JP2007188463A - 故障修復方法および記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ディスク装置において適切な故障修復をおこなうこと。
【解決手段】不良セクタ検出部が所定のタイミングで各セクタの読み込み処理を実施することによって検出した不良セクタをセルフテスト結果リストに登録し、修復処理部が不良セクタ検出部によって検出された不良セクタを少なくとも含んだメディア領域について複製データを用いた上書き処理をおこない、上書き処理の成功時には複製データで不正データを置き換え、上書き処理の失敗時にはセクタ移動を誘起するよう構成する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、各セクタの読み出し試験を実行することによって不良セクタを検出する不良セクタ検出機能を備えた記録装置の故障修復方法および記録装置に関し、特に、適切な故障修復をおこなうことができる故障修復方法および記録装置に関するものである。

従来、ＳＭＡＲＴ（Self Monitoring Analysis And Reporting Technology）と呼ばれる診断／監視機能（以下、「ＳＭＡＲＴ機能」と記載する）を備えた磁気ディスク装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。かかるＳＭＡＲＴ機能は、所定時間内におけるエラー発生数をあらわすエラー頻度などを常時取得し、取得した数値が閾値を超えた場合に故障と判定してその旨を報知する。

このＳＭＡＲＴ機能を用いると、磁気ディスク装置に将来発生するおそれがある致命的な故障（回復不可能な故障）を事前に予測することができるので、該当磁気ディスク装置のバックアップを事前に取得するなどの予防策を講じることが可能となる。

また、かかるＳＭＡＲＴ機能は、ディスクアクセスの閑散期にすべてのセクタの読み込みをおこない、検出した不良セクタをペンディングリスト（不良セクタリスト）に記録するいわゆる「セルフテスト」を実施することが可能である。

特開２００３−２３３５１１号公報

しかしながら、上記したＳＭＡＲＴ機能によって取得される各種情報やセルフテストの結果に基づいて磁気ディスク装置が故障であると断定することは困難である。すなわち、セルフテストによって不良セクタリストに記録されたセクタの中には、装置の振動やメカ的なぶれによって一時的に読み込み不可となったセクタが存在する。その一方で、不良セクタリストに記録されたセクタの中には、記録メディア（ディスク）の損傷などによって永久的に使用不可となったセクタも存在する。

このように、ＳＭＡＲＴ機能から不良セクタを報知された側（たとえば、オペレーティングシステム）では、一時的故障と永久的故障とを切り分けることが困難であった。したがって、故障に対する修復処理を適切におこなうことができないという問題がった。たとえば、オペレーティングシステムが一時的故障と判定したにもかかわらずその後のデータアクセスによって永久的故障が発生したり、永久的故障と判定して磁気ディスク装置の代替処理を実行したにもかかわらず単なる一時的故障にすぎなかったりといった事象が多々みられた。

これらのことから、ＳＭＡＲＴ機能の実行結果を用いつつ適切な故障修復をおこなうことができる故障修復手法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。なお、かかる課題は、単一の磁気ディスク装置のみならず、多数の磁気ディスク装置を内蔵するディスクアレイ装置においても同様に発生する課題である。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、適切な故障修復をおこなうことができる故障修復方法および記録装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため請求項１に係る発明は、各セクタの読み出し試験を実行することによって不良セクタを検出する不良セクタ検出機能を備えた記録装置の故障修復方法であって、前記不良セクタ検出機能を所定間隔ごとに起動させることによって前記不良セクタの検出をおこなう検出工程と、前記検出工程によって不良セクタが検出されたならば当該不良セクタ上のデータを当該データの複製データで上書きするとともに上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタへ書き込むことによって修復する修復工程とを含んだことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、上記の発明において、前記修復工程は、前記検出工程によって不良セクタが検出された場合に、当該不良セクタを含む記録装置上の全データを他の記録装置上に作成された当該全データの複製データで上書きすることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、上記の発明において、各セクタと当該セクタに格納されるデータとの対応情報を保持するセクタ情報保持工程をさらに含み、前記修復工程は、前記検出工程によって不良セクタが検出された場合に、前記セクタ情報保持工程が保持する前記セクタ情報に基づいて当該不良セクタに格納されるデータを特定し、当該不良セクタのみを前記複製データで上書きすることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、上記の発明において、各セクタの読み出し試験を実行することによって不良セクタを検出する不良セクタ検出機能を備えた記録装置であって、前記不良セクタ検出機能を所定間隔ごとに起動させることによって前記不良セクタの検出をおこなう検出手段と、前記検出手段によって不良セクタが検出されたならば当該不良セクタ上のデータを当該データの複製データで上書きするとともに上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタへ書き込むことによって修復する修復手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、上記の発明において、ユーザからのリードアクセスを受け付けたセクタを監視し、当該リードアクセスを失敗している場合には、当該セクタを準不良セクタとして検出する準検出工程をさらに含み、前記修復工程は、前記準検出工程により検出された前記準不良セクタ上のデータを、当該データの複製データで上書きするとともに、上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタに書き込むことによって修復することを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、上記の発明において、前記修復工程は、前記準検出工程により検出された準不良セクタの近傍に位置するセクタ上のデータを、当該データの複製データでそれぞれ上書きすることを特徴とする。

また、請求項７に係る発明は、上記の発明において、前記準検出工程によって検出された前記準不良セクタを記載した準不良セクタリストを保持する準不良セクタリスト保持工程をさらに含み、前記修復工程は、前記準不良セクタリスト保持工程に保持された準不良セクタリストを参照し、前記準検出工程により検出された準不良セクタが、当該不良セクタリストに記載されているセクタの近傍に位置する場合には、当該準不良セクタの近傍に位置するセクタをさらに上書きすることを特徴とする。

また、請求項８に係る発明は、上記の発明において、ユーザからのリードアクセスを受け付けたセクタを監視し、当該リードアクセスを失敗している場合には、当該セクタを準不良セクタとして検出する準検出手段をさらに含み、前記修復手段は、前記準検出手段により検出された前記準不良セクタ上のデータを、当該データの複製データで上書きするとともに、上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタに書き込むことによって修復することを特徴とする。

請求項１または４の発明によれば、不良セクタ検出機能を所定間隔ごとに起動させることによって不良セクタの検出をおこない、不良セクタが検出されたならばこの不良セクタ上のデータをこのデータの複製データで上書きするとともに上書きに失敗した場合にはこの複製データを他のセクタへ書き込むことによって修復するよう構成したので、上書き処理によって、一時的故障によるデータ損失を修復することができるとともに（上書きに成功した場合）、永久的故障の場合（上書きに失敗した場合）には、セクタ移動を強制的に発生させることで故障修復をおこなうことができる。したがって、一時的故障および永久的故障のいずれの場合であっても、適切な故障修復をおこなうことができるという効果を奏する。

また、請求項２の発明によれば、不良セクタが検出された場合に、不良セクタを含む記録装置（例えば、磁気ディスク装置など）上の全データを他の記録装置上に作成されたかかる全データの複製データで上書きするよう構成したので、不良セクタを含んだ記録装置を他の記録装置に代替することによって簡便に故障修復をおこなうことができるという効果を奏する。

また、請求項３の発明によれば、セクタとこのセクタに格納されるデータとの対応情報を保持することとし、不良セクタが検出された場合に、かかるセクタ情報に基づいて不良セクタに格納されるデータを特定し、不良セクタのみを複製データで上書きするよう構成したので、故障修復に要する時間を効果的に短縮することができるという効果を奏する。

また、請求項５または８に係る発明は、上記の発明において、ユーザからのリードアクセスを受け付けたセクタを監視し、リードアクセスを失敗している場合（例えば、応答時間が所定の時間を経過している場合や何度もリードアクセスのリトライがなされている場合）には、そのセクタを準不良セクタ（つまり、データに損傷が有る蓋然性の高いセクタ）として検出するとともに、準不良セクタ上のデータを複製データで上書し、上書きに失敗した場合には複製データを他のセクタに書き込むことによって修復するので、オフライン時のセルフテストにより、ユーザのデータが書き込まれていないエリアやユーザのアクセス頻度が少ないエリアなど、メディアの全範囲について不良セクタを検出するだけでなく、オンライン時においてもユーザからのリードアクセスを契機としてデータに損傷が有る蓋然性の高いセクタを検出してデータの上書きあるいは修復を行うことで、リードエラーを完全に防止することができるという効果を奏する。

また、請求項６に係る発明は、上記の発明において、検出した準不良セクタの近傍に位置するセクタ上のデータを、そのデータの複製データで上書きして修復するので、例えば、準不良セクタの近傍に位置するセクタ上のデータが既に損傷している蓋然性を加味して、準不良セクタの近傍に位置するセクタ上のデータを予め上書きすることで、オンライン時にリードエラーが発生するのを未然に防止することができるという効果を奏する。

また、請求項７に係る発明は、上記の発明において、準不良セクタを記載した準不良セクタリストを参照し、検出した準不良セクタが、準不良セクタリストに記載されているセクタの近傍に位置する場合には、その近傍のセクタをさらに上書きするので、例えば、検出した準不良セクタが、準不良セクタリストに記載されているセクタの近傍に位置する場合には、その近傍のセクタ上のデータは既に損傷している蓋然性が高く、それらの近傍に位置するセクタをまとめて上書きすることで、オンライン時にリードエラーが発生するのをより確実に防止することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る故障修復手法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る故障修復手法を磁気ディスク装置（特許請求の範囲記載の「記録装置」に対応する）に適用した場合について説明する。しかしながら、これに限らず、かかる故障修復手法をコンピュータ上のオペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、ドライバ、インタフェースボードなど磁気ディスク装置を制御する側の装置あるいはプログラムに適用することとしてもよい。

まず、本発明に係る故障修復手法の概要について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る故障修復手法の概要を示す図である。なお、同図においては、本発明に係る故障修復手法を磁気ディスク装置に適用した場合について示している。

図１に示すように、磁気ディスク装置の制御部は、所定のタイミングで各メディア（たとえば、図１のディスクＡ）の全セクタについて「Ｒｅａｄテスト」を実行する（図１の（１）参照）。ここで、「Ｒｅａｄテスト」とは、各セクタ上のデータを読み出し、読み出しに失敗したセクタを「不良セクタ」として同図に示す「セルフテスト結果リスト」に登録する（図１の（２）参照）テストであり、たとえば、上記したＳＭＡＲＴ機能の「セルフテスト」を起動することによって実行される。

つづいて、かかる制御部は、検出した不良セクタに対してデータの上書き処理を実行する（図１の（３）参照）。たとえば、同図に示すディスクＡの「Ａセクタ」が不良セクタとして検出された場合について説明すると、この上書き処理では、ディスクＡの「Ａセクタ」と同一のデータを有しているディスクＢ上の「Ａ’セクタ」のデータを、ディスクＡの「Ａセクタ」に書き込む。

そして、上書きに成功した場合には（図１の４−１参照）、Ａセクタ（不良セクタ）には正常なデータが設定されることになる。また、上書きに失敗した場合には（図１の４−２参照）、Ａセクタは予備セクタ（たとえば、ディスクＢ）へとセクタ移動することになり、読み出し失敗は発生しないようになる。なお、かかるセクタ移動は、セクタに対するリンク情報を変更することでおこなわれる。

このように、本発明に係る故障修復手法では、ＳＭＡＲＴ機能のセルフテストによって不良セクタが検出されると、この不良セクタあるいは不良セクタを含んだディスクのデータを、あらかじめ用意しておいた複製データを用いて上書きすることとした。上書きをおこなうと、一時的故障によるデータ損失を修復することができるとともに（上書きに成功した場合）、永久的故障の場合（上書きに失敗した場合）にはセクタ移動を強制的に発生させることで永久的故障部分へのアクセスは以後おこなわれないことになる。したがって、上書き処理の成功／失敗のいずれの場合であっても、不良セクタの修復をおこなうことができる。

次に、上記した故障修復手法を適用した磁気ディスク装置の構成について図２を用いて説明する。図２は、磁気ディスク装置１０の構成を示すブロック図である。なお、同図においては、故障修復手法を実現するうえで必要となる処理部のみを示しており、その他の処理部の記載については省略している。

図２に示すように、磁気ディスク装置１０は、制御部１１と、記憶部１２と、メディア１３を備えている。なお、メディア１３については、説明の都合上、メディア１３ａおよびメディア１３ｂを示しているが、メディアの個数を限定するものではない。

そして、制御部１１は、不良セクタ検出部１１ａおよび修復処理部１１ｂをさらに備えており、記憶部１２は、セルフテスト結果リスト１２ａおよびセクタ情報１２ｂを記憶している。制御部１１は、各メディアに対してＳＭＡＲＴ機能のセルフテストを実行することによって不良セクタを検出するとともに、検出した不良セクタについての修復処理を実行する処理部である。

不良セクタ検出部１１ａは、ＳＭＡＲＴ機能のセルフテストを所定のタイミングで起動することによってメディア上の各セクタに対してＲｅａｄテスト（読み込みテスト）をおこなうとともに、Ｒｅａｄテストに失敗したセクタを不良セクタとして記憶部１２のセルフテスト結果リスト１２ａに登録する処理をおこなう処理部である。

修復処理部１１ｂは、不良セクタ検出部１１ａによって検出された不良セクタに対してデータの上書き処理を実行することによって不良セクタの修復処理をおこなう処理部である。具体的には、この修復処理部１１ｂは、セルフテスト結果リスト１２ａを参照することによって不良セクタに関する情報を取得するとともに、各セクタに係る複製データの格納位置を示すセクタ情報１２ｂを参照することによって上書き用データ（複製データ）を取得する。そして、不良セクタに上書き用データを上書きすることによって不良セクタの修復をおこなう。

なお、図１を用いてすでに説明したように、上書きをおこなうと、一時的故障によるデータ損失を修復することができるとともに（上書きに成功した場合）、永久的故障の場合（上書きに失敗した場合）にはセクタ移動を強制的に発生させることで永久的故障部分へのアクセスは以後おこなわれないことになる。したがって、上書き処理の成功／失敗のいずれの場合であっても、不良セクタの修復をおこなうことができる。

記憶部１２は、不揮発性ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶デバイスによって構成され、セルフテスト結果リスト１２ａおよびセクタ情報１２ｂを記憶する記憶部である。また、セルフテスト結果リスト１２ａは、不良セクタ検出部１１ａによって検出された不良セクタに関する情報を含んだリストであり、セクタ情報１２ｂは、各セクタと複製データの格納位置とを対応付けた情報である。

ここで、このセルフテスト結果リスト１２ａおよびセクタ情報１２ｂの例について図３を用いて説明しておく。図３は、セルフテスト結果リスト１２ａおよびセクタ情報１２ｂの一例を示す図である。なお、同図に示した３１がセルフテスト結果リスト１２ａの例であり、同じく３２がセクタ情報１２ｂの例である。

図３の３１に示すように、セルフテスト結果リスト１２ａは、セルフテストの実行を開始した日時をあらわす「日時」、不良セクタが検出されたか否かの別をあらわす「不良セクタの有無」および不良セクタのアドレスをあらわす「アドレス」をリスト項目として含んだ情報である。たとえば、図３の３１に示したように、２００５年１１月１１日１０時００分００秒に実行されたセルフテストでは不良セクタが検出されず、２００５年１１月１１日１０時０１分００秒に実行されたセルフテストでは、アドレスが「ＡＡＡＡＡＡＡＡ」および「ＢＢＢＢＢＢＢＢ」の２つの不良セクタが検出された旨がこのセルフテスト結果リスト１２ａに格納されている。

また、図３の３２に示すように、セクタ情報１２ｂは、各セクタを識別するための識別子である「セクタ」および各セクタについてのデータ複製の格納位置をあらわす「データ複製の格納位置」を含んだ情報である。たとえば、図３の３２に示したように、「０１−０１」のセクタの複製データは「ＤｉｓｋＢ」のアドレスが「ＣＣＣＣＣＣＣＣ」である位置に格納されており、「０１−０２」のセクタの複製データは「ＤｉｓｋＣ」のアドレスが「ＤＤＤＤＤＤＤＤ」である位置に格納されている旨がこのセクタ情報１２ｂに格納されている。

なお、本実施例においては、上記したセクタ情報１２ｂを用いることによって、不良セクタとして検出されたセクタに対してのみ上書き処理を実行する場合について示している。しかしながら、かかるセクタ情報１２ｂを用いることなく、不良セクタが発生したメディア（ディスク）そのものを他のメディアで代替するよう構成してもよい。また、不良セクタが発生したメディアを含む磁気ディスク装置自体を他の磁気ディスク装置で代替するよう構成することとしてもよい。

図２の説明に戻り、メディア１３について説明する。このメディア１３は磁気ディスク装置１０に内蔵される各ディスクを指している。なお、通常の磁気ディスク装置１０は、複数枚のディスクを内蔵しており、ディスク損傷などの故障は各ディスクの特定部分に発生することがある。また、図示しないヘッドが各ディスクへのアクセスをおこなうが、このヘッドが故障した場合には、対応するディスク単体が使用不可能となる。

次に、図２に示した磁気ディスク装置１０においておこなわれる故障修復処理の処理手順について図４を用いて説明する。図４は、故障修復処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、セルフテストのテスト間隔をＮ（秒）と設定し（ステップＳ１０１）、カウンタｉをＮに初期化する（ステップＳ１０２）。

つづいて、カウンタｉが０か否かを判定し（ステップＳ１０３）、カウンタｉが０ではない場合には（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、カウンタｉから１を差し引いて、すなわち、カウンタｉをデクリメントして（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。一方ステップＳ１０３においてカウンタｉが０である場合には（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、不良セクタ検出部１１ａがセルフテストを実行する（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０３の判定処理は１秒間に１回の割合で実行されるものとする。

そして、セルフテストによって不良セクタが検出されたか否かを判定し（ステップＳ１０６）、不良セクタが検出された場合には（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、修復処理部１１ｂが不良セクタを上書きして（ステップＳ１０７）ステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１０６において不良セクタが検出されなかった場合には（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、ステップＳ１０７の処理を実行することなくステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。

ところで、図４に示したフローチャートでは、不良セクタ検出部１１ａが固定間隔（Ｎ秒間に１回の割合）でセルフテストを実施する場合について説明した。しかし、固定間隔でセルフテストを実施すると不良セクタが全くないにもかかわらず磁気ディスク装置１０に定期的な負荷をかけてしまうことになり好ましくない。そこで、以下では、不良セクタの検出頻度に応じてセルフテストの実行間隔を可変とする場合について示すこととする。

図５は、セルフテストを可変間隔でおこなう場合の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、セルフテストのテスト間隔をＮ（秒）と設定し（ステップＳ２０１）、カウンタｉをＮに初期化する（ステップＳ２０２）。

つづいて、カウンタｉが０か否かを判定し（ステップＳ２０３）、カウンタｉが０ではない場合には（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、カウンタｉから１を差し引いて、すなわち、カウンタｉをデクリメントして（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０３以降の処理を繰り返す。一方ステップＳ２０３においてカウンタｉが０である場合には（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、不良セクタ検出部１１ａがセルフテストを実行する（ステップＳ２０５）。なお、ステップＳ２０３の判定処理は１秒間に１回の割合で実行されるものとする。

そして、次回のセルフテストまでの間隔Ｎを求めるために用いられる値であるＸを算出する（ステップＳ２０６）。このＸの算出式は、Ｘ＝（Ｔ−Ｔｆ）Ｙであらわされる。ここで、ＴはステップＳ２０５のセルフテストをおこなった時刻、Ｔｆは直近の不良セクタの検出時刻、Ｙは不良セクタの発生間隔を何分割してセルフテストをおこなうかを決めるための設定値である。たとえば、不良セクタの発生間隔を１０分割してセルフテストをおこなう場合には、このＹには１０が設定される。

つづいて、セルフテストによって不良セクタが検出されたか否かを判定し（ステップＳ２０７）、不良セクタが検出された場合には（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６で算出したＸがＮよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２０８）。そして、ＸがＮよりも小さい場合には（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、ＸをＮに代入したうえで（ステップＳ２０９）修復処理部１１ｂが不良セクタを上書きし（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０２以降の処理を繰り返す。なお、ＸがＮ以上である場合には（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、ステップＳ２０９の処理をおこなうことなくステップＳ２１０へと進む。

一方、ステップＳ２０７において不良セクタが検出されなかった場合には（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、ステップＳ２０６で算出したＸがＮよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２１１）。そして、ＸがＮよりも大きい場合には（ステップＳ２１１，Ｙｅｓ）、ＸをＮに代入したうえで（ステップＳ２１２）ステップＳ２０２以降の処理を繰り返す。なお、ＸがＮよりも小さい場合には（ステップＳ２１１，Ｎｏ）、ステップＳ２１２の処理をおこなうことなくステップＳ２０２以降の処理を繰り返す。

このように、セルフテストの実行間隔を、不良セクタの検出頻度に応じて可変とすることにより、セルフテスト実行に伴う負荷の低減と故障修復とを両立させることが可能となる。なお、図５においては、不良セクタの検出頻度に応じてセルフテストの実行間隔を可変とする場合について示したが、エラーレート（たとえば、リトライエラーの発生頻度）に応じてセルフテストの実行間隔を適宜変更するよう構成することとしてもよい。このように不良セクタの予兆を検出することとすれば、不良セクタの発生を未然に防止することができる。

ところで、上述した説明においては、修復処理部１１ｂが不良セクタについてのみ上書き処理をおこなう場合について説明した。しかしながら、Ｒｅａｄテストで不良セクタが検出される際には、検出された不良セクタのみならずその不良セクタの近傍に位置するセクタにも不良セクタが存在する可能性が高い場合がある。そこで、以下では、不良セクタの近傍に位置するセクタの修復をもおこなう場合について説明することとする。

ここで、不良セクタの発生原因について図６を用いて説明する。図６は、不良セクタの発生原因の例を示す図である。同図に示すように、不良セクタの原因としては、揺れ書きによるもの、メディア損傷によるもの、ヘッド損傷によるものがある。

揺れ書きとは、装置の振動やメカ的なぶれによって一時的に正規なメディア位置へのアクセスに失敗することを指す。この揺れ書きを原因とする不良セクタの発生地点はランダムとなり、発生頻度は一定頻度となる傾向がある。そして、この揺れ書きを原因とする不良セクタについては、上書き処理をおこなうことで修復することが可能である。

また、メディア損傷とは、図２の１３ａや１３ｂに示したメディア（ディスク）が何らかの要因で損傷することを指す。このメディア損傷を原因とする不良セクタの発生地点は特定の部分に集中し、発生頻度は一時的に増大する傾向がある。そして、このメディア損傷を原因とする不良セクタについては、セクタ交替をおこなうことで修復することが可能である。なお、かかるセクタ交替は、上記したように、上書き処理の失敗時に自動的におこなわれるので上書き処理にて修復すると言い換えることもできる。

ここで、メディア損傷が原因となり不良セクタが集中する場合について図７を用いてさらに詳細に説明する。図７は、不良セクタが集中する場合を示す図である。なお、同図の７１にはメディアに「縦傷」ができた場合、同じく７２にはメディアに「横傷」ができた場合、同じく７３にはメディアに「窪地」ができた場合をそれぞれ示している。

図７に示したように、メディア損傷が発生すると、シリンダ番号やセクタ番号が近いセクタがまとめて不良セクタとなる傾向がある。このように、メディア損傷を原因とする不良セクタは特定のエリアに集中して発生するが、その他のエリアに位置するセクタは正常である可能性が高い。そこで、不良セクタが一時的に増大した場合にはメディア損傷と推定して（図６参照）不良セクタの近傍のみに対して上書き処理を実行すれば、メディア損傷部分のセクタ交替を誘起することによって故障修復をおこなうことができる。

図６の説明に戻ってヘッド損傷の場合について説明する。ヘッド損傷とは、図２の１３ａや１３ｂに示した各メディア（ディスク）にそれぞれアクセスするための図示しないヘッドが何らかの要因で損傷することを指す。このヘッド損傷を原因とする不良セクタの発生地点はランダムとなり、発生頻度はある時点から急増する傾向がある。そして、このヘッド損傷を原因とする不良セクタについては、該当するディスクを中止する、すなわち、不良セクタが存在するディスクを代替ディスクに変更することで修復処理をおこなうことになる。

次に、メディア損傷に起因して特定のエリアに集中的に発生した不良セクタを修復する手順について図８を用いて説明する。図８は、不良セクタ近傍を上書きする場合の処理手順を示すフローチャートである。なお、同図に示すステップＳ３０１〜ステップＳ３０４は図４や図５に示した処理手順を簡略化して示した処理手順であり、同じくステップＳ４０１〜ステップＳ４０３は上書き処理の結果として発生したセクタ交替の状況を記録する「交替セクタリスト」を参照し、近傍の上書き処理をおこなう処理手順である。

図８の左側のフローチャートに示すように、不良セクタ検出部１１ａがセルフテストを実施して（ステップＳ３０１）不良セクタが検出されると（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、修復処理部１１ｂは不良セクタを上書きする（ステップＳ３０３）。そして、ステップＳ３０３の上書き処理の結果としてセクタ交替が発生すると、セクタ交替の状況を記録するために交替セクタリストを更新し（ステップＳ３０４）、ステップＳ３０１以降の処理を繰り返す。

また、同図の右側のフローチャートに示すように、上記した交替セクタリストの監視処理が常時おこなわれており（ステップＳ４０１）、所定のエリア内（近傍）でセクタ交替が発生した場合には（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、交替セクタの近傍を上書きして（ステップＳ４０３）ステップＳ４０１以降の処理を繰り返す。なお、所定のエリア内（近傍）でセクタ交替が発生しなかった場合には（ステップＳ４０２，Ｎｏ）、ステップＳ４０３の処理手順を実行することなくステップＳ４０１以降の処理を繰り返す。

なお、図８に示した交替セクタリストは、図２に示した記憶部１２上に作成される。また、この交替セクタリストを図２に示したセクタ情報１２ｂに含めるよう構成することとしてもよい。

上述してきたように、本実施例によれば、不良セクタ検出部が所定のタイミングで各セクタの読み込み処理を実施することによって検出した不良セクタをセルフテスト結果リストに登録し、修復処理部が不良セクタ検出部によって検出された不良セクタを少なくとも含んだメディア領域について複製データを用いた上書き処理をおこない、上書き処理の成功時には複製データで不正データを置き換え、上書き処理の失敗時にはセクタ移動を誘起するよう構成した。したがって、一時的故障によるデータ損失を修復することができるとともに（上書きに成功した場合）、永久的故障の場合（上書きに失敗した場合）には、セクタ移動を強制的に発生させることで故障修復をおこなうことができる。したがって、一時的故障および永久的故障のいずれの場合であっても、適切な故障修復をおこなうことができる。

ところで、上記の実施例１では、例えば、オフライン時にセルフテストを実行することによって、不良セクタを検出して故障の修復を行う故障修復手法を磁気ディスク装置に適用する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、オンライン時に準不良セクタ（つまり、データに損傷がある蓋然性の高いセクタ）を検出して故障修復処理を実行するようにしてもよい。

すなわち、上記の実施例１において説明した故障修復手法では、オフライン時にセルフテストを実行するので、ユーザのデータが書き込まれていないエリアやユーザからのリードアクセス頻度が少ないエリアなど、メディアの全範囲について不良セクタを検出することができるが、セルフテストを実行して不良セクタを検出する前にユーザからのリードアクセス要求を受け付けた場合には、リードアクセスエラーを完全に防止することができないという問題点があった。

そこで、以下の実施例２では、オンライン時に準不良セクタを検出して故障を修復する故障修復手法を磁気ディスク装置に適用する場合を説明する。なお、以下では、実施例２に係る磁気ディスク装置の概要および特徴、磁気ディスク装置の構成および処理の流れを順に説明し、最後に実施例２による効果を説明する。

［概要および特徴（実施例２）］
まず最初に、図９を用いて、実施例２に係る磁気ディスク装置の概要および特徴を説明する。図９は実施例２に係る磁気ディスク装置の概要を説明するための図である。同図に示すように、実施例２に係る磁気ディスク装置は、各セクタの読み出し試験を実行することによって不良セクタを検出することを概要とするが、リードエラーを完全に防止する点に主たる特徴がある。

この主たる特徴について具体的に説明すると、図９に示すように、実施例２に係る磁気ディスク装置の制御部は、ユーザからのリードアクセス要求（図９の（１）参照）を受け付けると、その対象メディア（例えば、ディスクＣ）に対してリードアクセスを行うとともに（図９の（２）参照）、例えば、リードアクセスに対する対象メディアからの応答時間の監視を開始する（図９の（３）参照）。その監視の結果、所定時間内に応答がなければ、かかる制御部は、例えば、リードアクセス要求のあったディスクＣ上の「Ｃセクタ」に書き込まれているデータと同一のデータを有しているディスクＤ上の「Ｃ’セクタ」のデータをユーザに対して転送する（図９の（４））。

また、所定時間内に応答がなければ、かかる制御部は、対象メディア（例えば、ディスクＣ）上のセクタを、データに損傷がある蓋然性が高い準不良セクタとして検出して、準不良セクタリストに登録する（図９の（５）参照）。続いて、かかる制御部は、検出した準不良セクタに対してデータの上書き処理を実行する（図９の（６）参照）。具体的には、かかる制御部は、例えば、準不良セクタとして検出されたディスクＣ上の「Ｃセクタ」に書き込まれているデータと同一のデータを有しているディスクＤ上の「Ｃ’セクタ」のデータを、ディスクＣの「Ｃセクタ」に書き込む。その結果、かかる制御部が上書きに成功した場合には（図９の（７−１）参照）、Ｃセクタ（準不良セクタ）には正常なデータが設定されることになる。

一方、上書きに失敗した場合には（図９の（７−２）参照）、かかる制御部は、Ｃセクタを予備セクタ（例えば、ディスクＤ）へとセクタ移動させて、読み出し失敗を発生しないようにする。なお、かかるセクタ移動は、セクタに対するリンク情報を変更することでおこなわれる。

このようなことから、実施例２に係る磁気ディスク装置は、上記した主たる特徴の如く、オフライン時のセルフテストにより、ユーザのデータが書き込まれていないエリアやユーザのアクセス頻度が少ないエリアなど、メディアの全範囲について不良セクタを検出するだけでなく、オンライン時においてもユーザからのリードアクセスを契機としてデータに損傷が有る蓋然性の高いセクタを検出してデータの上書きあるいは修復を行うことで、リードエラーを完全に防止することができるという効果を奏する。

［磁気ディスク装置の構成（実施例２）］
次に、図１０および図１１を用いて、実施例２に係る磁気ディスク装置の構成を説明する。図１０は、実施例２に係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図であり、図１０は、準不良セクタリストの構成例を示す図である。また、実施例２に係る磁気ディスク装置は、実施例１に係る磁気ディスク装置と基本的には同様の構成であるが、以下に説明する点が異なる。

制御部２１の準不良セクタ検出部２１ｂは、メディア上のセクタに書き込まれたデータに損傷がある蓋然性の高い準不良セクタを検出する処理部である。具体的には、準不良セクタ検出部２１ｂは、ユーザからのリードアクセス要求を受け付けると、その対象メディアに対してリードアクセスを行うとともに、例えば、リードアクセスに対する対象メディアからの応答時間を監視する。その監視の結果、所定時間内に応答がなければ、準不良セクタ検出部２１ｂは、その対象セクタをデータに損傷がある蓋然性の高い準不良セクタとして検出する。

なお、準不良セクタ検出部２１ｂは、リードアクセスに対する対象メディアからの応答時間を監視することにより準不良セクタを検出するだけでなく、例えば、対象メディアに対するリードアクセスのリトライ回数が所定の回数に到達した場合に、準不良セクタとして検出するようにしてもよい。

制御部２１の修復処理部２１ｃは、準不良セクタ検出部２１ｂによって検出された準不良セクタに対してデータの上書き処理を実行することによって準不良セクタの修復処理をおこなう処理部である。具体的には、この修復処理部２１ｃは、後述する準不良セクタリスト２２ｂを参照することによって準不良セクタに関する情報を取得するとともに、各セクタに係る複製データの格納位置を示すセクタ情報２２ｃを参照することによって上書き用データ（複製データ）を取得する。そして、準不良セクタに上書き用データを上書きすることによって準不良セクタの修復をおこなう。

記憶部２２の準不良セクタリスト２２ｂは、準不良セクタ検出部２１ｂによって検出された準不良セクタに関する情報を記憶する記憶部である。具体的には、例えば、図１１に例示するように、準不良セクタリスト２２ｂは、準不良セクタの検出日時をあらわす「日時」、準不良セクタが検出されたか否かの別をあらわす「準不良セクタの有無」および準不良セクタのアドレスをあらわす「アドレス」をリスト項目として含んだ情報である。

［磁気ディスク装置の処理（実施例２）］
続いて、図１２を用いて、実施例２に係る磁気ディスク装置の処理の流れを説明する。図１２は、実施例２に係る磁気ディスク装置の処理の流れを示すフローチャートである。同図に示すように、ユーザからのリードアクセス要求を受け付けると（ステップＳ１２０１，ＹＥＳ）、磁気ディスク装置２０の制御部２１は、その対象メディアに対してリードアクセスを行うとともに、例えば、リードアクセスに対する対象メディアからの応答時間の監視を開始する（ステップＳ１２０２）。

その監視の結果、所定時間内に応答がなければ（ステップＳ１２０３，ＹＥＳ）、かかる制御部２１は、例えば、リードアクセス要求のあったディスクＣ上の「Ｃセクタ」に書き込まれているデータと同一のデータを有しているディスクＤ上の「Ｃ’セクタ」のデータをユーザに対して転送する（ステップＳ１２０４）。これとは反対に所定時間内に応答があれば（ステップＳ１２０３，ＮＯ）、次のリードアクセス要求を待つ。

また、所定時間内に応答がなければ、かかる制御部２１は、対象メディア（例えば、ディスクＣ）上のセクタを、データに損傷がある蓋然性が高い準不良セクタとして検出して（ステップＳ１２０５）、準不良セクタリストに登録する。

続いて、かかる制御部２１は、検出した準不良セクタに対してデータの上書き処理を実行する（ステップＳ１２０６）。具体的には、かかる制御部２１は、例えば、準不良セクタとして検出されたディスクＣ上の「Ｃセクタ」に書き込まれているデータと同一のデータを有しているディスクＤ上の「Ｃ’セクタ」のデータを、ディスクＣの「Ｃセクタ」に書き込む。その結果、かかる制御部が上書きに成功した場合には（図９の（７−１）参照）、Ｃセクタ（準不良セクタ）には正常なデータが設定されることになる。

一方、図１２には示していないが、上書きに失敗した場合には、かかる制御部２１は、Ｃセクタを予備セクタ（たとえば、ディスクＤ）へとセクタ移動させて、読み出し失敗を発生しないようにする。なお、かかるセクタ移動は、セクタに対するリンク情報を変更することでおこなわれる。また、これまで説明してきた実施例２に係る磁気ディスク装置の処理は、装置起動中に繰り返し実行される。

［実施例２の効果］
上述してきたように、実施例２によれば、ユーザからのリードアクセスを受け付けたセクタを監視し、リードアクセスを失敗している場合（例えば、応答時間が所定の時間を経過している場合や何度もリードアクセスのリトライがなされている場合）には、そのセクタを準不良セクタ（つまり、データに損傷が有る蓋然性の高いセクタ）として検出するとともに、準不良セクタ上のデータを複製データで上書し、上書きに失敗した場合には複製データを他のセクタに書き込むことによって修復するので、オフライン時のセルフテストにより、ユーザのデータが書き込まれていないエリアやユーザのアクセス頻度が少ないエリアなど、メディアの全範囲について不良セクタを検出するだけでなく、オンライン時においてもユーザからのリードアクセスを契機としてデータに損傷が有る蓋然性の高いセクタを検出してデータの上書きあるいは修復を行うことで、リードエラーを完全に防止することができるという効果を奏する。

ところで、上記の実施例２において、検出した準不良セクタの近傍に位置するセクタ上のデータを、そのデータの複製データで上書きして修復するようにしてもよい。これにより、例えば、準不良セクタの近傍に位置するセクタ上のデータが既に損傷している蓋然性を加味して、準不良セクタの近傍に位置するセクタ上のデータを予め上書きすることで、オンライン時にリードエラーが発生するのを未然に防止することができるという効果を奏する。

また、上記の実施例２において、準不良セクタリストを参照して、検出した準不良セクタが、準不良セクタリストに記載されているセクタの近傍に位置する場合には、準不良セクタの近傍に位置するセクタを、準不良セクタの修復の際にまとめて上書きするようにしてもよい。これにより、例えば、検出した準不良セクタが、準不良セクタリストに記載されているセクタの近傍に位置する場合には、その近傍のセクタ上のデータは既に損傷している蓋然性が高く、それらの近傍に位置するセクタをまとめて上書きすることで、オンライン時にリードエラーが発生するのをより確実に防止することができるという効果を奏する。

また、上記の実施例２において説明した処理（図１２参照）により準不良セクタを検出した後に、上記の実施例１において説明したセルフテストを準不良セクタに対して実施して、不良セクタを検出するようにしてもよい。これにより、データに損傷がある蓋然性の高いセクタを予め絞り込んだ後にセルフテストを実行することで、不良セクタを効率的に検出するとともに修復することができるという効果を奏する。

（付記１）各セクタの読み出し試験を実行することによって不良セクタを検出する不良セクタ検出機能を備えた記録装置の故障修復方法であって、前記不良セクタ検出機能を所定間隔ごとに起動させることによって前記不良セクタの検出をおこなう検出工程と、前記検出工程によって不良セクタが検出されたならば当該不良セクタ上のデータを当該データの複製データで上書きするとともに上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタへ書き込むことによって修復する修復工程とを含んだことを特徴とする故障修復方法。

（付記２）前記修復工程は、前記検出工程によって不良セクタが検出された場合に、当該不良セクタを含む記録装置上の全データを他の記録装置上に作成された当該全データの複製データで上書きすることを特徴とする付記１に記載の故障修復方法。

（付記３）各セクタと当該セクタに格納されるデータとの対応情報を保持するセクタ情報保持工程をさらに含み、前記修復工程は、前記検出工程によって不良セクタが検出された場合に、前記セクタ情報保持工程が保持する前記セクタ情報に基づいて当該不良セクタに格納されるデータを特定し、当該不良セクタのみを前記複製データで上書きすることを特徴とする付記１に記載の故障修復方法。

（付記４）前記検出工程は、前記不良セクタの検出間隔に基づいて前記不良セクタ検出機能の起動間隔を変更することを特徴とする付記１、２または３に記載の故障修復方法。

（付記５）前記検出工程は、データの読み出しに所定時間以上要したセクタまたはデータの読み出しに所定回数以上の再試行を要したセクタの検出間隔に基づいて前記不良セクタ検出機能の起動間隔を変更することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の故障修復方法。

（付記６）前記修復工程は、前記検出工程によって不良セクタが検出された場合に、当該不良セクタの近傍に位置するセクタ上のデータを当該データの複製データで上書きすることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の故障修復方法。

（付記７）前記修復工程は、前記検出工程による不良セクタの検出頻度が所定値以上である場合に、当該不良セクタを含む記録装置を故障とみなすとともに、他の記録装置上に作成された複製データを用いることによって代替記録装置へ全データを移管することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の故障修復方法。

（付記８）各セクタの読み出し試験を実行することによって不良セクタを検出する不良セクタ検出機能を備えた記録装置であって、前記不良セクタ検出機能を所定間隔ごとに起動させることによって前記不良セクタの検出をおこなう検出手段と、前記検出手段によって不良セクタが検出されたならば当該不良セクタ上のデータを当該データの複製データで上書きするとともに上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタへ書き込むことによって修復する修復手段とを備えたことを特徴とする記録装置。

（付記９）ユーザからのリードアクセスを受け付けたセクタを監視し、当該リードアクセスを失敗している場合には、当該セクタを準不良セクタとして検出する準検出工程をさらに含み、前記修復工程は、前記準検出工程により検出された前記準不良セクタ上のデータを、当該データの複製データで上書きするとともに、上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタに書き込むことによって修復することを特徴とする付記１に記載の故障修復方法。

（付記１０）前記修復工程は、前記準検出工程により検出された準不良セクタの近傍に位置するセクタ上のデータを、当該データの複製データでそれぞれ上書きすることを特徴とする付記９に記載の故障修復方法。

（付記１１）前記準検出工程によって検出された前記準不良セクタを記載した準不良セクタリストを保持する準不良セクタリスト保持工程をさらに含み、前記修復工程は、前記準不良セクタリスト保持工程に保持された準不良セクタリストを参照し、前記準検出工程により検出された準不良セクタが、当該不良セクタリストに記載されているセクタの近傍に位置する場合には、当該準不良セクタの近傍に位置するセクタをさらに上書きすることを特徴とする付記９に記載の故障修復方法。

（付記１２）ユーザからのリードアクセスを受け付けたセクタを監視し、当該リードアクセスを失敗している場合には、当該セクタを準不良セクタとして検出する準検出手段をさらに含み、前記修復手段は、前記準検出手段により検出された前記準不良セクタ上のデータを、当該データの複製データで上書きするとともに、上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタに書き込むことによって修復することを特徴とする付記８に記載の記録装置。

以上のように、本発明に係る故障修復方法および記録装置は、記録媒体（メディア）に対する読み書きをおこなう装置における故障修復に有用であり、特に、磁気ディスク装置における故障修復に適している。

本発明に係る故障修復手法の概要を示す図である。 磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。 セルフテスト結果リストおよびセクタ情報の一例を示す図である。 故障修復処理の処理手順を示すフローチャートである。 セルフテストを可変間隔でおこなう場合の処理手順を示すフローチャートである。 不良セクタの発生原因の例を示す図である。 不良セクタが集中する場合を示す図である。 不良セクタ近傍を上書きする場合の処理手順を示すフローチャートである。 実施例２に係る磁気ディスク装置の概要を説明するための図である。 実施例２に係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。 準不良セクタリストの構成例を示す図である。 実施例２に係る磁気ディスク装置の処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 磁気ディスク装置
１１ 制御部
１１ａ 不良セクタ検出部
１１ｂ 修復処理部
１２ 記憶部
１２ａ セルフテスト結果リスト
１２ｂ セクタ情報
１３ａ、１３ｂ メディア（ディスク）
２０ 磁気ディスク装置
２１ 制御部
２１ａ 不良セクタ検出部
２１ｂ 準不良セクタ検出部
２１ｃ 修復処理部
２２ 記憶部
２２ａ セルフテスト結果リスト
２２ｂ 準不良セクタリスト
２２ｃ セクタ情報
２３ａ、２３ｂ メディア（ディスク）

Claims (8)

1. 各セクタの読み出し試験を実行することによって不良セクタを検出する不良セクタ検出機能を備えた記録装置の故障修復方法であって、
   前記不良セクタ検出機能を所定間隔ごとに起動させることによって前記不良セクタの検出をおこなう検出工程と、
   前記検出工程によって不良セクタが検出されたならば当該不良セクタ上のデータを当該データの複製データで上書きするとともに上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタへ書き込むことによって修復する修復工程と
   を含んだことを特徴とする故障修復方法。
2. 前記修復工程は、
   前記検出工程によって不良セクタが検出された場合に、当該不良セクタを含む記録装置上の全データを他の記録装置上に作成された当該全データの複製データで上書きすることを特徴とする請求項１に記載の故障修復方法。
3. 各セクタと当該セクタに格納されるデータとの対応情報を保持するセクタ情報保持工程をさらに含み、
   前記修復工程は、
   前記検出工程によって不良セクタが検出された場合に、前記セクタ情報保持工程が保持する前記セクタ情報に基づいて当該不良セクタに格納されるデータを特定し、当該不良セクタのみを前記複製データで上書きすることを特徴とする請求項１に記載の故障修復方法。
4. 各セクタの読み出し試験を実行することによって不良セクタを検出する不良セクタ検出機能を備えた記録装置であって、
   前記不良セクタ検出機能を所定間隔ごとに起動させることによって前記不良セクタの検出をおこなう検出手段と、
   前記検出手段によって不良セクタが検出されたならば当該不良セクタ上のデータを当該データの複製データで上書きするとともに上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタへ書き込むことによって修復する修復手段と
   を備えたことを特徴とする記録装置。
5. ユーザからのリードアクセスを受け付けたセクタを監視し、当該リードアクセスを失敗している場合には、当該セクタを準不良セクタとして検出する準検出工程をさらに含み、
   前記修復工程は、前記準検出工程により検出された前記準不良セクタ上のデータを、当該データの複製データで上書きするとともに、上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタに書き込むことによって修復することを特徴とする請求項１に記載の故障修復方法。
6. 前記修復工程は、前記準検出工程により検出された準不良セクタの近傍に位置するセクタ上のデータを、当該データの複製データで上書きすることを特徴とする請求項５記載の故障修復方法。
7. 前記準検出工程によって検出された前記準不良セクタを記載した準不良セクタリストを保持する準不良セクタリスト保持工程をさらに含み、
   前記修復工程は、前記準不良セクタリスト保持工程に保持された準不良セクタリストを参照し、前記準検出工程により検出された準不良セクタが、当該不良セクタリストに記載されているセクタの近傍に位置する場合には、当該準不良セクタの近傍に位置するセクタをさらに上書きすることを特徴とする請求項５に記載の故障修復方法。
8. ユーザからのリードアクセスを受け付けたセクタを監視し、当該リードアクセスを失敗している場合には、当該セクタを準不良セクタとして検出する準検出手段をさらに含み、
   前記修復手段は、前記準検出手段により検出された前記準不良セクタ上のデータを、当該データの複製データで上書きするとともに、上書きに失敗した場合には当該複製データを他のセクタに書き込むことによって修復することを特徴とする請求項４に記載の記録装置。

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