JP3477689B2 - 磁気ディスク制御装置 - Google Patents
磁気ディスク制御装置Info
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Description
ての磁気ディスク装置、上位計算機の主記憶装置および
これらの2つの間でデータを高速転送するキャッシュメ
モリを備え、上記3つの記憶装置を制御する磁気ディス
ク制御機構を有する磁気ディスク制御装置のキャッシュ
メモリ内のデータ保護に関する。
び磁気ディスクへの情報の書き込み速度に比べ、RAM
(ランダムアクセスメモリ)によって構成されるキャッ
シュメモリに対する情報の読み書きは格段に早いため、
キャッシュメモリを付加することにより、上位計算機か
らのアクセス時間を大幅に減少することが出来る。
装置にデータを読み込む場合、磁気ディスク制御機構は
キャッシュメモリに前記データがある場合は直接キャッ
シュメモリからデータ転送し、無い場合は命令受領後に
一旦上位計算機とバスを開放し、磁気ディスクからキャ
ッシュメモリにデータを書き込んだ後、再び上位計算機
とバスを接続し、キャッシュメモリから主記憶装置にデ
ータを転送し、また、主記憶装置から磁気ディスク装置
に対しデータを書き込む場合、磁気ディスクに直接書き
込むのではなく一旦このキャッシュメモリに書き込み、
キャッシュメモリに書き込みが完了した時点で上位計算
機に対して書き込み完了を報告し、上位計算機とバスを
開放した後にデータを磁気ディスクに対し書き込むこと
により上位計算機とバスの占有時間を短縮している。
に書き込んだ時点で上位計算機に対して書き込み完了報
告をしているので実際に磁気ディスクには書き込みが完
了していないうちにブレーカが落とされたり、コンセン
トが抜かれてしまった場合、または停電などによる突然
の電源切断の場合などのときは、キャッシュメモリに使
われるRAMは揮発性のため、キャッシュメモリ内のみ
に書かれているデータは、消失してしまうことになる。
メモリのバックアップ用にバッテリを装備し、このキャ
ッシュメモリにバッテリから直接電力を供給することに
より、データを保護する方式が取られているが、従来技
術では、キャッシュ内にデータがあるかないかをフラグ
より記憶し、バッテリバックアップをするかどうか判別
していた。
装置の電源をオフする場合にキャッシュメモリにデータ
が存在すれば、バッテリバックアップを行っていたが、
主電源スイッチにより電源をオフする場合(電源がオフ
されることがまえもって分かる場合)にも、データをデ
ィスクに書かずにバックアップ状態になってしまい、バ
ックアップバッテリーを使用し続けることになる。
オンオフを電気的に切り替え可能とし、通常動作時はバ
ッテリバックアップオンとなるようにし、主電源スイッ
チによらない突然の電源切断の場合は常にバッテリバッ
クアップをおこなうようにしておく。
い電源オフの場合には、磁気ディスク制御機構は、バッ
テリにてキャッシュメモリ内のデータをその状態のまま
でバックアップする。
放電によりバッテリ電圧が低下しキャッシュメモリ内の
データを保持することが不可能となった場合、バックア
ップを中断することにより、バッテリの過放電を防止
し、バッテリに再び充電して使用することが不可能にな
るのを防止することが出来る。
で、従来の方式に比べてバックアップの回数を減らし、
バッテリの寿命を延ばすことが出来る。
す。1は主記憶装置、2は中央処理装置であり、主記憶
装置1と中央処理装置2によって計算機本体3を構成し
ている。D1,D2・・・Dnはそれぞれ磁気ディスク
装置、4はキャッシュメモリであり、5は主電源切断時
用のバッテリである。6はこれらの磁気ディスク装置と
主記憶装置1およびキャッシュメモリ4、との間の情報
の転送を制御する磁気ディスク制御機構で、この磁気デ
ィスク制御機構6とキャッシュメモリ4およびバッテリ
5によって磁気ディスク制御装置7を構成している。ま
た、このバッテリの電圧は磁気ディスク制御機構6によ
り監視され、電圧低下時には充電される。
気ディスクへの書き込み命令に対してその書き込みデー
タを磁気ディスク装置に対して高速に書き込むことの出
来るキャッシュメモリ4に書き込み、キャッシュメモリ
4に書き込みが完了した時点で計算機3に対して書き込
み完了報告を行なうが、この時点ではまだ磁気ディスク
装置にはデータは書かれていない。この状態のときのた
めに、停電などで主電源スイッチによらない主電源の切
断があった場合、バッテリにてキャッシュメモリのデー
タをバックアップする。
込んでいないデータが未だ存在する場合に、主電源の切
断が主電源スイッチにより行なわれた場合、磁気ディス
ク制御機構6はすぐには電源を落とさずにキャッシュメ
モリ4内のデータを全て磁気ディスク装置に書き込んで
から電源を落とす。この場合、キャッシュメモリから磁
気ディスク装置へのデータ書き込みが完了しているの
で、バッテリによるキャッシュメモリのバックアップは
する必要が無い。このときにキャッシュメモリのバック
アップをすることは、バッテリを無駄に消費することに
なる。
過放電状態となり、再び充電して使用することが不可能
になってしまう場合もある。したがって、このような場
合には、磁気ディスク制御機構6は、キャッシュメモリ
内のデータを全て磁気ディスクに書き込んだ後、バッテ
リのバックアップをオフにし、磁気ディスク装置および
磁気ディスク制御装置の主電源をオフにする。
ィスク制御機構の一実施形態を示す。メモリモジュール
30,40は一般のDRAMメモリモジュールであり、
DRAMをバッテリバックアップするための回路とし
て、リフレッシュ回路26と、セレクタ23と、バッテ
リバックアップ管理メモリ22と、RAS・CAS信号
16,17,18,19をバッテリバックアップしない
ときにスタンバイ状態にするNANDゲート21と、を
備えており、各回路がバッテリバックアップされてい
る。
AMのリードおよびライトを実施しており、メモリモジ
ュールにライトキャッシュデータを書き込んだ場合にバ
ッテリバックアップするようにバッテリバックアップ管
理メモリ22をセットし、ライトキャッシュデータを磁
気ディスク装置に書き込んだ場合に前記バッテリバック
アップ管理メモリ22をリセットする。
BRリフレッシュのパルスを発生し、セレクタ23がリ
フレッシュ回路26の出力を選択し、バッテリバックア
ップ管理メモリの信号24,25が1の場合にNAND
ゲート21がリフレッシュ信号をメモリモジュール3
0,40へ伝搬し、0の場合にRAS・CAS信号1
6,17,18,19をHighレベルにしてメモリモ
ジュール30,40をスタンバイ状態にしてリフレッシ
ュしないこととなる。
メモリの信号24,25は主電源が入っている場合は1
で、主電源がオフの場合はメモリの内容によって左右さ
れ、ライトデータであれば1、データ無しまたはリード
データであれば0が出力される。これにより、ライトキ
ャッシュデータが書き込まれているDRAMモジュール
のみリフレッシュされ、残りのモジュールはスタンバイ
状態となるため消費電力が少なくなり、バッテリの消費
が少なくなる。また、本発明では電源ラインに余分な回
路がなくDRAMのようにリフレッシュ等の瞬間に大き
な電源電流が流れるメモリでは電源変動が少なくなる効
果がある。
ィスク制御機構の他の実施形態のブロック図を示す。本
実施形態では、メモリモジュールをバッテリバックアッ
プするメモリモジュール30と、メモリ制御回路20で
バッテリバックアップを制御できるメモリモジュール4
0と、バッテリバックアップしないメモリモジュール5
0と、に分けており、電源監視回路61と時計62を設
けている。ここにおいて、ライトキャッシュデータが書
き込まれているモジュールに対してはバッテリバックア
ップし、リードキャッシュデータが書き込まれているモ
ジュールに対してはバッテリバックアップする必要がな
いことを前提としている。
な電源電圧である場合は時計62の値を見てバッテリバ
ックアップを要するライトキャッシュの使用比率を決め
る。また、夜間および休日は使用比率が低く、停電時の
復旧に時間を要するアプリケーションではライトキャッ
シュの使用比率を夜間および休日で低くするように自動
的にまたは入力手段を介して手動的に設定する。この設
定により、夜間および休日にメモリ制御回路20はメモ
リモジュール40をライトキャッシュとして使用せず、
使用中に停電が発生した場合は消費電流が少ないためデ
ータの消失を防ぐことができる。
0をライトキャッシュで使用できるので性能を維持でき
る。尚、本実施形態では必要なメモリモジュールだけバ
ッテリバックアップの制御を可能にしているため全て同
等のメモリモジュールを使用するよりバッテリバックア
ップの消費電力が少なく、ハード量が少なくなる効果が
ある。
ィスク制御機構の他の実施形態のブロック図を示し、図
5は図4のメモリのメモリマップを示す。本実施形態で
はメモリモジュールをバッテリバックアップするメモリ
モジュール30,70とバッテリバックアップしないメ
モリモジュール50,80に分ける。バッテリバックア
ップするメモリモジュールはライトキャッシュに使用
し、バッテリバックアップしないメモリモジュールはリ
ードキャッシュに使用する。
bからアドレスdをライトキャッシュとして使用し、ア
ドレスdからアドレスeをリードキャッシュとして使用
する。これにより、バッテリバックアップの消費電流が
少ないキャッシュメモリが構成できる。
は、キャッシュ能力が不足して性能がでない問題がある
ので図6に示すフローで処理する。即ち、図6のフロー
処理によれば、キャッシュメモリへの書き込みデータを
受け取ると、このデータがライトキャッシュデータかリ
ードキャッシュデータかのデータの判断をし(第1ステ
ップ)、仮りにリードデータであればまず一般電源メモ
リ(バッテリバックアップしないメモリ)が一杯か否か
を判断し、一杯であれば次にバッテリバックアップメモ
リが一杯か否かを判断し、一杯でなければ前記バッテリ
バックアップメモリの一部をリードキャッシュメモリと
して使用するものであり、更に、第1ステップで仮りに
ライトデータであればバッテリバックアップメモリが一
杯か否かを判断し、一杯であったとしても、図5のアド
レスbd間にリードデータが存在するか否かを判断し、
存在すればそのリードデータのアドレスメモリ上に前記
ライトデータを上書きするものである。
モリがライトキャッシュとして使用していないときにリ
ードキャッシュとして使用する。即ち、図5のメモリマ
ップのアドレスbからアドレスcをライトキャッシュと
して使用し、アドレスcからアドレスeをリードキャッ
シュとして使用する。これにより、リードキャッシュを
増やすことができ、性能を確保することが可能である。
特に、登載しているメモリモジュールのアドレスを隣接
させることによりアドレス空間を連続にできるので制御
を容易する効果がある。
によるキャッシュメモリのバックアップのオンオフを必
要なときに確実に行なうことが出来、消費電力の節約、
バックアップ期間の長期化、バッテリの過放電防止等の
効果がある。
機構の一実施形態のブロック図である。
機構の他の実施形態のブロック図である。
機構の更に他の実施形態のブロック図である。
る。
る。
2,…ディスク装置n 10 バッテリバックアップ電源ライン 11 電源ライン 12 メモリバス 16,18 CAS信号 17,19 RAS信号 20 メモリ制御回路 21 NANDゲート 22 バッテリバックアップ管理メモリ 23 セレクタ 24,25 バッテリバックアップ制御信号 26 リフレッシュ回路 30,40,50,70,80 メモリモジュール 35,36,45,46 DRAM 61 電源監視回路 62 時計
Claims (3)
- 【請求項1】 磁気ディスク装置と上位計算機の主記憶
装置との間の情報転送を制御する磁気ディスク制御機構
と、前記上位計算機からのデータの書き込み及び読み出
しを行うキャッシュメモリと、前記キャッシュメモリに
電力を供給するバッテリと、主電源を切断する主電源ス
イッチと、を備えた磁気ディスク制御装置であって、 前記磁気ディスク制御機構は、通常の動作時に停電を一
例とする突然の主電源切断があった場合に、前記バッテ
リから前記キャッシュメモリに電力を供給するように制
御するとともに、 前記主電源スイッチの操作によって主電源を切断する場
合には、前記キャッシュメモリに格納された前記上位計
算機から前記磁気ディスク装置への書き込みデータを前
記磁気ディスク装置に書き込んだ後に前記バッテリから
前記キャッシュメモリへの電力供給を止め、その後に前
記主電源からの電力供給を遮断するように制御すること
を特徴とする磁気ディスク制御装置。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記キャッシュメモリは、前記バッテリによってバック
アップされる第1のメモリモジュールと、ライトデータ
を書き込んだ場合に前記バッテリから電力供給されるよ
うに前記磁気ディスク制御機構に制御される第2のメモ
リモジュールと、前記主電源から電力供給される第3の
メモリモジュールと、を有することを特徴とする磁気デ
ィスク制御装置。 - 【請求項3】 請求項1において、 前記キャッシュメモリは、前記バッテリによってバック
アップされる第1のメモリモジュールと、前記主電源か
ら電力供給される第2のメモリモジュールと、を有し、
前記磁気ディスク制御機構は、ライトデータを前記第
1のメモリモジュールに格納し、リードデータを前記第
2のメモリモジュールに格納し、前記第2のメモリモジ
ュールが一杯になったときにリードデータを前記第1の
メモリモジュールに格納するように制御することを特徴
とする磁気ディスク制御装置。
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