JPH02130755A - High-speed disk access controller - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce the disk accessing time and to improve the processing capacity of a system by performing the access against two disk devices in response to a request from a host device. CONSTITUTION:A controller 3 performs data reading and writing by controlling disks 1 and 2 in response to the request of a host device. When the controller 3 makes data reading and writing, an access controlling section 32 reads out current cylinder addresses from controlling sections 33 and 34 of the disks 1 and 2 and finds head moving quantities of the disks 1 and 2 by performing subtraction on the read-out cylinder addresses and cylinder addresses of accesses data blocks designated from an access decoding section 31 by means of subtractors. Then the section 32 compares the head moving quantities with each other and sets only the disk 1 or 2 which is less in head moving quantity as the object to be accessed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 複数のディスク装置へのアクセスによりアクセス時間を
短縮する高速ディスクアクセス制御装置に関し、 ２台のディスク装置を使用して、アクセス時間の短縮を
計りシステムの処理能力を向上させることを目的とし、 読取り要求に対しては、２台のディスク装置のうちシー
ク時間の少ない方を選択し起動してデータの読取りを行
い、書込み要求に対しては、前記２台のディスク装置に
対して同時に書込み動作を起動してそれぞれに同一デー
タを書込み、どちらかのディスク装置が先に動作を終了
した時点で上位装置に終了通知を行うように構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a high-speed disk access control device that shortens access time by accessing multiple disk devices, the present invention uses two disk devices to shorten access time and increase system processing capacity. In response to a read request, the system selects the one with the shorter seek time of the two disk devices and starts it to read data, and in response to a write request, it selects the one with the shorter seek time and reads the data. The configuration is such that write operations are simultaneously activated for the disk devices, the same data is written to each disk device, and when one of the disk devices finishes its operation first, a completion notification is sent to the host device.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、複数のディスク装置へのアクセスによりアク
セス時間を短縮する高速ディスクアクセス制御装置に関
する。The present invention relates to a high-speed disk access control device that reduces access time by accessing multiple disk devices.

近年、中央処理装置（ＣＰ　Ｕ）の処理速度の向上には
めざましいものがあり、例えば、ホストコンピュータ並
みの性能がマイクロプロセッサで実現可能となっていて
、すでにワークステーションにおいては、高速なマイク
ロプロセッサを用いた高性能な製品が出荷されている。In recent years, there has been a remarkable improvement in the processing speed of central processing units (CPUs). For example, it is now possible to achieve performance comparable to that of a host computer with a microprocessor, and workstations are already equipped with high-speed microprocessors. High-performance products using this technology are now being shipped.

ディスク装置はそれらの中枢をなすファイルシステム用
外部記憶装置として重要な位置付けにあり、ディスク装
置の性能がシステムの性能の鍵を握ると言っても過言で
はない。然るに、ＣＰＵ性能の向上に対してディスク装
置の性能の向上は追従していないのが現状である。特に
、ＥＷＳ　（エンジニアリングワークステーション）を
筆頭とするワークステーションにおいては、ファイルシ
ステムの特徴から大量のデータを１回で転送することが
できない為、ディスク装置のアクセス時間がシステム性
能のネックになる場合が多い、これらのシステムにおい
てはディスク装置への単位時間当たりの入出力処理量、
いわゆるスループットを向上させるための工夫が必要で
ある。特に、アクセス時間は大きな時間ファクタであり
高速なアクセスを可能にすることが重要となっている。Disk devices play an important role as external storage devices for file systems that form the core of these systems, and it is no exaggeration to say that the performance of disk devices holds the key to system performance. However, the current situation is that the improvement in disk device performance has not kept up with the improvement in CPU performance. In particular, on workstations such as EWS (Engineering Workstations), the characteristics of the file system make it impossible to transfer a large amount of data at once, so disk device access time can become a bottleneck to system performance. In these systems, the amount of input/output processing per unit time to the disk device is
Efforts are needed to improve so-called throughput. In particular, access time is a large time factor, and it is important to enable high-speed access.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、磁気ディスク等のディスク装置ではヘッドの移動
（シーク）などの機械的動作は避けられないものであり
、アクセスの短縮を機構部の改善のみで対応することは
難しくなっていた。そのためスループットを向上させる
手段として半導体記憶素子を用いたディスクキャッシュ
が利用されている。この方式はディスク装置からのデー
タを上位装置内部にキャソシイングすることにより、デ
ィスク装置への直接的なアクセス回数を減らしスルーブ
ツトを向上させようとするものであった。Conventionally, in disk devices such as magnetic disks, mechanical operations such as head movement (seek) are unavoidable, and it has become difficult to shorten access times by simply improving the mechanism. Therefore, a disk cache using semiconductor memory elements is used as a means to improve throughput. This system attempts to reduce the number of direct accesses to the disk device and improve throughput by caching data from the disk device within the host device.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、ディスクキャッシュによる方式では、キ
ャッシュのヒント率が低い場合はディスク装置へのアク
セスが増加して、スループットは改善されないものとな
っていた。一般的にディスクキャッシュはＣＰＵのキャ
ッシュと比べてヒツト率が低く、ヒント率を改善するた
めには大容量の半導体記憶素子からなるキャッシュを必
要としていた。However, in the disk cache system, when the cache hint rate is low, accesses to the disk device increase, and throughput is not improved. Generally, a disk cache has a lower hit rate than a CPU cache, and in order to improve the hint rate, a cache consisting of a large capacity semiconductor memory element is required.

このように、ディスクキャッシュによる方式ではスルー
プットの大きな改善は期待できず、しかも読取りの動作
時のみ有効であり、書込み時の動作におけるアクセス時
間の短縮は計られていなかった。As described above, a method using a disk cache cannot be expected to significantly improve throughput, and is effective only during reading operations, and does not attempt to shorten access time during writing operations.

本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもので、
２台のディスク装置を使用して、アクセス時間の短縮を
計りシステムの処理能力を向上させる高速ディスクアク
セス制御装置を提供することを目的としている。The present invention was created in view of these problems, and
The object of the present invention is to provide a high-speed disk access control device that uses two disk devices to shorten access time and improve system processing capacity.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明における上記課題を解決するための手段は、上位
装置からのアクセス要求に対して複数のディスク装置を
制御してデータの読取り及び書込みを行なうディスクア
クセス制御装置であって、読取り要求に対しては、２台
のディスク装置のうちヘッド移動量の少ない方を選択し
起動してデータの読取りを行い、書込み要求に対しては
、前記２台のディスク装置に対して同時に書込み動作を
起動してそれぞれに同一データを書込み、どちらかのデ
ィスク装置が先に動作を終了した時点で上位装置に終了
通知を行う高速ディスクアクセス制御ｎ装置によるもの
とする。Means for solving the above-mentioned problems in the present invention is a disk access control device that controls a plurality of disk devices to read and write data in response to an access request from a host device. selects and activates the one with the smaller amount of head movement among the two disk devices to read data, and in response to a write request, simultaneously activates a write operation for the two disk devices. It is assumed that a high-speed disk access control device writes the same data to each disk device, and notifies the higher-level device of the completion when one of the disk devices finishes its operation first.

〔作用〕[Effect]

本発明におけるディスクアクセス制御装置は、上位装置
からのデータの読取り又は書込み要求に対して２台のデ
ィスク装置を対象にしてアクセスを行なう。データの読
取りでは、それぞれのディスク装置のその時点でのヘッ
ドアドレスを得て、読取りアクセスアドレスと比較を行
い、そのアクセスアドレスに近いヘッドアドレスとなっ
ているディスク装置、すなわち、シーク時間の少ないほ
うのディスク装置を選択して、その選択されたディスク
装置のみを起動して読取りを行なう。これにより、常に
ヘッドの移動量が少ない方のディスク装置が読取りに使
用されるため、例えば、それぞれのアクセス範囲をヘッ
ドの移動可能範囲の半分づつに分担したとすると、１台
のみの使用時に比ベヘッドの移動に要する時間は１／２
となり、上位装置からのアクセス時間を大幅に短縮する
ことができる。The disk access control device according to the present invention performs access to two disk devices in response to a data read or write request from a host device. When reading data, the current head address of each disk device is obtained and compared with the read access address. Select a disk device and start only the selected disk device to perform reading. As a result, the disk device with the smallest amount of head movement is always used for reading, so for example, if each access range is divided into half of the head's movable range, this will be compared to when only one disk device is used. The time required to move the behead is 1/2
Therefore, the access time from the host device can be significantly reduced.

データの書込みでは、両方のディスク装置を起動して、
それぞれに上位装置からのデータの書込みを行い、いず
れかが最初に書込みを終了した時点で、上位装置への終
了通知を発行する。これも前記データの読取りと同様に
、書込みが早く終了するディスク装置はヘッドアドレス
が書込みアクセスアドレスに近いほうであり、やはり上
位装置からのアクセス時間は１台のみの使用時に比べ大
幅に短縮される。To write data, start both disk units and
Data is written from the higher-level device to each of them, and when one of them finishes writing first, a completion notification is issued to the higher-level device. This is also similar to the above-mentioned data read, in a disk device that finishes writing quickly, the head address is closer to the write access address, so the access time from the host device is significantly shorter than when only one device is used. .

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第１図は、本発明を実施する高速ディスクアクセス制御
装置の一実施例の構成図である。同図において、■、２
はディスク装置、３は高速ディスクアクセス制御装置で
あり、この高速ディスクアクセス制御装置３は上位装置
であるＣＰＵ　（図示せず）からのアクセス要求により
、ディスク１゜２を制御してデータの読取り及び書込み
を行なうものであり、アクセスデコード部３１．アクセ
ス制御部３２．ディスク１制御部３３及びディスク２制
御部３４が構成されている。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a high-speed disk access control device implementing the present invention. In the same figure, ■, 2
3 is a disk device, and 3 is a high-speed disk access control device. This high-speed disk access control device 3 controls the disks 1 and 2 in response to access requests from a CPU (not shown), which is a host device, and reads data and The access decoding unit 31 . Access control unit 32. A disk 1 control section 33 and a disk 2 control section 34 are configured.

アクセスデコード部３１は、ＣＰＵからのディスク装置
へのアクセス要求を受け、コマンドの解釈、アクセス制
御部３２へのコマンド／パラメータの作成、ＣＰＵから
指定された論理アドレスをデコードして、ディスク装置
の物理アドレスであるシリンダ、ヘッド、セクタの各ア
ドレスへの変換等を行い、アクセス制御部３２にアクセ
スを依顛する。The access decoding unit 31 receives an access request from the CPU to the disk device, interprets the command, creates a command/parameter for the access control unit 32, decodes the logical address specified by the CPU, and decodes the physical address of the disk device. It performs conversion of addresses such as cylinder, head, and sector into respective addresses, and requests access to the access control unit 32.

ディスク１．２制御部３３．３４は、アクセス制御部３
２からの読取り又は書込みコマンド、物理アドレスによ
りディスク１．ディスク２を制御し、データをＣＰＵ０
主記憶上に転送する。またディスク１，２制御部３３．
３４には常時現在のヘッドの位置するシリンダアドレス
が保持されていて、アクセス制御部３２から読出し可能
になっている。The disk 1.2 control unit 33.34 is the access control unit 3.
Read or write commands from disk 1.2 by physical address. Controls disk 2 and transfers data to CPU0
Transfer to main memory. Also, the disk 1, 2 control unit 33.
34 always holds the cylinder address where the current head is located, and can be read by the access control section 32.

アクセス制御部３２は、ディスク１．２制御部３３．３
４から現在のシリンダアドレスを読出して、それぞれを
減算器によりアクセスデコード部３１から指示されたア
クセス先のデータブロックのシリンダアドレスと減算を
行い、ディスク１゜２のヘッド移動量を求めて、比較器
により比較を行いアクセスするディスク装置を決定する
。すなわち、ヘッド移動量の少ないディスク１あるいは
２のみをアクセス対象とする。そしてディスク制御部に
物理アドレスを渡し、ディスク装置に対してデータの読
取り又は書込み動作を起動する。また、ディスク１ある
いはディスク２のどちらか一方が故障した場合は、故障
したディスク装置を切り放し、正常なディスク装置に対
して従来と同様な１台のみにアクセスする制御に切り換
える。The access control unit 32 includes a disk 1.2 control unit 33.3.
4, the current cylinder address is subtracted by a subtracter from the cylinder address of the data block to be accessed instructed by the access decoding unit 31, and the amount of head movement of the disk 1°2 is determined. The disk device to be accessed is determined by comparison. That is, only the disk 1 or 2 whose head movement is small is targeted for access. Then, the physical address is passed to the disk control unit, and data read or write operation is activated for the disk device. Furthermore, if either disk 1 or disk 2 fails, the failed disk device is disconnected and control is switched to accessing only one normal disk device, as in the past.

第２図は、上記アクセス制御部３２における制御のフロ
ーチャートであり、第３図はディスク装置の動作の説明
図である。第２図、第３図において、ディスク装置にお
ける最外周のシリンダアドレスを“０″″、最内周を”
　ｍ　ａ　ｘ″、ディスク１におけるヘッドの位置する
シリンダアドレスを“Ｈｌ”、ディスク２におけるそれ
を“Ｈ２”アクセス先であるシリンダアドレスを“ｎ”
としている。FIG. 2 is a flowchart of control in the access control section 32, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the disk device. In Figures 2 and 3, the outermost cylinder address in the disk device is "0", and the innermost cylinder address is "0".
m a x'', the cylinder address where the head is located on disk 1 is ``Hl'', that on disk 2 is ``H2'', and the cylinder address to be accessed is ``n''.
It is said that

第２図及び第３図により、アクセス制御部３２における
制御を、第２図に付した番号に沿い更に詳しく説明する
。Referring to FIGS. 2 and 3, the control in the access control unit 32 will be explained in more detail according to the numbers attached to FIG. 2.

■　“Ｐｏｗｅｒ　ｏｎ”又はｒｅｓｅｔ″による初期
設定において、ディスク１のヘッドをシリンダ０に、デ
ィスク２のヘッドをシリンダｍａｘに位置付けする（第
３図ａ）。■ In the initial setting by "Power on" or "reset", the head of disk 1 is positioned at cylinder 0 and the head of disk 2 is positioned at cylinder max (FIG. 3a).

■　アクセスデコード部３１からのアクセス要求を待つ
。■ Waiting for an access request from the access decoding unit 31.

■　アクセス要求があると、まず２台のディスり装置が
正常であるかチエツクして、正常であれば２台に対する
アクセス（■以降）を行なう。(2) When there is an access request, first it is checked whether the two disk devices are normal, and if they are normal, access to the two disk devices (after (1)) is performed.

■　一方に故障があると、正常なディスク装置に対して
従来と同様に１台のみのアクセスを行なう。(2) If one of the disk devices is faulty, only one normal disk device will be accessed as in the past.

■　アクセス要求が、データの読取り（ｒｅａｄ）であ
るか書込み（ｗｒｉｔｅ）であるかチエツクする。■ Check whether the access request is for reading or writing data.

以下、■〜０は読取り、■〜［相］は書込みに関する制
御である。Hereinafter, ① to 0 are controls related to reading, and ② to [phase] are controls related to writing.

■　ディスク１制御部３３及びディスク２制御部３４か
らヘッド位置Ｈ１とヘッド位置Ｈ２を得て、アクセス先
のシリンダ位置ｎとの差を求めてそれぞれのディスクに
おけるヘッド移動量を算出して、移動量の少ないほうを
選択する。■ Obtain the head position H1 and the head position H2 from the disk 1 control unit 33 and the disk 2 control unit 34, calculate the head movement amount for each disk by finding the difference with the access destination cylinder position n, and calculate the movement amount. Select the one with less.

■、■′選択されたほうのディスク装置が書込みの動作
中であるかをチエツクして、書込み中であれば終了まで
待つ。■, ■' Check whether the selected disk device is in the process of writing, and if so, wait until it is finished.

■、■′選択されたほうのディスク装置のみ起動して読
取りを行なう。■, ■' Only the selected disk device is started and reading is performed.

■　読取り動作の終了を待つ。■ Wait for the end of the read operation.

［相］　動作が終了したらＣＰＵに対してアクセス終了
通知を発行し、■に戻って次のアクセス要求を待つ。[Phase] When the operation is completed, issue an access completion notification to the CPU, and return to step (3) to wait for the next access request.

第３図（ｂ）はディスク１が起動されて、ヘッドがシリ
ンダＨ１からｎに移動して読取りが行なわれ、ディスク
２は起動されないでヘッドがシリンダＨ２にそのままの
状態となっていることを示している。Figure 3(b) shows that disk 1 is activated and its head moves from cylinder H1 to cylinder n to perform reading, while disk 2 is not activated and its head remains in cylinder H2. ing.

■　書込みにおいてもまず各ディスク装置のヘッド移動
量が算出され、移動量が少ない、すなわち書込みが早く
終了するほうを選択する。(2) In writing, the amount of head movement of each disk device is first calculated, and the one with the smaller amount of movement, that is, the one that finishes writing sooner, is selected.

０．０′ディスク１，２両方ともに書込み動作を起動す
る。このときヘッド移動量が少ないほうのディスク装置
を先に起動する。これによりそのディスク装置はより早
く終了する。0.0' Both disks 1 and 2 initiate a write operation. At this time, the disk device with the smaller amount of head movement is activated first. This causes the disk drive to terminate sooner.

■、０′選択したほうのディスク装置の終了を待つ。■, 0' Wait for the selected disk device to finish.

［相］、■′選択したほうのディスク装置が終了したら
、ＣＰＵにアクセス終了通知を発行する。[Phase], ■'When the selected disk device is completed, an access completion notification is issued to the CPU.

■、＠′他方のディスク装置の終了を待つ。■, @' Wait for the other disk device to finish.

＠　書込み動作の遅く終了するほうがディスク２の場合
には、そのヘッドをシリンダｍ　ａ　ｘ　／　２に移動
して、■に戻り次のアクセス要求を待つ。@ If the write operation ends later on disk 2, move the head to cylinder max/2, and return to step (2) to wait for the next access request.

［相］′書込み動作の遅（終了するほうがディスク１の
場合には、そのヘッドをシリンダｍ　ａ　ｘ　／　２−
１に移動して（第３図ｃ）、■に戻り次のアクセス要求
を待つ。[Phase]' Slow write operation (if disk 1 is the one to finish, move the head to cylinder ma x / 2-
1 (FIG. 3c), returns to ① and waits for the next access request.

この［相］、０′の処理は、次のアクセスに備えるもの
で、これにより０−ｍａＸ／２−１のシリンダアクセス
ではディスク１がより早い処理となり、ｍａｘ／２〜ｍ
ａｘのシリンダアクセスではディスク２がより早い処理
が可能になっていて、ｃＰＵからのアクセスに対して２
台のディスク装置のうち早いほうが終了した時点でＣＰ
Ｕに対して終了通知がなさている。This [phase], 0' processing is to prepare for the next access, and as a result, in the cylinder access of 0-max/2-1, disk 1 is processed faster, and max/2~m
For ax cylinder access, disk 2 can process faster, and disk 2 is faster for access from cPU.
CP when the earlier one of the two disk devices is completed.
A notice of termination has been sent to U.

このように本実施例では、２台のディスク装置を使用し
ヘッドの移動範囲の半分づつを分担するようにして、Ｃ
ＰＵ側から見て１台のみに比ベヘッドの移動時間が１／
２となるようにしている。In this way, in this embodiment, two disk devices are used and each half of the moving range of the head is shared.
From the PU side, the head movement time is 1/1 compared to only one unit.
I am trying to make it 2.

なお、上記実施例のアクセス制御部における制御は、ハ
ードウェアにより行なうことが可能だがマイクロプロセ
ッサによるファームウェア制御が一般的である。Note that the control in the access control section of the above embodiment can be performed by hardware, but firmware control by a microprocessor is generally used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、２台のディスク
装置を使用してアクセス時間に大きな比重をしめるヘッ
ド移動時間を１／２にすることができるため、ディスク
装置に対するアクセス時間は大幅に短縮され、システム
におけるスループットを向上させることができる。As explained above, according to the present invention, the head movement time, which plays a large role in the access time, can be halved by using two disk devices, so the access time to the disk devices can be significantly reduced. This can improve the throughput in the system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例の構成図、 第２図は実施例における制御のフローチャート、第３図
は実施例の動作説明図である。 １．２；ディスク装置、 ３；高速ディスクアクセス制御装置、 ３１；アクセスデコード部、 ；アクセス制御部、 ３３゜ ；ディスク制御部。 【３高速ディスクアクセスｉｌｌ装置 第１図FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of control in the embodiment, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the embodiment. 1.2; disk device; 3; high-speed disk access control device; 31; access decoding unit; ; access control unit; 33°; disk control unit. [3 High-speed disk access ill device Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 上位装置（ＣＰＵ）からのアクセス要求に対して複数の
ディスク装置（１、２）を制御してデータの読取り及び
書込みを行なうディスクアクセス制御装置（３）であっ
て、 読取り要求に対しては、２台のディスク装置（１、２）
のうちシーク時間の少ない方を選択し起動してデータの
読取りを行い、 書込み要求に対しては、前記２台のディスク装置（１、
２）に対して同時に書込み動作を起動してそれぞれに同
一データを書込み、どちらかのディスク装置が先に動作
を終了した時点で上位装置（ＣＰＵ）に終了通知を行う
ことを特徴とする高速ディスクアクセス制御装置。[Scope of Claims] A disk access control device (3) that controls a plurality of disk devices (1, 2) to read and write data in response to access requests from a host device (CPU), the device comprising: For requests, two disk devices (1, 2)
It selects the one with the shortest seek time and starts it up to read data, and in response to write requests, it uses the two disk devices (1, 1,
2) A high-speed disk characterized in that a write operation is started simultaneously to write the same data to each, and when one of the disk devices finishes its operation first, a completion notification is sent to a higher-level device (CPU). Access control device.