合処理が
行われる。

この様に、この実施例のハードディスクコントローラ１
３においては、スタックメモリ１３１に同一ページをア
クセス対象として指定するコマンドが重複して格納され
ているか否かが検出され、重複コマンドが読み出し要求
コマンドである場合にはスタックメモリ！＄１に最初に
格納された読み出し要求コマンドのみ実行され、それに
後続する読み出し要求コマンドの実行は省略される。ま
た、重複コマンドが書き込み要求コマンドの場合には、
スタックメモリ１３１に最後に格納された書き込み要求
コマンドのみ実行され、それに先行する書き込み要求コ
マンドの実行は省略される。

したがって、ハードディスクドライブ装Ｍ１４を入出力
制御する回数を抑制できるようになり、コンピュータシ
ステム全体のスルーブツトの向上を実現することができ
る。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、磁気ディスク装置に
対する物理的な入出力動作回数を抑制できるようになり
、コンピュータシステム全体のスルーブツトの向上を実
現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わるディスク制御装置
の構成を示すブロック図、第２図は第１図に示したディ
スク制御装置の動作を説明するフローチャートである。 １１・・・ＣＰＵ、１２・・・システムバス、１３・・
・ハードディスクコントローラ、１４・・・ハードディ
スクドライブ装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気ディスク装置に対するＣＰＵからの書き込み／読み
   出し要求コマンドを複数個格納するコマンド格納手段と
   、 前記磁気ディスク装置の同一記憶領域に対する書き込み
   ／読み出し要求コマンドが前記コマンド格納手段に重複
   して格納されているか否かを検出する検出手段と、 読み出し要求コマンドが重複して格納されている時には
   前記コマンド格納手段に最初に格納された読み出し要求
   コマンドに後続する読み出し要求コマンドの実行を禁止
   すると共に、書き込み要求コマンドが重複して格納され
   ている時には前記コマンド格納手段に最後に格納された
   書き込み要求コマンドに先行する書き込み要求コマンド
   の実行を禁止する手段とを具備し、 前記磁気ディスク装置の物理的入出力動作の回数を抑制
   することを特徴とする磁気ディスク制御装置。