JP2006179100A - ディスク装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 パフォーマンスの低下を防止できるディスク装置を提供する。
【解決手段】 ディスク媒体１と、このディスク媒体１に対してディスクアクセスを行い、情報を読み書きするヘッドＨと、ディスク媒体１上での相対的移動軌跡が略スパイラル状となるようヘッドＨの位置を制御するヘッド制御部３と、ヘッド制御部３を制御し、アクセス先のトラックについて、当該トラック内のセクタ識別子と、論理アドレスとを関連付ける識別子テーブルを参照して、読み書きされる情報の入出力を行うとともに、当該情報の入出力中に、次にアクセスをするトラックの識別子テーブルを生成する制御部５とを含むディスク装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハードディスク装置等のディスク装置、及びその制御方法に関する。

ハードディスク装置では、同心円状に複数のトラックが形成されていることが多い。各トラックは複数のセクタに分割されている。

ディスクへのアクセスを行う場合、ホスト側となるコンピュータからは、アクセスの対象となるセクタが、例えば論理アドレス（Logical Block Address：ＬＢＡ）によって指定される。ハードディスク装置に内蔵される制御部（ハードディスクコントローラ）は、ＬＢＡをディスク上の物理的なセクタ位置を特定する情報に変換する。そして当該物理的なセクタ位置にヘッドを移動する。

このヘッドの移動は次のように行われる。すなわち、制御部は、まずＬＢＡをＣＨＳパラメータ（シリンダ・ヘッド・セクタ・パラメータ）に変換する。そして、このＣＨＳパラメータのうち、シリンダとヘッドとを特定する情報を用いて移動先のトラックを特定し、当該特定したトラックまでヘッドを移動する。この移動動作は、シーク動作と呼ばれる。

制御部は、このシーク動作の間に、上記特定されたトラックに含まれるセクタの識別子と、そのＬＢＡとを関連付けるＩＤテーブル（以下、識別子テーブルと呼ぶ）を生成しておく。そして、シーク動作が完了すると、当該生成した識別子テーブルを参照しながら、指定されたＬＢＡに対応するセクタの識別子を取得する。そして取得した識別子に対応するセクタがヘッドの位置まで回転してくるのを待って、アクセスを行う。

一方、近年では、シーケンシャルアクセスを行う場合に、シーク動作を行わないでトラック間の移動を行うアクセス方式が提案されている。なお、シーケンシャルアクセスとは、１つのトラック上のセクタを順次アクセスした後に、次の（一つ内周側または外周側）のトラックに移動して、当該次のトラックのセクタを順次アクセスする動作を繰返して行うディスクアクセス方式である。シーク動作を行わないでトラック間移動を行う方式としては、予め略スパイラル状の軌跡上にトラックを連続して記録しておくスパイラルトラック方式や、特許文献１に開示されているように、同心円状のトラックに対してヘッドの相対移動軌跡がスパイラル状になるようにヘッドを移動制御してデータの読み書きを行う方式等がある。
特開平９−１６７４５７号公報

しかしながら、スパイラルトラック方式や、スパイラル状を描くようにヘッドを移動させる方式によってシーケンシャルアクセスを行う場合、トラック間のシーク動作を行わないため、シーク時間が実質的に０となる。すなわち、シーケンシャルアクセスでは、隣接トラックへと順次移動しながらアクセスしているのであるが、スパイラル状の軌跡を追跡していれば、そのまま隣接トラックへ移動してしまうからである。

このため、シーク時間中に行っていたＩＤテーブル（識別子テーブル）の生成ができなくなる。そこで従来、次のトラックへ移動する前にディスクアクセスを一旦停止して識別子テーブルを生成し、識別子テーブルの生成が完了した後に次のトラックへのディスクアクセスを再開することとしていた。このため、識別子テーブル生成にかかる時間分だけ、パフォーマンスが低下することとなっていた。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、パフォーマンスの低下を防止できるディスク装置を提供することを、その目的の一つとする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、ディスク装置であって、ディスク媒体、前記ディスク媒体に対してディスクアクセスを行い、情報を読み書きするヘッド、ディスク媒体上での相対的移動軌跡が略スパイラル状となるよう前記ヘッドの位置を制御するヘッド制御部、及び、前記ヘッド制御部を制御し、アクセス先のトラックについて、当該トラック内のセクタ識別子と、論理アドレスとを関連付ける識別子テーブルを参照して、読み書きされる情報の入出力を行うとともに、当該情報の入出力中に、次にアクセスをするトラックの識別子テーブルを生成する制御部、を有することを特徴としている。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係るディスク装置は、図１に示すように、ディスク媒体１、ヘッドアセンブリ２、ヘッド制御部３、読み書き（ＲＷ）部４、制御部５、及び記憶部６を含んで構成されている。図１は、ディスク装置の概要を表す構成図である。

ここでヘッドアセンブリ２は、磁気ヘッドＨを含み、ディスク媒体１の表面上を相対移動しながらディスク媒体１に対してアクセスを行い、情報を磁気的に記録・再生（読み書き）する。

ヘッド制御部３は、ヘッドアセンブリ２をその軸Ｃを中心として回転移動させ、磁気ヘッドＨ部をディスク媒体１上で移動させる。本実施の形態では、このヘッド制御部３は、ディスク媒体１上での磁気ヘッドＨの相対的移動軌跡が略スパイラル状となるように、磁気ヘッドＨの位置を制御する。具体的にこのヘッド制御部３は、制御部５から入力される指示に従って、ディスク媒体１に対してシーケンシャルアクセスを行うものである。ここでヘッド制御部３は、トラックを追従等するために、ＲＷ部４から入力されるサーボ情報を利用する。

ＲＷ部４は、磁気ヘッドＨによって読み出された情報を復号し、ヘッド制御部３と、制御部５とに出力する。また、このＲＷ部４は、制御部５から入力される情報を符号化して、磁気ヘッドＨに出力する。

制御部５は、例えばマイクロプロセッサであり、記憶部６に格納されているプログラムに従って動作している。この制御部５の処理の内容については、後に詳しく述べる。

記憶部６は、例えばＳＲＡＭ等の不揮発性メモリを含んで構成される。この記憶部６は、プライマリ・ディフェクト・マップ（Primary Defect Map）を保持している。このプライマリ・ディフェクト・マップは、ディスクは、ディスク装置の出荷時の検査の結果の情報を含む。例えばプライマリ・ディフェクト・マップは、欠陥があると判断された欠陥セクタの位置情報と、その欠陥セクタの代替となるセクタの位置情報とを関連付けた欠陥セクタ情報のリストである。

また、この記憶部６は、制御部５によって実行されるプログラムを保持しており、さらに制御部５のワークメモリとしても動作する。

ここで制御部５の処理の内容について説明する。この制御部５は、機能的には、図２に示すように、識別子テーブル生成部１１と、アクセス指示部１２と、データ転送部１３とを含んで構成される。

識別子テーブル生成部１１は、セクタ識別子と論理アドレスと欠陥セクタ情報に基づく情報とを関連づけたセクタエントリを生成する。具体的にセクタエントリは、図３に示すように、セクタ識別子（Ｉ）と、論理アドレスであるＬＢＡ（Ｌ）と、当該セクタ識別子（Ｉ）によって識別されるセクタが、欠陥セクタである場合に、その代替となるセクタの位置を表す情報（Ｄ）とを関連付けたものである。この代替となるセクタ位置を表す情報（Ｄ）が、識別子テーブルの欠陥セクタに対応するセクタ識別子に欠陥がある旨の情報の一例である。識別子テーブル生成部１１は、さらに、１つのトラック分のセクタエントリを含む識別子テーブルを生成し、記憶部６のテーブル記憶領域に格納する。

本実施の形態では、シーケンシャルアクセスを行うので、この識別子テーブル生成部１１は、セクタエントリを生成したときに、当該セクタエントリに含まれる論理アドレスを１だけインクリメントした次論理アドレスを記憶部６に保持しておく。また、プライマリ・ディフェクト・マップ上で最後に使用した欠陥セクタ情報の次の欠陥セクタ情報の位置を欠陥ポインタとして保持しておく。

識別子テーブル生成部１１は、次のセクタエントリを生成する際に、記憶部６に保持した次論理アドレスと、プライマリ・ディフェクト・マップ上で欠陥ポインタの位置にある欠陥セクタ情報とを参照して、セクタエントリを生成する。そして生成したセクタエントリにおいて欠陥セクタ情報を使用すれば（つまり、生成したセクタエントリに係るセクタが欠陥セクタであった場合）、欠陥ポインタを１だけインクリメントして、記憶部６に上書きして保持させる。また、次論理アドレスの情報も１だけインクリメントして、記憶部６に上書きして保持させる。これにより、シーケンシャルアクセスのためのセクタエントリを簡便に生成することができる。

アクセス指示部１２は、ヘッドアセンブリ２によって読み書きされているトラックについて、当該トラックについての識別子テーブルを参照しながら、ヘッド制御部３に対してシーケンシャルアクセスのための指示を出力している。基本的には、識別子テーブルに記録したセクタ識別子を順次アクセスする指示を出力することになる。

データ転送部１３は、情報の読み出しと書き込みとの処理を実行するもので、情報を読み出すときにはＲＷ部４から入力される情報を記憶部６上のデータ記憶領域に転送する。またデータ転送部１３は、情報を書き込むときには、記憶部６上のデータ記憶領域から書込みの対象となる情報を読み出してＲＷ部４に当該情報を出力する。

本実施の形態において特徴的なことの一つは、識別子テーブル生成部１１が、データ転送部１３において情報の読み出しや書き込みの処理が行なわれている間、つまり読み書きされる情報の入出力中に、識別子テーブル生成部１１に対して次にアクセスされるべきトラックに含まれるセクタに係るセクタエントリを生成して識別子テーブルに記録していることである。

この制御部５の基本的な動作例は、次のようになる。すなわち、アクセス指示部１２が識別子テーブル上のセクタエントリの一つを参照して、当該セクタエントリにおけるセクタ識別子によって識別されるセクタへのアクセス指示を出力する。ここでは例えば、ｉ番目のトラックにおけるｐ番目のセクタに係るセクタエントリを参照したものとする。

データ転送部１３が、当該ｉ番目のトラックにおけるｐ番目のセクタにアクセスして、情報の読み出し又は書き込みを行う。ここでは例えば情報の読み出しを行うものとすると、データ転送部１３は、ｉ番目のトラックにおけるｐ番目のセクタに書込まれている情報を記憶部６のデータ記憶領域に書込む。

次に識別子テーブル生成部１１は、ｉ＋１番目のトラックにおけるｐ番目のセクタに対応するセクタエントリを生成する。そして、当該生成したセクタエントリを、識別子テーブル上のｉ番目のトラックにおけるｐ番目のセクタに係るセクタエントリに、上書きする。制御部５は、この一連の動作を繰返して行い、シーケンシャルアクセスを実行する。

この例によれば、識別子テーブル上のアクセス指示部１２による読み出し位置が１つ先へ進み、１つのセクタへのアクセスが行われるごとに、識別子テーブル生成部１１による書き込み位置が１つ先へ進む。

ところが、予め定めた基準セクタ位置から所定のオフセットだけ離れたセクタへのアクセスを行うときに、磁気ヘッドがトラックの中心軌道からはずれてしまっているか否かを判断し、磁気ヘッドがトラックの中心軌道からはずれている場合、制御部５は、基準セクタ位置まで戻って情報の書き込みをやり直す場合がある。

このやり直し処理をする場合、参照されたセクタエントリを直ちに上書きしてしまっていると、基準セクタ位置に係るセクタエントリが参照できない。そこで、やり直しの処理の時点で再度、基準セクタ位置からの識別子テーブルを作成する必要が生じてしまう。

そこで、識別子テーブル生成部１１は、アクセス指示部１２がセクタエントリを参照するごとに、当該参照したセクタエントリに係るセクタ識別子を取得する。そして、このセクタ識別子によって識別されるセクタと、トラック上で予め定めた基準セクタ位置との距離を算出する。

なお、ここで基準セクタ位置は、例えば「０」としておくことができる。これは略スパイラル状に磁気ヘッドを相対移動させながらアクセスを行う場合、トラック間のセクタ番号「０」の位置はシーク時間に配慮する必要がなく、いわゆるスキューなし（No Skew）となるからである。基準セクタ位置が「０」であれば、上記取得したセクタ識別子によって識別されるセクタの番号がそのまま、算出するべき距離となる。

識別子テーブル生成部１１は、算出した距離が、予め定めたオフセット以上となっているか否かを調べる。ここで算出した距離が、予め定めたオフセット以上となっている場合（つまり、上記取得したセクタ識別子によって識別されるセクタが、トラック上で予め定めた基準セクタ位置から所定のオフセット以上離れたセクタである場合）に、次にアクセスされるべきトラックに含まれるセクタに係るセクタエントリを生成する。

この場合、識別子テーブル生成部１１は少なくとも、次にアクセスされるべきトラックにおける基準セクタ位置からオフセットの位置までのセクタに係るセクタエントリを生成して、識別子テーブルに上書きして格納する。

識別子テーブル生成部１１は、アクセスされているセクタが、基準セクタ位置からオフセット以上離れたセクタである場合は、識別子テーブル上のアクセス指示部１２による読み出し位置が１つ先へ進み、１つのセクタへのアクセスが行われるごとに、次にアクセスされるべきトラックにおけるセクタエントリを一つ生成して、参照済みとなったセクタエントリに上書きする動作を行う。

本実施の形態のディスク装置は、以上の構成を有している。そして本実施の形態のディスク装置は、例えばホスト装置としてのコンピュータに接続される。コンピュータ側からは、アクセスの開始位置を表す情報とともに、シーケンシャルアクセスを開始するべき旨の指示が入力される。

すると、ディスク装置が、ディスク媒体に対する相対的移動軌跡が略スパイラル状となるよう磁気ヘッドの位置を制御し、アクセス先のトラックについて、当該トラック内のセクタ識別子と、論理アドレスとを関連付ける識別子テーブルを参照して、読み書きされる情報の入出力を行うとともに、当該情報の入出力中に、次にアクセスをするトラックの識別子テーブルを生成する。ここで、次にアクセスするトラックの識別子テーブルの生成は、アクセス中のセクタが、アクセス中のトラックにおける基準セクタ位置から、予め定めたオフセットだけ離れた位置となるまで待機してもよい。

また、ここでは識別子テーブル上のアクセス指示部１２による読み出し位置が１つ先へ進み、１つのセクタへのアクセスが行われるごとに、次にアクセスされるべきトラックにおけるセクタエントリを一つ生成して、参照済みとなったセクタエントリに上書きする動作を行うものとしたがこれに限られない。例えば、参照済みとなっているセクタエントリの数を参照し、当該数だけの次にアクセスされるべきトラックにおけるセクタエントリを生成してもよい。この場合、参照されたセクタエントリが所定の数になるごとに、当該所定の数だけのセクタエントリを生成するなどとすることができる。

こうして本実施の形態では、例えばアクセス中のセクタが、アクセス中のトラックの基準セクタ位置からオフセット未満の距離である間は、セクタエントリの生成を中断して待機しておく。そして、アクセス中のトラックの基準セクタ位置からオフセットの距離を超えると、セクタエントリの生成を開始し、生成したセクタエントリが、最後にアクセスしたセクタに対応するセクタエントリに対応するものとなったところで、再度待機状態とする。また、参照済みとなったセクタエントリが所定の数になるごとに、当該所定の数だけのセクタエントリを生成する。そしてアクセス中のトラックの最後のセクタに係るセクタエントリを上書きすると、セクタエントリの生成を中断する。そして、アクセス中のセクタが、アクセス中のトラックの基準セクタ位置からオフセットの距離以上となるまで、セクタエントリの生成を中断して待機する処理から繰り返す。

このように本実施の形態ではディスクアクセスと識別子テーブルの作成とが並列して行われるので、パフォーマンスの低下を防止できる。

本発明の実施の形態に係るディスク装置の概要を表す構成図である。 本発明の実施の形態に係るディスク装置の動作の一例を表す機能ブロック図である。 識別子テーブルの概要例を表す説明図である。

符号の説明

１ ディスク媒体、２ ヘッドアセンブリ、３ ヘッド制御部、４ 読み書き部、５ 制御部、６ 記憶部、１１ 識別子テーブル生成部、１２ アクセス指示部、１３ データ転送部。

Claims (4)

1. ディスク媒体、
   前記ディスク媒体に対してディスクアクセスを行い、情報を読み書きするヘッド、
   ディスク媒体上での相対的移動軌跡が略スパイラル状となるよう前記ヘッドの位置を制御するヘッド制御部、
   及び、前記ヘッド制御部を制御し、アクセス先のトラックについて、当該トラック内のセクタ識別子と、論理アドレスとを関連付ける識別子テーブルを参照して、読み書きされる情報の入出力を行うとともに、当該情報の入出力中に、次にアクセスをするトラックの識別子テーブルを生成する制御部、
   を有することを特徴とするディスク装置。
2. 請求項１に記載のディスク装置であって、
   前記制御部は、
   アクセス中のセクタ識別子の情報を取得し、当該情報によって識別されるセクタが、予め定めた基準セクタ位置から所定のオフセット以上離れたセクタである場合に、ディスクアクセスを行いながら、次のトラックの識別子テーブルを生成することを特徴とするディスク装置。
3. 請求項１に記載のディスク装置であって、
   欠陥セクタを識別する欠陥セクタ情報を保持する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、次にアクセスをするトラックの識別子テーブルを生成する際に、当該次にアクセスをするトラック上のセクタに、前記欠陥セクタ情報によって識別される欠陥セクタが含まれる場合は、前記識別子テーブルの欠陥セクタに対応するセクタ識別子に欠陥がある旨の情報を関連付けることを特徴とするディスク装置。
4. ディスク媒体と、前記ディスク媒体に対してディスクアクセスを行い、情報を読み書きするヘッドとを備えるディスク装置の制御方法であって、
   ディスク媒体上での相対的移動軌跡が略スパイラル状となるようヘッドの位置を制御し、アクセス先のトラックについて、当該トラック内のセクタ識別子と、論理アドレスとを関連付ける識別子テーブルを参照して、読み書きされる情報の入出力を行うとともに、当該情報の入出力中に、次にアクセスをするトラックの識別子テーブルを生成することを特徴とするディスク装置の制御方法。
   

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