JP3742075B2 - External storage subsystem - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部記憶サブシステムに関し、特に、キャッシュ機能を備えた外部記憶サブシステムの信頼性の向上に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、汎用の電子計算機システムなどにおいて外部記憶装置として用いられる磁気ディスクサブシステムなどにおいては、ディスク制御装置の一部に半導体メモリなどからなる周知のキャッシュメモリを介在させることによって、磁気ディスク装置における回転待ちなどの機械的な要因に起因するデータ転送速度の低下を可能な限り回避する技術が知られている。
【0003】
このような、ディスク制御装置におけるキャッシュ構造に関しては、A Multiport Page−memory Architecture andA Multiport Disk−Cache System(New Generation Computing 2(1984)241−260 OHMSHA.LTD.and Springer−Verlag)において論じられているように、複数のメモリバンクに分割することで、キャッシュに対するアクセス性能の向上を図る方式が検討されている。さらに、複数個のメモリバンクとチャネルまたはディスク制御装置を結合する方式としてInterconnection Networkと呼ばれるスイッチ網が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、複数個のメモリ・バンクとスイッチ網を装備することによりキャッシュ機能を向上させることを目的としており、ディスク制御装置内部のデータ・バス構造に関してはInterconnection Networkと呼ばれるスイッチ網方式が検討されている。しかし、複数個のメモリ・バンクと複数個のチャネル・ユニット、又は複数個のコントロール・ユニットを結びデータ交換を行うデータ・バス構成を実現する場合、スイッチ網方式はハードウエア設計上の制約を受け問題があった。
【0005】
また、メモリ・バンクによって構成されるキャッシュ・ユニットの多重化についてはなんら言及していない。
【0006】
本発明の目的は、ハードウエア上のデータ転送レートやデータ・バス幅等の制約条件を考慮して、上位装置側の複数個のキャッシュ・ユニットと複数個のチャネル・ユニット、又は回転形記憶装置側の複数個のコントロール・ユニットを結ぶデータ・バス構造を実現することにある。
【0007】
本発明の他の目的は、障害に対する耐性が良好で、信頼性の高いキャッシュ機能を備えた外部記憶サブシステムを提供することにある。
【0008】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【0010】
すなわち、本発明の外部記憶サブシステムは、上位装置からアクセスされるデータを記憶する回転形記憶装置と、持久性半導体メモリおよび非持久性半導体メモリの少なくとも一方を記憶媒体とし、回転形記憶装置と上位装置との間で授受されるデータを一時的に保持することにより、上位装置からの回転形記憶装置に対するアクセス要求に応答するキャッシュ機構を備えた外部記憶制御装置とを含む外部記憶サブシステムにおいて、互いに独立な複数のキャッシュ機構と、この複数のキャッシュ機構に各々に対して上位装置および回転形記憶装置からの独立したアクセスを可能にする複数の独立なアクセス経路とを備えるようにしたものである。
【0011】
また、本発明の外部記憶サブシステムは、請求項1記載の外部記憶サブシステムにおいて、外部記憶制御装置は、上位装置との間におけるデータの授受を制御する複数のチャネル・ユニットと、回転形記憶装置との間におけるデータの授受を制御する複数のコントロール・ユニットとを備え、チャネル・ユニットおよびコントロール・ユニットの各々が、複数のキャッシュ機構が独立に接続される複数の第1のアクセス経路を備えるようにしたものである。
【0012】
また、本発明の外部記憶サブシステムは、請求項1記載の外部記憶サブシステムにおいて、上位装置との間におけるデータの授受を制御する複数のチャネル・ユニットと、回転形記憶装置との間におけるデータの授受を制御する複数のコントロール・ユニットとを備え、複数のキャッシュ機構の各々が、複数のチャネル・ユニットおよびコントロール・ユニットの各々が接続される複数の第2のアクセス経路を備えるようにしたものである。
【0013】
また、本発明の外部記憶サブシステムは、請求項1記載の外部記憶サブシステムにおいて、上位装置との間におけるデータの授受を制御する複数のチャネル・ユニットと、回転形記憶装置との間におけるデータの授受を制御する複数のコントロール・ユニットとを備え、チャネル・ユニット,コントロール・ユニットおよび複数キャッシュ機構に対して独立な複数の第3のアクセス経路を設け、この第3のアクセス経路に対して、複数のチャネル・ユニット,コントロール・ユニットおよび複数のキャッシュ機構が個別に接続されるようにしたものである。
【0014】
また、本発明の外部記憶サブシステムは、請求項1記載の外部記憶サブシステムにおいて、上位装置との間におけるデータの授受を制御する複数のチャネル・ユニットと、回転形記憶装置との間におけるデータの授受を制御する複数のコントロール・ユニットとを備え、個々のチャネル・ユニットおよびコントロールの各々と、複数のキャッシュ機構の各々とを直接かつ独立に接続する第4のアクセス経路を備えるようにしたものである。
【0015】
上記した本発明の外部記憶サブシステムによれば、キャッシュ・ユニットが多重化されているとともに、個々のキャッシュ・ユニットに対する上位装置および回転形記憶装置によるアクセス経路が独立な構成であるため、複数個のキャッシュ・ユニットと複数個のチャネル・ユニット、又は複数個のコントロール・ユニットを組み合わせることにより、データ転送レートやデータ・バス幅等を最適に構成することができる。
【0016】
また、キャッシュ・ユニットおよび当該キャッシュ・ユニットに対するアクセス経路が多重化されているので、障害の発生に際しても、キャッシュ機能を維持できる確率が高くなり、外部記憶サブシステムの障害に対する耐性および信頼性が確実に向上する。
【0017】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
以下、本発明の一実施例である外部記憶サブシステムの一例を図面を参照して説明する。
【0018】
本実施例のコンピュータ・システムは、図1に例示されるように、中央処理装置(CPU)1とディスク・サブシステムから構成されている。ディスク・サブシステムは、ディスク制御装置2と磁気ディスク装置3から構成されている。
【0019】
CPU1とディスク制御装置2は複数のチャネル・インターフェース4を介して接続され、ディスク制御装置2と磁気ディスク装置3は複数のコントロール・インターフェース5を介して接続されている。
【0020】
そして、CPU1は、チャネル・インターフェース4を経由してディスク制御装置2にアクセス命令を発行し、ディスク制御装置2がCPU1からの指令に従ってコントロール・インターフェース5を介して磁気ディスク装置3を制御することにより、データの読みだし又は書き込み制御を行う。
【0021】
ディスク制御装置2において、チャネル・インターフェース4の接続側には、チャネル制御プロセッサ110およびチャネル制御プロセッサ111の配下で稼働する複数のチャネル・ユニット60およびチャネル・ユニット61が設けられており、コントロール・インターフェース5の接続側には、コントロール・ユニット制御プロセッサ120およびコントロール・ユニット制御プロセッサ121の配下で稼働するコントロール・ユニット70およびコントロール・ユニット71が設けられている。
【0022】
ディスク制御装置2に対してCPU1から発行された命令は、チャネル・ユニット60,61で受付られ、チャネル制御プロセッサ110,111で解読され、磁気ディスク装置3を制御するのに必要なコントロール・ユニット制御プロセッサ120,121に渡し、コントロール・ユニット制御プロセッサ120,121がコントロール・ユニット70,71を介して磁気ディスク装置3を制御する。
【0023】
ディスク制御装置2内には、図示しない半導体メモリを記憶媒体としてデータを一時記憶する、互いに独立な2面のキャッシュ・ユニット80,キャッシュ・ユニット81と、やはり互いに独立な2面の不揮発メモリ・ユニット90および不揮発メモリ・ユニット91が装備されている。不揮発メモリ・ユニット90,91は、書き換え可能なメモリで外部からの電源供給の有無に関係なく一定時間データを保持する能力を備えている。
【0024】
キャッシュ・ユニット80および81の各々の容量は、たとえば、それぞれが単独で、磁気ディスク装置3の記憶容量にみあった充分なキャッシュ動作が可能な値に設定されている。同様に、不揮発メモリ・ユニット90および91の各々の容量は、たとえば、それぞれが単独で、磁気ディスク装置3の記憶容量にみあった充分なキャッシュ動作が可能な値に設定されている。
【0025】
この場合、チャネル・ユニット60には、複数の互いに独立なデータ・バス60A,データ・バス60Bが設けられている。データ・バス60Aの側には、アクセス線80aを介してキャッシュ・ユニット80が接続され、アクセス線91aを介して不揮発メモリ・ユニット91が、独立に接続されている。データ・バス60Bの側には、アクセス線81aを介してキャッシュ・ユニット81が接続され、アクセス線90aを介して不揮発メモリ・ユニット90が接続されている。
【0026】
同様に、チャネル・ユニット61には、複数の互いに独立なデータ・バス61A,データ・バス61Bが設けられている。データ・バス61Aには、アクセス線80cを介してキャッシュ・ユニット80が接続され、アクセス線91cを介して不揮発メモリ・ユニット91が接続されている。データ・バス61Bの側には、アクセス線81cを介してキャッシュ・ユニット81が接続され、アクセス線90cを介して不揮発メモリ・ユニット90が接続されている。
【0027】
また、コントロール・ユニット70には、複数の互いに独立なデータ・バス70A,データ・バス70Bが設けられている。データ・バス70Aには、アクセス線80bを介してキャッシュ・ユニット80が接続され、アクセス線91bを介して不揮発メモリ・ユニット91が接続されている。データ・バス70Bの側には、アクセス線81bを介してキャッシュ・ユニット81が接続され、アクセス線90bを介して不揮発メモリ・ユニット90が接続されている。
【0028】
同様に、コントロール・ユニット71には、複数の互いに独立なデータ・バス71A,データ・バス71Bが設けられている。データ・バス71Aには、アクセス線80dを介してキャッシュ・ユニット80が接続され、アクセス線91dを介して不揮発メモリ・ユニット91が接続されている。データ・バス71Bの側には、アクセス線81dを介してキャッシュ・ユニット81が接続され、アクセス線90dを介して不揮発メモリ・ユニット90が接続されている。
【0029】
すなわち、本実施例の構成では、チャネル・ユニット60,61およびコントロール・ユニット70,71のいずれも、互いに独立な経路によって、キャッシュ・ユニット80,81および不揮発メモリ・ユニット90,91にアクセスすることが可能になっている。
【0030】
以下、本実施例の外部記憶サブシステムの作用の一例を説明する。
【0031】
ディスク制御装置2に対してCPU1から送られてきたライトデータは、チャネル制御プロセッサ110または111の指示により、一時的にチャネル・ユニット60または61及びデータ・バス60A,60B,61A,61Bのいずれかを経由して2組のキャッシュ・ユニット80または81と、不揮発メモリ・ユニット90または91のどちらかの組に蓄えられる。その後、コントロール・ユニット制御プロセッサ120または121の指示によりキャッシュ・ユニット80,81のいずれか、又は不揮発メモリ・ユニット90,91のいずれかからデータを読みだしデータ・バス70A〜71B及びコントロール・ユニット70または71を介して磁気ディスク装置3にライトデータを格納する。
【0032】
一方、CPU1からのデータ読みだし要求をチャネル・ユニット60または61を介して受け取ったチャネル制御プロセッサ110または111は、2組のキャッシュ・ユニット80または81及び不揮発メモリ・ユニット90または91の内容を調べCPU1が要求したデータが有った場合、キャッシュ・ユニット80または81又は不揮発メモリ・ユニット90または91からリードデータをデータ・バス60A〜61Bのいずれか及びチャネル・ユニット60または61を介してCPU1へ送る。
【0033】
CPU1が要求したデータが2組のキャッシュ・ユニット80または81と不揮発メモリ・ユニット90または91に存在しない場合は、チャネル制御プロセッサ110または111は、磁気ディスク装置3からのデータ読みだしをコントロール・ユニット制御プロセッサ120または121に伝える。チャネル制御プロセッサ110または111からのデータ読みだし要求を受けたコントロール・ユニット制御プロセッサ120または121は、磁気ディスク装置3から読み出した要求データを、コントロール・ユニット70または71及びデータ・バス70A〜71Bを介してキャッシュ・ユニット80または81のどちらかに格納する。
【0034】
コントロール・ユニット制御プロセッサ120または121からキャッシュ・ユニット80または81へのリードデータ格納完了報告を受けたチャネル制御プロセッサ110または111は、CPU1にデータ準備完了を報告し、CPU1の指示によりリードデータをキャッシュ・ユニット80または81から、データ・バス60A〜61B及びチャネル・ユニット60または61を介してCPU1へリードデータを送る。
【0035】
図2は、ディスク制御装置2内におけるチャネル・ユニット60,61又はコントロール・ユニット70,71と複数個のキャッシュ・ユニット80,81又は不揮発メモリ・ユニット90,91間を結ぶデータ・バス60A〜71Bの信号構成を表している。本実施例においては、チャネル・ユニット60,61又はコントロール・ユニット70,71は、キャッシュ・ユニット80,81及び不揮発メモリ・ユニット90,91に対してマスター動作を行う。キャッシュ・ユニット80,81、又は不揮発メモリ・ユニット90,91は、チャネル・ユニット60,61又はコントロール・ユニット70,71に対してスレーブ動作を行う。
【0036】
チャネル・ユニット60,61又はコントロール・ユニット70,71は、SEL<0-1>信号線を駆動することにより2面あるキャッシュ・ユニット80,81、又は不揮発メモリ・ユニット90,91を選択する。チャネル・ユニット60,61、又はコントロール・ユニット70,71は、キャッシュ・ユニット80,81、又は不揮発メモリ・ユニット90,91を選択した状態においてDTOUT/*DTIN 信号線とCMD/*DTIN 信号線の、図4に例示された信号の組合せによりデータ・バス60A〜71Bの状態を指定する。図3に示すデータ・バスプロトコールに従ってチャネル・ユニット60,61、又はコントロール・ユニット70,71と、キャッシュ・ユニット80,81、又は不揮発メモリ・ユニット90,91との間でリードデータ、ライトデータ、コマンド、ステータスの交換を実施する。
【0037】
このように、本実施例の外部記憶サブシステムにおいては、複数のキャッシュ・ユニット80,81および不揮発メモリ・ユニット90,91がそれぞれ互いに独立に設けられ、しかも、中央処理装置1の側のチャネル・ユニット60,61や、磁気ディスク装置3のコントロール・ユニット70,71の側からの、複数のキャッシュ・ユニット80,81および不揮発メモリ・ユニット90,91に対するアクセスが、複数のデータ・バス60A〜71B、さらにはアクセス線80a〜80d,アクセス線81a〜81d,アクセス線90a〜90d,アクセス線91a〜91dを介して独立に行うことが可能な構成であるため、各データ・バスやアクセス線におけるデータ転送速度や、データ・バスの幅などを最適に設定できるという利点がある。
【0038】
また、複数のキャッシュ・ユニット80,81および不揮発メモリ・ユニット90,91のいずれかに、あるいは、複数のデータ・バス60A〜71B、さらにはアクセス線80a〜80d,アクセス線81a〜81d,アクセス線90a〜90d,アクセス線91a〜91dなどのいずれかに障害が発生しても、キャッシュ機能を維持することが可能となり、障害に対する耐性や動作の信頼性が確実に向上する。
【0039】
(実施例2)
図5は、本発明の他の実施例である外部記憶サブシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【0040】
この実施例2の場合には、複数のキャッシュ・ユニット80,81および不揮発メモリ・ユニット90,91の各々が、それぞれ、複数のデータ・バス80A,データ・バス80Bおよびデータ・バス81A,データ・バス81Bおよびデータ・バス90A,データ・バス90B,データ・バス91A,データ・バス91Bを備え、これらの各データ・バスに対して、チャネル・ユニット60,61およびコントロール・ユニット70,71が、アクセス線60a〜60d,アクセス線61a〜アクセス線61d,アクセス線70a〜アクセス線70d,アクセス線71a〜アクセス線71dを介してそれぞれ独立に接続されるようにしたものである。
【0041】
この場合にも、前記実施例1と同様の効果を得ることができる。
【0042】
(実施例3)
図6は、本発明のさらに他の実施例である外部記憶サブシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【0043】
この実施例3の場合には、2本の共通データ・バス200Aおよひ200Bを設けたものである。そして、その各々に対して、チャネル・ユニット60は、アクセス線60e,アクセス線60fを介して接続され、チャネル・ユニット61は、アクセス線61e,アクセス線61fを介して接続され、コントロール・ユニット70はアクセス線70e,アクセス線70fを介して接続され、コントロール・ユニット71は、アクセス線71e,アクセス線71fを介して接続され、キャッシュ・ユニット80は、アクセス線80e,アクセス線80fを介して接続され、キャッシュ・ユニット81は、アクセス線81e,アクセス線81fを介して接続され、不揮発メモリ・ユニット90は、アクセス線90e,アクセス線90fを介して接続され、不揮発メモリ・ユニット91は、アクセス線91e,アクセス線91fを介してそれぞれ独立に接続されるようにしたものである。
【0044】
この場合にも、前記各実施例と同様の効果を得ることができる。
【0045】
(実施例4)
図7は、本発明のさらに他の実施例である外部記憶サブシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【0046】
この実施例4の場合には、それぞれが、複数個のキャッシュ・ユニットからなるキャッシュ・ユニット群800,キャッシュ・ユニット群801と、それぞれが複数個の不揮発メモリ・ユニットを含む不揮発メモリ・ユニット群900,不揮発メモリ・ユニット群901を備え、キャッシュ・ユニット群800,801および不揮発メモリ・ユニット群900,901は、群単位に、データ・バス60g〜60j,データ・バス61g〜61j,データ・バス70g〜70j,データ・バス71g〜71jを介して、チャネル・ユニット60,チャネル・ユニット61およびコントロール・ユニット70,コントロール・ユニット71に接続されるように構成したものである。
【0047】
この場合にも、前記各実施例と同様の効果を得ることができる。
【0048】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0049】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0050】
本発明の外部記憶サブシステムによれば、回転形記憶装置を含む外部記憶サブシステムにおいて複数個のキャッシュ・ユニットを、上位装置側の複数個のチャネル・ユニット、および回転形記憶装置の側の複数個のコントロール・ユニットに対して単純な構造で結合できる。従って、ディスク制御装置におけるキャッシュ機能・性能を向上させる効果がある。
【0051】
また、本発明の外部記憶サブシステムによれば、キャッシュ・ユニットおよび当該キャッシュ・ユニットに対するアクセス経路の双方が多重化されているので、障害に対する耐性が良好で、信頼性の高いキャッシュ機能を実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である外部記憶サブシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【図2】ディスク制御装置内におけるチャネル・ユニット又はコントロール・ユニットと複数個のキャッシュ・ユニット又は不揮発メモリ・ユニット間を結ぶデータ・バスの信号構成の一例を示す説明図である。
【図3】チャネル・ユニット又はコントロール・ユニットと、キャッシュ・ユニット、又は不揮発メモリ・ユニットとの間でリードデータ、ライトデータ、コマンド、ステータスの交換を実施する際のデータ・バスプロトコールの一例を示す概念図である。
【図4】データ・バスの状態を指定するデータ・バスモードの一例を示す説明図である。
【図5】本発明の他の実施例である外部記憶サブシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【図6】本発明のさらに他の実施例である外部記憶サブシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【図7】本発明のさらに他の実施例である外部記憶サブシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 中央処理装置(CPU)(上位装置)
2 ディスク制御装置(外部記憶制御装置)
3 磁気ディスク装置(回転形記憶装置)
4 チャネル・インターフェース
5 コントロール・インターフェース
60 チャネル・ユニット
60a〜60d アクセス線
60e,60f アクセス線
60g〜60j データ・バス(第4のアクセス経路)
60A,60B データ・バス(第1のアクセス経路)
61 チャネル・ユニット
61a〜61d アクセス線
61e,61f アクセス線
61g〜61h データ・バス(第4のアクセス経路)
61A,61B データ・バス(第1のアクセス経路)
70 コントロール・ユニット
70a〜70d アクセス線
70e,70f アクセス線
70g〜70j データ・バス(第4のアクセス経路)
70A,70B データ・バス(第1のアクセス経路)
71 コントロール・ユニット
71a〜71d アクセス線
71e,71f アクセス線
71g〜71j データ・バス(第4のアクセス経路)
71A,71B データ・バス(第1のアクセス経路)
80 キャッシュ・ユニット(キャッシュ機構)
80a〜80d アクセス線
80e,80f アクセス線
80A,80B データ・バス(第2のアクセス経路)
81 キャッシュ・ユニット(キャッシュ機構)
81a〜81d アクセス線
81e,81f アクセス線
81A,81B データ・バス(第2のアクセス経路)
90 不揮発メモリ・ユニット(キャッシュ機構)
90a〜90d アクセス線
90e,90f アクセス線
90A,90B データ・バス(第2のアクセス経路)
91 不揮発メモリ・ユニット(キャッシュ機構)
91a〜91d アクセス線
91e,91f アクセス線
91A,91B データ・バス(第2のアクセス経路)
110,111 チャネル制御プロセッサ
120,121 コントロール・ユニット制御プロセッサ
200A,200B 共通データ・バス(第3のアクセス経路)
800,801 キャッシュ・ユニット群
900,901 不揮発メモリ・ユニット群[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an external storage subsystem, and more particularly to a technique effective when applied to improving the reliability of an external storage subsystem having a cache function.
[0002]
[Prior art]
For example, in a magnetic disk subsystem used as an external storage device in a general-purpose electronic computer system or the like, the rotation in the magnetic disk device can be performed by interposing a known cache memory such as a semiconductor memory in a part of the disk control device. A technique for avoiding a decrease in data transfer rate due to a mechanical factor such as waiting as much as possible is known.
[0003]
Regarding such a cache structure in the disk controller, A Multiport Page-memory Architecture and A Multiport Disc-Cache System (New Generation Computing 2 (1984) 241-260 OHMSHA.LTD. And Spring). As described above, a method for improving the access performance to the cache by dividing the memory bank into a plurality of memory banks has been studied. Furthermore, a switch network called Interconnection Network has been proposed as a method for coupling a plurality of memory banks and channels or disk control devices.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above prior art aims to improve the cache function by providing a plurality of memory banks and a switch network. Regarding the data bus structure inside the disk control device, a switch network system called Interconnection Network is considered. Has been. However, when implementing a data bus configuration that exchanges data by connecting multiple memory banks and multiple channel units or multiple control units, the switch network method is subject to hardware design constraints. There was a problem.
[0005]
Further, there is no mention of multiplexing of cache units constituted by memory banks.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to consider a constraint such as a data transfer rate on hardware and a data bus width, and a plurality of cache units and a plurality of channel units on the host device side, or a rotary storage device It is to realize a data bus structure that connects a plurality of control units on the side.
[0007]
Another object of the present invention is to provide an external storage subsystem having a cache function that has a high tolerance to failures and a high reliability.
[0008]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
[0010]
That is, the external storage subsystem of the present invention includes a rotary storage device that stores data accessed from a host device, and at least one of a permanent semiconductor memory and a non-endurance semiconductor memory as a storage medium, In an external storage subsystem including an external storage control device having a cache mechanism that responds to an access request to a rotary storage device from a host device by temporarily holding data exchanged with the host device A plurality of cache mechanisms independent from each other, and a plurality of independent access paths that enable independent access from the host device and the rotary storage device to each of the plurality of cache mechanisms. is there.
[0011]
The external storage subsystem according to the present invention is the external storage subsystem according to
[0012]
The external storage subsystem according to the present invention is the external storage subsystem according to
[0013]
The external storage subsystem according to the present invention is the external storage subsystem according to
[0014]
The external storage subsystem according to the present invention is the external storage subsystem according to
[0015]
According to the external storage subsystem of the present invention described above, the cache units are multiplexed, and the access paths by the host device and the rotary storage device for each cache unit are independent, so that a plurality of cache units are provided. By combining this cache unit with a plurality of channel units or a plurality of control units, the data transfer rate, data bus width, etc. can be optimally configured.
[0016]
In addition, since the cache unit and the access path to the cache unit are multiplexed, there is a high probability that the cache function can be maintained even in the event of a failure, and the tolerance and reliability against failure of the external storage subsystem are ensured. To improve.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example 1
Hereinafter, an example of an external storage subsystem according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
As illustrated in FIG. 1, the computer system of this embodiment is composed of a central processing unit (CPU) 1 and a disk subsystem. The disk subsystem is composed of a disk control device 2 and a
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
In the disk controller 2, a plurality of
[0022]
Instructions issued from the
[0023]
In the disk controller 2, two
[0024]
The capacity of each of the
[0025]
In this case, the
[0026]
Similarly, the
[0027]
The
[0028]
Similarly, the
[0029]
That is, in the configuration of the present embodiment, both the
[0030]
Hereinafter, an example of the operation of the external storage subsystem of this embodiment will be described.
[0031]
The write data sent from the
[0032]
On the other hand, the
[0033]
When the data requested by the
[0034]
The
[0035]
FIG. 2 shows
[0036]
The
[0037]
Thus, in the external storage subsystem of this embodiment, a plurality of
[0038]
Also, one of the plurality of
[0039]
(Example 2)
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of an external storage subsystem according to another embodiment of the present invention.
[0040]
In the case of the second embodiment, each of the plurality of
[0041]
Also in this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0042]
Example 3
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of an external storage subsystem according to still another embodiment of the present invention.
[0043]
In the case of the third embodiment, two
[0044]
Also in this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.
[0045]
(Example 4)
FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of an external storage subsystem according to still another embodiment of the present invention.
[0046]
In the case of the fourth embodiment, a cache unit group 800 including a plurality of cache units, a
[0047]
Also in this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.
[0048]
The invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.
[0049]
【The invention's effect】
Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
[0050]
According to the external storage subsystem of the present invention, a plurality of cache units, a plurality of channel units on the host device side, and a plurality on the rotary storage device side in the external storage subsystem including the rotary storage device are provided. A simple structure can be connected to each control unit. Therefore, there is an effect of improving the cache function / performance in the disk controller.
[0051]
In addition, according to the external storage subsystem of the present invention, since both the cache unit and the access path to the cache unit are multiplexed, a fault tolerance is good and a highly reliable cache function is realized. The effect that it can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an external storage subsystem according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a signal configuration of a data bus connecting a channel unit or control unit and a plurality of cache units or nonvolatile memory units in the disk control device.
FIG. 3 shows an example of a data bus protocol for exchanging read data, write data, commands, and status between a channel unit or control unit and a cache unit or a nonvolatile memory unit. It is a conceptual diagram.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a data bus mode for designating a data bus state;
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of an external storage subsystem according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of an external storage subsystem according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of an external storage subsystem according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Central processing unit (CPU) (host device)
2 Disk controller (external storage controller)
3 Magnetic disk unit (rotary storage device)
4
60A, 60B data bus (first access route)
61 Channel units 61a to
61A, 61B Data bus (first access route)
70
70A, 70B Data bus (first access path)
71
71A, 71B Data bus (first access path)
80 cash units (cache mechanism)
80a to
81 Cache unit (cache mechanism)
81a to
90 Nonvolatile memory unit (cache mechanism)
90a to
91 Nonvolatile memory unit (cache mechanism)
91a to
110, 111
800, 801
Claims (12)
前記上位装置から送信されるデータを転送し、前記上位装置に対してデータを転送するチャネル機構と、持久性半導体メモリおよび非持久性半導体メモリの少なくとも一方を記憶媒体として前記回転形記憶装置と前記上位装置との間で授受される前記データを一時的に保持することにより、前記上位装置からの前記回転形記憶装置に対するアクセス要求に応答するキャッシュ機構と、前記キャッシュ機構に接続され、前記キャッシュ機構に対してデータを転送し、前記上位装置から送られるデータを前記キャッシュ機構から受けるコントロール機構と、を有する外部記憶制御装置と、
を含む外部記憶サブシステムであって、
互いに独立な複数のキャッシュ機構と、この複数のキャッシュ機構の各々に対して単数の前記チャネル機構および単数の前記コントロール機構からの独立したアクセスを可能にする複数の独立なアクセス経路とを備え、
前記上位装置から読み出し要求されたデータが前記複数のキャッシュ機構のいずれかのキャッシュ機構に存在する場合には、前記読み出し要求されたデータは、前記いずれかのキャッシュ機構から読み出され、前記チャネル機構を介して前記上位装置に転送されるものであり、
前記上位装置から読み出し要求されたデータが前記複数のキャッシュ機構に存在しない場合には、前記読み出し要求されたデータは、前記回転形記憶装置から読み出され、前記コントロール機構から前記複数のキャッシュ機構のいずれかのキャッシュ機構に転送され、前記チャネル機構を介して前記上位装置に転送されるものであることを特徴とする外部記憶サブシステム。A rotary storage device for storing data accessed from the host device;
A channel mechanism for transferring data transmitted from the host device and transferring the data to the host device; and at least one of a permanent semiconductor memory and a non-endurance semiconductor memory as the storage medium, the rotary storage device and the A cache mechanism that responds to an access request to the rotary storage device from the host device by temporarily holding the data exchanged with the host device, and is connected to the cache mechanism, and the cache mechanism An external storage control device having a control mechanism for transferring data to and receiving data sent from the host device from the cache mechanism ;
An external storage subsystem comprising:
A plurality of cache mechanisms independent of each other, and a plurality of independent access paths that allow independent access from each of the plurality of cache mechanisms from a single channel mechanism and a single control mechanism ;
When the data requested to be read from the host device exists in any one of the plurality of cache mechanisms, the data requested to be read is read from any one of the cache mechanisms, and the channel mechanism Is transferred to the host device via
When the data requested to be read from the higher-level device does not exist in the plurality of cache mechanisms, the data requested to be read is read from the rotary storage device, and from the control mechanism to the cache mechanisms. An external storage subsystem, wherein the external storage subsystem is transferred to any one of the cache mechanisms and transferred to the host device via the channel mechanism .
前記上位装置に接続され、前記上位装置から送られるデータの転送を制御し、前記上位装置に対して送られるデータの転送を制御する複数のチャネル機構と、
前記回転形記憶装置に接続され、前記回転形記憶装置から送られるデータの転送を制御し、前記回転形記憶装置に対して送られるデータの転送を制御する複数のコントロール機 構と、
前記上位装置と前記回転形記憶装置との間で転送されるデータを記憶する複数のキャッシュ機構とを有し、
前記複数のチャネル機構および前記複数のコントロール機構の各々は、前記複数のキャッシュ機構のうちのいずれかのキャッシュ機構と接続されるアクセス経路と、前記いずれかのキャッシュ機構の他のキャッシュ機構と接続されるアクセス経路と、を少なくとも有するものであり、
前記上位装置から読み出し要求されたデータが前記複数のキャッシュ機構に存在する場合には、前記読み出し要求されたデータは、前記複数のキャッシュ機構のいずれかのキャッシュ機構から読み出され、前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構を介して前記上位装置に転送されるものであり、
前記上位装置から読み出し要求されたデータが前記複数のキャッシュ機構に存在しない場合には、前記読み出し要求されたデータは、前記回転形記憶装置から読み出され、前記複数のコントロール機構のいずれかのコントロール機構から前記複数のキャッシュ機構のいずれかのキャッシュ機構に転送され、前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構を介して前記上位装置に転送されるものであり、
前記複数のアクセス経路は、前記上位装置から前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構に送信されたデータもしくは前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構から前記上位装置に送信されるデータが転送されるアクセス経路であることを特徴とする外部記憶サブシステム。A rotary storage device that stores data sent from a host device and sends data to the host device in response to a request from the host device;
A plurality of channel mechanisms connected to the host device, for controlling the transfer of data sent from the host device, and for controlling the transfer of data sent to the host device;
Connected to said rotating storage to control the transfer of data sent from said rotating storage, a plurality of control Organization for controlling the transfer of data to be sent to said rotating storage,
A plurality of cache mechanisms for storing data transferred between the host device and the rotary storage device;
Each of the plurality of channel mechanisms and the plurality of control mechanisms is connected to an access path connected to any one of the plurality of cache mechanisms and to another cache mechanism of the one of the cache mechanisms. an access path that is one having at least,
When the data requested to be read from the host device exists in the plurality of cache mechanisms, the data requested to be read is read from any one of the plurality of cache mechanisms, and the plurality of channels Is transferred to the host device via any channel mechanism of the mechanism,
When the data requested to be read from the higher-level device does not exist in the plurality of cache mechanisms, the data requested to be read is read from the rotary storage device and controlled by any of the plurality of control mechanisms. Transferred from the mechanism to any one of the plurality of cache mechanisms, and transferred to the host device via any one of the plurality of channel mechanisms.
The plurality of access paths transfer data transmitted from the host device to any one of the plurality of channel mechanisms or data transmitted from any channel mechanism of the plurality of channel mechanisms to the host device. External storage subsystem, characterized in that the access path is an access path .
前記上位装置に接続され、前記上位装置から送られるデータの転送を制御し、前記上位装置に対して送られるデータの転送を制御する複数のチャネル機構と、
前記回転形記憶装置に接続され、前記回転形記憶装置から送られるデータの転送を制御し、前記回転形記憶装置に対して送られるデータの転送を制御する複数のコントロール機構と、
前記上位装置と前記回転形記憶装置との間で転送されるデータを記憶する複数のキャッシュ機構とを有し、
前記複数のチャネル機構および前記複数のコントロール機構の各々は、2つのアクセス経路を有し、
前記複数のキャッシュ機構のうちの略半数は、前記2つのアクセス経路のうちのいずれか一方に接続される複数のアクセス経路を有し、前記複数のキャッシュ機構のうちの他の略半数は、前記2つのアクセス経路のうちの他方に接続される複数のアクセス経路を有するものであり、
前記上位装置から読み出し要求されたデータが前記複数のキャッシュ機構に存在する場合には、前記読み出し要求されたデータは、前記複数のキャッシュ機構のいずれかのキャッシュ機構から読み出され、前記いずれかのチャネル機構を介して前記上位装置に転送されるものであり、
前記上位装置から読み出し要求されたデータが前記複数のキャッシュ機構に存在しない場合には、前記読み出し要求されたデータは、前記回転形記憶装置から読み出され、前記複数のコントロール機構のいずれかのコントロール機構から前記複数のキャッシュ機構のいずれかのキャッシュ機構に転送され、前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構を介して前記上位装置に転送されるものであり、
前記アクセス経路は、前記上位装置から前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構に送信されたデータもしくは前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構から前記上位装置に送信されるデータが転送されるアクセス経路であることを特徴とする外部記憶サブシステム。A rotary storage device that stores data sent from a host device and sends data to the host device in response to a request from the host device;
A plurality of channel mechanisms connected to the host device, for controlling the transfer of data sent from the host device, and for controlling the transfer of data sent to the host device;
A plurality of control mechanisms connected to the rotary storage device to control transfer of data sent from the rotary storage device and to control transfer of data sent to the rotary storage device;
A plurality of cache mechanisms for storing data transferred between the host device and the rotary storage device;
Each of the plurality of channel mechanisms and the plurality of control mechanisms has two access paths;
Approximately half of the plurality of cache mechanisms have a plurality of access paths connected to one of the two access paths, and the other approximately half of the plurality of cache mechanisms is the A plurality of access paths connected to the other of the two access paths ,
When the data requested to be read from the host device is present in the plurality of cache mechanisms, the data requested to be read is read from any one of the plurality of cache mechanisms, Transferred to the host device via a channel mechanism,
When the data requested to be read from the higher-level device does not exist in the plurality of cache mechanisms, the data requested to be read is read from the rotary storage device and controlled by any of the plurality of control mechanisms. Transferred from the mechanism to any one of the plurality of cache mechanisms, and transferred to the host device via any one of the plurality of channel mechanisms.
The access path transfers data transmitted from the host device to any one of the plurality of channel mechanisms or data transmitted from any channel mechanism of the plurality of channel mechanisms to the host device. An external storage subsystem characterized by an access path .
前記上位装置に接続され、前記上位装置から送られるデータの転送を制御し、前記上位装置に対して送られるデータの転送を制御する複数のチャネル機構と、
前記回転形記憶装置に接続され、前記回転形記憶装置から送られるデータの転送を制御し、前記回転形記憶装置に対して送られるデータの転送を制御する複数のコントロール機構と、
前記上位装置と前記回転形記憶装置との間で転送されるデータを記憶する複数のキャッシュ機構とを有し、
前記キャッシュ機構の各々は、2つのアクセス経路を有し、
前記複数のチャネル機構は、前記2つのアクセス経路のうちのいずれか一方に接続される複数のアクセス経路を有し、
前記複数のコントロール機構は、前記2つのアクセス経路のうちの他方に接続される複数のアクセス経路を有するものであり、
前記上位装置から読み出し要求されたデータが前記複数のキャッシュ機構に存在する場合には、前記読み出し要求されたデータは、前記複数のキャッシュ機構のいずれかのキャッシュ機構から読み出され、前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構を介して前記上位装置に転送されるものであり、
前記上位装置から読み出し要求されたデータが前記複数のキャッシュ機構に存在しない場合には、前記読み出し要求されたデータは、前記回転形記憶装置から読み出され、前記複数のコントロール機構のいずれかのコントロール機構から前記いずれかのキャッシュ機構に転送され、前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構を介して前記上位装置に転送されるものであり、
前記複数のアクセス経路は、前記上位装置から前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構に送信されたデータもしくは前記複数のチャネル機構のいずれかのチャネル機構から前記上位装置に送信されるデータが転送されるアクセス経路であることを特徴とする外部記憶サブシステム。A rotary storage device that stores data sent from a host device and sends data to the host device in response to a request from the host device;
A plurality of channel mechanisms connected to the host device, for controlling the transfer of data sent from the host device, and for controlling the transfer of data sent to the host device;
A plurality of control mechanisms connected to the rotary storage device to control transfer of data sent from the rotary storage device and to control transfer of data sent to the rotary storage device;
A plurality of cache mechanisms for storing data transferred between the host device and the rotary storage device;
Each of the cache mechanisms has two access paths;
The plurality of channel mechanisms have a plurality of access paths connected to one of the two access paths;
The plurality of control mechanisms have a plurality of access paths connected to the other of the two access paths ,
When the data requested to be read from the host device exists in the plurality of cache mechanisms, the data requested to be read is read from any one of the plurality of cache mechanisms, and the plurality of channels Is transferred to the host device via any channel mechanism of the mechanism,
When the data requested to be read from the higher-level device does not exist in the plurality of cache mechanisms, the data requested to be read is read from the rotary storage device and controlled by any of the plurality of control mechanisms. Transferred from the mechanism to any one of the cache mechanisms, and transferred to the host device via any one of the plurality of channel mechanisms.
The plurality of access paths transfer data transmitted from the host device to any one of the plurality of channel mechanisms or data transmitted from any channel mechanism of the plurality of channel mechanisms to the host device. External storage subsystem, characterized in that the access path is an access path .
前記キャッシュ機構は、少なくとも1つの不揮発メモリ及び少なくとも1つの揮発メモリを有するものであることを特徴とする外部記憶サブシステム。The external storage subsystem according to claim 1-8 .
The external storage subsystem, wherein the cache mechanism has at least one nonvolatile memory and at least one volatile memory.
前記キャッシュ機構は、少なくとも1つの揮発メモリを有するものであることを特徴とする外部記憶サブシステム。The external storage subsystem according to claim 1-8 .
The external storage subsystem, wherein the cache mechanism has at least one volatile memory.
前記キャッシュ機構は、少なくとも1つの不揮発メモリを有するものであることを特徴とする外部記憶サブシステム。The external storage subsystem according to claim 1-8 .
The external storage subsystem characterized in that the cache mechanism has at least one nonvolatile memory.
前記複数のキャッシュ機構のうちの略半数は、前記2つのアクセス経路のうちのいずれか一方に接続される複数のアクセス経路を有し、かつ、前記2つのアクセス経路のうちの他方に接続されるアクセス経路を有さないものであり、Almost half of the plurality of cache mechanisms have a plurality of access paths connected to one of the two access paths, and are connected to the other of the two access paths. It has no access route,
前記複数のキャッシュ機構のうちの他の略半数は、前記2つのアクセス経路のうちの前記他方に接続される複数のアクセス経路を有し、かつ、前記2つのアクセス経路のうちの前記一方に接続されるアクセス経路を有さないものであることを特徴とする外部記憶サブシステム。The other half of the plurality of cache mechanisms has a plurality of access paths connected to the other of the two access paths, and is connected to the one of the two access paths. An external storage subsystem characterized by having no access path to be used.
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