(57)【要約】【課題】瓦記録方式における汎用データの書換負荷の低減とデータ読出し時のレイテンシの低減を低コストで実現する。【解決手段】瓦記録方式のディスク記録装置において、他のデータトラックに上書きされないバンド２０の終端データトラック３ｅを該当バンドあるいは周辺バンドの退避領域として利用し、データを書込む際に、終端データトラックが空いている場合は、先ず終端データトラックに書込み、書込めなくなった時点で、退避データをボディトラック３ｂに書き戻すように構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心円状あるいは渦巻き状のデータトラックを有し、該データトラックが内周側あるいは外周側の一部を隣接データトラックによって上書きされて形成される記録ディスクと、前記記録ディスクに対して情報を書込む書込みヘッドと、前記記録ディスクより情報を読出す読出しヘッドと、前記書込みヘッドの書込み、および前記読出しヘッドの読出しを制御する制御回路とから構成され、
前記制御回路が、他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを退避領域とするデータの書込みを行うことを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載のディスク装置において、
前記記録ディスクの前記データトラックが、２以上の複数データトラックをデータ書き込み単位とする複数のバンドに分割されていることを特徴とするディスク装置。
【請求項３】
請求項２記載のディスク装置において、
各バンドの他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックが、当該バンドの退避領域のみとして用いることを特徴とするディスク装置。
【請求項４】
請求項２記載のディスク装置において、
各バンドの他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックが、周辺の複数のバンドの退避領域としても用いることを特徴とするディスク装置。
【請求項５】
請求項２記載のディスク装置において、
各バンドの他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを退避領域あるいは記録領域のいずれか選択可能としたことを特徴とするディスク装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載のディスク装置において、
前記退避領域を複数のセグメントに分割し、該セグメントに退避データを書き込むようにしたことを特徴とするディスク装置。
【請求項７】
請求項６に記載のディスク装置において、
セグメント管理テーブルを備え、該セグメント管理テーブルにより、セグメントに書き込んだ退避データを管理するようにしたことを特徴とするディスク装置。
【請求項８】
請求項６に記載のディスク装置において、
前記複数に分割したそれぞれのセグメントのセグメント長を可変としたことを特徴とするディスク装置。
【請求項９】
請求項８に記載のディスク装置において、
セグメント管理テーブルを備え、該セグメント管理テーブルにより、可変としたセグメントのセグメントサイズを管理するようにしたことを特徴とするディスク装置。
【請求項１０】
請求項５に記載のディスク装置において、
退避領域管理テーブルを備え、該退避領域管理テーブルにより退避領域と記録領域とを識別可能としたことを特徴とするディスク装置。
【請求項１１】
同心円状あるいは渦巻き状のデータトラックを有し、該データトラックが内周側あるいは外周側の一部を隣接データトラックによって上書きされて形成される記録ディスクと、前記記録ディスクに対して情報を書込む書込みヘッドと、前記記録ディスクより情報を読出す読出しヘッドと、前記書込みヘッドの書込み、および前記読出しヘッドの読出しを制御する制御回路を備えたディスク装置のデータ記録方法において、
他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを退避領域としてデータの書込みを行うことを特徴とするディスク装置のデータ記録方法。
【請求項１２】
請求項１１記載のディスク装置のデータ記録方法において、
前記記録ディスクの前記データトラックが、２以上の複数データトラックをデータ書き込み単位とする複数のバンドに分割されていることを特徴とするディスク装置のデータ記録方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のディスク装置のデータ記録方法において、
各バンドの他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを、周辺の複数のバンドの退避領域としても用いることを特徴とするディスク装置のデータ記録方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載のディスク装置のデータ記録方法において、
各バンドの他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを、退避領域あるいは記録領域のいずれか選択可能としたことを特徴とするディスク装置のデータ記録方法。
【請求項１５】
請求項１１乃至請求項１４のいずれか一つに記載のディスク装置のデータ記録方法において、
前記退避領域を複数のセグメントに分割し、該セグメントに退避データを書き込むようにしたことを特徴とするディスク装置のデータ記録方法。
【請求項１６】
請求項１５記載のディスク装置のデータ記録方法において、
セグメント管理テーブルを備え、該セグメント管理テーブルにより退避領域に記録するデータを管理しながら、前記セグメントに退避データを書き込むようにしたことを特徴とするディスク装置のデータ記録方法。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載のディスク装置のデータ記録方法において、
前記退避領域のセグメントに書込み要求のデータが記録されているか否かを調べ、該書込み要求のデータがある場合は、退避領域のセグメントの更新処理を行い、該書込み要求のデータがない場合は、退避領域のセグメントの追記処理を行うことを特徴とするディスク装置のデータ記録方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のディスク装置のデータ記録方法において、
前記追記処理を行う際に、前記退避領域のセグメントに空きセグメントがあるか否かを調べ、空きセグメントがある場合は、退避領域の空きセグメントにデータの書込みを行い、該空きセグメントがない場合は、ボディトラックにデータの書戻しを行うことを特徴とするディスク装置のデータ記録方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載のディスク装置のデータ記録方法において、
退避領域の空きセグメントにデータの書込みを行っている際にセグメント終端に到達した場合に、次のセグメントが空きセグメントであれば、引き続くセグメントにデータの書込みを行うことを特徴とするディスク装置のデータ記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、瓦記録を行うディスク装置及びそれを用いたデータ記録方法に係り、特に高速帯域を必要とするシステムに用いるのに好適な磁気ディスク装置及びそれを用いたデータ記録あるいは読出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、種々の装置にハードディスクが搭載され、その応用範囲が広がっている。こうした状況の下、ハードディスクの記録容量を増大させる技術の一つとして、例えば記録媒体の円周内側から外側(あるいは外側から内側)へと、順次隣接するデータトラックで一部を上書きしながら、瓦屋根（shingle）のようにデータトラックを記録していく方法がある（以下、瓦記録方式と呼ぶ）。瓦記録方式により、実際の磁気ヘッドが書き込む記録幅よりも狭いデータトラックを実現できる。
【０００３】
ところが瓦記録方式では、例えば円周内側から数えてｋ番目のデータトラックにデータを書き込む場合、当該ｋ番目から円周の最も外側までのすべてのデータトラックを再度書き直さなければならない。
【０００４】
そこで、この書き直しのオーバーヘッドを低減するため、特許文献１には次のような技術が開示されている。 すなわち、特許文献１では、その図８に示すように、２つのデータトラックを組（バンド）とし、この組において瓦記録方式での記録を行う。つまり、組に含まれる２つのデータトラックのうち、円周内側のデータトラックを記録して、次に円周外側のデータトラックを記録する。
【０００５】
上記バンドの導入は上記発明を適用したハードディスクのデータ書換単位がセクタからバンドになったに過ぎない。たとえば、１トラックあたり1500セクタ程度の記録が可能なハードディスクにおいては、１セクタの書換えに3000セクタの書換えを要する。言い換えれば従来ハードディスクに比べて、書換性能が最大3000分の1に低下する。
【０００６】
この性能低下を抑制するため、瓦記録方式ではなく、通常の書込方式(たとえば垂直磁気記録方式)で記録を行う領域(以降、退避領域と呼ぶ)を別途記録媒体上に設け、書換えに利用する技術が提案されている。たとえば、特許文献２においては、書換え頻度の多いデータを退避領域に、ほとんど書き換えられないデータを記録領域に書き込む技術が開示されている。また、特許文献３においては、退避領域のデータを小容量で管理する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第6185063号明細書
【特許文献２】特開2005-108410号公報
【特許文献３】特開2007-12139号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２で開示されている書換データ制御は、書換頻度が予測可能なデータを扱う場合にしか適用できない。また、記録領域上に記録された書換頻度の小さいデータを書換える際には、特許文献１記載の技術と同様に、長大な書換手順を必要とする。さらに、瓦記録方式と通常記録方式の領域が大きく離れて配置されるが故に、データ読出しの際には長シークが発生し、データ読出のレイテンシを低下させる問題も有している。さらには、複数のバンドへの書き込みを一つの退避領域でカバーするため、退避領域の書き戻しの際、実際更新されるバンド数が不定となる。これは、書き戻し性能がユースケースによって大きく変化することを意味しており、システム組込への障害となる。
【０００９】
また、特許文献３記載の書換えデータ記録方法も記録領域と退避領域が完全に分離されているため、記録領域に記録されたデータと退避領域に記録された更新データの関連付けを48bitのLBAを基礎として実装せざるを得ないため、管理表に必要な領域を省略しきれていない。
【００１０】
さらに、特許文献２および特許文献３の技術はいずれも、瓦記録方式と非瓦記録方式の領域を混在させるため記録媒体作成に際して2段階のプロセスを必要とする。このプロセス追加によって開発設備投資や歩留まり低下による金銭的損失と媒体作成時間の増加などの時間的損失が発生する。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであって、瓦記録方式における汎用データの書換負荷低減とデータ読出時のレイテンシの低減を低コストで実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
瓦記録方式により形成される各バンドの終端は、他のトラックおよびバンドの書き換えによって書き直されることはないため、上記課題を解決するにあたって、上記バンド端トラックを退避領域として利用可能である。
【００１３】
本発明のディスク装置は、同心円状あるいは渦巻き状のデータトラックを有し、該データトラックが内周側あるいは外周側の一部を隣接データトラックによって上書きされて形成される記録ディスクと、前記記録ディスクに対して情報を書込む書込みヘッドと、前記記録ディスクより情報を読出す読出しヘッドと、前記書込みヘッドの書込み、および前記読出しヘッドの読出しを制御する制御回路とから構成され、前記制御回路が、他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを退避領域とするデータの書込みを行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明のディスク装置のデータ記録方法は、同心円状あるいは渦巻き状のデータトラックを有し、該データトラックが内周側あるいは外周側の一部を隣接データトラックによって上書きされて形成される記録ディスクと、前記記録ディスクに対して情報を書込む書込みヘッドと、前記記録ディスクより情報を読出す読出しヘッドと、前記書込みヘッドの書込み、および前記読出しヘッドの読出しを制御する制御回路を備えたディスク装置のデータ記録方法において、他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを退避領域としてデータの書込みを行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、瓦記録方式におけるデータの書換負荷低減とデータ読出時のレイテンシの低減を低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用される磁気ディスク装置のブロック構成の一例を示す図。
【図２】瓦記録におけるデータトラックの状態の一例を示す図。
【図３】本発明の実施例１のエッジトラックにおけるセグメント記録方法を示す図。
【図４】本発明の実施例１のデータ書込み処理を示すフローチャートを示す図。
【図５】バンド番号付与順序の一例を示す図。
【図６】本発明の実施例１のエッジトラックへの追記書込み処理を示すフローチャートを示す図。
【図７】本発明の実施例１のデータ読出し処理を示すフローチャートを示す図。
【図８】本発明の実施例２のエッジトラックにおけるセグメント記録方法を示す図。
【図９】本発明の実施例３のエッジトラックにおけるセグメント記録方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
図１に磁気ディスク装置1のブロック構成図を示す。磁気ディスク装置1 は、磁気ディスク装置1の動作を制御する装置制御部102と、外部インタフェース101、磁気ディスク駆動部103、磁気ヘッド駆動部104、記録再生信号処理部105、RAM106、ROM107、不揮発RAM108、サスペンション109、磁気ディスク2、磁気ヘッド110等から主に構成されている。
【００１８】
磁気ディスク装置１は、磁気ディスク２の回転角と、この磁気ディスク２の半径方向における磁気ヘッド110の移動とによって指定された磁気ディスク２表面内の一位置に対して書込み或いは読み取りを行うものである。
【００１９】
磁気ディスク駆動部103は、装置制御部102の制御下でスピンドルモータ(図示せず)に駆動電力を与え、磁気ディスク２に回転運動を与える。  
ヘッド駆動部104は、装置制御部102の制御下でサスペンション109駆動用のアクチュエータ(図示せず)に駆動電力を与え、前記アクチュエータの先端に取り付けられた磁気ヘッド110を磁気ディスク２の半径方法に移動させる。前記アクチュエータは、サスペンション109を一つの回転軸に対し首振り運動させるボイス・コイル・モータであることが多いが、磁気ヘッド110の位置決め制御特性を高めるために補助的なアクチュエータを追加することもある。また、磁気ヘッド110が磁気ディスク２の半径方向に対して位置を変えられる制御が実現できれば他の駆動方式，機構でも良い。
【００２０】
RAM106は、主に装置制御部102がワーク領域や読み書きデータの一時格納場所に使うメモリである。  
ROM107は、装置制御部102の実行プログラムを格納する不揮発のメモリである。  
不揮発RAM108は、磁気ディスク装置１の個体毎のデータや設定値、動作ログ等を記録するメモリで、磁気ディスク装置１が電源供給を断たれた場合でも内容を保持するために、Flash MemoryやMRAM, PRAM, FeRAM等、不揮発性RAMを用いてある。但し、これは独立した半導体メモリ素子を用いる必要はなく、たとえば磁気ディスク２のある予約領域を用いるなど、他の記録原理を用いたものでも構わない。
【００２１】
記録・再生信号処理部105は、装置制御部102の制御下で、所定の信号を誤り訂正符号の付加や変調などの処理を施して、磁気ディスク２の特定の場所に記録すべく、磁気ヘッド110へと出力する書込み処理S1や、磁気ディスク２の所定の位置から磁気ヘッド110で読み取った記録信号を受け取って増幅、復調、誤り訂正処理等を施す読出し処理S2を行う。
【００２２】
次に瓦記録方式について説明する。
図2に磁気記録媒体上における、データトラックの形状を示す。図2においては上下方向を周方向、左右を径方向とし、また左を中心側、右を外周側とする。模式的にデータトラック3が直線状に描かれているが、実際のデータトラック3は磁気ディスクの円周に沿うような同心円状に形成される。
データトラック3が書き込まれる方向はスピンドルモータによる磁気ディスクの回転方向によって決定される。本実施例における磁気ディスクの回転方向は図面に対して反時計回りであるとし、すなわちデータトラック3は上から下の方向に描かれる。
【００２３】
データトラック3は磁気ヘッド110に取り付けられた書込みヘッド(図示せず)により幅Wtで形成される。そして、このデータトラック3に隣接する外周のデータトラック3は幅Wsだけ重なるように形成される。このように数本(本実施例においては3)のデータトラック3を重ねて形成した後、幅Wgの空隙を設け、また新たにデータトラック3を重ねながら形成していく。この空隙により区切られたデータトラック3の集合をバンド20と呼ぶ。
瓦記録方式においては、隣接トラックに既に重ねられたデータトラック3を書き直す際、そのデータトラック3に重なっているデータトラック3も書き直す必要がある。このようにデータトラック3の書き戻しに際する、他のデータトラック3の書き戻しにかかる時間を瓦記録方式におけるライトペナルティと呼ぶ。
バンド20は必ずしも導入する必要がないが、導入しない場合のライトペナルティは最悪のケースにおいては磁気記録媒体1のある一面をすべて書き直す時間に等しくなり、非常に長大なものとなる。バンド20の導入により、ライトペナルティを最悪でもバンド20を形成するデータトラック数を書き戻す時間に制限できる。
【００２４】
さて、図2において各バンド20における最も外周に近いデータトラック3は他のデータトラック3によって上書きされない。これはバンド20における最外周データトラック3の書き直しにはライトペナルティが無いことを意味している。以降このライトペナルティが無いバンド最外周トラックをエッジトラック3eと呼び、エッジトラック3e以外のトラックをボディトラック3bと呼ぶ。エッジトラック3eが常に外周側のバンド端を意味するわけではなく、外周トラックを内周トラックが上書きするような瓦記録方式においては、バンド20における最内周トラックがエッジトラック3eとなる。
外部装置から磁気ディスク装置1へ書込まれるデータはまずこのエッジトラック3eに書込まれ、エッジトラック3eに追記出来なくなった時点で、ボディトラック3bに書き戻される。
【００２５】
本発明は、エッジトラック3eのライトペナルティが無いことを利用し、瓦記録方式を適用した磁気ディスク装置1の書込み及び読出し性能を向上させる発明である。
以下、本発明の実施例をそれぞれ説明する。
【実施例１】
【００２６】
図3に本発明によるエッジトラック3eの状態の一例を示す。30aは退避データを、30bは元データを、4はセグメントを、4hはセグメントの中で先頭のセグメントを、40はセグメント管理テーブルをそれぞれ示す。
セグメントとは、エッジトラック3eを等セクタ数で分割したN個のそれぞれの領域である。セグメント4の内、先頭セグメント4hにはセグメント管理テーブル40が格納されている。
【００２７】
セグメント管理テーブル40の各行は、トラックナンバー42、オフセット44、データレングス46の3つの要素からなる。トラックナンバー42は、それぞれのバンド20におけるボディトラック3bを表わす要素である。オフセット44は、トラックナンバー42で示されるトラックにおける、退避データ40aの開始セクタを示す要素である。データレングス46は、セグメント4においてデータを何セクタ有しているか示す要素である。また、データレングス46はセグメント4の退避データ40aの書込み有無を示しており、データレングス46が0の場合制御部102はそのセグメント4が未使用であると判断する。
そして、セグメント管理テーブル40の各行が、セグメント4(Seg1,Seg2,…,SegN)にそれぞれ対応している。たとえば、セグメント管理テーブル40の1行目は、Seg1のセグメント4がバンド20の最も左のデータトラック3(0番)における0C5F番地から8セクタ分の退避データを有していることを示している。
【００２８】
次に、セグメント管理テーブル40が管理する各要素に必要な情報量を示す。
トラックナンバー42は、バンド20を構成するデータトラック3の本数をB、小数点以下を切り上げる関数をRUとすればRU(log(B-1))で示される。ただし、logの底は2である。本実施例においてはB=3であるから、トラックナンバー42は1bitで示すことができる。
オフセット44はデータトラック3が含む全セクタを一意に示せるだけの情報量が必要である。したがって、1本のデータトラック3に含まれるセクタ数をSとすれば、RU(log(S))で示される。2009年現在の製品におけるSはおよそ最大3000であるから、12bitあればオフセット44を表現できる。
データレングス46は、各セグメント4が含むセクタ数を示せるだけの情報量が必要である。したがって、データトラック3あたりのセクタ数Sとセグメント数Nを用いれば、RU(log(S/N))と示される。たとえば、N=100の設計においては、データレングス46は5bitで表現できる。
【００２９】
上記条件においては、セグメント管理テーブル40の各行を示すのに必要な情報量は18bitとなり、これがN個の各セグメント4に対して必要となるため、セグメント管理テーブル40のサイズは18bit×N=1800bit=225byteとなる。
セグメントあたりのセクタ数Sはおよそ30であるため、セグメント4のサイズは512×30=1.5Kbyteとなり、セグメント管理テーブル40を格納するのに十分な余裕を残している。この余裕を利用して、セグメント4のサイズを可変にしてもよい。セグメントのサイズを可変とする場合は、セグメント管理テーブル４０にセグメント４のサイズを示す要素を設け、各セグメントのサイズを格納すればよい。
【００３０】
次に本発明による磁気ディスク装置1の動作について説明する。
図4に本発明による磁気ディスク装置1へのデータ書込み処理S1を示す。書込み処理S1はバンドの特定処理S12、エッジトラックの更新確認処理S14、エッジトラックの追記処理S18もしくはエッジトラックの更新処理S20、計3つの処理によって実現される。
【００３１】
以下、それぞれの処理について説明する。
<バンド20の特定>
バンドの特定処理S12について説明する。
図5にバンド番号の割り当て順序を示す。実線の矢印は磁気ディスク２の上面、破線は下面におけるバンド番号割り当て順をそれぞれ示す。バンド番号は、まず一番上の磁気ディスク２(Disk#1)の上面の最内周バンド20を起点(1)とし、外周に向かって順に割り当てられていく。そして、一面に割り当てられるバンド数(t)に達した後は、同ディスクの下面最内周よりt+1番からまた外周に向かって順に割り当てていく。この操作を最下媒体まで繰り返して、全てのバンド20にバンド番号を割り当てる。
上記の処理によりバンド番号を割り当てれば、データトラック3の番号(シリンダ)とデータの読み書きの際に使用する磁気ヘッド110を特定することで、バンド番号を一意に求められる。
【００３２】
ホスト装置からのデータアクセス要求は論理ブロックアドレス(LBA; Logical Block Address)によって指示されるが、磁気ディスク装置1の制御部102はこのLBAをシリンダ・ヘッド・セクタ(CHS; Cylinder Head Sector)に変換する機構を有している。このLBA-CHS変換機構により、ホスト装置要求が示すシリンダ番号とヘッド番号を特定すれば、一意にバンド番号も特定できる。
すなわち、LBA-CHS変換機構により特定されたシリンダ番号とヘッド番号をそれぞれc,hとすれば、バンド番号bは
b=(h-1)×t + RU(c/B)      （１）
と求められる。
なお、本実施例では全ての面において割り当てられるバンド数をtとしたが、記録密度向上あるいは熱安定性向上のためなどにデータトラック幅あるいはバンド20を構成するデータトラック数を変化させ、面ごとに割り当てられるバンド数が等しくない場合もある。その際は各面における割り当てバンド数をそれぞれt1,t2...tnとすれば、
b= Σtk + RU(c/B)    [ただしk=1→h]    （２）
と求めれば良い。
また、必ずしも内周からバンド番号を割り当てなければならないわけでもなく、割り当て順序が明確になってさえいれば、シリンダ番号とヘッド番号から一意にバンド番号を求められる。さらには、不揮発RAMにLBAとバンド番号の対応表を搭載するなどして、LBA-CHS変換機構を利用せずに直接バンド番号を特定してもよい。
【００３３】
<エッジトラックの更新確認>
本発明による磁気ディスク装置1へのデータ書込みはまずエッジトラック3eに記録され、エッジトラック3eに書き込めなくなった時点で、エッジトラック3eが属するバンド20内のボディトラック3bにデータを書き戻す。このボディトラック3bの書き戻しの際にはライトペナルティが発生するため、極力ボディトラック3bを書き戻さず、エッジトラック3e内でデータを更新することが望ましい。
【００３４】
これを実現するため、制御部102はエッジトラック3eにホスト装置が書込み要求しているデータがあるかないか走査する。
まず、制御部102はバンド20の特定処理で利用したシリンダ番号cとバンド番号b及びバンド20を構成するデータトラック数Bを用いた次の式3より、バンド内において、バンドの先頭トラックと目標データトラックへの距離を相対データトラック距離Trと定義し、特定する。
Tr=c-(B-1)b      （３）
次に、制御部102は式3で求めた相対データトラックTr及びバンド特定処理S12におけるLBA-CHS変換機構によって特定されたセクタ番号sをエッジトラック3eの先頭に格納されたセグメント管理テーブル40に記録されているトラックナンバー42及びオフセット44とそれぞれ比較すれば、新しいセグメント4に追記するか、元々記録されたセグメント4を更新するか決定できる。
【００３５】
以下に、エッジトラック3e書込み処理S1において、新たなセグメント4に退避データ30aを追記する場合と退避データ30aが記録されているセグメント4を更新する処理をそれぞれ示す。
【００３６】
<エッジトラック3eへの追記書込み>
セグメント追記処理S18を図6を用いて説明する。
制御部102はセグメント管理テーブル40のデータレングス46を参照し、データレングス46が0、すなわちデータが記録されていないセグメント4を走査する。(S182)
空セグメント(図示せず)が存在しない場合は、制御部102は後述のボディトラック3b書戻し処理を行い、エッジトラック3e内のデータをボディトラック3bに反映させる。(C180-No,S184)
空セグメントが存在する場合、制御部102は検出した空セグメントが対応する行の、トラックナンバー42とオフセット44を記録する。(C180-Yes,S186)
磁気記憶装置をはじめとするブロックストレージへのデータ書込みに際して、一般にブロックストレージはこれから書込まれるデータのデータ長を知り得ないため、この時点ではデータレングス46を決定できない。しかるにデータ書込みの後セグメント管理テーブル40の該当行を探索できるようにしておく必要がある。本実施例においては、磁気ディスク装置1はS186によりトラックナンバー42とオフセット44を記録することでデータ書込み後の探索を可能にする。この処理はRAMあるいは不揮発RAMにセグメント番号を記録するなどして実現してもよいし、また必要ならば仮のデータレングス46を記録してもよい。また書込まれるデータのデータ長が、ストレージにあらかじめ通知されるようなファイルシステムにおいては、この時点でデータレングス46を記録してもよい。
いずれの方法にせよ、データ書込み後にセグメント管理テーブル40の対応行を探索可能にした後、制御部102は対応するセグメント4にホスト装置から送信されてくるデータを該当するセグメント4に書込んでいく。(S188)
データ書込み中にセグメント4の終端に到達した場合、制御部102はセグメント管理テーブル40の対応するデータレングス46を記録し、その次のセグメント4が空かどうか確認する。(C182-Yes,S1810)
空の場合、セグメント管理テーブル40において次のセグメント4を示す行にトラックナンバー42とオフセット44を記録し、セグメント4へホスト装置からのデータを再び書込んでいく。(C184-Yes,S186)
次のセグメント4が空で無い場合は、空セグメント4走査処理に戻る。(C184-No,S182)C184の評価により、長大な書込みデータは連続したセグメント4へと書込まれる。
この退避データ30aの連続性はデータ読込み処理S2の際のシーク発生を抑制する効果があり、磁気ディスク装置1の読出し性能の低下を防止する効果がある。
【００３７】
上記S182からS1810の処理及びC180からC184の条件分岐を繰り返し、エッジトラック3eへの退避データ30aの書込みを実現し、最後のセグメント4に書込んだ退避データ長をセグメント管理テーブル40のデータレングス46に記録して、エッジトラック追記書込み処理S18を完了する。(S1812)
【００３８】
<エッジトラック3eへの更新書込み>
元々退避データ30aが記録されたセグメント4を更新する処理S20について説明する。
制御部102はセグメント管理テーブル40のトラックナンバー42及びオフセット44を参照し、ホスト装置からの書込み要求と重複する退避データを持つセグメント4を走査する。そして、制御部102は検出したセグメント4へ移動し、ホスト装置から送信されてきたデータを書込んでいく。
セグメント端に到達する前に書込みが終了した場合は、セグメント管理テーブル40のデータレングス46を更新して、更新書込み処理S1を完了する。
セグメント4端に到達した場合は、セグメント管理テーブル40のデータレングス46を参照し、以降のエッジトラック3eへのデータ書込みに追記書込み処理S18あるいは更新書込み処理S20を使用するか決定する。データレングス46が前記更新書込み処理S1で書込んだデータ量に比べて小さい場合は追記書込み処理S1を使用し、逆に大きい場合は更新書込み処理S1を使用すればよい。
セグメント管理テーブル40による退避データ30aの管理により、エッジトラックへの書込み処理方法を決定したり元々書込まれている退避データ30aの消去を省略したりできる。この特徴は、データ書換えに際するレイテンシの低減に有効である。
【００３９】
<データ読出し処理S2>
図7に本発明による磁気ディスク装置1からのデータ読出し処理S2を示す。
データ読出し処理S2はバンド特定処理S12とエッジトラック確認処理S14とデータ再構成処理S22から実現される処理である。これらの処理の内、バンド特定処理S12とエッジトラック確認処理S14はデータ書込み処理S1で説明した処理と同一である。
【００４０】
以下、データ再構成処理S22について説明する。データ再構成処理S22は、ボディトラック3bに格納された元データ30bにエッジトラック3eに格納された退避データ30aを上書きし、ホスト装置が記録した通りのデータを再構成する処理である。
まず、制御部102はエッジトラック確認処理S14により、ホスト装置が要求しているLBAアクセスに対して、エッジトラック3eに退避データ30aが存在するかどうか調査する。存在しない場合はボディトラック3bからデータ30bを読出し、ホスト装置へ送信する。存在する場合、制御部102はエッジトラック3eより退避データ30aを読出し、RAM106に配置する。その後ボディトラック3bへ磁気ヘッド110を移動させ、元データ30bを読出し、これもRAM106に配置する。そして退避データ30aをRAM106上で元データ30bに上書きし、外部インタフェース101を介してホスト装置へ送信する。
上記データ読出し処理S2によりボディトラック3b内のデータ30bが最新でなかったとしても、ホスト装置からは連続したデータ領域から最新のデータを読出したかのように見える。
【００４１】
以上説明したデータ書込み処理S1及びデータ読出し処理S2により、ホスト装置は磁気ディスク装置1が本発明によりデータをボディトラック3b及びエッジトラック3eに分散して記録していたとしても、通常のブロックストレージと同等にデータの読み書きが実現できる。この特徴は本発明による磁気ディスク装置1を適用したとしても、ホスト装置のシステム構成には何ら影響を与えず、容易な導入を実現するための重要な特徴である。
【実施例２】
【００４２】
実施例１におけるエッジトラック3eはそれぞれが属するバンド20へのデータ書込みに対する退避領域を担当していたが、一部のバンド20に書込みが集中するとボディトラック3bへの書き戻し処理が多発し、磁気ディスク装置1の書込み性能の低下を引き起こす。そこで本実施例においては、エッジトラック3eを他のバンド20の退避領域としても利用しボディトラック3bへの書き戻し処理を抑制し、集中的なデータ書込みに際しても磁気ディスク装置1への書込み性能を低下させない方法について説明する。
【００４３】
図8に本実施例におけるセグメント管理テーブル40を示す。本実施例におけるセグメント管理テーブル40はトラックナンバー42、オフセット44、データレングス46に加えターゲットバンド41を合わせて管理する。
ターゲットバンド41は対応するセグメント4が、どのバンド20の退避領域として機能しているか示す識別子である。本実施例においては、あるエッジトラック3eが担当するバンドは左右のバンド20までとし、Lは左、Cは自身、Rは右それぞれのバンド20と定義する。このように3つのバンド20を担当する場合、ターゲットバンド41を表現するのに必要な情報量は2bitとなる。もちろんターゲットバンド41を表現する情報量を増加させれば、本実施例のように左右のバンド20に限らずさらに広域のバンド20への対応も可能である。
【００４４】
データ書込み処理S1に際しては、実施例１で述べた各セグメント4の走査処理S182を、各バンド20を担当している可能性のあるセグメント管理テーブル40(本実施例の場合は左右と自身のセグメント管理テーブル40)の参照による走査に置き換えることで実現できる。
エッジトラック3eの決定に際しては、たとえば利用率が最も小さいエッジトラック3eを選定するとか、エッジトラック3eに優先度を付けて、全てのエッジトラック3eが書込めなくなるまでボディトラック3bへの書き戻しが発生しないようにするなど、何らかのアルゴリズムに従って、退避データ30aを書込むエッジトラック3eを決定すればよい。
以上の拡張により、集中的なデータ書込みに起因するボディトラック3b書き戻しの頻発を抑制し、結果磁気ディスク装置1の書込み性能の低下を抑制できる。
【実施例３】
【００４５】
実施例２においては特定バンド20への書込み集中による書込み性能低下に際して、複数エッジトラック3eを割り当ててこの書込み性能低下を抑制する方法について説明した。
その一方で、本発明はエッジトラック3eを退避領域として利用するため、瓦記録方式で得た容量の利得を損なっている。たとえば、3本のデータトラックでバンド20を構成する磁気ディスク装置1においては33%の記録容量損失が発生する。
そこで本実施例においては、エッジトラック3eを退避領域として利用するか否かを変化させる方法について説明する。これにより書込み性能と記録容量の両方を制御できるようになり、用途に応じた磁気ディスク装置1の提供が可能となる。
【００４６】
図9に磁気ディスク装置1における、エッジトラック3e退避領域の利用状態の一例を示す。各エッジトラック3eが退避領域として利用されるか記録領域として利用されるかは、不揮発RAM108に格納された退避領域管理テーブル9によって管理される。退避領域管理テーブル9は必ずしも不揮発RAM108に格納されている必要はなく、磁気ディスク２上の任意の領域に配置されていてもよいし、RAM106に格納されていてもよい。
【００４７】
退避領域管理テーブル9は各バンド20のエッジトラック3eが退避領域として利用されているかどうか管理している。たとえば図9においては、k番目とk+2番目のエッジトラックは退避領域として利用され(ON)、k+1番目のエッジトラックは記録領域として利用される(OFF)ことを示している。
【００４８】
エッジトラック3eが記録領域として利用されているときの書込み処理S1は、実施例１のように退避領域が各バンド20に割りつけられている場合は、即座にボディトラック3bの書き戻し処理を発生させ、実施例２のように他のバンド20のエッジトラック3eを退避領域として利用できる場合は、対応するエッジトラック3eを走査して、退避データ30aを記録するか、ボディトラック3bに書き戻すか決定すればよい。
いずれにせよ、上記退避領域管理テーブル9を導入することで、記録容量のさらなる増大を実現できる。
【００４９】
本発明の実施の形態に記載したように、本発明は、課題を解決する手段に記載した上記ディスク装置あるいはディスク装置のデータ記録方法において、さらに以下のように構成することができる。
【００５０】
本発明のディスク装置は、記録ディスクのデータトラックが、２以上の複数データトラックをデータ書き込み単位とする複数のバンドに分割されているものでよい。
また、本発明のディスク装置は、各バンドの他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを、当該バンドの退避領域のみとして用いるものでよい。
また、本発明のディスク装置は、各バンドの他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを、周辺の複数のバンドの退避領域としても用いるものでよい。
また、本発明のディスク装置は、各バンドの他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを退避領域あるいは記録領域のいずれか選択可能としたものでよい。
また、本発明のディスク装置は、前記退避領域を複数のセグメントに分割し、該セグメントに退避データを書き込むようにしたものでよい。
また、本発明のディスク装置は、セグメント管理テーブルを備え、該セグメント管理テーブルにより、セグメントに書き込んだ退避データを管理するようにしたものでよい。
また、本発明のディスク装置は、前記複数に分割したそれぞれのセグメントのセグメント長を可変としたものでよい。
また、本発明のディスク装置は、セグメント管理テーブルを備え、該セグメント管理テーブルにより、可変としたセグメントのセグメントサイズを管理するようにしたものでよい。
また、本発明のディスク装置は、退避領域管理テーブルを備え、該退避領域管理テーブルにより退避領域と記録領域とを識別可能としたものでよい。
【００５１】
本発明のディスク装置のデータ記録方法は、記録ディスクのデータトラックが、２以上の複数データトラックをデータ書き込み単位とする複数のバンドに分割されているものでよい。
また、本発明のディスク装置のデータ記録方法は、各バンドの他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを、周辺の複数のバンドの退避領域としても用いるものでよい。
また、本発明のディスク装置のデータ記録方法は、各バンドの他のデータトラックに上書きされない最内周あるいは最外周のデータトラックを、退避領域あるいは記録領域のいずれか選択可能としたものでよい。
また、本発明のディスク装置のデータ記録方法は、前記退避領域を複数のセグメントに分割し、該セグメントに退避データを書き込むようにしたものでよい。
また、本発明のディスク装置のデータ記録方法は、セグメント管理テーブルを備え、該セグメント管理テーブルにより退避領域に記録するデータを管理しながら、前記セグメントに退避データを書き込むようにしたものでよい。
また、本発明のディスク装置のデータ記録方法は、前記退避領域のセグメントに書込み要求のデータが記録されているか否かを調べ、該書込み要求のデータがある場合は、退避領域のセグメントの更新処理を行い、該書込み要求のデータがない場合は、退避領域のセグメントの追記処理を行うものでよい。
また、本発明のディスク装置のデータ記録方法は、前記追記処理を行う際に、前記退避領域のセグメントに空きセグメントがあるか否かを調べ、空きセグメントがある場合は、退避領域の空きセグメントにデータの書込みを行い、該空きセグメントがない場合は、ボディトラックにデータの書戻しを行うものでよい。
また、本発明のディスク装置のデータ記録方法は、退避領域の空きセグメントにデータの書込みを行っている際にセグメント終端に到達した場合に、次のセグメントが空きセグメントであれば、引き続くセグメントにデータの書込みを行うものでよい。
【００５２】
これらの本発明によれば、バンド端を該当バンドあるいは周辺バンドに対する退避領域とすることで、従来技術が有していた記録領域と退避領域間のシーク距離を短縮し、読み出しレイテンシおよび記録領域への書き戻しペナルティを低減できる。また、退避領域のデータ管理においては、１あるいは数バンドの相対トラックとセクタで管理することができるようになるため、LBAよりも小容量でデータ管理を実現できる。さらには、全面を瓦記録方式領域として媒体作成できるため、記録方式混在による損失を低減できる。
【符号の説明】
【００５３】
１…磁気ディスク装置、２…磁気ディスク、３…データトラック、３ｂ…ボディトラック、３ｅ…エッジトラック、４…セグメント、９…退避領域管理テーブル、２０…バンド、３０ａ…退避データ、３０ｂ…元データ、４０…セグメント管理テーブル、４１…ターゲットバンド、４２…トラックナンバー、４４…オフセット、４６…データレングス、１０１…外部インタフェース、１０２…装置制御部、１０３…磁気ディスク駆動部、１０４…磁気ヘッド駆動部、１０５…記録再生信号処理部、１０６…ＲＡＭ、１０７…ＲＯＭ、１０８…不揮発ＲＡＭ、１０９…サスペンション、１１０…磁気ヘッド、Ｓ１…データ書込み処理、Ｓ２…データ読出し処理。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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