JPH08263379A - ディスクキャッシュ - Google Patents

ディスクキャッシュ

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Publication number
JPH08263379A
JPH08263379A JP7062848A JP6284895A JPH08263379A JP H08263379 A JPH08263379 A JP H08263379A JP 7062848 A JP7062848 A JP 7062848A JP 6284895 A JP6284895 A JP 6284895A JP H08263379 A JPH08263379 A JP H08263379A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hit
mapping
dku
address
storage means
Prior art date
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Pending
Application number
JP7062848A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Abe
憲司 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Ibaraki Ltd
Original Assignee
NEC Ibaraki Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Ibaraki Ltd filed Critical NEC Ibaraki Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各DKUごとにそれぞれのアクセスパターン
に適応したマッピング方法が選択することにより、高い
ヒット率を可能にする。 【構成】 4つのマッピングコントロール部は、ディス
ク番号,アクセスアドレス情報から4通りのマッピング
アルゴリズムに従い、それぞれキャッシュメモリのセッ
トアドレス,タグデータを生成する。セレクタA16
0,セレクタB170は、タグデータ,セットアドレス
をそれぞれ選択し、キャッシュメモリ300はセットア
ドレスを指示される。ヒット率計算手段190は、ヒッ
ト判定部180のヒット判定結果とアドレス格納手段1
10のアクセスディスク番号からDKUごとのヒット率
を計算する。プロセッサ400は、DKU500のヒッ
ト率を期待値と比較し、マッピングアルゴリズムの選択
指示情報を出力する。セレクタC250は、マッピング
アルゴリズム格納手段の選択指示情報を送出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明のディスクキャッシュに関
し、特に、キャッシュメモリのアドレスマッピング制御
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のディスクキャッシュでは、マッピ
ングアルゴリズムを1種類しか備えていないため、キャ
ッシュメモリのアドレスのマッピングを行う場合には、
装置により一義的に決定されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この従来のディスクキ
ャッシュは、マッピングアルゴリズムを1種類しか有し
ていないため、ソフトウェアからのディスクアクセスパ
ターンが、例えば、オペレーションシステムが格納され
ている磁気ディスク装置(以下、DKUという)と、ユ
ーザファイルが格納されているDKUのように、DKU
によって異なるにも拘わらず、すべて同じマッピングで
キャッシュメモリにマッピングされていたため、接続さ
れているDKUによりキャッシュヒットのヒット率に格
差が生じるという欠点があった。
【0004】また、ヒット率が期待値よりも低い場合に
は、ソフトウェアに対してディスクキャッシュに適した
使用方法を指示する程度しか対処の手段がなかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のディスクキャッ
シュは、接続されている複数の磁気ディスク装置に対す
るアクセスを制御するディスクアクセス制御部と、前記
複数の磁気ディスク装置のディスク番号およびアクセス
アドレス情報を格納するアドレス格納手段と、異なる複
数のマッピングアルゴリズムの数だけ独立して存在し、
前記アドレス格納手段から出力する前記ディスク番号お
よびアクセスアドレス情報からそれぞれのマッピングア
ルゴリズムに従い、キャッシュメモリのセットアドレス
とタグデータとを生成する複数のマッピングコントロー
ル部と、前記複数のマッピングコントロール部からそれ
ぞれ出力するタグデータを選択する第1のセレクタと、
前記複数のマッピングコントロール部からそれぞれ出力
するセットアドレスを選択する第2のセレクタと、前記
第2のセレクタからセットアドレスを指示されるキャッ
シュメモリと、前記キャッシュメモリに格納されている
タグデータと前記第1のセレクタからのタグデータとか
らキャッシュヒットの判定を行うヒット判定部と、前記
ヒット判定部によるヒット判定結果と前記アドレス格納
手段のアクセスディスク番号とから前記複数の磁気ディ
スク装置ごとのヒット率を計算するヒット率計算手段
と、前記複数の磁気ディスク装置に1対1に対応し、前
記ヒット率計算手段から前記複数の磁気ディスク装置の
ヒット率とヒット判定回数とを格納する複数のヒット率
格納手段と、前記複数のヒット率格納手段から入力する
前記ヒット率とヒット判定回数とから、前記複数の磁気
ディスク装置のヒット率と期待値とを比較するととも
に、前記複数のマッピングアルゴリズムのいずれを用い
るかを判断し、選択指示情報を出力するプロセッサと、
前記複数の磁気ディスク装置が前記複数のマッピングア
ルゴリズムのいずれによってアクセスアドレスからキャ
ッシュアドレスを生成するかを指示するマッピングアル
ゴリズムコントローラとを備えることを特徴とする。
【0006】また、前記マッピングアルゴリズムコント
ローラは、前記複数の磁気ディスク装置に1対1に対応
し、前記プロセッサからの前記選択指示情報を格納する
複数のマッピングアルゴリズム格納手段と、前記複数の
マッピングアルゴリズム格納手段の中から前記アドレス
格納手段から出力するアクセスディスク番号に対応する
マッピングアルゴリズム格納手段の選択指示情報を前記
第1および第2のセレクタに送出する第3のセレクタと
を備えることを特徴とする。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0008】図1は、本発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。なお、本実施例では、DKU(磁気デ
ィスク装置)のアクセスアドレスからキャッシュメモリ
のアドレスに変換する4通りのマッピングアルゴリズム
(第1から第4のマッピングアルゴリズム)を備え、か
つ4台のDKUが接続されている場合について説明す
る。
【0009】本実施例は、図1に示すように、4台のD
KU#0〜DKU#3(以下、単にDKUという)50
0と、DKU500へのアクセスを制御するディスクア
クセス制御部100と、DKU500のディスク番号と
そのアクセスアドレスを格納するアドレス格納手段11
0と、このアドレス格納手段110より出力されたアク
セスアドレスを第1のマッピングアルゴリズムによりキ
ャッシュメモリのセットアドレスとタグデータとを生成
するマッピングコントロール部A120と、同様に第
2,第3,第4のマッピングアルゴリズムによりセット
アドレスとタグデータとをそれぞれ生成するマッピング
コントロール部B130,マッピングコントロール部C
140,マッピングコントロール部D150と、これら
の4つのマッピングコントロール部から出力されたタグ
データを選択するセレクタA160と、前記4つのマッ
ピングコントロール部から出力されたセットアドレスを
選択するセレクタB170と、キャッシュヒットの判定
を行うヒット判定部180と、DKU500の1台ごと
にそれぞれのヒット率を計算するヒット率計算手段19
0と、DKU500がいずれのマッピングアルゴリズム
によりアクセスアドレスからキャッシュアドレスを生成
するかを指示するマッピングアルゴリズムコントローラ
200と、キャッシュメモリ300と、DKU500の
ヒット率と期待値とを比較し、いずれのマッピングアル
ゴリズムを選択するかを指示するプロセッサ400と、
DKU#0のヒット率とヒット判定回数とを格納するD
KU#0ヒット率格納手段410と、同様にのDKU#
1のヒット率とヒット判定回数とを格納するDKU#1
ヒット率格納手段420と、DKU#2のヒット率とヒ
ット判定回数とを格納するDKU#2ヒット率格納手段
430と、DKU#3のヒット率とヒット判定回数とを
格納するDKU#3ヒット率格納手段440とを含んで
構成される。
【0010】また、マッピングアルゴリズムコントロー
ラ200は、DKU#0のデータについてキャッシュア
クセスするとき、第1から第4のマッピングアルゴリズ
ムのいずれを用いるかについての選択指示情報を格納す
るDKU#0マッピングアルゴリズム格納手段210
と、同様にDKU#1のデータについてキャッシュアク
セスするとき、第1から第4のマッピングアルゴリズム
のいずれを用いるかの選択指示情報を格納するDKU#
1マッピングアルゴリズム格納手段220と、DKU#
2のデータについてキャッシュアクセスするとき、第1
から第4のマッピングアルゴリズムのいずれを用いるか
の選択指示情報を格納するDKU#2マッピングアルゴ
リズム格納手段230、DKU#3のデータについてキ
ャッシュアクセスするとき、第1から第4のマッピング
アルゴリズムのいずれを用いるかの選択指示情報を格納
するDKU#3マッピングアルゴリズム格納手段240
と、アドレス格納手段110から示されるディスク番号
からDKU#0マッピングアルゴリズム格納手段21
0,DKU#1マッピングアルゴリズム格納手段22
0,DKU#2マッピングアルゴリズム格納手段23
0,DKU#3マッピングアルゴリズム格納手段240
の選択指示情報のいずれかを選択するセレクタC250
とを備えている。
【0011】そして、上述したこれらの構成手段は、ア
クセスするディスク番号とそのDKUのアクセスアドレ
ス101と、ディスクインタフェース102と、アドレ
ス格納手段110のアクセスディスク番号フィールド1
11と、アクセス格納手段110からのアクセスディス
ク番号およびアクセスアドレス101のアクセスフィー
ルド112と、マッピングコントロール部A120によ
り生成されるセットアドレス121,タグデータ122
と、マッピングコントロール部B130により生成され
るセットアドレス131,タグデータ132と、マッピ
ンクコントロール部C140により生成されるセットア
ドレス141,タグデータ142と、マッピングコント
ロール部D150により生成されるセットアドレス15
1,タグデータ152と、セレクタA160により選択
されたタグデータ161と、セレクタB170により選
択されたセットアドレス171と、ヒット判定部180
によるキャッシュヒット判定結果181と、DKU#0
のヒット率計算結果191と、DKU#1のヒット率計
算結果192と、DKU#2のヒット率計算結果193
と、DKU#3のヒット率計算結果194と、DKU#
0のマッピングアルゴリズム選択指示情報211と、D
KU#1のマッピングアルゴリズム選択指示情報221
と、DKU#2のマッピングアルゴリズム選択指示情報
231と、DKU#3のマッピングアルゴリズム選択指
示情報241と、セレクタC250により選択されたマ
ッピングアルゴリズム選択指示情報251と、キャッス
メモリ300から出力するセットアドレス171のタグ
データ301と、プロセッサ400から出力するマッピ
ングアルゴリズム選択指示データ401と、DKU#0
のヒット率情報411と、DKU#1のヒット率情報4
21と、DKU#2のヒット率情報431と、DKU#
3のヒット率情報441とからなる各情報およびデータ
の授受を行う。
【0012】次に、本発明のディスクキャッシュの動作
について説明する。
【0013】まず、キャッシュヒット判定までの動作に
ついて説明する。ディスクアクセス制御部100は、D
KU500に対しディスクインタフェース102からア
クセスする前に目的のディスク番号とそのアクセスアド
レス101とをアドレス格納手段110へ書き込む。
【0014】続いて、マッピングコントロール部A12
0,マッピングコントロール部B130,マッピングコ
ントロール部C140,マッピングコントロール部D1
50は、アドレス格納手段110に格納されているアク
セスフィールド112から、4通りのマッピングアルゴ
リズムによって、それぞれセットアドレス121,13
1,141,151とタグデータ122,132,14
2,152とを生成し、これらのタグデータはセレクタ
A160に出力するとともに、セットアドレスはセレク
タB170に出力する。
【0015】一方、マッピングアルゴリズムコントロー
ラ200は、初期状態において、例えば、DKU#0に
対しては第1のマッピングアルゴリズムの選択指示を行
う、すなわち、DKU#0マッピングアルゴリズム格納
手段210にマッピングコントロール部A120の選択
指示情報が格納されているものと仮定すると、アクセス
ディスク番号フィールド111がDKU#0の場合、セ
レクタC250は、DKU#0のマッピングアルゴリズ
ム選択指示情報211を選択し、マッピングアルゴリズ
ム選択指示情報251を出力する。これにより、セレク
タA160はタグデータ122を選択し、セレクタ17
0Bはセットアドレス121を選択する。そして、セッ
トアドレス171が確定すると、キャッシュメモリ30
0は、セットアドレス171に格納されているタグデー
タ301をヒット判定部180に出力する。
【0016】次に、ヒット判定部180は、タグデータ
161とタグデータ301とからキャッシュヒット判定
を行い、キャッシュヒットかミスかのキャッシュヒット
判定結果181をヒット率計算手段190およびディス
クアクセス制御部100へ通知する。
【0017】以上のようにして、ディスクアクセス制御
部100は、DKU500へアクセスがあるごとにキャ
ッシュヒット判定を繰り返し、キャッシュヒットしてい
た場合には、キャッシュメモリ300に対してアクセス
を行う。そして、キャッシュヒット判定を繰り返してい
る間、ヒット率計算手段190は、キャッシュヒット判
定結果181とアクセスディスク番号フィールド111
とからDKU500の1台ごとにヒット率を計算し、例
えば、それがDKU#0のヒット率であれば、ヒット率
計算結果191をDKU#0ヒット率格納手段410に
格納し、また、DKU#1のヒット率であれば、ヒット
率計算結果192をDKU#1ヒット率格納手段420
に格納するように、DKU500のすべてのヒット率を
同様に格納する。
【0018】次に、プロセッサ400は、各DKUのヒ
ット率格納手段からそれぞれ入力したヒット率情報41
1,421,431,441に基づいて、DKU単位で
一定のヒット判定回数ごとにヒット率とその期待値とを
比較し、ヒット率が期待値よりも高いかもしくは低いか
をチェックする。
【0019】ここで、例えば、プロセッサ400が、第
1のマッピングアルゴリズムでマッピングした結果、D
KU#0およびDKU#3のヒット率が期待値よりも高
く、かつDKU#1およびDKU#2のヒット率が期待
値よりも低いと判断したと仮定する。そうすると、プロ
セッサ400は、マッピングアルゴリズムコントローラ
200にマッピングアルゴリズム選択指示データ401
を送出し、DKU#1マッピングアルゴリズム格納手段
220およびDKU#2マッピングアルゴリズム格納手
段230に対して、第2のマッピングアルゴリズムを選
択するように書き込む。
【0020】以後、DKU#0およびDKU#3は、第
1のマッピングアルゴリズムを用い、また、DKU#1
およびDKU#2は、第2のマッピングアルゴリズムを
用いてそれぞれキャッシュメモリ300がマッピングさ
れる。すなわち、DKU#0,DKU#3では、アドレ
ス格納手段110のアクセスディスク番号フィールド1
11が、以前と同様にマッピングコントロール部A12
0が生成したセットアドレス121とタグデータ122
とが、セレクタA160およびセレクタB170に選択
され、また、DKU#1,DKU#2では、アドレス格
納手段110のアクセスディスク番号フィールドが、替
わって新たにマッピングコントロール部B130が生成
したセットアドレス131とタグデータ132とが、セ
レクタA160およびセレクタB170に選択される。
【0021】プロセッサ400は、引き続きヒット率の
監視を行うとともに、ヒット判定回数が一定回数に達し
たDKUについて、ヒット率が期待値よりも高いかもし
くは低いかを判断し、同様に処理を繰り返す。
【0022】以上のようにして、キャッシュメモリに対
するマッピングアルゴリズムを複数有するディスクキャ
ッシュにおいて、接続されている各DKUごとのヒット
率を監視し、そのヒット率が期待値よりも低い場合に
は、DKU単位でマッピングアルゴリズムを自動的に切
り替え、しかも複数のマッピングアルゴリズムから各D
KUそれぞれに適応したキャッシュメモリのマッピング
が可能になる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明のディスクキ
ャッシュは、キャッシュメモリのアドレスに対して複数
のマッピングアルゴリズムを有し、さらに各DKUが異
なるマッピグアルゴリズムでキャッシュメモリをマッピ
ング可能な機能と、DKU単位でのヒット率の計算結果
が期待値よりも低い場合に、自動的にそのDKUのみマ
ッピングアルゴリズムを切り換える機能とを備えてい
る。
【0024】これにより、ファイルのアロケーションや
サイズ、システムディスクかまたはユーザディスクか等
のソフトウェアも含めたプログラムやファイルのアクセ
スパターンが、DKUによって異る場合があっても、各
DKUのアクセスパターンに適応したマッピングアルゴ
リズムがそれぞれDKUごとに選択されるため、接続さ
れているすべてのDKUのヒット率が高くなり、システ
ムの性能向上がはかれるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
100 ディスクアクセス制御部 101 アクセスアドレス 102 ディスクインタフェース 110 アドレス格納手段 111 アドレスディスク番号フィールド 112 アクセスフィールド 120 マッピングコントロール部A 121,131,141,151,171 セットア
ドレス 122,132,142,152,161,301
タグデータ 130 マッピングコントロール部B 140 マッピングコントロール部C 150 マッピングコントロール部D 160 セレクタA 170 セレクタB 180 ヒット判定部 181 ヒット判定結果 190 ヒット率計算手段 191,192,193,194 ヒット率計算結果 200 マッピングアルゴリズムコントローラ 210 DKU#0マッピングアルゴリズム格納手段 211,221,231,241,251 マッピン
グアルゴリズム選択指示情報 220 DKU#1マッピングアルゴリズム格納手段 230 DKU#2マッピングアルゴリズム格納手段 240 DKU#3マッピングアルゴリズム格納手段 250 セレクタC 300 キャッシュメモリ 400 プロセッサ 401 マッピングアルゴリズム選択指示データ 410 DKU#0ヒット率格納手段 411,421,431,441 ヒット率情報 420 DKU#1ヒット率格納手段 430 DKU#2ヒット率格納手段 440 DKU#3ヒット率格納手段 500 DKU(DKU#0〜DKU#3)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接続されている複数の磁気ディスク装置
    に対するアクセスを制御するディスクアクセス制御部
    と、 前記複数の磁気ディスク装置のディスク番号およびアク
    セスアドレス情報を格納するアドレス格納手段と、 異なる複数のマッピングアルゴリズムの数だけ独立して
    存在し、前記アドレス格納手段から出力する前記ディス
    ク番号およびアクセスアドレス情報からそれぞれのマッ
    ピングアルゴリズムに従い、キャッシュメモリのセット
    アドレスとタグデータとを生成する複数のマッピングコ
    ントロール部と、 前記複数のマッピングコントロール部からそれぞれ出力
    するタグデータを選択する第1のセレクタと、 前記複数のマッピングコントロール部からそれぞれ出力
    するセットアドレスを選択する第2のセレクタと、 前記第2のセレクタからセットアドレスを指示されるキ
    ャッシュメモリと、 前記キャッシュメモリに格納されているタグデータと前
    記第1のセレクタからのタグデータとからキャッシュヒ
    ットの判定を行うヒット判定部と、 前記ヒット判定部によるヒット判定結果と前記アドレス
    格納手段のアクセスディスク番号とから前記複数の磁気
    ディスク装置ごとのヒット率を計算するヒット率計算手
    段と、 前記複数の磁気ディスク装置に1対1に対応し、前記ヒ
    ット率計算手段から前記複数の磁気ディスク装置のヒッ
    ト率とヒット判定回数とを格納する複数のヒット率格納
    手段と、 前記複数のヒット率格納手段から入力する前記ヒット率
    とヒット判定回数とから、前記複数の磁気ディスク装置
    のヒット率と期待値とを比較するとともに、前記複数の
    マッピングアルゴリズムのいずれを用いるかを判断し、
    選択指示情報を出力するプロセッサと、 前記複数の磁気ディスク装置が前記複数のマッピングア
    ルゴリズムのいずれによってアクセスアドレスからキャ
    ッシュアドレスを生成するかを指示するマッピングアル
    ゴリズムコントローラと、を備えることを特徴とするデ
    ィスクキャッシュ。
  2. 【請求項2】 前記マッピングアルゴリズムコントロー
    ラは、前記複数の磁気ディスク装置に1対1に対応し、
    前記プロセッサからの前記選択指示情報を格納する複数
    のマッピングアルゴリズム格納手段と、 前記複数のマッピングアルゴリズム格納手段の中から前
    記アドレス格納手段から出力するアクセスディスク番号
    に対応するマッピングアルゴリズム格納手段の選択指示
    情報を前記第1および第2のセレクタに送出する第3の
    セレクタと、を備え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。
JP7062848A 1995-03-22 1995-03-22 ディスクキャッシュ Pending JPH08263379A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05225062A (ja) * 1992-02-13 1993-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd ディスク・キャッシュ装置

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05225062A (ja) * 1992-02-13 1993-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd ディスク・キャッシュ装置

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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990209