Método de control de caché de disco magnético
Descripción general
 En el método de control de caché por almacén en el proceso de escritura (procesamiento de escritura a alta velocidad), el tiempo de procesamiento en escritura irregular se acorta. ] Si los datos de la posición para escribir los datos en el procesamiento de escritura desde el dispositivo host no existe en la memoria caché (S11), y envía un comando para mover el cabezal de disco magnético a una posición de destino (S12), en el medio de disco magnético (S13). La posición de seguimiento de los datos almacenados en la memoria caché se registra en la tabla de gestión de la memoria caché (S14), los datos de escritura se almacenan en la memoria caché (S15) y una serie de instrucciones Inmediatamente antes del final del procesamiento de columna, se inicia la escritura de datos de escritura en la memoria caché en el dispositivo de disco magnético (S16), y el informe de finalización de la secuencia de instrucción de procesamiento de escritura se realiza en el dispositivo superior (S17).
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método para controlar un caché de disco magnético, y más particularmente a un método para controlar un caché de disco magnético que tiene una memoria caché y que realiza un procesamiento de escritura a alta velocidad.
Antecedentes de la técnica
En los últimos años, a medida que aumenta la velocidad de las CPU de la computadora, la velocidad de entrada / salida hacia y desde dispositivos de almacenamiento externos es a menudo perjudicial para el procesamiento de la computadora y se desea particularmente acelerar el procesamiento de entrada / salida de dispositivos de almacenamiento externos. Por esta razón, en el campo de los dispositivos de disco magnético, que son dispositivos de almacenamiento externo representativos, un método de montaje de una memoria caché generalmente se conoce como un método para aumentar la velocidad de entrada / salida.
Este método, al leer los datos desde el dispositivo de disco magnético puede almacenar también los datos de lectura en la memoria caché en la unidad de control de disco de forma simultánea con la transferencia al dispositivo host, una instrucción de lectura de nuevo partes idénticas de aparato anfitrión Los datos almacenados en la memoria caché se transfieren al dispositivo host sin leer realmente los datos del dispositivo de disco magnético.
Cuando los datos se escriben en el dispositivo de disco magnético, los datos enviados desde el dispositivo host no se escriben en el dispositivo de disco magnético sino en la memoria caché compuesta por el dispositivo de almacenamiento de semiconductores, y la finalización del comando de escritura se informa al dispositivo host . Los datos que se escriben en la memoria caché se escriben desde la memoria caché al dispositivo de disco magnético después de transcurrido un tiempo fijo o cuando se almacenan ciertos datos de escritura almacenados en la memoria caché. El procesamiento de escritura usando dicho caché se denomina almacenamiento en procesamiento de escritura o procesamiento de escritura a alta velocidad.
En general, cuando los datos en una posición para acceder están presentes en la memoria caché, este estado se llama acierto de caché y, por otro lado, si los datos en una posición para acceder no existen en la memoria caché, este estado se llama caché Lo es En la operación de escritura / lectura al medio de disco magnético, para determinar la posición de acceso moviendo la cabeza del dispositivo de disco magnético, la operación de búsqueda de mover el cabezal magnético a la pista objetivo en el medio de disco magnético y la operación de búsqueda en realidad Y realiza escritura / lectura de datos después de la operación de búsqueda para buscar la posición de acceso de
Para un acierto de caché, estas operaciones se realizan en un corto período de tiempo es factible sólo por el acceso a la memoria, pero si un fallo de caché, porque se trata de la operación física del dispositivo de disco magnético, mucho más largo que el acceso de la memoria caché Lleva tiempo. De esta forma, al utilizar la operación de alta velocidad del dispositivo de memoria semiconductor en la memoria caché, la velocidad del procesamiento de entrada / salida del dispositivo de disco magnético puede aparentemente aumentarse desde el dispositivo host.
Tarea de solución
En el proceso de escritura rápida de la convencional descrito anteriormente, si la posición en el medio de disco magnético en el que accede al dispositivo host es irregular escasa, no sólo el efecto de la escritura a alta velocidad no es suficientemente obtenido, tiempo de funcionamiento ocupada por el dispositivo de disco magnético , El rendimiento de la respuesta puede deteriorarse adversamente en algunos casos.
Además, la probabilidad de que los datos de posición de destino existan en la memoria caché disminuye, lo que da como resultado una falta de caché. Para encontrar la posición de escritura de destino, después de leer realmente los datos en el medio de disco magnético, escribir desde el dispositivo host Después de que los datos se almacenan en la memoria caché y en este punto, la finalización del proceso de escritura se envía al dispositivo host, si hay un acceso a otra posición en el mismo medio de disco magnético desde el dispositivo host, Dado que la posibilidad de existencia de datos es baja, el cabezal magnético se mueve a una nueva posición de acceso.
Por lo tanto, al leer los datos que quedan en la memoria caché después y luego tratar de escribir en el medio del disco magnético, dado que la cabeza magnética ya se ha movido a otra posición, la cabeza magnética vuelve a la posición original nuevamente Entonces escríbelo. Por lo tanto, incluso si el dispositivo de disco magnético está ocupado durante mucho tiempo y luego se envía un comando de lectura de una parte que no existe en la memoria caché desde el dispositivo host y el dispositivo de disco magnético necesita acceder realmente, Es necesario esperar hasta que el proceso de escritura finalice y se libere el dispositivo de disco magnético.
Por lo tanto, incluso si la instrucción de escritura del dispositivo host puede procesarse a alta velocidad mediante el proceso de almacenamiento en escritura, dado que las instrucciones del dispositivo host se mantienen esperando en el proceso de escritura en el dispositivo de disco magnético posterior, mejora general del rendimiento Existe la desventaja de que no se puede obtener un efecto.
Solución
La presente invención es un método de control de una memoria caché de disco magnético para llevar a cabo proceso de escritura de alta velocidad tiene una memoria caché, cuando los datos de la posición para escribir los datos en el procesamiento de escritura desde el dispositivo host no existe en la memoria caché, los datos de escritura Almacena los datos de escritura en la memoria caché en el dispositivo de disco magnético inmediatamente antes de la finalización de la serie de procesamiento de secuencia de instrucciones y luego informa la finalización de la secuencia de instrucciones de procesamiento de escritura en el dispositivo host Como se muestra en la FIG.
Además, los datos en una posición de destino donde escribir datos existen en la memoria caché, los datos de escritura se almacenan en la memoria caché en el proceso de escritura desde el dispositivo host, y el procesamiento de escritura se realiza inmediatamente antes de que finalice la serie de procesos de secuencia de instrucciones. Compara la posición con el contenido de un registro que almacena la posición de la pista del cabezal magnético de la unidad de disco magnético, y comienza el procesamiento de escribir los datos de escritura en la memoria caché en la unidad de disco magnético cuando los dos coinciden. E informa el final de la secuencia de instrucciones de procesamiento de escritura al aparato.
A continuación, la presente invención se describirá con referencia a los dibujos.
La figura 1 es un diagrama de configuración que muestra un aparato de control de disco magnético al que se aplica una realización de la presente invención. Como se muestra en la figura 1, el dispositivo de control de disco magnético 1 está conectado al dispositivo de host 2 y al dispositivo de disco magnético 3, respectivamente. Este dispositivo host 2 es un dispositivo host para proporcionar una instrucción al dispositivo de control de disco magnético de la presente invención, y el dispositivo 3 de disco magnético registra datos (no mostrados) en un medio de disco magnético (no mostrado) mediante un cabezal magnético (no mostrado) Como se muestra en la FIG.
El dispositivo de control de disco magnético 1 incluye un microprocesador 11, una parte de conexión de dispositivo host 12 conectada al dispositivo host 2, una parte de conexión de accionamiento 13 conectada al dispositivo de disco magnético 3, datos de lectura del dispositivo de disco magnético 3 y un disco magnético Una memoria caché 14 para almacenar datos de escritura en el dispositivo 3, una tabla de gestión de memoria caché 15 para gestionar datos almacenados en la memoria caché 14, y un registro de posición de cabeza 16 para almacenar la posición del cabezal magnético del dispositivo de disco magnético 3 .
El microprocesador 11 del dispositivo de control de disco magnético 1 controla el funcionamiento global del dispositivo de control de disco magnético 1 según un programa de control. Al realizar la transferencia de datos, la transferencia de comandos y la transferencia de estado con el dispositivo host 2, la unidad 12 de conexión del dispositivo host controla su procesamiento de entrada / salida. La unidad de conexión de accionamiento 13 controla el procesamiento de entrada / salida cuando la transferencia de datos, la transferencia de comandos y la transferencia de estado se realizan al dispositivo de disco magnético 3. La memoria caché 14 almacena la lectura de datos del dispositivo de disco magnético 3 y almacena temporalmente los datos de escritura enviados desde el dispositivo host 2.
La tabla de gestión de memoria caché 15 es una tabla de gestión para asociar la dirección de almacenamiento de datos en la memoria caché 14 con la posición de grabación del dispositivo de disco magnético 3 y determina si los datos en un área determinada de la memoria caché 14 son datos leídos. O, si se trata de datos de escritura, si son datos leídos, desde qué posición del dispositivo de disco magnético 3 se lee, y si se trata de datos de escritura, el dispositivo de disco magnético 3 Y almacena en qué posición se escribirán los datos. El área de almacenamiento en la memoria caché 14 está dividida finamente, y es posible gestionar y gestionar una pluralidad de datos leídos y datos de escritura.
El registro de posición de la cabeza 16 es un registro para almacenar el número de pista en el cual el cabezal magnético se encuentra actualmente en el dispositivo de disco magnético 3, y el contenido del mismo se actualiza mediante el microprocesador 11. El microprocesador 11 almacena el número de pista buscado en el registro de posición de la cabeza 16 cuando ejecuta una orden de búsqueda que es una instrucción de posicionamiento de la cabeza magnética con respecto al dispositivo de disco magnético 3.
Lo anterior es la configuración del dispositivo de control de disco magnético que realiza el método de control de caché de disco magnético de la presente invención.
A continuación, se describirá la operación de la realización de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de flujo que muestra el funcionamiento de la primera realización de la presente invención. En esta realización, el dispositivo de control de disco magnético 1 mostrado en la figura 1 se aplica a un dispositivo en el que no se proporciona el registro de posición de cabeza 16.
1 y 2, los comandos y datos enviados desde el dispositivo host 2 se introducen en el microprocesador 11 a través de la parte 12 de conexión del dispositivo host del dispositivo 1 de control de disco magnético y se analizan. El microprocesador 11 controla el dispositivo de disco magnético 3 de acuerdo con la instrucción analizada, y si es un comando para operar el dispositivo de disco magnético 3, envía un comando de operación al dispositivo de disco magnético 3 a través de la porción de conexión de accionamiento 13.
En esta realización, cuando la operación en el momento de la lectura es la misma que en el caso del dispositivo de control de disco magnético convencional, y cuando los datos leídos del dispositivo de disco magnético 3 se almacenan en la memoria caché 14, el dispositivo de control de disco magnético 1 transfiere los datos almacenados en la memoria caché 14 al dispositivo host 2 sin acceder al dispositivo 3 de disco magnético cuando se envía un comando de lectura para esa parte desde el dispositivo 2 host. Normalmente, un comando de escritura desde el dispositivo host 2 implica una instrucción de búsqueda y un comando de búsqueda para especificar una posición de escritura.
Primero, al recibir esta instrucción de búsqueda o comando de búsqueda, el microprocesador 11 busca la tabla de gestión de memoria caché 15 para determinar si los datos del área que incluye la posición de escritura se almacenan en la memoria caché 14, es decir, un golpe de caché O si se trata de una falta de caché (S11).
Si los datos de la posición de búsqueda o búsqueda no están en la memoria caché 14, se produce una falta de caché y el microprocesador 11 envía una orden al dispositivo de disco magnético 3 para mover la cabeza del disco magnético a la posición objetivo ( S 12) y busca una posición de destino mientras lee los datos en el medio de disco magnético (S 13). En este momento, los datos leídos del medio de disco magnético también se almacenan en la memoria caché 14 al mismo tiempo, y su posición de seguimiento se registra en la tabla de gestión de memoria caché 15 (S14). Posteriormente, los datos de escritura se aceptan desde el dispositivo host 2 y se almacenan en la memoria caché 14 (S15).
Aquí, en la presente realización, el microprocesador 11 comienza a leer los datos almacenados en la memoria caché 14 para el dispositivo de disco magnético 3 (S16) y, además, sin esperar a que se complete la escritura de datos, E informa de la finalización del comando de escritura en el dispositivo 2 (S17). Entonces, el microprocesador 11 supervisa la finalización de la escritura de los datos de escritura en el medio de disco magnético durante el modo de espera (S18).
Si se emite una instrucción para acceder al dispositivo 3 de disco magnético durante este período, es necesario esperar hasta la finalización de esta operación de escritura, pero en la presente realización, después de la búsqueda de la posición de escritura, el cabezal magnético se mueve a otra posición de seguimiento Dado que la operación de escritura en el medio de disco magnético se inicia antes del movimiento, no es necesario volver a posicionar la pista del cabezal magnético, y se acorta el tiempo de ocupación de operación del dispositivo de disco magnético que acompaña a la escritura en el medio de disco magnético.
Además, en el paso de juicio de S11, si los datos en la posición de escritura están presentes en la memoria caché 14, es decir, en el caso de un golpe de caché, los datos en la memoria caché 14 se usan como en el almacén convencional en procesamiento de escritura Se realiza una operación de búsqueda (S19). En este momento, no se tiene acceso al dispositivo real de disco magnético 3. Posteriormente, los datos de escritura se aceptan desde el dispositivo host 2 y se almacenan en la memoria caché 14 (S20).
Cuando se completa la escritura de datos en la memoria caché 14, el microprocesador 11 informa de la finalización de la orden de escritura en el dispositivo host 2 (S21). En este momento, los datos de escritura almacenados en la memoria caché 14 se escriben en el dispositivo de disco magnético 3 después de un cierto período de tiempo o cuando ciertos datos de escritura se almacenan en la memoria caché.
En esta realización, dado que la escritura en el medio de disco magnético se inicia inmediatamente antes del informe de finalización del comando de escritura al aparato 2 de host, el tiempo de ocupación de operación del aparato de disco magnético 3 se establece de manera que el aparato de nivel superior 2 transmita la siguiente instrucción Interfiere con el intervalo de comando que es el tiempo hasta la transmisión, y el tiempo de ocupación de la operación del dispositivo de disco magnético 3 visto desde el dispositivo host parece más corto por el intervalo de comando. Como resultado, es posible acortar el tiempo de espera para el próximo acceso debido a la ocupación del dispositivo de disco magnético 3.
A continuación, se describirá la operación de la segunda realización de la presente invención con referencia a la figura 1 y la figura 3.
En la presente realización, el aparato de control de disco magnético 1 mostrado en la figura 1 se aplica al aparato que tiene el registro de posición de cabeza 16. En el caso de un golpe de caché, la posición de cabeza para almacenar la posición de seguimiento de la cabeza magnética en el medio de disco magnético Este es un método para obtener un mayor efecto utilizando el registro 16.
Aquí, el diagrama de flujo mostrado en la Fig. 3 se obtiene insertando la etapa de evaluación de S20 'entre S20 y S21 del diagrama de flujo mostrado en la FIG. Por lo tanto, se omitirán las descripciones de partes solapantes en esta realización.
Con referencia a la figura 3, primero, en un caso en el que ocurre una falta de memoria caché en S11, es decir, cuando los datos de la posición de destino no están almacenados en la memoria caché 14, la operación es similar a la operación descrita en la primera realización El microprocesador 11 actualiza los contenidos del registro de posición de cabeza 16 cada vez que se cambia la posición del cabezal magnético del dispositivo de disco magnético 3. Por lo tanto, el microprocesador 11 puede conocer la posición actual del cabezal magnético leyendo los contenidos del registro de posición del cabezal 16.
Por otro lado, cuando se produce un golpe de caché en S 11, es decir, cuando los datos en la posición de destino existen en la memoria caché 14, el microprocesador 11 determina si el contenido de la tabla de gestión de memoria caché 15 Compara la dirección de pista que se escribirá en el medio de disco magnético con los datos escritos en la memoria caché 14 mediante el comando de escritura con los contenidos del registro de posición de cabeza 16. Es decir, se determina si la posición del cabezal magnético está o no en una posición en la que se pueden leer datos en la memoria caché (S20 ').
Si los dos coinciden, se inicia el proceso de escritura de los datos en la memoria caché 14 en el medio de disco magnético (S16). Por otro lado, si no coinciden, informa el final del proceso de escritura al dispositivo host 2 (S21). En este método de control, cuando la posición del cabezal magnético ya está en la posición de escribir los datos de escritura en la memoria caché 14 en el medio de disco magnético, se considera que comienza a escribir en el medio de disco magnético. Como resultado, la operación innecesaria del cabezal magnético puede reducirse aún más, y el tiempo de ocupación de operación del dispositivo 3 de disco magnético puede reducirse.
Efecto de la invención
Como se describió anteriormente, en el proceso de escritura irregular en el medio de disco magnético, la presente invención almacena los datos de escritura en la memoria caché y comienza a escribir datos en el medio de disco magnético inmediatamente antes del final de la serie de comandos de escritura , El cabezal magnético puede comenzar a escribir en la posición actual de la pista y es posible acortar el tiempo de ocupación de operación del dispositivo de disco magnético que acompaña al movimiento del cabezal magnético.
Además, dado que la finalización del comando de escritura se informa al dispositivo host simultáneamente con el inicio de escritura desde la memoria caché al medio de disco magnético, el tiempo del proceso de escritura en el dispositivo de disco magnético puede compensarse con el intervalo de comando desde el dispositivo host.
La figura 1 es un diagrama de configuración de un dispositivo de control de disco magnético al que se aplica una realización de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de flujo que muestra una realización de la presente invención.
La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra otra realización de la presente invención.
1 dispositivo de control de disco magnético
2 Dispositivo de host
3 Dispositivo de disco magnético
11 Microprocesador
12 Unidad de conexión del dispositivo host
13 Conexión de la unidad
14 memoria caché
15 Tabla de gestión de la memoria caché
16 Registro de posición de la cabeza
Paso de procesamiento S12 S21
Paso de determinación S 11, S 20 '
Reclamo
Un método de control de la reivindicación 1 de una memoria caché de disco magnético para realizar el proceso de escritura de alta velocidad tiene una memoria caché, cuando los datos de la posición para escribir los datos en el proceso de escritura del dispositivo host no existe en la memoria caché, los datos de escritura Almacenar en la memoria caché e iniciar el proceso de escribir los datos de escritura en la memoria caché en el dispositivo de disco magnético inmediatamente antes de completar la secuencia de procesamiento de secuencia de instrucciones y luego informar la finalización de la secuencia de instrucciones de procesamiento de escritura en el dispositivo host Y controlando la memoria caché del disco magnético.
2. El método de procesamiento de datos según la reivindicación 1, donde los datos de escritura se almacenan en la memoria caché en el proceso de escritura desde el dispositivo host, y el procesamiento de escritura se realiza inmediatamente antes de que finalice la serie de procesos de secuencia de instrucciones. Compara la posición de la pista con el contenido de un registro que almacena la posición de la pista del cabezal magnético de la unidad de disco magnético, y comienza el proceso de escribir los datos de escritura en la memoria caché en la unidad de disco magnético cuando los dos coinciden, E informar el final de la secuencia de instrucciones de procesamiento de escritura al dispositivo host.
Dibujo :
Application number :1997-006676
Inventors :四国日本電気ソフトウェア株式会社
Original Assignee :滝柳真澄