(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクと磁気ディスクにデータの記録再生を行うヘッドと、
ヘッドを磁気ディスク面に対してロード・アンロードするロード・アンロード機構と、
ホストが発行する記録命令に対応したデータを一時的に記録するための不揮発性メモリと、
不揮発性メモリ及び磁気ディスクに対する記録動作を制御するコントローラを有し、
コントローラは、記録命令受領時に、ヘッドがロード状態にあるかアンロード状態にあるかを判定し、
ヘッドがアンロード状態にあると判定し、かつ、前記不揮発性メモリに前記記録命令に対応するデータを記録するに十分な空容量がない場合には、ヘッドのロードを行った後、前記記録命令に対応するデータ及び不揮発性メモリ中に記録された全データを磁気ディスクに記録し、不揮発性メモリ中に記録された当該データを消去し、
ヘッドがアンロード状態にあると判定し、かつ、前記不揮発性メモリに前記記録命令に対応するデータを記録するに十分な空容量がある場合には、当該データを前記不揮発性メモリに記録し、
ヘッドがロード状態にあると判定した場合、前記記録命令に対応するデータ及び不揮発性メモリ中に記録された全データを磁気ディスクに記録し、不揮発性メモリ中に記録された当該データを消去することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記ホストから発行される再生命令を受領し、対応する再生データが磁気ディスク上にあって、再生実行のために、ヘッドがロードされ、再生が完了した後に、不揮発性メモリ中に記録された全データを磁気ディスクに記録し、不揮発性メモリ中に記録された当該データを消去することを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記コントローラは、記録装置の停止命令を受領した際、不揮発性メモリ中に磁気ディスクに記録されていないデータが残存する場合、停止命令完了以前に不揮発性メモリ中に記録された全データを磁気ディスクに記録し、不揮発性メモリ中に記録された当該データを消去することを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記コントローラは、記録装置の起動時であって、不揮発性メモリ上にデータが残存している場合に、不揮発性メモリ中に記録された全データを磁気ディスクに記録し、不揮発性メモリ中に記録された当該データを消去することを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
磁気ディスクと磁気ディスクにデータの記録再生を行うヘッドと、ヘッドを磁気ディスク面に対してロード・アンロードするロード・アンロード機構と、ホストが発行する記録命令に対応したデータを一時的に記録するための不揮発性メモリと、不揮発性メモリ及び磁気ディスクに対する記録動作を制御するコントローラを有する磁気ディスク装置における情報記録方法であって、
前記コントローラが、記録命令を受領するステップと、
記録命令の受領に対し、ヘッドがロード状態にあるかアンロード状態にあるかを判定するステップと、
ヘッドがアンロード状態にあると判定し、かつ、前記不揮発性メモリに前記記録命令に対応するデータを記録するに十分な空容量がない場合には、ヘッドのロードを行うとともに、前記記録命令に対応するデータ及び不揮発性メモリ中に記録された全データを磁気ディスクに記録するとともに、不揮発性メモリ中に記録された当該データを消去するステップと、
ヘッドがアンロード状態にあると判定し、かつ、前記不揮発性メモリに前記記録命令に対応するデータを記録するに十分な空容量がある場合には、当該データを前記不揮発性メモリに記録するステップと、
ヘッドがロード状態にあると判定した場合に、前記記録命令に対応するデータ及び不揮発性メモリ中に記録された全データを磁気ディスクに記録するとともに、不揮発性メモリ中に記録された当該データを消去するステップを有することを特徴とする情報記録方法。
【請求項６】
前記コントローラが、前記ホストから発行される再生命令を受領するステップと、
再生命令の受領に対し、再生データが磁気ディスク上にある場合、再生実行のために、ヘッドがロードされるステップと、
ヘッドがロードされ、再生が完了した後に、不揮発性メモリ中に記録された全データを磁気ディスクに記録するとともに、不揮発性メモリ中に記録された当該データを消去することを特徴とする請求項５に記載の情報記録方法。
【請求項７】
前記コントローラが、記録装置の停止命令を受領するステップと、
記録停止命令の受領に対し、不揮発性メモリ中に磁気ディスクに記録されていないデータが残存する場合、停止命令完了以前に、不揮発性メモリ中に記録された全データを磁気ディスクに記録するとともに、不揮発性メモリ中に記録された当該データを消去することを特徴とする請求項５に記載の情報記録方法。
【請求項８】
記録装置が起動するステップと、
記録装置の起動に対し、不揮発性メモリ上にデータが残存している場合に、不揮発性メモリ中に記録された全データを磁気ディスクに記録するとともに、不揮発性メモリ中に記録された当該データを消去することを特徴とする請求項５に記載の情報記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータの記憶装置に関し、特に長期稼動時における摺動信頼性を向上させた記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在の記憶装置、例えば磁気ディスク装置の記録密度を向上させるためには、ヘッドとディスクとの間隔（一般に浮上量と称される）は小さい程良い。浮上量を小さくした場合、磁気ディスク装置の摺動信頼性確保は重要な課題となる。
【０００３】
一般に磁気ディスク装置の摺動信頼性を損なう主原因は、ヘッドとディスクとの直接接触或いは装置内のコンタミネーション等を介しての間接接触により、ヘッド又はディスクに損傷が発生することである。浮上量低下に伴い、ヘッド又はディスクの損傷発生の危険性は、ヘッドがディスク上を浮上している時間が長くなる程増大する。
【０００４】
摺動信頼性の観点から、磁気ディスク装置がディスクに記録、再生等でアクセスしていない非動作時に、ヘッドをディスク面からディスク面外（ディスクの円周の外側）へ退避させることでヘッドの浮上時間を低減するロード・アンロード（以下Ｌ／ＵＬと称する）機構が用いられている。Ｌ／ＵＬ機構については、例えば、文献（T. R. Albrecht他, "Load/Unload Technology for Disk Drives", IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 35, No. 2, P857-862, March 1999）等に詳細に記載されている。
【０００５】
一方、読み出し時において、ディスクへのアクセス自体を低減する方法として、リードキャッシュ機能がある。リードキャッシュは、ディスク上でアクセス頻度の高い読み出し情報を揮発メモリ上に一時的に格納し、次回同じ情報の再生命令が上位装置から来た時にディスク上にはアクセスせず、メモリから情報を引き出すものである。
【０００６】
リードキャッシュと類似の機能として、情報の記録時に作用するライトキャッシュ機能がある。ライトキャッシュは、ホストが発行した記録命令に対して、その情報を一時的に格納する揮発のバッファメモリである。磁気ディスク装置は処理速度の早いバッファメモリへの情報記録終了時点でホストに記録終了を報告し、その後処理速度の遅いディスク上に情報を書き込むことで、処理速度向上を図るものである。つまり、ライトキャッシュにおいては、ホストから時間的に連続して発行される複数の記録命令に対して、バッファ上に情報を一時格納して、全記録命令受領後にバッファ上の情報を一括してディスクに書き込む。
【０００７】
このライトキャッシュに不揮発メモリを併用する技術が特開平７−４４９８２号公報に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
Ｌ／ＵＬ機構において、ヘッドの浮上時間を低減するためには、記録・再生動作完了後速やかにヘッドのアンロードを行わせるのが望ましい。
【０００９】
しかしながらＬ／ＵＬ機構では、ヘッドをロードあるいはアンロードする際にヘッドとディスクとが接触したり、Ｌ／ＵＬの際にランプと呼ばれる斜面上をヘッドのサスペンションの一部（タブと呼ばれる）が摺動することによる摩耗粉の発生等、摺動信頼性に関わる新たな問題点も生ずる。すなわち、Ｌ／ＵＬ機構を搭載した磁気ディスク装置において、ヘッドの浮上時間を低減させるためには、一つの記録・再生動作終了後直ちにヘッドをアンロードすることが望ましいが、それによると記録・再生命令の時間間隔が短い場合急激にＬ／ＵＬ回数が増加してしまい、別の観点からＬ／Ｕ動作回数自体が摺動信頼性上問題となる可能性がある。
【００１０】
このためＬ／ＵＬ機構を搭載した磁気ディスク装置においては、Ｌ／ＵＬ回数の急激な増加を防ぐために、記録・再生動作終了後も所定時間ヘッドがディスク上に浮上状態で待機するのが一般的であり、大幅にヘッドの浮上時間を低減するのは困難である。
【００１１】
また、ライトキャッシュを使用しても、時間的に連続して記録命令が発行される場合は、１つの記録命令終了後次の記録命令実行までの時間は通常ミリセコンドのオーダであり、その間にアンロード動作が入ることはない。このため、Ｌ／ＵＬ回数や浮上時間を低減する効果は期待できない。
【００１２】
一方、時間間隔をおいて不連続に発行される記録命令に対しては、バッファに一時的に格納された情報は、時間差はあっても毎回ディスク上に書き込まれるため、記録命令に対するアクセス回数自体を減少させる効果はなく、この場合もＬ／ＵＬ回数や浮上時間を低減する効果は得られない。
【００１３】
特開平７−４４９８２号公報に記載の発明も、記録命令に対するアクセス回数自体を減少させる機能はなく、摺動信頼性に対しては効果は得られない。
【００１４】
Ｌ／ＵＬ機構を備えた場合、装置全体の消費電力は低減するが、その場合においても、Ｌ／ＵＬ回数を増加させると消費電力の低減効果が少なくなるので、ノートパソコンに適用した場合のように、バッテリの寿命を延ばすためにはＬ／ＵＬ回数を減少させる必要がある。
【００１５】
本発明の目的は、ホストから時間間隔をもって不連続に発行される記録命令に対するディスクへのアクセス回数を低減することによりヘッドの浮上時間やＬ／ＵＬ回数を低減し、長期間稼動時における摺動信頼性に優れた記憶装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の記憶装置は、情報記録媒体と、この記録媒体に情報の記録／再生を行うヘッドと、ホストから発行される記録命令に対応する情報を所定の条件を満たすまで一時的に格納する格納手段と、情報を一括して前記記録媒体に記録するコントローラとを備え、ホストから記録命令を受けた際にこの記録命令に対応する情報を一時的に格納し、情報記録媒体に情報を記録するヘッドが媒体上に有るか否かを判断し、ヘッドが媒体上にある場合には記録命令に対応する情報を情報記録媒体に書き込むことにより達成される。
【００１７】
その際に、記憶媒体上への記録再生動作を実施していない状態では、ヘッドを記憶媒体面から退避させるロード・アンロード機能を有することが望ましい。
【００１８】
最近のソフトウエアでは一定時間毎にファイルのセーブを行ったり、一定時間毎サーバ等から最新の情報を引き出して記憶媒体上のデータを更新したりする機能を有するものが多く、所定の時間間隔を持ってホストからディスクに記録命令が発行される場合が多くなってきている。このため、長期間稼動時の記憶装置の摺動信頼性を向上させるためには、ホストから時間間隔をもって不連続に発行される記録命令に対して、実際の記憶媒体へのアクセス回数を低減して、ヘッドの浮上時間を低減することが重要である。またＬ／ＵＬ機構を搭載した記憶装置においては、記憶媒体へのアクセス回数を低減することにより、Ｌ／ＵＬ回数の低減も図ることができ、摺動信頼性向上に大きく寄与することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて、本発明を詳細に説明する。
【００２０】
本発明を適用した記憶装置の一例として、磁気ディスク装置１０を用いてその構成を説明する。磁気ディスク装置１０の概略構成を図１に示す。磁気ディスク装置１０は、記録媒体である２．５型の磁気ディスク１と、磁気ディスク１に記録再生を行う磁気ヘッド２、記録再生を行うためのＲＷ（リード／ライト）回路４、ホスト１１から命令を受けこの命令をＲＷ回路４に中継する事で磁気ディスク１に対する記録再生動作を制御するコントローラ３を有する。更に磁気ディスク１の回転機構、磁気ヘッド２の移動（Ｌ／ＵＬ動作を含む）機構等（図示せず）より構成されている。
【００２１】
磁気ディスク装置１０は、磁気ディスク１を回転させた時の空気流によって磁気ヘッド２を微小間隔で磁気ディスク１上に浮上させ、この状態で記録再生を行う。磁気ディスク装置１０の記録密度を向上させるためには、磁気ヘッド２と磁気ディスク１との間隔（一般に浮上量と称される）は小さい程良い。そのため、磁気ディスク装置１０における浮上量は、５０ｎｍ以下の極めて小さな浮上量としている。
【００２２】
図示してないが、磁気ディスク装置１０は磁気ディスク枚数２枚及び磁気ヘッド本数４本を備え記録容量約６．５ＧＢのものとする。
【００２３】
磁気ディスク装置１０は、磁気ヘッド２が磁気ディスク１に記録・再生等でアクセスしていない非動作時に、磁気ヘッド２を磁気ディスク１から退避させるロード・アンロード（以下Ｌ／ＵＬと称する）機構を備えている。ここで、磁気ヘッド２が磁気ディスク１の上に浮上している状態をロード状態、磁気ディスク１円周の外側にある状態をアンロード状態という。ここで磁気ヘッド１がアンロードするまでの時間（非動作時間）の設定は自由であるが、短すぎるとＬ／ＵＬの回数が増加し、長すぎると磁気ヘッド２が磁気ディスク１上を浮上している時間が増加する。このようなバランスを考えると、アクセスが無くなってからアンロードするまでの時間は５〜１０秒くらいが適当である。本実施例では、６秒間磁気ディスク１に対してアクセスが無い場合、アンロードする設定とした。
【００２４】
このＬ／ＵＬはコントローラ３により制御され、非動作時間等もこのコントローラ３によって制御される。また、非動作時間とは磁気ヘッド１の動作が終了した時点から計測する場合と、ホストなどからバッファメモリ６（後述）にアクセスが無くなった時点から計測する場合との二通りが考えられる。前者の場合は省電力には適するが、バッファメモリ６に目的のデータが無く、磁気ディスク１から読み出す際に処理が遅くなる。使用者の要望等に合わせ何れを選んでもよい。この非動作時間はホスト１１から設定するようにしてもよいし、予め本磁気ディスク装置に固定的に設定しても良い。
【００２５】
磁気ディスク装置１０は、揮発メモリよりなるリードキャッシュやライトキャッシュに用いられる５１２ｋＢのバッファメモリ６を有する。このバッファメモリ６は、頻繁に再生が行われる情報を一時的に格納するリードキャッシュ機能を有する。また、バッファメモリ６は、ホスト１１からの記録命令に対して不揮発性メモリ５への情報記録に先立ち、一時的に記録情報を格納するライトキャッシュ機能を有し、一度バッファメモリ６に格納された情報を不揮発性メモリ５上に再度格納する。尚、このバッファメモリ６は設けなくともよい。
【００２６】
更に磁気ディスク装置１０は、コンピュータ等の上位機種（ホスト１１）に接続され、ホスト１１が発行する命令によって制御される。本発明の磁気ディスク装置１０では、ホスト１１からの記録命令を一時的に格納するための手段として２５６ｋＢの記録命令一時格納用不揮発性メモリ（以下、不揮発性メモリ）５を有する。一時格納用として不揮発性のメモリを用いることにより、停電等で突然電源が遮断された場合でも、まだ磁気ディスク１に書き込まれていない記録情報の消失を防止することができる。
【００２７】
上記構成において、磁気ディスク装置１０のコントローラ３は、ホスト１１からの記録命令発行をコントローラ３が受領した場合、まずバッファメモリ６上に記録を実行する。バッファメモリ６への記録確認時点でコントローラ３はホスト１１に対して記録命令の終了を報告する。その後コントローラ３は、バッファメモリ６に記録した情報を不揮発性メモリ５上に記録し、バッファメモリ６の記録を消去する。その後２番目以降の記録命令がホスト１１から発行されると、同様にして記録命令は不揮発メモリ５上に記録・蓄積される。
【００２８】
この繰り返しにおいて、所定の条件が満たされた場合に、コントローラ３は不揮発メモリ５に記録された情報を一括して磁気ディスク１に記録する。そしてコントローラ３は、磁気ディスク１に記録が終了した不揮発性メモリ５の情報を消去する。
【００２９】
バッファメモリ６を用いない場合には、ホスト１１からの記録命令発行をコントローラ３が受領した場合、まず不揮発性メモリ５上に記録が実行される。記録が完了するとコントローラ３は、ホスト１１に対して記録命令の終了を報告する。その後２番目以降の記録命令がホスト１１から発行されると、同様に不揮発性メモリ５に記録される。
【００３０】
不揮発性メモリ５に記録した情報を磁気ディスク１への記録する場合は、磁気ヘッド２が磁気ディスク１上にロードされて記録が実行される。磁気ディスク１への情報書き込みを完了した時点で、不揮発性メモリ５内の一時保存情報は消去され、次の書き込み命令に備える。これら一連の動作において、ホスト１１からのｎ回の記録命令に対する磁気ヘッド２の浮上時間は、ロード開始からアンロード完了迄の時間で与えられる。また、この間のＬ／ＵＬ回数は１回のみである。浮上時間及びＬ／ＵＬ回数低減の観点からは、上記のnを大きくして、できるだけ多くの記録命令を一括して磁気ディスク１に書き込むことが望ましい。
【００３１】
実際の磁気ディスク装置１０の動作時においては、記録命令のみが発行されることはなく、再生命令が入り、この再生命令を実行する過程でＬ／ＵＬ動作が行われる場合が有る。また、命令の発行間隔も大きく変動するため、仮に記録命令のみと考えても、命令の発行間隔が短い場合には次の記録命令までの間にＬ／ＵＬ動作が行われない場合も有る。この様にホスト１１からの記録命令の回数に対しＬ／ＵＬ回数を減らすためには、不揮発性メモリ５に貯えられた情報を、一括して磁気ディスク１に記録するタイミング判定が重要である。
【００３２】
浮上時間及びＬ／ＵＬ回数を低減するためには、不揮発性メモリ５にできるだけ多くの記録命令を格納して、それらを一括して磁気ディスク１に書き込めばよい。磁気ディスク１に書き込むタイミングとしては、不揮発性メモリ５の残容量が、次の記録情報を保存するに十分でなくなった時である。
【００３３】
しかし、磁気ディスク装置１０がホスト１１からの記録命令以外の命令、例えば再生命令等によって、磁気ヘッド２が磁気ディスク１上にロードされて、磁気ディスク１への書き込みが直ちに可能な状態となった場合には、磁気ディスク１への書き込み実行に伴うＬ／ＵＬ回数の増加が生じない。その上書き込み終了時点で不揮発性メモリ５内の一時保存情報が消去されるため、次の一括書き込みまでを遅らせることができる。
【００３４】
或いは、磁気ヘッド２がロード状態の時にホスト１１から記録命令が発せられたときには、コントローラ３はバッファメモリ６或いは不揮発性メモリ５に記録することなく、直接磁気ディスク１に記録を行ってもＬ／ＵＬ回数の増加が生じない。更に一度バッファメモリ６或いは不揮発性メモリ５に記録せず、直接磁気ディスク１に記録することによりシークエンスライト性能に影響を与えなくて済む。
【００３５】
この様に不揮発性メモリ５の容量を増加したところでＬ／ＵＬ回数がより減少するとは限らない。よって不揮発性メモリ５の容量は使用される磁気ディスク装置１０の信頼性要求度、使用条件、コスト等に応じて容量を決定すればよい。
【００３６】
また、磁気ディスク装置１０がホスト１１より停止命令（スタンバイ状態やスリープ状態への移行）を受けた場合には、停止処理及び電源遮断状態が非常に長期間続いた後の起動処理の中で万一の情報の消失の危険性を防止するために、停止命令受領時に磁気ディスク１への書き込みを実行することが望ましい。
【００３７】
上記停止時の磁気ディスク１への書き込みを行う場合でも、停電等で突然電源が遮断された場合には磁気ディスク１への書き込みは行われない。このため、次回の起動時にその処理の中で、不揮発性メモリ５内に磁気ディスク１への書き込みが終了していない情報が有るかを確認し、もしある場合には、その時点で磁気ディスク１への書き込みを実行する。
【００３８】
以上の観点から纏めると、製品への適用を考慮した場合には、以下の４条件のいずれかが満たされた場合に、コントローラ３は、ホスト１１からの記録命令はバッファメモリ６を経由して不揮発性メモリ５に一時的に格納した情報を、一括して磁気ディスク１に書き込む。
【００３９】
（１）不揮発性メモリ５の残容量が、記録すべき情報を保存するのに十分でない場合または残容量がその総容量に対して一定比率（例えば８０％）以下となった場合。
【００４０】
（２）磁気ディスク装置１０がホスト１１からの記録命令以外の命令によって、磁気ヘッド２が磁気ディスク１上にロードされ、磁気ディスク１への情報記録が直ちに可能な状態となった場合。（磁気ヘッド２が磁気ディスク１上で浮上状態となった場合。）
（３）磁気ディスク装置１０がホスト１１からスタンバイまたはスリープ命令といった停止命令を受領した場合。
【００４１】
（４）磁気ディスク装置１０の起動時に、不揮発性メモリ５中に記録情報が残存している場合。
【００４２】
尚、不揮発性メモリ５の残容量よりも大きい情報の記録命令がホスト１１より発行された場合には、その情報はコントローラ３或いはバッファメモリ６より直接磁気ディスク１に記録をする。その際のロード動作を利用して不揮発性メモリ５内の情報も併せて記録する事でＬ／ＵＬ回数を削減する。
【００４３】
磁気ディスク装置１０では、ホスト１１を接続して磁気ディスク装置１０を起動後、磁気ヘッド２がアンロードされた状態で、Ｌ／ＵＬ動作を実行するに十分な時間間隔（例えば1分間）をもって、単発の記録命令（例えば１セクタのライトコマンド）のみをホストから断続的に発行した場合、不揮発性メモリ５の残容量が記録情報を保存するに十分でない場合または残容量が総容量に対して一定比率以下となった場合以外には磁気ディスク１への書き込みのためのアクセスを行わない。このため、所定時間間隔毎に行われるホスト１１からの記録命令の発行に対して、殆どの場合磁気ヘッド２のロード動作を行わず、磁気ヘッド２はアンロードされたままとなる。
【００４４】
ホスト１１からの命令の発行形態によっては上記の浮上時間、Ｌ／ＵＬ回数低減の効果は量的には変化するが、その場合でも時間的に不連続に発行される記録命令を一時的に保存して、磁気ディスク１に一括して連続的に書き込みをすることにより、浮上時間及びＬ／ＵＬ回数を低減する効果が全く損なわれることはない。
【００４５】
図２は、所定間隔でホスト１１から不連続に記録命令が発行された場合における応答時における本発明の磁気ディスク装置１０と従来の磁気ディスク装置とのＬ／ＵＬ回数の比較して示している。ここで従来の磁気ディスク装置とは不揮発性メモリ５を有しない装置のことである。この比較例では、記録命令を一時的に格納するバッファメモリ及びバッファメモリ使用したライトキャッシュ機能は設けていない。
【００４６】
図２の各記録命令の時間間隔は、ホストのソフトウェアによる自動ファイルセーブ動作を仮定して、単発の記録命令が十分な時間間隔（例えば数十秒から数分程度）を想定している。この程度の時間間隔では、記録命令終了時点で磁気ヘッド２がロードされていた場合でも、次の記録命令受領までにアンロード処理が実行される。
【００４７】
従来の磁気ディスク装置では、ホストが発行した最初の記録命令２０１をコントローラが受領すると、磁気ディスクへの記録命令２０２を発行する。記録時に磁気ヘッドがアンロード状態にある時は、記録命令２０２によって磁気ヘッドがロードされる。磁気ヘッドが磁気ディスク上にロードされた後に磁気ディスクへの記録２０３が開始される。白抜きの四角形は磁気ディスク１に記録２０３がされていることを示す。磁気ディスクへの記録２０３が完了し、この記録完了２０４をコントローラが確認したら、ホストに対して記録命令の終了報告２０５が返され、一連の動作が完了する。次の記録命令２１１までの時間間隔が十分に大きいので、ヘッドはアンロードされ、待機状態に入る。その後次の記録命令２１１がホストから発行されると、同じ動作がくり返される。尚、磁気ヘッドによる磁気ディスクへのアクセスがなくなってからアンロードする迄の時間は、実施例と同様に６秒とする。
【００４８】
ホストから同じ記録命令を発行すれば、所定時間間隔毎に行われる記録命令の発行に対して毎回ロード動作が行われ、ディスクへの記録を実行し、その後所定の待ち時間経過後にヘッドはアンロードされる。
【００４９】
これら一連の動作において、ｎ回目の記録命令２２１までの間におけるヘッドの浮上時間は、ロード開始からアンロード完了までの時間をＴとすればＴ×ｎで与えられる（但しＴは記録するデータ量により変動する値である）。またこの間のＬ／ＵＬ回数はｎ回で与えられる。ライトキャッシュ機能を備えた場合でもディスクに記録されるタイミングこそ異なるものの、Ｌ／ＵＬ回数は変わらない。
【００５０】
一方、本発明の磁気ディスク装置１０では、ホスト１１から発行された最初の記録命令２５１をコントローラが受領した場合、コントローラ３は不揮発メモリ５に記録命令２５２を発行し不揮発メモリ５上に記録２５４が実行される。不揮発メモリ５への記録完了２５５をコントローラ３が確認した時点で、コントローラ３はホスト１１に対して記録命令の終了報告２５６を発行する。その後次の記録命令２６１がホスト１１から発行されると、同様に不揮発メモリ５上に情報は記録２６４される。
【００５１】
この繰り返しにおいて、先に示した所定の条件が満たされた場合（本説明図ではｎ回目の記録命令２７１受領時）に、コントローラ３は不揮発メモリ５に記録された情報を一括して磁気ディスク１に記録する命令２７３を発行する。
【００５２】
記録命令２７３によって磁気ヘッド２がロードされる。磁気ヘッド２が磁気ディスク１上にロードされた後に不揮発メモリ５に記録された情報の一括した記録２７４が開始される。記録２７４が終了するとコントローラは記録完了２７５を受け、ホストに対し終了報告２７６を発行し不揮発メモリ５に記録した情報を消去する。記録２７２においては磁気ディスク１に記録する情報は記録命令一つ分ではないために、記録２７４に要する時間は従来例と比べて長くなる。そのために記録完了２７５及び終了報告２７６も従来例と比べて遅れる。しかし、終了報告２７６の遅れは、バッファメモリ５を使用したライトキャッシュ機能を設ける事により従来例と同程度にする事が可能である。よって磁気ディスク装置１０の処理速度向上の観点からは、不揮発性メモリ５とバッファメモリ６とを併用することが望ましい。
【００５３】
尚、図２においては、コントローラ３は不揮発メモリ５に対する記録命令２７２を発行した後に磁気ディスク１に記録する命令２７３を発行し、その後記録命令２７２の情報を含めて一括して不揮発メモリ５に記録された情報を磁気ディスク１に記録していることを表すため、命令２７３が不揮発メモリ５から出ているように表している。しかし、記録命令２７２発行の際に所定の条件が満たされたと言う情報をコントローラ３が受領した場合には、記録命令２７２を発行することなく、記録命令２７３を発行し不揮発メモリ５に記録された情報を磁気ディスク１に記録すると共に記録命令２７１の情報を不揮発メモリ５に記録することなく磁気ディスク１に記録するようにしてもよい。
【００５４】
本発明の磁気ディスク装置１０は、上記のように磁気ディスク１に記録を行なう事により、ホスト１１から時間間隔を持って不連続に発行される記録命令に対して、磁気ヘッド２のＬ／ＵＬ回数を１／ｎに減少させること、及び磁気ヘッド２の浮上時間を減少させることができる。これによって、長時間のヘッドの浮上に伴う摺動信頼性の劣化や、Ｌ／ＵＬ動作による摺動信頼性の劣化を大幅に軽減することができる。さらには不必要なＬ／ＵＬ動作を行わないことにより、磁気ディスク装置の消費電力を低減する。
【００５５】
図２では説明を簡単にするため、単発の記録命令が時間間隔をおいて発行される場合を示している。時間的に連続する複数の記録命令のセットが、時間間隔をおいて発行される場合でも略同じ動作となる。つまり、上記説明中の記録命令の回数を、時間的に連続する複数の記録命令のセットの数と考えれば、磁気ディスク装置の応答は略同じ動作となる。
【００５６】
尚、本願発明において、ホスト１１からの命令の発行時間間隔は重要な因子となる。本発明において、コントローラ３がホスト１１からの命令を受領し、その命令処理が完全に完了する以前に次の命令が発行され、命令の受領待ち及び処理待ち状態が発生する場合を、時間的に連続的な命令と称する。一方、コントローラ３がホスト１１からの命令を受領し、その命令処理を実行するに十分な時間経過後に次の命令が発行される場合を、時間的に不連続な命令と称する。
【００５７】
よって、従来例では不連続な命令であっても磁気ヘッドがアンロードする以前に次の命令が入って来る事もあるので、ホスト１１から不連続な命令を受領した場合のＬ／ＵＬ回数はｎ回未満となることもある。
【００５８】
本発明において、不揮発性メモリ５に一時保管された情報に対して再生命令が発行された場合には、不揮発性メモリ５から直接情報を読み込んでよい。この場合不揮発性メモリ５は疑似的にリードキャッシュと同様の機能をもたらし、処理速度向上の効果が得られる。ただし、不揮発性メモリ５には、磁気ディスク１に書き込む前の情報しか保管しておらず、また一般に不揮発性のメモリの読み出し応答速度は、通常リードキャッシュに用いられる揮発性のメモリよりも遅い場合が多い。そのためにも揮発性メモリからなるバッファメモリ６を用いて、磁気ディスク１からの読み出し情報を一時的に格納するリードキャッシュ機能を併用することが望ましい。
【００５９】
既に説明したように、リードキャッシュは磁気ディスク１上でアクセス頻度の高い読み出し情報をバッファメモリ６上に一時的に格納し、同じ情報の再生命令が来た時に磁気ディスク１にはアクセスせず、バッファメモリ６から情報を引き出すものである。これによれば処理速度の向上とともに、磁気ディスク１へのアクセス頻度を低減できるため、本発明と併用すれば磁気ヘッド２の浮上時間とＬ／ＵＬ回数を一層低減することができる。
【００６０】
本実施例及び比較例の磁気ディスク装置を市販のノートパソコンに内蔵し、パソコンのＣＰＵをホストとし、市販のバッテリー寿命評価ツールにより、ホストからの命令に対する磁気ディスク装置の応答を調査した。尚、磁気ディスク装置をノートパソコンの外付けとした場合でも結果は同様である。
【００６１】
バッテリー寿命評価ツールは、磁気ディスク装置に対して所定パターンで再生及び記録命令を発行するものである。その間の磁気ディスク装置の応答は、磁気ディスク装置が消費する電流値をカレントプローブによりモニタすることで行った。ロード動作及びアンロード動作が行われる場合は、特徴的な電流パターンとなるため、電流値をモニタすることでＬ／ＵＬの実行状態を正確に計測できる。これからＬ／ＵＬ回数及びロード動作からアンロード動作までの時間の積算として磁気ヘッドが磁気ディスク上に滞在する浮上時間を算出した。
【００６２】
実施例及び比較例の磁気ディスク装置について、全く同じノートパソコンを用い、同条件で１時間の試験を実施した。測定結果を図３に示す。
【００６３】
実施例の磁気ディスク装置では比較例に比べ、Ｌ／ＵＬ回数で約６２％、ヘッド浮上時間で約４１％の低減ができることが判った。今回用いたバッテリー寿命評価ツールでは、実際の磁気ディスク装置の使用状態を模擬して、記録命令と再生命令が入り混ざって発行される。このため、図２に示した様に記録命令のみが発行された場合に比べて、磁気ディスク装置の応答はより複雑となる。
【００６４】
そこで実施例の磁気ディスク装置について、ホストからの命令をバスモニタにより調査し、実際にロード動作が行われる直前の命令内容を調べた結果、その全てが再生命令に対応しており、記録命令によってロード動作が行われることはないことが判った。これは、今回の試験条件が記録命令と再生命令を混在して発行するものであったため、上記した不揮発メモリに格納された情報を一括してディスクに書き込む条件のうち（２）の条件が頻繁に起ったためである。
【００６５】
本試験条件での磁気ディスク装置の応答を模式的に図４に示す。なお図４では、簡単のためリードキャッシュ及びライトキャッシュを用いていない場合を示している。図中Ｗは記録命令発行を、Ｒは再生命令発行を、Ｌはヘッドのロード動作実行を、ＵＬはヘッドのアンロード動作実行をそれぞれ示す。またディスクの線上に示した太線は、ヘッドが浮上している期間を示し、不揮発メモリの線上に示した太線は、不揮発メモリ中に記録命令が一時保存されている期間を示す。
【００６６】
従来の磁気ディスク装置では、記録命令及び再生命令の発行毎にディスクへアクセスが生じる。その時ヘッドがロード状態になければ、ロード動作が行われる。その後所定時間命令の発行がなかった場合、ヘッドのアンロード動作が実行される。一方本発明の磁気ディスク装置では、記録命令受領時は不揮発メモリに情報を書き込むのみで、再生命令によってヘッドがロードされ再生命令が完了した時点で、上記（２）の判定条件により一時保存された情報を一括してディスクに書き込む。図４から、実施例を比較例と比べ、ヘッド浮上時間及びＬ／ＵＬ回数が低減されていることが理解できる。
【００６７】
この様に、磁気ディスク装置の使用状態を模擬して記録命令と再生命令を混在して発行した場合においても、本発明による浮上時間及びＬ／ＵＬ回数を低減する効果は顕著に現れており、実際の磁気ディスク装置の使用状態においても、本発明の有効性を確認した。
【００６８】
次に上記実施例と比較例の磁気ディスク装置を各々10台ずつ準備し、５,０００時間までの長期間の信頼性加速試験により、本発明の効果を検証した。試験条件は環境温度７０℃の高温苛酷条件とし、上記バッテリー寿命評価ツールと同様の命令を連続的に発行し、エラー発生までの時間を監視した。ただし、本試験では、評価時間を短縮するため、上記バッテリー寿命評価ツールの命令発行パターンの内、長時間命令を発行しない空白部分を除いた命令発行パターンを用いた。この命令発行パターンでの単位時間当たりのＬ／ＵＬ回数及びヘッド浮上時間は、表１に示した場合の約２倍である。
【００６９】
比較例の磁気ディスク装置では、４,０００時間付近で１０台中２台がエラー発生により停止した。磁気ディスク装置を分解して調査した結果、ヘッドの素子部分近傍に汚れが付着しており、これによってエラーが生じていることが判った。汚れ成分の分析結果、装置内のコンタミネーション成分である有機化合物と、Ｌ／ＵＬ用のランプ摩耗粉と同定される成分が検出された。比較例での４,０００時間稼動時点でのＬ／ＵＬ回数は約７２０k回，ヘッド浮上時間は約３,０００時間である。残り８台は５,０００時間終了までエラー発生はなかったが、分解調査の結果、上記エラー発生装置程ではないものの、ヘッドへの汚れ付着が認められた。比較例での５,０００時間終了時点でのＬ／ＵＬ回数は約９００k回，ヘッド浮上時間は約３,７００時間である。
【００７０】
一方実施例の磁気ディスク装置では、５,０００時間終了後もエラー発生は認められなかった。分解調査の結果、ヘッドには若干の汚れ付着が認められたが、比較例のエラー発生なしの装置と比べても付着量は軽微であった。実施例での５,０００時間終了時点でのＬ／ＵＬ回数は約３４０k回、ヘッド浮上時間は約２,２００時間である。
【００７１】
以上の様に、本発明によれば、Ｌ／ＵＬ回数とヘッド浮上時間を低減することにより、長期間の摺動信頼性に優れた磁気ディスク装置を得ることができた。
【００７２】
尚、上記説明においては、Ｌ／ＵＬ機構を搭載した磁気ディスク装置１０の場合を例に示したが、コンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）方式の磁気ディスク装置に対しても本発明は適用できる。ＣＳＳ方式の磁気ディスク装置においても、長期間命令が発行されない場合スタンバイに移行する機能を有するものが多い。この場合、スタンバイ移行後にホストより記録命令が発行された場合、スピンドルを再起動してヘッドを浮上させディスクに情報を書き込む必要が有る。本発明によれば、不揮発メモリに書き込むのみで、スピンドルの再起動が不要となり、浮上時間及びＣＳＳ回数を低減することにより摺動信頼性向上に大きく寄与できると共に、消費電力をも低減することができる。
【００７３】
ＣＳＳ方式の場合には、先に挙げた４条件のうち、（２）の「磁気ヘッド２が磁気ディスク１上にロードされ」の部分が必要無くなり、単に「磁気ヘッド２が磁気ディスク１上で浮上しており、磁気ディスク１への情報記録が直ちに可能となった場合」のみとなる。
【００７４】
また、磁気ディスクに限らず光ディスク、光磁気ディスク等、摺動信頼性向上を必要とする記録媒体に対しても有効である。更に摺動信頼性向上が必要無くとも消費電力低減を必要とする記録媒体を用いた装置にも有効でありるため、磁気テープや紙テープのような回転記録媒体に限らない記録媒体にも有効である。
【００７５】
また、不揮発性メモリ５の機能をバッファメモリ６の追加機能として持たせてもよい。その場合には、磁気ディスク１に記録前に磁気ディスク装置１０が停電になると情報が消えてしまう。しかし、磁気ディスク１に情報を書き込むだけの電力を供給できるバックアップ電源を設ければ情報消失を防ぐ事が出来る。揮発性のメモリであるバッファメモリ６に不揮発性メモリ５の機能を持たせる事により、磁気ディスク１へ一括して記録する際の時間を短縮する事が出来る。また、揮発性のメモリへの記録の書き込みはバイト単位で行う事が出来る。そのためメモリ容量を有効に活用でき、一次格納する情報量を同じ容量の不揮発性メモリを使用した場合に比べ多くする事が出来る。
【００７６】
また、不揮発性メモリ５を磁気ディスク装置１内部ではなく、ホスト１１と磁気ディスク装置１０との間、或いはホスト１１内部に設けてもよい。具体的に説明すると、ホスト１１をパソコンとした場合、パソコン内のキャッシュに磁気ディスク１に記録する命令を溜めておき、纏めて書き込み命令を磁気ディスク装置１０に発行する事でＬ／ＵＬ回数を削減する。
【００７７】
以上のように、本願発明の適用範囲は広範囲に渡るが、要はホストからキャッシュメモリ等一時的な記憶装置への書き込み命令と、この一時的な記憶装置から記録装置への書き込み命令とが同期せず、一時的な記憶装置にてホストからの書き込み命令を複数纏めて記録装置に発行すれば本願発明を達成する事が出来る。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、ホストからの記録命令を一時的に格納する不揮発メモリを搭載し、一時格納された情報を一括して磁気ディスクに書き込むことで、Ｌ／ＵＬ方式の磁気ディスク装置のＬ／ＵＬ回数、ヘッド浮上時間を大幅に低減できる。これにより摺動信頼性の高い磁気ディスク装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ディスク装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】ホストからの記録命令に対する応答の違いを示す図である。
【図３】Ｌ／ＵＬ回数及びヘッド浮上時間を測定した結果である。
【図４】ホストからの記録及び再生命令に対する応答の違いを示す図である。
【符号の説明】
１…磁気ディスク、２…磁気ヘッド、３…コントローラ、４…ＲＷ回路、５…記録命令一時格納用不揮発性メモリ、６…バッファメモリ、１０…磁気ディスク装置、１１…ホスト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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