JPS6046452B2 - デイスク・キヤツシユ・サブシステム - Google Patents

デイスク・キヤツシユ・サブシステム

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JPS6046452B2
JPS6046452B2 JP56203092A JP20309281A JPS6046452B2 JP S6046452 B2 JPS6046452 B2 JP S6046452B2 JP 56203092 A JP56203092 A JP 56203092A JP 20309281 A JP20309281 A JP 20309281A JP S6046452 B2 JPS6046452 B2 JP S6046452B2
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magnetic disk
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等 松島
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    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/0802Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches
    • G06F12/0866Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches for peripheral storage systems, e.g. disk cache

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明はディスク・キャッシュ・サブシステム、特に電
源投入時に予めキャッシュ・メモリ上に磁気ディスク装
置上の必要と思われるデータをステージングしておくよ
うにされたディスク・キャッシュ・サブシステムに関す
るものである。
(2)技術の背景直接アクセス可能な磁気ディスク装置
は、データ処理システムにおける大容量記憶装置として
非常に多く用いられている。
しかし、磁気ディスク装置へのアクセスは、例えばヘッ
ドの駆動時間あるいはディスクの回転持ち時間等を必要
とし、通常の主記憶装置へのアクセスに比較して極めて
長時間のアクセス・タイムを要する。そこで、最近、入
出力処理の高速化および効率化のために、磁気ディスク
制御装置と磁気ディスクアダプタとの間に介在させて、
アクセス・データの制御を行うディスク・キャッシュ・
サブシステムが考慮されている。(3)従来技術と問題
点 ディスク・キャッシュ・サブシステムにおいては、磁気
ディスク装置への入出力データをキャッシュ、メモリ上
に格納し、次回に同じデータについての入力命令に対し
、実際に磁気ディスク装置へのアクセスを行わずに、先
に格納されたキャッシュ・メモリ上のデータを入力要求
元へ転送するようにして高速化を図つている。
この際、キャッシュ・メモリ上のデータが磁気ディスク
装置上のどのデータに対応するかは、キャッシュ・メモ
リヘのデータ書き込み時に更新されて、キャッシュ・メ
モリ上のデータの管理情報を保持するエクステント・テ
ーブルを参照して行われる。一般に上記キャッシュ・メ
モリおよびエクステント●テーブルは、揮発性メモリで
構成され、そのため例えばその日のサービス終了時間に
なつてシステムの電源が切断された場合には、上記キャ
ッシュ●メモリおよびエクステント●テーブル上のデー
タは消失してしまうことになる。
従つて、翌日に電源投入を行つてシステムを始動させた
場合には、キャッシュ・メモリ上には、データが存在し
ないこととなり、必ず入力要求が出された時点で磁気デ
ィスク装置上からデータを読み出す必要があつた。その
ため、システムの立上がり時には、キャッシュ・メモリ
は活用されないという問題があつた。本願発明者は、上
記問題を解決するために、エクステント・テーブルを不
揮発性メモリで構成し、システムへの再電源投入時にエ
クステント●テーブルを参照して、前回アクセスされた
磁気ディスク装置上のデータを予めキャッシュ・メモリ
上ヘステージングしておくようにすることを考慮した。
しかし、これには次のような問鎮があることが判明した
。第1に、電源を投入してシステムを立ち上げるときに
必要とする磁気ディスク装置上のデータと、サービスが
終了して電源を切断するときのキャッシュ・メモリ上に
保持される磁気ディスク装置上のデータとは食い違いが
大きく、上記考慮によるプリステージングによつても上
記必要とするデータのアドレスが異なるため、キャッシ
ュ●メモリがほとんど活用されないことである。
また、第2に、例えば本体系の障害によりシステム・ダ
ウンした場合に、不揮発性メモリで構成されたエクステ
ント・メモリの内容は、どの時点で処理が中断されるか
わからないため、完全性を保証することはできず。
本体系の障害を復旧させ.てシステムを再起動させたと
きに、当該不完全なエクステント・メモリを参照して、
誤操作を生じさせる可能性があるという問題である。(
4)発明の目的 本発明は、上記問題点の解決を図り、システム.の始動
時においてもキャッシュ●メモリを有効に活用できるよ
うにし、システム全体の立上がりを迅速にスムーズに行
うことができるようにすることを目的としている。
(5)発明の構成 上記目的達成のため、本発明は、一般にシステムの始動
時に必要とされる磁気ディスク装置上のエリアは、例え
ばVTOC(VOlumeTableOfCOnten
ts)エリア等定型的に大体定まつていることに着目し
、磁気ディスク装置から読み出された情報または磁気デ
ィスク装置へ書き込まれる情報が格納されるキャッシュ
・メモリと、該キャッシュ・メモリ上に格納された情報
と上記磁気ディスク装置上の情報とを対応づける情報が
格納されるエクステント・テーブルと、上記キャッシュ
・メモリおよび上記エクステント・テーブルへの情報設
定および情報読み出しを制御するディスク・キャッシュ
制御装置とをそなえたディスク・キャッシュ●サブシス
テムにおいて、上記エクステント・メモリの内容が退避
される不揮発性メモリと、当該システムへの電源投入後
最初に上記キャッシュ・メモリが満杯になつたときの上
記エクステント・メモリに格納された情報を上記不揮発
性メモリに記録する不揮発性メモリ記録処理部と、再電
源投入時に上記不揮発性メモリ上の情報に基づいて上記
磁気ディスク装置から上記キャッシュ・メモリ上へ情報
を読み出すプリステージング処理部とをそなえ、電源投
入時に上記キャッシュ・メモリ上にプリステージングす
るようにされたことを特徴としている。
(6)発明の実施例 以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図は本発明の一実施例構成、第2図は不揮発性メモ
リ記録処理部の処理動作例説明図、第3図はプリステー
ジング処理部の処理動作例説明図を示す。
図中、1は中央処理装置、2は磁気ディスク制御装置(
DKC)、3はディスク・キャッシュ●サブシステム、
4は磁気ディスクアダプタ(DPCA)、5は磁気ディ
スク装置、6はディスク・キャッシュ制御装置、7は不
揮発性メモリ記録処理部、8はプリステージング処理部
、9はキャッシュ・メモリ、10はエクステント・テー
ブル、11はプリステージング・データ●フラグ部、1
2は不揮発性メモリを表わす。
中央処理装置1は、磁気ディスク装置5への入出力を行
い、データを処理する装置である。
磁気ディスク制御装置2は、中央処理装置1からの入出
力命令を解読し、配下のディスク・キャッシュ・サブシ
ステム3等へ制御信号等を送出する。ディスク・キャッ
シュ●サブシステム3のディスク●キャッシュ制御装置
6は、キャッシュ●メモリ9、エクステント・テーブル
10および不揮発性メモI川2を管理し、ディスク・キ
ャッシュ・サブシステム3全体の制御を行う。不揮発性
メモリ記録処理部7は、次回の電源投入時にキャッシュ
●メモリ9上ヘプリステージングすることに必要とする
エクステント・テーブル10の情報を不揮発性メモI川
2上に記録するものである。プリステージング処理部8
は、システム始動時に起動され、不揮発性メモリ12上
の情報に基づいて、磁気ディスク装置5上のデータをキ
ャッシュ・メモリ9へ予めステージするものである。キ
ャッシュ・メモリ9は、磁気ディスク装置5への入出力
データが格納されるメモリであり、磁気ディスク装置5
への入出力命令の処理の高速化を図るためのものである
キャッシュ・メモリ9のメモリ領域の再利用は、例えば
LRU(LeastRecentlyUsed)法が用
いられる。エクステント・テーブル10は、キャッシュ
●メモリ9上のデータと磁気ディスク装置5上のデータ
とを対応づける情報が格納される制御表であり、特に、
例えばキャッシュ・メモリ9上のデータがプリステージ
ング処理部8によつてステージングされ、かつ中央処理
装置1からのアクセスが電源投入後1度も行われていな
いデータであるときに、その旨を各データ毎に表示する
ためのフラグ用領域であ,るプリステージング・データ
(PD)・フラグ部11を有する。不揮発性メモリ12
は、エクステント・テーブル10と同程度の容量を持ち
、エクステント・テーブル10の情報、特に電源投入後
、初期ステージングされたデータについての工.クステ
ント情報が記録される。第1図において、初めてシステ
ムに組み込まれたディスク●キャッシュ●サブシステム
3は、以下の如く動作する。
中央処理装置1から磁気ディスク装置5に対する入力要
求が出されたときに、磁気ディスク制御装置2は、指定
された磁気ディスク装置5から要求されたアドレスのデ
ータを読み込み、中央処理装置1へ転送すると同時に、
ディスク・キャッシュ●サブシステム3のキャッシュ・
メモリ9上に該データを書き込むことをディスク・キャ
ッシュ制御装置6に要求する。ディスク・キャッシュ制
御装置6は、キャッシュ・メモリ9上の空いている領域
上にデータをセットすると共に、エクステント●テーブ
ル10に磁気ディスク装置5上でのデータの存在位置を
示す情報、例えばデバイス・アドレス・シリンダ番号、
ヘッド番号、レコード番号等を書き込む。また、不揮発
性メモリ記録処理部7を呼び出し、上記エクスノテント
・テーブル10に書き込まれた情報と同じ情報を不揮発
性メモリ12に記録する。この不揮発性メモリ12への
書き込みは、キャッシュ・メモリ9上のすべての領域が
データによつて埋められるまで続けられる。すなわち、
キャッシュ・メ.モリ9が満杯になつた時点で、エクス
テント・テーブル10から不揮発性メモリ12への情報
の移動は停止され、不揮発性メモl川2には、電源投入
後最初にキャッシュ●メモリ9ヘステージングされたデ
ータについての情報だけが記録されることとなる。その
後、サービス終了時間になつて電源が切断され、例えば
翌日再電源が投入された場合にはディスク・キャッシュ
・サブシステム3は、次の如く動作する。電源投入によ
り、最初ディスク・キャッシュ制御装置6のプリステー
ジング処理部8が起動される。プリステージング処理部
8は、不揮発性メモ1川2上に有効データが存するか否
かを判定した上で、有効なデータが存在する場合に、該
データに基づいて磁気ディスク装置5にアクセスし、磁
気ディスク装置5上のデータをキャッシュ・メモリ9上
に書き込む。同時に、不揮発性メモリ12上の情報を、
実際に磁気ディスク装置5にアクセスした結果に基づい
て、必要があれば変更しにうえで、エクステント・テー
ブル10上に書き込む。このとき、キャッシュ・メモリ
9に設定されたデータが、プリステージング・データで
あることを示すフラグを、エクステント・テーブル10
内のプリステージング●データ●フラグ部11にセット
する。このプリステージング●データ●フラグは、この
後、中央処理装置1からの要求により、キャッシュ・メ
モリ9上にある対応するデータがアクセスされるか、ま
たは他のデータに置き換えられたときに、リセットされ
る。
該フラグのリセットの際に、同時に不揮発性メモリ記録
処理部7によつて、エクステント・テーブル10の更新
情報が不揮発性メモリ12に書き込まれる。プリステー
ジング・データ・フラグがリセット状態のときには、不
揮発性メモリ12の更新は行われないので、キャッシュ
・メモリ9上のすべてのデータがプリステージング状態
でなくなつたとき、不揮発性メモリ12上への情報の書
き込みは停止されることとなる。こうすることによつて
、次回の電源投入時に必要とするプリステージング情報
が作成され、不揮発性メモリ12に記録されることにな
る。この記録された情報は、特にシステムの始動時に用
いられた情報であるから、次回の始動の際にも該情報に
よつて対応づけられるデータが利用される確率は大きく
、キャッシュ・メモリ9上にプリステージングしておく
ことにより、キャッシュ・メモリ9上でのヒット率を向
上させることができる。なお、キャッシュ・メモリ9上
の領域割当ては、LRU方式が用いられるため、プリス
テージング領域は、新たなキャッシュ・メモリ9の領域
要求に対し優先的に割当てられ、他のデータによつて優
先的に置き換えられるので、プリステージング・データ
についてのアクセスがない場合でも無駄が生じることは
ない。
上記、不揮発性メモリ記録処理部7の処理動作の概略を
示すと第2図図示の如くになる。
すなわち、キャッシュ・メモリ9へのアクセスがあり、
エクステント●テーブル10が更新されると、不揮発性
メモリ記録処理部7は、まず現在のサービスが最初の電
源投入によるものであるかどうかを判定する。最初の電
源投入、即ち当該ディスク・キャッシュ・サブシステム
が組み込まれて初めての電源投入によるものである場合
には、次にキャッシュ・メモリ9が満杯になつているか
どうかを判定する。キャッシュ・メモリ9が既に満杯に
なつているときには、そのまま処理を終了する。まだ、
満杯になつていない場合には、キャッシュ●メモリ9へ
の書き込まれたデータは、当該領域において最初に書き
込まれたデータであるから、エクステント・テーブル1
0の情報を不揮発性メモリ12に書き込み、次回の電源
投入時におけるプリステージングに備える。現在のサー
ビスが2回以降の電源投入によるものである場合には、
不揮発性メモリ記録処理部7は、アクセスされたキャッ
シュ●メモリ9上のデータに対応するエクステント・テ
ーブル10上のプリステージング・データ(PD)・フ
ラグがオンであるかオフであるかを判定する。
オフの場合には、そのまま処理を終了する。上記PDフ
ラグがオンの場合には、エクステント●テーブル10の
更新情報を不揮発性メモI川2に書き込むと共に、エク
ステント●テーブル10の当該PDフラグをオフにする
。プリステージング処理部8の処理動作の概略を示すと
第3図図示の如くになる。
すなわち、プリステージング処理部8は、電源投入によ
つて起動されると、最初に不揮発性メモリ12の内容が
有効であるかどうかを判定する。例えば、最初の電源投
入である場合には、不揮発性メモリ12の内容は有効で
ないので、そのまま処理を終了する。有効である場合に
は、不揮発性メモリ12から有効なエクステント情報を
読み出し、その情報に基づいて、磁気ディスク装置5か
らキャッシュ・メモリ9へのステージング処理を行う。
また、不揮発性メモリ12の情報および磁気ディスク装
置5へのアクセス情報に基づいて、エクステント・テー
ブル10を作成する。次にエクステント・テーブル10
のプリステージング・データ・フラグ部11にあるすべ
てのPDフラグをオンにして処理を終了する。(7)発
明の効果 以上説明した如く本発明によれば、システムの”立ち上
がり時に必要と予想されるデータが、キャッシュ・メモ
リ上に予め用意されることとなり、キャッシュ・メモリ
上でのヒット率が向上して、システムの効率を高めるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例構成、第2図は不揮発性メモ
リ記録処理部の処理動作説明図、第3図はプリステージ
ング処理部の処理動作例説明図を示す。 図中、1は中央処理装置、2は磁気ディスク制・御装置
、3はディスク◆キャッシュ●サブシステム、4は磁気
ディスクアダプタ、5は磁気ディスク装置、6はディス
ク・キャッシュ制御装置、7は不揮発性メモリ記録処理
部、8はプリステージング処理部、9はキャッシュ・メ
モ1八10は工クステント●テーブル、11はプリステ
ージング・データ・フラグ部、12は不揮発性メモリを
表わす。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 磁気ディスク装置から読み出された情報または磁気
    ディスク装置へ書き込まれる情報が格納されるキャッシ
    ュ・メモリと、該キャッシュ・メモリ上に格納された情
    報と上記磁気ディスク装置上の情報とを対応づける情報
    が格納されるエクステント・テーブルと、上記キャッシ
    ュ・メモリおよび上記エクステント・テーブルへの情報
    設定および情報読み出しを制御するディスク・キャッシ
    ュ制御装置とをそなえたディスク・キャッシュ・サブシ
    ステムにおいて、上記エクステント・メモリの内容が退
    避される不揮発性メモリと、当該システムへの電源投入
    後最初に上記キャッシュ・メモリが満杯になつたときの
    上記エクステント・メモリに格納された情報を上記不揮
    発性メモリに記録する不揮発性メモリ記録処理部と、再
    電源投入時に上記不揮発性メモリ上の情報に基づいて上
    記磁気ディスク装置から上記キャッシュ・メモリ上へ情
    報を読み出すプリステージング処理部とをそなえ、電源
    投入時に上記キャッシュ・メモリ上にプリステージング
    するようにされたことを特徴とするディスク・キャッシ
    ュ・サブシステム。
JP56203092A 1981-12-16 1981-12-16 デイスク・キヤツシユ・サブシステム Expired JPS6046452B2 (ja)

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