JPH06214726A - 2つのアクチュエータを最大限使用する方法 - Google Patents
2つのアクチュエータを最大限使用する方法Info
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- JPH06214726A JPH06214726A JP5246481A JP24648193A JPH06214726A JP H06214726 A JPH06214726 A JP H06214726A JP 5246481 A JP5246481 A JP 5246481A JP 24648193 A JP24648193 A JP 24648193A JP H06214726 A JPH06214726 A JP H06214726A
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- actuator
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- G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
- G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
- G11B21/02—Driving or moving of heads
- G11B21/08—Track changing or selecting during transducing operation
- G11B21/081—Access to indexed tracks or parts of continuous track
- G11B21/083—Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs
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- G—PHYSICS
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- G06F3/0668—Interfaces specially adapted for storage systems adopting a particular infrastructure
- G06F3/0671—In-line storage system
- G06F3/0673—Single storage device
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】 確認されたアクチュエータの可用性、参照キ
ュー長、及び参照されたレコードの長さの関数としての
み、同一または異なるレコードに対してアクチュエータ
を選択的に順次に、または選択的に同時に割当てること
によって、キューイングされた一連の参照コマンドを介
して、短いレコードと長いレコードの任意の組合わせを
転送する際に、循環マルチトラック直接アクセス記憶装
置(DASD)上を移動可能な2つのアクチュエータを
最大限使用する方法と手段。 【効果】 本発明の方法及び手段によれば、リクエスト
のキューが変化した場合、記憶サブシステムはシステム
の介入なしに、この変化にバランスをとって応答する。
また、2つのアクチュエータを有するDASDの1つの
バージョンを使用するだけでよい。
ュー長、及び参照されたレコードの長さの関数としての
み、同一または異なるレコードに対してアクチュエータ
を選択的に順次に、または選択的に同時に割当てること
によって、キューイングされた一連の参照コマンドを介
して、短いレコードと長いレコードの任意の組合わせを
転送する際に、循環マルチトラック直接アクセス記憶装
置(DASD)上を移動可能な2つのアクチュエータを
最大限使用する方法と手段。 【効果】 本発明の方法及び手段によれば、リクエスト
のキューが変化した場合、記憶サブシステムはシステム
の介入なしに、この変化にバランスをとって応答する。
また、2つのアクチュエータを有するDASDの1つの
バージョンを使用するだけでよい。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ヘッド/アーム・アセ
ンブリを備えた独立して動作可能な複数のアクチュエー
タを有する直接アクセス記憶装置上のデータをアクセス
する方法と手段に関する。
ンブリを備えた独立して動作可能な複数のアクチュエー
タを有する直接アクセス記憶装置上のデータをアクセス
する方法と手段に関する。
【0002】
【従来の技術】 直接アクセス記憶装置:直接アクセス記憶装置(DAS
D)は、例えば循環マルチトラック記憶媒体に見られる
ように、アクセス時間がデータの位置から効果的に独立
しているデバイスである。このようなDASDは一般
に、角速度が一定の、回転可能なモータ駆動スピンドル
に同心に取付けられた複数のディスクを含む。ディスク
は、アクチュエータが少なくとも各ディスクの1表面上
を径方向に移動できるように、スピンドルに沿って間隔
をおいて置かれる。
D)は、例えば循環マルチトラック記憶媒体に見られる
ように、アクセス時間がデータの位置から効果的に独立
しているデバイスである。このようなDASDは一般
に、角速度が一定の、回転可能なモータ駆動スピンドル
に同心に取付けられた複数のディスクを含む。ディスク
は、アクチュエータが少なくとも各ディスクの1表面上
を径方向に移動できるように、スピンドルに沿って間隔
をおいて置かれる。
【0003】可動記憶媒体を有する磁気記憶装置におい
て、読出し/書込みヘッドと呼ばれる変換器は、トラッ
クに沿って一連の磁気スポットが焦結されたパターンを
記録したり、それを検出する。磁気スポットのパターン
の形のデータは、所定のフォーマットのトラックに沿っ
て記録される。各トラックは円周に沿って「セル」に分
割される。所定数のセルは「セクタ」を形成する。直近
の変換器のトラックに沿った位置は、参照点またはマー
カを通って回転するときに検知される(セクタやセルの
位置が生じる)。その結果、各データ素子は、DAS
D、ディスク、トラック、及びセクタを識別するのに関
連して物理的に位置付けられる。
て、読出し/書込みヘッドと呼ばれる変換器は、トラッ
クに沿って一連の磁気スポットが焦結されたパターンを
記録したり、それを検出する。磁気スポットのパターン
の形のデータは、所定のフォーマットのトラックに沿っ
て記録される。各トラックは円周に沿って「セル」に分
割される。所定数のセルは「セクタ」を形成する。直近
の変換器のトラックに沿った位置は、参照点またはマー
カを通って回転するときに検知される(セクタやセルの
位置が生じる)。その結果、各データ素子は、DAS
D、ディスク、トラック、及びセクタを識別するのに関
連して物理的に位置付けられる。
【0004】DASDの電子的アクセスと電子機械的ア
クセス:従来技術では、例えばChristian らが米国特許
第4430701号(1984年2月7日発行)で説明
しているIBM 2305の固定式ヘッド記憶モジュー
ルから知られているが、1つのヘッドがトラック毎に固
定した位置にあれば、任意の1トラックの内容へのアク
セスは電子的速度で切換えることができる。しかし、ト
ラック密度が放射状にかなり高くなると、このような電
子的アクセスにかかるコストと複雑性は莫大となる。
クセス:従来技術では、例えばChristian らが米国特許
第4430701号(1984年2月7日発行)で説明
しているIBM 2305の固定式ヘッド記憶モジュー
ルから知られているが、1つのヘッドがトラック毎に固
定した位置にあれば、任意の1トラックの内容へのアク
セスは電子的速度で切換えることができる。しかし、ト
ラック密度が放射状にかなり高くなると、このような電
子的アクセスにかかるコストと複雑性は莫大となる。
【0005】本明細書では、「アクチュエータ」は、一
方の先端部が読出し/書込みヘッドまたは変換器に接続
されているアームと、アームのもう一方の先端部にあっ
て、電気信号に応答してディスク面を径方向に移動する
位置決め手段と、変換器とDASD制御電子回路との間
の信号経路結線とから成る電子機械的機構を意味する。
放射状の位置決めとディスクの一定の速度の回転の組合
わせにより、固定ヘッド装置に僅かなコストをかけるだ
けで、同心の任意のトラックの任意のデータをアクセス
することができる。しかし、このような移動可能なアー
ムまたはアクチュエータによるアクセスのシーク時間
は、マイクロ秒(5*10-6 など)ではなくミリ秒(2
5*10-3 など)である。任意に選択されたトラックに
対するアクチュエータ及び変換器の実際の収束動作に
は、同心トラックの参照ディスクまたはサーボ・ディス
クとマーキングで表される、変換器の実際の位置と目的
のトラック位置との誤差を最小にするフィードバッが用
いられる。
方の先端部が読出し/書込みヘッドまたは変換器に接続
されているアームと、アームのもう一方の先端部にあっ
て、電気信号に応答してディスク面を径方向に移動する
位置決め手段と、変換器とDASD制御電子回路との間
の信号経路結線とから成る電子機械的機構を意味する。
放射状の位置決めとディスクの一定の速度の回転の組合
わせにより、固定ヘッド装置に僅かなコストをかけるだ
けで、同心の任意のトラックの任意のデータをアクセス
することができる。しかし、このような移動可能なアー
ムまたはアクチュエータによるアクセスのシーク時間
は、マイクロ秒(5*10-6 など)ではなくミリ秒(2
5*10-3 など)である。任意に選択されたトラックに
対するアクチュエータ及び変換器の実際の収束動作に
は、同心トラックの参照ディスクまたはサーボ・ディス
クとマーキングで表される、変換器の実際の位置と目的
のトラック位置との誤差を最小にするフィードバッが用
いられる。
【0006】複数のアクチュエータの使用:複数のアク
チュエータも従来技術で知られており、Castleらによる
米国特許第4743995号、"Disk File with In-Hub
Motor" (1988年5月10日発行)は、DASDの
ディスク周辺に複数の個別に動作するアクチュエータを
配置するものである。
チュエータも従来技術で知られており、Castleらによる
米国特許第4743995号、"Disk File with In-Hub
Motor" (1988年5月10日発行)は、DASDの
ディスク周辺に複数の個別に動作するアクチュエータを
配置するものである。
【0007】1991年1月発行のIBM Technical Disc
losure Bulletin、(vol.33、pp.270-272)でFloryan
ceは、共通のデータを共有する、一対のミラード・デュ
アル・アクチュエータDASDは、2つのポートを有す
る書込みバッファとして動作することを示している。一
対のアクチュエータまたはアームの選択的割当ては、待
ち時間の減少と並列データ転送の作業負荷分析の関数と
して行なわれる。確かに、一方のアクチュエータのアー
ムが、外部から供給されたデータの書込みに用いられる
と同時に、他方のアクチュエータのアームが、読出しコ
マンドを処理するか、または更新結果をDASDアレイ
に転送する。
losure Bulletin、(vol.33、pp.270-272)でFloryan
ceは、共通のデータを共有する、一対のミラード・デュ
アル・アクチュエータDASDは、2つのポートを有す
る書込みバッファとして動作することを示している。一
対のアクチュエータまたはアームの選択的割当ては、待
ち時間の減少と並列データ転送の作業負荷分析の関数と
して行なわれる。確かに、一方のアクチュエータのアー
ムが、外部から供給されたデータの書込みに用いられる
と同時に、他方のアクチュエータのアームが、読出しコ
マンドを処理するか、または更新結果をDASDアレイ
に転送する。
【0008】1989年10月発行のUNIX Review(SEC
TION:Vol.7;No.10;page 153)は、グラフィックス
・データ記憶装置に用いられるCentury Data社のt28
02マルチチャネル、並列転送データ記憶サブシステム
を発表している。このシステムは、各々が2つのアクチ
ュエータとディスク当たり4つの読出し/書込みヘッド
を組込んだ2つの8インチ・ヘッド・ディスク機構を含
む。並列転送モード同様に、リアル・タイムで情報のフ
レームを記憶し更新するのに必要なグラフィック・デー
タを同時に記録、再生する。
TION:Vol.7;No.10;page 153)は、グラフィックス
・データ記憶装置に用いられるCentury Data社のt28
02マルチチャネル、並列転送データ記憶サブシステム
を発表している。このシステムは、各々が2つのアクチ
ュエータとディスク当たり4つの読出し/書込みヘッド
を組込んだ2つの8インチ・ヘッド・ディスク機構を含
む。並列転送モード同様に、リアル・タイムで情報のフ
レームを記憶し更新するのに必要なグラフィック・デー
タを同時に記録、再生する。
【0009】2つのアクチュエータと動作モード:2つ
のアクチュエータを持つDASDが、3つのモード、す
なわち独立モード、待ち時間モード、及び並列転送モー
ドのうち1つのモードだけで動作することは従来技術で
知られている通りである。また、2つのアクチュエータ
を有するDASDから形成された外部記憶サブシステム
が調整できることも知られている。しかし、参照到着時
間と処理の関数としての応答時間の観点からの調整は最
適なレベルに達していない。すなわち、参照率が増加す
ると、3つのモード全て、特に待ち時間モードと並列転
送モードが急速に減速する傾向がある。更に、減速率
は、転送されるレコードの組合わせが主として短いかま
たは長いかに関連して変化する。これらのモードは、本
発明の目的から次のように定義される。 独立モード:各々のアームが異なる入出力リクエストに
対応できるように2つのアクチュエータのアームが独立
に動作する。 待ち時間モード:待ち時間または回転の遅れが減少する
ように、参照されたレコードに最も近いアームが割当て
られる、すなわち利用される。待ち時間とは、対象のデ
ータが目的のアーム及び変換器ヘッドの下にくるまでの
時間または回転による遅れの時間である。 並列モード:第1のアームが前半分、第2のアームが後
半分をアクセスするように、長さがTを超える同じ参照
レコードをアクセスできるようにアームの同期をとる。
これは主に、長いレコードに対して効果的である。
のアクチュエータを持つDASDが、3つのモード、す
なわち独立モード、待ち時間モード、及び並列転送モー
ドのうち1つのモードだけで動作することは従来技術で
知られている通りである。また、2つのアクチュエータ
を有するDASDから形成された外部記憶サブシステム
が調整できることも知られている。しかし、参照到着時
間と処理の関数としての応答時間の観点からの調整は最
適なレベルに達していない。すなわち、参照率が増加す
ると、3つのモード全て、特に待ち時間モードと並列転
送モードが急速に減速する傾向がある。更に、減速率
は、転送されるレコードの組合わせが主として短いかま
たは長いかに関連して変化する。これらのモードは、本
発明の目的から次のように定義される。 独立モード:各々のアームが異なる入出力リクエストに
対応できるように2つのアクチュエータのアームが独立
に動作する。 待ち時間モード:待ち時間または回転の遅れが減少する
ように、参照されたレコードに最も近いアームが割当て
られる、すなわち利用される。待ち時間とは、対象のデ
ータが目的のアーム及び変換器ヘッドの下にくるまでの
時間または回転による遅れの時間である。 並列モード:第1のアームが前半分、第2のアームが後
半分をアクセスするように、長さがTを超える同じ参照
レコードをアクセスできるようにアームの同期をとる。
これは主に、長いレコードに対して効果的である。
【0010】2つの独立したアクセス・リクエストがD
ASD記憶サブシステムまたはデバイスによって同時に
実行される場合、スループットは1つのアクチュエータ
を備えるデバイスによる処理の2倍にもなる。代わり
に、2つのアクチュエータを用い、要求された同じデー
タを並行してアクセスするなら、データ速度は2倍にな
る。後の方法は、長いデータを転送するリクエストへの
応答に都合がよい。アクチュエータを180度の間隔で
配置すると、両方のアクチュエータが、要求された位置
に割当てられて、目的のセクタ上の第1のアクチュエー
タがリクエストを処理した場合、平均待ち時間が1/2
回転から1/4回転短縮される。
ASD記憶サブシステムまたはデバイスによって同時に
実行される場合、スループットは1つのアクチュエータ
を備えるデバイスによる処理の2倍にもなる。代わり
に、2つのアクチュエータを用い、要求された同じデー
タを並行してアクセスするなら、データ速度は2倍にな
る。後の方法は、長いデータを転送するリクエストへの
応答に都合がよい。アクチュエータを180度の間隔で
配置すると、両方のアクチュエータが、要求された位置
に割当てられて、目的のセクタ上の第1のアクチュエー
タがリクエストを処理した場合、平均待ち時間が1/2
回転から1/4回転短縮される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、2つ
のアクチュエータを有するDASDから形成された記憶
サブシステムに対してキューイングされたアクセス・リ
クエストを処理する方法と手段を提供することである。
のアクチュエータを有するDASDから形成された記憶
サブシステムに対してキューイングされたアクセス・リ
クエストを処理する方法と手段を提供することである。
【0012】また本発明の目的は、要求されたレコード
の組合わせが主として短いか長いかにかかわらず、記憶
サブシステムが、現在のどのオペレーティング・モード
よりも範囲の広い参照率にわたって、より低い相対応答
(アクセス)時間を示すのに最適な方法と手段を提供す
ることである。
の組合わせが主として短いか長いかにかかわらず、記憶
サブシステムが、現在のどのオペレーティング・モード
よりも範囲の広い参照率にわたって、より低い相対応答
(アクセス)時間を示すのに最適な方法と手段を提供す
ることである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、2つのア
クチュエータを有するDASD記憶サブシステムに対し
て、コマンドがキューイングされる方法及び手段によっ
て満たされる。この方法は、各コマンドの処理におい
て、コマンド・キュー長、DASDの2つのアクチュエ
ータの個々の可用性、及びアクセスされたレコードがし
きい値長さ(T)を超えるかどうかを突き止めるステッ
プが含まれる。次に、キューが2つ以上またはキューが
1つ、且つ1つのアクチュエータが利用不能の場合、1
つのアクチュエータが使用可能になって割当てられる。
アクチュエータは、コマンドで参照された位置にレコー
ド転送のため結びつけられる。また、キューが1つ、且
つ両方のアクチュエータが使用可能な場合、2つのアク
チュエータが割当てられる。後者の場合、レコード長が
しきい値長さTよりも小さければ、DASDレコード位
置上に最初に到着する第1のアクチュエータがレコード
転送のために結びつけられ、他の場合、両方のアクチュ
エータが同じレコードの転送のために結びつけられる。
クチュエータを有するDASD記憶サブシステムに対し
て、コマンドがキューイングされる方法及び手段によっ
て満たされる。この方法は、各コマンドの処理におい
て、コマンド・キュー長、DASDの2つのアクチュエ
ータの個々の可用性、及びアクセスされたレコードがし
きい値長さ(T)を超えるかどうかを突き止めるステッ
プが含まれる。次に、キューが2つ以上またはキューが
1つ、且つ1つのアクチュエータが利用不能の場合、1
つのアクチュエータが使用可能になって割当てられる。
アクチュエータは、コマンドで参照された位置にレコー
ド転送のため結びつけられる。また、キューが1つ、且
つ両方のアクチュエータが使用可能な場合、2つのアク
チュエータが割当てられる。後者の場合、レコード長が
しきい値長さTよりも小さければ、DASDレコード位
置上に最初に到着する第1のアクチュエータがレコード
転送のために結びつけられ、他の場合、両方のアクチュ
エータが同じレコードの転送のために結びつけられる。
【0014】割当てるステップは下記のいずれかのステ
ップを含む。 (1)キューがない場合、アクチュエータはアイドル状
態になる(アイドル・モード)。 (2)キュー長が少なくとも2であるか、或いはキュー
長が1且つ両方のアクチュエータが使用可能でない場
合、各アクチュエータが独立に、異なるリクエストを処
理する(独立モード)。 (3)キュー長が1、両方のアクチュエータが使用可
能、及びアクセスされたレコード長がTより短い場合、
両方のアクチュエータが割当てられ、第1のアクチュエ
ータが参照位置に届いてリクエストを処理する(待ち時
間減少モード)。 (4)キュー長が1、両方のアクチュエータが使用可
能、及びアクセスされたレコードがTより長い場合、両
方のアクチュエータが割当てられ、各アクチュエータが
同時に同じリクエストを処理する(並列転送モード)。
ップを含む。 (1)キューがない場合、アクチュエータはアイドル状
態になる(アイドル・モード)。 (2)キュー長が少なくとも2であるか、或いはキュー
長が1且つ両方のアクチュエータが使用可能でない場
合、各アクチュエータが独立に、異なるリクエストを処
理する(独立モード)。 (3)キュー長が1、両方のアクチュエータが使用可
能、及びアクセスされたレコード長がTより短い場合、
両方のアクチュエータが割当てられ、第1のアクチュエ
ータが参照位置に届いてリクエストを処理する(待ち時
間減少モード)。 (4)キュー長が1、両方のアクチュエータが使用可
能、及びアクセスされたレコードがTより長い場合、両
方のアクチュエータが割当てられ、各アクチュエータが
同時に同じリクエストを処理する(並列転送モード)。
【0015】
2つのアクチュエータDASDの論理的構成:図1は、
2つのアクチュエータDASDの論理図を示す。ホスト
と呼ばれる少なくとも1つのプロセッサ(図示なし)と
の間のコマンドとデータは、インタフェース1への経路
3を介して記憶サブシステムに送られる。このインタフ
ェースは、好適には、小型コンピュータ規格SCSI−
2のキュー・コマンド・タグ(Queued Command Tagged
)インタフェースである。SCSI−2インタフェー
スは、プロセッサ・ホストとDASDの間でデータを同
期して、または非同期に転送する。非同期のデータ転送
とは、受信装置が次のバイトが送信される前に各バイト
の受信に応答することを意味する。同期データ転送で
は、各バイトの応答を受信せずに、データのブロックを
所定の速度で送信することができる。標準SCSI−2
インタフェースは、バス、バスを制御する一連のコマン
ド、及びバス使用の衝突を調停するプロトコルを含む。
2つのアクチュエータDASDの論理図を示す。ホスト
と呼ばれる少なくとも1つのプロセッサ(図示なし)と
の間のコマンドとデータは、インタフェース1への経路
3を介して記憶サブシステムに送られる。このインタフ
ェースは、好適には、小型コンピュータ規格SCSI−
2のキュー・コマンド・タグ(Queued Command Tagged
)インタフェースである。SCSI−2インタフェー
スは、プロセッサ・ホストとDASDの間でデータを同
期して、または非同期に転送する。非同期のデータ転送
とは、受信装置が次のバイトが送信される前に各バイト
の受信に応答することを意味する。同期データ転送で
は、各バイトの応答を受信せずに、データのブロックを
所定の速度で送信することができる。標準SCSI−2
インタフェースは、バス、バスを制御する一連のコマン
ド、及びバス使用の衝突を調停するプロトコルを含む。
【0016】SCSI−2はタグつきコマンド・システ
ムを使用する。これによりホストが複数のリクエストを
送出でき、指定されたDASDコントローラがリクエス
トを実行する順序を決定できるので、データ転送を高速
化することができる。すなわち、ホストからインタフェ
ース1によって受信された各コマンドは、経路9に送ら
れ、リクエスト・キュー11に届く。この機構により、
複数のコマンドが後の実行のためにキューイングされる
ので、ホストは応答を待たずに複数のコマンドを送出す
ることができる。コマンドには、順序づけコマンドか、
非順序づけコマンドというタグがつけられる。順序付け
されたコマンドは、先入れ先出し方式でコントローラ・
プロセッサ15によって処理され、非順序づけコマンド
は優先順位に従ってソートされ、最高速のスループット
を実現するシーケンスで実行される。
ムを使用する。これによりホストが複数のリクエストを
送出でき、指定されたDASDコントローラがリクエス
トを実行する順序を決定できるので、データ転送を高速
化することができる。すなわち、ホストからインタフェ
ース1によって受信された各コマンドは、経路9に送ら
れ、リクエスト・キュー11に届く。この機構により、
複数のコマンドが後の実行のためにキューイングされる
ので、ホストは応答を待たずに複数のコマンドを送出す
ることができる。コマンドには、順序づけコマンドか、
非順序づけコマンドというタグがつけられる。順序付け
されたコマンドは、先入れ先出し方式でコントローラ・
プロセッサ15によって処理され、非順序づけコマンド
は優先順位に従ってソートされ、最高速のスループット
を実現するシーケンスで実行される。
【0017】コマンドまたはリクエスト・キュー11に
キューイングされたの入出力リクエストは不完全なリク
エストである。すなわち、DASDサブシステムの側の
処理を起動する必要がある。各コマンドが順に取得され
て処理される。完了後、各コマンドはリクエスト・キュ
ー11から除外され、新しいコマンドが受信された時に
加えられる。
キューイングされたの入出力リクエストは不完全なリク
エストである。すなわち、DASDサブシステムの側の
処理を起動する必要がある。各コマンドが順に取得され
て処理される。完了後、各コマンドはリクエスト・キュ
ー11から除外され、新しいコマンドが受信された時に
加えられる。
【0018】一般にリクエストは、コントローラ・プロ
セッサ15によってデコードされる一連の読出し/書込
みコマンドとして表される。循環マルチトラック磁気デ
ィスク装置21は、ディスク面上に180度の間隔で配
置されたアクチュエータ23、25によってアクセスさ
れる。コントローラ・プロセッサ15は、アドレス引数
をアクチュエータ23か25、または両方に対応する装
置回路17、19を介して送る。これにより、アドレス
された各アクチュエータはディスク21の表面上を径方
向に線形(直線)に移動する。ここで各アクチュエータ
23、25のいずれかの先端に、読出し/書込みヘッド
27、29によって、変換器がセットされる。目的のト
ラックへのアクチュエータの動きと同時に、ディスク2
1は一定の速度で回転し、所定のトラックの目的レコー
ド位置(セクタまたはセル)は、少なくとも読出し/書
込みヘッドの1つが位置づけられれば、1回転以内で検
出される。この時点で信号経路が、導体18、装置回路
17、経路素子5、及びインタフェース1を介して少な
くとも1つの、例えば変換器27から、経路3に接続さ
れたホストまで確立される。同様な経路接続は、導体2
0、装置回路19、経路素子7、及びインタフェース1
を介して変換器29からも設定することができる。
セッサ15によってデコードされる一連の読出し/書込
みコマンドとして表される。循環マルチトラック磁気デ
ィスク装置21は、ディスク面上に180度の間隔で配
置されたアクチュエータ23、25によってアクセスさ
れる。コントローラ・プロセッサ15は、アドレス引数
をアクチュエータ23か25、または両方に対応する装
置回路17、19を介して送る。これにより、アドレス
された各アクチュエータはディスク21の表面上を径方
向に線形(直線)に移動する。ここで各アクチュエータ
23、25のいずれかの先端に、読出し/書込みヘッド
27、29によって、変換器がセットされる。目的のト
ラックへのアクチュエータの動きと同時に、ディスク2
1は一定の速度で回転し、所定のトラックの目的レコー
ド位置(セクタまたはセル)は、少なくとも読出し/書
込みヘッドの1つが位置づけられれば、1回転以内で検
出される。この時点で信号経路が、導体18、装置回路
17、経路素子5、及びインタフェース1を介して少な
くとも1つの、例えば変換器27から、経路3に接続さ
れたホストまで確立される。同様な経路接続は、導体2
0、装置回路19、経路素子7、及びインタフェース1
を介して変換器29からも設定することができる。
【0019】重要なことは本発明の方法と手段が、両方
のアクチュエータが共通の入出力(I/O)リクエスト
・キューを共有するタイプの2つのアクチュエータを有
するDASDで動作可能であり、それらが180度の間
隔に置かれて、待ち時間が減少するということである。
のアクチュエータが共通の入出力(I/O)リクエスト
・キューを共有するタイプの2つのアクチュエータを有
するDASDで動作可能であり、それらが180度の間
隔に置かれて、待ち時間が減少するということである。
【0020】待ち時間の減少とアクチュエータ分離角
度:2つのアクチュエータの分離角度をAとする。1回
転中の平均待ち時間をL、DASDのトラックの1回転
の所要時間をRとする。平均待ち時間を求める際には、
アクチュエータ間の内角A内の待ち時間と360−Aが
考慮される。 角度Aの平均値L=(A/360)*(R/2) 角度(360−A)の平均値L=((360−A)/3
60)*(R/2) 全体の平均値L=(A/360)*((A/360)
*(R/2)+((360−A)/360)*((360
/A)/360)*(R/2) これは次のようになる。 L=(R/(2*3602))*(2A2−720A+36
02) 待ち時間が最小になるのは次の場合である。 dL/dA=(1/2*360*360)*(4A−72
0)=0 QED A=180度
度:2つのアクチュエータの分離角度をAとする。1回
転中の平均待ち時間をL、DASDのトラックの1回転
の所要時間をRとする。平均待ち時間を求める際には、
アクチュエータ間の内角A内の待ち時間と360−Aが
考慮される。 角度Aの平均値L=(A/360)*(R/2) 角度(360−A)の平均値L=((360−A)/3
60)*(R/2) 全体の平均値L=(A/360)*((A/360)
*(R/2)+((360−A)/360)*((360
/A)/360)*(R/2) これは次のようになる。 L=(R/(2*3602))*(2A2−720A+36
02) 待ち時間が最小になるのは次の場合である。 dL/dA=(1/2*360*360)*(4A−72
0)=0 QED A=180度
【0021】最適な方法の論理の流れ:図2は、2つの
アクチュエータを有するDASDを操作するため、動作
環境の変化に自動的に適合する本発明の方法の流れ図を
示す。この方法は、リクエスト・キュー11から次の入
出力リクエストをコントローラ・プロセッサ15がどの
ように処理するかを決める毎に呼出される。これは、ア
クチュエータがI/Oを完了したばかりで、他のI/O
の処理に使用可能な時か、I/O要求がホストから着信
したばかりで、少なくとも1つのアクチュエータがアイ
ドルである時に起こる。一般にこの方法は次のステップ
を含む。 (1)共有リクエスト・キュー11のI/Oリクエスト
の数を調べる。 (2)未処理のI/O要求が存在しないならば、アクチ
ュエータ23または25はアイドルになる。 (3)キューに1つ以上のI/O要求がある場合、2つ
のアクチュエータは独立に動作し、各アクチュエータは
それぞれ異なるリクエストを処理する。これはリクエス
ト・スループットを最大にする。各I/Oに対する平均
待ち時間は1/2回転であるが、キューイング時間は短
縮される。 (4)キューにI/Oが1つだけ存在し、2つのアクチ
ュエータのうち1つが現在使用中の場合、使用中ではな
いアクチュエータを独立に使用してリクエストを処理す
る。このI/Oの平均待ち時間は1/2回転であるが、
使用中のアクチュエータが使用可能になるまで待たずに
開始できる。 (5)キューにI/Oが1つだけ存在し、両方のアクチ
ュエータが使用中でない場合、リクエストのブロック長
を調べる。 (6)Tをあるしきい値の長さにする。Tは少なくとも
トラック長の半分でなければならない。 (7)リクエスト長がTより短い場合、駆動装置を待ち
時間減少モードで動作させる。両方のアクチュエータを
送り出してデータをアクセス(読出しまたは書込みす
る)する場合、第1のアクチュエータを目的セクタに到
着させて入出力リクエストを完了させる。遅く到着する
アクチュエータはそれ以上進まず、使用可能になる。こ
の入出力の平均待ち時間は1/4回転である。 (8)リクエスト長がTより長いか等しい場合、駆動装
置を並列転送モードで動作させる。このモードで2つの
アクチュエータの使用する方法は複数あり、その1つを
次に述べる。
アクチュエータを有するDASDを操作するため、動作
環境の変化に自動的に適合する本発明の方法の流れ図を
示す。この方法は、リクエスト・キュー11から次の入
出力リクエストをコントローラ・プロセッサ15がどの
ように処理するかを決める毎に呼出される。これは、ア
クチュエータがI/Oを完了したばかりで、他のI/O
の処理に使用可能な時か、I/O要求がホストから着信
したばかりで、少なくとも1つのアクチュエータがアイ
ドルである時に起こる。一般にこの方法は次のステップ
を含む。 (1)共有リクエスト・キュー11のI/Oリクエスト
の数を調べる。 (2)未処理のI/O要求が存在しないならば、アクチ
ュエータ23または25はアイドルになる。 (3)キューに1つ以上のI/O要求がある場合、2つ
のアクチュエータは独立に動作し、各アクチュエータは
それぞれ異なるリクエストを処理する。これはリクエス
ト・スループットを最大にする。各I/Oに対する平均
待ち時間は1/2回転であるが、キューイング時間は短
縮される。 (4)キューにI/Oが1つだけ存在し、2つのアクチ
ュエータのうち1つが現在使用中の場合、使用中ではな
いアクチュエータを独立に使用してリクエストを処理す
る。このI/Oの平均待ち時間は1/2回転であるが、
使用中のアクチュエータが使用可能になるまで待たずに
開始できる。 (5)キューにI/Oが1つだけ存在し、両方のアクチ
ュエータが使用中でない場合、リクエストのブロック長
を調べる。 (6)Tをあるしきい値の長さにする。Tは少なくとも
トラック長の半分でなければならない。 (7)リクエスト長がTより短い場合、駆動装置を待ち
時間減少モードで動作させる。両方のアクチュエータを
送り出してデータをアクセス(読出しまたは書込みす
る)する場合、第1のアクチュエータを目的セクタに到
着させて入出力リクエストを完了させる。遅く到着する
アクチュエータはそれ以上進まず、使用可能になる。こ
の入出力の平均待ち時間は1/4回転である。 (8)リクエスト長がTより長いか等しい場合、駆動装
置を並列転送モードで動作させる。このモードで2つの
アクチュエータの使用する方法は複数あり、その1つを
次に述べる。
【0022】上記のステップ(8)を例示すると次のよ
うになる。各トラックに2S個のブロックがあり、入出
力リクエストがブロックXで開始されるとする。ブロッ
クXまたはブロックX+Sをアクセスさせるために両方
のアクチュエータを送る。1つのアクチュエータ、例え
ばアクチュエータ23が最初にブロックXに到着する。
これとほぼ同時に、他のアクチュエータ、例えばアクチ
ュエータ25がブロックX+Sに到着する。これは平均
して1/4回転後に生じ、平均待ち時間は1/4回転で
ある。両方のアクチュエータはそれぞれのブロックとの
間でデータを転送する。1/2回転の後、該トラックの
全てのデータがアクセスされている。アクチュエータ毎
に1/2トラックである。次に2つのアクチュエータは
次のトラックに切換え、並列アクセスを続ける。これは
入出力リクエストが完了するまで繰返される。従ってデ
ータ転送速度は2倍になる。
うになる。各トラックに2S個のブロックがあり、入出
力リクエストがブロックXで開始されるとする。ブロッ
クXまたはブロックX+Sをアクセスさせるために両方
のアクチュエータを送る。1つのアクチュエータ、例え
ばアクチュエータ23が最初にブロックXに到着する。
これとほぼ同時に、他のアクチュエータ、例えばアクチ
ュエータ25がブロックX+Sに到着する。これは平均
して1/4回転後に生じ、平均待ち時間は1/4回転で
ある。両方のアクチュエータはそれぞれのブロックとの
間でデータを転送する。1/2回転の後、該トラックの
全てのデータがアクセスされている。アクチュエータ毎
に1/2トラックである。次に2つのアクチュエータは
次のトラックに切換え、並列アクセスを続ける。これは
入出力リクエストが完了するまで繰返される。従ってデ
ータ転送速度は2倍になる。
【0023】例:以下の2つの例では、図lに示すよう
な2つのアクチュエータを有するDASDが次の条件に
あると仮定する。平均シーク時間10ミリ秒、ディスク
回転期間12ミリ秒、2つのアクチュエータが互いに1
80度の間隔にあり、転送時間がデータのブロック当た
りlミリ秒である。
な2つのアクチュエータを有するDASDが次の条件に
あると仮定する。平均シーク時間10ミリ秒、ディスク
回転期間12ミリ秒、2つのアクチュエータが互いに1
80度の間隔にあり、転送時間がデータのブロック当た
りlミリ秒である。
【0024】これらの例は、このようなシステムの応答
時間を、互いに排他的な3つのモードと、本発明の最適
な方法の各種入出力パターンと比較するのが目的であ
る。
時間を、互いに排他的な3つのモードと、本発明の最適
な方法の各種入出力パターンと比較するのが目的であ
る。
【表1】
【0025】例1と図1を参照する。到着時間X1に対
して到着回数が測定される4つのアクセス・コマンドX
1乃至X4のキューが仮定される。レコード長に対する
検出性は、X1乃至X3が1ブロック長のレコードを参
照し、X4が20ブロック長のレコードを参照する。こ
の比較は、参照が読出しか書込みかどうかには関係しな
い。
して到着回数が測定される4つのアクセス・コマンドX
1乃至X4のキューが仮定される。レコード長に対する
検出性は、X1乃至X3が1ブロック長のレコードを参
照し、X4が20ブロック長のレコードを参照する。こ
の比較は、参照が読出しか書込みかどうかには関係しな
い。
【0026】4つのモード、すなわち独立動作(I
A)、最短待ち時間(SL)、並列転送(PT)、及び
最適方法(AM)のそれぞれに関する応答時間を評価す
ることが望まれる。
A)、最短待ち時間(SL)、並列転送(PT)、及び
最適方法(AM)のそれぞれに関する応答時間を評価す
ることが望まれる。
【0027】IAモード:IAモードでコマンドX1か
ら開始されるコマンドX1乃至X4の処理の場合、アク
チュエータ23がトラックを探すのに10ミリ秒を必要
とする。また、ヘッド27の下のレコードをアクセスす
るのに1/2ディスク回転または6ミリ秒を必要とす
る。最後に、参照レコードの1ブロックを転送するのに
1ミリ秒かかる。合計10+6+1=17ミリ秒であ
る。
ら開始されるコマンドX1乃至X4の処理の場合、アク
チュエータ23がトラックを探すのに10ミリ秒を必要
とする。また、ヘッド27の下のレコードをアクセスす
るのに1/2ディスク回転または6ミリ秒を必要とす
る。最後に、参照レコードの1ブロックを転送するのに
1ミリ秒かかる。合計10+6+1=17ミリ秒であ
る。
【0028】アクチュエータ23がX1に応答してアク
セスする間、第2のアクチュエータ25は、X2の到着
がX1の処理に重なるので、X2によって要求されたレ
コードのアクセスに使用できる。同じ理由から、17ミ
リ秒はX2の判定にかかる経過時間である。X3の到着
はX1の完了直後であってX2の完了前である。従っ
て、第1のアクチュエータ23はX3の処理に使用でき
る。
セスする間、第2のアクチュエータ25は、X2の到着
がX1の処理に重なるので、X2によって要求されたレ
コードのアクセスに使用できる。同じ理由から、17ミ
リ秒はX2の判定にかかる経過時間である。X3の到着
はX1の完了直後であってX2の完了前である。従っ
て、第1のアクチュエータ23はX3の処理に使用でき
る。
【0029】上記の例では、X3は17ミリ秒の時間を
必要とした。最後に、アクチュエータのいずれか1つが
X4によって指定されたレコードのアクセスに使用可能
である。この場合、合計時間はシーク時間10ミリ秒+
待ち時間6ミリ秒+ブロック転送時間20ミリ秒=36
ミリ秒になる。X1乃至X4の処理に要する合計アクセ
ス時間は、3*17+36=87ミリ秒である。
必要とした。最後に、アクチュエータのいずれか1つが
X4によって指定されたレコードのアクセスに使用可能
である。この場合、合計時間はシーク時間10ミリ秒+
待ち時間6ミリ秒+ブロック転送時間20ミリ秒=36
ミリ秒になる。X1乃至X4の処理に要する合計アクセ
ス時間は、3*17+36=87ミリ秒である。
【0030】SLモード:SLモードでは、アクチュエ
ータはシークを目的に組合わせられるが、レコードに対
して最短距離にあるアクチュエータのヘッドがアクセス
を得る。この場合、X1の処理においてトラックをシー
クするのに10ミリ秒を要する。しかし最大待ち時間は
12ミリ秒の1/2、すなわち6ミリ秒である。しか
し、組合わせられた2つのアクチュエータの平均待ち時
間は、6ミリ秒の1/2、すなわち3ミリ秒に短縮され
る。このことはX1のアクセス時間がシーク時間10ミ
リ秒+待ち時間3ミリ秒+ブロック転送1ミリ秒、合計
14ミリ秒であることを意味する。すなわちX1はt=
14ミリ秒で完了する。
ータはシークを目的に組合わせられるが、レコードに対
して最短距離にあるアクチュエータのヘッドがアクセス
を得る。この場合、X1の処理においてトラックをシー
クするのに10ミリ秒を要する。しかし最大待ち時間は
12ミリ秒の1/2、すなわち6ミリ秒である。しか
し、組合わせられた2つのアクチュエータの平均待ち時
間は、6ミリ秒の1/2、すなわち3ミリ秒に短縮され
る。このことはX1のアクセス時間がシーク時間10ミ
リ秒+待ち時間3ミリ秒+ブロック転送1ミリ秒、合計
14ミリ秒であることを意味する。すなわちX1はt=
14ミリ秒で完了する。
【0031】X2はt=12ミリ秒で到着するが、X1
の処理が完了するまでアクチュエータは使用可能とはな
らない。これはX2の処理に要する経過時間がX2の到
着時間とX1の処理完了との差の2ミリ秒を含むからで
ある。X2の処理に要する合計時間は、待機時間2ミリ
秒+アクセス時間10ミリ秒+待ち時間3ミリ秒+ブロ
ック転送時間1ミリ秒=16ミリ秒である。
の処理が完了するまでアクチュエータは使用可能とはな
らない。これはX2の処理に要する経過時間がX2の到
着時間とX1の処理完了との差の2ミリ秒を含むからで
ある。X2の処理に要する合計時間は、待機時間2ミリ
秒+アクセス時間10ミリ秒+待ち時間3ミリ秒+ブロ
ック転送時間1ミリ秒=16ミリ秒である。
【0032】このシナリオでは、コマンドX3はt=1
8ミリ秒で到着する。X3の処理に要する経過時間に
は、X3の到着時間とX2の処理完了との差の10ミリ
秒を必要とする。X2の処理完了にはt=28ミリ秒を
要する。X3の所要時間合計は、待機時間10ミリ秒+
アクセス時間10ミリ秒+待ち時間3ミリ秒+ブロック
転送時間1ミリ秒=24ミリ秒である。X3はt=42
ミリ秒で完了する。
8ミリ秒で到着する。X3の処理に要する経過時間に
は、X3の到着時間とX2の処理完了との差の10ミリ
秒を必要とする。X2の処理完了にはt=28ミリ秒を
要する。X3の所要時間合計は、待機時間10ミリ秒+
アクセス時間10ミリ秒+待ち時間3ミリ秒+ブロック
転送時間1ミリ秒=24ミリ秒である。X3はt=42
ミリ秒で完了する。
【0033】最後に、X4はt=40ミリ秒で到着す
る。これはX3が完了するまで2ミリ秒の待機時間を必
要とする。X4の所要時間合計は、待機時間2ミリ秒+
アクセス時間10ミリ秒+待ち時間3ミリ秒+ブロック
転送時間20ミリ秒=35ミリ秒である。
る。これはX3が完了するまで2ミリ秒の待機時間を必
要とする。X4の所要時間合計は、待機時間2ミリ秒+
アクセス時間10ミリ秒+待ち時間3ミリ秒+ブロック
転送時間20ミリ秒=35ミリ秒である。
【0034】X1乃至X4のアクセス合計時間=14+
16+24+35=89ミリ秒である。
16+24+35=89ミリ秒である。
【0035】PTモード:並列転送モードにおいて2つ
のアクチュエータは、2つのヘッドを持つ1つの論理的
アクチュエータであるかのように動作する。従って、X
1はシーク時間10ミリ秒+待ち時間6ミリの+ブロッ
ク転送時間0.5ミリ秒=経過時間16.5ミリ秒を要
する。0.5ミリ秒のブロック転送時間は両方のヘッド
がデータを並列に引渡すという事実によって生ずる。t
=12ミリ秒で到着するX2は、X1の処理が完了する
まで、4.5ミリ秒の待機(16.5−2ミリ秒)を強
いられる。同じ理由により、X2の処理は、待機時間
4.5ミリ秒+シーク時間10ミリ秒+待ち時間6ミリ
秒+ブロック転送時間0.5秒=21ミリ秒を要する。
X2はt=33ミリ秒で完了する。
のアクチュエータは、2つのヘッドを持つ1つの論理的
アクチュエータであるかのように動作する。従って、X
1はシーク時間10ミリ秒+待ち時間6ミリの+ブロッ
ク転送時間0.5ミリ秒=経過時間16.5ミリ秒を要
する。0.5ミリ秒のブロック転送時間は両方のヘッド
がデータを並列に引渡すという事実によって生ずる。t
=12ミリ秒で到着するX2は、X1の処理が完了する
まで、4.5ミリ秒の待機(16.5−2ミリ秒)を強
いられる。同じ理由により、X2の処理は、待機時間
4.5ミリ秒+シーク時間10ミリ秒+待ち時間6ミリ
秒+ブロック転送時間0.5秒=21ミリ秒を要する。
X2はt=33ミリ秒で完了する。
【0036】X3はt=18ミリ秒で到着するのでX3
は33ミリ秒−18ミリ秒=15ミリ秒待機しなければ
ならない。X3の処理時間は、待機時間15ミリ秒+シ
ーク時間10ミリ秒+待ち時間6ミリ秒+ブロック転送
時間0.5ミリ秒=31.5ミリ秒である。X3はt=
49.5ミリ秒で完了する。最後に、X4はt=40ミ
リ秒で到着し、X3が完了するまで9.5ミリ秒待機し
なければならない。X4の処理時間は、待機時間9.5
ミリ秒+シーク時間10ミリ秒+待ち時間6ミリ秒+ブ
ロック転送時間10ミリ秒=35.5ミリ秒である。
は33ミリ秒−18ミリ秒=15ミリ秒待機しなければ
ならない。X3の処理時間は、待機時間15ミリ秒+シ
ーク時間10ミリ秒+待ち時間6ミリ秒+ブロック転送
時間0.5ミリ秒=31.5ミリ秒である。X3はt=
49.5ミリ秒で完了する。最後に、X4はt=40ミ
リ秒で到着し、X3が完了するまで9.5ミリ秒待機し
なければならない。X4の処理時間は、待機時間9.5
ミリ秒+シーク時間10ミリ秒+待ち時間6ミリ秒+ブ
ロック転送時間10ミリ秒=35.5ミリ秒である。
【0037】並列転送モードのX1乃至X4の処理の合
計時間は、16.5+21+31.5+35.5=10
4.5ミリ秒である。明らかに、PTモードは長いブロ
ックの転送以外は効率的でない。
計時間は、16.5+21+31.5+35.5=10
4.5ミリ秒である。明らかに、PTモードは長いブロ
ックの転送以外は効率的でない。
【0038】最適方法モード:図2及び図3を参照す
る。本発明の方法は、例1のコマンドX1乃至X4の処
理に適用することができる。X1が時間t=0ミリ秒で
受信される場合、キュー長は1と等しく、両方のアクチ
ュエータが使用可能である。またTより小さい1つだけ
のブロックのレコードが要求されているので、SLモー
ドを使用しなければならない。SLモードにおいて、両
方のアクチュエータはシークのために組合わせられ、ト
ラックのレコードに対して最短距離のアクチュエータの
ヘッドがブロックを引渡す。X1を処理する所要時間
は、シーク時間10ミリ秒+待ち時間3ミリ秒+ブロッ
ク転送時間1ミリ秒であり、合計14ミリ秒である。
る。本発明の方法は、例1のコマンドX1乃至X4の処
理に適用することができる。X1が時間t=0ミリ秒で
受信される場合、キュー長は1と等しく、両方のアクチ
ュエータが使用可能である。またTより小さい1つだけ
のブロックのレコードが要求されているので、SLモー
ドを使用しなければならない。SLモードにおいて、両
方のアクチュエータはシークのために組合わせられ、ト
ラックのレコードに対して最短距離のアクチュエータの
ヘッドがブロックを引渡す。X1を処理する所要時間
は、シーク時間10ミリ秒+待ち時間3ミリ秒+ブロッ
ク転送時間1ミリ秒であり、合計14ミリ秒である。
【0039】X2はt=12ミリ秒で到着する。この
時、両方のアクチュエータのX1の処理はSLモードで
ある。X2は1ミリ秒待機しなければならない。これは
時間t=13ミリ秒において、SLモードの2つのアク
チュエータの一方は、他方がX1の1ブロックの転送に
かかわっている間に使用可能となるからである。再び図
2を参照すると、キュー長=1で、両方のアクチュエー
タが使用可能でない。このことはX2の処理がIAモー
ドであることを意味する。IAモードでX2を処理する
所要時間は、待機時間1ミリ秒+シーク時間10ミリ秒
+待ち時間6ミリ秒+ブロックの転送時間1ミリ秒、合
計18ミリ秒である。X2はt=12+18=30ミリ
秒で処理を完了する。
時、両方のアクチュエータのX1の処理はSLモードで
ある。X2は1ミリ秒待機しなければならない。これは
時間t=13ミリ秒において、SLモードの2つのアク
チュエータの一方は、他方がX1の1ブロックの転送に
かかわっている間に使用可能となるからである。再び図
2を参照すると、キュー長=1で、両方のアクチュエー
タが使用可能でない。このことはX2の処理がIAモー
ドであることを意味する。IAモードでX2を処理する
所要時間は、待機時間1ミリ秒+シーク時間10ミリ秒
+待ち時間6ミリ秒+ブロックの転送時間1ミリ秒、合
計18ミリ秒である。X2はt=12+18=30ミリ
秒で処理を完了する。
【0040】X3はt=18ミリ秒で到着するので、両
方のアクチュエータが使用可能ではない。従ってX3は
IAモードで処理される。X2がIAモードで処理され
るので、もう一方のアクチュエータは待機なしに使用可
能である。合計時間はシーク時間10ミリ秒+待ち時間
6ミリ秒+ブロックの転送時間1ミリ秒=17ミリ秒で
ある。X3はt=18+17=35ミリ秒で完了する。
方のアクチュエータが使用可能ではない。従ってX3は
IAモードで処理される。X2がIAモードで処理され
るので、もう一方のアクチュエータは待機なしに使用可
能である。合計時間はシーク時間10ミリ秒+待ち時間
6ミリ秒+ブロックの転送時間1ミリ秒=17ミリ秒で
ある。X3はt=18+17=35ミリ秒で完了する。
【0041】X4がt=40ミリ秒で到着する場合、両
方のアクチュエータが使用可能であり、要求されたブロ
ックの大きさはしきい値Tを超える。従ってX4はPT
モードで処理される。X4の処理時間はシーク時間10
ミリ秒+待ち時間6ミリ秒+ブロックの転送時間10ミ
リ秒=26ミリ秒である。
方のアクチュエータが使用可能であり、要求されたブロ
ックの大きさはしきい値Tを超える。従ってX4はPT
モードで処理される。X4の処理時間はシーク時間10
ミリ秒+待ち時間6ミリ秒+ブロックの転送時間10ミ
リ秒=26ミリ秒である。
【0042】X1乃至X4に対する処理時間は14+1
8+17+26=75ミリ秒である。
8+17+26=75ミリ秒である。
【表2】
【0043】例2は、最適方法が、たとえ長いレコード
と短いレコードの組合わせが大きく変化して転送される
場合であっても、応答(アクセス)時間がどの操作モー
ドよりも短くなることを説明するものである。この比較
は、例1に関連した詳細な説明から、上述と同じ基本的
な推論に従う。
と短いレコードの組合わせが大きく変化して転送される
場合であっても、応答(アクセス)時間がどの操作モー
ドよりも短くなることを説明するものである。この比較
は、例1に関連した詳細な説明から、上述と同じ基本的
な推論に従う。
【0044】拡張:本発明の方法と手段の拡張機構の1
つは、ロール・モード・アクセスを実行する際に両方の
アクチュエータ利用するものである。すなわち各アクチ
ュエータがトラックに到着した後に検出する第1のセク
タのデータがアクセスされる。データ転送は順序通りに
ならないので操作は複雑になる。しかし、待ち時間は更
に短縮される。
つは、ロール・モード・アクセスを実行する際に両方の
アクチュエータ利用するものである。すなわち各アクチ
ュエータがトラックに到着した後に検出する第1のセク
タのデータがアクセスされる。データ転送は順序通りに
ならないので操作は複雑になる。しかし、待ち時間は更
に短縮される。
【0045】図4、図5は、入出力参照率(1秒当たり
の読出し/書込みコマンド数)の関数として3つの動作
モードのそれぞれと最適方法におけるミリ秒単位の平均
応答時間を示す。これらのグラフは、キューイング・シ
ステム・モデルを使用する動作モードと最適方法の性能
を表す。すなわち、実行を待つ要素のキューが形成さ
れ、ある規律に従って、サーバによるサービス・プロセ
スがキュー要素に対して実行される。
の読出し/書込みコマンド数)の関数として3つの動作
モードのそれぞれと最適方法におけるミリ秒単位の平均
応答時間を示す。これらのグラフは、キューイング・シ
ステム・モデルを使用する動作モードと最適方法の性能
を表す。すなわち、実行を待つ要素のキューが形成さ
れ、ある規律に従って、サーバによるサービス・プロセ
スがキュー要素に対して実行される。
【0046】例1及び例2において、参照X1乃至X4
の到着時間が変化することに注意されたい。事実、参照
の供給が独立しているので、参照相互間の到着時間は、
指数(ポアソン)的に分散した独立確率変数であると仮
定される。サービス時間も同様に確率変数であると仮定
される。アクチュエータが使用可能になってから、アク
チュエータにバインドされたリクエストが完了(データ
転送)するまでの時間が測定される。すなわち、サービ
ス時間=シーク時間+待ち時間+ブロック転送時間+オ
ーバヘッド時間である。オーバヘッド時間は、コマンド
の解釈、或いは事象や条件の状態を突き止めるための時
間を含む。待機時間は含まれない。また、3つのモード
及び最適方法に対するモデルは、リクエストのキュー長
が無限であると仮定する。
の到着時間が変化することに注意されたい。事実、参照
の供給が独立しているので、参照相互間の到着時間は、
指数(ポアソン)的に分散した独立確率変数であると仮
定される。サービス時間も同様に確率変数であると仮定
される。アクチュエータが使用可能になってから、アク
チュエータにバインドされたリクエストが完了(データ
転送)するまでの時間が測定される。すなわち、サービ
ス時間=シーク時間+待ち時間+ブロック転送時間+オ
ーバヘッド時間である。オーバヘッド時間は、コマンド
の解釈、或いは事象や条件の状態を突き止めるための時
間を含む。待機時間は含まれない。また、3つのモード
及び最適方法に対するモデルは、リクエストのキュー長
が無限であると仮定する。
【0047】キューイング理論やオペレーション・リサ
ーチなどの標準に関しては、例えば、キューまたは待ち
行列の数学的研究について解説したHillierとLieberman
による"Introduction to Operations Research"、chapt
er 16、pp.595-655、copyright 1967、l990 by McGraw
Hill Publishing Co.、New York、 を参照されたい。
ーチなどの標準に関しては、例えば、キューまたは待ち
行列の数学的研究について解説したHillierとLieberman
による"Introduction to Operations Research"、chapt
er 16、pp.595-655、copyright 1967、l990 by McGraw
Hill Publishing Co.、New York、 を参照されたい。
【0048】待ち時間減少モード(SL)及び並列転送
モード(PT)は、M/M/1モデルに従うキューイン
グ記法、、独立アクチュエータ(IA)と最適方法の一
部はM/M/2モデルに従うキューイング記法にその特
徴をみることができる。つまり、SLモードとPTモー
ドは、参照コマンドの到着時間のマルコフまたは指数分
布、参照を処理するサービス時間の指数分布、及び単一
の論理アクチュエータの形の単一のサーバによって特徴
づけられる。IAモード及び最適方法の一部は、両方の
アクチュエータが使用可能であると確率的に仮定する。
モード(PT)は、M/M/1モデルに従うキューイン
グ記法、、独立アクチュエータ(IA)と最適方法の一
部はM/M/2モデルに従うキューイング記法にその特
徴をみることができる。つまり、SLモードとPTモー
ドは、参照コマンドの到着時間のマルコフまたは指数分
布、参照を処理するサービス時間の指数分布、及び単一
の論理アクチュエータの形の単一のサーバによって特徴
づけられる。IAモード及び最適方法の一部は、両方の
アクチュエータが使用可能であると確率的に仮定する。
【0049】図4及び図5のグラフは、例1及び例2で
用いられたモードの説明に従い、M/M/1及びM/M
/2のキューイング・モデル(上記のHillierらによる"
Introduction to Operations Research" pages 611-618
を参照)にもとづくスループットに関する確率式を参
照到着率に適用して作成された。
用いられたモードの説明に従い、M/M/1及びM/M
/2のキューイング・モデル(上記のHillierらによる"
Introduction to Operations Research" pages 611-618
を参照)にもとづくスループットに関する確率式を参
照到着率に適用して作成された。
【0050】グラフを特徴づける関係は以下の通りであ
る。ここで、 T=平均DASDサービス時間 LR=平均入出力リクエスト到着率 S=平均シーク時間 R=DASDのディスク1回転に要する時間 D=DASDディスクのデータ転送速度 B=入出力が要求されたレコードの長さ SL(待ち時間減少)モードにおいて、 T=S+R/4+B/D PT(並列転送)モードにおいて、 T=S+R/2+B/2D IA(独立起動)モードにおいて、 T=S+R/2+B/D M/M/1式: H=LR*T 応答時間=T/(1−H) M/M/2式: H=LR*T/2 応答時間=T+(T*H2)/(1−H2)
る。ここで、 T=平均DASDサービス時間 LR=平均入出力リクエスト到着率 S=平均シーク時間 R=DASDのディスク1回転に要する時間 D=DASDディスクのデータ転送速度 B=入出力が要求されたレコードの長さ SL(待ち時間減少)モードにおいて、 T=S+R/4+B/D PT(並列転送)モードにおいて、 T=S+R/2+B/2D IA(独立起動)モードにおいて、 T=S+R/2+B/D M/M/1式: H=LR*T 応答時間=T/(1−H) M/M/2式: H=LR*T/2 応答時間=T+(T*H2)/(1−H2)
【0051】図4を再度参照すると、80%の小さい転
送(それぞれ1ブロック)の転送負荷と20%の大きい
転送(それぞれ20ブロック)の転送負荷の最適方法
は、毎秒参照回数が0乃至75の範囲の低入出力率に対
する応答時間の短さに関して、3つの動作モードよりも
明らかに有利である。この範囲を超えると、収束は最適
方法とIAモードの間にのみ存在する。転送が20%の
小さい転送及び80%の大きい転送の組合わせに変化し
ても、毎秒参照回数が0乃至55の範囲の入出力率につ
いて最適モードの有利さが残る。その範囲を超えると最
適モードとIAモードの間にのみ収束がある。
送(それぞれ1ブロック)の転送負荷と20%の大きい
転送(それぞれ20ブロック)の転送負荷の最適方法
は、毎秒参照回数が0乃至75の範囲の低入出力率に対
する応答時間の短さに関して、3つの動作モードよりも
明らかに有利である。この範囲を超えると、収束は最適
方法とIAモードの間にのみ存在する。転送が20%の
小さい転送及び80%の大きい転送の組合わせに変化し
ても、毎秒参照回数が0乃至55の範囲の入出力率につ
いて最適モードの有利さが残る。その範囲を超えると最
適モードとIAモードの間にのみ収束がある。
【0052】繰返すと、参照率限界内で選択的に割当て
られたアクチュエータの使用率は、レコード長が所定の
しきい値を超えるレコードの転送について独立に予定さ
れたアクチュエータの使用率以上である。
られたアクチュエータの使用率は、レコード長が所定の
しきい値を超えるレコードの転送について独立に予定さ
れたアクチュエータの使用率以上である。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば、リクエストのキューが
変化した場合、記憶サブシステムはシステムの介入なし
に、変化にバランスをとって応答する。また、2つのア
クチュエータを有するDASDの1つのバージョンを使
用するだけでよい。
変化した場合、記憶サブシステムはシステムの介入なし
に、変化にバランスをとって応答する。また、2つのア
クチュエータを有するDASDの1つのバージョンを使
用するだけでよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従った2つのアクチュエータを有する
DASD、キュー、及び経路制御回路を示す図である。
DASD、キュー、及び経路制御回路を示す図である。
【図2】本発明の方法の流れ図を説明する図である。
【図3】選択された操作モード及び本発明の方法と手段
の比較例のタイミング図である。
の比較例のタイミング図である。
【図4】3つの操作モード及び最適方法におけるキュー
イング・モデルを比較するため、80%の小さな転送及
び20%の大きな転送を組合わせた場合の応答時間とI
/O率を示す図である。
イング・モデルを比較するため、80%の小さな転送及
び20%の大きな転送を組合わせた場合の応答時間とI
/O率を示す図である。
【図5】3つの操作モード及び最適方法におけるキュー
イング・モデルを比較するため、20%の小さな転送及
び80%の大きな転送を組合わせた場合の応答時間とI
/O率を示す図である。
イング・モデルを比較するため、20%の小さな転送及
び80%の大きな転送を組合わせた場合の応答時間とI
/O率を示す図である。
1 インタフェース 3、9 経路 5、7 経路素子 11 リクエスト・キュー 15 コントローラ・プロセッサ 17、19 装置回路 18、20 導体 21 循環マルチトラック磁気ディスク装置 23、25 アクチュエータ 27、29 変換器
Claims (10)
- 【請求項1】コマンド相互間の到着時間(参照率)が指
数分散した確率変数であって、外部から受信されてキュ
ーイングされ、短いレコードと長いレコードを参照する
一連のコマンドに応答して、該短いレコードと長いレコ
ードの任意の組合わせを転送する際、循環マルチトラッ
ク直接アクセス記憶装置上を移動可能な2つのアクチュ
エータを最大限使用する方法であって、 (a)アクチュエータの可用性、参照キューの長さ、及
び参照されるレコードの長さを突き止めるステップと、 (b)所定の参照率限度内で選択的に割当てられたアク
チュエータの使用率が、レコードに対しては、レコード
長が所定のしきい値を超えるレコードを転送するために
独立に予定されたアクチュエータの使用率以上になるよ
うに、可用性、参照キュー長、及び参照レコード長の関
数としてのみ、処理されたコマンドによって参照された
レコードに各々のアクチュエータを選択的に割当てるス
テップとを含む、方法。 - 【請求項2】上記割当てるステップ(b)が、 (b1)1つのアクチュエータが使用可能となった時に
該アクチュエータを割当て、キューが2つ以上かまたは
キューが1つであって1つのアクチュエータが使用不能
な、コマンドで参照された位置において、レコードを転
送するために該アクチュエータを結びつけるステップ
と、 (b2)キューが1つ、且つ両方のアクチュエータが使
用可能である場合、2つのアクチュエータを割当て、レ
コード長がしきい値Tより短い場合は、コマンドで参照
された直接アクセス記憶装置のレコード位置に届くよ
う、レコードを転送するために第1のアクチュエータを
結びつけ、他の場合は、両方のアクチュエータを同じレ
コード転送に結びつけるステップとを含む、 請求項1記載の方法。 - 【請求項3】短いレコードと長いレコードを参照する、
キューイングされた一連のコマンドに応答し、該短いレ
コードと長いレコードの任意の組合わせを転送する際、
循環マルチトラック直接アクセス記憶装置上を移動可能
な2つのアクチュエータを最大限使用する方法であっ
て、 (a)アクチュエータの可用性、参照キューの長さ、及
び参照されるレコードの長さを突き止めるステップと、 (b)1つのアクチュエータが使用可能となった時に該
アクチュエータを割当て、キューが2つ以上かまたはキ
ューが1つであって1つのアクチュエータが使用不能な
場合に、コマンドで参照された位置において、レコード
を転送するために該アクチュエータを結びつけるか、ま
たは、 キューが1つ、且つ両方のアクチュエータが使用可能で
ある場合、2つのアクチュエータを割当て、レコード長
がしきい値Tより短い場合は、コマンドで参照された直
接アクセス記憶装置のレコード位置に届くよう、レコー
ドを転送するために第1のアクチュエータを結びつけ、
他の場合は、両方のアクチュエータを同じレコード転送
を目的に結びつけるステップとを含む、方法。 - 【請求項4】キューイングされたコマンドにタグをつけ
るインタフェース、直接アクセス記憶装置上に位置する
レコードをアクセスするために移動可能に装着された、
先端に変換器を有する一対のアクチュエータ、及び該イ
ンタフェースを介して外部から受信された各コマンドに
応答する手段を有して、該アクチュエータを該直接アク
セス記憶装置のトラックの位置に選択的に位置づけし、
該インタフェースを介してコマンドによって参照された
任意のレコードを、少なくとも1つの変換器を有する経
路を通して転送する、循環マルチトラック直接アクセス
記憶装置の記憶サブシステムにおいて、一連の可変長レ
コードに対してアクセス時間を最小にするための方法で
あって、各コマンドを処理する際に、 (a)アクチュエータの可用性、コマンド・キュー長、
及びアクセスされたレコードがしきい値長さTを超える
かどうかを突き止めるステップと、 (b)キューが少なくとも2つのコマンドを含むか、ま
たはキューが1つのコマンドを含み、両方のアクチュエ
ータが同時に使用可能でない場合、可用性にもとづいて
1つのアクチュエータを割当てるステップと、 (c)他の場合は、2つのアクチュエータを可用性にも
とづいて割当て、参照されたレコードの長さがTより短
い場合、該レコード上に最初にその変換器が位置する1
つのアクチュエータだけを結びつけるか、該レコード長
がTより長い場合は、両方のアクチュエータを結びつけ
るステップとを含む、方法。 - 【請求項5】到着時間が指数分布した独立確率変数にな
るように、上記コマンドが順次に受信され、更に、使用
可能なアクチュエータが割当てられた時にレコードのア
クセスが開始され、参照レコードが上記インタフェース
と上記直接アクセス記憶装置との間で転送された時に終
了し、上記アクセス時間が指数分布した独立確率変数で
あり、 上記方法により、3つのモードの、すなわちアクチュエ
ータを独立に割当てて結びつけるモード、一対のアクチ
ュエータを割当て、処理されたコマンドで参照されたレ
コードを検出するために該アクチュエータの1つを結び
つけるモード、及び一対のアクチュエータを割当て、処
理されたコマンドで参照された同じレコードに両方のア
クチュエータを結びつけるモードのうち1つを起動す
る、請求項4記載の方法。 - 【請求項6】上記方法により、参照率限度の平均応答時
間が、アクチュエータが独立して割当てられ、結びつけ
られるモードの平均応答時間を超えないように、上記モ
ードを動作可能に選択し混合する、請求項5記載の方
法。 - 【請求項7】Tが少なくともトラックの長さの1/2で
あって、更に上記アクチュエータが互いに180度離隔
した、請求項4記載の方法。 - 【請求項8】インタフェース、直接アクセス記憶装置上
に位置するレコードをアクセスするため移動可能に装着
され、先端に変換器を有する一対のアクチュエータ、及
び外部からの各コマンドに応答する手段とを有して、該
アクチュエータを、該コマンドによって参照された直接
アクセス記憶装置の位置に選択的に位置づけし、少なく
とも1つの変換器を含む経路を介して、該直接アクセス
記憶装置とインタフェース間で参照レコードを転送し、 到着時間が指数分布した独立確率変数を構成するよう
に、上記コマンドが順次に受信されてキューを形成し、 使用可能なアクチュエータが割当てられる時にレコード
のアクセスが開始され、上記インタフェース及び直接ア
クセス記憶装置の間で参照レコードが転送された時に該
レコード・アクセスが終了し、上記アクセス時間がま
た、指数分布した独立確率変数を構成する、循環マルチ
トラック直接アクセス記憶装置の記憶サブシステムにお
いて、各コマンドの処理においてアクセス時間を最小に
するための方法であって、(a)コマンド実行の時点で
キューが、少なくとも2つのコマンドを含むか、或いは
キューが単一のコマンドを有し、且つ両方のアクチュエ
ータが同時に使用可能でない場合、可用性をもとにして
1つのアクチュエータを割当てるステップと、(b)他
の場合、2つのアクチュエータを可用性にもとづいて転
送し、参照されたレコードの長さがしきい値Tより短い
場合、該レコード上に最初に変換器が位置したアクチュ
エータの1つだけを結びつけ、上記レコード長がTより
長い場合、両方のアクチュエータを結びつけるステップ
とを含む、方法。 - 【請求項9】レコードとコマンドを引渡すインタフェー
ス、上記レコードを記憶するための循環マルチトラック
記憶媒体、上記媒体に対して移動可能に装着され、先端
に変換器を有する一対のアクチュエータ、指定されたト
ラック位置のレコードを参照するコマンドをキューイン
グする手段、及び参照されたレコードを含むトラックを
1つ以上の使用可能なアクチュエータによって検索する
ことによって各コマンドを順に処理する手段とを有し
て、回転の待ち時間を判定し、判定後に参照レコードを
そのトラック位置と該インタフェースとの間で、少なく
とも1つの変換器を含む経路を介して転送する、記憶サ
ブシステムにおいて、短いレコードと長いレコードの任
意の組合わせを転送する際に、2つのアクチュエータを
最大限使用する方法であって、各コマンドの処理におい
て、 (a)参照キュー長、アクチュエータの可用性、及びア
クセスされたレコードがしきい値の長さ(T)を超える
かどうかを突き止めるステップと、 (b)下記のいずれかのステップとを含む、方法。 (1)キューがない場合にアクチュエータをアイドル状
態(アイドル・モード)にするステップ、 (2)キュー長が少なくとも2か、またはキュー長が
1、且つ両方のアクチュエータが使用不能な場合、各ア
クチュエータが独立して異なるリクエストを処理する
(独立モード)ステップ、 (3)キュー長が1、両方のアクチュエータが使用可
能、及びアクセスされたレコードの長さがTより短い場
合に、両方のアクチュエータを割当て、第1のアクチュ
エータが、参照された位置に届いてリクエストを処理す
る(待ち時間減少モード)ステップ、または (4)キューの長さが1、両方のアクチュエータが使用
可能、及びアクセスされたレコードの長さがTより長い
場合に、両方のアクチュエータを割当て、各アクチュエ
ータが同じリクエストを同時に処理する(並列転送モー
ド)ステップ。 - 【請求項10】キューイングされたコマンドにタグをつ
けるインタフェース、直接アクセス記憶装置にあるレコ
ードをアクセスするために移動可能に装着され、先端に
変換器を有する一対のアクチュエータ、及び該インタフ
ェースを介して外部から受信された各コマンドに応答す
る手段とを有して、該アクチュエータを該直接アクセス
記憶装置のトラック位置に選択的に位置づけし、上記イ
ンタフェースを介してコマンドによって参照されたレコ
ードを、少なくとも1つの変換器を含む経路を通して転
送する、循環マルチトラック直接アクセス記憶装置の記
憶サブシステムにおいて、上記位置決めと転送の手段
が、 (a)コマンドのキュー長、アクチュエータの可用性、
及びアクセスされたレコードがしきい値長さ(T)を超
えるかどうかとを突き止める手段と、 (b)キューが少なくとも2つのコマンドを含むか、ま
たはキューが単一のコマンドを有し、且つ両方のアクチ
ュエータが同時に使用可能ではない場合に、可用性をも
とに1つのアクチュエータを割当てる手段と、 (c)他の場合、可用性をもとにして2つのアクチュエ
ータを割当て、参照されたレコードがTより短い場合、
変換器が該レコード上に最初に位置した1つのアクチュ
エータだけをレコード転送のために結びつけ、該レコー
ド長がTより長い場合、同じレコードを転送するために
両方のアクチュエータを結びつける手段とを含む、 記憶サブシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US958860 | 1992-10-08 | ||
| US07/958,860 US5341351A (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Method and means for optimally accessing data residing on dual actuator DASDs |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06214726A true JPH06214726A (ja) | 1994-08-05 |
| JP2557183B2 JP2557183B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=25501389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5246481A Expired - Lifetime JP2557183B2 (ja) | 1992-10-08 | 1993-10-01 | 2つのアクチュエータを最大限使用する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5341351A (ja) |
| EP (1) | EP0593174A3 (ja) |
| JP (1) | JP2557183B2 (ja) |
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| US5548795A (en) * | 1994-03-28 | 1996-08-20 | Quantum Corporation | Method for determining command execution dependencies within command queue reordering process |
| US5918243A (en) * | 1996-01-30 | 1999-06-29 | International Business Machines Corporation | Computer mechanism for reducing DASD arm contention during parallel processing |
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| JPH10293975A (ja) * | 1997-04-21 | 1998-11-04 | Sony Corp | 磁気ディスク装置 |
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| US10255943B1 (en) | 2018-05-17 | 2019-04-09 | Seagate Technology Llc | Independent head, dual reader control logic |
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| US4430701A (en) * | 1981-08-03 | 1984-02-07 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for a hierarchical paging storage system |
| DE3581544D1 (de) * | 1985-10-31 | 1991-02-28 | Ibm | Plattenspeicher mit einem in die nabe des plattenstapels integrierten antriebsmotor. |
| JPH01501661A (ja) * | 1987-07-01 | 1989-06-08 | ユニシス コーポレーシヨン | タグ高速転送の改良 |
| JP2777630B2 (ja) * | 1989-04-07 | 1998-07-23 | 株式会社日立製作所 | 磁気ディスク装置 |
| JP3064336B2 (ja) * | 1989-06-28 | 2000-07-12 | 株式会社日立製作所 | 情報取扱い装置およびデイスク装置 |
| EP0440243A3 (en) * | 1990-01-31 | 1993-12-15 | Nec Corp | Memory controller for sub-memory unit such as disk drives |
-
1992
- 1992-10-08 US US07/958,860 patent/US5341351A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-23 EP EP93307557A patent/EP0593174A3/en not_active Withdrawn
- 1993-10-01 JP JP5246481A patent/JP2557183B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2557183B2 (ja) | 1996-11-27 |
| EP0593174A3 (en) | 1996-09-04 |
| US5341351A (en) | 1994-08-23 |
| EP0593174A2 (en) | 1994-04-20 |
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