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技術 階層型情報記憶システム及び同システムに於ける記憶制御方法

出願人 株式会社東芝
発明者 矢島征典
出願日 1999年5月12日 (21年1ヶ月経過) 出願番号 1999-131177
公開日 2000年11月24日 (19年7ヶ月経過) 公開番号 2000-322202
状態 未査定
技術分野 階層構造のメモリシステム 外部記憶装置との入出力
主要キーワード 停止要求情報 リードエリア 処理依頼メッセージ 外部接続バス データ転送タスク タイマタスク コントローラファームウェア JOB番号
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図面 (10)

課題

層型記憶制御に於いて、ホストシステムからのI/O要求に対するスループットの低下防止とステージアウト処理の向上を図ること。

解決手段

キャッシュメモリ340及びキャッシュDD360、最下記憶装置400を制御する階層型記憶制御システムに於いて、ホスト部100からのI/O要求をカウントする機能を有し、定期的に起動されるタスクにより、当該I/Oカウンタを参照し、前回参照したカウンタ値と一致した場合、キャッシュ上のデータを最下層記憶装置ヘステージアウト処理を実行するよう構成したことを特徴とする。

概要

背景

従来、階層型記憶制御方式を採用する情報記憶システムに於いては、キャッシュメモリ上のデータを最下層の記憶デバイスヘ反映(ステージアウト)する際、LRU(Least Reacently Used)リスト等を参照し、アクセス頻度の少ないデータから順次ステージアウト処理を行っているものであった。ここで、最下層のデバイスが例えばディスクオートチェンジャ方式のようにメディアの搬送を伴う記憶装置である場合、ホストシステムからのI/O要求がステージアウト要求と競合すると、メディア交換処理が発生してI/O要求に対するスループットが著しく低下するものであった。

概要

階層型記憶制御に於いて、ホストシステムからのI/O要求に対するスループットの低下防止とステージアウト処理の向上を図ること。

キャッシュメモリ340及びキャッシュDD360、最下層記憶装置400を制御する階層型記憶制御システムに於いて、ホスト部100からのI/O要求をカウントする機能を有し、定期的に起動されるタスクにより、当該I/Oカウンタを参照し、前回参照したカウンタ値と一致した場合、キャッシュ上のデータを最下層記憶装置ヘステージアウト処理を実行するよう構成したことを特徴とする。

目的

そこで、本発明は上記事情を考慮して成されたもので、上記不具合を解消し、ホストシステムからのI/O要求に対するスループットの低下防止とステージアウト処理の向上を図ったステージアウト/ステージイン方式を採用する階層記憶制御に於けるキャッシュ制御機構に係わる階層型記憶システム、及び階層型記憶システムに於ける記憶制御方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

各種I/O要求送出するホスト部と、最下位層ディスクオートチェンジャ方式の記憶手段を設けて上記ホスト部からのI/O要求に基づき各種制御処理を実行するコントローラ部とを有する階層型情報記憶システムに於いて、上記最下位層の記憶手段の上位に位置して定期的に起動されるタスクを格納すると共にキャッシュ機能を有するメモリ手段と、上記ホスト部からのI/O要求をカウントするカウンタ手段と、上記定期的に起動されるタスクにより、上記カウンタ手段を参照して前回参照したカウンタ値とを比較する比較手段とを上記コントローラ部に設け、上記比較手段により両カウンタ値が一致した場合、上記メモリ手段のキャッシュデータを上記最下位層の記憶手段にライト処理すると共にライト処理中である旨を示すよう構成し、上記比較手段により両カウンタ値が異なる場合は上記ライト処理を停止するよう構成したことを特徴とする階層型情報記憶システム。

請求項2

上記ホスト部から上記ライト処理の開始/停止時刻情報を指定するJOB管理手段と、このJOB管理手段により上記ホスト部からの上記ライト開始/停止要求情報を受信してライト処理を開始したことを示す手段とを設け、指定時間に上記ライト処理を実行可能としたことを特徴とする請求項1記載の階層型情報記憶システム。

請求項3

各種I/O要求を送出するホスト部と、最下位層にディスクオートチェンジャ方式の記憶手段を設けて上記ホスト部からのI/O要求に基づき各種制御処理を実行するコントローラ部とを有する階層型情報記憶システムに於いて、上記最下位層の記憶手段の上位に位置して定期的に起動されるタスクを格納すると共にキャッシュ機能を有するメモリ手段と、上記ホスト部からのI/O要求をカウントするカウンタ手段と、上記定期的に起動されるタスクにより、上記カウンタ手段を参照して前回参照したカウンタ値とを比較する比較手段とを上記コントローラ部に設け、上記比較手段により両カウンタ値が一致した場合、上記最下位層の記憶手段から上位のメモり手段にリード処理すると共にリード中である旨を示すよう構成したことを特徴とする階層型情報記憶システム。

請求項4

上記ホスト部から上記リード処理の開始/停止時刻情報を指定するJOB管理手段と、このJOB管理手段により上記ホスト部からの上記リード開始/停止要求情報を受信してリード処理を開始したことを示す手段とを設け、指定時間に上記リード処理を実行可能としたことを特徴とする請求項3記載の階層型情報記憶システム。

請求項5

各種I/O要求を送出するホスト部と、最下位層にディスクオートチェンジャ方式の記憶手段を設けて上記ホスト部からのI/O要求に基づき各種制御処理を実行するコントローラ部とを有する階層型情報記憶システムに於いて、上記最下位層の記憶手段の上位に位置して定期的に起動されるタスクを格納すると共にキャッシュ機能を有するメモリ手段と、上記ホスト部からのI/O要求をカウントするカウンタ手段と、上記定期的に起動されるタスクにより、上記カウンタ手段を参照して前回参照したカウンタ値とを比較する比較手段とを上記コントローラ部に設け、上記比較手段により両カウンタ値が一致した場合、上記メモリ手段のラインキャッシュ上の分断されたデータ領域を修復して連続したラインキャッシュデータとして復元すると共にラインキャッシュ修復中である旨を示すよう構成し、上記比較手段により両カウンタ値が異なる場合は、上記ラインキャッシュ修復処理を停止するよう構成したことを特徴とする階層型情報記憶システム。

請求項6

上記ホスト部から上記ラインキャッシュ上の分断領域修の開始/停止時刻情報を指定するJOB管理手段と、このJOB管理手段により上記ホスト部からの上記修復開始/停止要求情報を受信して修復処理を開始したことを示す手段とを設け、指定時間に上記修復処理を実行可能としたことを特徴とする請求項5記載の階層型情報記憶システム。

請求項7

各種I/O要求を送出するホスト部と、最下位層にディスクオートチェンジャ方式の記憶手段を設けて上記ホスト部からのI/O要求に基づき各種制御処理を実行するコントローラ部とを有する階層型情報記憶システムに於いて、上記最下位層の記憶手段の上位に位置して定期的に起動されるタスクを格納すると共にキャッシュ機能を有するメモリ手段と、このメモリ手段のキャッシュ上存在するデータ量を検出する検出手段とを上記コントローラ部に設け、上記検出手段による検出値が所定の閾値を超えた場合、上記ホスト部からのリード/ライトデータをキャッシュすることなく上記最下位層の記憶手段に対してライト処理するよう構成したことを特徴とする階層型情報記憶システム。

請求項8

各種I/O要求を送出するホスト部と、最下位層にディスクオートチェンジャ方式の記憶装置を設けて上記ホスト部からのI/O要求に基づき各種制御処理を実行するコントローラ部とを有する階層型情報記憶システムに於いて、定期的に起動されるタスクを格納すると共にキャッシュ機能を有するメモリを上記最下位層の記憶装置の上位に位置させ、上記ホスト部からのI/O要求をカウントし、上記定期的に起動されるタスクにより、上記カウント値と前回参照したカウンタ値とを比較し、この比較結果に基づき両カウンタ値が一致した場合、上記メモリのキャッシュデータを上記最下位層の記憶手段にライト処理して、このライト処理中である旨を示すようにし、上記比較結果に基づき両カウンタ値が異なる場合は上記ライト処理を停止するようにしたことを特徴とする階層型情報記憶システムに於ける記憶制御方法

請求項9

上記ホスト部から上記ライト処理の開始/停止時刻情報をJOB指定するようにし、このJOB指定により、上記ホスト部からの上記ライト開始/停止要求情報を受信してライト処理を開始するようにし、指定時間に上記ライト処理を実行可能とするようにしたことを特徴とする請求項8記載の階層型情報記憶システムに於ける記憶制御方法。

請求項10

各種I/O要求を送出するホスト部と、最下位層にディスクオートチェンジャ方式の記憶装置を設けて上記ホスト部からのI/O要求に基づき各種制御処理を実行するコントローラ部とを有する階層型情報記憶システムに於いて、定期的に起動されるタスクを格納すると共にキャッシュ機能を有するメモリを上記最下位層の記憶装置の上位に位置させ、上記ホスト部からのI/O要求をカウントし、上記定期的に起動されるタスクにより、上記カウント値を参照して前回参照したカウンタ値とを比較し、この比較結果により両カウンタ値が一致した場合、上記最下位層の記憶装置から上位のメモりにリード処理すると共にリード中である旨を示すようにしたことを特徴とする階層型情報記憶システムに於ける記憶制御方法。

請求項11

上記ホスト部から上記リード処理の開始/停止時刻情報をJOBし、このJOB指定により上記ホスト部からの上記リード開始/停止要求情報を受信してリード処理を開始するようにし、指定時間に上記リード処理を実行可能としたことを特徴とする請求項10記載の階層型情報記憶システムに於ける記憶制御方法。

請求項12

各種I/O要求を送出するホスト部と、最下位層にディスクオートチェンジャ方式の記憶装置を設けて上記ホスト部からのI/O要求に基づき各種制御処理を実行するコントローラ部とを有する階層型情報記憶システムに於いて、定期的に起動されるタスクを格納すると共にキャッシュ機能を有するメモリを上記最下位層の記憶装置の上位に位置させ、上記ホスト部からのI/O要求をカウントし、上記定期的に起動されるタスクにより、上記カウンタ値を参照して前回参照したカウンタ値とを比較し、この比較結果により両カウンタ値が一致した場合、上記メモリのラインキャッシュ上の分断されたデータ領域を修復して連続したラインキャッシュデータとして復元すると共に、ラインキャッシュ修復中である旨を示すようにし、上記比較結果により両カウンタ値が異なる場合は、上記ラインキャッシュ修復処理を停止するようにしたことを特徴とする階層型情報記憶システムに於ける記憶制御方法。

請求項13

上記ホスト部から上記ラインキャッシュ上の分断領域修の開始/停止時刻情報をJOB指定し、このJOB指定により上記ホスト部からの上記修復開始/停止要求情報を受信して修復処理を開始するようにし、指定時間に上記修復処理を実行可能となるようにしたことを特徴とする請求項11記載の階層型情報記憶システムに於ける情報制御方法

請求項14

各種I/O要求を送出するホスト部と、最下位層にディスクオートチェンジャ方式の記憶装置を設けて上記ホスト部からのI/O要求に基づき各種制御処理を実行するコントローラ部とを有する階層型情報記憶システムに於いて、定期的に起動されるタスクを格納すると共にキャッシュ機能を有するメモリを上記最下位層の記憶装置の上位に位置させ、このメモリのキャッシュ上に存在するデータ量を検出し、上記検出結果により検出値が所定の閾値を超えた場合、上記ホスト部からのリード/ライトデータをキャッシュすることなく上記最下位層の記憶装置に対してライト処理するようにしたことを特徴とする階層型情報記憶システムに於ける記憶制御方法。

技術分野

0001

本発明は、階層記憶制御に於けるキャッシュ制御機構に係わる階層型記憶システム、及び階層型記憶システムに於ける記憶制御方法に関する。

背景技術

0002

従来、階層型記憶制御方式を採用する情報記憶システムに於いては、キャッシュメモリ上のデータを最下層の記憶デバイスヘ反映(ステージアウト)する際、LRU(Least Reacently Used)リスト等を参照し、アクセス頻度の少ないデータから順次ステージアウト処理を行っているものであった。ここで、最下層のデバイスが例えばディスクオートチェンジャ方式のようにメディアの搬送を伴う記憶装置である場合、ホストシステムからのI/O要求がステージアウト要求と競合すると、メディア交換処理が発生してI/O要求に対するスループットが著しく低下するものであった。

発明が解決しようとする課題

0003

上述したように従来の階層型記憶制御方式を採る情報記憶システムに於いては、I/O要求に対するスループットが著しく低下する等の問題があった。

0004

例えば、オートチェンジャ方式のドライブ内装填されているメディアをリード中に、当該ドライブに装填されてないメディアに対してのステージアウト処理が発生すると、メディア交換処理作業の為にリード要求中断されることがあった。又、データの登録ライト)処理中にファイルシステムからのリード要求が発生すると、キャッシュメモリやドライブ装置にリード要求に対応するデータが存在しないと、メディアの搬送処理が発生するものであった。これに伴って、ライト要求がメディア搬送により待機させられるものであった。更に、ステージアウト時、キャッシュメモリ上のラインデータが分断していると、メディアヘの書き込み処理時、そのI/Oも分断してしまう為、分断数に比例してステージアウト処理の性能が劣化するものであった。

0005

そこで、本発明は上記事情を考慮して成されたもので、上記不具合を解消し、ホストシステムからのI/O要求に対するスループットの低下防止とステージアウト処理の向上を図ったステージアウト/ステージイン方式を採用する階層記憶制御に於けるキャッシュ制御機構に係わる階層型記憶システム、及び階層型記憶システムに於ける記憶制御方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は上記目的を達成する為、ホストシステムからのI/O要求を監視し、I/O要求がない場合にステージアウト処理を実行するよう構成する。これにより、I/O要求処理とステージアウト処理の競合を回避できるものである。又、ステージアウト処理を運用管理するアプリケーションホストシステム側)からJOB指定により起動/停止できるよう構成する。これにより、例えば夜間等ユーザが使用しない時間帯にステージアウト処理を実行できるようになる。従って、ホストシステムからのI/O要求処理とステージアウト処理の競合を回避できるようになるものである。又、メディア上の特定エリアを予めキャッシュメモリ上にリードしておき、システム運用中のメディア交換を抑制するよう構成する。ここで、特定エリアは、例えばファイルシステムの管理領域やメディア上の高活性データ(頻繁にアクセスされるデータ)を示すものである。又、ステージアウト処理の高速化の為、ラインキャッシュ上の分断領域をホストシステムからのI/O要求がない場合に修復(ラインキャッシュとして連続したデータに復元)するよう構成する。ここで、修復処理は、例えばホストシステムからのI/O要求がない時に対象ラインを自動的にステージインし、キャッシュメモリ上の分断したラインとマージして連続したラインデータとして復元するものである。或いはJOBによる時間指定にてキャッシュの分断領域を修復するものである。又、ホストシステムからのI/O要求とステージアウト処理の競合を回避する為、ステージアウトすべきライン数が一定量を超えた場合、ホストシステムからのI/Oをキャッシュせずに直接最下位層のデバイスヘ書き込むよう構成した。

0007

更に、本発明は上記目的を達成する為、ステージアウト処理の際、ドライブに装填されているメディアを優先的にステージアウト対象ラインに割り当てるよう構成する。これにより、メディアの交換回数の削減を図れるものである。更に、ステージアウト処理をUNIT単位にて行うよう構成する。これにより、メディアの交換回数の削減を図れるものである。更に、ステージアウト対象ラインを選択する際にブロックアドレス順にするよう構成することにより、メディア書き込み時のシーク時間を削減するものである。更に、I/O要求の監視を階層記憶の最上層にあるキャッシュヒットミスヒットカウンタにて行うよう構成する。

発明を実施するための最良の形態

0008

以下、本発明の一実施形態を図を参照して説明する。

0009

図1は、本発明の実施形態に係わるシステムの概略構成を示す図である。本システムは、ホストシステム(ホスト部)100と、このホスト部100と外部接続バス200を介して接続するコントローラ部300、このコントローラ部300と接続する最下層記憶装置400とから構成されるものである。

0010

ホスト部100はサーバ機能を有するサーバコンピュータシステムであり、外部接続バス200を介してコントローラ部300へI/O要求を出力する。又、ホスト部100は、ホストCPU120と半導体メモリ140、磁気ディスク装置(ホストHDD)160とを内設し、各々は内部バス180にて接続されているものである。

0011

ホストCPU120は、ホスト部100側のCPUであり、オペレーティングシステム(OS)やアプリケーションドライバを実行し、システム全体の各種制御を司るものである。半導体メモリ140は、ホストCPU120の制御下、即ち上記OS管理の下でアプリケーションドライバ等の格納領域として使用されるものである。ホストHDD160は、ホスト部100側の記憶装置であり、ホストCPU120の制御下、即ち上記OS管理の下にてプログラムデータの格納領域等として使用されるものである。

0012

コントローラ部300は、キャッシュメモリとキャッシュHDDにより階層記憶制御を行うものであり、CPU320と半導体メモリ(キャッシュメモリ)340、磁気ディスク装置(キャッシュHDD)360、バスブリッジ380とから成るもので、各々は内部バス390にて接続されているものである。

0013

CPU320はコントローラ部300側のCPUであり、ホスト部100からのI/O要求に従い、階層記憶制御を司るものである。半導体メモリ340は、キャッシュメモリや各種情報管理テーブル領域として使用されると共に、コントローラファームウェア(コントローラF/W)を格納するものである。又、半導体メモリ340は、特定メモリエリアにホスト部100側の半導体メモリ140をマッピングし、I/Oリクエストテーブル領域としても使用されるものでもある。キャッシュHDD360は、キャッシュ又は管理テーブル領域として使用されるものである。そして、バスブリッジ380は、ホスト部100側の外部接続バス200とコントローラ部300内の内部バス390を接続し、ホスト部100とのデータの送受信を行う為のブリッジ機能有するものである。

0014

最下層記憶装置400は、光磁気ディスクオートチェンジャ方式の記憶装置であり、本システムの階層記憶の最下位層に位置するものである。又、この記憶装置400は、コントローラ部300側からのI/O要求に従い、オートチェンジャ内のドライブ装置に対してメディアの搬送やリード/ライト等の処理を行うものである。

0015

斯様の構成を採る本システムに於けるステージイン/ステージアウト処理について、図2を参照して説明する。ここで、ステージインとは下位層(メディア等)のデータを読み出して上位層にデータを転送/キャッシュする処理であり、ステージアウトとはキャッシュメモリ上にて更新されたデータを下位層(メディア等)へライト或いは上位記憶階層から下位記憶階層への転送する処理である。又、キャッシュ制御最小単位キャッシュラインと称す。

0016

さて、コントローラ部300内のソフトウェアは、コントローラ部300上の半導体メモリ340とキャッシュHDD360を用いて、次のように階層記憶を行う。即ち、最もよく使用する使用頻度の高いレベルのデータを半導体メモリ340にキャッシュし、次に使用頻度の高いレベルのデータをキャッシュHDD360にキャッシュするものである。

0017

続いて、コントローラ部300内のソフトウエア(下記の(1)〜(6))について説明する。

0018

(1)通信用タスク…ホスト通信用のタスク(図3フローチャート参照)
割り込みハンドラはホスト部100からの割り込みを受け付けると、通信用タスクにメッセージを送信する。すると、通信用タスクは割り込みメッセージ受信後、ホスト部100内の共有メモリから即ちI/Oリクエストテーブルを参照してホスト部100の要求を読み出す(ステップS302)。当該要求がユニットヘのアクセス(通常のデータ転送)なら(ステップS304のYES)、データI/Oカウンタインクリメントして転送タスク(後述)に処理依頼メッセージを送信する(ステップS306,S308)。一方、要求が運用管理系ならば(ステップS304のNO)、起動タスク(後述)に処理依頼メッセージを送信する(ステップS310)。タスクからの処理終了メッセージ受信時は、結果を共有メモリに設定後、ホスト部100に終了の割り込みをかけるものである。

0019

(2)データ転送タスク図4のフローチャート参照…詳細は後述)
ホスト部100の要求に従いユニットのデータの転送を処理するタスクである。ホスト部100との共有メモリにセットされたホスト部100の要求を読み込んで、キャッシュメモリ検索、キャッシュメモリ確保、キャッシュHDD検索、キャッシュメモリヘのデータの読み込み、ホスト部100とキャッシュメモリのデータ転送、キャッシュHDD360へ書き込み要求(ホスト部100からのライトでのデータ変更時)、共有メモリに終了コードのセットを行う。データ転送タスク本体では、キャッシュHDD360又は光ディスクからキャッシュメモリヘのデータの読み込み(ステージイン)と、ホスト部100とキャッシュメモリのデータ転送を行う。

0020

(3)HDタスク
ホスト部100からライトされたデータをキャッシュHDD360にライトするタスク。データ転送タスクが送信したライト要求を受信して、キャッシュHDD360の検索、キャッシュHDD360の確保、キャッシュメモリ340からキャッシュHDD360ヘデータ転送を行う。又、キャッシュHDD360に存在しないキャッシュメモリ340上の変更されたデータを検索し、キャッシュHDD360の検索、キャッシュHDD360の確保、キャッシュHDD360への転送をバックグラウンドで処理(ステージアウト)する。

0021

(4)ODタスク(図5のフローチャート参照…詳細は後述)
キャッシュHDD360上の変更されたデータを検索して、ライトすべき最下層記憶装置400の光磁気ディスクを特定して、メディア上にバックグラウンドで書き込む処理(ステージアウト)を行うものである。又、フラッシュ(光磁気ディスクを取り外す為に、HDD上のデータを光磁気ディスクに反映させる機能)時にフォアグラウンドにてHDD上の更新されたデータを検索し、ライトすべき光磁気ディスクを特定して、光磁気ディスクに書き込むものである。

0022

(5)起動タスク(図6のフローチャート参照)
ホスト部100からのメデイアの収納返却/JOB指定等のデータリード/ライト以外のI/O要求に対して、該当するタスクを起動する。即ち、コントローラ部300にてメッセージを受信すると(ステップS602)、当該受信メッセージがステージイン/ステージアウトの要求であると(ステップS604のYES)、ODタスクの処理又はステージイン要求の送信が成される(ステップS606)。受信メッセージがステージイン/ステージアウト要求以外のものである場合は(ステップS604のNO)、その要求メッセージを送信することになる(ステップS608)。

0023

(6)タイマタスク図7のフローチャート参照…詳細は後述)
タイマ割り込みにより定期的に起動し、ホスト部100からのI/O要求を監視するタスク。

0024

上記構成/機能につき、その動作及び作用を以下に説明する。

0025

ホスト部100からのI/O要求を監視し、I/O要求がない時にステージアウト処理を実行する場合、ホスト部100からのI/O要求は、通信用タスクにより受信される。通信用タスク内部では、図3のフローチャートで示すようにホスト部100からセットされたリクエストテープルを参照し(ステップS302)、当該要求がリード/ライトか或いはそれ以外の要求かを判断し(ステップS304)、処理を切り替える。リード/ライト要求の場合は(ステップS304のYES)、I/Oカウンタをインクリメントして(ステップS306)データ転送タスクヘリード/ライト要求メッセージを送信する(ステップS308)。それ以外は(ステップS304のNO)、起動タスクヘ要求を送信する(ステップS310)。

0026

I/O要求の監視については、図7のフローチャートに示すタイマタスクが行う。タイマタスクは、タイマ割り込みにより、定期的に起動されるものである。その起動間隔は、固定値或いはホスト部100から設定されるものである。

0027

先ず、タイマタスクは、ホスト部100からのリード/ライト要求受信時、通信用タスクよりセットされたI/Oカウンタの値を参照し(ステップS702)、前回参照した値と同等であるか否かをチェックする(ステップS704)。カウンタ値が同じ場合は(ステップS704のNO)、この間ホスト部100からのリード/ライト要求を受信しなかったものと判断し、ODタスク起動フラグがオフであれば(ステップS706のYES)、ODタスクへステージアウト要求を送信する(ステップS708)。そして、ODタスク起動フラグをオンにセットする(ステップS710)。一方、カウンタ値が異なる場合は(ステップS704のNO)、この間ホスト部100からのリード/ライト要求を受信したと判断し、ODタスク起動フラグがオンであれば(ステップS712のYES)、ODタスクに対してステージアウト停止要求を送信する(ステップS714)。そして、ODタスク起動フラグをオフにする(ステップS716)。

0028

ODタスクでは、図5のフローチャートに示すように要求されたメッセージが(ステップS502)、ステージインかステージアウトかを判断して処理を切り替えるものである(ステップS504)。而して、ステージアウト起動(スタート)又は停止(ストップ)要求であるので(ステップS504のステージアウト、ステップS506)、起動の場合はキャッシュHDD360からステージアウト対象ラインを検索する(ステップS508)。検出されたキャッシュラインデータは(ステップS508のYES)、HDD360からメディアヘ反映(ライト)させる(ステップS510)。又、停止要求の場合は上記対象ラインの検索とメディアヘの反映処理を中断する(ステップS512)。以上のステップにより、ホスト部100からのリード/ライト要求がない時に、ステージアウト処理が実行可能となるものである。

0029

次に、ステージアウト処理を運用管理アプリケーション(ホスト部100側)からJOB指定により起動/停止できるようにする場合につてい述べる。

0030

ホスト部100側の運用管理アプリケーション(JOB管理)にて、図8にて示すようにステージアウト実行時間を指定する。ここで、対象メディアはステージアウトを実行するメディアインデックスを指定する項目。指定されていない場合は、オートチェンジャ内メディアを全て対象とする。開始時刻はステージアウト処理の開始時刻を指定する項目。終了時刻はステージアウト処理を中断する時刻を指定する項目。指定されていない場合は、ステージアウトが完了するまで実行される。従って、JOB番号1は、メディアインデックス2に対して、1999年2月1目12:00にステージアウト処理を開始し、同日13:00にステージアウト処理を中断することを意味する。JOB番号2、オートチェンジャに収納される全てのメディアに対して、1999年2月1目17:00にステージアウトを開始し、終了するまで実行する。これらのJOBは、運用管理アプリケーションにより、指定時間になるとステージアウト開始又は停止要求としてリクエストテープルへ設定され、通信用タスクがJOB指定要求として受信する。前述した図3のフローチャートでは、通信用タスクにより、リード/ライト要求以外の処理として、起動タスクヘJOB指定要求が送信される。起動タスクでは、ステージアウト要求の場合、前述した図6に示すフローチャートのようにODタスクへステージアウト開始/停止要求メッセージ送信する。ODタスクは、起動タスクの要求に従い、ステージアウト処理の開始と停止を実行する。以上のステップにより、運用管理アプリケーション(ホスト部100側)からJOB指定によりステージアウトの起動/停止が可能となるものである。

0031

続いて、メデイア上の特定エリアを予めキャッシュ上にリードしておき、システム運用中のメディア交換を抑える場合について説明する。

0032

特定エリアのリードタイミングは、次のようになる。

0033

(1)ホスト部100からのリード/ライト要求がない場合
この場合は、前述した図7のフローチャートに従いタイマタスクがホスト部100からのリード/ライト要求がないことを検出し、ODタスクに対してステージイン要求メッセージを送信する。このメッセージには、特定エリアを読む為のアドレス開始アドレス等)情報とサイズが含まれる。ステージイン要求メッセージを受信したODタスクは、指定されたアドレスサイズ情報により、メディア上のリードエリアを特定し、ステージイン処理を実行する。

0034

(2)JOB管理アプリケーションにより、時刻指定にて起動
この場合は、上記ステージアウト処理を運用管理アプリケーション(ホスト部100側)からJOB指定により起動/停止できるようにする場合の処理と同様にステージイン開始時刻/終了時刻をJOB管理アプリケーションにより指定する。処理の流れは、上記ステージアウト処理を運用管理アプリケーション(ホスト部100側)からJOB指定により起動/停止できるようにする場合と同様である。

0035

(3)オートチェンジャヘのメディア装填時
この場合は、前述した図3のフローチャートの通信用タスクがリクエストテープルを参照し、ホスト部100側からの要求がメディア収納の場合、起動タスクヘメディア収納要求とステージイン要求を送信する。起動タスクは、メディアをドライブヘ収納後、ODタスクへステージイン要求を送信し、ODタスクが図5のフローチャートに従い特定エリアのステージインを実行する。

0036

特定エリアは、例えばファイルシステムの管理領域やメディア上の高活性データ(頻繁にアクセスされるデータ)を示す。又、メディア上の全てのデータでも良い。

0037

次に、ラインキャッシュ上の分断領域をホスト部100からのI/O要求がない時やJOBによる時間指定で修復(ラインキャッシュとして連続したデータに復元)する場合について説明する。

0038

ホスト部100からのI/O要求がないことの検出並びにJOB指定の方法については、上述したホスト部100からのI/O要求を監視しI/O要求がない時にステージアウト処理を実行する場合の処理、及びステージアウト処理を運用管理アプリケーション(ホスト部100側)からJOB指定により起動/停止できるようにする場合の処理と同様である。ODタスクのステージイン処理では、図9に示すキャッシュ上の分断領域の修復処理を行う。図中、左側がキャッシュライン、右側がワークメモリを示し、以下のステップにてキャッシュ上の分断領域を連続領域として修復する。

0039

ステップ(1)
現在のキャッシュライン状態を示し、ハッチング部分がキャッシュされている領域であり、空白部がキャッシュされていない領域である。

0040

ステップ(2)
上記ステップ(1)のキャッシュラインに対応するメディア上のデータをワークメモリ上にリードする。

0041

ステップ(3)
ステップ(1)のキャッシュラインとステップ(2)のワークメモリを合成し、1ラインのキャッシュデータとする。

0042

ステップ(4)
ステップ(3)のワークメモリのデータをキャッシュラインにコピーする。

0043

最後に、ステージアウトすべきライン数が一定の量を超えた際にホスト部100からのI/Oをキャッシュせずに直接最下位層のデバイスヘ書き込む場合について図4のフローチャートを参照して説明する。

0044

図示するフローチャートは、データ転送タスクによるデータライトフローであるが、ホスト部100からのライト要求コマンドは、通信用タスクを介してデータ転送タスクヘ送信される(ステップS402)。データ転送タスクでは、先ずキャッシュカウンタ(キャッシュ上に存在するライン数)とキャッシュ上に残すライン数の上限(WaterMark値:閾値)を比較し(ステップS404)、WaterMark以上の場合は(ステップS404YES)、キャッシュせずに直接データをメディアヘ書き込む(ステップS406)。一方、カウンタ値がWaterMark未満の場合は(ステップS404のNO)、キャッシュ領域にデータをキャッシュし(ステップS408)、キャッシュカウンタをインクリメントする(ステップS410)。

発明の効果

0045

以上詳記したように本発明によれば、ホストシステムからのI/O要求に対するスループットの低下防止並びにステージアウト処理の向上を実現できるものである。

0046

即ち、本発明によれば、上位からのI/O要求を監視しI/O要求がない場合にステージアウト処理を実行することにより、I/O要求処理とステージアウト処理の競合を回避できる。又、ステージアウト処理を運用管理アプリケーション(ホスト部側)からJOB指定により起動/停止できるようにしたので、夜間等ユーザが使用していない時間帯にステージアウト処理を実行できるようになる。これにより、ホストからのI/O要求処理とステージアウト処理の競合を回避できるようになる。

0047

更に、ラインキャッシュ上の分断領域をホストからのI/O要求がない場合に、修復(ラインキャッシュとして連続したデータに復元)することで、キャッシュラインの分断によるステージアウト処理の性能劣化を低減できるものである。同様に、JOB指定により、ユーザが使用していない時間帯にキャッシュ上の分断領域を修復(ラインキャッシュとして連続したデータに復元)することで、キャッシュラインの分断によるステージアウト処理の性能劣化を低減できる。

0048

更に、ホストからのI/O要求処理とステージアウト処理の競合を回避できる為、競合によるリード/ライト性能の劣化やメディア交換によるスループット低下を防止できる。

図面の簡単な説明

0049

図1本発明の実施形態に係わるシステム全体の概略構成を示すブロック図。
図2同実施形態に係わるシステムに於けるステージイン/ステージアウト処理の概念を説明する為の図。
図3同実施形態に係わり、通信用タスクの処理の流れを示すフローチャート。
図4同実施形態に係わり、データ転送タスクの処理の流れを示すフローチャート。
図5同実施形態に係わり、最下層メディアに関するステージイン/ステージアウト処理の流れを示すフローチャート。
図6同実施形態に係わり、起動タスクの処理の流れを示すフローチャート。
図7同実施形態に係わり、タイマタスクの処理の流れを示すフローチャート。
図8同実施形態に係わり、ホスト側の運用管理アプリケーション(JOB管理)に於けるステージアウト実行時間の指定例を示す図。
図9同実施形態に係わり、キャッシュ上の分断領域の修復処理の流れを模式的に示す図。

--

0050

100…ホスト部、120…ホストCPU、140…半導体メモリ、160…ホストHDD、300…コントローラ部、320…CPU、340…半導体メモリ(キャッシュメモリ)、360…キャッシュHDD、400…最下層記憶装置。

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