JP2000357057A - ディスク装置におけるリード／ライト制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスク装置において、命令実行時間を最少
としたリード／ライト制御方法を得る。 【解決手段】 セクタＳ１０３をリードあるいはライト
した後に、Ｓ１０３からＳ０１４までの回転待ち時間ｔ
１以内に、トラック＃１からトラック＃０へ切り替えが
完了し、セクタＳ０１４のリードあるいはライト命令が
実行できることを検証する（１）。次に、セクタＳ００
０の命令実行後Ｓ１０３までの回転待ち時間ｔ２内に、
トラック＃０からトラック＃１への切り替えが完了し、
セクタＳ１０３のリードあるいはライトが実行できるこ
とを検証する（２）。セクタＳ０００にてのリードある
いはライト命令実行後、トラック＃１に切り替えてセク
タＳ１０３のリードあるいはライト命令を実行する
（３）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディスク装置におけ
るリード／ライト制御方法に関し、特にディスク装置に
おいてディスクの回転待ち時間を利用したリード／ライ
ト制御方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、（磁気あるいは光磁気）ディスク
装置の大容量化・高性能化が進む中、主要部分が機構的
な部品にて構成されるディスク装置においては、上位装
置（コンピュータシステムの主体をなす中央処理装置；
ＣＰＵ；コンピュータ）からの命令に対し、機構部分を
如何に効率よく動作させ、高速なデータのアクセスを行
えるかが課題となっている。このような状況の中、従来
のディスク装置においては、上位装置からのデータアク
セス命令が連続して発行された場合に、ひとつの命令を
受け取って処理が完了した後、また次の命令を受け取っ
て処理していく形式で、一つ一つ順番に命令を実行して
いくのは効率的でない。従って、一つの命令を実行して
いる間に、次々と上位装置より発行される命令をディス
ク装置内に蓄積していき、この蓄積された命令の中から
現在命令を実行しているトラック内にて、現在位置から
最も近い位置に関する命令を選択し、実行していくとい
う処理が行われている。

【０００３】この従来の処理を図４に従って説明する。
図４において、トラック＃０〜＃２は、ディスク装置の
（別の）ディスク面にあるトラックであり、これらのト
ラックは同一シリンダ内に存在する。すなわち、これら
のトラックはヘッドの切り替えのみにて選択することが
できる。なお、トラック＃ｑ（ｑ＝０〜２）のセクタは
セクタＳｑ００〜Ｓｑ９９であるとする。例えば、トラ
ック＃０のセクタＳ０００をリードあるいはライトして
いるとする。なお、ディスク面の回転周期（時間）をＴ
とする。

【０００４】この間に、上位装置から、例えばセクタＳ
２０７，Ｓ１０３，Ｓ０１４，Ｓ１１２，Ｓ２０５，Ｓ
１１０という形で、リードあるいはライト命令がランダ
ムに発行されたとする。この場合、ディスク装置は、ま
ず、これらの命令とこの命令が実行さるべきセクタ番号
とをディスク装置内に蓄積する。次に、ディスク装置
は、蓄積したリードあるいはライト命令の中から、ヘッ
ド切り替えを必要としない、同一トラック上に存在する
セクタＳ０１４のリードあるいはライト命令を選択
（ｊ）して実行する。

【０００５】その後、トラック＃０上のセクタに対する
未実行の命令がなくなるため、例えば同一シリンダ上の
トラック＃１にヘッドを切り替え、セクタＳ１０３
（ｋ）→Ｓ１１０（ｌ）→Ｓ１１２（ｍ）の順序でリー
ドあるいはライト命令を実行する。さらに、トラック＃
１上の未実行の命令がなくなった後、例えばトラック＃
２へ移動し、セクタＳ２０５（ｏ）→Ｓ２０７（ｐ）の
順序でリードあるいはライト命令を実行する。

【０００６】このように、同一トラック上に存在するセ
クタを優先して、リードあるいはライト命令を実行して
いき、命令を受け付けた順番にこだわらずに、リードあ
るいはライト命令を実行することによって、トラック切
り替えの回数を減らし、トラック切り替えに要する時間
を短縮している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す従来のディ
スク装置においては、上位装置から受け付けた命令をデ
ィスク装置内に蓄積し、その中から現在位置するトラッ
クと、同一トラック上にある位置に関する命令のみを検
索し、優先して命令を実行する様になっている。すなわ
ち、現在位置するトラックと同一トラック内に位置する
命令を優先して実行しようとした場合、現在位置してい
るセクタから、次の命令が実行されるセクタまでの移動
時間が回転待ち時間となる問題が生じる。

【０００８】例えば、図４に示す命令実行には、図から
２Ｔ（ディスク面の回転周期）以上の時間がかかってい
ることが判る。特に、現在位置しているセクタがそのト
ラックの先頭セクタにあり、次に命令を実行するセクタ
が同一トラックの最終セクタであるような場合において
は、ほぼ一回転分の回転待ち時間：Ｔが発生することに
なる。

【０００９】本発明の目的は、命令実行時間を最少とし
たディスク装置及びそのリード／ライト制御方法を提供
することである。すなわち、ディスク装置が上位装置か
ら連続して受け付けるリードあるいはライト命令を蓄積
し、現在命令を実行している位置と蓄積されている命令
の実行位置の位置関係を算出し、回転待ち時間を利用し
てより効率的にトラック間を移動させるように、命令の
順序を入れ替えて実行することにより、リードあるいは
ライトの性能を向上させる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上位装
置からの連続するリード／ライト命令に応答してこれ等
命令を蓄積し、現在命令を実行しているトラック上の位
置から、蓄積されている全ての命令の実行位置までに要
する時間を算出して、この算出時間に応じて次に実行す
る命令位置を決定するようにしたことを特徴とするディ
スク装置におけるリード／ライト制御方式が得られる。
更に、前記算出時間とトラック切り替え時間とを比較し
て、回転待ち時間に実行可能な命令を検索して実行する
ようにしたことを特徴とするリード／ライト制御方式が
得られる。

【００１１】また、本発明によれば、複数のディスク媒
体面上の円周状のトラックにて構成される複数のシリン
ダを有し、前記トラックは一定数のセクタにて構成さ
れ、上位装置から前記セクタ単位にてリード／ライト制
御されるディスク装置におけるリード／ライト制御方式
であって、前記上位装置からの前記リード／ライト制御
命令及び前記リード／ライト制御命令の存するセクタの
番号を格納する手段と、前記リード／ライト制御命令の
処理間の待機時間中に最もアクセス時間の短い同一シリ
ンダ内の次の前記リード／ライト制御命令の存するセク
タを算出する手段と、この算出されたセクタを順にアク
セスし前記リード／ライト制御命令処理を実行する手段
とを含むことを特徴とするリード／ライト制御方式が得
られる。

【００１２】本発明の作用は次の通りである。上位装置
からの連続したリードあるいはライト命令に対して、命
令を蓄積し、蓄積された命令すべての実行位置関係を算
出する。その結果、これらの位置関係とディスク媒体
（面）の回転、トラック切り替え時間等の情報により、
命令実行の合間に発生する回転待ち時間を利用して、効
率よくトラックを切り替えながら、リードあるいはライ
ト命令を実行する。ディスク内部に蓄積されたリードあ
るいはライト命令が、ディスク媒体の回転とトラック切
り替えに要する時間を考慮し、命令の実行の合間（回転
待ち時間）にトラック切り替えを行い、他のトラックに
ての命令を実行して回転待ち時間を減らし、リードある
いはライト時の性能を向上させる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面を参照して説明する。図１は本発明によるディスク
装置の実施例のリード／ライト制御方法の説明図であ
り、図２〜４と同等部分は同一符号にて示している。図
１において、トラック＃０〜＃２は、それぞれ複数のデ
ィスク媒体（面）上に分かれて、同一（仮想）シリンダ
上に存在するトラックである。すなわち、これらのトラ
ック間の移動はシリンダ間を移動（ヘッドの位置を機械
的に移動）することなく、ヘッドの切り替えのみにて行
える。

【００１４】例えば、トラック＃０〜＃２は、それぞれ
Ｓ０００〜Ｓ０１４，Ｓ１００〜Ｓ１１４，Ｓ２００〜
Ｓ２１４と、１５個のセクタに分割されており、ディス
ク媒体（面）一回転分が１５セクタとなる。すなわち、
「ディスク媒体の一回転＝１５セクタ＝Ｔ（回転周
期）」である。

【００１５】そこに、例えば上位装置からセクタのリー
ドあるいはライト命令が、 （１） “Ｓ０００”セクタ リード／ライト （２） “Ｓ２０７”セクタ リード／ライト （３） “Ｓ１０３”セクタ リード／ライト （４） “Ｓ０１４”セクタ リード／ライト （５） “Ｓ１１２”セクタ リード／ライト （６） “Ｓ２０５”セクタ リード／ライト （７） “Ｓ１１０”セクタ リード／ライト なる順番にてランダムに発行され、ディスク装置内に蓄
積される。

【００１６】また、トラック＃０〜＃２の間のトラック
切り替えに必要な時間「ｔ」は、図１に示す場合におい
ては、“１セクタ分の回転待ち時間＜トラック切り替え
時間：ｔ＜２セクタ分の回転待ち時間”と仮定してい
る。

【００１７】本発明の実施例の動作を図１，２により説
明する。例えば、上述のようにディスク装置は、上位装
置よりトラック＃０セクタＳ０００のリードあるいはラ
イト命令を受け付ける。その結果、ディスク装置はヘッ
ドをトラック＃０セクタＳ０００に移動し、データの読
み出しを開始する。ディスク装置はトラック＃０セクタ
Ｓ０００へのリードあるいはライト命令を受け付けてか
ら、トラック＃０セクタＳ０００への移動（アクセス）
中、あるいはリードあるいはライト命令実行中にも、上
位装置から連続して発行される命令を上述のように順次
受け付けて、ディスク装置内に蓄積していく。

【００１８】図１に示す場合、セクタＳ０００のリード
あるいはライト命令を受け付けた後、Ｓ２０７，Ｓ１０
３，Ｓ０１４，Ｓ１１２，Ｓ２０５，Ｓ１１０の順に
て、各セクタに対するリードあるいはライト命令を受け
付け蓄積している。

【００１９】図２において、セクタＳ０００を起点とし
た場合、はじめにトラック＃０を選択して、セクタＳ０
００のリードあるいはライト命令を実行している間に、
ディスク装置は蓄積された命令の実行位置を確め、次に
実行すべき命令を選択する。まず、現在命令を実行中の
セクタＳ０００から、回転待ち（アクセス）時間の最も
少ないセクタを検索する。この時、トラック＃０〜＃２
の違いは無視する。その結果、図１においては、トラッ
ク＃１セクタＳ１０３が候補ａとなる。Ｓ１０３が候補
となると、まず、セクタＳ１０３から、蓄積されている
命令の中の同一シリンダ内に、存在するセクタＳ０１４
までの回転待ち（アクセス）時間ｔ１が計算される。仮
に、セクタＳ１０３をリードあるいはライトした後に、
Ｓ１０３からＳ０１４までの回転待ち時間ｔ１以内に、
トラック＃１からトラック＃０へ切り替えが完了し、セ
クタＳ０１４のリードあるいはライト命令が実行できる
ことを検証する（ステップ１）。

【００２０】この検証の結果が「偽（真でない；Ｎ
Ｏ）」の場合、直ちにＳ０１４のリードあるいはライト
命令が実行されるが、図１においては「真（ＹＥＳ）」
であるため、次に、セクタＳ０００の命令実行後Ｓ１０
３までの回転待ち時間ｔ２内に、トラック＃０からトラ
ック＃１への切り替えが完了し、セクタＳ１０３のリー
ドあるいはライトが実行できることを検証する（ステッ
プ２）。

【００２１】この結果が「偽」であった場合には、次に
Ｓ０００からの回転待ち時間が少ないセクタを検索して
同様の動作を行うが、図１においては「真」であるた
め、セクタＳ０００にてのリードあるいはライト命令実
行後、トラック＃１に切り替えてセクタＳ１０３のリー
ドあるいはライト命令を実行する（ステップ３）。

【００２２】また、セクタＳ１０３から回転待ち（アク
セス）時間の最も少ないセクタを検索すると、トラック
＃２セクタＳ２０５が検索（ｂ’）される。仮に、セク
タＳ２０５をリードあるいはライトした後に、Ｓ２０５
からＳ０１４までの回転待ち時間ｔ３’以内に、トラッ
ク＃２からトラック＃０へ切り替えが完了し、セクタＳ
０１４のリードおよびライト命令が実行できることを検
証する（ステップ４）。

【００２３】この検証の結果が「偽」の場合、直ちにト
ラック＃０へ切り替えて、Ｓ０１４のリードあるいはラ
イト命令が実行されるが、図１においては「真」である
ため、次に、セクタＳ１０３の命令実行後Ｓ２０５まで
の回転待ち時間ｔ４’内に、トラック＃１からトラック
＃２への切り替えが完了し、セクタＳ２０５のリードあ
るいはライトが実行できることを検証する（ステップ
５）。「真」の場合、セクタＳ１０３にてのリードある
いはライト命令実行後、トラック＃２に切り替えて、セ
クタＳ２０５のリードあるいはライト命令を実行する
（ステップ６）が、図１においては「偽」であるため、
次にＳ１０３からの回転待ち（アクセス）時間が少ない
セクタを検索すると、トラック＃２セクタＳ２０７が候
補ｂとなる。

【００２４】仮に、セクタＳ２０７をリードあるいはラ
イトした後に、Ｓ２０７からＳ０１４までの回転待ち時
間ｔ３以内に、トラック＃２からトラック＃０へ切り替
えが完了し、セクタＳ０１４のリードあるいはライト命
令が実行できることを検証する（ステップ７）。この検
証の結果が「偽」の場合、直ちにトラック＃０へ切り替
えてＳ０１４のリードあるいはライト命令が実行される
が、図１においては「真」であるため、次に、セクタＳ
１０３の命令実行後Ｓ２０７までの回転待ち時間ｔ４内
に、トラック＃１からトラック＃２への切り替えが完了
し、セクタＳ２０５のリードあるいはライトが実行でき
ることを検証する（ステップ８）。「真」であった場合
には、次にＳ１０３からの回転待ち（アクセス）時間が
少ないセクタを検索し、同様の動作を行うが、図１にお
いては「偽」であるため、セクタＳ１０３にてのリード
あるいはライト命令実行後、トラック＃２に切り替え
て、セクタＳ２０７のリードあるいはライト命令を実行
する（ステップ９）。

【００２５】さらに、セクタＳ２０７から回転待ち（ア
クセス）時間の最も少ないセクタを検索すると、トラッ
ク＃１セクタＳ１１０が検索ｃされる。仮に、セクタＳ
１１０をリードあるいはライトした後に、Ｓ１１０から
Ｓ０１４までの回転待ち時間ｔ５以内に、トラック＃１
からトラック＃０への切り替えが完了し、セクタＳ０１
４のリードあるいはライト命令が実行できることを検証
する（ステップ１０）。

【００２６】この検証の結果が「偽」の場合、直ちにト
ラック＃０へ切り替えて、Ｓ０１４のリードあるいはラ
イト命令が実行されるが、図１においては「真」である
ため、次に、セクタＳ２０７の命令実行後Ｓ１１０まで
の回転待ち時間ｔ６内に、トラック＃２からトラック＃
１への切り替えが完了し、セクタＳ１１０のリードある
いはライトが実行できることを検証する（ステップ１
１）。この結果が「偽」であった場合には、次にＳ２０
７からの回転待ち（アクセス）時間が少ないセクタを検
索し、同様の動作を行うが、図１においては「真」であ
るため、セクタＳ２０７にてのリードあるいはライト命
令実行後、トラック＃１に切り替えて、セクタＳ１１０
のリードあるいはライト命令を実行する（ステップ１
２）。

【００２７】さらにまた、セクタＳ１１０から回転待ち
（アクセス）時間の最も少ないセクタを検索すると、ト
ラック＃１セクタＳ１１２が検索ｄ’される。セクタＳ
１１２はＳ１１０と同一トラック上にあるため、トラッ
ク切り替えは必要ない。従って、Ｓ１１０のリードある
いはライト命令完了後に、続けてＳ１１２のリードある
いはライト命令を実行することはできる（ステップ１
４，１５）。 しかし仮に、セクタＳ１１２をリードあ
るいはライトした後に、Ｓ１１２からＳ０１４までの回
転待ち時間ｔ７’以内に、トラック＃１からトラック＃
０への切り替えが完了し、セクタＳ０１４のリードある
いはライト命令が実行できることを検証する（ステップ
１３）。その結果、図１に示す場合は「偽」であるた
め、Ｓ１１０のリードあるいはライト命令実行後は、Ｓ
１１２のリードあるいはライト命令は実行せず、トラッ
ク＃０に切り替えｄて、Ｓ０１４のリードあるいはライ
ト命令を実行する（ステップ１６）。

【００２８】本発明の他の実施例を図３に示す。上述し
た図１に基づく実施例に、トラック＃１セクタＳ１１４
に対するリードあるいはライト命令を追加したような場
合を考える。Ｓ１１０までの動作は上述した図１に基づ
く実施例と同様であるが、その後、次のような２通りの
動作が考えられる。

【００２９】まず、Ｓ１１０のリードあるいはライト命
令を実行した後、仮に、セクタＳ１１２をリードあるい
はライトした場合を考える。この場合、Ｓ１１２リード
あるいはライト命令完了後に、Ｓ１１２からＳ０１４ま
での回転待ち時間ｔ７’以内に、トラック＃１からトラ
ック＃０へ切り替えて、セクタＳ０１４のリードあるい
はライト命令を実行することはできない。従って、Ｓ１
１２のリードあるいはライト命令は実行せず、トラック
＃０に切り替えて、Ｓ０１４のリードあるいはライト命
令を実行ｅする。その結果的、Ｓ１１０以降にてはＳ０
１４にてのリードあるいはライト命令のみを実行するこ
とになる。

【００３０】しかし、Ｓ１１２を実行した場合、Ｓ０１
４のリードあるいはライトは実行できないが、Ｓ１１４
のリードあるいはライトを実行することができ、Ｓ１１
０以降にＳ１１２とＳ１１４との２つのリード、あるい
はライト命令を実行（ｆ，ｇ）することができる。上述
した図１に基づく実施例にてはｅのように動作するが、
同じ時間内にどちらがより多くの命令を実行できるかの
判断を加えることにより、ｆ，ｇのように動作すること
が可能となる。

【００３１】以上の本発明の実施例の説明においては、
一つのシリンダ内において、いかに効率よく（回転待ち
時間を少なく）命令実行を行うかについて論じてきた。
これは、例えば磁気ディスク装置においては、ディスク
媒体（面）の回転周期：Ｔに比べ、一般にはシリンダ間
の移動（ヘッドを機械的に動かす）時間の方が長いた
め、シリンダ間の移動を考慮しても命令実行の効率化に
寄与しないためである。

【００３２】しかし、例えば隣のシリンダへ移動する時
間と、離れた位置のシリンダへ移動する時間とを比べる
と大きな差がある。従って、シリンダ間の移動時間がデ
ィスク媒体（面）の回転周期：Ｔに比べて短いシリンダ
が存在する可能性がある。ここでは、このようなシリン
ダを含めて一つの（仮想）シリンダと考える。また、光
磁気ディスク装置においては、光ヘッドの機械的な位置
を移動させることなく、アクチュエータを動作させて光
学的に、例えば３０本のトラック（シリンダ）にアクセ
スすることができる。この場合、ディスク媒体（面）の
回転周期：Ｔが例えば１６ｍｓであって、アクチュエー
タの動作時間が例えば１ｍｓであるとすると、これらの
例えば３０個のシリンダは、充分一つの（仮想）シリン
ダとして考えることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、上位装置
から連続的に発行される命令を蓄積し、蓄積された命令
の中から同一トラック上の命令を優先するように、並べ
替えて実行していく方法より、さらに効率よく命令を実
行できる効果がある。すなわち、常に命令実行の合間の
（回転）待ち時間内に、実行できる同一仮想シリンダ内
のトラックに対する命令がないかどうかの検証を行い、
そのような命令があった場合には、その（回転）待ち時
間内にトラックを切り替えて命令を実行するためであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の動作説明図である。

【図２】本発明の実施例の動作フローチャートである。

【図３】本発明の他の実施例の動作説明図である。

【図４】従来のリード／ライト制御方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

ａ セクタＳ０００からＳ１０３への命令実行切り替え
経路 ｂ セクタＳ１０３からＳ２０７への命令実行切り替え
経路 ｂ’ セクタＳ１０３からＳ２０５への命令実行切り替
え経路 ｃ セクタＳ２０７からＳ１１０への命令実行切り替え
経路 ｄ セクタＳ１１０からＳ０１３への命令実行切り替え
経路 ｄ’ セクタＳ１１０からＳ１１２への命令実行切り替
え経路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上位装置からの連続するリード／ライト
   命令に応答してこれ等命令を蓄積し、現在命令を実行し
   ているトラック上の位置から、蓄積されている全ての命
   令の実行位置までに要する時間を算出して、この算出時
   間に応じて次に実行する命令位置を決定するようにした
   ことを特徴とするディスク装置におけるリード／ライト
   制御方式。
2. 【請求項２】 前記算出時間とトラック切り替え時間と
   を比較して、回転待ち時間に実行可能な命令を検索して
   実行するようにしたことを特徴とする請求項１記載のリ
   ード／ライト制御方式。
3. 【請求項３】 複数のディスク媒体面上の円周状のトラ
   ックにて構成される複数のシリンダを有し、前記トラッ
   クは一定数のセクタにて構成され、上位装置から前記セ
   クタ単位にてリード／ライト制御されるディスク装置に
   おけるリード／ライト制御方式であって、前記上位装置
   からの前記リード／ライト制御命令及び前記リード／ラ
   イト制御命令の存するセクタの番号を格納する手段と、
   前記リード／ライト制御命令の処理間の待機時間中に最
   もアクセス時間の短い同一シリンダ内の次の前記リード
   ／ライト制御命令の存するセクタを算出する手段と、こ
   の算出されたセクタを順にアクセスし前記リード／ライ
   ト制御命令処理を実行する手段とを含むことを特徴とす
   るリード／ライト制御方式。
4. 【請求項４】 同一の前記シリンダ内のすべての前記リ
   ード／ライト制御命令処理実行完了後、次のシリンダへ
   移動することを特徴とする請求項３記載のリード／ライ
   ト制御方式。