(57)【要約】【課題】ハードディスクのアクセス性能をさほど低下することなくＡＴＩ現象によるデータの破壊を防止可能なハードディスク装置を提供する。【解決手段】ハードディスク５０とハードディスクコントローラ６０との間にアドレス管理部１００を備える。アドレス管理部１００は、ハードディスク５０上の各アドレス毎のライト回数を監視し、ライト回数がしきい値を超えたアドレスに記録されているデータをハードディスク５０上の他のアドレスに入れ換えると共に、入換前のアドレスと入換後のアドレスとの対応を記憶し、ハードディスクコントローラ６０から入換前のアドレスが指定されたとき、前記記憶された入換前のアドレスと入換後のアドレスとの対応に基づいて入換後のアドレスにアクセスする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスクとハードディスクコントローラとの間にアドレス管理部を備えてなるハードディスク装置において、前記アドレス管理部は、各アドレス毎のライト回数を監視し、ライト回数がしきい値を超えたアドレスに記録されているデータを前記ハードディスク上の他のアドレスに入れ換えると共に、入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応を記憶し、前記ハードディスクコントローラから前記入換元のアドレスが指定されたとき、前記記憶された入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応に基づいて前記入換先のアドレスにアクセスすることを特徴とするハードディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハードディスク装置において、前記アドレス管理部は、前記ライト回数がしきい値を超えたアドレスに記録されているデータを、データが記録されていないアドレスのうちで最もアクセス速度が速いアドレスに入れ換えた後、当該データが入れ換えられたアドレスの次のアドレスから続く１トラック分のデータをリードし同じアドレスにライトすることを特徴とするハードディスク装置。
【請求項３】
請求項１に記載のハードディスク装置において、前記アドレス管理部は、前記ハードディスク上に設定された退避用領域を更に管理し、前記ライト回数がしきい値を超えたアドレスに記録されているデータを、データが記録されていないアドレスのうちで最もアクセス速度が速いアドレスに入れ換えた後、当該データが入れ換えられたアドレスの次のアドレスから続く１トラック分のデータを前記退避用領域に入れ換えることを特徴とするハードディスク装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のハードディスク装置において、前記アドレス管理部は、前記入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応を、アドレス単位ではなく、複数のアドレスの集合からなるアドレス群単位で管理することを特徴とするハードディスク装置。
【請求項５】
請求項１に記載のハードディスク装置において、前記アドレス管理部に、前記アドレス毎のライト回数を記憶する揮発性メモリを備え、前記アドレス管理部は、電源投入時に、前記ハードディスクから前記アドレス毎のライト回数を読み出して前記揮発性メモリに書き込み、電源遮断時に、前記揮発性メモリに記憶された前記アドレス毎のライト回数を読み出して前記ハードディスクに書き込むことを特徴とするハードディスク装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項５に記載のハードディスク装置において、前記アドレス管理部に、前記入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応を記憶する揮発性メモリを備え、前記アドレス管理部は、電源投入時に、前記ハードディスクから前記入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応を読み出して前記揮発性メモリに書き込み、前記入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応が更新されたときに、更新後の対応を前記ハードディスクに書き込むことを特徴とするハードディスク装置。
【請求項７】
請求項１に記載のハードディスク装置において、前記アドレス管理部は、前記アドレス毎のライト回数の検索を間欠的に行い、ライト回数の検索を行った結果、前記しきい値を超えるライト回数のアドレスが検索されたとき、最もライト回数が多いアドレスに記録されているデータから順に前記ハードディスク上の他のアドレスに入れ換えることを特徴とするハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置に係り、特に、ライト頻度が高いアドレスの隣接トラックに発生するデータの破壊を防止する手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクに対するデータのライトは、アドレス（セクタ）単位で行われ、アクセスされたアドレスの磁性体を磁化することで行われる。１つのアドレスに対するデータのライト時には、そのアドレスを含むトラックの隣接トラックにも磁束が漏れるため、１つのアドレスに繰り返しライトが実施され、その隣接トラックではライトが実施されない場合には、隣接トラックが徐々に磁化されるという現象を生じ、最悪の場合には、隣接トラックに記録されていたデータが破壊されることもある。本明細書では、この隣接トラックへの磁束漏れに起因して発生する現象をＡＴＩ（Adjacent Track Interference：隣接トラック妨害）現象と呼ぶ。
【０００３】
従来、このＡＴＩ現象に起因するデータの破壊を防止するための手段としては、データのライトが行われたトラックのライト回数をカウントし、ライト回数がしきい値を超えた場合、その隣接トラックに記録されているデータをリードし、再度ライトする方法が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
この方法によれば、ＡＴＩ現象によってデータが破壊される前に隣接トラックのデータを書き直すことができるので、データの破壊を防止することができる。
【特許文献１】特開２００５−２３５３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の技術は、ライト回数が多いトラックの両サイドについて、ＡＴＩ現象に起因するデータの破壊を防止するためのリード・ライト処理を行わなくてはならないので、アクセスされたトラック及びその両サイドのトラックにそれぞれヘッドを移動しなくてはならず、オペレーティングシステムから見たハードディスクのアクセス性能が低下するという問題がある。特に、ハードディスクの容量が増加した場合にも、ハードディスクのデータ転送速度やヘッドの移動に要する時間は余り変わらないので、ハードディスクの容量及び使用量が増加するほど、かかる問題が顕著になる。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題を解消するためになされたものであって、その課題は、ハードディスクのアクセス性能をさほど低下することなくＡＴＩ現象によるデータの破壊を防止可能なハードディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決するため、第１に、ハードディスクとハードディスクコントローラとの間にアドレス管理部を備えてなるハードディスク装置において、前記アドレス管理部は、各アドレス毎のライト回数を監視し、ライト回数がしきい値を超えたアドレスに記録されているデータを前記ハードディスク上の他のアドレスに入れ換えると共に、入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応を記憶し、前記ハードディスクコントローラから前記入換元のアドレスが指定されたとき、前記記憶された入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応に基づいて前記入換先のアドレスにアクセスするという構成にした。
【０００８】
かかる構成によると、アドレス管理部によってライト回数がしきい値を超えたと判定されたアドレスに記録されているデータを、ハードディスク上の他のアドレスに入れ換えるので、ライト回数が多いアドレスに記録されたデータをハードディスク上の特定のエリアに集めることができる。よって、ライト回数が多いアドレスを含むトラックの隣接トラックを減少することができ、ＡＴＩ現象によるデータの破壊を防止するために行う隣接トラックのリード・ライト数を減少することができて、ハードディスクのアクセス性能の低下を抑制することができる。また、アドレス管理部によって入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応を管理するので、データのリード又はライトに何ら不都合を生じない。
【０００９】
本発明は、第２に、前記第１の構成のハードディスク装置において、前記アドレス管理部は、前記ライト回数がしきい値を超えたアドレスに記録されているデータを、データが記録されていないアドレスのうちで最もアクセス速度が速いアドレスに入れ換えた後、当該データが入れ換えられたアドレスの次のアドレスから続く１トラック分のデータをリードし同じアドレスにライトするという構成にした。
【００１０】
かかる構成によると、アドレス管理部によってライト回数がしきい値を超えたと判定されたアドレスに記録されているデータを、データが記録されていないアドレスのうちで最もアクセス速度が速いアドレスに入れ換えるので、入換時におけるデータの書き込みを高速で行うことができる。また、ＡＴＩ現象によるデータの破壊を防止するために行う隣接トラックのリード・ライトを、データが入換されたアドレスの次のアドレスから続く１トラック分についてのみ行うので、ヘッドの移動回数を減少することができ、ハードディスクのアクセス性能の低下を抑制することができる。
【００１１】
本発明は、第３に、前記第１の構成のハードディスク装置において、前記アドレス管理部は、前記ハードディスク上に設定された退避用領域を更に管理し、前記ライト回数がしきい値を超えたアドレスに記録されているデータを、データが記録されていないアドレスのうちで最もアクセス速度が速いアドレスに入れ換えた後、当該データが入れ換えられたアドレスの次のアドレスから続く１トラック分のデータを前記退避用領域に入れ換えるという構成にした。
【００１２】
かかる構成によると、データ入換先のアドレス以下に、１トラック分の非データ記録部を設けることができるので、ＡＴＩ現象によるデータの破壊を防止するために行う隣接トラックのリード・ライトを不要にすることができる。
【００１３】
本発明は、第４に、前記第２又は第３の構成のハードディスク装置において、前記アドレス管理部は、前記入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応を、アドレス単位ではなく、複数のアドレスの集合からなるアドレス群単位で管理するという構成にした。
【００１４】
かかる構成によると、入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応を記憶する記憶手段の容量を小さくすることができるので、ハードディスク装置の低コスト化を図ることができる。
【００１５】
本発明は、第５に、前記第１の構成のハードディスク装置において、前記アドレス管理部に、前記アドレス毎のライト回数を記憶する揮発性メモリを備え、前記アドレス管理部は、電源投入時に、前記ハードディスクから前記アドレス毎のライト回数を読み出して前記揮発性メモリに書き込み、電源遮断時に、前記揮発性メモリに記憶された前記アドレス毎のライト回数を読み出して前記ハードディスクに書き込むという構成にした。
【００１６】
かかる構成によると、アドレス管理部に不揮発性メモリを備える場合に比べて、ハードディスク装置を低コスト化できると共に、データ転送速度を高速化することができる。
【００１７】
本発明は、第６に、前記第１又は第５の構成のハードディスク装置において、前記アドレス管理部に、前記入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応を記憶する揮発性メモリを備え、前記アドレス管理部は、電源投入時に、前記ハードディスクから前記入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応を読み出して前記揮発性メモリに書き込み、前記入換元のアドレスと入換先のアドレスとの対応が更新されたときに、更新後の対応を前記ハードディスクに書き込むという構成にした。
【００１８】
かかる構成によると、アドレス管理部に不揮発性メモリを備える場合に比べて、ハードディスク装置を低コスト化できると共に、データ転送速度を高速化することができる。
【００１９】
本発明は、第７に、前記第１の構成のハードディスク装置において、前記アドレス管理部は、前記アドレス毎のライト回数の検索を間欠的に行い、ライト回数の検索を行った結果、前記しきい値を超えるライト回数のアドレスが検索されたとき、最もライト回数が多いアドレスに記録されているデータから順に前記ハードディスク上の他のアドレスに入れ換えるという構成にした。
【００２０】
かかる構成によると、複数アドレスについてのデータの入換を一時にまとめて行うことができるので、ライト回数がしきい値を超えたアドレスが発生する毎に随時データの入換を行う場合に比べて、見掛け上のアクセス性能を良好なものにすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のハードディスク装置は、アドレス管理部にて各アドレス毎のライト回数を監視し、ライト回数がしきい値を超えたアドレスに記録されているデータをハードディスク上の他のアドレスに入れ換えるので、ライト回数が多いアドレスに記録されたデータをハードディスク上の特定のエリアに集めることができ、ＡＴＩ現象に起因するデータの破壊を防止するために行う隣接トラックのリード・ライト数を減少することができて、ハードディスクのアクセス性能の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るハードディスク装置の一実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は実施形態に係るハードディスク装置の構成図、図２は実施形態に係るハードディスク装置によるデータ入換動作の手順を示すフローチャート、図３は実施形態に係るハードディスク装置によるデータ入換方式の一例を示す説明図である。
【００２３】
図１に示すように、本例のハードディスク装置は、ハードディスク５０とハードディスクコントローラ６０との間に、アクセス回数カウント装置１０と、ライト回数記憶メモリ１１と、アドレス変換テーブル更新装置２０と、アドレス変換テーブルメモリ２１と、アドレス変換装置３０と、データ入換装置４０と、ディスクアドレス停止装置７０とからなるアドレス管理部１００が備えられている。
【００２４】
ハードディスク５０のアドレスは、データ転送速度が最も高速になる最外周に０アドレスが割り振られ、データ転送速度が最も低速になる最内周に最終アドレスが割り振られている。そして、ハードディスクコントローラ６０とハードディスク５０との間で転送されるデータは、ディスクアドレス停止装置７０、アクセス回数カウント装置１０、アドレス変換装置３０及びデータ入換装置４０を経由する。
【００２５】
ライト回数記憶メモリ１１は、ハードディスク５０におけるアドレス毎のライト回数を記憶するもので、初期値は０である。このライト回数記憶メモリ１１としては、電源遮断時のデータの消失を防止するため、不揮発性メモリが使用される。
【００２６】
アドレス変換テーブルメモリ２１は、ハードディスク５０に記録されたデータが他のアドレスに入れ換えられた場合、ハードディスクコントローラ６０が指定する入換元のアドレスと、それに対応する入換先のアドレスとの対応を記憶するもので、初期状態では、ハードディスクコントローラ６０が指定する入換元のアドレスとそれに対応する入換先のアドレスとが同一になる。このアドレス変換テーブルメモリ２１としても、電源遮断時のデータの消失を防止するため、不揮発性メモリが使用される。
【００２７】
データ入換装置４０は、アドレス変換テーブル更新装置２０からデータ入換指示がない場合には、アドレス変換装置３０から来たデータをそのままハードディスク５０へ転送し、ハードディスク５０から来たデータをそのままアドレス変換装置３０へ転送する。アドレス変換テーブル更新装置２０からデータ入換指示があった場合は、データ入換指示があったアドレスに記憶されたデータをリードして、データ入換先のアドレスに当該データをライトする。なお、アドレス変換テーブル更新装置２０から同一アドレスへのデータのリード・ライトが指示された場合には、データ入換指示があったアドレスに記憶されたデータをリードした後、同一のアドレスに当該リードされたデータをそのままライトする。
【００２８】
ディスクアクセス停止装置７０は、ハードディスクコントローラ６０からハードディスク５０へリード・ライトアクセスが連続的に行われた場合、先のリード・ライトアクセスが完了するまでの間、次のリード・ライトアクセスを一時的に停止するもので、これによりハードディスク５０への時系列的なリード・ライトアクセスを可能にする。
【００２９】
アクセス回数カウント装置１０は、ライト回数記憶メモリ１１への各アドレス毎のライト回数の記憶、及びライト回数記憶メモリ１１からの各アドレス毎のライト回数の読み出しを行うもので、ハードディスクコントローラ６０からの指示により１のアドレスについてライトが実行された場合、ライト回数記憶メモリ１１に記憶されている当該アドレスのライト回数を１づつ増加する。
【００３０】
アドレス変換装置３０は、データ入換装置４０から転生されてくるデータのアドレスやアクセス回数カウント装置１０から転送されてくるデータのアドレスを、アドレス変換テーブルメモリ２１に記憶された入換元及び入換先のアドレスの対応関係に基づいて変換し、ハードディスクコントローラ６０が指定する入換元アドレスに対応する入換先アドレスへのデータの記録、及びハードディスクコントローラ６０が指定する入換元アドレスに対応する入換先アドレスからのデータの読み出しを可能にする。
【００３１】
アドレス変換テーブル更新装置２０は、アクセス回数のしきい値を記憶しており、ライト回数記憶メモリ１１から各アドレス毎のライト回数を読み出し、１のアドレスについてのライト回数がしきい値を超えた場合、データ入換装置４０にデータの入換を指示すると共に、アドレス変換テーブルメモリ２１に記憶された入換元及び入換先のアドレスの対応関係を更新する。また、このアドレス変換テーブル更新装置２０は、ディスクアクセス停止装置７０に対して、ハードディスク５０へのアクセスの停止及び再開を指示する。
【００３２】
以下、前記のように構成されたハードディスク装置の動作を、図２及び図３を用いて説明する。本例のデータ入換動作は、ハードディスクコントローラ６０に記憶された動作プログラムによって行われ、指定された一定期間毎にライト回数がしきい値を超えたか否かの判定を行うことを特徴とする。
【００３３】
ハードディスクコントローラ６０を起動すると、指定期間の経過を待って（手順Ａ１０）、ライト回数がしきい値を超えたアドレスの検索を行う（手順Ａ２０）。ライト回数がしきい値を超えたアドレスがある場合には、手順Ａ３０に移行して、入換先アドレスを「アドレス０」に指定し、ハードディスク５０へのアクセスを一時停止する（手順Ａ４０）。この状態で、ライト回数が最も多いアドレスをアドレス変換テーブル更新装置２０の入換元アドレスに記憶し（手順Ａ４１）、これら指定された入換先アドレスとアドレス変換テーブル更新装置２０に記憶された入換元アドレスに基づいてアドレス変換テーブルメモリ２１に記憶されたアドレス変換テーブルを更新する（手順Ａ４２）。次いで、入換元アドレスに記憶されているデータをリードし、入換先アドレス「０」に当該データを記録してデータの入換を実行する（手順Ａ４３）。これにより、図３に示すように、ライト回数が最も多い入換元アドレスｎに記録されていたデータが、最もデータ転送を高速に行えるハードディスク５０の最外周トラックのアドレス０に入れ換えられる。しかる後に、入換元アドレスのライト回数を「０」に設定する（手順Ａ４４）と共に、入換先アドレスの値を「１」増加し（手順Ａ４５）、ハードディスク５０へのアクセスを再開する（手順Ａ４６）。以上の動作を、ライト数がしきい値を超えたアドレスが無くなるまで繰り返す（手順Ａ４７）。
【００３４】
ライト数がしきい値を超えたアドレスが無くなった場合は、手順Ａ５０に移行し、入換先アドレスを１増加し、当該１増加された入換先アドレスのデータをリードして、同一アドレスにそのリードされたデータをライトする。この手順Ａ５０の動作をハードディスク５０の最外周トラックが１トラック分進むまで繰り返し実行し、最後に、ライト回数記憶メモリ１１を初期化し、これに記憶されているライト回数を全て「０」にする。これにより、図３に示すように、トラック０のアドレス１からトラック１のアドレス０までのデータが同一アドレスにそれぞれ書き換えられる。
【００３５】
本例のハードディスク装置は、ライト回数がしきい値を超えたと判定されたアドレスに記録されているデータを、データが記録されていないアドレスのうちで最もアクセス速度が高速のアドレスに入れ換えるするので、入換時におけるデータの書き込みを高速に行うことができる。また、ＡＴＩ現象によるデータの破壊を防止するために行う隣接トラックのリード・ライトを、データが入換されたアドレスの次のアドレスから続く１トラック分にすることができるので、ヘッドの移動回数を減少することができ、ハードディスクのアクセス性能の低下を抑制することができる。さらに、予め定められた指定時間毎にライト回数がしきい値を超えたアドレスの検索を行うので、複数アドレスについてのデータの入換を一時にまとめて行うことが可能になり、ライト回数がしきい値を超えたアドレスが発生する毎に随時データの入換を行う場合に比べて、見掛け上のアクセス性能を良好なものにすることができる。
【００３６】
なお、前記実施形態においては、指定された一定期間毎にライト回数がしきい値を超えたアドレスがあるか否かの検索を行うが、これに代えて、ライト回数がしきい値を超えたか否かの判定を常時行い、ライト回数がしきい値を超えたアドレスが検索される毎にデータの入換と隣接トラックの書き換えとを行うこともできる。
【００３７】
また、前記実施形態においては、ライト回数がしきい値を超えたアドレスのデータを最外周トラックのアドレスに入れ換えた後、隣接トラックの書き換えを行ったが、図４に示すように、ライト回数がしきい値を超えたアドレスのデータを最外周トラックのアドレスに入換した後、隣接トラックのデータを予め定められた退避用領域ｐに入換するという構成にすることもできる。かかる構成によると、退避用領域ｐに入換されたデータの入換元に１トラック分以上の非データ記録部を設けることができるので、ＡＴＩ現象によるデータの破壊を防止するために行う隣接トラックのリード・ライトを不要にすることができ、トータルのデータ転送速度をさらに高速化することができる。
【００３８】
また、前記実施形態においては、入換元のアドレスと入換先のアドレスとをアドレス単位でアドレス変換テーブルメモリ２１に記憶したが、かかる構成に代えて、入換元のアドレスと入換先のアドレスとを複数のアドレスの集合からなるアドレス群単位、例えばトラック単位で記憶することもできる。かかる構成によると、アドレス変換テーブルメモリ２１の容量を小さくすることができるので、ハードディスク装置の低コスト化を図ることができる。
【００３９】
さらに、前記実施形態においては、ライト回数記憶メモリ１１及びアドレス変換テーブルメモリ２１として不揮発性メモリを備えたが、かかる構成に代えて、揮発性メモリを備えることもできる。かかる構成によると、アドレス管理部に不揮発性メモリを備える場合に比べて、ハードディスク装置を低コスト化できると共に、データ転送速度を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態に係るハードディスク装置の構成図である。
【図２】実施形態に係るハードディスク装置によるデータ入換動作の手順を示すフローチャートである。
【図３】実施形態に係るハードディスク装置によるデータ入換方式の一例を示す説明図である。
【図４】実施形態に係るハードディスク装置によるデータ入換方式の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    アクセス回数カウント装置
１１    ライト回数記憶メモリ
２０    アドレス変換テーブル更新装置
２１    アドレス変換テーブルメモリ
３０    アドレス変換装置
４０    データ入換装置
５０    ハードディスク
６０    ハードディスクコントローラ
７０    ディスクアドレス停止装置
１００    アドレス管理部
【図１】
2008257782.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008257782.tif 000006