記録媒体制御装置、及びその方法
【課題】高密度化と書き込み速度の両立を図る。
【解決手段】実施の形態にかかる記録媒体制御装置は、記録媒体と、受付手段と、読み込み手段と、書込手段と、を備えている。記録媒体は、複数のトラックで構成され且つ書き込み単位であるトラック群を、複数含む書込領域と、データを一時的に格納する待避領域と、を有する。入力手段は、データの書き込み命令を受け付ける。読込手段は、前記待避領域に格納されたデータと、前記複数のトラック群のうち第１のトラック群のデータと、を読み込む。書込手段は、前記書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記待避領域から読み込まれたデータと、前記第１のトラック群から読み込まれたデータと、をマージしたデータを、隣接するトラック同士を部分的に重複させるシングル記録方式を用いて、前記複数のトラック群のうち第２のトラック群の各トラックに書き込む。
【解決手段】実施の形態にかかる記録媒体制御装置は、記録媒体と、受付手段と、読み込み手段と、書込手段と、を備えている。記録媒体は、複数のトラックで構成され且つ書き込み単位であるトラック群を、複数含む書込領域と、データを一時的に格納する待避領域と、を有する。入力手段は、データの書き込み命令を受け付ける。読込手段は、前記待避領域に格納されたデータと、前記複数のトラック群のうち第１のトラック群のデータと、を読み込む。書込手段は、前記書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記待避領域から読み込まれたデータと、前記第１のトラック群から読み込まれたデータと、をマージしたデータを、隣接するトラック同士を部分的に重複させるシングル記録方式を用いて、前記複数のトラック群のうち第２のトラック群の各トラックに書き込む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、シングル記録方式で記録媒体に書き込みする記録媒体制御装置、及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁気ディスクを有するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）が利用されている。近年、ハードディスクは、さらに大容量化していく傾向にある。大容量化のための記録密度の向上のための方策としては、トラック幅を短縮し、トラック密度を向上させる技術が開示されている。
【０００３】
さらに、トラック密度を向上させるために、隣接トラックが部分的に重ね書きされる程度までトラック幅を狭める技術が提案されている。この記録技術は、シングル記録技術、又は瓦記録技術と称されることがある。当該技術を用いると、部分的に重ね書きされた隣接トラックのデータが消失する。このため、複数のトラックをまとめたトラック群単位で書き込みを行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３８７３１号公報
【発明の概要】
【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に記載された技術では、トラック群単位の書き込みが必要なため、データの書き込み時間が長くなる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高密度化と書き込み速度の両立を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態にかかる記録媒体制御装置は、記録媒体と、受付手段と、読込手段と、書込手段と、を備えている。記録媒体は、複数のトラックで構成された書き込み単位であるトラック群を含む書込領域と、データを一時的に格納する待避領域と、を有する。受付手段は、データの書き込み命令を受け付ける。読込手段は、前記待避領域に格納されたデータと、第１の前記トラック群のデータと、を読み込む。書込手段は、前記書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記待避領域から読み込まれたデータと、第１の前記トラック群から読み込まれたデータと、をマージしたデータを、隣接するトラック同士を部分的に重複させるシングル記録方式を用いて、第２のトラック群の各トラックに書き込む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の斜視図である。
【図２】図２は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置のＣＰＵによるプログラムの実行で実現されるソフトウェア構成を示したブロック図である。
【図４】図４は、本実施の形態にかかる書込部が書き込む磁気ディスクの記録領域を模式的に示した図である。
【図５】図５は、本実施の形態にかかる受付部がデータの更新命令を受け付けた場合、書込部が待避領域に書き込む処理を模式的に示した図である。
【図６】図６は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置における、待避領域に格納されたデータを、書込領域のトラック群に書き込む処理を模式的に示した図である。
【図７】図７は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置における、書き込み命令に伴う書き込み処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置における、待避領域に格納されたデータを、トラック群に書き込む際の処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、記録媒体制御装置、及びその方法を適用した磁気ディスク装置の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。また、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の機構構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の斜視図である。
【００１１】
図１に示す磁気ディスク装置１は、既知のハードディスクドライブと同様に、主な機構構成として、筐体１０の内部に、磁気ディスク１１と、磁気ディスク１１を回転させるスピンドルモータ１２と、磁気ヘッド（図１にて図示せず）を組み込んだヘッドスライダ１３と、サスペンション１４およびアクチュエータアーム１５を含み、ヘッドスライダ１３を支持するヘッドサスペンションアッセンブリと、ヘッドサスペンションアッセンブリのアクチュエータとしてのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６とを備えている。
【００１２】
磁気ディスク１１は、スピンドルモータ１２によって回転される。ヘッドスライダ１３には、記録ヘッドと再生ヘッドを含む磁気ヘッドが組み込まれている（図１にていずれも図示せず）。アクチュエータアーム１５は、ピボット１７に回動自在に取り付けられており、このアクチュエータアーム１５の一端にはサスペンション１４が取り付けられる。ヘッドスライダ１３は、このサスペンション１４に設けられたジンバルを介して弾性支持されている。アクチュエータアーム１５の他端にはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６がある。このボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６がアクチュエータアーム１５をピボット１７周りに回転させ、磁気ヘッドを磁気ディスク１１の任意の半径位置上に浮上した状態で位置決めする。
【００１３】
続いて、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１の電気的ハードウェア構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【００１４】
図２において、磁気ディスク１１は、前述のスピンドルモータ１２（図１）により、回転軸を中心に所定の回転速度で回転される。スピンドルモータ１２の回転は、モータドライバ２１により駆動される。
【００１５】
磁気ヘッド２２は、それに備わる記録ヘッドおよび再生ヘッドにより、磁気ディスク１１に対してデータの書き込みや読み出しを行う。また前述のように、磁気ヘッド２２は、アクチュエータアーム１５の先端にあって、モータドライバ２１によって駆動されるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６により、磁気ディスク１１の半径方向に移動される。磁気ディスク１１の回転が停止しているときなどは、磁気ヘッド２２は、ランプ２３上に退避される。
【００１６】
ヘッドアンプ２４は、磁気ヘッド２２が磁気ディスク１１から読み取った信号を増幅して出力し、ＲＤＣ（Read Write Channel）２５に供給する。また、ヘッドアンプ２４は、ＲＤＣ２５から供給された、磁気ディスク１１にデータを書き込むための信号を増幅して、磁気ヘッド２２に供給する。
【００１７】
ＲＤＣ２５は、後述するＨＤＣ３１から供給される、磁気ディスク１１に書き込むためのデータをコード変調してヘッドアンプ２４に供給する。また、ＲＤＣ２５は、磁気ディスク１１から読み取られヘッドアンプ２４から供給された信号をコード復調してディジタルデータとしてＨＤＣ３１へ出力する。
【００１８】
ＣＰＵ２６には、動作用メモリであるＳＲＡＭ（Random Access Memory）２７、不揮発性メモリであるＦｌａｓｈ ＲＯＭ（Read Only Memory）２８および一時記憶用のバッファＲＡＭ２９が接続されている。このＣＰＵ２６は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２８および磁気ディスク１１に予め記憶されたファームウェア（当該ファームウェアは、初期ファームウェアおよび通常動作に用いる制御用ファームウェアである。なお、制御用ファームウェアには、後述する磁気ディスク制御プログラムが含まれている）に従って、この磁気ディスク装置１の全体的な制御を行う。なお、起動時に最初に実行される初期ファームウェアは、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２８に記憶されている。また、通常動作に用いる制御用ファームウェアは、磁気ディスク１１に記録されており、初期ファームウェアに従った制御により、磁気ディスク１１から一旦バッファＲＡＭ２９に読み出され、その後ＳＲＡＭ２７に格納される。
【００１９】
ＨＤＣ（Hard Disk Controller）３１は、Ｉ／Ｆバスを介してホストコンピュータ（Ｈｏｓｔ）４０との間で行われるデータの送受信の制御や、バッファＲＡＭ２９の制御、ならびに、記録データに対するデータの誤り訂正処理などを行う。また、バッファＲＡＭ２９は、ホストコンピュータ４０との間で送受信されるデータのキャッシュとして用いられる。さらに、バッファＲＡＭ２９は、磁気ディスク１１から読み出されるデータ、磁気ディスク１１に書き込むデータ、又は磁気ディスク１１から読み出される制御用ファームウェアを、一時記憶するためなどに用いられる。
【００２０】
図３は、磁気ディスク装置１のＣＰＵ２５による磁気ディスク制御プログラムの実行で実現されるソフトウェア構成を示したブロック図である。図３に示すように、磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２８に格納された制御用ファームウェアに含まれる、磁気ディスク制御プログラムを起動させることで、受付部３０１と、書込部３０２と、読込部３０３と、マージ部３０４と、によるブロック構成を実現する。
【００２１】
受付部３０１は、磁気ディスク装置１に接続されたホスト４０から、データの書き込み命令又はデータの読み込み命令を受け付ける。このデータの書き込み命令は、例えば、磁気ディスク１１の１トラック内に含まれるセクタに格納可能なデータサイズのデータの書き込み命令や、容量の大きいデータによるシーケンシャルな書き込み命令などとする。
【００２２】
書込部３０２は、磁気ディスク１１に対してデータの書き込み制御を行う。本実施の形態にかかる書込部３０２が書き込み制御を行う際、書込を行う磁気ヘッド２２の主磁極幅よりも狭いトラックに対して書き込みを行う必要がある。
【００２３】
そこで、本実施の形態に係る書込部３０２は、シングル（Shingle）記録方式による書込を行う。シングル（Shingle）記録方式とは、記録ヘッドをトラック方向に微小量で走査しながら重ね書きを行う方式とする。このシングル（Shingle）記録方式では、記録ヘッドの主磁極幅より、磁気ディスク１１のトラックの幅が狭いため、隣接するトラック同士で部分的な重ね書きが行われる。このシングル記録方式を適用した場合、トラックの幅を狭くできるので、媒体の高密度化が可能となる。
【００２４】
このシングル記録方式では、隣接するトラック同士で部分的な重ね書きが行われるため、当該隣接トラックの片方のデータが消失する。このため、あるトラックについてデータの更新を行う場合であっても、当該トラックのみを書き換えることはできず、複数のトラックを単位として、まとめて書き換える必要がある。本実施の形態においては、この複数のトラックからなる単位を、トラック群と称す。このトラック群同士の間は空き領域が設けられているため、あるトラック群に書き込みを行う際、隣接する他のトラック群に重ね書きされることは抑止される。
【００２５】
図４は、書込部３０２が書き込む磁気ディスク１１の記録領域を模式的に示した図である。図４に示すように磁気ディスク１１は、通常の記録領域となる書込領域４０２と、データの一時的な格納領域となる待避領域４０１と、で構成されている。
【００２６】
書込領域４０２は、複数のトラック群（例えば、トラック群４０３）で構成されている。上述したように、各トラック群は、書き込みを行うヘッドの主磁極幅より幅の狭い、複数のトラックで構成されている。トラック群に含まれているトラック数について制限はないが、下記に示す図ではトラック数を“１００”として説明している。
【００２７】
また、書込領域４０２には、論理アドレスが割り当てられたトラック群だけなく、論理アドレスが割り振られていないトラック群も含まれている。この論理アドレスが割り当てられていないトラック群を、本実施の形態ではスペアトラック群と称す。スペアトラック群は、書込領域４０２内に配置される数に制限はなく、複数配置されても良い。ところで、本実施の形態にかかる磁気ディスク１１では、当該磁気ディスク１１に含まれるトラックが、同心円状にいくつかのＨｅａｄ／Ｚｏｎｅに分けられている。そして、トラックのセクタの数は、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎に異なっている。具体的には、外周に近いＨｅａｄ／Ｚｏｎｅほど、１トラック当たりのセクタの数が増加する。つまり、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎にトラック内の容量に差異がある。そこで、本実施の形態にかかる磁気ディスク１１では、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎に１個のスペアトラック群を備えることとする。これにより、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎にトラックの容量が異なる場合でも、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎にスペアトラックが配置されているため、１トラックに書き込まれた全てのデータを、１個のスペアトラックに書き込むことができる。
【００２８】
待避領域４０１は、書込領域４０２に書き込むべきデータを一時的に格納する。例えば、磁気ディスク１１のプラッタ一枚あたり５００ＧＢ〜１ＴＢの容量を有する場合、待避領域４０１を数Ｇ単位で設けることとする。
【００２９】
待避領域４０１を磁気ディスク１１上に設けた理由について説明する。シングル記録方式による書き換えでは、トラック群全体を書き換える必要があるため、従来の書き換えと比較して、所要時間が大幅に大きい。そこで、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１においては、磁気ディスク１１上に一時的な待避領域４０１を設け、書込部３０２が、書き込み命令に従って書き込む際、書込領域４０２のトラック群ではなく、データを一時的に当該待避領域４０１に書き込むこととした。これにより、書き込み処理を行う際の所要時間を短縮している。
【００３０】
なお、本実施の形態にかかる待避領域４０１は、磁気ディスク１１の外側に設けられている。これにより、書き込み及び読み込み速度を向上できる。
【００３１】
待避領域４０１は、シングル記録様式で書き込むためのトラック幅が狭いトラック群でも良い。また、待避領域４０１は、磁気ヘッド２２が重ね書きを行わずに書き込み可能な、通常のトラック幅の集まりでもよい。
【００３２】
読込部３０３は、受付部３０１が読み込み命令を受け付けた場合や、磁気ディスク１１に書き込まれたデータの更新を行う場合に、待避領域４０１に含まれているデータと、書込領域４０２に含まれているデータと、のいずれか１つ以上を読み込む。
【００３３】
図５は、受付部３０１がデータの更新命令を受け付けた場合、書込部３０２が、待避領域４０１に書き込む処理を模式的に示した図である。図５に示す例では、受付部３０１がトラック群５０１のトラック２のセクタ５０３に格納するデータの書込命令を受け付けた場合とする。そして、シングル記録様式でセクタ５０３の位置を更新する場合、トラック群５０１全体を更新する必要がある。これでは、処理に時間がかかる。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、受付部３０１が、ホスト４０から、すでに書き込まれたトラック群に含まれる一部のトラック又はセクタ（例えばセクタ５０３）についての更新命令を受け付けた場合、書込部３０２は、待機領域４０１に含まれるトラック又はセクタ（例えばセクタ５０４）に更新するデータを書き込むこととする。
【００３５】
そして、書込部３０２は、当該書込処理の後、書込対象のトラック又はセクタ（例えばセクタ５０３）に割り当てられていた論理アドレスを、待避領域４０１のトラック又はセクタ（例えば、セクタ５０４）に割り当て直す。当該処理により、受付部３０１が受け付けた更新命令に基づく書き込み処理を終了する。
【００３６】
上述した処理が継続して行われると、待避領域４０１の容量が圧迫される。そこで、待避領域４０１の容量の圧迫を避けるために、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、待避領域４０１に書き込まれたデータを、書込領域４０２内に書き換える。この書き換えは、受付部３０１が読込命令や書込命令に応じた処理を実行する時間を除くアイドル時間中に行う。
【００３７】
このアイドル時間の書き換えでは、待避領域４０１に格納されていたデータと、当該データの書き込み対象であったトラック群のデータと、のマージを行うこととする。つまり、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、アイドル時間にマージを行うことで、ホスト４０からの読込命令や書込命令に応じた処理の実行を阻害することがないため、当該処理の実行の遅延を抑止できる。
【００３８】
マージ部３０４は、（図示しない）バッファを用いて、アイドル時間中に、読込部３０３が書込領域４０２から読み込んだトラック群のデータと待避領域４０１から読み込んだデータとをマージする。
【００３９】
そして、書込部３０２が、マージ部３０４によりマージされたデータを、読込部３０３が読み込んだトラック群と別に設けられたスペアトラック群の各トラックに書き込む。
【００４０】
図６は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１における、待避領域４０１に格納されたデータを、書込領域４０２のトラック群に書き込む際の処理を模式的に示した図である。図６は、図５で示した処理によって待避領域４０１に含まれているセクタ５０４に書き込まれたデータと、トラック群５０１のデータと、をマージ部３０４がマージした後、書込部３０２がスペアトラック群に書き込む例を示している。
【００４１】
図６に示すように、読込部３０３がトラック群５０１から読み込んだデータを、書込部３０２が、スペアトラック群６０１に書き込み処理していく。その際に、読込部３０３は、待避領域４０１に含まれているセクタ５０４のデータも読み込む。そして、マージ部３０４が、読込部３０３が読み込んだトラック群５０１のトラック２のデータに対して、待避領域４０１のセクタ５０４から読み込んだデータをマージする。そして、書込部３０２が、マージされたデータを、スペアトラック群６０１に書き込む。
【００４２】
そして、トラック群の書き込みが完了した場合、書込部３０２が、書き換え対象のトラック群５０１に割り当てられていた論理アドレスをスペアトラック群６０１に割り振り、元の書き換えトラック群５０１の論理アドレスを削除することで、元の書き換えトラック群５０１を新たなスペアトラック群とする。
【００４３】
図６に示す処理では、書き込み制御が行われるのはスペアトラック群６０１のみであり、元のトラック群５０１について書き換えは行わない。このため、常にトラック群５０１内のデータは保護されており、不意の電源遮断が発生しても、データが消失することはない。また、図６に示す処理中に電源遮断が生じた場合、復旧処理は特に必要ではない。仮に復旧処理がなされた場合、スペアトラック群６０１に対して書き込まれたデータを破棄し、書込部３０２が、スペアトラック群６０１の先頭から再び書き込みを開始すればよい。
【００４４】
ところで、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１は、シングル記録方式で書き込みを行う際に、磁気ディスク１１上の待避領域４０１を用いるが、この待避領域４０１は、容量が有限のため、容量圧迫を回避する必要がある。
【００４５】
受付部３０１が受け付けた書き込み命令全てが比較的小さなブロック単位の書き込みであれば、全て待避領域４０１に書き込んでも、待避領域４０１の圧迫が小さいため、特に問題は生じない。しかし、大規模なファイルコピー等で見られるシーケンシャルな書き込み命令の場合、待避領域４０１の圧迫は大きくなる。待避領域４０１に書き込まれたデータの量が増大すると、シングル記録方式による複数のトラックのデータの書き込みが頻発し、性能の大幅な低下がみられるようになる。
【００４６】
そこで、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１においては、受付部３０１がシーケンシャルな書き込み命令を受け付けた場合、書込部３０２が、書き込み命令を受け付けた当初、当該書き込み命令に基づくデータを待避領域４０１に書き込む。そして、シーケンシャルな書き込み先として示された論理アドレスが、そもそもの書き込み対象であったトラック群から、次のトラック群に変更されるタイミングで、書込部３０２は、それ以降、データを、スペアトラック群に直接書き込む。そして、スペアトラック群の書き込みが終了した場合には、当該スペアトラック群に論理アドレスを割り当て、そもそも書き込み対象であったトラック群を新たなスペアトラック群に変更する。そして、書き込み命令が継続するようであれば、さらに、書込部３０２は、変更された新たなスペアトラック群に対して、書き込みを継続する。当該処理を繰り返すことで、シーケンシャルな書き込み命令を実現できる。
【００４７】
そして、上述した処理により、シーケンシャルな書き込み命令による書き込みが終了した後、磁気ディスク装置１では、アイドル時間中に、書き込み当初に待避領域４０１に格納されたデータと、当該データの書き込み対象であったトラック群と、のマージを行う。
当該マージは、図６で示した処理と同様とする。このように、シーケンシャルな書き込み命令の場合に、途中から、スペアトラック群に直接書き込むことで、待避領域４０１の容量圧迫を防ぐことができる。
【００４８】
さらに、第１の実施の形態で示した磁気ディスク装置１は、マルチスレッドの書き込みであっても、対応させることもできる。つまり、磁気ディスク１１では、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎にスペアトラック群を備えることとしている。マルチスレッドによる書き込みとして、異なるＨｅａｄ／Ｚｏｎｅの各スペアトラックを用いるものであれば、書込部３０２は、複数のトラック群に対する同時書き込みを可能とする。
【００４９】
また、仮に、マルチスレッドによる書き込み命令の対象が同一のＨｅａｄ／Ｚｏｎｅである場合でも、磁気ディスク１１内でＨｅａｄ／Ｚｏｎｅを問わず利用可能なスペアトラック群を、トラックの容量が最大となる位置に設けることで対応できる。
【００５０】
次に、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１における、書き込み命令に伴う書き込み処理について説明する。図７は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、受付部３０１が、ホスト４０からのWriteコマンド（書き込み命令）を受け付ける（ステップＳ７０１）。そして、受付部３０１が、ホスト４０から、書き込み対象となるデータの転送を受け付ける（ステップＳ７０２）。当該データは、トラック群全体を書き換えるものではなく、トラック群に含まれるトラック、又はセクタに格納可能なサイズのデータとする。
【００５２】
このようなデータサイズの書き込み命令の場合、書込部３０２は、当該データを格納する待避領域の物理位置を算出する（ステップＳ７０３）。なお、待避領域の物理位置は、どのような位置でもよく、書き込み要求に応じてシーケンシャルに位置を算出しても良い。このように、書込部３０２は、書き込み命令で指示された書き込み先と関係のない、退避領域内の位置を算出する。
【００５３】
そして、書込部３０２は、磁気ディスク１１上の、算出された物理位置に対して、データを書き込む（ステップＳ７０４）。そして、書込部３０２は、書き込みが終了したか否か判定する（ステップＳ７０５）。書き込みが終了していないと判定した場合（ステップＳ７０５：Ｎｏ）、ステップＳ７０４による書き込みを継続する。
【００５４】
一方、書込部３０２は、書き込みが終了したと判定した場合（ステップＳ７０５：Ｙｅｓ）、書込部３０２は、書き込みを行った待避領域に対して論理アドレスを割り当てる一方、書き込み命令で指示された書き込み先の、トラック群内の論理アドレスについて参照されないよう削除し、処理を終了する。
【００５５】
次に、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１における、待避領域４０１に格納されたデータを、トラック群に書き込む際の処理について説明する。図８は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１における上述した処理の手順を示すフローチャートである。この図８の示すフローチャートは、受付部３０１が読込命令や書込命令を受け付けてないアイドル時間中に行われることとする。これにより、図８に示す処理に伴う、読み込みや書き込み処理の遅延を抑止する。
【００５６】
まず、読込部３０３が、読み込み対象となるトラック群を設定する（ステップＳ８０１）。読み込み対象となるトラック群の基準は、例えば、当該トラック群とマージできるデータが、待避領域中に格納されているか否か等とする。
【００５７】
そして、読込部３０３が、設定されたトラック群に含まれているトラックのデータを読み込む（ステップＳ８０２）。そして、読込部３０３は、設定されている論理アドレスに基づいて、読み込んだトラックに対してマージすべきデータがあるか否か判定する（ステップＳ８０３）。
【００５８】
そして、読込部３０３は、マージすべきデータがないと判定した場合（ステップＳ８０３：Ｎｏ）、特に処理を行わず、ステップＳ８０６に進む。
【００５９】
一方、読込部３０３が、マージすべきデータがあると判定した場合（ステップＳ８０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ８０２で読み込まれたトラックのデータにマージされるべきものとして、待避領域に一時的に格納されているデータを読み込む（ステップＳ８０４）。
【００６０】
そして、マージ部３０４が、ステップＳ８０２で読み込んだトラックのデータと、ステップＳ８０４で読み込んだデータと、をマージする（ステップＳ８０５）。
【００６１】
その後、書込部３０２が、スペアトラック群のトラックにデータを書き込む（ステップＳ８０６）。書き込まれるデータは、マージすべきデータがあった場合、マージされたデータであり、マージすべきデータがない場合、ステップＳ８０２で読み込まれたデータとする。
【００６２】
そして、書込部３０２が、スペアトラック群に含まれる全てのトラックについて書き込みを終了したか否か判定する（ステップＳ８０７）。書込部３０２が、書き込みが終了していないと判定した場合（ステップＳ８０７：Ｎｏ）、ステップＳ８０２から再びトラックの読み込みを行う。
【００６３】
一方、書込部３０２が、スペアトラック群に含まれる全てのトラックについて書き込みが終了したと判定した場合（ステップＳ８０７：Ｙｅｓ）、書込部３０２は、読み込み元のトラック群を新たなスペアトラック群に変更すると共に、書き込まれたスペアトラック群を、読み込み可能な通常のトラック群に変更するよう、論理アドレスを変更し、処理を終了する（ステップＳ８０８）。その際、待避領域に割り当てられていた論理アドレスについても変更する。
【００６４】
上述した処理手順により、一時的に待避領域に格納されていたデータが、通常のトラック群内に含めることが可能となった。
【００６５】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１においては、上述した構成でデータの読み書きを行うこととした。これにより、磁気ディスク１１がシングル記録方式用でのデータ記録を行う場合であったとしても、データの書き換え時間を短縮できる。さらに、トラック群からスペアトラック群にデータをコピーする際に、書き換えを行うのがスペアトラック群のみのため、不意に電源遮断が行われた場合でも、データの破損を抑止できる。このように、磁気ディスク装置１は、実動作環境に適した手法を適用している。
【００６６】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、上述したように書き込み命令、特にセクタなどの小さい単位の書き込み命令の場合に、データを待避領域４０１に待避させてから、トラック群に書き込むこととした。このため、磁気ディスク装置１では、トラック群全体の書き込み時間より短い時間で、書き込みを終了できる。したがって、トラック群を構成するトラックの数を、従来と比べて多くすることが容易となる。
【００６７】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、シングル記録方式で書き込みを行う際に、スペアトラック群を用いている。そして、トラック群のデータと、待避領域のデータとを、マージした上で、スペアトラック群に対して書き込みを行うことで、データの重ね書き等による消失が抑止される。これにより、不意な電源遮断にも対応できる。
【００６８】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、シーケンシャルライト時の書き込み先を待避領域から、スペアトラック群に切り替えることとした。これにより、待避領域の容量圧迫を避け、性能の低下を防ぐことができる。
【００６９】
さらには、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、スペアトラック群を複数備えることで、マルチスレッドによる書き込みにも対応できる。さらに、磁気ディスク１１のＨｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎に共通のスペアトラック群を有することで、汎用性を持たせることができる。
【００７０】
なお、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６で実行される磁気ディスク制御プログラムは、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２８に予め組み込まれて提供される。
【００７１】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６で実行される磁気ディスク制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００７２】
さらに、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６で実行される磁気ディスク制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６で実行される磁気ディスク制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００７３】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６で実行される磁気ディスク制御プログラムは、上述した各部（受付部、書込部、読込部、マージ部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ２６が上記Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２８から磁気ディスク制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、受付部、書込部、読込部、マージ部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００７４】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１ 磁気ディスク装置
１１ 磁気ディスク
３０１ 受付部
３０２ 書込部
３０３ 読込部
３０４ マージ部
４０１ 待避領域
４０２ 書込領域
４０３ トラック群
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、シングル記録方式で記録媒体に書き込みする記録媒体制御装置、及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁気ディスクを有するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）が利用されている。近年、ハードディスクは、さらに大容量化していく傾向にある。大容量化のための記録密度の向上のための方策としては、トラック幅を短縮し、トラック密度を向上させる技術が開示されている。
【０００３】
さらに、トラック密度を向上させるために、隣接トラックが部分的に重ね書きされる程度までトラック幅を狭める技術が提案されている。この記録技術は、シングル記録技術、又は瓦記録技術と称されることがある。当該技術を用いると、部分的に重ね書きされた隣接トラックのデータが消失する。このため、複数のトラックをまとめたトラック群単位で書き込みを行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３８７３１号公報
【発明の概要】
【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に記載された技術では、トラック群単位の書き込みが必要なため、データの書き込み時間が長くなる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高密度化と書き込み速度の両立を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態にかかる記録媒体制御装置は、記録媒体と、受付手段と、読込手段と、書込手段と、を備えている。記録媒体は、複数のトラックで構成された書き込み単位であるトラック群を含む書込領域と、データを一時的に格納する待避領域と、を有する。受付手段は、データの書き込み命令を受け付ける。読込手段は、前記待避領域に格納されたデータと、第１の前記トラック群のデータと、を読み込む。書込手段は、前記書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記待避領域から読み込まれたデータと、第１の前記トラック群から読み込まれたデータと、をマージしたデータを、隣接するトラック同士を部分的に重複させるシングル記録方式を用いて、第２のトラック群の各トラックに書き込む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の斜視図である。
【図２】図２は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置のＣＰＵによるプログラムの実行で実現されるソフトウェア構成を示したブロック図である。
【図４】図４は、本実施の形態にかかる書込部が書き込む磁気ディスクの記録領域を模式的に示した図である。
【図５】図５は、本実施の形態にかかる受付部がデータの更新命令を受け付けた場合、書込部が待避領域に書き込む処理を模式的に示した図である。
【図６】図６は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置における、待避領域に格納されたデータを、書込領域のトラック群に書き込む処理を模式的に示した図である。
【図７】図７は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置における、書き込み命令に伴う書き込み処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置における、待避領域に格納されたデータを、トラック群に書き込む際の処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、記録媒体制御装置、及びその方法を適用した磁気ディスク装置の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。また、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の機構構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の斜視図である。
【００１１】
図１に示す磁気ディスク装置１は、既知のハードディスクドライブと同様に、主な機構構成として、筐体１０の内部に、磁気ディスク１１と、磁気ディスク１１を回転させるスピンドルモータ１２と、磁気ヘッド（図１にて図示せず）を組み込んだヘッドスライダ１３と、サスペンション１４およびアクチュエータアーム１５を含み、ヘッドスライダ１３を支持するヘッドサスペンションアッセンブリと、ヘッドサスペンションアッセンブリのアクチュエータとしてのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６とを備えている。
【００１２】
磁気ディスク１１は、スピンドルモータ１２によって回転される。ヘッドスライダ１３には、記録ヘッドと再生ヘッドを含む磁気ヘッドが組み込まれている（図１にていずれも図示せず）。アクチュエータアーム１５は、ピボット１７に回動自在に取り付けられており、このアクチュエータアーム１５の一端にはサスペンション１４が取り付けられる。ヘッドスライダ１３は、このサスペンション１４に設けられたジンバルを介して弾性支持されている。アクチュエータアーム１５の他端にはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６がある。このボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６がアクチュエータアーム１５をピボット１７周りに回転させ、磁気ヘッドを磁気ディスク１１の任意の半径位置上に浮上した状態で位置決めする。
【００１３】
続いて、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１の電気的ハードウェア構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【００１４】
図２において、磁気ディスク１１は、前述のスピンドルモータ１２（図１）により、回転軸を中心に所定の回転速度で回転される。スピンドルモータ１２の回転は、モータドライバ２１により駆動される。
【００１５】
磁気ヘッド２２は、それに備わる記録ヘッドおよび再生ヘッドにより、磁気ディスク１１に対してデータの書き込みや読み出しを行う。また前述のように、磁気ヘッド２２は、アクチュエータアーム１５の先端にあって、モータドライバ２１によって駆動されるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６により、磁気ディスク１１の半径方向に移動される。磁気ディスク１１の回転が停止しているときなどは、磁気ヘッド２２は、ランプ２３上に退避される。
【００１６】
ヘッドアンプ２４は、磁気ヘッド２２が磁気ディスク１１から読み取った信号を増幅して出力し、ＲＤＣ（Read Write Channel）２５に供給する。また、ヘッドアンプ２４は、ＲＤＣ２５から供給された、磁気ディスク１１にデータを書き込むための信号を増幅して、磁気ヘッド２２に供給する。
【００１７】
ＲＤＣ２５は、後述するＨＤＣ３１から供給される、磁気ディスク１１に書き込むためのデータをコード変調してヘッドアンプ２４に供給する。また、ＲＤＣ２５は、磁気ディスク１１から読み取られヘッドアンプ２４から供給された信号をコード復調してディジタルデータとしてＨＤＣ３１へ出力する。
【００１８】
ＣＰＵ２６には、動作用メモリであるＳＲＡＭ（Random Access Memory）２７、不揮発性メモリであるＦｌａｓｈ ＲＯＭ（Read Only Memory）２８および一時記憶用のバッファＲＡＭ２９が接続されている。このＣＰＵ２６は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２８および磁気ディスク１１に予め記憶されたファームウェア（当該ファームウェアは、初期ファームウェアおよび通常動作に用いる制御用ファームウェアである。なお、制御用ファームウェアには、後述する磁気ディスク制御プログラムが含まれている）に従って、この磁気ディスク装置１の全体的な制御を行う。なお、起動時に最初に実行される初期ファームウェアは、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２８に記憶されている。また、通常動作に用いる制御用ファームウェアは、磁気ディスク１１に記録されており、初期ファームウェアに従った制御により、磁気ディスク１１から一旦バッファＲＡＭ２９に読み出され、その後ＳＲＡＭ２７に格納される。
【００１９】
ＨＤＣ（Hard Disk Controller）３１は、Ｉ／Ｆバスを介してホストコンピュータ（Ｈｏｓｔ）４０との間で行われるデータの送受信の制御や、バッファＲＡＭ２９の制御、ならびに、記録データに対するデータの誤り訂正処理などを行う。また、バッファＲＡＭ２９は、ホストコンピュータ４０との間で送受信されるデータのキャッシュとして用いられる。さらに、バッファＲＡＭ２９は、磁気ディスク１１から読み出されるデータ、磁気ディスク１１に書き込むデータ、又は磁気ディスク１１から読み出される制御用ファームウェアを、一時記憶するためなどに用いられる。
【００２０】
図３は、磁気ディスク装置１のＣＰＵ２５による磁気ディスク制御プログラムの実行で実現されるソフトウェア構成を示したブロック図である。図３に示すように、磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２８に格納された制御用ファームウェアに含まれる、磁気ディスク制御プログラムを起動させることで、受付部３０１と、書込部３０２と、読込部３０３と、マージ部３０４と、によるブロック構成を実現する。
【００２１】
受付部３０１は、磁気ディスク装置１に接続されたホスト４０から、データの書き込み命令又はデータの読み込み命令を受け付ける。このデータの書き込み命令は、例えば、磁気ディスク１１の１トラック内に含まれるセクタに格納可能なデータサイズのデータの書き込み命令や、容量の大きいデータによるシーケンシャルな書き込み命令などとする。
【００２２】
書込部３０２は、磁気ディスク１１に対してデータの書き込み制御を行う。本実施の形態にかかる書込部３０２が書き込み制御を行う際、書込を行う磁気ヘッド２２の主磁極幅よりも狭いトラックに対して書き込みを行う必要がある。
【００２３】
そこで、本実施の形態に係る書込部３０２は、シングル（Shingle）記録方式による書込を行う。シングル（Shingle）記録方式とは、記録ヘッドをトラック方向に微小量で走査しながら重ね書きを行う方式とする。このシングル（Shingle）記録方式では、記録ヘッドの主磁極幅より、磁気ディスク１１のトラックの幅が狭いため、隣接するトラック同士で部分的な重ね書きが行われる。このシングル記録方式を適用した場合、トラックの幅を狭くできるので、媒体の高密度化が可能となる。
【００２４】
このシングル記録方式では、隣接するトラック同士で部分的な重ね書きが行われるため、当該隣接トラックの片方のデータが消失する。このため、あるトラックについてデータの更新を行う場合であっても、当該トラックのみを書き換えることはできず、複数のトラックを単位として、まとめて書き換える必要がある。本実施の形態においては、この複数のトラックからなる単位を、トラック群と称す。このトラック群同士の間は空き領域が設けられているため、あるトラック群に書き込みを行う際、隣接する他のトラック群に重ね書きされることは抑止される。
【００２５】
図４は、書込部３０２が書き込む磁気ディスク１１の記録領域を模式的に示した図である。図４に示すように磁気ディスク１１は、通常の記録領域となる書込領域４０２と、データの一時的な格納領域となる待避領域４０１と、で構成されている。
【００２６】
書込領域４０２は、複数のトラック群（例えば、トラック群４０３）で構成されている。上述したように、各トラック群は、書き込みを行うヘッドの主磁極幅より幅の狭い、複数のトラックで構成されている。トラック群に含まれているトラック数について制限はないが、下記に示す図ではトラック数を“１００”として説明している。
【００２７】
また、書込領域４０２には、論理アドレスが割り当てられたトラック群だけなく、論理アドレスが割り振られていないトラック群も含まれている。この論理アドレスが割り当てられていないトラック群を、本実施の形態ではスペアトラック群と称す。スペアトラック群は、書込領域４０２内に配置される数に制限はなく、複数配置されても良い。ところで、本実施の形態にかかる磁気ディスク１１では、当該磁気ディスク１１に含まれるトラックが、同心円状にいくつかのＨｅａｄ／Ｚｏｎｅに分けられている。そして、トラックのセクタの数は、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎に異なっている。具体的には、外周に近いＨｅａｄ／Ｚｏｎｅほど、１トラック当たりのセクタの数が増加する。つまり、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎にトラック内の容量に差異がある。そこで、本実施の形態にかかる磁気ディスク１１では、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎に１個のスペアトラック群を備えることとする。これにより、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎にトラックの容量が異なる場合でも、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎にスペアトラックが配置されているため、１トラックに書き込まれた全てのデータを、１個のスペアトラックに書き込むことができる。
【００２８】
待避領域４０１は、書込領域４０２に書き込むべきデータを一時的に格納する。例えば、磁気ディスク１１のプラッタ一枚あたり５００ＧＢ〜１ＴＢの容量を有する場合、待避領域４０１を数Ｇ単位で設けることとする。
【００２９】
待避領域４０１を磁気ディスク１１上に設けた理由について説明する。シングル記録方式による書き換えでは、トラック群全体を書き換える必要があるため、従来の書き換えと比較して、所要時間が大幅に大きい。そこで、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１においては、磁気ディスク１１上に一時的な待避領域４０１を設け、書込部３０２が、書き込み命令に従って書き込む際、書込領域４０２のトラック群ではなく、データを一時的に当該待避領域４０１に書き込むこととした。これにより、書き込み処理を行う際の所要時間を短縮している。
【００３０】
なお、本実施の形態にかかる待避領域４０１は、磁気ディスク１１の外側に設けられている。これにより、書き込み及び読み込み速度を向上できる。
【００３１】
待避領域４０１は、シングル記録様式で書き込むためのトラック幅が狭いトラック群でも良い。また、待避領域４０１は、磁気ヘッド２２が重ね書きを行わずに書き込み可能な、通常のトラック幅の集まりでもよい。
【００３２】
読込部３０３は、受付部３０１が読み込み命令を受け付けた場合や、磁気ディスク１１に書き込まれたデータの更新を行う場合に、待避領域４０１に含まれているデータと、書込領域４０２に含まれているデータと、のいずれか１つ以上を読み込む。
【００３３】
図５は、受付部３０１がデータの更新命令を受け付けた場合、書込部３０２が、待避領域４０１に書き込む処理を模式的に示した図である。図５に示す例では、受付部３０１がトラック群５０１のトラック２のセクタ５０３に格納するデータの書込命令を受け付けた場合とする。そして、シングル記録様式でセクタ５０３の位置を更新する場合、トラック群５０１全体を更新する必要がある。これでは、処理に時間がかかる。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、受付部３０１が、ホスト４０から、すでに書き込まれたトラック群に含まれる一部のトラック又はセクタ（例えばセクタ５０３）についての更新命令を受け付けた場合、書込部３０２は、待機領域４０１に含まれるトラック又はセクタ（例えばセクタ５０４）に更新するデータを書き込むこととする。
【００３５】
そして、書込部３０２は、当該書込処理の後、書込対象のトラック又はセクタ（例えばセクタ５０３）に割り当てられていた論理アドレスを、待避領域４０１のトラック又はセクタ（例えば、セクタ５０４）に割り当て直す。当該処理により、受付部３０１が受け付けた更新命令に基づく書き込み処理を終了する。
【００３６】
上述した処理が継続して行われると、待避領域４０１の容量が圧迫される。そこで、待避領域４０１の容量の圧迫を避けるために、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、待避領域４０１に書き込まれたデータを、書込領域４０２内に書き換える。この書き換えは、受付部３０１が読込命令や書込命令に応じた処理を実行する時間を除くアイドル時間中に行う。
【００３７】
このアイドル時間の書き換えでは、待避領域４０１に格納されていたデータと、当該データの書き込み対象であったトラック群のデータと、のマージを行うこととする。つまり、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、アイドル時間にマージを行うことで、ホスト４０からの読込命令や書込命令に応じた処理の実行を阻害することがないため、当該処理の実行の遅延を抑止できる。
【００３８】
マージ部３０４は、（図示しない）バッファを用いて、アイドル時間中に、読込部３０３が書込領域４０２から読み込んだトラック群のデータと待避領域４０１から読み込んだデータとをマージする。
【００３９】
そして、書込部３０２が、マージ部３０４によりマージされたデータを、読込部３０３が読み込んだトラック群と別に設けられたスペアトラック群の各トラックに書き込む。
【００４０】
図６は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１における、待避領域４０１に格納されたデータを、書込領域４０２のトラック群に書き込む際の処理を模式的に示した図である。図６は、図５で示した処理によって待避領域４０１に含まれているセクタ５０４に書き込まれたデータと、トラック群５０１のデータと、をマージ部３０４がマージした後、書込部３０２がスペアトラック群に書き込む例を示している。
【００４１】
図６に示すように、読込部３０３がトラック群５０１から読み込んだデータを、書込部３０２が、スペアトラック群６０１に書き込み処理していく。その際に、読込部３０３は、待避領域４０１に含まれているセクタ５０４のデータも読み込む。そして、マージ部３０４が、読込部３０３が読み込んだトラック群５０１のトラック２のデータに対して、待避領域４０１のセクタ５０４から読み込んだデータをマージする。そして、書込部３０２が、マージされたデータを、スペアトラック群６０１に書き込む。
【００４２】
そして、トラック群の書き込みが完了した場合、書込部３０２が、書き換え対象のトラック群５０１に割り当てられていた論理アドレスをスペアトラック群６０１に割り振り、元の書き換えトラック群５０１の論理アドレスを削除することで、元の書き換えトラック群５０１を新たなスペアトラック群とする。
【００４３】
図６に示す処理では、書き込み制御が行われるのはスペアトラック群６０１のみであり、元のトラック群５０１について書き換えは行わない。このため、常にトラック群５０１内のデータは保護されており、不意の電源遮断が発生しても、データが消失することはない。また、図６に示す処理中に電源遮断が生じた場合、復旧処理は特に必要ではない。仮に復旧処理がなされた場合、スペアトラック群６０１に対して書き込まれたデータを破棄し、書込部３０２が、スペアトラック群６０１の先頭から再び書き込みを開始すればよい。
【００４４】
ところで、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１は、シングル記録方式で書き込みを行う際に、磁気ディスク１１上の待避領域４０１を用いるが、この待避領域４０１は、容量が有限のため、容量圧迫を回避する必要がある。
【００４５】
受付部３０１が受け付けた書き込み命令全てが比較的小さなブロック単位の書き込みであれば、全て待避領域４０１に書き込んでも、待避領域４０１の圧迫が小さいため、特に問題は生じない。しかし、大規模なファイルコピー等で見られるシーケンシャルな書き込み命令の場合、待避領域４０１の圧迫は大きくなる。待避領域４０１に書き込まれたデータの量が増大すると、シングル記録方式による複数のトラックのデータの書き込みが頻発し、性能の大幅な低下がみられるようになる。
【００４６】
そこで、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１においては、受付部３０１がシーケンシャルな書き込み命令を受け付けた場合、書込部３０２が、書き込み命令を受け付けた当初、当該書き込み命令に基づくデータを待避領域４０１に書き込む。そして、シーケンシャルな書き込み先として示された論理アドレスが、そもそもの書き込み対象であったトラック群から、次のトラック群に変更されるタイミングで、書込部３０２は、それ以降、データを、スペアトラック群に直接書き込む。そして、スペアトラック群の書き込みが終了した場合には、当該スペアトラック群に論理アドレスを割り当て、そもそも書き込み対象であったトラック群を新たなスペアトラック群に変更する。そして、書き込み命令が継続するようであれば、さらに、書込部３０２は、変更された新たなスペアトラック群に対して、書き込みを継続する。当該処理を繰り返すことで、シーケンシャルな書き込み命令を実現できる。
【００４７】
そして、上述した処理により、シーケンシャルな書き込み命令による書き込みが終了した後、磁気ディスク装置１では、アイドル時間中に、書き込み当初に待避領域４０１に格納されたデータと、当該データの書き込み対象であったトラック群と、のマージを行う。
当該マージは、図６で示した処理と同様とする。このように、シーケンシャルな書き込み命令の場合に、途中から、スペアトラック群に直接書き込むことで、待避領域４０１の容量圧迫を防ぐことができる。
【００４８】
さらに、第１の実施の形態で示した磁気ディスク装置１は、マルチスレッドの書き込みであっても、対応させることもできる。つまり、磁気ディスク１１では、Ｈｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎にスペアトラック群を備えることとしている。マルチスレッドによる書き込みとして、異なるＨｅａｄ／Ｚｏｎｅの各スペアトラックを用いるものであれば、書込部３０２は、複数のトラック群に対する同時書き込みを可能とする。
【００４９】
また、仮に、マルチスレッドによる書き込み命令の対象が同一のＨｅａｄ／Ｚｏｎｅである場合でも、磁気ディスク１１内でＨｅａｄ／Ｚｏｎｅを問わず利用可能なスペアトラック群を、トラックの容量が最大となる位置に設けることで対応できる。
【００５０】
次に、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１における、書き込み命令に伴う書き込み処理について説明する。図７は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、受付部３０１が、ホスト４０からのWriteコマンド（書き込み命令）を受け付ける（ステップＳ７０１）。そして、受付部３０１が、ホスト４０から、書き込み対象となるデータの転送を受け付ける（ステップＳ７０２）。当該データは、トラック群全体を書き換えるものではなく、トラック群に含まれるトラック、又はセクタに格納可能なサイズのデータとする。
【００５２】
このようなデータサイズの書き込み命令の場合、書込部３０２は、当該データを格納する待避領域の物理位置を算出する（ステップＳ７０３）。なお、待避領域の物理位置は、どのような位置でもよく、書き込み要求に応じてシーケンシャルに位置を算出しても良い。このように、書込部３０２は、書き込み命令で指示された書き込み先と関係のない、退避領域内の位置を算出する。
【００５３】
そして、書込部３０２は、磁気ディスク１１上の、算出された物理位置に対して、データを書き込む（ステップＳ７０４）。そして、書込部３０２は、書き込みが終了したか否か判定する（ステップＳ７０５）。書き込みが終了していないと判定した場合（ステップＳ７０５：Ｎｏ）、ステップＳ７０４による書き込みを継続する。
【００５４】
一方、書込部３０２は、書き込みが終了したと判定した場合（ステップＳ７０５：Ｙｅｓ）、書込部３０２は、書き込みを行った待避領域に対して論理アドレスを割り当てる一方、書き込み命令で指示された書き込み先の、トラック群内の論理アドレスについて参照されないよう削除し、処理を終了する。
【００５５】
次に、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１における、待避領域４０１に格納されたデータを、トラック群に書き込む際の処理について説明する。図８は、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１における上述した処理の手順を示すフローチャートである。この図８の示すフローチャートは、受付部３０１が読込命令や書込命令を受け付けてないアイドル時間中に行われることとする。これにより、図８に示す処理に伴う、読み込みや書き込み処理の遅延を抑止する。
【００５６】
まず、読込部３０３が、読み込み対象となるトラック群を設定する（ステップＳ８０１）。読み込み対象となるトラック群の基準は、例えば、当該トラック群とマージできるデータが、待避領域中に格納されているか否か等とする。
【００５７】
そして、読込部３０３が、設定されたトラック群に含まれているトラックのデータを読み込む（ステップＳ８０２）。そして、読込部３０３は、設定されている論理アドレスに基づいて、読み込んだトラックに対してマージすべきデータがあるか否か判定する（ステップＳ８０３）。
【００５８】
そして、読込部３０３は、マージすべきデータがないと判定した場合（ステップＳ８０３：Ｎｏ）、特に処理を行わず、ステップＳ８０６に進む。
【００５９】
一方、読込部３０３が、マージすべきデータがあると判定した場合（ステップＳ８０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ８０２で読み込まれたトラックのデータにマージされるべきものとして、待避領域に一時的に格納されているデータを読み込む（ステップＳ８０４）。
【００６０】
そして、マージ部３０４が、ステップＳ８０２で読み込んだトラックのデータと、ステップＳ８０４で読み込んだデータと、をマージする（ステップＳ８０５）。
【００６１】
その後、書込部３０２が、スペアトラック群のトラックにデータを書き込む（ステップＳ８０６）。書き込まれるデータは、マージすべきデータがあった場合、マージされたデータであり、マージすべきデータがない場合、ステップＳ８０２で読み込まれたデータとする。
【００６２】
そして、書込部３０２が、スペアトラック群に含まれる全てのトラックについて書き込みを終了したか否か判定する（ステップＳ８０７）。書込部３０２が、書き込みが終了していないと判定した場合（ステップＳ８０７：Ｎｏ）、ステップＳ８０２から再びトラックの読み込みを行う。
【００６３】
一方、書込部３０２が、スペアトラック群に含まれる全てのトラックについて書き込みが終了したと判定した場合（ステップＳ８０７：Ｙｅｓ）、書込部３０２は、読み込み元のトラック群を新たなスペアトラック群に変更すると共に、書き込まれたスペアトラック群を、読み込み可能な通常のトラック群に変更するよう、論理アドレスを変更し、処理を終了する（ステップＳ８０８）。その際、待避領域に割り当てられていた論理アドレスについても変更する。
【００６４】
上述した処理手順により、一時的に待避領域に格納されていたデータが、通常のトラック群内に含めることが可能となった。
【００６５】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１においては、上述した構成でデータの読み書きを行うこととした。これにより、磁気ディスク１１がシングル記録方式用でのデータ記録を行う場合であったとしても、データの書き換え時間を短縮できる。さらに、トラック群からスペアトラック群にデータをコピーする際に、書き換えを行うのがスペアトラック群のみのため、不意に電源遮断が行われた場合でも、データの破損を抑止できる。このように、磁気ディスク装置１は、実動作環境に適した手法を適用している。
【００６６】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、上述したように書き込み命令、特にセクタなどの小さい単位の書き込み命令の場合に、データを待避領域４０１に待避させてから、トラック群に書き込むこととした。このため、磁気ディスク装置１では、トラック群全体の書き込み時間より短い時間で、書き込みを終了できる。したがって、トラック群を構成するトラックの数を、従来と比べて多くすることが容易となる。
【００６７】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、シングル記録方式で書き込みを行う際に、スペアトラック群を用いている。そして、トラック群のデータと、待避領域のデータとを、マージした上で、スペアトラック群に対して書き込みを行うことで、データの重ね書き等による消失が抑止される。これにより、不意な電源遮断にも対応できる。
【００６８】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、シーケンシャルライト時の書き込み先を待避領域から、スペアトラック群に切り替えることとした。これにより、待避領域の容量圧迫を避け、性能の低下を防ぐことができる。
【００６９】
さらには、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１では、スペアトラック群を複数備えることで、マルチスレッドによる書き込みにも対応できる。さらに、磁気ディスク１１のＨｅａｄ／Ｚｏｎｅ毎に共通のスペアトラック群を有することで、汎用性を持たせることができる。
【００７０】
なお、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６で実行される磁気ディスク制御プログラムは、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２８に予め組み込まれて提供される。
【００７１】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６で実行される磁気ディスク制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００７２】
さらに、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６で実行される磁気ディスク制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６で実行される磁気ディスク制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００７３】
本実施の形態にかかる磁気ディスク装置１のＣＰＵ２６で実行される磁気ディスク制御プログラムは、上述した各部（受付部、書込部、読込部、マージ部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ２６が上記Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２８から磁気ディスク制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、受付部、書込部、読込部、マージ部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００７４】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１ 磁気ディスク装置
１１ 磁気ディスク
３０１ 受付部
３０２ 書込部
３０３ 読込部
３０４ マージ部
４０１ 待避領域
４０２ 書込領域
４０３ トラック群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトラックで構成された書き込み単位であるトラック群を含む書込領域と、データを一時的に格納する待避領域と、を有する記録媒体と、
データの書き込み命令を受け付ける受付手段と、
前記待避領域に格納されたデータと、第１の前記トラック群のデータと、を読み込む読込手段と、
前記書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記待避領域から読み込まれたデータと、第１の前記トラック群から読み込まれたデータと、をマージしたデータを、隣接するトラック同士を部分的に重複させるシングル記録方式を用いて、第２のトラック群の各トラックに書き込む書込手段と、
を備えることを特徴とする記録媒体制御装置。
【請求項２】
前記書込手段は、前記書き込み命令で受け付けた時に、当該書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記書き込み命令又は読み出し命令に応じた処理を実行する時間を除くアイドル時間に、前記マージしたデータを、前記第２のトラック群の各トラックに書き込むこと、
を特徴とする請求項１に記載の記録媒体制御装置。
【請求項３】
前記受付手段は、１トラック内に含まれるセクタに格納可能なデータサイズのデータの書き込み命令を受け付け、
前記書込手段は、前記書き込み命令で受け付けた前記データサイズのデータを、前記待避領域に書き込むこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の記録媒体制御装置。
【請求項４】
前記第２のトラック群は、前記書込手段が前記マージしたデータを書き込む前まで、論理アドレスの割り当てられていない予備として設けられたスペア領域であり、
前記書込手段は、前記マージしたデータを、前記第２のトラック群の各トラックに書き込んだ後、前記第２のトラック群に論理アドレスを割り当て、前記第１のトラック群の論理アドレスを削除し予備として設けられた新たなスペア領域とすること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の記録媒体制御装置。
【請求項５】
複数のトラックで構成された書き込み単位であるトラック群を含む書込領域と、データを一時的に格納する待避領域と、を有する記録媒体を備える記録媒体制御装置で実行される記録媒体制御方法であって、
受付手段が、データの書き込み命令を受け付ける受付ステップと、
読込手段が、前記待避領域に格納されたデータと、第１の前記トラック群のデータと、を読み込む読込ステップと、
書込手段が、前記書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記待避領域から読み込まれたデータと、第１の前記トラック群から読み込まれたデータと、をマージしたデータを、部分的に重複させるシングル記録方式を用いて、第２のトラック群の各トラックに書き込む書込ステップと、
を含むことを特徴とする記録媒体制御方法。
【請求項６】
前記書込ステップは、前記書き込み命令で受け付けた時に、当該書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記書き込み命令又は読み出し命令を受け付けていないアイドル時間に、前記待避領域から読み込まれたデータと、第１の前記トラック群から読み込まれたデータと、をマージしたデータを、前記第２のトラック群の各トラックに書き込むこと、
を特徴とする請求項５に記載の記録媒体制御方法。
【請求項１】
複数のトラックで構成された書き込み単位であるトラック群を含む書込領域と、データを一時的に格納する待避領域と、を有する記録媒体と、
データの書き込み命令を受け付ける受付手段と、
前記待避領域に格納されたデータと、第１の前記トラック群のデータと、を読み込む読込手段と、
前記書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記待避領域から読み込まれたデータと、第１の前記トラック群から読み込まれたデータと、をマージしたデータを、隣接するトラック同士を部分的に重複させるシングル記録方式を用いて、第２のトラック群の各トラックに書き込む書込手段と、
を備えることを特徴とする記録媒体制御装置。
【請求項２】
前記書込手段は、前記書き込み命令で受け付けた時に、当該書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記書き込み命令又は読み出し命令に応じた処理を実行する時間を除くアイドル時間に、前記マージしたデータを、前記第２のトラック群の各トラックに書き込むこと、
を特徴とする請求項１に記載の記録媒体制御装置。
【請求項３】
前記受付手段は、１トラック内に含まれるセクタに格納可能なデータサイズのデータの書き込み命令を受け付け、
前記書込手段は、前記書き込み命令で受け付けた前記データサイズのデータを、前記待避領域に書き込むこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の記録媒体制御装置。
【請求項４】
前記第２のトラック群は、前記書込手段が前記マージしたデータを書き込む前まで、論理アドレスの割り当てられていない予備として設けられたスペア領域であり、
前記書込手段は、前記マージしたデータを、前記第２のトラック群の各トラックに書き込んだ後、前記第２のトラック群に論理アドレスを割り当て、前記第１のトラック群の論理アドレスを削除し予備として設けられた新たなスペア領域とすること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の記録媒体制御装置。
【請求項５】
複数のトラックで構成された書き込み単位であるトラック群を含む書込領域と、データを一時的に格納する待避領域と、を有する記録媒体を備える記録媒体制御装置で実行される記録媒体制御方法であって、
受付手段が、データの書き込み命令を受け付ける受付ステップと、
読込手段が、前記待避領域に格納されたデータと、第１の前記トラック群のデータと、を読み込む読込ステップと、
書込手段が、前記書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記待避領域から読み込まれたデータと、第１の前記トラック群から読み込まれたデータと、をマージしたデータを、部分的に重複させるシングル記録方式を用いて、第２のトラック群の各トラックに書き込む書込ステップと、
を含むことを特徴とする記録媒体制御方法。
【請求項６】
前記書込ステップは、前記書き込み命令で受け付けた時に、当該書き込み命令で受け付けた前記データを前記待避領域に書き込み、前記書き込み命令又は読み出し命令を受け付けていないアイドル時間に、前記待避領域から読み込まれたデータと、第１の前記トラック群から読み込まれたデータと、をマージしたデータを、前記第２のトラック群の各トラックに書き込むこと、
を特徴とする請求項５に記載の記録媒体制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２５３５７６（Ｐ２０１１−２５３５７６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２４８９８（Ｐ２０１０−１２４８９８）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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