(57)【要約】【課題】磁気ディスク装置やその他の記憶装置の制御において、ヘッドの定点浮上状態が長時間継続することを効果的に回避し、記憶媒体の特性劣化による信頼性の低下を防止する。【解決手段】磁気ディスク装置への読み書き命令を中継する制御装置１００であり、この制御装置１００は、磁気ディスクの記憶領域に設定された複数の単位領域の一つをデータのアクセス先領域として動的に設定するアクセス先設定部１０と、データ書き込み要求における書き込み先アドレスのアドレス値をこの記憶領域でのアクセス先領域に相当する物理セクタを示すアドレス値に書き替えるアドレス指定部３０と、所定のタイミングで、アクセス先領域のセクタへ、他の単位領域におけるこれに対応する物理セクタからデータを移動させる有効領域変更部２０とを備える。【選択図】図５
2007102925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが複数の物理セクタから構成される複数の単位領域を、少なくとも一部に備える記憶領域を持つ、記憶媒体に対するデータのアクセスを制御する装置であって、
物理セクタの各々に対して論理セクタがそれぞれ対応付けられた一つの単位領域を、データのアクセス先領域として動的に設定する、アクセス先設定部と、
データ書き込み要求において書き込み先アドレスとして指定されたアドレス値を、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の、前記アドレス値に係る論理セクタに対応する物理セクタを示すアドレス値に書き替える、アドレス指定部と、
所定のタイミングで、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該物理セクタ全体分のデータを移動させる、有効領域変更部と
を備えることを特徴とする、制御装置。
【請求項２】
前記有効領域変更部は、前記アクセス先設定部により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの中の物理セクタからデータが読み出された場合に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタへ、前記読み出したデータを含む当該物理セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記有効領域変更部は、前記アクセス先設定部により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、データ書き込み要求がなされた場合に、当該データ書き込みを実行するより前に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域の前記データが書き込まれるべき物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該物理セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記有効領域変更部は、前記アクセス先設定部により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、所定の時間内に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域の物理セクタの各々について、当該物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、当該物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該物理セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記有効領域変更部は、前記アクセス先設定部により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、一定時間前記記憶媒体へのアクセスがない場合に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域の物理セクタの各々について、当該物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、当該物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該物理セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記有効領域変更部は、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域のそれぞれにおける、同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタのうち、最新のデータが書き込まれている物理セクタを特定する、有効領域情報を生成してメモリに格納し、前記データの移動を行った際に当該有効領域情報が移動先の物理セクタを示すように更新することを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
前記アドレス指定部は、データの読み出し要求がなされた場合に、前記有効領域情報を参照して前記最新のデータが書き込まれている物理セクタを特定し、アクセス先として指定することを特徴とする、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、
それぞれが複数の物理セクタから構成される複数の単位領域を、少なくとも一部に備える記憶領域を持つ、外部記憶装置に接続して前記ＣＰＵによるデータのアクセスを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
物理セクタの各々に対して論理セクタがそれぞれ対応付けられた一つの単位領域を、データのアクセス先領域として動的に設定する、アクセス先設定部と、
前記ＣＰＵから前記外部記憶装置へのデータ書き込み要求がなされた場合に、その書き込み先アドレスとして指定されたアドレス値を、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の、前記アドレス値に係る論理セクタに対応する物理セクタを示すアドレス値に書き替える、アドレス指定部と、
所定のタイミングで、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該セクタ全体分のデータを移動させる、有効領域変更部と
を備えることを特徴とする、コンピュータシステム。
【請求項９】
前記有効領域変更部は、前記アクセス先設定部により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの中の物理セクタからデータが読み出された場合に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタへ、前記読み出したデータを含む当該セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項８に記載のコンピュータシステム。
【請求項１０】
前記有効領域変更部は、前記アクセス先設定部により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、データ書き込み要求がなされた場合に、当該データ書き込みを実行するより前に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域の前記データが書き込まれるべき物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項８に記載のコンピュータシステム。
【請求項１１】
前記有効領域変更部は、前記アクセス先設定部により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、所定の時間内に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域の物理セクタの各々について、当該物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、当該物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項８に記載のコンピュータシステム。
【請求項１２】
前記有効領域変更部は、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域のそれぞれにおける、同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタのうち、最新のデータが書き込まれている物理セクタを特定する、有効領域情報を生成してメモリに格納し、前記データの移動を行った際に当該有効領域情報が移動先の物理セクタを示すように更新することを特徴とする、請求項８に記載のコンピュータシステム。
【請求項１３】
それぞれが複数の物理セクタから構成される複数の単位領域を、少なくとも一部に備える記憶領域を持つ記憶媒体と、
前記記憶媒体に対するデータの読み書きを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
物理セクタの各々に対して論理セクタがそれぞれ対応付けられた一つの単位領域を、アクセス先領域として動的に設定する、アクセス先設定部と、
前記単位領域が設定された前記記憶領域の部分へのデータ書き込み要求において書き込み先アドレスとして指定されたアドレス値を、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の、前記アドレス値に係る論理セクタに対応する物理セクタを示すアドレス値に書き替える、アドレス指定部と、
所定のタイミングで、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該セクタ全体分のデータを移動させる、有効領域変更部と
を備えることを特徴とする、データ記憶装置。
【請求項１４】
前記有効領域変更部は、前記アクセス先設定部により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの中の物理セクタからデータが読み出された場合に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタへ、前記読み出したデータを含む当該セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項１３に記載のデータ記憶装置。
【請求項１５】
前記有効領域変更部は、前記アクセス先設定部により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、データ書き込み要求がなされた場合に、当該データ書き込みを実行するより前に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域の前記データが書き込まれるべき物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項１３に記載のデータ記憶装置。
【請求項１６】
前記有効領域変更部は、前記アクセス先設定部により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、所定の時間内に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域の物理セクタの各々について、当該物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、当該物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項１３に記載のデータ記憶装置。
【請求項１７】
前記有効領域変更部は、当該アクセス先領域としての設定がされる以前にアクセス先領域として設定されていた単位領域のそれぞれにおける、同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタのうち、最新のデータが書き込まれている物理セクタを特定する有効領域情報を生成してメモリに格納し、前記データの移動を行った際に当該有効領域情報が移動先の物理セクタを示すように更新することを特徴とする、請求項１３に記載のデータ記憶装置。
【請求項１８】
それぞれが複数の物理セクタから構成される複数の単位領域を、少なくとも一部に備える記憶領域を持つデータ記憶装置の制御方法であって、
物理セクタの各々に対して論理セクタがそれぞれ対応付けられた一つの単位領域を、データのアクセス先領域として動的に設定するステップと、
前記記憶領域へのデータ書き込み要求がなされた場合に、その書き込み先アドレスとして指定されたアドレス値を、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の、前記アドレス値に係る論理セクタに対応する物理セクタを示すアドレス値に書き替えるステップと、
前記アクセス先領域として動的に設定するステップの後、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの物理セクタからデータが読み出された場合に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタへ、前記読み出したデータを含む当該セクタ全体分のデータを移動させるステップと
を有する方法。
【請求項１９】
所定のタイミングで、前記アクセス先領域を変更し、
前記アクセス先領域が変更された後、当該変更がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの中の物理セクタからデータが読み出された場合に、前記変更されたアクセス先領域として設定された単位領域中の、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタへ、前記読み出したデータを含む当該セクタ全体分のデータを移動させるステップをさらに有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
当該アクセス先領域としての設定がされる以前にアクセス先領域として設定されていた単位領域のそれぞれにおける、同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタのうち、最新のデータが書き込まれている物理セクタを特定する、有効領域情報を生成するステップと、
前記データの移動を行った際に前記有効領域情報が移動先の物理セクタを示すように更新するステップと
を実行することで、前記最新のデータが書き込まれている物理セクタを認識するステップをさらに有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
それぞれが複数の物理セクタから構成される複数の単位領域を、少なくとも一部に備える記憶領域を持つ、外部記憶装置に対する、データのアクセスを制御するコンピュータを、
物理セクタの各々に対して論理セクタがそれぞれ対応付けられた一つの単位領域を、データのアクセス先領域として動的に設定する、アクセス先設定手段と、
ＣＰＵから前記外部記憶装置へのデータ書き込み要求がなされた場合に、その書き込み先アドレスとして指定されたアドレス値を、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の、前記アドレス値に係る論理セクタに対応する物理セクタを示すアドレス値に書き替える、アドレス指定手段と、
所定のタイミングで、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該セクタ全体分のデータを移動させる、有効領域変更手段
として機能させることを特徴とする、プログラム。
【請求項２２】
前記有効領域変更手段は、前記アクセス先設定手段により一つの単位領域が前記アクセス先領域としてが動的に設定された後、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの中の物理セクタからデータが読み出された場合に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域中の、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタへ、前記読み出したデータを含む当該セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項２１に記載のプログラム。
【請求項２３】
前記有効領域変更手段は、前記アクセス先設定手段により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、データ書き込み要求がなされた場合に、当該データ書き込みを実行するより前に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域の前記データが書き込まれるべき物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、前記物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項２１に記載のプログラム。
【請求項２４】
前記有効領域変更手段は、前記アクセス先設定手段により一つの単位領域が前記アクセス先領域として動的に設定された後、所定の時間内に、前記アクセス先領域として設定された前記単位領域の物理セクタの各々について、当該物理セクタへ、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、当該物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、当該セクタ全体分のデータを移動させることを特徴とする、請求項２１に記載のプログラム。
【請求項２５】
前記有効領域変更手段は、当該アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域のそれぞれにおける、同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタのうち、最新のデータが書き込まれている物理セクタを特定する有効領域情報を生成してメモリに格納し、前記データの移動を行った際に当該有効領域情報が移動先の物理セクタを示すように更新する処理を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする、請求項２１に記載のプログラム。
【請求項２６】
記憶領域の少なくとも一部に、同じ記憶容量の複数の単位領域が設定され、
所定の前記単位領域は、所定のデータを格納する複数の物理セクタが割り当てられ、
他の前記単位領域は、前記所定の単位領域に割り当てられた前記物理セクタに対応し、かつ当該物理セクタに格納されたデータの移動先として用いられる複数の物理セクタが割り当てられることを特徴とする、記憶媒体。
【請求項２７】
記憶媒体へのアクセスを制御する装置であって、
予め定められた複数の記憶領域の少なくとも一つをアクセス先領域として動的に設定するための、アクセス先設定手段と、
書き込みアクセスのアドレス値を前記アクセス先設定手段により設定されたアクセス先領域のアドレス値に書き替えるための、アドレス変換手段と、
所定のタイミングで、前記アドレス値で指定されるアクセス先領域へ、当該アクセス先領域の設定の前に既に設定されていたアクセス先領域の一つから、当該アクセスに係わるデータを移動させるための、記憶領域変更手段と
を備える、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ・システム等の記憶装置に対する制御に関し、特に磁気ディスク等を記憶媒体としてヘッドによりデータの読み書きを行う記憶装置の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、コンピュータを用いた情報機器が広く普及しており、様々な用い方で用いられている。この種の情報機器には、長期間にわたり連続的に使用されるものが存在する。例えば、２４時間営業の店舗に配置されたＡＴＭ（Automated-Teller Machine）等では、機器の状態を監視してログを取り、磁気ディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）に書き込む動作を行うため、取引処理等に伴うアクセスがあるか否かに関わらず、磁気ディスク装置が動作し続けることとなる。
【０００３】
このような長期間にわたり連続的に動作する磁気ディスク装置では、磁気ヘッドがディスクの特定のトラック上に位置したまま動作する「定点浮上状態」が長時間継続することにより、局所的な特性劣化が発生して信頼性を低下させる問題が起こる場合がある。ここで、磁気ヘッドは、通常、スライダと呼ばれる１ｍｍ角程度の小さなプレートの後端に設けられている。このスライダは、磁気ヘッドによるデータの読み書きの際に、ディスクの回転によって生じる空気圧を利用して、磁気ヘッドをディスクから微少な隙間を空けて浮上した状態に安定させる。以下に説明する定点浮上状態に起因する問題は、正確にはこのスライダが引き起こす問題であるが、本明細書では簡単のため、スライダを含めて磁気ヘッドと呼ぶことにする。
【０００４】
磁気ヘッドが狭いエリアに長時間留まったままディスクが回転し続けると、磁気ヘッドとディスクとの間の空気の圧力によって、ディスク表面に塗布されている潤滑油が磁気ヘッドの両側に押し退けられて壁を作る。この潤滑油の壁に磁気ヘッドが当たると、磁気ヘッドが大きくバウンドしてディスク面に衝突し磁性面を損傷させたり、潤滑剤との摩擦熱により局所的にキューリー点を超える温度上昇が生じて磁性膜の減磁を引き起こしたりするおそれがある。そしてこれが、読み取り不良の原因となる。また、書き込みを行う際にも潤滑油の壁に磁気ヘッドが当たると、その衝撃でヘッドギャップが変動し、書き込みが不安定になったり、書き込んだ磁性膜が摩擦熱により減磁されたりし、これが読み取り不良の原因となる。
【０００５】
この問題（定点問題）に対する対策として、一定時間以上アクセスがなく、同じ場所に磁気ヘッドが定位する場合には、強制的に磁気ヘッドをホームポジション（元位置）に戻すような動作制御が考えられる。しかし、上述した２４時間稼動のＡＴＭのような、短いサイクルで定期的に機器の状態ログを取得して磁気ディスク装置に書き込む装置では、磁気ヘッドをホームポジションに戻す制御が実行される機会がなく、有効な対策とはなっていない。
【０００６】
この定点問題に対する従来技術としては、アドレスごとのアクセス頻度を集計し、アクセス頻度の高いアドレスに関して、所定のロジックに基づきデータの記録場所を変更するものがある（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、媒体面にブロックを設定し、アクセス頻度の高いアドレスを含むブロックに対して新たにアクセスが発生したときに、アクセス先を強制的に交替先アドレスに変更する。
【０００７】
また、定点問題に対する他の従来技術として、媒体における記憶領域を、記憶領域相互の間を飛ばして（隙間ができるように）設定するものがある（例えば、特許文献２参照）。この従来技術では、記憶領域間を移動する際の磁気ヘッドの移動距離を大きくすることにより、磁気ヘッドが定点浮上状態になることを回避しようとする。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３５７６３６号公報
【特許文献２】特開２００３−２９６９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、長期間にわたり連続的に動作する磁気ディスク装置では、磁気ヘッドの定点浮上状態が長時間継続しないようにすることが望ましい。特に近年、磁気ディスク装置の記憶容量が飛躍的に増大するに伴い、トラック密度が増大し同じデータ量の読み書きでも磁気ヘッドの移動距離が短くなった。その結果、磁気ヘッドが特定のトラック上に停滞する状況が起こりやすくなっている。そのため、磁気ヘッドの定点浮上状態が長時間継続することを効果的に回避する手段が望まれている。
【００１０】
特許文献１に記載された従来技術は、アクセス頻度の高いアドレスを含むブロックに対して交替先アドレスを設定し、アクセス先を変更していくことにより、磁気ヘッドの定点浮上状態が長時間継続することを回避する。しかし、この従来技術においては、アクセス先を交替先アドレスに変更していくために、初めは順番に記録されていたデータが次第に分散してしまう。そして、アクセス頻度の高いデータがディスク上に分散すると、磁気ディスク装置のパフォーマンスの低下を招来することとなる。
また、この従来技術では、各ブロックに対するアクセス頻度を計数し、その結果を元にアクセス先を変更するプログラム・ロジックが常時実行される。このプログラム・ロジックの実行によるオーバーヘッドの発生も、磁気ディスク装置のパフォーマンスの低下の原因となる。
【００１１】
また、特許文献２に記載された従来技術は、記憶領域を適当な隙間を形成させながら設定することにより、磁気ヘッドが定点浮上状態になることを回避しようとする。しかし、この従来技術では、データの記録場所は固定であるため、アクセス頻度の高いデータが特定の記憶領域（トラック）にまとまってしまうと、その記憶領域において磁気ヘッドが定点浮上状態となることを回避できないという問題があった。
【００１２】
以上、磁気ディスク装置における定点問題について説明したが、ヘッドの定点浮上状態に起因する同様な問題は磁気ディスク装置以外の記憶装置でも発生する可能性がある。例えば、複数回にわたってデータの書き換えが可能な光ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ等）を媒体とする記憶装置では、特定のトラックに対して連続的なアクセス（データの読み書き）が行われると、そのトラックの温度が上昇することにより特性が劣化することが知られている。
【００１３】
そこで本発明は、磁気ディスク装置やその他の記憶装置の制御において、ヘッドの定点浮上状態が長時間継続することを効果的に回避し、記憶媒体の特性劣化による信頼性の低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成する本発明は、次のように構成された制御装置として実現される。この制御装置は、記憶装置とこの記憶装置への読み書き命令を発行するＣＰＵとの間に介在する。記憶装置の記憶媒体は、それぞれが複数の物理セクタから構成される複数の単位領域を、少なくとも一部に備える。そして、この制御装置は、アクセス先設定部により、物理セクタの各々に対して論理セクタがそれぞれ対応付けられた一つの単位領域を、データのアクセス先領域として動的に設定する。また、アドレス指定部により、データ書き込み要求において書き込み先アドレスとして指定されたアドレス値を、アクセス先領域として設定された単位領域中の、アドレス値に係る論理セクタに対応する物理セクタを示すアドレス値に書き替える。また、有効領域変更部により、所定のタイミングで、アクセス先領域として設定された単位領域中の物理セクタへ、この設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの、物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタから、この物理セクタ全体分のデータを移動させる。
【００１５】
より詳細には、有効領域変更部がデータの移動を行うタイミングとしては、アクセス先設定部により一つの単位領域がアクセス先領域として動的に設定された後、この設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの中の物理セクタからデータが読み出された場合、またはアクセス先領域として設定された単位領域へのデータ書き込み要求がなされた場合とすることができる。この場合、データが読み出された場合またはデータの書き込みが行われた場合のいずれか一方のみにデータの移動を行う方式を採ることも可能である。また、アクセス先設定部により一つの単位領域がアクセス先領域として動的に設定された後、所定の時間内に、単位領域単位でデータの移動を行うようにしても良い。具体的には、アクセス先領域が変更された直後や、一定時間記憶媒体へのアクセスがない場合等が挙げられる。このように所定のタイミングで集中的にデータの移動を行う場合は、バック・グラウンドで実行し、外部から記憶媒体へのアクセスがあった場合には、データの移動を一時中断して外部からのアクセスに対する処理を優先的に行うことが好ましい。
【００１６】
さらに詳しくは、有効領域変更部は、アクセス先領域としての設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域のそれぞれにおける、同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタのうち、最新のデータが書き込まれている物理セクタを特定する有効領域情報を生成してメモリに格納し、データの移動を行った際に有効領域情報が移動先の物理セクタを示すように更新する。そして、アドレス指定部は、データ読み出し要求がなされた場合に、有効領域情報を参照して最新のデータが書き込まれている物理セクタを特定し、アクセス先として指定する。
【００１７】
上記の制御機能は、読み書き命令を発行するＣＰＵと記憶装置との間の経路上で実現されれば良い。したがって、上記のように制御装置を設ける他に、コンピュータにおけるディスク・コントローラの機能や、記憶装置自体の制御回路の機能として実現することが可能である。なお、いずれの構成を取る場合であっても、記憶装置は、内蔵型、外付け型のどちらの装置構成をとることも可能である。
また、本発明は、記憶媒体へのアクセスを制御する装置であって、予め定められた複数の記憶領域の少なくとも一つをアクセス先領域として動的に設定するためのアクセス先設定手段と、書き込みアクセスのアドレスをアクセス先設定手段により設定されたアクセス先領域のアドレス値に書き替えるためのアドレス変換手段と、所定のタイミングで、アドレス値で指定されるアクセス先領域へ、アクセス先設定の前に既に設定されていたアクセス先領域の一つから、アクセスに係わるデータを移動させるための記憶領域変更手段とを備える制御装置として実現することもできる。
【００１８】
また本発明は、記憶装置に対する制御方法のカテゴリで把握することができる。この方法によれば、まず、物理セクタの各々に対して論理セクタがそれぞれ対応付けられた一つの単位領域を、データのアクセス先領域として動的に設定する。次に、記憶領域へのデータ書き込み要求がなされた場合に、その書き込み先アドレスとして指定されたアドレス値を、アクセス先領域として設定された単位領域中の、アドレス値に係る論理セクタに対応する物理セクタを示すアドレス値に書き替える。そして、アクセス先領域として動的に設定した後、この設定がされる前にアクセス先領域として設定されていた単位領域の一つの物理セクタからデータが読み出された場合に、アクセス先領域として設定された単位領域中の、物理セクタに対応付けられている論理セクタと同一の論理セクタが対応付けられた物理セクタへ、読み出したデータを含む当該セクタ全体分のデータを移動させる。
【００１９】
さらに本発明は、コンピュータを制御して上述した制御装置の各機能を実現するプログラムやコンピュータに上記の制御方法における各処理を実行させるプログラムとして実現することができる。このプログラムは、磁気ディスクや光ディスク、半導体メモリ、その他の記憶媒体に格納して配布したり、ネットワークを介して配信したりすることにより提供することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明は、次のような記憶媒体として把握することができる。この記憶媒体は、記憶領域の少なくとも一部に、同じ記憶容量の複数の単位領域が設定される。そして、所定の単位領域は、所定のデータを格納する複数の物理セクタで構成される。また、他の単位領域は、この所定の単位領域を構成する物理セクタに対応し、かかる物理セクタに格納されたデータの移動先として用いられる複数の物理セクタで構成される。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように構成された本発明によれば、記憶装置の制御において、ヘッドの定点浮上状態が長時間継続することを効果的に回避することにより、記憶装置の寿命を延ばし、記憶媒体の特性劣化による信頼性の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。
まず、概要を説明する。本実施形態による記憶装置へのアクセス制御は、特定の情報を記録する領域を動的に移動させながら、データの読み書きを行う。記憶領域が移動することにより、特定の情報にアクセスする場合に記憶媒体上でヘッドの位置する場所が変わることとなる。これにより、記憶媒体上でのヘッドの定点浮上状態を回避する。本実施形態は、データの書き込み先アドレスを制御して記憶媒体上で散在させるのではなく、特定のデータを書き込む記憶領域の場所を動的に変更していく。したがって、関連するデータが記憶媒体上で散在することによる記憶装置のパフォーマンスの低下がない。記憶領域の移動は任意のタイミングで行うことができるが、ヘッドの定点浮上状態が長時間継続することを回避するための制御であることを考慮すれば、定期的に行うことが好ましい。
【００２３】
ところで、近年、磁気ディスク装置は、技術の進歩に伴って、記憶容量が飛躍的に増大してきている。一方、上述したＡＴＭのような特定業務のための組込用コンピュータは、実行する処理がほぼ決まっているため、業務上の処理を実行するために必要とする磁気ディスク装置の記憶容量はほとんど変化しない。そのため、磁気ディスク装置における記憶容量の余剰分は、このような組込用コンピュータの磁気ディスク装置では有効に利用されていない。そこで、本実施形態では、この余剰分の記憶領域を用いて、上述した記憶領域の移動制御を行うこととする。
以下、記憶媒体としてハード・ディスクを用いた磁気ディスク装置を対象とする場合を例として、本実施形態を説明する。ただし、記憶媒体として光ディスク等を用いた他の記憶装置においても、ヘッドの定点浮上状態に起因する問題や特定のエリアにアクセスが集中することに起因する問題に対処するために適用可能であることは言うまでもない。
【００２４】
図１は、本実施形態の制御装置のハードウェア構成例を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の制御装置１００は、処理手段であるＭＰＵ（Micro Processing Unit）１０１と、記憶手段であるＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３およびＮＶＲＡＭ（Nonvolatile RAM：不揮発性ＲＡＭ）１０４とを備える。また、制御装置１００は、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）と磁気ディスク装置との間に介在し、ＣＰＵから磁気ディスク装置へのアクセス（データの読み書き）を制御する。したがって、ＣＰＵ側のハードウェアにバスを介して接続するためのインターフェイス回路１０５と、磁気ディスク装置に接続するためのディスク・インターフェイス・コントローラ１０６とを備えている。
【００２５】
図１において、ＭＰＵ１０１は、ＣＰＵからのアクセス要求に応じて、アクセス先のアドレスをＬＢＡ（Logical Block Addressing）からＣＨＳ（Cylinder/Head/Sector）に変換し、磁気ディスク装置に対してデータの読み書きのための制御を行う。また、本実施形態では、所定のデータに割り当てられた記憶領域の切り替え制御を行う。この記憶領域の切り替え制御の詳細については後述する。
【００２６】
ＲＯＭ１０２は、ＭＰＵ１０１を制御するマイクロコードを格納する。
ＲＡＭ１０３は、ＭＰＵ１０１が処理を実行する際に使用されるワーク領域を提供するメモリである。
ＮＶＲＡＭ１０４は、ＭＰＵ１０１の処理において使用される各種設定値を格納する。また、本実施形態では、上記の記憶領域の切り替え制御において使用される情報も格納される。この情報の詳細については後述する。
【００２７】
ここで、本実施形態による磁気ディスク装置に対するアクセス制御の概念について、具体的な例を挙げて説明する。
特定業務のための組込用コンピュータで使用される磁気ディスク装置を考える。この組込用コンピュータで実現される業務装置は、通常の業務における処理の他、機器の状態を監視してログを取り、磁気ディスク装置に書き込むものとする。ログの書き込みは、業務装置が通常業務を行っていない場合でも、定期的に実施される。したがって、通常業務が長時間実施されないときは、磁気ディスク装置の磁気ヘッドが、連続してログの書き込みのために使用される。
【００２８】
また、磁気ディスク装置は、３０ＧＢ（ギガバイト）の記憶容量を持ち、プログラムを格納し通常の業務におけるデータの読み書き等の処理で必要とする記憶領域を１０ＧＢとする。この場合、余剰分の記憶領域が２０ＧＢ分ある。この２０ＧＢの記憶領域を、本実施形態による、定点問題を回避するための記憶領域の移動制御に用いる対策用領域とする。そして、上記のログの書き込みを対策用領域に対して行うこととする。
【００２９】
図２は、この磁気ディスク装置における磁気ディスクの記憶領域の構成例を示す図である。
図２を参照すると、磁気ディスク２１０の全記憶領域における外側の１０ＧＢ分がプログラムの格納や業務上の処理において使用する領域（以下、通常領域２１１）となっており、内側の２０ＧＢ分が対策用領域２１２となっている。ここで、ログの記録等で頻繁にアクセスする論理セクタをＳ(０)〜Ｓ(９)の１０セクタ（図示せず）とする。
対策用領域２１２は、当該対策用領域２１２に書き込まれるデータ（ログ）の格納の単位である７個の単位領域Ａ(０)〜Ａ(６)に分かれており、各単位領域は１０個の物理的なセクタ群から構成されている。そして、単位領域Ａ(０)〜Ａ(６)の各々には、例えばＡ(０)の領域（図２の灰色の領域）に対して、１０個の論理セクタＳ(０)〜Ｓ(９)が割り当てられている。言い換えれば、対策用領域２１２には、それぞれに１０個の論理セクタが割り当てられた１０個の物理セクタから構成される単位領域が７個（７重に）設けられている。すなわち、個々の論理セクタＳ(０)〜Ｓ(９)について、７個（単位領域Ａ(０)〜Ａ(６)分）の記憶領域が物理的に用意されていることとなる。
【００３０】
図３は、磁気ディスク２１０の対策用領域２１２をさらに詳細に説明する図である。
図３を参照すると、対策用領域２１２の各物理セクタには、単位領域Ａ(０)の論理セクタＳ(０)に対応する物理セクタから順に、ＬＢＡによるアドレス０〜６９が割り当てられている（ただし、図ではアドレス０〜１２、２０、３０、４０、５０、６０〜６９のみ表記している）。したがって、上述した単位領域Ａ(０)〜Ａ(６)と論理セクタＳ(０)〜Ｓ(９)の関係に基づくと、単位領域Ａ(０)はアドレス０〜９の物理セクタで構成され、単位領域Ａ(１)はアドレス１０〜１９の物理セクタで構成され、単位領域Ａ(２)はアドレス２０〜２９の物理セクタで構成され、単位領域Ａ(３)はアドレス３０〜３９の物理セクタで構成され、単位領域Ａ(４)はアドレス４０〜４９の物理セクタで構成され、単位領域Ａ(５)はアドレス５０〜５９の物理セクタで構成され、単位領域Ａ(６)はアドレス６０〜６９の物理セクタで構成されることとなる。
【００３１】
図４は、単位領域Ａ(０)〜Ａ(６)と論理セクタＳ(０)〜Ｓ(９)との対応関係を、各論理セクタに割り当てられた物理セクタのＬＢＡによるアドレスによって表す図表である。
本実施形態では、上記のように多重に用意された単位領域Ａ(０)〜Ａ(６)の対応する物理セクタ間でデータを移動することにより、記憶領域の移動制御を実現する。したがって、例えば、所定の単位領域の論理セクタＳ（３）に書き込まれたデータは、図４を参照すると、アドレス３、１３、２３、３３、４３、５３、６３の物理セクタを所定の順番で移動することとなる。
【００３２】
なお、図２および図３の例では、簡単のため、１つの単位領域を１つのトラックに対応付け、単位領域Ａ(０)−Ａ(６)の各々に割り当てられた論理セクタＳ(０)−Ｓ(９)を各トラックの同じ位置に記載した（例えば図３で、単位領域Ａ(０)−Ａ(６)における論理セクタＳ(０)に対応する物理セクタのアドレスは、それぞれ０、１０、２０、３０、４０、５０、６０であり、このアドレスが各トラックの同じ位置に記載されている）。しかしながら、単位領域の配置や物理セクタの設定が図示のような配置に限定されないことは言うまでもない。実際には、物理セクタは、磁気ディスク２１０の中心からの距離に関係なく記録密度が一定になるように設定されるため、単位領域も磁気ディスク２１０のトラックとは無関係に順次並べて配置されることとなる。また、単位領域の数および１個の単位領域に割り当てられる物理セクタの数は、図示の例には限定されず、対策用領域２１２の記憶容量、対策用領域２１２に格納されるデータの量等に応じて任意に定めることができる。なお、単位領域に複数の物理セクタを割り当てる場合は、連続した物理セクタとすることがパフォーマンスを低下させないためには好ましい。
【００３３】
ところで、上記の説明では、磁気ディスク２１０の対策用領域２１２に、所定のデータを記録するために同等の７個の単位領域を設けたと考えて説明した。この他、磁気ディスク２１０の対策用領域２１２の構成としては、例えば、所定のデータを記録するための主単位領域と、この主単位領域に記録されたデータの移動用の単位領域を設けたとして把握することもできる。この場合、移動用単位領域は、主単位領域と同じ記憶容量で、それぞれ同数の物理セクタで構成される。そして、移動用単位領域の各物理セクタは、主単位領域を構成する物理セクタに対応し、かつ対応する各物理セクタが主単位領域の対応物理セクタに格納されたデータの移動先として用いられる。なお、ここでは、磁気ディスクに対するアドレス指定をＣＨＳ（シリンダ番号／ヘッド番号／セクタ番号）アドレッシングで説明したが、他の方式、例えばＬＢＡアドレッシングでも同様に構成することができる。
【００３４】
さて、本実施形態では、このように構成された磁気ディスク装置に対して本実施形態による記憶領域の移動制御を実施するため、次の２つの情報を設定する。１つは、論理セクタごとにデータがどの単位領域に記録されているかを表す有効領域情報ＶＡ(ｉ)であり、もう１つは、データを書き込む際にどの単位領域に書き込むかを指定するアクセス先情報Ｗａである。すなわち、磁気ディスク２１０の対策用領域２１２に対してデータの書き込みが行われる場合は、アクセス先情報Ｗａで指定される単位領域の該当物理セクタに書き込まれ、データの読み出しが行われる場合は、有効領域情報ＶＡ(ｉ)に示される単位領域の該当物理セクタから読み出されることとなる。この有効領域情報ＶＡ(ｉ)およびアクセス先情報Ｗａは、例えば、図１に示した制御装置１００のＮＶＲＡＭ１０４に格納して保持される。
【００３５】
図５は、図１に示した本実施形態の制御装置１００の機能構成を示す図である。
図５に示すように、制御装置１００は、アクセス先設定部１０と、有効領域変更部２０と、アドレス指定部３０と、計時部４０とを備える。これらの機能は、図１に示した構成において、ＲＯＭ１０２に格納されたマイクロコードにより制御されたＭＰＵ１０１にて実現される。
【００３６】
アクセス先設定部１０は、上述した磁気ディスク２１０の対策用領域２１２におけるデータのアクセス先の単位領域（以下、アクセス先領域）を指定するアクセス先情報Ｗａの設定を行う。
有効領域変更部２０は、上述した磁気ディスク２１０の対策用領域２１２においてデータが記録されている単位領域（以下、有効領域）の変更を行う。すなわち、新たな書き込み要求があった場合に実際にデータを書き込む先を指定する。有効領域の変更は、例えば、定期的に行ったり、対策用領域２１２への書き込みのみが一定時間継続した場合に行ったりすることができる。また、有効領域変更部２０は、有効領域を変更した場合に、新たに有効領域となった単位領域（データの移動先）を示すように、上述した有効領域情報ＶＡ(ｉ)を更新する。
さらに、有効領域変更部２０は、有効領域を変更した後、適当なタイミングで、対策用領域２１２に書き込まれているデータの移動を行う。最良の実施形態のひとつとしては、対策用領域２１２に書き込まれているデータの読み出しが行われた際に、この読み出されたデータを新たに有効領域となった単位領域に書き込むようにする。この他、データを移動するタイミングとしては、有効領域を変更した直後や、新たな有効領域への新規データの書き込みの際、一定時間アクセスのないアイドル時等に行うことも可能である。ただしこの場合、データの移動により磁気ディスク２１０へのアクセスが集中して、外部からのアクセスに対するパフォーマンスが落ちてしまうことが考えられるので、適当な防止策を採る必要がある。先に述べた、データの読み出しの際に読み出されたデータを移動する方法であれば、そのようなデータの移動による磁気ディスク２１０へのアクセス集中はそもそも生じない。
【００３７】
アドレス指定部３０は、磁気ディスク２１０の対策用領域２１２を対象とする読み書き命令のアクセス先アドレスを、アクセス先情報Ｗａおよび有効領域情報ＶＡ(ｉ)に基づいて書き替える。すなわち、対策用領域２１２への書き込み要求がなされた場合に、上記のアクセス先情報Ｗａを参照し、この書き込み要求の書き込み先アドレスのアドレス値を、アクセス先領域の該当する物理セクタのアドレス値に書き替える。また、対策用領域２１２に書き込まれているデータの読み出し要求がなされた場合に、上記の有効領域情報ＶＡ(ｉ)を参照し、この読み出し要求のアクセス先のアドレスとして、有効領域の該当する物理セクタを指定する。
計時部４０は、アクセス先設定部１０がアクセス先情報Ｗａを更新するタイミングを認識するために使用される。
【００３８】
次に、以上のように構成された制御装置１００および磁気ディスク装置によるアクセス制御の動作について説明する。
図６乃至図１０は、本実施形態により磁気ディスク２１０の対策用領域２１２における書き込み先の単位領域および有効領域が移動する様子を示す図である。
本動作例では、図２乃至図４に示した磁気ディスク装置の例を用いて、７個の単位領域Ａ(０)〜Ａ(６)に対して、時間ｔ（秒）ごとにアクセス先領域を順次移動させながらデータを書き込んでいくものとする。なお、時間ｔは、定点問題が発生しない程度に十分短い時間とする。
【００３９】
また、アクセス先領域の移動の態様は任意であるが、定点問題の発生を防止するためには、アクセス先領域を変更することによる磁気ヘッドの移動距離が、磁気ヘッドのスライダの幅よりも十分に大きいことが好ましい。図２に示した例では、各単位領域はＡ(０)からＡ(６)まで順番に並んでいるので、
Ａ(０)→Ａ(４)→Ａ(１)→Ａ(５)→Ａ(２)→Ａ(６)→Ａ(３)→Ａ(０)→・・・
（Ａ(３)までで１巡。以下、繰り返し）
のように移動させると、アクセス先領域が変わるたびに、必ず３個の単位領域分以上、磁気ヘッドを移動させることができる。そこで、本動作例では、この順番で有効領域を変更させることとする。
なお図２の例では、１個の単位領域が１トラックに対応しているので、上記の移動順によれば、有効領域の移動に伴い３トラック分、磁気ヘッドが移動することとなる。しかしながら上述したように、実際には、１個の単位領域のサイズと磁気ディスク２１０のトラックとは関係がないので、磁気ヘッドの移動距離はシステムごとに異なる。
【００４０】
以下、図６乃至図１０を参照して時系列に沿って説明する。なお、図６乃至図１０では、実際にデータが書き込まれている有効領域の物理セクタを、斜線を付して区別している。
制御装置１００のアクセス先設定部１０は、初期的に（時刻０で）、単位領域Ａ(０)を書き込み先として設定する。時刻０の時点の様子を示す図６を参照すると、データアクセス先情報Ｗａは、Ｗａ＝０（単位領域Ａ(０)のエリア番号）となっている。したがって、この時点から時間ｔが経過するまでは、アドレス指定部３０は、対策用領域２１２へのデータの書き込み要求の書き込み先として、アクセス先情報Ｗａで設定された単位領域Ａ(０)における該当する物理セクタのアドレス０〜９を指定する。
また、初期状態では、有効領域も全ての論理セクタＳ(０)〜Ｓ(９)に関して単位領域Ａ(０)であり、有効領域情報ＶＡ(ｉ)は、単位領域Ａ(０)に割り当てられた各論理セクタＳ(０)〜Ｓ(９)のアドレス０〜９に対応付けられている。
【００４１】
次に、時間ｔが経過すると、アクセス先設定部１０が、図７に示すように、アクセス先情報ＷａをＷａ＝４（単位領域Ａ(４)のエリア番号）に変更する。したがって、この時点からさらに時間ｔが経過するまでは、アドレス指定部３０は、対策用領域２１２へのデータの書き込み要求の書き込み先として、アクセス先情報Ｗａで設定された単位領域Ａ(４)における該当する物理セクタのアドレス４０〜４９を指定する。
ただし、図７に示す時点では、新たなデータの書き込みが行われておらず、全てのデータが単位領域Ａ(０)の物理セクタに書き込まれたままである。したがって、有効領域情報ＶＡ(ｉ)も、単位領域Ａ(０)の論理セクタＳ(０)〜Ｓ(９)のアドレス０〜９に対応付けられている。
【００４２】
ここで、図７のように状態が変化した後、論理セクタＳ(１)、Ｓ(７)に対してデータの書き込みが行われたとする。このときの様子を図８に示す。上述したように、アドレス指定部３０は、アクセス先情報Ｗａで設定された単位領域Ａ(４)における論理セクタＳ(１)、Ｓ(７)のアドレス４１、４７をデータの書き込み先として指定する。これによりデータはアドレス４１、４７の物理セクタに書き込まれるのであるが、この際、この新規データの書き込みに伴って、有効領域変更部２０が、有効領域の変更を行う。
【００４３】
すなわち、新規データが単位領域Ａ(４)の物理セクタのアドレス４１、４７に書き込まれた後、有効領域変更部２０は、図８のＶＡ(ｉ)の欄に示すように、論理セクタＳ(１)、Ｓ(７)に関する有効領域情報ＶＡ(ｉ)を更新し、単位領域Ａ(４)における論理セクタＳ(１)、Ｓ(７)のアドレス４１、４７に対応付ける。
【００４４】
図９は、図８の状態からさらに論理セクタＳ(２)〜Ｓ(４)、Ｓ(６)、Ｓ(９)に対してデータの書き込みが行われた様子を示す。
図８を参照して説明した動作と同様にして、新規データが単位領域Ａ(４)の対応物理セクタのアドレス４２〜４４、４６、４９に記録されている。また、有効領域情報ＶＡ(ｉ)も更新され、図９のＶＡ(ｉ)の欄に示すように、単位領域Ａ(４)における論理セクタＳ(２)〜Ｓ(４)、Ｓ(６)、Ｓ(９)のアドレス４２〜４４、４６、４９に対応付けられている。
また、Ｗａ＝４に変更された後、この時点ではまだ、論理セクタＳ(０)、Ｓ(５)、Ｓ(８)に対してデータの書き込みがなされていない。したがって、これらの論理セクタの有効領域は単位領域Ａ(０)のままであり、図９のＶＡ(ｉ)の欄に示すように、有効領域情報ＶＡ(ｉ)も単位領域Ａ(０)における論理セクタＳ(０)、Ｓ(５)、Ｓ(８)のアドレス０、５、８に対応付けられたままである。
【００４５】
次に、図７の時点からさらに時間ｔが経過し、論理セクタＳ(１)〜Ｓ(６)、Ｓ(８)、Ｓ(９)に対してデータの書き込みが行われた場合を考える。このときの様子を図１０に示す。アクセス先情報Ｗａは、アクセス先設定部１０により、Ｗａ＝１（単位領域Ａ(１)のエリア番号）に変更されている。したがって、アドレス指定部３０は、対策用領域２１２へのデータの書き込み要求の書き込み先として、アクセス先情報Ｗａで設定された単位領域Ａ(１)における該当する物理セクタのアドレス１０〜１９を指定する。
【００４６】
論理セクタＳ(１)〜Ｓ(６)、Ｓ(８)、Ｓ(９)に対してデータの書き込みが行われたため、書き込み要求に係る新規データは、単位領域Ａ(１)の対応物理セクタのアドレス１１〜１６、１８、１９に記録された。そして、有効領域変更部２０により、有効領域情報ＶＡ(ｉ)が更新され、図１０のＶＡ(ｉ)の欄に示すように、単位領域Ａ(１)における論理セクタＳ(１)〜Ｓ(６)、Ｓ(８)、Ｓ(９)のアドレス１１〜１６、１８、１９に対応付けられている。
このうち、論理セクタＳ(５)、Ｓ(８)については、図９の時点で新たなデータの書き込みがなされていなかった。したがって、Ｗａ＝１に変更された後にデータの書き込みがなされたのであれば、単位領域Ａ(０)における論理セクタＳ(５)、Ｓ(８)のアドレス５、８から単位領域Ａ(１)における論理セクタＳ(５)、Ｓ(８)のアドレス１５、１８へ（すなわち単位領域Ａ(４)を介さずに）、有効領域情報ＶＡ(ｉ)の情報が更新されたこととなる。
【００４７】
また、Ｗａ＝１に変更された後、この時点ではまだ、論理セクタＳ(７)に対するアクセスがなされていない。したがって、これらの論理セクタの有効領域は単位領域Ａ(４)のままであり、有効領域情報ＶＡ(ｉ)も単位領域Ａ(４)における論理セクタＳ(７)のアドレス４７に対応付けられたままである。さらに、論理セクタＳ(０)については、図７の時点でＷａ＝４に変更された後、新たなデータの書き込みがなされていないため、有効領域は単位領域Ａ(０)のままであり、有効領域情報ＶＡ(ｉ)も単位領域Ａ(０)における論理セクタＳ(０)のアドレス０に対応付けられたままとなっている。
このような動作を繰り返すことにより、磁気ディスク２１０の対策用領域２１２へのデータ書き込みが連続する場合でも、磁気ヘッドが磁気ディスク２１０上の一定の場所に留まることを防止することができる。
【００４８】
対策用領域２１２へ書き込まれたデータの読み出し要求がなされた場合は、アドレス指定部３０は、有効領域情報ＶＡ(ｉ)を参照して、現在、データが記録されている物理セクタのアドレスを取得し、この読み出し要求によるアクセス先として指定する。例えば、図８の時点で読み出し要求があった場合、アドレス指定部３０は、論理セクタＳ(０)、Ｓ(２)〜Ｓ(６)、Ｓ(８)、Ｓ(９)に関しては、単位領域Ａ(０)における該当物理セクタのアドレス０、２〜６、８、９を、論理セクタＳ(１)、Ｓ(７)に関しては、単位領域Ａ(４)における該当物理セクタのアドレス４１、４７をアクセス先アドレスとして指定する。また、図１０の時点で読み出し要求があった場合、アドレス指定部３０は、論理セクタＳ(０)に関しては、単位領域Ａ(０)における該当物理セクタのアドレス０を、論理セクタＳ(１)〜Ｓ(６)、Ｓ(８)、Ｓ(９)に関しては、単位領域Ａ(１)における該当物理セクタのアドレス１１〜１６、１８、１９を、論理セクタＳ(７)に関しては、単位領域Ａ(４)における該当物理セクタのアドレス４７をアクセス先アドレスとして指定する。指定されたアドレスからデータが読み出された後、有効領域変更部２０は、読み出したデータを書き込みアクセス先情報Ｗａにより指定される新しいアドレスに記録し（データの移動）、有効領域情報ＶＡ(ｉ)を更新する。この一連の処理は、有効領域情報ＶＡ(ｉ)で指定されるアドレスのデータを、書き込みアクセス先情報Ｗａにより指定されるアドレスに移動する処理として捉えることもできる。
【００４９】
上記のように、データの読み出しが行われた際に、読み出されたデータを個別に新たな有効領域へ移動する方法では、データへのアクセス（読み出し）がない物理セクタに対しては、データの移動が行われないこととなる。しかし、アクセスがないということは、磁気ヘッドがその物理セクタへ移動することがないことを意味し、定点浮上状態に起因する問題は生じない。
なお、データを移動するタイミングとしては、上述したように対策用領域２１２に書き込まれているデータの読み出し時以外に、種々のタイミングを取ることができる。例えば、有効領域変更部２０が有効領域の変更を行った際に、該当するアドレスに対するアクセスを待たず、無条件にそれまで有効領域であった単位領域の各物理セクタに記録されているデータを、新たに有効領域に設定された単位領域の対応物理セクタに移動させることも可能である。あるいは、一定時間アクセスのないアイドル時にバック・グラウンドでデータを移動するようにしても良い。この場合、外部からのアクセスに対するパフォーマンスの低下を防ぐため、データの移動中にアクセスが発生したならば、データの移動を一時中断してアクセス要求に対する処理を優先的に行う。また、有効領域変更部２０が有効領域の変更を行った後、このアクセス先領域の所定の物理セクタへデータ書き込み要求がなされた場合に、その物理セクタに関して個別にデータの移動を行うようにしても良い。この場合、まず、書き込み要求における書き込み先の物理セクタであって、現在データが格納されている（有効領域情報ＶＡ(ｉ)で指定されるアドレスの）物理セクタからデータを読み出す。そして、書き込み要求に係る新規データと共に、アクセス先情報Ｗａで設定された単位領域の該当する物理セクタへ書き込む。
【００５０】
次に、上述した制御装置１００を備えたコンピュータ・システムの構成例について説明する。
図１１は、制御装置１００を備えたシステムの一構成例を示す図である。
図示の例では、システムは、コンピュータ３００と磁気ディスク装置２００とを備え、コンピュータ３００は、制御手段であるＣＰＵ３１０、主記憶手段であるＲＡＭ３２０、外部記憶手段の磁気ディスク装置２００に接続するためのディスク・コントローラ３３０、表示手段のディスプレイ装置に接続するためのディスプレイ・アダプタ３４０およびその他の周辺装置を接続するためのＩ／Ｏインターフェイス３５０とを備えている。そして、コンピュータ３００とは別個に用意された制御装置１００が、磁気ディスク装置２００とディスク・コントローラ３３０との間に介在する構成となっている。ディスク・コントローラ３３０と制御装置１００との間のインターフェイス、および制御装置１００と磁気ディスク装置２００との間のインターフェイスのタイプは、ＩＤＥ、ＳＣＳＩ、ＵＳＢ、Ｓｅｒｉａｌ  ＡＴＡ、Ｆｉｂｅｒ等、何でも良く、特に制限はない。
【００５１】
図１１に示す構成では、ＣＰＵ３１０からのアクセス要求におけるＬＢＡ−ＣＨＳ間のアドレス変換等、磁気ディスク装置２００内のコントローラに対してデータの読み書きを行うための通常の制御は、ディスク・コントローラ３３０が行う。そして、制御装置１００は、磁気ディスク２１０の対策用領域２１２に対するデータの読み書きにおけるアクセス先の設定や有効領域の変更等の制御を行う。
【００５２】
このように、コンピュータ３００とは別個に用意された制御装置１００を磁気ディスク装置２００とディスク・コントローラ３３０との間に介在させて、制御装置１００が対策用領域２１２に対するデータの読み書きに対する制御のみを行う構成とすることにより、既存のシステムへの導入が極めて容易となる。なお図１１において、磁気ディスク装置２００は内蔵型であっても外付け型であっても良い。また、制御装置１００自体もコンピュータ３００に内蔵させても良いし、外付けとしても良い。
【００５３】
図１２は、制御装置１００を備えたシステムの他の構成例を示す図である。
図示の例では、システムは、コンピュータ３００と磁気ディスク装置２００とを備え、コンピュータ３００は、制御手段であるＣＰＵ３１０、主記憶手段であるＲＡＭ３２０、外部記憶手段の磁気ディスク装置２００に接続するためのディスク・コントローラ４００、表示手段のディスプレイ装置に接続するためのディスプレイ・アダプタ３４０およびその他の周辺装置を接続するためのＩ／Ｏインターフェイス３５０とを備えている。そして、ディスク・コントローラ４００が、上述した本実施形態における制御装置１００の機能を有する。
【００５４】
図１２のように構成する場合、ディスク・コントローラ４００は、磁気ディスク装置２００に対してデータの読み書きを行うための通常の制御に加えて、対策用領域２１２に対するデータの読み書きに関して、上述した本実施形態の制御を行う。ディスク・コントローラ４００自体のハードウェア構成は、図１の制御装置１００と同様にすることができる。そして、各制御機能は、ＲＯＭ１０２に格納されているマイクロコードにより制御されたＭＰＵ１０１により実現される。なお、図１２の構成の場合、インターフェイス回路１０５は、バスブリッジ回路となる。また、図１２の構成においても、磁気ディスク装置２００は内蔵型であっても外付け型であっても良い（図では内蔵型として記述している）。
【００５５】
図１３は、制御装置１００を備えたシステムのさらに他の構成例を示す図である。
図示の例では、磁気ディスク装置２００自体の制御回路に、上述した本実施形態の制御装置１００の機能を付加する。図１３を参照すると、磁気ディスク装置２００は、制御回路として、処理手段であるＭＰＵ２０１と、記憶手段であるＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３およびＮＶＲＡＭ（不揮発性ＲＡＭ）２０４と、コンピュータ３００のディスク・コントローラ３３０に接続するためのインターフェイス回路２０５とを備える。また、記憶媒体である磁気ディスク２１０（図１３では非表示）と磁気ディスク２１０に対してデータの読み書きを行うための磁気ヘッド２２０とを備え、この磁気ディスク２１０を回転させるためのスピンドル・モータ２０６およびディスク・モータ・コントローラ２０７と、磁気ヘッド２２０のシーク動作を制御するためのＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）２０８およびＶＣＭドライバ２０９とを備える。そして、磁気ヘッド２２０の電磁作用により磁気ディスク２１０に対するデータの読み書きを行うためのＡＤコンバータ２２１、アンプ２２２およびドライバ２２３を備える。
【００５６】
図１３において、ＭＰＵ２０１は、コンピュータ３００のディスク・コントローラ３３０からの指示にしたがって、磁気ディスク２１０および磁気ヘッド２２０の動作を制御し、データの読み書きを実行する。また、磁気ディスク２１０の対策用領域２１２に対するデータの読み書きに関して、上述した本実施形態の制御を行う。これらの機能は、ＲＯＭ２０２に格納されているマイクロコードで制御されたＭＰＵ２０１により実現される。したがって、図１３のように構成する場合、図１２の構成と同様に、新たなハードウェアを追加する必要はなく、ＲＯＭ２０２に格納されるマイクロコードを変更するだけで実現が可能である。なお、図１３に示すインターフェイス回路２０５のタイプは、ＩＤＥ、ＳＣＳＩ、ＵＳＢ、Ｓｅｒｉａｌ  ＡＴＡ、Ｆｉｂｅｒ等、何でも良く、特に制限はない。
【００５７】
さらに、本実施形態による磁気ディスク２１０の対策用領域２１２に対するアクセス制御のための機能は、上記のように各種のコントローラの機能として実現するのではなく、ＯＳ（Operating System）が使用する磁気ディスク装置２００用のデバイスドライバの機能として実現することも可能である。この場合、コンピュータ３００のＣＰＵ３１０から出力される磁気ディスク装置２００へのアクセス命令のアクセス先アドレス自体が、本実施形態のアクセス制御によって選択されたアドレス（アクセス先設定部１０により設定される単位領域内のアドレスや有効領域内のアドレス）となる。このように、ソフトウェア的に本実施形態の機能を実現すれば、特別なハードウェアを用意することなく、デバイスドライバのみを配布し、システムにインストールして使用することが可能となる。
【００５８】
このように、本実施形態による制御のための機能は、コンピュータ３００のＣＰＵ３１０から磁気ディスク装置２００までの情報経路のいずれかでハードウェアまたはソフトウェア手段により実現されれば良く、そのための具体的な構成は、上記の構成やその他の種々の構成を任意に取ることが可能である。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、記憶装置が長時間にわたって一定のデータ書き込み動作を続ける場合であっても、データの書き込み先を適宜移動することにより、ヘッドの定点浮上状態が長時間継続することを防止し、定点問題の発生を回避することができる。
また、本実施形態では、ディスク上に設定された対策用領域に複数の単位領域を設定し、単位領域を単位としてデータの書き込み先を指定することとした。このため、この単位領域に書き込まれるべきデータがディスク上で分散してしまうことがなく、データの読み書きにおけるパフォーマンスの低下を防止することができる。なお、一度も読み書きしなかったデータは分散してしまうが、これに関しては将来アクセスがあった際に移動するため、パフォーマンスに対する影響は無視できる。
さらに、本実施形態では、複数の単位領域のうちデータを書き込むべき有効領域を、所定の規則にしたがって動的に変更する。このため、特定の単位領域にのみアクセスが集中してしまうことによってヘッダの定点浮上状態が長時間継続することがない。
【００６０】
なお、本実施形態では、記憶媒体として磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置に対する制御を例として、対策用領域へのアクセス制御の方法、機能および構成例を説明したが、複数回にわたってデータの書き換えが可能な光ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ等）を記憶媒体とする記憶装置等、ヘッダの定点浮上状態に起因する記憶媒体の劣化や寿命の短縮といった問題を有する種々の記憶装置に対してそのまま適用することが可能である。
また、本実施形態では、記憶媒体の記憶領域を通常領域と対策用領域とに分けて、対策用領域に複数の単位領域を設け、データのアクセス先を動的に変更しながら書き込みを行うこととしたが、システムの態様や用途等によっては、記憶媒体の記憶領域を全て対策用領域として使用することも可能である。
また、本実施形態では、１台の磁気ディスク装置を対象として磁気ディスクに対策用領域を設け、アクセス制御を行ったが、複数台の磁気ディスク装置を対象として本実施形態によるアクセス制御を行うことも可能である。この場合、複数台の磁気ディスク装置の磁気ディスクに対して適宜対策用領域を設定する。この対策用領域のサイズは、磁気ディスク装置ごとに異なって良い。そして、複数台の磁気ディスク装置における磁気ディスクの記憶領域を論理的に連続した記憶領域として扱い、複数台の磁気ディスク装置に跨るように対策領域を設定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施形態の制御装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図２】本実施形態による制御の対象である磁気ディスク装置における磁気ディスクの記憶領域の構成例を示す図である。
【図３】図２に示す磁気ディスクの対策用領域をさらに詳細に説明する図である。
【図４】本実施形態における単位領域Ａ(０)〜Ａ(６)と論理セクタＳ(０)〜Ｓ(９)と各論理セクタに割り当てられたアドレスの関係を表す図表である。
【図５】本実施形態の制御装置の機能構成を示す図である。
【図６】本実施形態により磁気ディスクの対策用領域における書き込み先の単位領域および有効領域が移動する様子を示す図であり、時刻０の時点の状態を表す図である。
【図７】本実施形態により磁気ディスクの対策用領域における書き込み先の単位領域および有効領域が移動する様子を示す図であり、時刻ｔ経過時点の状態を表す図である。
【図８】本実施形態により磁気ディスクの対策用領域における書き込み先の単位領域および有効領域が移動する様子を示す図であり、図７の状態からデータの書き込みが行われた状態を表す図である。
【図９】本実施形態により磁気ディスクの対策用領域における書き込み先の単位領域および有効領域が移動する様子を示す図であり、図８の状態からさらにデータの書き込みが行われた状態を表す図である。
【図１０】本実施形態により磁気ディスクの対策用領域における有効領域が移動する様子を示す図であり、図７の状態からさらに時刻ｔ経過時点の状態を表す図である。
【図１１】本実施形態の制御装置を備えたシステムの構成例を示す図である。
【図１２】本実施形態の制御装置を備えたシステムの他の構成例を示す図である。
【図１３】本実施形態の制御装置を備えたシステムのさらに他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０…アクセス先設定部、２０…有効領域変更部、３０…アドレス指定部、４０…計時部、１００…制御装置、１０１、２０１…ＭＰＵ、１０２、２０２…ＲＯＭ、１０３、２０３…ＲＡＭ、１０４、２０４…ＮＶＲＡＭ、１０５、２０５…インターフェイス回路、１０６…ディスク・インターフェイス・コントローラ、２００…磁気ディスク装置、２１０…磁気ディスク、２１１…通常領域、２１２…対策用領域、２２０…磁気ヘッド、３００…コンピュータ、３１０…ＣＰＵ、３３０、４００…ディスク・コントローラ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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