JP2001035096A - 書き込みデータのチェック方法及びこれを用いたデータ記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気ディスク装置において、電源投入の際には
正常であったライト用磁気ヘッドが、使用中に断線その
他の故障が発生すると、データの未書き込みに装置自身
が気付かない構成となっていた。磁気ディスク装置使用
中に、書き込みが正常に実行されているかをチェックす
るためには、従来は、ホストコンピュータが定期的にラ
イト・アンド・ベリファイ命令を実施しなければならな
いため、ホストコンピュータ側の処理に負担がかかって
いた。また、これを防止するため特定シリンダへライト
処理／リード処理を行えば、性能が劣化する。 【解決手段】磁気ディスク装置自身が、ヘッドチェック
専用シリンダを使用し、定期的に書き込み動作を行い、
その後、同一セクタをリード処理し、正しくデータが書
き込まれているかをチェックする。また、ホストコンピ
ュータからのライト命令を利用し、ライトした直後に最
適なセクタ（ディスクアレイシステムの場合）をリード
チェックする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクユニ
ットが有する書き込み用磁気ヘッドの不具合を検出する
技術に係り、特に、磁気ディスクユニットを用いた磁気
ディスク装置、ディスクアレイシステムその他のデータ
記憶装置の信頼性向上のための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の磁気ディスクユニット（単体の磁
気ディスク装置をいう。）においては、磁気ヘッドの異
常検出は、ヘッドの異常検出回路によって行われてい
た。つまり、磁気ヘッドのインダクタンスに起因して記
録（データライト）の際に発生するフライバック電圧
を、リード／ライト用のＩＣで監視していた。

【０００３】尚、ヘッド異常検出回路の誤動作の防止に
関し、磁気ヘッドに印加するライト電流を変化させて再
記録を行う方法が、特開平１１−０１６１３１号公報に
開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近の磁気ディスクユ
ニットでは、ＭＲヘッド（磁気抵抗効果素子を用いた磁
気ヘッド）が使われるようになり、データの読み出しと
書き込みが、それぞれ、別のヘッドにより行われてい
る。つまりＭＲヘッドは読み出し専用のヘッドとして用
いられている。また、書き込み用磁気ヘッドに印加する
記録周波数が高周波となっても対応できるように、書き
込み用磁気ヘッドはインダクタンスを小さくする構造に
なってきている。このためライト動作時の磁気ヘッドの
フライバック電圧が検出できなくなってきた。

【０００５】この結果、情報のライト動作に用いられる
磁気ヘッド又はこれに至る配線、接続箇所、信号処理Ｉ
Ｃにおいて、書き込み情報を伝達するデータ線がショー
トすると、書き込もうとした情報が実際には正しく磁気
ディスクユニットの磁気記録媒体上にライトされず、こ
の事象が異常として検知されない。

【０００６】この場合には、旧データがそのまま磁気記
録媒体上に残存するため、データを読み出す磁気ヘッド
又はこれに至る配線、接続箇所、信号処理ＩＣに、上記
の不具合がない場合には、旧データを読み出すことがで
きる。このため、磁気ディスクユニット自身が新データ
の書き込み不全を検出できない構成となっていた。

【０００７】磁気ディスクユニットは、サーバー装置、
ディスクアレイシステム（レイド装置）その他のデータ
記憶装置へ搭載されるため、格納したデータの書き込み
に際し、書き込み不全を検出できないまま、データ記憶
装置が放置されると、深刻なシステム全体の障害になり
かねないことを、本願の発明者らは見い出した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】データ書き込み用磁気ヘ
ッドが故障し、データ読み出し用磁気ヘッドが正常であ
ることに起因する、データ書き込み不全による記憶装置
の被害を最小限度とするためには、 １）データ記憶装置の上位装置（ホストコンピュータ、
制御装置その他の単体の磁気ディスク装置に対し制御を
行う機能を有する装置、又は、磁気ディスクユニットに
おける制御回路）から、ライト・アンド・ベリファイ命
令を発行せずに、磁気ディスクユニット及びその制御装
置を含む磁気ディスク装置自身が、磁気ディスクユニッ
トの記録媒体上の診断用の特定シリンダを使用して、定
期的に磁気ディスクユニットへのデータ書き込みをチェ
ックすること、 ２）電源投入の際には正常であったが使用中に断線その
他の不具合が発生した書き込み用磁気ヘッドを検出する
ため、磁気ディスクユニット及びその制御装置を含む磁
気ディスク装置自身が、起動の際のみならず、磁気ディ
スク装置の動作中に定期的に、搭載された全ての磁気ヘ
ッドを使用してライト処理（ライト・アンド・ベリファ
イ命令）を実施し、ライトしたデータが正しくリードで
きるか否かをチェックすること、 ３）磁気ディスク装置自身が書き込み用磁気ヘッドの不
具合を検出すると上位装置（ホストコンピュータその
他）に知らせること、 ４）磁気ディスク装置自身が、専用シリンダを使用し、
定期的に各磁気ヘッドで書き込み動作をした後、書き込
んだデータの存在するセクタをリードして、その書き込
み用磁気ヘッドのチェックを行うこと、 ５）磁気ディスク装置自身が、上位装置からのライトコ
マンドを利用し、ライトした直後に、ライト後リードし
た実際に書き込まれたデータと、ライトキャッシュにあ
る書き込んだ筈のデータを比較してチェックすること、 ６）上位装置から発行されたライト命令の履歴と、各磁
気ヘッドのヘッドチェックの履歴を参照して、磁気ヘッ
ドの故障を検出した場合にデータ不正の可能性のあるセ
クタを特定し、その上位装置からの当該セクタに対する
リード要求に対し、当該セクタのみをリード不可とする
こと（ここで、ヘッドチェックとは、ライトヘッドの書
き込みが正常かどうかを判断するために、書き込みを行
ったセクタからデータを、もう一度読み出して、書き込
んだデータ（キャッシュに格納されたデータを含む）と
読み出したデータを比較することによる書き込み用磁気
ヘッドの検査をいう。）、により、それぞれ、達成され
る。

【０００９】尚、正しくデータの書き込みが実施されて
いない場合には、磁気ディスクユニットに格納されたデ
ータがどこまで保証されているか不明なため、そのユニ
ットの使用は中断する。このような措置をとっても、デ
ィスクアレイシステムであれば、使用を中断した磁気デ
ィスクユニットに格納されていたデータを再生できるの
で、データ記憶装置全体として上記の不具合は解消でき
る。

【００１０】また、書き込み用磁気ヘッドが故障した状
態で、読み出し用磁気ヘッドが正常であれば、磁気ディ
スクユニットからデータを読み出し、新たな交換用の磁
気ディスクユニットへデータを複写できる。その後は通
常のデータ処理を続行できるので、書き込み用磁気ヘッ
ドのみの故障が発見できれば、その磁気ディスクユニッ
トの故障ヘッドに対応する媒体面に格納されたデータの
回復は可能である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、ディスクアレイ
システム、サーバー装置その他の磁気ディスクユニット
を制御する制御装置を有するデータ記憶装置に適用した
例を図面に示す。図１は、磁気ディスク装置４０が制御
装置２０を有する場合の構成例（ブロック図）を示した
ものである。磁気ディスクユニット３０を以下、単に、
磁気ディスク３０と略称する。尚、磁気ディスクユニッ
ト３０の内部に、ヘッドチェック機能を持たせても良
い。この場合には磁気ディスクユニットの制御回路に、
後述する機能を含めてヘッドチェックの機能が搭載され
ることとなる。

【００１２】磁気ディスク装置４０の上位装置であるホ
ストコンピュータ１０は、ホストインタフェース５０を
介して、磁気ディスク装置４０と接続される。

【００１３】磁気ディスク装置４０は、制御装置２０、
磁気ディスク３０、及び、制御装置２０と磁気ディスク
３０を接続するディスクインタフェース６０から構成さ
れる。制御装置２０は、ホストコンピュータ１０とのデ
ータの授受、転送を制御するインタフェースコントロー
ラ２１、磁気ディスク３０とのデータの授受、転送を制
御するハードディスクコントローラ２２、それらのデー
タ転送速度の違いを吸収し制御装置２０内部のデータ転
送を制御するバッファコントローラ２３（バッファ２
３）、スループット向上のためにデータを一時的に格納
するライトキャッシュ２４１とリードキャッシュ２４２
から成るキャッシュメモリ２４、それらを制御する制御
プロセッサ２５、及び、データのアドレス、キャッシュ
の占有状況、その他の制御情報を格納する揮発性の内部
メモリ２６により構成される。

【００１４】磁気ディスク３０は、モード設定情報を格
納する管理エリア３１、ユーザがデータ領域として使用
するユーザエリア３２、及び、書き込み用磁気ヘッドの
故障に起因する書き込み異常が発生しないかを検出する
ために用いられるヘッドチェック専用シリンダ３３から
構成される。

【００１５】ホストコンピュータ１０から発せられるリ
ード要求（リード命令）は、ホストインタフェース５０
を介し、インタフェースコントローラ２１により制御プ
ロセッサ２５に通知される。

【００１６】制御プロセッサ２５は、リード命令を受領
すると、その要求アドレス及びレングスをホスト要求処
理、アドレス、レングステーブル２６１にセーブする。
これに伴い、ハードディスクコントローラ２２にリード
処理の実行を指令し、読んだデータをホストコンピュー
タ１０に転送するため、バッファコントローラ２３及び
インタフェースコントローラ２１のデータ転送の起動を
実行する。この時、磁気ディスク３０から読んだデータ
は、キャッシュ２４内のリードキャッシュ２４２に一時
的に格納される。 ホストコンピュータ１０からライト命令を受領すると、
制御プロセッサ２５は、その要求アドレス及びレングス
をホスト要求処理、アドレス、レングステーブル２６１
にセーブする。これに伴い、書き込むべきデータをホス
トコンピュータ１０から転送するため、バッファコント
ローラ（バッファ）２３及びインタフェースコントロー
ラ２１のデータ転送の起動を実行する。これとともに、
ハードディスクコントローラ２２にライト起動を実行す
る。このとき、ホストコンピュータ１０から転送された
書き込みデータは、一時的にキャッシュ２４内のライト
キャッシュ２４１に格納される。

【００１７】ホストコンピュータ１０からライト・アン
ド・ベリファイ命令を受領すると、制御プロセッサ２５
は、その要求アドレス及びレングスをホスト要求処理、
アドレス、レングステーブル２６１にセーブする。これ
に伴い、書き込むべきデータをホストコンピュータ１０
から転送するため、バッファコントローラ（バッファ）
２３及びインタフェースコントローラ２１のデータ転送
の起動を実施する。これとともに、ハードディスクコン
トローラ２２にライト処理の起動を実施する。このと
き、ホストコンピュータ１０から転送された書き込みデ
ータは、一時的にキャッシュ２４内のライトキャッシュ
２４１に格納される。ライト処理終了後、制御プロセッ
サ２５は、ハードディスクコントローラ２２に対し、ベ
リファイ処理の起動を実施し、磁気ディスク３０に対し
書き込み処理を行ったセクタから、データを読み出し、
書き込みデータとコンペアチェックを行う。

【００１８】従来の技術では、電源投入後に磁気ディス
ク３０の正常回転を検出した後、制御プロセッサ２５は
ハードディスクコントローラ２２へ、全ヘッドに対して
のヘッドチェック専用シリンダ３３へのライト起動を実
施する。その後、同一セクタへのリード起動を実施し、
各ヘッドで書き込んだデータと読み出したデータが一致
することを確認することによって、書き込み異常が発生
しないかをチェックしていた。しかし、電源投入時に異
常なしと判断されたヘッドが、使用中に断線等が発生し
書き込み異常となった場合、未書き込みに気付かないと
いう問題が起こるため、磁気ディスク装置４０を使用中
にヘッドが正常に書き込み動作が実行できるかチェック
する必要がある。

【００１９】先ず、図２を用いて、従来のホストコンピ
ュータ１０からライト・アンド・ベリファイ命令を発行
し、ヘッドチェックを行う方法を説明する。ホストコン
ピュータ１０は、通常のライト命令その他の命令を発行
（）後に、ヘッドチェック処理を実施する。このた
め、ヘッドチェックに使用するセクタへのライト・アン
ド・ベリファイ命令を磁気ディスク装置４０に発行する
（）。ライト・アンド・ベリファイ命令を受領した磁
気ディスク装置４０は、指定セクタへのシーク、回転待
ちの後、磁気ディスク３０へデータを書き込む（）。
そして、同一セクタからデータを読み出し（）、ライ
トしたデータとリードしたデータを比較し（）、ヘッ
ドチェックを行っていた。

【００２０】この方法では、ホストコンピュータ１０は
定期的に各ヘッドに対して、前記の処理を行わなければ
ならず、ホストコンピュータ１０の負担となり、他の処
理が実施できないため、性能が劣化するという問題が発
生していた。

【００２１】この問題を解決するため、ホストコンピュ
ータ１０から書き込みを正常に実施しているかを確認す
るライト・アンド・ベリファイ命令を受領しなくても、
本発明を適用した磁気ディスク装置４０自身が、ヘッド
チェック専用シリンダ３３を用いてヘッドチェックを実
施する。この時の、ホストコンピュータ１０及び磁気デ
ィスク装置４０の動作シーケンスを図３に示す。

【００２２】ホストコンピュータ１０からのコマンドを
処理（）しながら、一定時間毎に、ホストコンピュー
タ１０からコマンドを受領していないかチェックする。
ホストコンピュータ１０からのコマンド受領が所定の時
間ない場合は、各ヘッドでヘッドチェック専用シリンダ
３３でのライト起動（）及びリード起動（）を実施
し、書き込んだデータと読み出したデータをコンペアチ
ェックし（）、書き込み異常が発生しないことを確認
する。

【００２３】上記のヘッドチェック専用シリンダ３３を
用いたヘッドチェック方法は、ホストコンピュータ１０
がライト・アンド・ベリファイ命令を発行しなくても良
いため、ホストコンピュータ１０自身の負担はなくな
る。しかし、磁気ディスク装置４０内部では、ヘッドチ
ェックを行うたびにヘッドチェック専用シリンダ３３へ
シークし、ライト／リード動作を行うため、時間がかか
り、この分は性能が劣化することとなる。

【００２４】この性能劣化を回避するには、ホストコン
ピュータ１０からのライト命令を利用して、ヘッドチェ
ックを行うようにすればよい。このときのホストコンピ
ュータ１０及び磁気ディスク装置４０の動作シーケンス
を図４に示す。

【００２５】ホストコンピュータ１０からライト命令を
受領し（）、ライト動作が終了した直後、ホストコン
ピュータ１０からのコマンド受領がない場合には、直前
に書き込んだセクタからリード処理を実施し（）、書
き込んだデータと読み出したデータを比較し（丸付き1
0）、チェックを行う。ヘッドチェック専用シリンダ３
３を用いたヘッドチェック方法に比べ、このホストコン
ピュータ１０からのライト命令を利用したヘッドチェッ
クでは、ヘッドチェック専用シリンダ３３へのシーク動
作とライト動作が不要なため高速なヘッドチェックが可
能である。

【００２６】次に、ライトキャッシュ２４１に残ってい
る、複数のライトデータを用いてヘッドチェックを行う
方法を図５、図６、図７を用いて説明する。図５はキャ
ッシュされたデータを管理するキャッシュ管理テーブル
２６５の構成図である。磁気ディスク装置４０は、スル
ープット向上のため、キャッシュメモリ２４を使用して
いる。ホストコンピュータ１０からライト命令を受領し
た場合、書き込みデータをライトキャッシュ２４１に格
納し、図５のキャッシュ管理テーブル２６５を用いて、
このデータを管理する。キャッシュ管理テーブル２６５
には、当該セグメントのデータが有効かどうかを示すキ
ャッシュデータ有効フラグ（Ａ）、セグメントの開始位
置を知らせるスタートバッファアドレス（Ｂ）、セグメ
ントの大きさを示したセグメントサイズ（Ｃ）、データ
がセグメントのどこの位置から格納されているかを示す
キャッシュアドレス（Ｄ）、格納されているデータのブ
ロック数を示すキャッシュレングス（Ｅ）、格納されて
いるデータが磁気ディスク上のどこに書き込まれるデー
タかを示すＬＢＡ（Logical Block Address）（Ｆ）
が、セグメント毎に記録してある。

【００２７】図６は、セグメント分割されたライトキャ
ッシュ２４１のブロック図、図７は複数のライトデータ
を用いてヘッドチェックを行う場合のタイミングチャー
トである。ホストコンピュータ１０からデータのライ
ト命令を受領すると、制御プロセッサ２５は、その要求
アドレス及びレングスをホスト要求処理、アドレス、レ
ングステーブル２６１（図１）にセーブし、同時に、ホ
ストコンピュータ１０から転送されたデータ（図６）
を、キャッシュ２４内のライトキャッシュ２４１のセグ
メント１へ格納し、キャッシュ管理テーブル２６５にデ
ータの情報を記録する。

【００２８】次に、ライト起動を実施し、磁気ディスク
３０の要求アドレスへデータを書き込む。この直後、
引き続いてホストコンピュータ１０からデータ、デー
タのライト命令を受領すると、データの場合と同様
に、ライトキャッシュ２４１のセグメント２、セグメン
ト３へデータ、データをそれぞれ格納し、キャッシ
ュ管理テーブル２６５にデータ、データの情報を記
録する。データの書き込み終了後、ホストコンピュー
タ１０からのアクセス要求を優先させ、データ、デー
タのライト起動を実施する。

【００２９】データの書き込み終了後、ホストコンピ
ュータ１０からアクセス要求がない場合、ライトキャッ
シュ２４１に残っているデータ、データ、データ
を用いて、リードチェックを行う。この時、キャッシュ
管理テーブル２６５のデータ、データ、データに
対応した磁気ディスク上のアドレス（ＬＢＡ）から、磁
気ディスク上のシリンダ、ヘッド、セクタを求め、現在
位置から最も近いシリンダのデータを先にチェックする
ようにする。

【００３０】先ず、シーク動作の必要ないデータを書
き込んだセクタを磁気ディスクから読み、ライトキャッ
シュ２４１上のデータとコンペアチェックを行う。次
に現在位置から最も近いシリンダのデータを書き込ん
だセクタを磁気ディスク３０から読み、ライトキャッシ
ュ２４１上のデータとコンペアチェックを行う。その
後、データを書き込んだセクタを読み込み、ライトキ
ャッシュ２４１上のデータとコンペアチェックを行
う。

【００３１】以上のように、ホストコンピュータ１０か
らのライト命令を利用して、ヘッドチェックを実施した
場合に、ホストコンピュータ１０から受領したライト命
令がヘッドを跨るライト動作だった場合、図８のように
書き込んだ最終ヘッドから順にヘッドを戻ってリードチ
ェックを行うが、この時、ヘッドチェンジ時間を考慮
し、最短時間でリードチェックが終了するように、リー
ドするセクタを算出する。

【００３２】通常、磁気ディスク装置では、２つのヘッ
ドに跨るリードの場合に、ヘッドチェンジ直後に次トラ
ックのセクタを回転待ちなしで読み込めるように、現ト
ラックの最終セクタと次トラックの先頭セクタの物理セ
クタ数をトラックスキュー値として管理している。ノッ
チゾーンドライブの場合は、ノッチ毎にトラック当たり
のセクタ数が異なるため、ノッチテーブル２６５上にノ
ッチ単位でトラックスキュー値を管理している。

【００３３】ヘッドチェンジの際に、回転待ちなしでヘ
ッドチェンジを行う方法を、図９のフローチャートに沿
って説明する。図８の場合、先ず、ヘッドＮ＋２のトラ
ックの先頭セクタを用いてリードチェックする（１０
０）。次に、現ヘッドＮ＋２がライト開始ヘッドかどう
かチェックし（１１０）、ライト開始ヘッドＮではない
ので、ヘッドチェンジを起動し（１２０）、ヘッドチェ
ンジ後のセクタ位置を計算する（１３０）。

【００３４】現在のトラックでのセクタ位置にトラック
スキュー値＋１を加えることにより、ヘッドチェンジ後
の回転待ちが最小となるセクタ位置は算出できる。算出
したセクタがライトした範囲に入っているかチェックし
（１４０）、範囲内ならば算出したセクタを用いてリー
ドチェックを行い（１５０）、範囲外ならば書き込み先
頭セクタを回転待ち後リードチェックを行う（１６
０）。この操作を、ライトを開始したヘッドＮのリード
チェックを行うまで繰り返す。

【００３５】このようにリードチェックを行えば、ヘッ
ドチェンジの際、回転待ちが発生しないので最短時間で
リードチェックを終了させることができる。

【００３６】これまで説明してきたように、ホストコン
ピュータ１０からのライト命令によるライト動作直後に
ホストコンピュータ１０からの次のアクセス要求を受領
している場合は、当該アクセスを優先させる。しかし、
書き込み異常となるセクタを最低限に抑えるようにし、
信頼性を向上させるため、ある一定時間以上、ヘッドチ
ェックを実施していないヘッドは、ホストコンピュータ
１０のアクセス要求よりもヘッドチェックを優先させる
ようにする。これを図１０で示すヘッドチェックテーブ
ル２６２を用いて説明する。

【００３７】ヘッドチェックテーブル２６２は内部メモ
リ２６内に設けられ、ヘッドチェック専用シリンダ３３
を使用する場合に用いるデータパターン及びヘッドチェ
ックを行った時間をヘッド毎に記録するテーブルであ
る。現在、ホストコンピュータ１０から受領したライト
命令を実行中で、次のコマンドを受領した場合、ヘッド
チェックテーブル２６２における、現在ライト起動中の
コマンドのヘッド番号に対応するチェック時間（Ｈ）と
現在時刻の差から、ヘッドチェックを実行していない時
間を求め、この値が一定時間以上経過している場合はヘ
ッドチェックを優先して実行し、ホストコンピュータ１
０から受領した次のコマンドを待たせるようにする。

【００３８】次のコマンドを待たせる方式としては、現
在実行中のライト命令の終了をホストコンピュータ１０
に返す前にヘッドチェックを実行する方式と、現在実行
中のライト命令の書き込み終了後、直ちに終了ステータ
スをホストコンピュータ１０に返し、次に受領するコマ
ンドの実行を遅らせる方式が実現可能である。

【００３９】上記のような処理を行っていると、ホスト
コンピュータ１０から受領するコマンドが特定ヘッドに
偏っている場合、ヘッドチェックが長時間実施されない
ヘッドが現れ、書き込み異常ヘッドの検出が遅れてしま
う。また、ホストコンピュータから長時間アクセスがな
く、その後、ライト命令を受領すると、書き込みを実施
するヘッドではすべてリードチェックを行うため、ホス
トコンピュータ１０から受領した次のコマンドを待たせ
ることになり、性能が劣化してしまう。

【００４０】これを解決するため、ヘッドチェックテー
ブル２６２において、チェック時間（Ｈ）と現在時間と
の差が一定時間を超えるヘッドが存在するか否かを一定
時間毎にチェックし、ヘッドチェック専用シリンダ３３
を使用してライト動作及びリード動作を実行し、書き込
んだデータと読み込んだデータを比較することにより、
ヘッドチェックを行うようにする。

【００４１】ヘッドチェック専用シリンダ３３を用いて
ヘッドチェックを実施する場合、ヘッドチェックに使用
する書き込みデータパターンは、前回書き込んだデータ
パターンを用いると、書き込みが正常にできていなくて
も書き込んだデータと読み込んだデータが一致し、書き
込み異常が検出できない。このため、各ヘッドで毎回異
なるようにし、前回書き込んだデータパターンを用いな
いようにする必要がある。そのため、ヘッドチェックテ
ーブル２６２の各ヘッドのデータパターン（Ｇ）の値を
利用する。

【００４２】データパターンは、範囲０〜０ｘＦＦの１
バイトのデータとする。ヘッドチェック実施の際に、ヘ
ッドチェックテーブル２８の当該ヘッドのデータパター
ン（Ｇ）の値をヘッドチェックに用い、終了後はデータ
パターン（Ｇ）の値を一つ増やし、０ｘＦＦを超えた場
合は０にするという処理を行う。このことから各ヘッド
では毎回異なるデータパターンでのヘッドチェックが可
能となる。

【００４３】このようなヘッドチェック専用シリンダ３
３を使用したヘッドチェックを行っていると、ヘッドチ
ェック専用シリンダへのシーク動作が必要になるため、
ホストコンピュータ１０からのコマンドが待たされ、コ
マンド遅延が発生する。この問題を解決するため、磁気
ディスク３０内に書き込み異常のチェックを行うヘッド
チェック専用シリンダを１シリンダだけでなく、複数設
けるようにしても良い。

【００４４】ノッチゾーンドライブの場合は、図１１の
ように各ノッチに一つずつヘッドチェック専用シリンダ
を設け、現在位置付いているシリンダのノッチ内にある
ヘッドチェック専用シリンダへシークし、ヘッドチェッ
クを行う。これによりシーク時間が短くなる。なお、こ
の場合、ヘッドチェックテーブル２８の各ヘッドのデー
タパターン（Ｇ）の値を、ヘッドチェック専用シリンダ
数分持つ必要がある。

【００４５】これまで述べてきたようなヘッドチェック
を行っていて、書き込み異常が発生した場合のエラー報
告について説明する。先ず、ホストコンピュータ１０か
らの当該異常ヘッドに対するアクセス要求には、ヘッド
ショートによるアクセス不可のエラー報告を行う。ホス
トコンピュータ１０から受領したコマンドが当該異常ヘ
ッドへのアクセスかどうかは、図１２のような検索ルー
チンを用いることにより、実現できる。

【００４６】ホストコンピュータ１０から受領したＣＤ
Ｂ（Command Descriptor Block）のＬＢＡ（Logical Bl
ock Address）及び、ＬＢＡ＋レングスを、磁気ディス
クのシリンダ（Ｃ）、ヘッド（Ｈ）、セクタ（Ｓ）に変
換し、アクセス開始ヘッド、終了ヘッドを求める（２０
０）。先ず、アクセス開始ヘッドをｘに代入し（２１
０）、ｘが当該異常ヘッドと一致するかチェックする
（２２０）。一致している場合は、アクセス不可とし
（２６０）、一致していない場合はアクセス可能とする
（２３０）。

【００４７】ついで、ｘを１増やし（２４０）、ｘがア
クセス終了ヘッドより大きいかチェックし（２５０）、
大きければ終了し、大きくなければステップ２２０に戻
り、ヘッド番号がアクセス終了ヘッドに達するか、アク
セス不可となるまで繰り返す。

【００４８】次に、書き込み不正の可能性のあるセクタ
を特定するため、図１３のように、ホストコンピュータ
１０から受領したライト命令の履歴をヘッド毎に記録す
る、ライト命令履歴テーブル２６３を内部メモリ２６内
に設ける。

【００４９】ホストコンピュータ１０からライト命令を
受領すると、ホストコンピュータ１０から受領したＣＤ
ＢのＬＢＡ及びレングスから、磁気ディスク３０のシリ
ンダ（Ｃ）、ヘッド（Ｈ）、セクタ（Ｓ）を変換して獲
得し、当該ヘッド番号のライト命令履歴テーブル２６３
のネクストエントリー番号が指す位置に、シリンダ
（Ｃ）、セクタ（Ｓ）及びレングスを記録し、ヘッド番
号のネクストエントリー番号をインクリメントする。

【００５０】このとき、ホストコンピュータ１０からの
ライト命令が、複数のヘッドに跨って発生する場合は、
複数のヘッドに関して、ライト命令履歴テーブルを更新
する。ヘッドチェックが実施され、正常であることが確
認できたら、ヘッド番号のネクストエントリー番号をリ
セットする。例えば、ヘッド番号５でヘッドチェックを
行ったところ書き込み異常が検出された場合には、前回
ヘッド番号５をチェックした時点以降のヘッド番号５に
よる書き込みセクタ、すなわち、当該異常ヘッド番号５
のライト命令履歴テーブル２６３に記録されているセク
タは、書き込み不正の可能性がある。このように、履歴
を残しておくことにより、書き込み不正の可能性のある
セクタを特定することができる。

【００５１】ホストコンピュータ１０から書き込み不正
の可能性があるセクタへのリード命令を受領した場合
は、リード不可としてホストコンピュータ１０にエラー
報告する。ホストコンピュータ１０から受領したリード
命令が書き込み不正の可能性があるセクタへのアクセス
かどうかをチェックするには、図１４のような検索ルー
チンを用いることにより実現する。

【００５２】ホストコンピュータ１０から受領したＣＤ
ＢのＬＢＡ及び、ＬＢＡ＋レングスを、磁気ディスクの
シリンダ（Ｃ）、ヘッド（Ｈ）、セクタ（Ｓ）に変換し
（３００）、アクセス開始ヘッド、終了ヘッドを求め
る。先ず、ｘにアクセス開始ヘッドを代入し（３１
０）、ｘが当該異常ヘッドと一致するかチェックする
（３２０）。一致していなければアクセス可能であり
（３６０）、一致していれば、異常ヘッド番号のライト
命令履歴テーブル２６３のシリンダ（Ｊ）と一致するも
のが存在するか検索する（３３０）。

【００５３】これで、一致していなければアクセス可能
であり（３６０）、一致していれば、異常ヘッド番号の
ライト命令履歴テーブル２６３の一致したシリンダ
（Ｊ）のセクタ（Ｋ）からレングス（Ｌ）の範囲内にホ
ストコンピュータ１０から受領したＣＤＢのセクタ範囲
が存在するか検索する（３４０）。これが存在していな
ければアクセス可能であり（３６０）、存在すればアク
セス不可となる（３５０）。

【００５４】アクセス可能となった場合は、ｘを１増や
し（３７０）、ｘがアクセス終了ヘッドより大きいかチ
ェックする（３８０）。大きければ終了し、大きくなけ
ればステップ３２０に戻り、ヘッド番号がアクセス終了
ヘッドに達するか、アクセス不可となるまで繰り返す。

【００５５】上記２つのエラー報告、書き込み異常ヘッ
ドに対してアクセス不可のエラーとすること、あるい
は、書き込み不正の可能性のあるセクタへのリード命令
に対して読み込み不可とすること、このどちらの範囲を
アクセス不可とするか、両方ともアクセス不可とする
か、両方ともアクセス可能とするかをホストコンピュー
タ１０からパラメータを用いて設定可能とする。

【００５６】以上のようにライト命令を記録しておいて
も、ヘッドチェックで正常と判断された時間から次に正
常と判断される時間までに、ホストコンピュータ１０か
らライト命令を受領し書き込みを行ったセクタに対する
リード命令を受領した場合、当該データがライトキャッ
シュ２４１上に残っていなければ、磁気ディスク３０か
ら読むことになるが、このデータは書き込み不正の可能
性がある。

【００５７】そのため、ライト命令履歴テーブル２６３
に記録されているセクタに対するリード命令を受領した
場合は、対象ヘッドのヘッドチェックを専用シリンダ３
３を用いて実施し、正常と判断された場合のみリード処
理を実行するようにする。また、先読みを実施している
場合も、先読み範囲がライト命令履歴テーブル２６３に
存在する場合は、先読みを中止または先読みデータを無
効にする。

【００５８】実際の処理は、図１５のような検索ルーチ
ンを用いる。ホストコンピュータ１０から受領したＣＤ
ＢのＬＢＡとレングスから、キャッシュメモリ２４上に
データが残っていないか検索し、磁気ディスク上から読
み込むべきセクタのＬＢＡとレングスを求める（４０
０）。このＬＢＡ及び、ＬＢＡ＋レングスを、磁気ディ
スクのシリンダ（Ｃ）、ヘッド（Ｈ）、セクタ（Ｓ）に
変換し（４１０）、アクセス開始ヘッド、終了ヘッドを
求める。

【００５９】先ず、ｘにアクセス開始ヘッドを代入し
（４２０）、ｘが当該異常ヘッドと一致するかチェック
する（４３０）。一致していなければリード可能であり
（４９０）、一致していれば、異常ヘッド番号のライト
命令履歴テーブル２６３のシリンダ（Ｊ）と一致するも
のが存在するか検索する（４４０）。

【００６０】これで、一致していなければリード可能で
あり（４９０）、一致していれば、異常ヘッド番号のラ
イト命令履歴テーブル２６３の一致したシリンダ（Ｊ）
のセクタ（Ｋ）からレングス（Ｌ）の範囲内に磁気ディ
スク上から読み込むべきセクタ範囲が存在するか検索す
る（４５０）。

【００６１】これが存在していなければリード可能であ
り（４９０）、存在すればヘッドチェック専用シリンダ
でヘッドチェックを行う（４６０）。ヘッドチェックで
異常となった場合はリード不可とする（４８０）。正常
となった場合はリード可能とし（４９０）、ｘを１増や
し（５００）、ｘがアクセス終了ヘッドより大きいかチ
ェックする（５１０）。大きければ終了し、大きくなけ
ればステップ４３０に戻り、ヘッド番号がアクセス終了
ヘッドに達するか、リード不可となるまで繰り返す。

【００６２】このような処理を行っていると、ホストコ
ンピュータ１０からのアクセスパターンによっては、頻
繁にヘッドチェックを行ってしまい、リード命令が遅く
なってしまうので、上記処理を実施するかしないかをホ
ストコンピュータ１０からモードパラメータを用いて設
定可能とする。

【００６３】また、書き込み異常を定期的にチェックす
る時間間隔と、ホストコンピュータからのアクセス要求
よりもヘッドチェックを優先するしきい値時間をホスト
コンピュータ１０からパラメータを使用して設定可能と
する。

【００６４】本発明の実施例で示した磁気ディスク装置
４０を用いて、図１６のようなディスクアレイシステム
を構成した場合、構成する磁気ディスク装置４０の台数
及びホストインタフェース５０の転送速度、ホストシス
テムのキャッシュ７２の容量から、最適なヘッドチェッ
クを優先するしきい値時間が算出できる。

【００６５】ディスクアレイシステムは、ホストＣＰＵ
７０、チャネルアダプタ７１、キャッシュ７２、ディス
クアダプタ７３、ホストインタフェース５０、磁気ディ
スク装置４０で構成されている。例として、１６台の磁
気ディスク装置４０が、４本のホストインタフェース５
０でディスクアダプタ７３と接続されており、ホストイ
ンタフェース５０の転送速度２０ＭＢ／ｓ、ホストシス
テムのキャッシュ７２の容量４ＧＢとした場合を考えて
みる。

【００６６】接続された１６台の磁気ディスク装置４０
に対して、平均してシーケンシャルなライト命令が発行
されたとすると、４本のホストインタフェース５０で接
続されているから、全体の転送速度は、４ｘ２０ＭＢ／
ｓ＝８０ＭＢ／ｓとなる。この転送速度でデータ転送す
るため、４ＧＢ÷８０ＭＢ／ｓ≒５０ｓの間は、各磁気
ディスク装置４０への書き込みデータが、ホストシステ
ムのキャッシュ７２上に存在することになる。

【００６７】これより、各磁気ディスク装置４０の各ヘ
ッドを、５０ｓに１回、チェックするようにすれば、た
とえ、磁気ディスク装置４０のヘッド異常が発生しても
データが消失してしまうことはなくなる。この結果よ
り、この５０ｓという値を、ホストコンピュータからの
アクセス要求よりもヘッドチェックを優先するしきい値
時間として、磁気ディスク装置４０へ設定すればよい。

【００６８】本発明の実施例で示した磁気ディスク装置
４０を用いて、図１６のようなディスクアレイシステム
を構成することにより、書き込み不正発生時のデータ消
失を最低限に抑えることができ、信頼性を向上させるこ
とができる。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、磁気ディスク装置自身
が、１）磁気ディスク装置の専用シリンダを使用し、定
期的に、各ヘッドで書き込み動作後、同一セクタをリー
ド処理し、正しくデータが書き込まれているかをチェッ
クすること、及び、２）ホストコンピュータからのライ
ト命令を利用し、ライトした直後に最適なセクタをリー
ドチェックすることにより、磁気ディスク装置の書き込
み不正の防止をホストコンピュータへの負担無しに実行
し、性能の劣化を抑えること、また、３）磁気ディスク
装置自身が実行したヘッドチェックとそのエラー報告に
より、電源投入の際には正常であったヘッドが使用中に
異常となると、データの書き込み不全に気付かないとい
う問題も解決できた。

【００７０】加えて、ホストコンピュータから発行され
たライト命令の履歴と、各ヘッドでのリードチェックの
履歴を残すことにより、ヘッド異常を検出した場合に、
データ不正の可能性のあるセクタを特定でき、データ消
失を最低限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成説明図である。

【図２】従来のホストコンピュータからヘッドチェック
を行う場合の説明図である。

【図３】実施例で、磁気ディスク自身がヘッドチェック
専用シリンダを用いてヘッドチェックを行う場合の説明
図である。

【図４】実施例で、ホストコンピュータからのライト命
令を利用してヘッドチェックを行う場合の説明図であ
る。

【図５】実施例における、キャッシュ管理テーブルの構
成図である。

【図６】実施例で複数のライトキャッシュセグメントを
用いてヘッドチェックを行う場合の説明図である。

【図７】実施例で複数のライトキャッシュセグメントを
用いてヘッドチェックを行う場合の説明図である。

【図８】実施例で、ヘッドチェックが複数のヘッドに跨
る場合の説明図である。

【図９】実施例で、ヘッドチェックが複数のヘッドに跨
る場合のフローチャートである。

【図１０】実施例におけるヘッドチェックテーブルの構
成図である。

【図１１】実施例で、各ノッチにヘッドチェック専用シ
リンダを設置した場合の説明図である。

【図１２】実施例で、ホストコンピュータからのアクセ
スが当該異常ヘッドへのアクセスかどうかを判定するフ
ローチャートである。

【図１３】実施例におけるライト命令履歴テーブルの構
成図である。

【図１４】実施例で、ホストコンピュータからのアクセ
スが、書き込み不正の可能性のあるセクタへのアクセス
かを判定するフローチャートである。

【図１５】実施例で、ホストコンピュータからのリード
アクセスが、書き込み不正の可能性のあるセクタへのア
クセスかを判定するフローチャートである。

【図１６】本発明の実施例で示した磁気ディスク装置を
用いて構成したディスクアレイシステムの構成図であ
る。

【符号の説明】

１０…ホストコンピュータ、 ２０…制御装置 ２１…インタフェースコントローラ、２２…ハードディ
スクコントローラ ２３…バッファコントローラ（バッファ）、２４…キャ
ッシュメモリ、２４１…ライトキャッシュ、 ２４
２…リードキャッシュ、２５…制御プロセッサ、
２６…内部メモリ、２６１…ホスト要求処理，ア
ドレス，レングステーブル、２６２…ヘッドチェックテ
ーブル、２６３…ライト命令履歴テーブル、２６４…ノ
ッチテーブル、 ２６５…キャッシュ管理テーブ
ル、３０…磁気ディスク、 ３１…管理エ
リア、３２…ユーザエリア、 ３３…ヘッ
ドチェック専用シリンダ、４０…磁気ディスク装置、
５０…ホストインタフェース、６０…ドライブ
インタフェース、 ７０…ホストＣＰＵ、７１…チャ
ネルアダプタ、 ７２…キャッシュ、７３…デ
ィスクアダプタ。

フロントページの続き (72)発明者 村田 恵輔 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 城戸 一也 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 秦 裕二 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データの読み出し専用のヘッドを備えた磁
   気ディスクユニットにおける、又は、これを用いたデー
   タ記憶装置における、書き込みデータのチェック方法で
   あって、 ライト命令を受領する第１のステップと、 第１のステップにおけるライト命令に応じて、ライト動
   作を行う第２のステップと、 第２のステップのライト動作の終了を発する第３のステ
   ップと、 第３のステップの終了が発せられてから所定の時間が経
   過した後に、命令を受領することなく、ライト動作を行
   う第４のステップと、 第４のライト動作が行われた磁気記録媒体からデータを
   読み出す第５のステップと、 第４のステップのライト動作に用いたデータと、第５の
   ステップの読み出されたデータとを比較する第６のステ
   ップとを有する書き込みデータのチェック方法。
2. 【請求項２】ＭＲヘッドを備えた磁気ディスクユニット
   における、又は、これを用いたデータ記憶装置におけ
   る、書き込みデータのチェック方法であって、 ライト命令を受領する第１のステップと、 第１のステップにおけるライト命令に応じて、ライト動
   作を行う第２のステップと、 第２のステップのライト動作の終了を発する第３のステ
   ップと、 第３のステップの終了が発せられてから所定の時間が経
   過した後に、命令を受領することなく、リード動作を行
   う第４のステップと、 第２のステップのライト動作に用いたデータと、第４の
   ステップで読み出されたデータとを比較する第５のステ
   ップとを有する書き込みデータのチェック方法。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２記載の書き込みデー
   タのチェック方法において、更に、 比較した結果に応じて信号を発するステップを含む書き
   込みデータのチェック方法。
4. 【請求項４】データの読み出し専用のヘッドを備えた磁
   気ディスクユニットにおける、又は、これを用いたデー
   タ記憶装置における、書き込みデータのチェック方法で
   あって、 ライト命令を受領する第１のステップと、 第１のステップのライト動作の終了を発する第２のステ
   ップと、 ライト命令を更に受領する第３のステップと、 第３のステップのライト動作の終了を発する第４のステ
   ップと、 ライト動作を行う第５のステップと、 更に、もう１つのライト動作を行う第６のステップと、 第４のステップの終了が発せられてから所定の時間が経
   過した後に、命令を受領することなく、リード動作を行
   う第７のステップと、 第７のステップの後に、更に、もう１つのリード動作を
   行う第８のステップと、 ライト動作に用いたデータと、読み出されたデータとを
   比較する第９のステップと、 もう１つのライト動作に用いたデータと、もう１つの読
   み出されたデータとを比較する第１０のステップとを有
   する書き込みデータのチェック方法。
5. 【請求項５】ＭＲヘッドを備えた磁気ディスクユニット
   における、又は、これを用いたデータ記憶装置におけ
   る、書き込みデータのチェック方法であって、 ライト命令を受領する第１のステップと、 第１のステップのライト動作の終了を発する第２のステ
   ップと、 ライト命令を更に受領する第３のステップと、 第３のステップのライト動作の終了を発する第４のステ
   ップと、 第１のステップにおけるライト命令に応じて、ライト動
   作を行う第５のステップと、 第３のステップにおけるライト命令に応じて、ライト動
   作を行う第６のステップと、 第４のステップの終了が発せられてから所定の時間が経
   過した後に、命令を受領することなく、第６のステップ
   で書き込んだデータに対しリード動作を行う第７のステ
   ップと、 第５のステップで書き込んだデータに対しリード動作を
   行う第８のステップと、 第６のステップのライト動作に用いたデータと、第７の
   ステップで読み出されたデータとを比較する第９のステ
   ップと、 第５のステップのライト動作に用いたデータと、第８の
   ステップで読み出されたデータとを比較する第１０のス
   テップとを有する書き込みデータのチェック方法。
6. 【請求項６】請求項４記載の書き込みデータのチェック
   方法において、 第５のステップの後に第６のステップが行われ、 第７のステップにおいては第６のステップで書き込まれ
   たデータに対しリード動作が行われ、 第８のステップは第７のステップの後に行われる書き込
   みデータのチェック方法。
7. 【請求項７】データの読み出し専用のヘッドを備えた磁
   気ディスクユニットにおける、又は、これを用いたデー
   タ記憶装置における、書き込みデータのチェック方法で
   あって、 ライト命令を受領する第１のステップと、 第１のステップにおけるライト命令に応じて、ライト動
   作を行う第２のステップと、 第２のステップのライト動作の終了を発する第３のステ
   ップと、 第３のステップの終了が発せられてから所定の時間が経
   過した後に、命令を受領してもこの命令を実行すること
   なく、ライト動作を行う第４のステップと、 第４のライト動作が行われた磁気記録媒体からデータを
   読み出す第５のステップと、 第４のステップのライト動作に用いたデータと、第５の
   ステップの読み出されたデータとを比較する第６のステ
   ップとを有する書き込みデータのチェック方法。
8. 【請求項８】ＭＲヘッドを備えた磁気ディスクユニット
   における、又は、これを用いたデータ記憶装置におけ
   る、書き込みデータのチェック方法であって、 ライト命令を受領する第１のステップと、 第１のステップにおけるライト命令に応じて、ライト動
   作を行う第２のステップと、 第２のステップのライト動作の終了を発する第３のステ
   ップと、 第３のステップの終了が発せられてから所定の時間が経
   過した後に、命令を受領してもこの命令を実行すること
   なく、リード動作を行う第４のステップと、 第２のステップのライト動作に用いたデータと、第４の
   ステップで読み出されたデータとを比較する第５のステ
   ップとを有する書き込みデータのチェック方法。
9. 【請求項９】請求項７又は請求項８記載の書き込みデー
   タのチェック方法において、更に、 比較した結果に応じて信号を発するステップを含む書き
   込みデータのチェック方法。
10. 【請求項１０】請求項３又は請求項９記載の書き込みデ
    ータのチェック方法を使用することにより、ある書き込
    みヘッドにアクセスを禁止する機能を有するデータ記憶
    装置。
11. 【請求項１１】請求項４又は請求項５記載の書き込みデ
    ータのチェック方法を用いてデータのチェックを行う機
    能を有するデータ記憶装置であって、 前記複数のライト命令の履歴と、前記複数の比較の履歴
    に基づいて、磁気記録媒体上のデータ不正の箇所を特定
    し、その箇所へのアクセスを禁止する機能を有するデー
    タ記憶装置。
12. 【請求項１２】請求項１、２、６、７、８、又は、１０
    記載の書き込みデータのチェック方法を用いてデータの
    チェックを行う機能を有するデータ記憶装置。