CN1904858A - 数据存储设备、数据存储方法以及记录/再现系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种数据存储设备、数据存储方法和记录/再现系统，其有效地利用在传输数据以将其写入记录介质中之前流逝的时间，例如盘寻道时间和盘旋转等待时间，从而提高传输数据的速度。一种混合式存储设备具有两个存储区域，即盘和非易失性固态存储器。该盘和存储器各自具有盘高速缓存区域、系统区域、以及用户区域。如果从主机设备传输数据，则对于第一超簇，将数据写入到可以高速存取的非易失性固态存储器的高速缓存区域内。在如此写入数据时，将头移动到规定位置。将头移动到该位置之后到达的任何数据被写入到高速缓存区域内。

Description

数据存储设备、数据存储方法以及记录/再现系统
相关申请的交叉引用
本发明包含与2005年7月25日向日本知识产权局提交的日本专利申请JP 2005-215104相关的主题内容，在此将其全文引作参考。
技术领域
本发明涉及一种数据存储设备和数据存储方法、以及记录/再现系统，其中该数据存储设备和数据存储方法在主机设备的控制下以文件的形式管理和存储诸如AV数据的各个数据项目，并且该记录/再现系统具有主机设备和数据存储设备。更具体地说，本发明涉及一种数据存储设备和数据存储方法、以及记录/再现系统，其中该数据存储设备具有数据传输速率根据数据存取位置而改变的、诸如盘的记录介质。
背景技术
FAT文件系统是用于在诸如个人计算机(PC)的主机设备中提供的外部存储设备的文件系统。在外部存储设备当中有硬盘驱动器(HDD)和各自具有非易失性固态存储器的记录介质(例如，由索尼公司制造的Memory Stick(记忆棒)(商标)、由东芝公司制造的Smart Media(智能介质)(商标)、由San Disk制造的Compactflash(致密闪存)(商标)、和多媒体卡)。
FAT文件系统使用两个数据项目。第一数据项目是表示各个文件记录在记录介质上的何处的文件分配表(FAT)。第二数据项目是表示文件及其属性存在于目录中的何处的目录项目。
通常，记录介质具有两个区域，一个专用于FAT，而另一个专用于根目录。PC通过PC接口(例如，小型计算机-系统接口(SCSI)、集成驱动电子设备(IDE)、IEEE1394、通用串行总线(USB)等)从记录/再现设备接收存取任何文件所需的信息。然后，PC基于它所接收的信息而控制记录/再现。
当在例如HDD中写入文件时，将该文件记录在空簇中。一旦完成了文件写入，则在FAT中写入表示接下来将要使用哪个簇的信息。为了擦除文件，保留所写入的数据，并且使与所使用的簇相对应的FAT项目变为(rendered)空簇。为了读取文件，从目录项目获得文件的起始簇地址。读取与起始簇地址相对应的FAT项目。根据这样读取的FAT项目，确定哪个簇包含要被读取的数据文件。然后，从记录介质读取该数据文件。
为了在主机设备和HDD之间传输数据，盘高速缓存设备可以临时存储要在硬盘中写入的信息、或者从硬盘读取的信息。因而，可以明显提高存取硬盘的速度。如同在专利文献1(日本已公开专利申请公布号11-45210)中描述的技术一样，可以使用非易失性半导体存储器如flashEEPROM(电可擦除和可编程只读存储器)作为高速缓存。在这种情况下，不必在关断电源开关之前将高速缓存的内容写回到硬盘中。这将是非常方便的。
发明内容
然而，这出现问题。如果存储设备如同在专利文献1中描述的技术一样仅仅由非易失性固态存储器构成，则其制造成本将不可避免地提高。
在使用这样的FAT文件系统的记录/再现设备中，当重新激活HDD时、或者当操作模式从节能模式切换到普通模式时，在可传输数据之前要花费数秒。此外，对于HDD中的寻道操作，需要10ms单位的时间。因此，HDD不能立即开始写入数据或读取数据。而且，应用要求进一步提高数据传输速度。
为了解决该问题，可以提高HDD中的盘旋转速度，可以增大线性记录密度，或者可以使用两个或更多个头来同时读取或写入数据。在作为消费者使用的设备而提供的HDD中几乎不采用这些方法中的任一个。
存在对以下这样的技术的要求，其可以容易地备份用于管理写入HDD或非易失性固态存储器中的数据的信息、或者其它重要信息。
本发明是鉴于前述内容而提出的。期望提供一种数据存储设备、数据存储方法和记录/再现系统，其有效地利用在传输数据以将其写入记录介质中之前流逝的时间，例如盘寻道时间和盘旋转等待时间，从而提高从主机设备传输数据的速度。
根据本发明实施例的数据存储设备具有：记录介质，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第一区域；非易失性固态存储器，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第二区域；以及控制装置，用于执行控制，以将从主机设备传输的数据临时写入记录介质和非易失性固态存储器的记录区域内。这些记录区域包括：第一写区域，由用于临时存储从主机设备传输的数据的第一和第二区域组成；第二写区域，具有与第一区域相比更慢地向其传输数据的第三区域；以及第三写区域，具有记录在记录介质的区域和非易失性固态存储器的区域内的逻辑块地址。该控制装置执行控制，以便根据从主机设备传输的、并且指示数据记录的命令，将从主机设备传输的数据写入第一写区域、第二写区域或第三写区域内。
根据本发明实施例的数据存储方法包括以下步骤：从主机设备传输数据；以及根据指示记录从主机设备传输的数据的命令，将从主机设备传输的数据写入到第一写区域、第二写区域或第三写区域内。在该方法中，第一写区域由在记录介质上提供的第一区域和在非易失性固态存储器中提供的第二区域组成，第二写区域包括与第一区域相比在其中更慢地传输数据的第三区域，并且第三写区域具有记录在记录介质的规定区域和非易失性固态存储器的规定区域内的逻辑块地址。
根据本发明实施例的记录/再现系统具有主机设备以及数据存储设备，其中该数据存储设备在主机设备的控制之下存取记录介质，从而在记录介质中写入和/或从记录介质读取数据。该数据存储设备具有：记录介质，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第一区域；非易失性固态存储器，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第二区域；以及控制装置，用于执行控制，以将从主机设备传输的数据临时写入记录介质和非易失性固态存储器的记录区域内。这些记录区域包括：第一写区域，由用于临时存储从主机设备传输的数据的第一和第二区域组成；第二写区域，具有与第一区域相比更慢地向其传输数据的第三区域；以及第三写区域，具有记录在记录介质的区域和非易失性固态存储器的区域内的逻辑块地址。该控制装置执行控制，以便根据从主机设备传输的、并且指示记录从主机设备传输的数据的命令，将从主机设备传输的数据写入第一写区域、第二写区域或第三写区域内。
在根据本发明实施例的数据存储设备和数据存储方法中，将逻辑块地址记录在记录介质的区域以及非易失性固态存储器的区域内。因此，可以可靠地取得用于管理写入记录介质或非易失性固态存储器中的数据的管理信息、以及重要数据项目。
在根据本发明实施例的记录/再现系统和方法中，使用混合式存储设备，其具有记录介质和非易失性固态存储器。该记录介质和非易失性固态存储器各自具有第一写区域。第一写区域由用于临时存储从主机设备传输的数据的第一和第二区域组成。将从主机设备传输的数据临时存储在第一写区域内。以预定的定时，将写入第一写区域内的数据传输到第二写区域，从而打开(open)第一写区域，其中第二写区域包括与记录介质的第一区域相比数据传输速度更低的第三区域。这样，可以组合使用可以高速存取的非易失性固态存储器和可以快速写入数据的记录介质。因而，可以高速地写入和读取数据。如果记录介质是盘，并且如果将所传输数据的头部写入非易失性固态存储器中，则可以有效地利用盘寻道时间和盘旋转等待时间。
可以例如通过使用主机设备中的缓冲器，高速地写入数据，而不增加负载。因此，有可能提供适用于其中写入数据比读出数据多得多的、诸如数码相机的家庭设备的记录/再现系统。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的记录/再现系统的框图；
图2A是在左半部分示出LBA空间并且在右半部分示出逻辑扇区空间的图，其中LBA空间是从主机设备的角度观看的地址空间，而逻辑扇区空间是从混合式存储设备的角度观看的地址空间，并且图2B是示出FAT的示例的图；
图3是合并在本发明的实施例中的非易失性固态存储器的逻辑扇区空间中的寻址的示意图示；
图4是示出操作在本发明的实施例中使用的混合式存储设备、以便通过使用高速缓存区域CA来写入数据的方法的流程图；
图5A和5B是示出命令(设置写文件参数)的示例的图，图5A示出了当发出命令时寄存器所具有的内容，并且图5B示出了在完成执行命令时寄存器所具有的内容；
图6是其中已被写入了数据的盘高速缓存区域CA的示例的示意图示；
图7是描绘在高速缓存区域CA内写入的10个超簇如何排列在文件1中的图；
图8是示出将包括10个超簇的文件1写入高速缓存区域CA内的定时的时序图；
图9是示出刷新操作的定时的时序图；
图10A是示出记录在非易失性固态存储器中的超簇的一部分与记录在盘中的超簇的其余部分的比率的图，并且图10B是示出逻辑扇区空间的图；
图11A是示出NAND闪存中的两个不同块和存储在该闪存中的页大小参数的图，并且图11B是示出从图11A所示的参数计算的数据传输速度的图；
图12是示出部分重叠盘11的区域并且部分重叠非易失性固态存储器22的区域的区域X的图；以及
图13是示出设置写文件参数的另一示例的图。
具体实施方式
将参考附图详细描述本发明的实施例。本实施例应用于记录/再现系统，该记录/再现系统包括存储设备(以下被称作混合式存储设备)以及与其连接的主机设备。该混合式存储设备具有旋转记录介质(以下被称作盘)以及非易失性固态存储器。该盘例如是硬盘。
根据本实施例的混合式存储设备具有两个存储区域(记录区域)，即，盘和半导体固态存储器。混合式存储设备可以并行或同时地在这两个存储区域内写入数据和从其读取数据，从而提高数据传输速度。盘中数据传输速度高的外围(outer circumferential)区域被分配为可以临时写入数据的高速缓存，即第一区域。盘中的内围(inner circumferential)区域被分配为第三区域，即系统区域和用户区域。非易失性固态存储器用作第二区域，即可以临时存储要被传输的数据的另一高速缓存、或者第四区域，即存储要被传输的数据的存储设备。非易失性固态存储器是用作第二区域还是用作第四区域取决于操作状态。例如，在用于将数据写入盘的高速缓存区域内的寻道时间期间，或者在盘旋转等待时间期间，非易失性固态存储器用作高速缓存。只有文件中的头数据才可存储在非易失性固态存储器中。因而，在寻道时间或盘旋转等待时间期间可以从非易失性固态存储器读取数据。这样，非易失性固态存储器与盘结合使用，并且甚至在盘寻道时间或盘旋转等待时间期间，也可以高效率地传输数据。
非易失性固态存储器用于例如存储卡。它们可以例如是以块为单位接收和提供数据的NAND闪存。对于例如向和从本实施例中的一个非易失性存储芯片传输数据所用的速度，假定数据写入速度低于将数据写入到盘中所用的速度，并且假定数据读取速度几乎等于从盘读取数据所用的速度。
记录/再现系统采用MS-DOS兼容FAT文件系统。但是，可以使用任何其它FAT文件系统，只要它可以作为文件而管理数据即可。用于本实施例的混合式存储设备是具有诸如硬盘的磁记录介质的存储设备。此外，它当然可以是任何其它可随机存取的记录介质如光盘，例如CD或DVD。可以对光盘执行类似的处理。
图1是根据本实施例的记录/再现系统的框图。如图1所示，记录/再现系统1包括主机设备2和混合式存储设备4。主机设备2例如是个人计算机(PC)或AV设备。混合式存储设备4通过接口3连接到主机设备2，其中接口3可以是集成驱动电子设备(IDE)、小型计算机-系统接口(SCSI)、光纤通道(FC)、通用串行总线(USB)等。
混合式存储设备4将从主机设备2输出的各种数据项目记录在盘11即诸如硬盘的旋转记录介质的记录区域内、或者记录在非易失性固态存储器22的存储区域内。混合式存储设备4具有盘11、主轴电机12、音圈(voice-coil)电机13、伺服控制单元14、以及读/写通道单元15。主轴电机12驱动盘11，从而使其旋转。音圈电机13在盘11的径向上馈送磁头(未示出)，以便从和在盘11中读取和写入信号。伺服控制单元14控制主轴电机12和音圈电机13。读/写通道单元15对要写入盘11中的数据进行编码，并且对从盘11读取的数据进行解码。
混合式存储设备4还具有混合式存储设备控制单元16、缓冲存储器17、接口控制单元18、存储器19、以及中央处理单元(CPU)20。这些组件16到20通过总线21连接。混合式存储设备控制单元16管理记录在盘11和非易失性固态存储器22中的数据。缓冲存储器17对从盘11和非易失性固态存储器22读取的数据、以及要写入到盘11和非易失性固态存储器22中的数据进行缓冲。接口控制单元18构成用于从主机设备2接收和向主机设备2传送的数据、控制命令等的输入/输出电路。存储器19存储记录在盘11、或者非易失性固态存储器22的FAT区域内的内容。CPU 20控制其它组件16到19。连接到混合式存储设备控制单元16的非易失性固态存储器22如上所述用作盘高速缓存。
在混合式存储设备4中，接口控制单元18通过接口3从主机设备2接收命令。接口控制单元18确定该命令的内容，并且向CPU 20(在设备4中提供)通知该命令的内容。CPU20基于命令的内容而设置混合式存储设备控制单元16、读/写通道单元15和伺服控制单元14所需的命令和参数。这样，CPU20使这些单元14、15和16操作。
伺服控制单元14控制主轴电机9和音圈电机11。在这样控制的情况下，主轴电机9和音圈电机11将头移动到在盘11上提供的规定轨道和扇区。
读/写通道单元15接收要写入盘11中的用户数据，并且将它编码(调制)成适于记录/再现系统的特性的数字位列(bit train)。单元15接收由头读取和再现的信号，从该信号中去除高频带噪声，并且将该信号转换成数字信号。单元15还对数字信号执行最大似然解码，从而推断数据。然后，单元15对该信号进行解调，从而再现用户数据。
混合式存储设备控制单元16管理缓冲存储器17、非易失性固态存储器22、读/写通道单元15和接口控制单元18之间的数据传输。单元16执行与数据的格式化相关的处理。它还执行与通过使用错误关联码(error-connectioncode)而实现的编码、检错和纠错相关的其它处理。
将从主机设备2传输的数据存储在硬盘11或非易失性固态存储器22中。在此时或者在读出时，缓冲存储器17临时存储数据。也就是，它用来抑制由于数据传输速度的差异而产生的性能降低。
在主机设备2中，在存储器31中取得了(secured)工作区域的中央处理单元(CPU)32根据从高阶控制器提供的指令，向混合式存储设备4给出各种命令，而执行处理。
在该处理中，CPU32将存储在引导区域、FAT区域和目录区域内的数据上载到存储器31中。该数据是在当接通电源开关时执行的预定处理序列期间、记录在盘11的系统入口区域内的管理数据。CPU32基于这样上载的数据而设置参数，从而输出各种命令。
将说明本实施例中的管理数据的方法。在主机设备2中提供的地址空间、以及在混合式存储设备4中提供的不同地址空间中，管理记录在盘11中的数据。图2A的左半部分示出了LBA空间P，其是从主机设备2的角度观看的地址空间。图2A的右半部分示出了逻辑扇区空间Q，其是从混合式存储设备4的角度观看的地址空间。
在混合式存储设备4中提供的存储区域是盘11的存储区域和非易失性固态存储器22的存储区域的总和。在这些存储区域内，数据记录区域的最小单位被称作扇区。在大多数情况下，扇区的大小为512字节。在混合式存储设备4中，根据三个数据项目，即物理地址、物理扇区号和逻辑扇区号，以扇区为单位来管理盘11的存储区域。物理地址包括三个部分，即面(side)号、轨道号、以及扇区号。物理扇区号是分配给从盘11的最外轨道向其最内轨道排列的所有扇区的地址中的任一个。逻辑扇区号是分配给用来代替不能写入或读取数据的有缺陷扇区的扇区的地址中的任一个。非易失性固态存储器22的存储区域被分成与盘11的扇区相对应的多个区域单元。如果在使用前测试中发现一些区域单元有缺陷，则根本不能使用它们。其它区域单元被分配逻辑扇区号，因此可以根据其逻辑扇区号而被管理。在非易失性固态存储器22中，即使以相同的逻辑扇区号写入数据，地址也变化，以实现为了均匀使用存储区域的各单元而执行的磨损均匀化。但是，为了说明简单起见，这里将不讨论该变化。
因此可以单独地管理可用存储区域。在主机设备2中，对混合式存储设备4的存取通过使用逻辑块地址(LBA)而非逻辑扇区号来进行。
管理文件的文件系统以簇为单位读取和写入信息，其中每个簇包括多个扇区(N个扇区)。为了管理这些文件，文件系统使用文件分配表(FAT)，其表示文件如何存储在簇中。这是该文件系统被称作FAT文件系统的原因。以下，假定簇地址为通过简单地将LBA除以N来获得，其中N＝16(一个簇＝8K字节)。
图2B是示出FAT的示例的图。例如，混合式存储设备4从目录信息A获取文件1的起始簇地址(12340h)，参考FAT项目，从而识别出文件1中的下一个数据记录在簇地址12341h中。然后，设备4获取其它簇地址，其最后簇地址是EOF(文件结束)。因此，设备4可以读取文件1。在该FAT文件系统中，FAT管理文件。
如图2A的右半部分所示，混合式存储设备4的存储区域在逻辑扇区空间Q中被分成四个子区域，即用户区域UA、系统区域SA、用于混合存储的系统区域、以及高速缓存区域CA。从主机设备2的角度观看，只有系统区域SA和用户区域UA被分配到LBA空间P，如图2A的左半部分所示。如果主机设备2使用5G字节，即簇地址000000到9FFFFFh，则它不使用地址9FFFFFh之后的任何地址。
在系统区域SA内，存储了主引导记录MBR、初始程序的载入程序(IPL)和FAT。IPL是为了引导(激活)系统而执行的程序。主引导记录MBR是从主机设备2的角度观看LBA为0的扇区。主引导记录MBR包含自举代码和分区表。
用户区域UA包括目录区域和数据区域。目录区域被提供以记录用于管理文件的目录数据。数据区域被提供以记录实际数据。在FAT32版本之前的FAT文件系统中，在系统区域SA内记录根目录。在目录区域内，针对每个目录(文件)存储文件名、扩展名、属性、最近更新时间、起始簇地址、文件大小等。
用于混合式存储设备的系统区域由混合式存储设备4的CPU20使用，以存储引导代码和各种表。可选地，它用作替换次级缺陷(secondary defects)的区域。通常，主机设备2不使用混合式存储设备的系统区域。这样，在图2A中省略了它。
高速缓存区域CA用于临时存储数据。在本实施例中，区域CA是由从混合式存储设备4的角度观看的逻辑扇区空间中的逻辑扇区号000000h到07FFFFh(256兆字节)定义的区域。因此，逻辑扇区空间与从主机设备2的角度观看的LBA空间的不同之处在于：主引导记录MBR具有08000h的逻辑扇区号。另外，也为盘高速缓存区域CA定义了簇地址。
在LBA空间中，高速缓存区域CA被安排在主机设备不使用的、簇地址F0000h(即，超簇地址F000h)之后的空间中。这禁止主机设备2将数据直接写入到该盘高速缓存区域CA内。
近年来，通常地，通过应用相同的写频率和记录/再现参数(例如，波形等效滤波器的系数等)，在硬盘驱动器(HDD)中执行区位(zone-bit)记录。盘被分成多个区(即，10到20)。在区位记录中，如果仅仅在一个区中写入数据，则可以提高记录效率而不必改变参数。因此，根据区的大小来确定盘高速缓存区域的大小。
将详细说明本发明实施例中的、从混合式存储设备4的角度观看的逻辑扇区空间。在应用FAT文件系统的大多数HDD中，尽可能地在盘的外围区域内连续地写入数据，其中在盘的外围区域处，数据传输速度高。一旦用尽外围区域，则必须将数据写入数据传输速度低的内部区域内。随着重复地写入和擦除数据，变得愈加难以取得连续的空区域。因此，在很多不连续的簇中记录一个文件。这大大降低了数据传输速度(通常被称作碎片化)。
在必须高速地将以高分辨率模式连续操作的数码相机生成的大量数据写入盘中的情况下，该状态产生问题。
为了解决这一问题，在数据传输速度高的、盘的外围区域内提供高速缓存区域，主机设备可以在将数据写入高速缓存区域内之前从HDD仅仅接收起始簇地址，并且此后HDD可以管理FAT。然后，HDD可以高效地使用外围区域，并且即使它是用于公用事业的低性能HDD，也可以提高数据传输速度。
如果在盘的高速缓存区域内的有缺陷扇区被无缺陷扇区替换，则数据传输速度降低。鉴于此，可以在相邻于高速缓存区域之处提供替换区域，并且在将数据写入高速缓存区域之前，有缺陷扇区(若有的话)不可被无缺陷扇区替换。在这种情况下，执行滑动(slipping)替换方法，从而在将记录在高速缓存区域内的数据传输到用户区域之后，用无缺陷扇区替换有缺陷扇区。因而，扇区的替换不损害存取性能。
即使通过该方法提高数据传输速度，但是当重新激活HDD时或者当操作模式从节能模式切换到普通模式时，在传输数据之前经过了数秒。此外，由于寻道操作需要10ms单位的时间，因此HDD不能立即开始写入数据或读取数据。为了进一步提高数据传输速度，将数据写入非易失性固态存储器的高速缓存区域内，直至头移动到盘11的高速缓存区域的规定部分(即，空区域)为止。换句话说，在为了使得头可以写入数据而执行的寻道操作的期间，将数据写入固态存储器中。这样，可以在等待周期期间高效地传输数据。
如上所述，除了盘11之外，本实施例的混合式存储设备4还具有非易失性固态存储器22。在将数据从主机设备2传输到混合式存储设备4的过程中，存储器22用作高速缓存。无论是随机存取还是顺序存取，非易失性固态存储器22的输入/输出性能都不改变。相反，当对盘11进行随机存取时，盘11的数据写入/读取性能降低。此外，向非易失性固态存储器22的顺序数据写入比向盘的顺序数据写入慢。考虑到存储器22和盘11之间的这一特性差异，存储器22的地址被安排在高速缓存区域之前、系统区域之前、用户区域之后。也就是，在本实施例中，在逻辑扇区空间中对非易失性固态存储器22进行寻址，如图3所示。
假定在图3的逻辑扇区空间Q中，由逻辑扇区000000h到007FFFh构成的16兆字节区域CA1，即由逻辑扇区000000h到07FFFFh构成的256兆字节高速缓存区域CA的一部分，被分配给非易失性固态存储器22，并且由逻辑扇区007FFFh到07FFFh构成的240兆字节区域CA2，即高速缓存区域CA的其它部分，被分配给盘11。虽然系统区域和用户区域总计达到5吉字节，但是由080000h到087FFh构成的系统区域上的起始16兆字节区域和用户区域的最后16兆字节被分配给非易失性固态存储器22。这样，将连续的逻辑扇区号分配给盘11和非易失性固态存储器22。因此，可以以与例如记录在一个盘中的数据相同的方式管理要写入盘11和非易失性固态存储器22中或者从其读取的数据。
因此，在盘11上提供的高速缓存区域CA2使得有可能稳定地并且以混合式存储设备4所具有的最大数据传输速度写入大量数据。因此，应该在盘11的最外围区域内提供高速缓存区域CA2。如果高速缓存区域CA2包括任何有缺陷物理扇区，则可以在相邻于高速缓存区域CA2之处提供具有可以替换有缺陷扇区的扇区的替换区域。
可以高速传输数据的、盘11中的外围区域用作高速缓存区域CA2。因此，可以大大提高从主机设备2的角度观看的数据传输速度。也就是，将从主机设备2传输的数据写入高速缓存区域CA1和CA2内，并且将数据从非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1和盘11的高速缓存区域CA2传输到非易失性固态存储器22的用户区域UA1和盘11的用户区域UA2，在此处，数据传输速度低于盘11的高速缓存区域CA2处的数据传输速度。从而，释放可以高速传输数据的高速缓存区域CA1和CA2，并且为后来的数据写入做准备。这样，混合式存储设备4可以高速地写入大量数据。
如果从主机设备2传输大量数据，则将数据写入非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1中，直至盘11的高速缓存区域CA2准备存储数据为止。此外，如后所述，在高速缓存区域CA1和高速缓存区域CA2内并行写入数据。因而，可以高速地写入数据。如果没有以如此大的数量从主机设备2传输数据，或者如果不必以如此高的速度写入数据，则可以仅仅利用盘11的高速缓存区域CA2。
对于要记录在系统区域SA1和SA2内的数据，将应该频繁读取的数据项目如MBR、IPL和FAT存储在可以高速存取的非易失性固态存储器22中。因此，可以高速地读取数据。
类似地，对于要写入用户区域UA1和UA2内的数据，可以仅仅将头数据例如文件或超簇的头簇存储到非易失性固态存储器22中提供的用户区域UA1内。在这种情况下，在混合式存储设备4中，当在从非易失性固态存储器22读取头数据的同时以文件或超簇为单位读出数据时，可以移动头，或者在正从非易失性固态存储器22读取头数据的同时，盘可以经历空转。这帮助提高数据读取速度。
将参考图1到图5详细描述混合式存储设备4如何操作以通过使用高速缓存区域CA1和高速缓存区域CA2来写入数据。通常，主机设备2控制用于管理记录在盘11中的文件的地址数据。(设备2如此操作的操作模式被称作PC模式)。本实施例具有混合式存储设备4在主机设备2许可的情况下可处理FAT和管理FAT的操作模式。该特定模式将被称作AV模式。在AV模式中，混合式存储设备4可以处理FAT，并且管理该FAT。更准确地说，设备4将记录在系统区域SA内的FAT区域(即，在本实施例中，在非易失性固态存储器22中提供的区域)的数据读入到合并在混合式存储设备4内的存储器19(图1)中，并且在存储器19中更新该数据。必要时，设备4执行管理，因而更新系统区域SA内的FAT。当被设置成PC模式时，设备4将在存储器19中更新的FAT写回到包括在系统区域SA内的FAT区域中。这样，混合式存储设备4独占性地不仅管理主机设备2，而且管理FAT。
为了控制管理文件的地址信息，需要管理记录在系统区域SA内的FAT和目录信息。当主机设备2在PC模式和AV模式之间切换操作模式时，FAT由主机设备2和混合式存储设备4独占性地共享。目录信息不由混合式存储设备4管理。主机设备2设置专用于目录信息的命令，因此不管主机设备2是以PC模式还是以AV模式操作，它都可以直接存取系统区域SA，以管理目录信息。
在本实施例中，在混合式存储设备4正在AV模式中操作时，通过使用高速缓存区域CA来写入数据，从而控制管理文件的地址信息。如上所指出的那样，主机设备2和混合式存储设备4共享记录/再现系统1中的FAT信息。尽管如此，混合式存储设备4被分配了FAT及其管理。因此，操作模式切换到AV模式，以写入数据。为了将操作模式切换到AV模式，将存在于混合式存储设备4的系统区域SA内的FAT，即图2A所示的FAT区域FA，更新为最新FAT区域。此后，向混合式存储设备4发出命令，从而将混合式存储设备4从PC模式切换到AV模式(步骤S1)。合并在混合式存储设备4中的CPU20通过接口控制单元18确定命令的内容，读取系统区域SA内的FAT，并且在存储器19中形成(develops)FAT(步骤S2)。然后，CPU20设置表示AV模式的标志，并且向主机设备2通知设备4已切换到AV模式(步骤S3)。
在设备4切换到AV模式之后，主机设备2可以如下所说明的那样写入数据。假定数码相机连续操作，并且主机设备2请求由该数码相机生成的内容数据。在这种情况下，主机设备2确定内容数据的文件名(文件1、文件2)，并且生成新目录项目。将新目录项目写入到混合式存储设备4中(步骤S4)。注意，该目录项目是不完整的，因为起始簇地址和最近更新日期都不是未知的。混合式存储设备4从它所具有的FAT检索空簇，从所检索的空簇选择适当的簇，并且将数据写入到所选簇中。然后，混合式存储设备4向主机设备2通知由图2A所示的目录信息A表示的起始簇地址。
接下来，主机设备2设置写入内容数据所需的参数。更具体地说，主机设备2确定文件的起始簇地址的大小、以及该文件的存取大小。主机设备2已经将簇地址的管理分配给混合式存储设备4。然而，需要共享至少起始簇地址，以便识别文件。图5A和5B示出了命令(设置写文件参数)的示例。更具体地说，图5A示出了当发出命令时寄存器所具有的内容。图5B示出当完成执行命令时寄存器所具有的内容。该命令被定义为AT厂商唯一命令。在将数据写入到文件中之前它仅被执行一次。执行了该命令的混合式存储设备4向主机设备2通知启动数据写入的簇地址。
为了使用高速缓存区域CA，向混合式存储设备4通知高速缓存区域CA可以用于文件。也就是，图5A所示的命令将高速缓存位置(CP)位设置为1(步骤S6和S7)。此时，混合式存储设备4从存储在存储器19中的FAT中所提供的用户区域UA的头部检索空簇。向主机设备2通知所检索的任何簇地址，作为记录开始簇地址。对于图2A所示的文件1，记录开始簇地址是12340h。
同时，设备4从高速缓存区域CA检索空簇。设备4将所选的任何空簇的地址，作为头簇地址(即，超簇地址)，随同已经向主机设备2通知的、记录在用户区域UA内的记录起始簇地址一起进行记录。
在图3中，文件1的记录起始地址是LBA中的F00000h，并且具有逻辑扇区号000000h、簇地址(簇号)F0000h、以及超簇地址(超簇号)F000h。类似地，文件2的记录起始地址是LBA中的F00500h，并且具有逻辑扇区号000500h、簇地址F0050h、以及超簇地址F005h。也就是，文件1和文件2的头簇被记录在非易失性固态存储器22的盘高速缓存区域CA1内。
将从主机设备2传输的数据存储到图1所示的缓冲存储器17中。然后，以存取大小为单位，或者在本实施例中以超簇为单位，将数据写入到在非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内提供的空簇中。此时，开始朝向盘11的高速缓存区域CA2上的写入位置移动头。在头到达期望写入位置之前，将数据连续写入到非易失性固态存储器22中。
当头到达期望写入位置时，开始将数据写入到高速缓存区域CA2中。混合式存储设备控制单元16格式化记录在缓冲存储器17中的数据，并且将该数据提供给读/写通道单元15。以超簇(即在优选实施例中采用的存取大小)为单位将数据写入盘11中。
确定所写的超簇是否是文件的最后簇(EOF、或者文件结束)(步骤S8)。继续数据写入直至最后簇为止。如果超簇不是最后簇，则通过利用映射到LBA空间中的高速缓存区域CA内的簇地址，以存取的单位、或者每次写入一个簇时，更新存储器19中的FAT(步骤S9)。然后，该处理返回到步骤S8。此时，如果混合式存储设备4的CPU 20或者混合式存储设备控制单元16能够这样做的话，则压缩数据。因此可以减小要写入到盘11上提供的高速缓存区域CA2内的数据量，从而提高从主机设备2的角度观看的数据传输速度。另一方面，主机设备2更新记录在系统区域SA内的目录项目中的最近更新时间和起始簇地址。此后，主机设备命令混合式存储设备4将FAT从存储器19写入到盘11中(步骤S10)。从而，完成盘高速缓存区域CA内的数据写入。
图6是被写入了数据的盘高速缓存区域CA的示例的示意图示。图6与这样的情况有关，即，在一个超簇正被写入非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内时，头到达盘11的高速缓存区域CA2内的规定位置。更准确地说，在文件1的第一簇正被写入非易失性存储器22的高速缓存区域CA1内的超簇地址(超簇号)F000h时，头已经到达盘11的高速缓存区域CA2内的写入位置。头将文件1的第二到第四超簇写入高速缓存区域CA2内的超簇地址F090h、...、F092h。在文件2的第一超簇正被写入高速缓存区域CA1内时，该头完成移动。然后，头将文件2的第二到第六超簇写入高速缓存区域CA2内的超簇地址F093h、...、F097h。当将若干超簇写入到非易失性固态存储器22中时，即使存储器22被随机存取，写入它们所用的速度也保持不变。因此，不必连续写入多个超簇。
此时，还没有数据已被写入到在用户区域内提供的记录起始簇地址中。尽管如此，在FAT中设置标志，用于表示已经使用了记录起始簇地址。
此后，确定是否已请求了从AV模式到PC模式的操作模式切换、以及是否过去了预定时间(步骤S11和S12)。如果主机设备2已命令了执行刷新操作或者改变操作模式，或者如果在预定时间内没有写入或读取数据，则将高速缓存区域CA内的数据拷贝到普通区域，例如图2所示的、包括在用户区域UA内的区域C(步骤S13)。由于已经向主机设备2通知了起始簇地址，因此在已经向主机设备2通知的起始簇地址处开始数据记录。然后，参考存储在存储器19中的FAT，从用户区域UA的头部开始在该区域UA内搜索空簇。一旦找到空簇，则将数据写入到它们中。在图2的情况下，簇地址12340h是记录起始地址，并且将文件1记录在地址12341h到1237Fh处。如果数据已被压缩，则将它扩展成初始状态，然后写入。
一旦完成拷贝，包括在系统区域SA内的FAT区域FA中的FAT经受最后的更新(步骤S14)。必要时，将操作模式从AV模式切换到PC模式(步骤S15)。在拷贝期间，主机设备可以指示将模式从AV模式切换到PC模式。在这种情况下，向主机设备2通知该处理尚未完成，并且中断模式切换。
在本实施例中，主机设备2仅仅从混合式存储设备4接收起始簇地址，以便写入数据。此后，在混合式存储设备4中执行FAT的管理。因此，可以高效地使用外围区域(即，高速缓存区域CA2)。另外，在高速缓存区域CA2变得对于记录数据准备就绪之前，非易失性固态存储器22可以用作高速缓存。因此，可以以极其高的效率连续写入大文件。主机设备2不必具有大缓冲器。因此，可以提高数据传输速度，这缩短了例如由数码相机生成的数据保持不被记录的时间。
将参考图6到8说明传输数据的方法。如果将数据传输到缓冲存储器17的速度足够高，可以同时将数据写入到非易失性固态存储器22和盘11中，并且将数据写入到非易失性固态存储器22中的速度相对高，则可以采用该方法。
图7和8是描绘构成文件1的十个超簇如何排列在高速缓存区域CA内、以及示出将文件1写入高速缓存区域CA内的定时的图。首先，在第一超簇正被写入到非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内时，将头移动到在盘11上提供的高速缓存区域CA2。然后，将第二超簇写入高速缓存区域CA2内。将第二超簇写入到非易失性固态存储器22中所需的时间(程序时间)不恒定。如果数据写入速度最低(以下被称作最低速度)，则与将数据写入到盘11中相比，更慢地将数据写入到非易失性固态存储器22中。在图8所示的情况下，为了简单起见，将数据写入到非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内的速度与将数据写入到盘11的高速缓存区域CA2内的速度的比例是1∶3。然而，实际上，根据要被写入的数据的大小、各个装置的特性、写入数据的位置、操作温度、重复写入的次数等，将数据写入到非易失性固态存储器22中的速度发生变化。根据将数据写入内围或外围区域、各个装置的特性、空区域的连续性等，将数据写入到盘11中的速度也发生变化。
图7示出了当向非易失性固态存储器22的数据写入结束时，也就是，当完成写入第一超簇时，头已移动到盘11并且正在写入第二超簇的情况。在这种情况下，当完成将第一超簇写入到非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内时，选择第三超簇，其紧接于正被写入到盘11的高速缓存区域CA2内的超簇(即，第二超簇)。然后，将第三超簇写入到高速缓存区域CA1内。
这样，如图8所示，在完成将第一超簇SC1写入非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内的时间T1，将第二超簇SC2写入到盘11的高速缓存区域CA2内。因此，在非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1处开始第三超簇SC3的写入，并且在第三超簇SC3正被写入到非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1时，将第四到第六超簇SC4到SC6写入到盘11的高速缓存区域CA2内。
在完成将第三超簇SC3写入到非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内的时间T2，选择第七超簇SC7，即紧接于正被写入到盘11的高速缓存区域CA2内的第六超簇SC6的簇。将这样选择的第七超簇SC7写入到非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内。在第七超簇SC7正被如此写入时，将第八到第十超簇SC8到SC10写入到盘11的高速缓存区域CA2内。这样，全部写入了十个超簇。
如果这样的并行数据写入是可能的，则可以有效地利用头寻道时间和盘旋转等待时间，不过，将数据写入到非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内，直至盘11的高速缓存区域CA2对于记录数据准备就绪为止，也就是，直至在从主机设备2传输了数据之后存取盘11为止。一旦头到达预定写入位置，就以等于将数据写入到盘11中的速度与将数据写入到非易失性固态存储器22中的速度之和的速度写入数据。这样，提高了数据写入速度。
图9是示出刷新操作的定时的图。如上所述，当主机设备2命令执行刷新操作或者改变操作模式时，如果在预设时间内既未执行数据写入也未执行数据读取(即，在空闲操作的时候)，则将写入高速缓存区域CA内的数据移动到用户区域UA内。
为了执行刷新操作，从非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1和盘11的高速缓存区域CA2同时读出数据。然后，将这样读取的数据拷贝到用户区域UA内。同时，从非易失性固态存储器22擦除数据。也就是，在正从非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1读取第一、第三、第七超簇的同时，移动该头以从盘11的高速缓存区域CA2读取数据。在完成了头的移动时，从盘11的高速缓存区域CA2读取第二超簇、第四到第六超簇、以及第八到第十超簇。在头正被移动到用户区域UA内的规定空簇位置时，从非易失性固态存储器22的盘高速缓存区域CA1擦除数据。然后，将这十个超簇顺序地写入到盘11的用户区域内。
为了将数据传输到用户区域UA内，例如，将文件1的第一超簇SC1写入到在图4所示的非易失性固态存储器22中提供的用户区域UA1内。将后面的超簇SC2到SC10写入到在盘11上提供的用户区域UA2内。然后，为了读取文件1的数据，在正从非易失性固态存储器22的用户区域UA1读取第一超簇SC1时，可以将头移动到在盘11的用户区域UA2内记录第二超簇SC2的位置。因此，在数据读取处理中也可以提高数据读取速度。
将说明如果将数据写入到非易失性固态存储器22中的速度相对低则可以采用的传输数据的方法。在这种情况下，一个超簇被分成多个部分，其中一些记录在非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内，而其它则记录在盘11的高速缓存区域CA2内。图10A是示出写入非易失性固态存储器22中的一个超簇的一部分相对于写入盘11中的该超簇的其它部分的图。图10B是示出逻辑扇区空间的图。
图10A示出了超簇的头部。对于头部，将四分之一(1/4)即32KB数据写入非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内，并且将其余四分之三(3/4)即96KB数据记录在盘11的高速缓存区域CA2内。不同于图4的情况，非易失性固态存储器22在逻辑扇区空间Q中分成若干段，如图10B所示。应该将超簇的多大一部分分配给非易失性固态存储器22可以由混合式存储设备4的标准数据传输速度和数据传输速度确定。
在这种情况下，在将数据传输到用户区域UA时，也可以同时存取非易失性固态存储器22和盘11的高速缓存区域CA，并且可以从非易失性固态存储器22擦除数据，以便执行刷新操作。为了将数据写入到用户区域UA内，也将排列在超簇的头部的一些簇传输到在非易失性固态存储器22中提供的用户区域UA1，并且将后续数据传输到在盘11上提供的用户区域UA2。因此与别的方式相比，可以以更高的速度读取数据。
在本实施例中，将从主机设备2传输的数据临时写入高速缓存区域CA内。更具体地说，将第一超簇中或者每个超簇的头部中的数据写入到非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1内，直至盘11对于记录数据准备就绪为止，从而利用寻道时间和盘旋转等待时间。从而，可以减少寻道操作所必然伴随的开销。另外，在盘11的寻道操作之后，如果将数据并行写入到非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1和盘11的高速缓存区域CA2内，则可以进一步提高数据写入处理中的数据传输速度。
在诸如NAND闪存的非易失性固态存储器中，必须在写入新数据之前擦除数据。但是，在将数据写入到高速缓存区域CA1内以便将数据从高速缓存区域CA传输到用户区域UA之前，不必从非易失性固态存储器22的高速缓存区域CA1擦除数据。
为了将数据从高速缓存区域CA传输到用户区域UA，将文件的第一超簇或者超簇的头部传输到非易失性固态存储器22，并且将剩余数据传输到盘11。因此，在数据读取处理中也可以有效地利用寻道时间和盘旋转等待时间，直至盘11对于读取数据准备就绪为止。为了将数据写入到用户区域UA内，也可以将数据并行写入到非易失性固态存储器22的用户区域UA1和盘11的用户区域UA2内。因而，与别的方式相比，可以更快地将数据传输到用户区域。
将详细说明本实施例的优点。NAND闪存以页为单位写入和读取数据(或者被编程)。在其中，以块为单位擦除数据。初始地，每个块最初为16K字节，并且每页为528字节(对于数据区域为512字节，并且对于纠错码为16字节；实际数据大小为0.5千字节)。近年来，所使用的一些存储器以128千字节的块为单位和以2112字节的页((512字节(数据区域)+16字节(纠错码))×4；实际数据大小为2千字节)为单位写入和读取数据。鉴于此，新类型的块和页被称作大块和大页，而旧类型的块和页被称作小块和小页。注意，新类型的块和页不能与旧类型的块和页一起使用。例如，大块不能与小页一起使用。
图11A和11B是说明用作非易失性固态存储器的NAND闪存的操作时间的图。更具体地说，图11A示出了NAND闪存中的两个不同块、以及存储在该闪存中的页大小参数，并且图11B示出了从图11A所示的参数计算的数据传输速度。从图11B可以看出，与小块相比，对于大块，存储器操作更快。这是因为大块是比小块更大的存取单元。
大块的平均擦除时间是2000μs，而小块的平均擦除时间也是2000μs。最坏条件(即，最长延迟时间)下的擦除时间对于大块是4000μs，而对于小块是1000μs。对于大块，一页的编程时间以及用于在存储器元件和寄存器之间传输一页数据的时间平均起来分别为305.9μs和130.9μs，并且一页的最大延迟时间以及用于传输一页的最大延迟时间分别为805.9μs和130.9μs。对于小块，一页的编程时间以及用于在存储器元件和寄存器之间传输一页数据的时间平均起来分别为226.7μs和51.7μs，并且一页的最大延迟时间以及用于传输一页的最大延迟时间分别为1026.7μs和51.7μs。
如果使用这样的NAND闪存，则如图11B所示，当写入16千字节(对于小页)时，操作时间为7.26ms(在小数点后第三位处舍入)。在对于每个轨道具有200个扇区并且以3600rpm的速度旋转的硬盘中，写入16千字节花费2.67ms(在小数点后第三位处舍入)。
在图9的情况下，将一个128千字节的超簇写入到NAND闪存中(对于小页)平均起来需要58.1ms。利用该时间，可以将三个超簇写入到硬盘中(对于64ms的周期)。
当数据传输速度最低时，将一个128千字节的超簇写入到NAND闪存中花费263ms(对于小页)。这样，可以将13个超簇写入到硬盘中(对于278ms的周期)。在完成将数据写入到NAND闪存中的时候，可以标识正被写入到硬盘中的超簇，并且可以将下一个超簇写入到NAND闪存中。在这种情况下，总体数据传输速度几乎等于硬盘的旋转速度和将数据传输到NAND闪存的速度之和。
假定，如图10A和10B所示，以小页的形式分别将包括在一个超簇中的32千字节和96千字节写入NAND闪存和硬盘中。因而，平均数据写入时间为：
2×7.26ms＝14.52ms＜16ms＝6×2.67ms。
因此，可以实现几乎完美的并行数据写入。
当以超簇为单位存取数据时，如果将超簇的头部写入到非易失性固态存储器22中，则可以实际上没有延迟地输出第一超簇。同时，混合式存储设备4执行头寻道操作。将头移动到记录剩余数据(超簇)的位置。头读取剩余数据，并且将其传输到主机设备2。这样，可以有效地利用至今所浪费的寻道操作时间来读取数据。也可以提高数据读取速度。
如果将数据写入到非易失性固态存储器中的速度低，则降低要写入到非易失性固态存储器22中的数据的比率。例如，可以将超簇的大小从128千字节增至256千字节，并且将要存储到非易失性固态存储器中的数据从32千字节降至16千字节。在这种情况下：
32.9ms＜40ms＝15×2.67ms
结果，虽然数据传输速度降低了一些，但是也可以完成同样高效的并行数据写入。
如上所述，主机设备2通过使用逻辑块地址(LBA)而非逻辑扇区号(LSN)来存取混合式存储设备4。盘11和非易失性固态存储器22可以具有如图12的概念图所示的各自记录LBA的区域。在图12中，在盘高速缓存区域CA、系统区域SA和用户区域UA内提供区域X。另外，可以在这三个区域中的一个或两个内提供区域X。
混合式存储设备控制单元16根据指示记录从主机设备传输的数据的命令(图13)，执行在区域X中记录从主机传输的数据的处理。混合式存储设备控制单元16从该命令(设置写入文件参数)的MP确定是应当将数据写入区域X内还是写入任何其它区域内。例如，在盘11上提供的区域X的MP是“0”，并且在非易失性固态存储器22中提供的区域X的MP是“1”。
在根据本发明实施例的混合式存储设备1中，例如，如果系统区域SA具有区域X，则将FAT等记录在盘11和非易失性固态存储器22两者中，并且如果用户区域UA具有区域X，则将重要数据项目记录在盘11和非易失性固态存储器22两者中。因此，可以构造稳固且安全的系统。
本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素，可以进行各种修改、组合、子组合以及变更，只要它们在所附权利要求或其等价物的范围之内即可。

Claims (17)

1.一种数据存储设备，包括：
记录介质，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第一区域；
非易失性固态存储器，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第二区域；以及
控制装置，用于执行控制，以将从主机设备传输的数据临时写入所述记录介质和非易失性固态存储器的记录区域内，
其中这些记录区域包括：第一写区域，由用于临时存储从主机设备传输的数据的第一和第二区域组成；第二写区域，具有与第一区域相比更慢地向其传输数据的第三区域；以及第三写区域，具有记录在记录介质的区域和非易失性固态存储器的区域内的逻辑块地址，并且
该控制装置执行控制，以便根据从主机设备传输的、并且指示记录从主机设备传输的数据的命令，将从主机设备传输的数据写入第一写区域、第二写区域或第三写区域内。
2.根据权利要求1的数据存储设备，其中，该控制装置执行控制，以根据从主机设备传输的、并且指示记录从主机设备传输的数据的命令，将管理信息记录在该第三写区域内，该管理信息管理要写入所述第一写区域和第二写区域内的数据。
3.根据权利要求1的数据存储设备，其中，该控制装置执行控制，以将从主机设备传输的数据写入到第一写区域内，并且以预定的定时，将写入第一写区域内的数据传输到包括第三区域的第二写区域，从而打开第一写区域。
4.根据权利要求1的数据存储设备，其中，该控制装置执行控制，以将从主机设备传输的数据的头部写入到第二区域内，并且将数据的剩余部分写入到至少第一区域内。
5.根据权利要求4的数据存储设备，其中，该控制装置执行控制，以将从主机设备传输的所有数据而非数据的头部并行写入到第一区域和第二区域内。
6.根据权利要求5的数据存储设备，其中
该记录介质是旋转记录介质，并且
该控制装置执行控制，以在对记录介质执行寻道操作的同时，将从主机设备传输的数据写入到第二区域内。
7.根据权利要求1的数据存储设备，其中
该第二写区域包括与非易失性固态存储器的第二区域不同的第四区域，并且
当主机设备保持生成存取请求长于预设时间时，控制装置将写入第一写区域内的数据传输到第二写区域。
8.根据权利要求7的数据存储设备，其中，为了移动数据，控制装置擦除写入第二区域内的数据。
9.根据权利要求7的数据存储设备，其中为了移动数据，控制装置执行控制，以将数据的头部写入到第四区域内，并且将剩余数据写入到至少第三区域内。
10.根据权利要求9的数据存储设备，其中为了移动数据，控制装置执行控制，以将不同于头部的数据并行写入到第三区域和第四区域内。
11.根据权利要求7的数据存储设备，还包括存储器，其存储作为文件管理从主机设备传输的数据的表，其中
该表被记录在第二写区域内包括的规定区域内，并且
控制装置根据从主机设备提供的模式切换命令，将记录在规定区域内的表读入到存储器中，并且通过参考读入到存储器中的表，在记录介质和非易失性固态存储器中搜索空区域。
12.根据权利要求11的数据存储设备，其中
文件由多个超簇组成，其中每个超簇在大小上是作为主机设备存取的数据的单位的簇的数倍，并且
控制装置具有切换功能，用于根据将数据写入到记录介质和非易失性固态存储器中的速度，以超簇为单位或者以簇为单位将从主机设备传输的数据写入到记录介质或非易失性固态存储器中。
13.根据权利要求1的数据存储设备，其中，该控制装置压缩数据，并且将该数据写入到第一区域内，并且在将数据移动到第三区域之前，将已压缩数据恢复到初始状态。
14.一种数据存储方法，包括以下步骤：
从主机设备传输数据；以及
根据指示记录从主机设备传输的数据的命令，将从主机设备传输的数据写入到第一写区域、第二写区域或第三写区域内，
其中，该第一写区域由在记录介质上提供的第一区域和在非易失性固态存储器中提供的第二区域组成，该第二写区域包括与第一区域相比在其中更慢地传输数据的第三区域，并且该第三写区域具有记录在记录介质的规定区域和非易失性固态存储器的规定区域内的逻辑块地址。
15.一种记录/再现系统，具有主机设备、以及数据存储设备，其中数据存储设备在主机设备的控制之下存取记录介质，从而在记录介质中写入和/或从记录介质读取数据，该数据存储设备包括：
记录介质，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第一区域；
非易失性固态存储器，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第二区域；以及
控制装置，用于执行控制，以将从主机设备传输的数据临时写入记录介质和非易失性固态存储器的记录区域内，
其中这些记录区域包括：第一写区域，由用于临时存储从主机设备传输的数据的第一和第二区域组成；第二写区域，具有与第一区域相比更慢地向其传输数据的第三区域；以及第三写区域，具有记录在记录介质的区域和非易失性固态存储器的区域内的逻辑块地址，并且
该控制装置执行控制，以便根据从主机设备传输的、并且指示记录从主机设备传输的数据的命令，将从主机设备传输的数据写入第一写区域、第二写区域或第三写区域内。
16.一种数据存储设备，包括：
记录介质，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第一区域；
非易失性固态存储器，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第二区域；以及
控制部件，用于执行控制，以将从主机设备传输的数据临时写入记录介质和非易失性固态存储器的记录区域内，
其中这些记录区域包括：第一写区域，由用于临时存储从主机设备传输的数据的第一和第二区域组成；第二写区域，具有与第一区域相比更慢地向其传输数据的第三区域；以及第三写区域，具有记录在记录介质的区域和非易失性固态存储器的区域内的逻辑块地址，并且
该控制部件执行控制，以便根据从主机设备传输的、并且指示记录从主机设备传输的数据的命令，将从主机设备传输的数据写入第一写区域、第二写区域或第三写区域内。
17.一种记录/再现系统，具有主机设备以及数据存储设备，其中该数据存储设备在主机设备的控制之下存取记录介质，从而在记录介质中写入和/或从记录介质读取数据，该数据存储设备具有：
记录介质，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第一区域；
非易失性固态存储器，具有用于临时存储从主机设备传输的数据的第二区域；以及
控制部件，用于执行控制，以将从主机设备传输的数据临时写入记录介质和非易失性固态存储器的记录区域内，
其中这些记录区域包括：第一写区域，由用于临时存储从主机设备传输的数据的第一和第二区域组成；第二写区域，具有与第一区域相比更慢地向其传输数据的第三区域；以及第三写区域，具有记录在记录介质的区域和非易失性固态存储器的区域内的逻辑块地址，并且
该控制部件执行控制，以便根据从主机设备传输的、并且指示记录从主机设备传输的数据的命令，将从主机设备传输的数据写入第一写区域、第二写区域或第三写区域内。
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