JPS61290550A - 階層記憶制御方式 - Google Patents

階層記憶制御方式

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JPS61290550A
JPS61290550A JP60131792A JP13179285A JPS61290550A JP S61290550 A JPS61290550 A JP S61290550A JP 60131792 A JP60131792 A JP 60131792A JP 13179285 A JP13179285 A JP 13179285A JP S61290550 A JPS61290550 A JP S61290550A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、階層記憶の制御に係り、特に当該メモリと下
位メモリとの間のストア制御としてストアイン方式を採
用する階層記憶制御方式に関する。
〔発明の背景〕
従来、高速の演算処理装置と低速・大容量のメインメモ
リ(以下MSと称する)とのスピード差を埋める方法と
して、特開昭48−3B056号公報に記載のように、
高速・小容量のバクファメモリ(以下BSと称する)を
演算処理装置内に設け2階層メモリ装置とする方法が実
用化されている。
近年、半導体技術の進・歩により演算処理装置とBSは
年々高速化される一方で、MSのスピードは大容量・低
価格を要求されるためにほとんど改善されず、両者のス
ピードギャップは拡大しMSのスピードが障害となり性
能向上が難しくなっている。
この改警策として、前記公知例で示したようなりSとM
Sとの間に、新たに中途・中容量のワークメモリ(以下
WSと称す)を設け、レベルtをBlレベル2ttWs
、、および、レベル3をMSとする3階層メモリ装置に
する方法がある。
ここで、一般にあるレベルのデータが更新されるとそれ
より下位のレベルの当該データを直ちに更新することを
「ストアスルー」方式と呼び、下位レベルに当該データ
を戻す際に更新することを「ストアイン方式と呼ぶ。
B 5−M5l司、 B 5−WS間またはWS −M
S間をストアイン方式で制御する場合、当該メモリに所
望のデータがなかった場合、同一レベルの他のメモリ(
他のBSまたは他のWS)に最新データが存在する可能
性がある。従ってこの場合、当該メモリから下位レベル
のメモリに対して当該データの読出し要求を発行すると
ともに、同一レベルの他のメモリに問合せを行って、当
該データの最新データが存在するか否かを調べ、最新デ
ータが存在する場合には、当該メモリはこの最新データ
を取り込む必要があるとともに、下位レベルのメモリ中
の当該データをこの最新データで置換しなければならな
い。
このようにして、BS→MS(、WS)→BSまたはW
s−+MS−wsのような最新データの転送と各メモリ
への書込みを以下バイパス動作と称する。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記のようなストアイン制御方式の階
層記憶において、バイパス動作を効率よく行うことにあ
る。
〔発明の概要〕
本発明は、同一レベルの複数個の第1メモリと該第1メ
モリに共通に接続される下位レベルの第2メモリとが階
層記憶を構成し、第1メモリから第2メモリへのストア
がストアイン方式に基づいて制御される階層記憶制御方
式を前提とする。
本発明はこのような方式において、要求されたデータが
第1メモリの1つに存在しないとき該第1メモリは第2
メモリに対し°て当該データの読出し要求を発行して第
2メモリから当該、データを読出さしめるとともに他の
第1メモリに該データの更新されたものが存在するかお
うか調べさせ、該更新されたデータが存在する場合に第
2のメモリは他の第1メモリから転送されてきた該更新
データを読出しデータと入替えて要求元の第1メモリに
転送する動作と第2のメモリ自身に書込む動作とを独立
に制御し、かつ該データの入替が完了したとき要求元の
第1メモリから送られる転送許可信号を受けるまで要求
の第1メモリへのデータ転送を保留するよう構成された
階層記憶制御方式を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の−・実施例について図面を用いて説明す
る。
第1図は、本実施側の全体のブロック図であり、O〜3
は演算処理装置(以下IPO〜5という)であり、4−
0〜4−3はIPO〜3のそれぞれのバッファメモリ(
以下B54−Q〜4−3という)であり、5−0〜5−
3はB54−0〜4−3に収容されたデータのアドレス
を格納しているバッファアドレスアレイ(以下BAA5
−Q〜5−3という)である。6−0および6−1はI
POとIPl 、IF5とIF5のそれぞれの組が共有
するワークメモリ(以下WS6−0.6−1)であり、
7−0.7−1はWS6−0.6−1それぞれの制御回
路(以下WSC7−0,7−1という)である。17は
WS6−0,6−1が共有するメインメモリ(以下MS
という)である。18〜24は前記ユニットを第1図の
如く接続するインタフェースケーブル(以下CB18〜
24という)である。
以上を構成要素とし、このうちBS(以下個別のBSを
意識せずBS全体をいうときには符号を省略する。)を
レベル1.wsをレベル2゜MSをレベル3とする3階
層から成る多重階層メモリ装置を構成する。以下の実施
例の説明では、BS−WS間はストアスル一方式で制御
され、WS−MS間はストア、イン方式で制御されるも
のとする。ここで、CB18−21とCB23゜24は
太い実線で示しCB22のみ細い実線で示したのは、前
者はデータ線と制御線から成るのに対し、後者は制御線
のみから成ることを区別するためである。
次に本実施例で示すメモリ間のデータの一致保証につい
て説明する。データの一致保証はB5−B5間、BS−
WS間、ws−ws間、WS−MS間における一致保証
に分けられる。
第2図はB 5−WS間をストアスル一方式で制御する
場合のB5−B5.BS−WS間の一致保証回路を示し
ている。第2図はWSe2−0の一部をさらに詳細に示
しており、25.26はフロントアドレスアレイ(以下
F A A 25.26という。)、27は判定回路、
28はワークアドレスアレイ(以下WAA28という。
)である。
ここで、FAA25とFAA26はBAA5−0とBA
A5−1の内容を写したものであり、WAA28−0は
WS 6−0に収容されるデータのアドレスを格納して
いる。第1図に示すIPOでストア要求が発生すると、
BAA5−0が検索され、その結果ストアされるべきデ
ータのアドレスがあればB54−0にストアし、なけれ
ばストアしない。次にストア・スル一方式であるので、
WS6−0にはB54−0の有無にかかわらずこのデー
タがストアされる。WSe2−〇はWAA28−0を検
索し、当該アドレスがあれば無条件でWSにストアし、
なければMSより当該アドレスデータを読出してからス
トアするがMSよりの読出しについては後述する。
この状態で、BS′y−1にも当該アドレスのデータが
存在していれば、BsV−1の内容は古くなっており、
B54−0とWS6−0は一致しているが、B54−1
とB54−0.WS6−0とは不一致である。次に、F
AA 26を検索し、当該アドレスがB54−1に存在
するか否かを調べ、存在すれば、FAA26の当該アド
レスをキャンセルするとともに、CB19でBAA5−
1 、B54−1の当該アドレスをキャンセルする。こ
の状態で、IPlはB54−1内の当該アドレスのデー
タが使えなくなり、使うとすればWS6−0より読出す
ことになり、B54−O−BS4−1間、B54−O−
WS6−0間、B54−1−WS6−0間の一致を保証
する。
B54−2.4−3とWS6−1の間についても、同様
に考えれば一致保証ができる。また、データの読出し動
作の場合は、B S 4− oとB54−1で不一致が
生じないので、B S 4−0゜WS6−0の順に検索
しWS 6−0にも無ければMSより続出す。Wsts
−1;lAも第2図に示すW S 6−0系と同様であ
る。
前述の例、で、B54−0にもWS6−0にも当該デー
タがなかった場合に単にMSより読出すと表現したが、
実はWS−MS間はストアイン方式のためWS6−1に
最新データが存在する可能性が有る。そのため、WSe
2−0には第3図に示すメモリ構成のテーブルを持ちW
S間の間合せ制御を行っている。
第3図において、31はアドレスレジスタであり、IP
oのアクセス要求のあったアドレスを格納しており、下
位ビットはWAA2B−0のカラムアドレスを示し、上
位ビットがエントリとして登録される。52−0はイク
スクルーシ1とWS6−1に存在する可能性があるかな
いかを示し、°1′であればその可能性がなく(排他>
 、e O+であればその可能性が有ることを示す。3
3−0はチェンジビットアレイ(CBA33−0)であ
り、WAA28−0エントリ毎にストアしたか否かの情
報をもち、ストアした場合に、°1′を書込む。34は
比較器であり、WAA2B−0に登録されたエントリー
とアドレスレジスタ31の上位ビットを比較し、当該ア
ドレスがWS6−0に有るか否かを判断し、有れば′1
′を出力する。ここで、WAA28−0゜EXA52−
0 、CBAj3−0は共に40−構成としたが、ロー
数は任意であり、また、WSe2−1には同様にWAA
28−1 、EXA32−1.CBA33−1が有る。
第4図は、B54−0にもWS6−QCも当該アドレス
のデータが存在しなかった場合の各レベルのメモリ間の
制御を示す。■は第1図のBAA5−0を検索した結果
、B54−0になかった(NIBS:ノット・イン・B
S)ことを示し、■でWS6−0に間合せ、ストアの場
合は書込みデータも送る。■は、第3図に示すWAA2
8−0を検索した結果、比較器34から′0゛が出力さ
れWS6−0になかった(NiWS:ノット・インWS
)ことを示す。
N1w5を検出すると、WS6−0は■でMgI7に当
該データの読出しを要求すると同時に、■でWS6−1
に当該データのアドレスを送り、最新データの有無を検
証する。WS07−1は第3図と同様にアドレスレジス
タとWAA28−1 、EXA52−1 、CBA55
−1と比較器をもち%WS6−0より送られたアドレス
はこのアドレスレジスタに格納され、W A A 28
−1 。
EXA32−1.CBA53−1の検索シーケンスが起
動される。検索結果は8通り考えられるが、この内、W
S6−tまたはB54−1に最WS;インWS)ことを
示し、E X A 32−1のEXビット−1でありW
S 6−0には当該データが無いことを示し、かつ、C
B A 35−1のCビット−1でありWS6−1で当
該データが更新されたことを示しているケースのみであ
る。残る7つのナースはMS内の当該データが最新であ
り、■の要求でMSより読出したデータがWS6−0に
送られる。0の状態を検出すると、WS6−1はののバ
イパス動作を起動しMSに最新データを転送し、同時に
以下のデータ転送によりWSs−1,MS 、WS6−
0の一致保証が可能となるのでEXピッ)−0,Cビッ
ト−〇にする。また、■でバイパス動作を起動したこと
をWS6−0に報告する。MSは■の要求で読出した旧
データの代りにこのバイパスデータを読出しデータとし
て■でWS6−0に送り出し、同時に、[株]でMS自
身、当該アドレスにストアしデータを最新にする。■で
MSから送られたデータはWS 6−0にストアされる
が、工POの要求が読出し要求であればこのストアした
データを■でB54−0へ転送し、要求がストアであれ
ばこのストアしたデータに更にIPOからのデータをス
トアする。
第5図は、第4図のうち■〜[F]をタイムチャートで
示したものである。ここで注目すべきは、WS6−0よ
り送られたビジィ信号がMgI2内でラッチされてリー
ドデータの送出を保留させ、■の検索の結果バイパスが
起動されれば、WS6−1よりその旨を■でWS6−Q
に報告されると、WS6−0はバイパスデータがMSに
到着し、リードデータと入替ってMSより送出できる様
になるまでの時間を見計いビジィ信号を落とし、バイパ
スデータを受付可能とすることである。一方、バイパス
動作が起動しなかりたならば、直ちにビジィを落し、リ
ードデータを受付ける。
第4図とは逆に、WS6−1に当該データがなく、WS
15−oに最新データがあればWS(5−〇よりバイパ
ス動作を起動するが、前述と同様に処理される。
第6図は第4図、第5図に示す動作を実現するための回
路構成を示したものである。第2図と同じ<27は判定
回路であり、また■〜Oは、第4図および第5図と同じ
動作を意味する。61はリクエスト制御回路であり、■
でN1WSを検出したときMgI7に対し■でリードリ
クエストを送る。62はビジィ制御回路であり、■の時
にMgI7へ■でビジィ信号を送り、■でビジィ信号を
リセットする。65は第3図の間合せ制御回路であり、
当該データがB54−1゜WS6−1に存在する可能性
をチェックし、可能性があれば■で間合せる。64も間
合せ回路であるが■の間合せに対して当該データの最新
データがWS6−1に存在するか否かを判定し。
存在すれば■でWS 6−0に応答し、同時にののバイ
パス動作を起動し、68のデータレジスタに最新データ
を送る。65はリクエスト受付はラッチであり、■でリ
ードリクエストを受付けるとRAM71よりデータを読
出しリードデータレジスタ69にセットする。ビジィ受
付はラッチ66はビジィ制御回路62より送られたビジ
ィ信号をラッチしセレクタ67に送る。セレクタ67は
ビジィ信号がセットされていると1w5s−oへのデー
タ転送を止め、そうでないとき、のでなければリードデ
ータレジスタ69を選択し、のであればデータレジスタ
68を選択し■でWS6−0ヘデータ転送する。したが
って、前述の如く、のでバイパスデータがMSに送られ
るまでビジィ信号をセット状態にしておけばリードデー
タの送出を抑止できる。なおビジィ信号をリセットする
ことはMSが転送許可信号を受けることと等価である。
70はライトデータレジスタであり、データレジスタ6
8にある最新データを任意の時間に[株]で転送しRA
M71に書込む。
なお本発明をBS−MSの2階層メモリに適用する場合
には次のような注意が必要である。
まずBS−MS間はストアイン方式で制御されること、
第2にBSと他のBSとの間に上記■および■の制御情
報を伝えるCB22に相当する制御線を設けるかあるい
はBSとMSとの問うようにする。後者の場合、第6図
に示すビジィ制御回路629問合せ制御回路63および
問合せ制御ll1rjjJ路64はこのM2O内に設け
られる。
また本発明をBS−WS−MSの3階層メモリに適用す
る場合であって、BS−WS間をストアイン方式で制御
する場合についても上記BS−MSの2階層メモリの場
合と同様であるが、WSに上記MSCとMSの機能を併
わせもたせればよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、バイパス動作と下位レベルのメモリ自
身に更新データを書き込む動作とを独立に実行できると
ともに、当該メモリと同一レベルの他のメモリから最新
データの有無に関して報告があり下位レベルのメモリか
ら読み出されたデータが更新されるまで該データの転送
を保留できるので、効率のよいバイパス動作が行える。
【図面の簡単な説明】
第1glは本発明による一実施例のシステム構成届、第
2図はB5−B5.BS−WS間の一致制御方式を示す
ブロック図、第3図はWS間の間合せ制御の方式を示す
ブロック図、−第4図はバイパス動作の制御7a−を示
す図、第5図は第4図のうち■〜■までのram状況を
示すタイムチャート、第6図は第4図〜第5図に対応し
て関連する機構の構成を示すブロック図である。 0〜3・・・演算処理装置、4−0〜4−3・・・バッ
ファメモリ、6−0.6−1・・・ワークメモリ、7−
07−1・・・ワークメモリコントロール、17・・・
メインメモリ、18〜24・・・インタフェースケーブ
ル。 茅  ICU 第 51!l

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 同一レベルの複数個の第1メモリと該第1メモリに共通
    に接続される下位レベルの第2メモリとが階層記憶を構
    成し、第1メモリから第2メモリへのストアがストアイ
    ン方式に基づいて制御される階層記憶制御方式において
    、要求されたデータが第1メモリの1つに存在しないと
    き該第1メモリは第2メモリに対して当該データの読出
    し要求を発行して第2メモリから当該データを読出さし
    めるとともに他の第1メモリに該データの更新されたも
    のが存在するかどうか調べさせ、該更新されたデータが
    存在する場合に第2のメモリは他の第1メモリから転送
    されてきた該更新データを前記読出しデータと入替えて
    要求元の第1メモリに転送する動作と第2のメモリ自身
    に書込む動作とを独立に制御し、かつ前記データの入替
    えが完了したとき要求元の第1メモリから送られる転送
    許可信号を受けるまで該要求元の第1メモリへのデータ
    転送を保留するよう構成されたことを特徴とする階層記
    憶制御方式。
JP60131792A 1985-06-19 1985-06-19 階層記憶制御方式 Granted JPS61290550A (ja)

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