(57)【要約】【課題】磁気ヘッドアクチュエータの消費電力低減。【解決手段】パターンテーブルに格納したコマンド列により指示されたセクターの磁気ヘッドの移動遷移に要するアクチュエータの消費電力を算出する工程と、該算出した消費電力が大きい順に前記パターンテーブルに格納したコマンド列の順番を並び替える工程と、該工程により並び替えた消費電力が比較的大きい順且つ前記マッピングテーブルに格納可能な容量のコマンド列をマッピングテーブルに格納する工程と、該マッピングテーブルに格納したコマンド列の対応するセクターのデータを不揮発性メモリに格納する工程とを実行することにより、消費電力が比較的大きいコマンド列のセクターデータを半導体メモリに格納してシーク動作を行う磁気ディスク装置。【選択図】図１
2009048436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセクターにデータを記録する磁気ディスクと、該磁気ディスクの任意セクターのデータを記憶する不揮発性メモリと、前記磁気ディスクのセクターの論理ブロック番号と不揮発性メモリのアドレスとの対応情報を格納するマッピングテーブルと、上位から受信したコマンド列を格納するパターンテーブルと、前記磁気ディスクのセクターにアクチュエータにより位置決めされる磁気ヘッドと、上位から受信したコマンド列により指示されるセクターのデータ記録再生を制御する制御回路とを備える磁気ディスク装置であって、
前記制御回路が、
前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される複数セクターにわたる移動遷移に要するアクチュエータの消費電力をコマンド列毎に算出する工程と、
該算出した消費電力が大きい順に前記パターンテーブルに格納したコマンド列の順番を並び替える工程と、
該工程により並び替えたコマンド列を消費電力が比較的大きい順から抽出し、該抽出したコマンド列の前記対応情報を前記マッピングテーブルに格納する工程と、
該マッピングテーブルに格納した対応情報に含まれる論理ブロック番号のセクターデータを不揮発性メモリに格納する工程とを実行する磁気ディスク装置。
【請求項２】
複数のセクターにデータを記録する磁気ディスクと、該磁気ディスクの任意セクターのデータを記憶する不揮発性メモリと、前記磁気ディスクのセクターの論理ブロック番号と不揮発性メモリのアドレスとの対応情報を格納するマッピングテーブルと、上位から受信したコマンド列を格納するパターンテーブルと、前記磁気ディスクのセクターにアクチュエータにより位置決めされる磁気ヘッドと、上位から受信したコマンド列により指示されるセクターのデータ記録再生を制御する制御回路とを備える磁気ディスク装置であって、
前記制御回路が、
前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される複数セクターにわたる移動遷移に要するアクチュエータの消費電力をコマンド列毎に算出する第１工程と、
前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される任意の２セクターを不揮発性メモリに格納したときの他セクターに対する磁気ヘッドの移動遷移に要するアクチュエータの消費電力の和を算出する第２工程と、
前記第１工程により算出した消費電力の和から前記第２工程で算出した消費電力の和を減算し、該減算値をセクター数で除算することにより削減消費電力比を算出する第３工程と、
前記第１及び第２工程において算出したコマンド列の対応情報を、前記第３工程より算出した削減消費電力比が比較的大きい順に前記マッピングテーブルに格納する第４工程と、
該マッピングテーブルに格納した対応情報に含まれる論理ブロック番号のセクターデータを不揮発性メモリに格納する第５工程とを実行する磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記制御回路が、削減消費電力比が大きく且つ前記マッピングテーブルに格納可能な容量の論理ブロック番号及び不揮発性メモリアドレスをマッピングテーブルに格納した後、パターンテーブルのコマンドの配置が同一なコマンド列をソートする工程を実行する請求項１又は２記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
複数のセクターにデータを記録する磁気ディスクと、該磁気ディスクの任意のセクターデータを記憶する不揮発性メモリと、前記磁気ディスクのセクターの論理ブロック番号と不揮発性メモリのアドレスとの対応情報を格納するマッピングテーブルと、上位から受信したコマンド列を格納するパターンテーブルと、前記磁気ディスクのセクターにアクチュエータにより位置決めされる磁気ヘッドと、上位から受信したコマンド列により指示されるセクターデータの記録再生を制御する制御回路とを備える磁気ディスク装置の消費電力最適化方法であって、
前記制御回路に、
前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される複数セクターにわたる移動遷移に要するアクチュエータの消費電力をコマンド列毎に算出する工程と、
該算出した消費電力が比較的大きい順に前記パターンテーブルに格納したコマンド列の順番を並び替える工程と、
該工程により並び替えた消費電力が比較的大きい順且つ前記マッピングテーブルに格納可能な容量の論理ブロック番号及び不揮発性メモリアドレスとの対応情報をマッピングテーブルに格納する工程と、
該マッピングテーブルに格納した対応情報に含まれる論理ブロック番号のセクターデータを不揮発性メモリに格納する工程と、
を実行させることによりアクチュエータの消費電力を最適化する消費電力最適化方法。
【請求項５】
複数のセクターにデータを記録する磁気ディスクと、該磁気ディスクの任意のセクターデータを記憶する不揮発性メモリと、前記磁気ディスクのセクターの論理ブロック番号と不揮発性メモリのアドレスとの対応情報を格納するマッピングテーブルと、上位から受信したコマンド列を格納するパターンテーブルと、前記磁気ディスクのセクターにアクチュエータにより位置決めされる磁気ヘッドと、上位から受信したコマンド列により指示されるセクターのデータ記録再生を制御する制御回路とを備える磁気ディスク装置の消費電力最適化方法であって、
前記制御回路に、
前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される複数セクターにわたる移動遷移に要するアクチュエータの消費電力をコマンド列毎に算出する第１工程と、
前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される任意の２セクターを不揮発性メモリに格納した際の他セクターに対する磁気ヘッドの移動遷移に要するアクチュエータの消費電力の和を算出する第２工程と、
前記第１工程により算出した消費電力の和から前記第２工程で算出した消費電力の和を減算し、該減算値をセクター数で除算することにより削減消費電力比を算出する第３工程と、
前記第１及び第２工程において算出したコマンド列の対応情報を、前記第３工程より算出した削減消費電力比が比較的大きい順に前記マッピングテーブルに格納する第４工程と、
該マッピングテーブルに格納した対応情報に含まれる論理ブロック番号のセクターデータを不揮発性メモリに格納する第５工程と、
を実行させることにより、アクチュエータの消費電力を最適化する消費電力最適化方法。
【請求項６】
前記制御回路が、削減消費電力比が大きく且つ前記マッピングテーブルに格納可能な容量のコマンド列をマッピングテーブルに格納した後、パターンテーブルのコマンドの配置が同一なコマンド列をソートする工程を実行する請求項４又は５記載の消費電力最適化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスクからデータを記録再生するときの消費電力を低減することができる消費電力最適化方法及び該消費電力最適化方法を用いた該磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に磁気ディスク装置は、情報の記録再生を行う磁気ヘッドを磁気ディスク上で回動可能に支持して高速に位置決めを行うためのアクチュエータを備え、ホストコンピュータからのコマンドを受領することにより指定された磁気ディスク上のセクターへシークして記録再生要求に応答する様に動作するため、磁気ディスク上のランダムな位置に磁気ヘッドを移動させる。
【０００３】
また磁気ディスク装置は、磁気ディスク上に記録されるデータが、連続したセクタに連続して記録されるとは限らず、通常は断片化して記録されることが多いため、磁気ディスク上のランダムな位置に磁気ヘッドを移動させる。
【０００４】
尚、近年の磁気ディスク装置は、高速なデータ記録再生が要求されており、このために磁気ディスク装置内部に不揮発性メモリを設け、この不揮発性メモリを磁気ディスク記憶領域の一部として使用する技術が下記特許文献に記載されている。
【特許文献１】特開平６−３１４１７７号公報
【特許文献２】特開２００５−１９０１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように従来技術による磁気ディスク装置は、ホストコンピュータからの指示によるランダムアクセスや、データを断片的な位置に記録再生するため、この磁気ヘッドを移動させるためのアクチュエータの駆動電力が大きいと言う不具合があった。
【０００６】
特に近年の磁気ディスク装置においては、ノート型パーソナルコンピュータの長時間駆動のための省電力化の要望や、発熱の原因となる電力の消費量を低減しなければならない要望があるにもかかわらず、アクチュエータの駆動に要する電力を考慮しておらず、消費電力が大きいと言う不具合があった。
【０００７】
また、前記特許文献記載の技術は、不揮発性メモリを磁気ディスク記憶領域の一部として使用しているものの、アクチュエータ自体の消費電力を考慮しておらず、アクチュエータの駆動電力が大きいと言う不具合があった。
【０００８】
本発明の目的は、アクチュエータの駆動電力を低減することができる消費電力最適化方法及び該消費電力最適化方法を用いた該磁気ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために本発明は、複数のセクターにデータを記録する磁気ディスクと、該磁気ディスクの任意セクターのデータを記憶する不揮発性メモリと、前記磁気ディスクのセクターの論理ブロック番号と不揮発性メモリのアドレスとの対応情報を格納するマッピングテーブルと、上位から受信したコマンド列を格納するパターンテーブルと、前記磁気ディスクのセクターにアクチュエータにより位置決めされる磁気ヘッドと、上位から受信したコマンド列により指示されるセクターのデータ記録再生を制御する制御回路とを備える磁気ディスク装置であって、前記制御回路が、前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される複数セクターにわたる移動遷移に要するアクチュエータの消費電力をコマンド列毎に算出する工程と、該算出した消費電力が大きい順に前記パターンテーブルに格納したコマンド列の順番を並び替える工程と、該工程により並び替えたコマンド列を消費電力が比較的大きい順から抽出し、該抽出したコマンド列の前記対応情報を前記マッピングテーブルに格納する工程と、該マッピングテーブルに格納した対応情報に含まれる論理ブロック番号のセクターデータを不揮発性メモリに格納する工程とを実行することを第１の特徴とする。
【００１０】
また本発明は、複数のセクターにデータを記録する磁気ディスクと、該磁気ディスクの任意セクターのデータを記憶する不揮発性メモリと、前記磁気ディスクのセクターの論理ブロック番号と不揮発性メモリのアドレスとの対応情報を格納するマッピングテーブルと、上位から受信したコマンド列を格納するパターンテーブルと、前記磁気ディスクのセクターにアクチュエータにより位置決めされる磁気ヘッドと、上位から受信したコマンド列により指示されるセクターのデータ記録再生を制御する制御回路とを備える磁気ディスク装置であって、前記制御回路が、前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される複数セクターにわたる移動遷移に要するアクチュエータの消費電力をコマンド列毎に算出する第１工程と、前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される任意の２セクターを不揮発性メモリに格納したときの他セクターに対する磁気ヘッドの移動遷移に要するアクチュエータの消費電力の和を算出する第２工程と、前記第１工程により算出した消費電力の和から前記第２工程で算出した消費電力の和を減算し、該減算値をセクター数で除算することにより削減消費電力比を算出する第３工程と、前記第１及び第２工程において算出したコマンド列の対応情報を、前記第３工程より算出した削減消費電力比が比較的大きい順に前記マッピングテーブルに格納する第４工程と、該マッピングテーブルに格納した対応情報に含まれる論理ブロック番号のセクターデータを不揮発性メモリに格納する第５工程とを実行することを第２の特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記何れかの特徴の磁気ディスク装置において、前記制御回路が、削減消費電力比が大きく且つ前記マッピングテーブルに格納可能な容量の論理ブロック番号及び不揮発性メモリアドレスをマッピングテーブルに格納した後、パターンテーブルのコマンドの配置が同一なコマンド列をソートする工程を実行することを第３の特徴とする。
【００１２】
更に本発明は、複数のセクターにデータを記録する磁気ディスクと、該磁気ディスクの任意のセクターデータを記憶する不揮発性メモリと、前記磁気ディスクのセクターの論理ブロック番号と不揮発性メモリのアドレスとの対応情報を格納するマッピングテーブルと、上位から受信したコマンド列を格納するパターンテーブルと、前記磁気ディスクのセクターにアクチュエータにより位置決めされる磁気ヘッドと、上位から受信したコマンド列により指示されるセクターデータの記録再生を制御する制御回路とを備える磁気ディスク装置の消費電力最適化方法であって、前記制御回路に、前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される複数セクターにわたる移動遷移に要するアクチュエータの消費電力をコマンド列毎に算出する工程と、該算出した消費電力が比較的大きい順に前記パターンテーブルに格納したコマンド列の順番を並び替える工程と、該工程により並び替えた消費電力が比較的大きい順且つ前記マッピングテーブルに格納可能な容量の論理ブロック番号及び不揮発性メモリアドレスとの対応情報をマッピングテーブルに格納する工程と、該マッピングテーブルに格納した対応情報に含まれる論理ブロック番号のセクターデータを不揮発性メモリに格納する工程と、を実行させることによりアクチュエータの消費電力を最適化することを第４の特徴とする。
【００１３】
また本発明は、複数のセクターにデータを記録する磁気ディスクと、該磁気ディスクの任意のセクターデータを記憶する不揮発性メモリと、前記磁気ディスクのセクターの論理ブロック番号と不揮発性メモリのアドレスとの対応情報を格納するマッピングテーブルと、上位から受信したコマンド列を格納するパターンテーブルと、前記磁気ディスクのセクターにアクチュエータにより位置決めされる磁気ヘッドと、上位から受信したコマンド列により指示されるセクターのデータ記録再生を制御する制御回路とを備える磁気ディスク装置の消費電力最適化方法であって、前記制御回路に、前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される複数セクターにわたる移動遷移に要するアクチュエータの消費電力をコマンド列毎に算出する第１工程と、前記パターンテーブルに格納したコマンド列により指示される任意の２セクターを不揮発性メモリに格納した際の他セクターに対する磁気ヘッドの移動遷移に要するアクチュエータの消費電力の和を算出する第２工程と、前記第１工程により算出した消費電力の和から前記第２工程で算出した消費電力の和を減算し、該減算値をセクター数で除算することにより削減消費電力比を算出する第３工程と、前記第１及び第２工程において算出したコマンド列の対応情報を、前記第３工程より算出した削減消費電力比が比較的大きい順に前記マッピングテーブルに格納する第４工程と、該マッピングテーブルに格納した対応情報に含まれる論理ブロック番号のセクターデータを不揮発性メモリに格納する第５工程と、を実行させることにより、アクチュエータの消費電力を最適化することを第５の特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記何れかの特徴の消費電力最適化方法において、前記制御回路が、削減消費電力比が大きく且つ前記マッピングテーブルに格納可能な容量のコマンド列をマッピングテーブルに格納した後、パターンテーブルのコマンドの配置が同一なコマンド列をソートする工程を実行することを第６の特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による消費電力最適化方法及び該消費電力最適化方法を用いた該磁気ディスク装置は、コマンド列に応じて移動が遷移する磁気ヘッドのアクチュエータのコマンド列毎の消費電力を算出し、消費電力が比較的大きいコマンド列のセクターデータを不揮発性メモリに格納することによって、消費電力を低減することができる。
【００１６】
また本発明は、コマンド列に応じて移動が遷移する磁気ヘッドのアクチュエータのコマンド列毎の消費電力和と、任意の２セクターを不揮発性メモリに格納した際の他セクターに対する磁気ヘッド移動遷移に要する消費電力和とを算出し、前記実消費電力和から仮消費電力和を減算し且つセクター数で除算した削減消費電力比を算出し、この削減消費電力比を用いてコマンド列をマッピングテーブルに格納することによって、消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による消費電力最適化方法を用いた該磁気ディスク装置の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による磁気ディスク装置の構成を示す図、図２は本実施形態による消費電力最適化方法の動作フロー図、図３は前記消費電力最適化方法に使用するパターンテーブルを示す図、図４は磁気ヘッドの動作とコマンドとの関係を示す図、図５は本実施形態による消費電力を説明するための図、図６及び図７は本実施形態によるセクターを半導体メモリに配置した際の消費電力を示す図、図８は本実施形態による消費電力の低減効果を説明するための図、図９はパターンテーブル内の検索を説明するための図、図１０は磁気ディスクの論理ブロック番号とマッピングテーブルとメモリアドレスの関係を示す図、図１１は本実施形態による消費電力の最適化検索アルゴリズムの動作フロー図、図１２は磁気ヘッドの動作を説明するための図である。
【００１８】
［原理］
まず、従来の磁気ヘッドの動作及び該磁気ヘッドを駆動するアクチュエータ（ボイスコイルモータ）の消費電力について説明し、次いで本発明の原理を説明する。
一般に磁気ディスク装置は、反時計回り方向に回転している磁気ディスク上において磁気ヘッドを図１２に示す位置Ｈ１から位置Ｈ４に順に移動させる場合、アクチュエータが、磁気ヘッドを位置Ｈ１からＨ２に向かって磁気ディスク外周側に移動させ、次いで位置Ｈ２からＨ３に向かって内周側に移動させ、更に位置Ｈ３からＨ４に向かって外周側に移動させるように動作する。
【００１９】
この磁気ヘッドの移動遷移を図４を用いて説明する。この図４は、上位からのコマンドＡ１〜Ａ５に応じた磁気ヘッドの動きの遷移を説明するための図であって、磁気ヘッドのコマンドＡ１を受けた時点のシリンダ基準位置を図の中央横線、上方向が磁気ディスク内周（インナー）側移動、下方向が外周（アウター）側移動とし、前記横線右方向が時間経過を表すものであって、符号４０１がシリンダ番号を示し、符号４０２がシークの順番を表すシーク順番号を表すものである。また図下方に前記磁気ヘッドを移動させるためのコマンドをテーブル番号順に登録したパターンテーブルを示す。
【００２０】
さて、本実施形態による磁気ディスク装置の磁気ヘッドは、例えば、コマンドＡ１により、前記シリンダ基準位置のシリンダＣｙ０からシリンダＣｙ１に移動（符号４０３）し、次いでシリンダＣｙ２に移動（符号４０４）し、シリンダＣｙ１に戻る動作を行い、次のコマンドＡ２によりシリンダＣｙ３からシリンダＣｙ０に戻る等の動作を行い、更にコマンドＡ３以降による図示した様に移動するものとする。
【００２１】
この様に磁気ディスク装置は、上位からのコマンド列に応じて磁気ヘッドを正逆方向に頻繁に移動させるものであり、このヘッド移動に必要なアクチュエータ（例えばボイスコイルモータ）の消費電力は、前記図４縦軸のヘッド移動量と対比させた図５に示す如く、ヘッド移動量に比例して消費電力Ｐ１〜Ｐｎを消費する。
【００２２】
この消費電力は、磁気ヘッドのシーク順番号の変数をｎとしたとき、全消費電力Ｐｔｏｔａｌは次数式１で表され、
【数１】
2009048436.tif 000003
このPtotalは、例えばｎ＝７のとき、次数式２として算出され、磁気ヘッドの内外周への移動頻度が多いほど消費電力が増大することが判る。
【数２】
2009048436.tif 000004
【００２３】
ここでは、前記磁気ディスクのシリンダＣｙ０〜Ｃｙ３１の該当セクターを半導体メモリへ配置(マッピング)したと仮定した時の消費電力を計算する。まず、ｎを７とし、シリンダＣｙ１〜Ｃｙ７のセクターデータを半導体メモリへ配置(マッピング)したと仮定し、それぞれの場合の消費電力を計算している。
【００２４】
この消費電力は、図６（ａ）に示す如く、シリンダＣｙ１の該当セクターを半導体メモリへ配置に配置した場合、シーク順番Ｓｋ１によるシリンダＣｙ０からシリンダＣｙ１に移動する際の消費電力（破線で示す）はなくなるものの、次のシーク順番Ｓｋ２によるシリンダＣｙ１からシリンダＣｙ２に移動する際の消費電力（一点鎖線で示す）は増大し、同様に図６（ｂ）に示す如くシリンダＣｙ２の該当セクターを半導体メモリへ配置に配置した場合、シーク順番Ｓｋ１からシリンダＣｙ２への消費電力はなくなり、図６（ｃ）に示す如くシリンダＣｙ３の該当セクターを半導体メモリへ配置に配置した場合、シーク順番Ｓｋ３へのシークはなくなるもののシリンダＣｙ４への消費電力は増大する。
【００２５】
このように半導体メモリへ特定の単一セクターのみを配置した場合は、当該セクタへのシークが無くなって消費電力が低減するものの、他のシリンダに移動する際に消費電力が増大する傾向にある。
【００２６】
発明者は、前述した半導体メモリへ１つのセクターのみを配置した際にはかえって消費電力が増大する点を発見し、このため、複数のセクターを半導体メモリに配置することによりシークによる消費電力を低減できることを発見した。
【００２７】
これを説明すると、シリンダＣｙ１及びＣｙ２の該当セクターを半導体メモリに配置した場合、図７（ａ）に示す如く、シリンダＣｙ１及びＣｙ２への消費電力がなくなり且つシリンダＣｙ３への消費電力も低減し、更に図７（ｂ）に示す如く、シリンダＣｙ１、Ｃｙ２、Ｃｙ３の該当セクターを半導体メモリに配置した場合、シリンダＣｙ１、Ｃｙ２、Ｃｙ３への消費電力がなくなり且つシリンダＣｙ４への消費電力も低減することを発見した。
【００２８】
発明者は、前記消費電力が上位からのコマンドによるシリンダ位置と該シリンダ位置の遷移によって変化するものである事と、近年の磁気ディスク装置においては磁気ディスク記憶領域の一部として使用する不揮発性メモリを採用する事と、前記上位からのコマンド列が一旦磁気ディスク装置の制御部に蓄積される事に着目し、前記コマンド列を解析してシーク動作に伴う消費電力を算出し、該算出した消費電力が比較的大きいコマンド列を基にシークされるセクターデータを半導体メモリに配置することにより、アクチュエータの消費電力を低減することができる本願発明を発明した。
【００２９】
［構成］
次いで本実施形態による消費電力最適化方法を採用した磁気ディスク装置を図面を参照して説明する。
図１は本実施形態による磁気ディスク装置の構成を説明するための図であり、この磁気ディスク装置１０は、上位のホストシステム１００からインタフェース（Ｉ／Ｆ）２００を介してデータ記録再生のための複数コマンドから成るコマンド列を受信し、該コマンド列に応じてデータの記録再生を行うものであって、データを記録する磁気ディスク２０と、該磁気ディスク２０の任意のセクターに図示しないアクチュエータを用いて移動されることによりデータの記録再生を行う磁気ヘッド２５と、前記磁気ディスク２０の任意のセクター（データ）を格納するための不揮発性半導体メモリ２１と、前記上位からのコマンド列や後述するマッピングテーブル及びパターンテーブル等を一時的に記憶するキャッシュメモリ３０と、前記各部位を制御し、本実施形態の特徴である消費電力最適化処理を行うアルゴリズム演算器４１を含む制御回路４０とから構成される。尚、本出願においては、複数のコマンドの連続した列をアクセスパターンとも呼ぶ。
【００３０】
前記キャッシュメモリ３０に記憶されるパターンテーブル５１は、図３（Ｂ）に示す如く上位から送られるコマンド列「Ａ１〜Ａ７」、「Ｂ１，Ａ１〜Ａ５，Ｂ２」毎にテーブル番号１〜を付与して格納するものであって、詳細は図３（Ａ）に示す如く、各コマンドは、論理ブロック番号とブロック数とコマンド種類の各項目を含むものである。
【００３１】
更に前記制御回路４０は、図１０に示す如き磁気ディスク２０の記憶領域を論理的に管理する論理ブロック番号と前記不揮発半性導体メモリ２１のアドレスとの対応を取るためのマッピングテーブル７５を含むものとする。
【００３２】
［動作］
前述の様に構成された磁気ディスク装置は、制御回路４０のアルゴリズム演算器４１が、ホストシステム１００から受信した複数のコマンド列を前記パターンテーブル５１に格納し、該格納したコマンド列を解析してアクチュエータの消費電力を後述するアルゴリズムにより演算し、消費電力の比較的大きいコマンド列によりシークされるセクター（データ）を半導体メモリに配置することにより、アクチュエータの消費電力を低減するものである。
【００３３】
この処理は、図２に示す如く、制御回路４０がホストシステム１００から複数のコマンド列をマッピングテーブル７５（図１０）に受領するステップＳ２１と、該ステップＳ２１によりマッピングテーブル７５に格納した複数のコマンド列を検索し、受領した順にパターンテーブル５１へ論理ブロック番号(LBA)、ブロック数(セクターカウント)、コマンド種類(リード/ライト)を記録するステップＳ２２と、前記コマンド列の受領終了時から、次コマンド受領までの時間を測定し、該測定時間が予め定めた設定時間より大きいか否かを判定するステップＳ２３と、該ステップＳ２３により設定時間より大きいと判定したとき、パターンテーブル番号をインクルメントして次のテーブル番号を設定するステップＳ２４と、前記受領したコマンド列をパターンテーブル５１に追加・更新するステップＳ２５と、該パターンテーブル５１に格納したコマンド列によりアクチュエータの駆動電流が最大となるアクセスパターンを解析し、後述するマッピングテーブル７５の更新を行うステップＳ２６と、該ステップＳ２６の後に次のコマンド列を待機する処理を実行する。尚、前記ステップＳ２３による時間判定は、データの連続性の有無を認識させる為である。
【００３４】
まず本発明の第１の実施形態においては、前記ステップＳ２６による処理が、パターンテーブル５１に格納したコマンド列毎のアクチュエータの消費電力を前述の数式１及び２を用いて算出し、パターンテーブル５１に格納したコマンド列の順番を消費電力が大きいコマンド列になる様にソートし、この消費電力が比較的大きいコマンド列により指定されたセクターのデータを不揮発性半導体メモリ２１に格納すると共に、該格納したコマンド列によるセクターの論理ブロック番号と前記不揮発性半導体メモリ２１のアドレスとを対応付けてマッピングテーブル７５に格納し、制御回路４０がパターンテーブル５１及びマッピングテーブル７５を参照してデータの記録再生を行うことにより、比較的消費電力の大きいコマンド列による消費電力を消費せずにデータの記録再生を行うことができる。
【００３５】
前記第１の実施形態においては、単純にパターンテーブル５１に格納したコマンド列毎の消費電力を判定する例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、前記パターンテーブル５１に格納したコマンド列毎の消費電力の算出に加え、任意の複数のセクターデータを半導体メモリ２１に記憶させた際のアクチュエータの消費電力も算出し、最も消費電力を低減することができるセクターデータを半導体メモリ２１に格納させることもでき、この第２の実施形態を次に説明する。
【００３６】
この第２の実施形態によるステップＳ２６による消費電力の最適化を行うアルゴリズムを、上位から送られたコマンド列が図３（Ｂ）に示した如く、テーブル番号１が「Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７・・」のコマンド列、テーブル番号２が「Ｂ１，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｂ２・・」のコマンド列、テーブル番号３が「Ｃ１，Ｂ１，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７・・」のコマンド列、テーブル番号４が「Ｄ１，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｄ７・・」のコマンド列、テーブル番号５が「Ｅ１，Ｅ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｅ６，Ｅ７・・」のコマンド列の場合を例にとって説明する。尚、図１に示したシリンダー番号を変数ｎ（１・・）及びｋ（１・・）とする。
【００３７】
この消費電力最適化アルゴリズムは、図１１に示す如く、まず、テーブル番号毎のアクセスパターン全体のシークに要する消費電力の和であるＰtotalを前述の数式１及び２を用いて算出するステップＳ１０１と、前記変数ｎ及びｋを「１」に設定するステップＳ１０２と、前記変数ｎ及びｋのセクターデータを半導体メモリへ配置したと仮定したときの消費電力の和であるＰsum[n][k]を算出するステップＳ１０３と、前記ｋに「１」を加算するステップＳ１０４と、前記ｋが最大値か否かを判定し、最大値でないときに前記ステップＳ１０３に戻るステップＳ１０５と、該ステップＳ１０５によりｋが最大値と判定したときにｎに「１」を加算するステップＳ１０６と、前記ｎが最大値と判定したときにｋに「１」を加算するステップＳ１０７とを実行する。
【００３８】
これらステップＳ１０３〜１０７による処理は、例えば最大値を「７」としたとき、下記の様に算出する。
Ｐｓｕｍ[1][1]= |P1-P1|+|P2+P1|+|P3|+|P4|+|P5|+|P6|+|P7|
Ｐｓｕｍ[2][2]= |P1|+|P2-P2|+|P3+P2|+|P4|+|P5|+|P6|+|P7|
Ｐｓｕｍ[3][3]= |P1|+|P2|+|P3-P3|+|P4+P3|+|P5|+|P6|+|P7|
Ｐｓｕｍ[4][4]= |P1|+|P2|+|P3|+|P4-P4|+|P5+P4|+|P6|+|P7|
Ｐｓｕｍ[5][5]= |P1|+|P2|+|P3|+|P4-P4|+|P5+P4|+|P6|+|P7|
Ｐｓｕｍ[6][6]= |P1|+|P2|+|P3|+|P4-P4|+|P5+P4|+|P6|+|P7|
Ｐｓｕｍ[7][7] = |P1|+|P2|+|P3|+|P4|+|P5|+|P6|+|P7-P7|
【００３９】
次いで本消費電力最適化アルゴリズムは、ステップＳ１０７においてｎが最大値を超えたと判定したとき、変数ｎ及びｋを「１」に設定するステップＳ１０８と、２つ以上のシリンダーを半導体メモリに配置したと仮定した際の削減消費電力Ｐｅｆｆ[n][k]を算出するステップＳ１０９と、前記ｋに「１」を加算するステップＳ１１０と、前記ｋが最大値か否かを判定し、最大値でないときに前記ステップＳ１０９に戻るステップＳ１１１と、該ステップＳ１１１によりｋが最大値と判定したときにｎに「１」を加算するステップＳ１１２と、前記ｎが最大値と判定したときにｋに「１」を加算するステップＳ１１３とを実行する。
【００４０】
これらステップＳ１０９〜１１３による削減消費電力比Ｐｅｆｆ[n][k]の算出処理は、前述のステップＳ１０３により求めた消費電力Ｐsum[n][k]から半導体メモリに配置したことにより削減された消費電力（Ｐｓａｖｅ）を配置したセクター数（Ｓｃｎ）で除算することにより効率（Ｐｅｆｆ：１セクター当たりの削減消費電力比）を算出する処理であって、例えば最大値を「７」としたとき、下記数式３の計算式を基に算出する。
【数３】
2009048436.tif 000005
【００４１】
例えば図８に示したコマンド列によるセクタ移動を行うシリンダ５及び６を半導体メモリに配置した際の削減消費電力比Ｐｅｆｆ[n][k]は次数式４及び５の如く算出する。
【数４】
2009048436.tif 000006
【数５】
2009048436.tif 000007
【００４２】
前記ステップＳ１０９による算出結果は、算出した削減消費電力比Ｐｅｆｆ[n][k]から、効率の良い順に該当するセクター数が半導体メモリに配置可能かどうかを判定し、削減された消費電力Ｐｔｏｔａｌ−Ｐｓｕｍ[n][k](=Ｐｓａｖｅ[n][k]とする)をパターンテーブルに記録することを含み、各パターンテーブル毎のアクセス頻度にＰｓａｖｅ[n][k]を除算した値が大きい順にパターンテーブル５１に再配置を行う。尚、前記配置が可能かどうかの判断基準は、半導体メモリの容量と、配置セクター数が超えてないかを基に判定する。尚、この削減消費電力比Ｐｅｆｆ[n][k]を算出する理由は、不揮発性メモリには容量制限があり、１セクターあたりのアクセスにかかる消費電力が多くかかるものを優先的に配置するためである。
【００４３】
次いで本実施形態による消費電力最適化アルゴリズムは、ステップＳ１１３においてｎが最大値を超えたと判定したとき、パターンテーブル番号のインリメント（次のテーブル番号に設定）するステップＳ１１４と、全テーブルの削減消費電力の算出が終了したか否かを判定し、終了していないと判定したときに前記ステップＳ１０１に戻って次のパターンの削減消費電力比算出に移行するステップＳ１１５と、該ステップＳ１１５において全テーブルの算出が終了したと判定したとき、パターンテーブル５１内のアクセスパターン（コマンド列）の再現頻度と削減率（効率Ｐｅｆｆ：１セクタ当たりの削減消費電力比）の乗算値が大きい順に再配置してマッピングテーブルを更新するステップＳ１１６を実行して処理を終了するように動作する。
【００４４】
前記ステップＳ１１６によるパターンテーブル５１内の再配置は、例えば図９に示す如く、複数のコマンド列に、「コマンドＡ１〜Ａ５」が連続するパターンが３回、「コマンドＣ３〜Ｃ５」が連続するパターンが２回あり、「コマンドＡ１〜Ａ５」連続パターンの削減率が「コマンドＣ３〜Ｃ５」連続パターンの削減率より大きいとき、「コマンドＡ１〜Ａ５」連続パターンを含むコマンド列（図９のテーブル番号１，２，４）をテーブル番号１〜３に連続して再配置し、「コマンドＣ３〜Ｃ５」連続パターンを含むコマンド列（図９のテーブル番号３，５）をテーブル番号４〜５に連続して再配置することによって行われる。
【００４５】
この様に本実施形態による磁気ディスク装置は、制御回路４０がアルゴリズム演算器４１を用いてパターンテーブル５１に格納したコマンド列を解析してアクチュエータのコマンド列毎（アクセスパターン毎）の消費電力を合算してアクセスパターン全体の消費電力の和Ｐtotalを算出する工程と、前記コマンド列（アクセスパターン）によるシークを行う任意の複数シリンダーを半導体メモリに配置したと仮定したときの仮定消費電力の和Ｐｓｕｍ[n][k]を算出する工程と、前記アクセスパターン全体の消費電力の和Ｐtotalから仮定消費電力の和Ｐｓｕｍ[n][k]を減算し、この減算値をパターンテーブル５１に格納したコマンド列によりシークされるセクター数で除算した削減消費電力比Ｐｅｆｆ[n][k]を全テーブルに亘って算出する工程と、該削減消費電力比Ｐｅｆｆ[n][k]が大きく且つ再現頻度が大きい順にマッピングテーブル７５を更新し、該マッピングテーブル７５に格納したマッピングに従って不揮発半性導体メモリ２１へ磁気ディスク２０のセクターデータを配置する工程と、この不揮発半性導体メモリ２１へ配置したセクターデータを参照してアクセス動作を行うことによって、アクチュエータの消費電力を低減することができる。
【００４６】
尚、前記実施形態においては、低減消費電力比の大きいアクセスパターンも参照してマッピングテーブルへの再配置を行う例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、同一のアクセスパターンを含むコマンド列を連続してマッピングテーブルへ再配置することによっても消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態による磁気ディスク装置の構成を示す図。
【図２】本実施形態による消費電力最適化方法の動作フロー図。
【図３】本消費電力最適化方法に使用するパターンテーブルを示す図。
【図４】磁気ヘッドの動作とコマンドとの関係を示す図。
【図５】本実施形態による消費電力を説明するための図。
【図６】本実施形態による１セクターを半導体メモリに配置した際の消費電力を示す図。
【図７】本実施形態による２セクターを半導体メモリに配置した際の消費電力を示す図。
【図８】本実施形態による消費電力の低減効果を説明するための図。
【図９】パターンテーブル内の検索を説明するための図。
【図１０】磁気ディスクの論理ブロック番号とマッピングテーブルとメモリアドレスの関係を示す図。
【図１１】本実施形態による消費電力の最適化検索アルゴリズムの動作フロー図。
【図１２】磁気ヘッドの移動遷移を説明するための図。
【符号の説明】
【００４８】
１０：磁気ディスク装置、２０：磁気ディスク、２１：不揮発性半導体メモリ、２１：不揮発半性導体メモリ、２５：磁気ヘッド、３０：キャッシュメモリ、４０：制御回路、４１：アルゴリズム演算器、５１：パターンテーブル、７５：マッピングテーブル、１００：ホストシステム。
【図１】
2009048436.tif 000008
【図２】
2009048436.tif 000009
【図３】
2009048436.tif 000010
【図４】
2009048436.tif 000011
【図５】
2009048436.tif 000012
【図６】
2009048436.tif 000013
【図７】
2009048436.tif 000014
【図８】
2009048436.tif 000015
【図９】
2009048436.tif 000016
【図１０】
2009048436.tif 000017
【図１１】
2009048436.tif 000018
【図１２】
2009048436.tif 000019