JP2011008842A - 磁気ディスク・ドライブ及びそのデータの書き直し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】近接データ・トラックの消失を防ぎつつ、近接データ・トラックの書き直し頻度を適切な範囲内にする。
【解決手段】本発明の一実施形態のＨＤＤは、データ・トラックへのデータ書き込みの近接データ・トラックへの影響度を反映する重みを積算する。この積算値が規定の閾値に達すると、ＨＤＤは、近接データ・トラックを書き直す。データ書き込みの近接データ・トラックへの影響度は、ヘッド・スライダ、書き込まれるデータ・トラックの半径位置、データ書き込み時の条件、そして、書き込まれるデータ・トラックと影響を受ける近接データ・トラックとの間の位置関係よって異なりうる。データ書き込みが近接データ・トラックに与える影響度を基準としてデータ書き直しを行うことで、近接データ・トラックの消失を防ぎつつ、書き直し頻度を適切な範囲内にすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は磁気ディスク・ドライブ及びそのデータの書き直し方法に関し、特に、データ書き込みの繰り返しからの磁気データ保護に関する。

ディスク・ドライブとして、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様のディスクを使用する装置が知られているが、その中で、磁気ディスク・ドライブの一つであるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータ・システムの他、動画像記録再生装置やカーナビゲーション・システムなど、多くの電子機器において使用されている。

ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のデータ・トラックと複数のサーボ・トラックとを有している。各サーボ・トラックはアドレス情報を有する複数のサーボ・セクタから構成される。また、各データ・トラックには、ユーザ・データを含む複数のデータ・セクタから構成されている。円周方向に離間するサーボ・セクタの間に、データ・セクタが記録されている。揺動するアクチュエータに支持されたヘッド・スライダのヘッド素子部が、サーボ・セクタ内のアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。

ＨＤＤは、磁気ディスクの記録面上において、データの書き込みと読み出しとを繰り返す。近年の磁気記録の高密度化により、選択されたデータ・トラックへのデータ書き込みにおいては、ヘッド・スライダからの漏れ磁界が、そのトラックに隣接するトラックの磁気データに影響を及ぼすことが知られている。また、データ・トラック上の反復的な磁化変化は、隣接データ・トラックの磁化に影響を及ぼすことが知られている。このため、あるデータ・トラックへのデータ書き込みが繰り返される場合、ヘッド・スライダからの漏れ磁界やデータ・トラックの磁化変化による隣接データ・トラックへの干渉が繰り返され、隣接データ・トラックのユーザ・データが変化し、データ消失（リード・ハード・エラー）が発生することがある。

このようなリード・ハード・エラーを防止するため、データ・トラックへの書き込み回数をカウントし、書き込み回数が閾値に達すると、隣接データ・トラックのデータを再書込みする技術が、特許文献１において提案されている。この技術は、グループ化された複数のトラックへの書き込み回数をカウントし、そのカウント数が閾値に達すると、そのグループとそのグループの隣接トラックとを書き直す。このように、グループへの書き込みをカウントすることで、書き込み回数を記憶するためのメモリ領域を低減することができる。さらに、グループに加えてグループの隣接トラックの書き直しも行うことで、リード・ハード・エラーの防止をより確実なものとすることができる。

このほか、特許文献２は、データ・トラックの最終更新日、隣接データ・トラック更新回数、読み出し回数などの値に閾値を設定し、それらの値が閾値に達するとデータ・トラックの書き直しを行う技術を開示している。さらに、この文献は、閾値を、温度履歴、動作履歴、エラー・レートにより変更することを開示している。

特開２００８−２４３２６９号公報 特開２００５−００４８６９号公報

このように、同一データ・トラックへの継続的な書き込みが、隣接データ・トラックの磁化状態に影響し、そのデータ・トラックのデータが劣化あるいは消失する可能性がある。これを防ぐため、ＨＤＤに、上記先行文献に開示されているように、データ・トラックあるいは複数データ・トラックからなるトラック束に対するデータ書き込み回数をカウントし、規定回数に達すると近くのデータ・トラックを書き直す機能が実装される。

データ記録密度の増加に伴い、上記機能は、ＨＤＤにとって必須となってきている。しかし、同時に、データ・トラックの書き直しの基準となる書き込み回数も、データ記録密度の増加に伴って減少している。例えば、過去のＨＤＤは１０万回の書き込みに対してデータの書き直しを行っていたが、最近のＨＤＤにおいては、５万回の書き込みに対してデータの書き直しを行うことが必要となっている。また、書き直しを必要とするデータ・トラック数も、データ記録密度の増加に伴い増加する。

このデータの書き直しは、ＨＤＤのパフォーマンスに影響を及ぼす。データ記録密度の増加による上記機能の発動頻度の増加は、パフォーマンスへの悪影響において無視することができなくなってきている。さらに、書き直しを行うデータ・トラック数の増加は、上記機能によるパフォーマンスへの悪影響をさらに大きくする。

従って、ＨＤＤのパフォーマンスの低下を抑えつつ、データ・トラックへのデータ書き込みによる他のデータ・トラックのデータ消失を防ぐことができる技術が望まれる。

本発明の一態様の磁気ディスク・ドライブは、複数のデータ・トラックを有する磁気ディスクと、前記ディスクにアクセスするヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスク上において半径方向に移動する移動機構と、コントローラとを有する。前記コントローラは、書き直し領域への影響度を反映した異なる重みが定義されており、前記書き直し領域に関連付けられた一つもしくは複数のトラックへの書き込みによる前記書き直し領域への重みを積算し、その積算値が閾値に達すると前記書き直し領域のデータを書き直す。データ書き直しに重みの積算値を使用することで、ディスク・ドライブのパフォーマンスの低下を抑えつつ、データ・トラックへのデータ書き込みによる他のデータ・トラックのデータ消失を防ぐことができる。

前記一つもしくは複数のトラックへの書き込み時の条件に応じて重みが定義されていることが好ましい。これにより、より適切に書き直しの時期を決定することができる。さらに、前記書き込み時の条件は、書き込み時の温度を含むことが好ましい。これにより、より適切に書き直しの時期を決定することができる。

好ましい構成において、前記重みは、前記トラックの半径位置に応じて変化する。これにより、半径位置に応じてより適切に書き直しの時期を決定することができる。
好ましい構成において、複数のヘッドが実装されており、前記重みは前記複数のヘッドのそれぞれに定義されている。これにより、ヘッド毎により適切に書き直しの時期を決定することができる。

好ましい構成において、前記書き直し領域は複数セクションで構成されており、前記重みは前記複数セクションのそれぞれに定義されている。これにより、書き直し領域のセクション応じてより適切に書き直しの時期を決定することができる。さらに、好ましくは、前記書き直し領域は二つのセクションにより構成されており、一方のセクションは、他方のセクションよりも前記一つもしくは複数のトラックから遠い領域を含む。これにより、セクションの位置に応じてより適切に書き直しの時期を決定することができる。さらに好ましくは、前記コントローラは、一つのカウンタで、前記二つのセクションのための積算値を算出し、前記二つのセクションのそれぞれに書き直しのための異なる閾値を使用する。これにより、処理をよりシンプルな構成を行うことができる。

好ましい構成において、前記コントローラは前記重みの定義をアップデートする。これにより、状態の変化に応じてより適切に書き直しの時期を決定することができる。さらに好ましくは、前記コントローラは、前記書き直し領域におけるエラー・レートを使用して、前記重みの定義のアップデートを行うか否かを決定する。エラー・レートは、書き直し領域の状態を示す好適な値である。

本発明の他の態様は、磁気ディスク・ドライブにおいて、磁気ディスク上のデータを書き直す方法である。この方法は、書き直し領域に関連付けられた一つもしくは複数のトラックへデータを書き込む。前記書き直し領域への影響度を反映した異なる重みが定義されており、前記一つもしくは複数のトラックへデータを書き込みによる前記書き直し領域への重みを積算する。前記書き直し領域についての重みの積算値が閾値に達しているか否かを判定する。前記積算値が前記閾値に達している場合に、前記書き直し領域のデータを書き直す。データ書き直しに重みの積算値を使用することで、ディスク・ドライブのパフォーマンスの低下を抑えつつ、データ・トラックへのデータ書き込みによる他のデータ・トラックのデータ消失を防ぐことができる。

本発明によれは、磁気ディスク・ドライブのパフォーマンスの低下を抑えつつ、データ・トラックへのデータ書き込みによる他のデータ・トラックのデータ消失を防ぐことができる。

本実施形態に係るＨＤＤの全体構成を模式的に示すブロック図である。 本実施形態において、好ましい構成の一つにおける、書き直し領域とその書き直し領域に対応する影響度の重みを積算する対象となる領域を模式的に示している。 本実施形態において、データ書き込みの影響度を表す重みを算出するときに、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が参照するテーブルの構成例を模式的に示している。 本実施形態において、書き直し領域とその書き直し領域に対応する影響度の重みを積算する対象となる領域を模式的に示している。 本実施形態において、重みテーブルの一例とデータ書き込み回数のカウンタの一例を模式的に示している。 本実施形態において、重みテーブルの一例を模式的に示している。 本発明によるＨＤＤと従来のＨＤＤにおいて、書き直しの回数を測定した測定結果を示している。

以下に、本発明を適用した実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。以下においては、磁気ディスク・ドライブの一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）に本発明を適用した実施形態を説明する。

本形態は、データ書き込みの近接データ・トラックへの影響によるデータ消失を防ぐ技術に特徴を有している。本形態のＨＤＤは、データ・トラックへのデータ書き込みの近接データ・トラックへの影響度を反映する重みを積算する。この積算値が規定の閾値に達すると、ＨＤＤは、近接データ・トラックを書き直す。データ書き込みの近接データ・トラックへの影響度は、ヘッド・スライダ、書き込まれるデータ・トラックの半径位置、データ書き込み時の条件、そして、書き込まれるデータ・トラックと影響を受ける近接データ・トラックとの間の位置関係よって異なりうる。

データ・トラックへの書き込み回数自体を近接データ・トラックの書き直しの基準とするのではなく、データ書き込みが近接データ・トラックに与える影響度を基準としてデータ書き直しを行うことで、近接データ・トラックの消失を防ぎつつ、近接データ・トラックの書き直し頻度を適切な範囲内にすることができる。本形態のデータ書き直し処理について詳細な説明を行う前に、まず、ＨＤＤの全体構成を説明する。

図１は、ＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０上には、リード・ライト・チャネル（ＲＷチャネル）２１、モータ・ドライバ・ユニット２２、ハードディスク・コントローラ（ＨＤＣ）とＭＰＵの集積回路（ＨＤＣ／ＭＰＵ）２３及び半導体メモリのＲＡＭ２４などの各回路が実装されている。各回路は、一つあるいは複数のチップに実装される。温度センサ１７は、エンクロージャ１０内に実装されている。

エンクロージャ１０内において、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１４は、所定の角速度で、データを記憶するディスクである磁気ディスク１１を回転する。ヘッドであるヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク１１上を浮上するスライダと、スライダ上に形成され磁気信号と電気信号との変換（データの読み書き）を行うヘッド素子部とを有する。ヘッド・スライダ１２はアクチュエータ１６の先端部に固定されている。

アクチュエータ１６はボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５に連結され、揺動軸を中心に揺動することによって、ヘッド・スライダ１２を回転する磁気ディスク１１上においてその半径方向において移動する。アクチュエータ１６とＶＣＭ１５とはヘッド・スライダ１２の移動機構である。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従ってＳＰＭ１４とＶＣＭ１５とを駆動する。

アーム電子回路（ＡＥ：Arm Electronics）１３は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って複数のヘッド・スライダ１２の中から磁気ディスク１１にアクセス（リードもしくはライト）するヘッド・スライダ１２を選択し、リード／ライト信号の増幅を行う。ＲＷチャネル２１は、リード処理において、ＡＥ１３から取得したリード信号からサーボ・データ及びユーザ・データを抽出し、デコード処理を行う。デコード処理されたデータは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。また、ＲＷチャネル２１は、ライト処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、さらに、コード変調されたデータをライト信号に変換してＡＥ１３に供給する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３において、ＨＤＣは様々な機能を有するデジタル回路であり、ＭＰＵはファーム・ウェアに従って動作する。ＨＤＤ１の起動に伴い、ＲＡＭ２４には、制御及びデータ処理に必要とされるデータ（プログラムを含む）が磁気ディスク１１あるいはＲＯＭ（不図示）からロードされる。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＲＷチャネル２１から取得した磁気ディスク１１からのリード・データを、ＲＡＭ２４内のバッファに一時的に格納した後に、ホスト５１に伝送する。また、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ホスト５１からのライト・データをＲＡＭ２４内のバッファに一時的に格納した後、所定のタイミングでＲＷチャネル２１に転送する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はコントローラの一例であり、ヘッド・ポジショニング制御、インターフェース制御、ディフェクト管理などのデータ処理に関する必要な処理の他、ＨＤＤ１の全体制御を実行する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、これらの処理において、必要に応じて、温度センサ１７の検出温度を参照する。本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、特に、データの書き直し処理を実行する。

ＨＤＤ１が影響を受けた領域のユーザ・データを書き直すいくつかの好ましい構成（方法）がある。以下において、好ましい構成のそれぞれを順に説明する。以下の各構成において、データ書き込みによる影響度を反映する異なる重みが定義されている。異なる重みが定義されていることで、ＨＤＤ１は、パフォーマンスの低下を抑えつつ、データ書き込みによる近接データ・トラックの消失を効果的に防ぐことができる。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ書き直しのために既存データをバック・アップする。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２によって書き直し対象のデータを読み出し、そのデータを所定の別のデータ・トラックに書き込む。その後、ヘッド・スライダ１２によって、読み出したデータ・セクタに同一のデータを再度書き込む。データの書き直しにおいては、一つのデータ・トラック全体を一回の処理において書き直すことが好ましいが、データ・トラックの一部のデータ・セクタのみを一回の処理で書き直してもよい。これらの点は、以下の他の構成において同様である。

図２は、好ましい構成の一つにおける、書き直し領域とその書き直し領域に対応する影響度の重みを積算する対象となる領域を模式的に示している。図２における下側が内周側であり、上側が外周側である。データ・トラックＴｒ＿ｋ−ｍ〜データ・トラックＴｒ＿ｋ＋ｌ＋ｍの領域１１１、１１２ａ、１１２ｂが書き直し領域である。データ・トラックＴｒ＿ｋ〜データ・トラックＴｒ＿ｋ＋ｌの領域１１１が、書き直し領域１１１、１１２ａ、１１２ｂへの影響を表す重みを積算する領域である。領域１１１は複数のデータ・トラックで形成されており、データ・トラックの束である。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・トラック束１１１内のデータ・トラックへの書き込みがなされる度に、データ・トラック束１１１への書き込みに対応づけられた積算値に重みを加算する。積算値が規定の閾値に達すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は書き直し領域１１１、１１２ａ、１１２ｂのデータを書き直す。図２に示すように、書き直し領域１１１は、書き込みの重みを計算するデータ・トラック束１１１に加え、その両側の隣接領域１１２ａ、１１２ｂを含む。図２において隣接領域１１２ａ、１１２ｂは同一数のデータ・トラックで構成されているが、ＨＤＤ１の構成によって、これらは異なっていてもよい。この点は、以下の他の構成において同様である。

データ・トラック毎にデータ書き込みの影響を計算するのではなく、複数データ・トラックの束を一つの単位としてデータ書き込みの影響を計算することで、書き直し処理に必要とされるメモリ領域及び演算処理を低減することができる。また、書き直し領域が、データ・トラック束に加えてその両側の隣接領域を含むことで、データ書き込みによるデータ消失をより確実に防止することができる。なお、本発明は、データ・トラック毎に書き込みの影響を算出する構成、あるいは、書き込みの影響を算出するデータ・トラック束のみを書き直す構成に適用することもできる。これらの点は、下記他の好ましい構成において同様である。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・トラック束１１１へデータを書き込むヘッド・スライダ１２（あるいはディスク記録面）、データ・トラック束１１１の記録面上の位置、そしてデータ・トラック束１１１への書き込み時の条件に応じて重みを決定する。図３は、データ書き込みの影響度を表す重みを算出するときに、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が参照するテーブルの構成例を模式的に示している。典型的に、重みテーブルはＲＡＭ２４内あるいはＨＤＣ／ＭＰＵ２３のＳＲＡＭ内に格納されている。図３の例において、ＨＤＤ１は二つのヘッド・スライダ１２（１枚の磁気ディスク１１）を有しており、各ヘッド・スライダ１２に対応する重みテーブルが、それぞれ用意されている。これら二つのテーブルを一つにまとめてもよい。

本例において、データ書き込みの影響を反映する重みは、三つの要素（重み付けパラメータ）によって規定されている。記録面は、内周領域、中周領域、外周領域の三つの領域に分割され、データ・トラック束１１１がいずれの領域に属するかによって、重みが決定される。また、書き込み時の条件の好ましい例として、書き込み時の温度が重みを規定する要素の一つとなっている。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度センサ１７からその検出温度を取得し、重みテーブルを参照して重みを決定する。

例えば、データ・トラック束１１１が、ヘッド・スライダ０がアクセスする記録面の中周領域内に存在し、かつ、データ書き込み時の検出温度が低温領域内にあるとする。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ホスト５１からのコマンドの指定アドレスからデータ・トラック束１１１のヘッド・スライダと半径位置を特定し、さらに温度センサ１７の検出温度から書き込み時のドライブ温度を特定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は重みテーブルを参照して、ヘッド・スライダ０、中周領域そして低温領域に対応するＹ１＿０を、今回の書き込みにおける重みと決定する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・トラック束１１１（書き直し領域１１１、１１２ａ、１１２ｂ）に対応するカウンタを有している。具体的には、カウンタはプログラム内の変数である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、決定した重みに対応する数だけ、カウンタの値を変化させる。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、カウンタを重みだけインクリメントする。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、インクリメント単位と重みの積だけカウンタの値を増加させてもよい。

カウンタの値が規定の閾値に達する（閾値以上になる）と、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、書き直し領域１１１、１１２ａ、１１２ｂのデータを書き直す。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、一回の処理で書き直し領域１１１、１１２ａ、１１２ｂの全てのデータ・トラックを書きなおしてもよいが、好ましくは、ホスト５１からのコマンドに対応した処理に付随して、一部のデータ・トラックの書き直しを行う。これにより、ＨＤＤ１のパフォーマンスの低下を抑制することができる。

データ・トラックへの書き込みによる近接データ・トラックへの影響度（影響の重み）を規定する書き込み時の条件は、上述のように、温度を含むことが好ましい。理由の一つは、記録層の磁化状態の記録磁界からの影響の受けやすさが温度に依存していることである。他の理由の一つは、ＨＤＤ１のオペレーションは温度を基準としてことである。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度検出器１７の検出温度に応じて記録磁界強度を制御する。重み決定の基準要素に温度を含むことで、少ない要素で影響度を正確に決定することができる。

発明者らの検討によれば、高温域及び低温域におけるデータ書き込みの近接データ・トラックへの影響は、中温域における影響と比較して大きい。この現象を引き起こす主な原因は、温度による記録層の磁化状態と記録磁界強度との変化にあると推定される。従って、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度に変えてあるいは温度に加えて、記録電流強度を重み決定の要素として使用してもよい。

ＨＤＤ１は、図３に示した重みテーブルより細分化されたテーブルを使用してもよい。具体的には、温度を４以上の温度域に分割し、記録領域を４以上の領域に分割してもよい。図３の例においては、二つのヘッド・スライダ１２のテーブルは９つのエントリを有しているが、テーブルのエントリ数がヘッド・スライダによって異なっていてもよい。また、データ書き込みによる近接領域への異なる影響度（重み）を数式により定義してもよい。温度や記録領域の分割境界は、ヘッド・スライダ毎に異なっていてもよい。重みテーブルのエントリの値や上記分割境界は、ＨＤＤ１の設計及び／もしくは製造におけるテスト工程でのテスト結果に従って決定する。これらは、以下の他の構成において同様である。

本構成のように、データ書き込みによる影響度（重み）は、ヘッド・スライダ及び半径位置に応じて定義されていることが好ましい。しかし、ＨＤＤ１を、上記影響度を、書き込み時の条件のみで決定するように構成してもよい。上述のように、書き込み条件の最も好ましいものは温度である。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ書き込み時の検出温度のみによって影響度を決定してもよい。

次の好ましい構成において、書き直し領域は複数のセクションで構成されている。図４は、書き直し領域とその書き直し領域に対応する影響度の重みを積算する対象となる領域を模式的に示している。図４における下側が内周側であり、上側が外周側である。書き直し領域は、図２において説明した領域１１１、１１２ａ、１１２ｂに加え、領域１１３ａと領域１１３ｂとを含む。領域１１３ａはデータ・トラックＴｒ＿ｋ−ｎ〜データ・トラックＴｒ＿ｋ−ｍまでの領域であり、領域１１３ｂはデータ・トラックＴｒ＿ｋ＋ｌ＋ｍ−ｎ〜データ・トラックＴｒ＿ｋ＋ｌ＋ｎまでの領域である。領域１１３ａは、領域１１２ａの内周側にあって、それに隣接している。領域１１３ｂは、領域１１２ｂの外周側にあって、それに隣接している。領域１１３ａと領域１１３ｂのトラック数は、同一あるいは異なる。

データ・トラックＴｒ＿ｋ〜データ・トラックＴｒ＿ｋ＋ｌの領域１１１が、書き直し領域１１１、１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂへの影響を表す重みを積算する領域である。領域１１１は複数のデータ・トラックで形成されており、データ・トラックの束である。この点は、図２及び３を参照して説明した上記他の好ましい構成と同様である。また、

本構成において、書き直し領域の第１のセクション１１１、１１２ａ、１１２ｂと第２のセクション１１３ａ、１１３ｂとには、異なる重みが割り当てられている。データ書き込みによる第１のセクション１１１、１１２ａ、１１２ｂへの影響度と第２セクション１１３ａ、１１３ｂへの影響度とは異なるからである。通常のＨＤＤ１の構成において、データ・トラック束（領域）１１１へのデータ書き込みによる影響度は、近くの第１セクション１１１、１１２ａ、１１２ｂに対して大きく、遠くの第２セクション１１３ａ、１１３ｂに対して小さい。従って、第１セクション１１１、１１２ａ、１１２ｂへの影響に対して、第２セクション１１３ａ、１１３ｂよりも大きな重み付けがなされる。

図５の上部は、第１セクション１１１、１１２ａ、１１２ｂの重みと第２セクション１１３ａ、１１３ｂの重みを定義する重みテーブルである。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、第１セクション１１１、１１２ａ、１１２ｂと第２セクション１１３ａ、１１３ｂのそれぞれについて積算値を計算する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ・トラック束１１１へのデータ書き込み毎に、それぞれの積算値に重みを加算する。第１セクションに対応する積算値が規定の閾値に達すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、第１セクション１１１、１１２ａ、１１２ｂを書き直す。第２セクションに対応する積算値が規定の閾値に達すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、第２セクション１１３ａ、１１３ｂを書き直す。

重みが異なる積算値の計算として、三つの方法がある。一つの方法において、第１セクションと第２セクションの閾値が同一であり、それらの積算演算における一回の加算値が異なる。他の方法において、第１セクションと第２セクションの閾値が異なり、それらの積算値計算における一回の加算値が同一である。他の方法において、閾値も加算値も異なる。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、第１セクションに対応する第１カウンタ（変数）と第２セクションに対応する第２カウンタ（変数）の二つのカウンタを有する。

上記第１の方法において、データ・トラック束１１１へのデータ書き込み毎のカウンタ値変化量が、第１カウンタと第２カウンタとの間で異なる。データ書き直しの閾値は、第１カウンタと第２カウンタとで同一である。上記第２の方法において、カウンタ値変化量が同一で、閾値が異なる。上記第３の方法において、カウンタ値変化量も閾値も異なる。変化量が大きいことは重みが大きいことを意味し、変化量が小さいことは重みが小さいことを意味する。閾値が大きいことは重みが小さいことを意味し、閾値が小さいことは重みが大きいことを意味する。

二つのセクションの積算値計算において、同一の変化量（加算量）と異なる閾値を使用する場合、一つのカウンタで二つのセクションの積算値計算を行うことができる。これにより、積算値計算の処理を効率化することができる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、一つのカウンタと二つの閾値を有する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、カウンタの値をデータ・トラック束１１１への書き込み毎に変化させる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、カウンタのカウント数が第１の閾値に達すると一方のセクションの書き直しを行い、他方の閾値に達すると他方のセクションの書き直しを行う。

図５の下部は、このような構成の一例を示している。この例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、カウンタのカウント数が５万に達する毎に第１セクション１１１、１１２ａ、１１２ｂを書き直す。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、さらに、カウンタのカウント数が１５万に達する毎に第２セクション１１３ａ、１１３ｂを書き直す。１５万のカウント数は、第１セクションと第２セクションの双方の書き直しを指示する。カウンタの値が３０万に達すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はカウンタをクリアする。この例において、データ・トラック束１１１へのデータ書き込みによる影響度の重みは、第２セクション１１３ａ、１１３ｂに対して第１セクション１１１、１１２ａ、１１２ｂが３倍となっている。

図４に示した例において、第２セクションの領域１１３ａ、１１３ｂは、第１セクションの領域１１２ａ、１１２ｂに連続している。ＨＤＤ１の構成によって、第２セクションの領域１１３ａ、１１３ｂの位置及びトラック数は変化する。第２セクションの領域１１３ａ、１１３ｂへのデータ書き込みの影響は漏れ磁界によるものである。

発明者らの研究によれば、遠い領域における漏れ磁束の作用は、隣接領域である第１セクション１１１、１１２ａ、１１２ｂへの影響とは異なるものである。漏れ磁束の影響を受ける第２セクションの領域は、第１セクションの領域から離れた領域であることもある。そのようなＨＤＤ１においては、例えば、図４の例において、第２セクションの領域１１３ａ、１１３ｂと第１セクションの領域１１２ａ、１１２ｂとの間にギャップが存在する。

漏れ磁束の影響を受ける領域はＨＤＤの設計により異なり、さらに、同一設計におけるＨＤＤ内でもバラツキが存在する。設計容易性と信頼性向上とから、書き直す領域は広いことが好ましく、第１セクションと第２セクションとは、図４の例のように連続していることが好ましい。書き直し領域を小さくすることでパフォーマンスへの影響を避ける点では、ＨＤＤ毎に第１セクションと第２セクションの領域を測定により決定することが好ましい。

次に、上記二つの好ましい構成を併せ持つ構成を説明する。つまり、書き直し領域は複数のセクションで構成されており、さらに、書き込みによる影響度は書き込み時の条件により変化する。好ましい例として、書き直し領域が二つのセクションで構成され（図４を参照）、さらに、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が、ヘッド・スライダ、半径位置そして書き込み時の温度により重みを決定する（図３を参照）構成を説明する。

ＨＤＤ１は、第１セクションと第２セクションのそれぞれに対応する重みを定義する独立のテーブルを有している。図６は、一つのヘッド・スライダ１２に対応する重みテーブルの例を示す。同様のテーブルが、各ヘッド・スライダ１２に割り当てられている。上のテーブルは第１セクションの重みテーブルであり、下のテーブルは第２セクションの重みテーブルである。便宜的に二つのテーブルを分けて示しているが、二つのテーブルに格納されている情報を一つのテーブルに収めることができる。

本例において、各セクションそれぞれに対して、同様の区分のテーブルが定義されている。つまり、温度は低温域、中温域、高温域の三つの温度域に分割され、記録面が内周領域、中周領域、外周領域の三つの領域に分割されている。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ書き込みにおいてこれらテーブルを参照して、書き込んだデータ・トラックが対応する書き直し領域の第１及び第２セクションのそれぞれの積算値を算出する。積算値の算出方法は、上記他の構成における方法と同様である。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ホスト５１からのライト・コマンドが指定するアドレス（データ・トラック）にデータを書き込む。このとき、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はコマンドの指定アドレス（ヘッド・スライダと書き込みトラックの半径位置）、温度センサ１７の検出温度、そして重みテーブルを参照して、第１セクションと第２セクションのそれぞれに対応する重みを決定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、さらに、データを書き込んだトラックが対応する書き直し領域の第１セクションと第２セクションのそれぞれに対応する積算値を計算する。

このように、書き直し領域を複数のセクションに分割し、さらに、それらセクションのそれぞれに対して書き込み条件による影響度（重み）を定義することによって、より適切にデータの書き直し処理を制御することができる。これにより、データ書き込みによるデータ消失の可能性の低減（信頼性の向上）とＨＤＤのパフォーマンス維持とを両立させることができる。

データ書き込みによる近接領域の影響度は、動作時間の経過と共に増加しうる。従って、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、１回のデータ書き込みによる近接領域への影響が増大した場合には、一回の書き込みによる重みが増加するように定義を更新することが好ましい。影響度を示す好ましい指標の一つはエラー・レートである。エラー・レートは、単位データ量あたりのエラー数であり、データ消失の度合いを示している。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、読み出したデータのエラー訂正を行うエラー訂正回路を有しており、その回路のエラー訂正数はエラー数を表す。一般に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３にはオン・ザ・フライ・エラー訂正回路が実装されており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その回路からエラー訂正数（エラー数）を取得することができる。

エラー・レートを常にモニタすることは、パフォーマンスへの悪影響が懸念される。一方、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データの書き直しを行う際に、データを読み出す。このデータ読み出しにおいてエラー訂正処理が行われる。従って、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、データ書き直しにおいて測定したエラー・レート（データ消失の度合い）から、重み付けの変更を行うか否かを決定することが好ましい。これにより、エラー・カウントによるパフォーマンスの低下を避けることができる。

例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、書き直し領域のエラー・レートをカウントし、そのエラー・レートが閾値以上である場合に、その書き直し領域に対応付けられる重み定義（上記例においてテーブルに設定されている数値）を更新する。書き直し領域が複数のセクションで構成されており、各セクションに異なる重み定義が割り当てられている場合は、セクション毎に更新の有無を決定することが好ましい。重み付け調整の実行の有無を決める基準は、これに限定されるものではない。例えば、書き直し領域内における一つのデータ・トラックのエラー・レートが閾値以上である場合に、その書き直し領域に対応づけられた重み付け定義を調整してもよい。

最後に、本発明のデータ書き直し方法を適用したＨＤＤの測定結果を図７に示す。図７のグラフにおいて、Ｘ軸は繰り返し行ったＨＤＤのテストの回数を示し、Ｙ軸はデータ書き直し処理を行った回数を示している。テストは、データの書き込みと読み出しを繰り返すもので、４本ヘッドのＨＤＤについて行った。１５回のテストを行い、各順番のテストにおけるデータ書き直し回数を棒グラフで示している。白のグラフが従来方法を適用したＨＤＤの測定結果で、黒のグラフが本発明を適用したＨＤＤの測定結果である。

図７に示すように、従来のＨＤＤにおいて、３回目のテストにおいて初めてデータの書き直しが行われている。一方、本発明を適用したＨＤＤは、１１回目のテストにおいて、初めてデータの書き直しを行っている。１５回のテストによる書き直しの合計数は、従来のＨＤＤが４４回であり、本発明のＨＤＤが２回である。この測定データは、本発明により、データ書き込みの繰り返しによる近接データ・トラックの書き直し回数が大きく低減することを明確に示している。

以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、本形態の制御を、ＨＤＤ以外の磁気ディスク・ドライブに適用することができる。

１ ハードディスク・ドライブ、１０ エンクロージャ
１１ 磁気ディスク、１２ ヘッド・スライダ、２０ 回路基板
２１ ＲＷチャネル、２２ モータ・ドライバ・ユニット
２３ ハードディスク・コントローラ／ＭＰＵ、２４ ＲＡＭ、５１ ホスト
１１１、１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂ 領域

Claims (20)

1. 複数のデータ・トラックを有する磁気ディスクと、
   前記ディスクにアクセスするヘッドと、
   前記ヘッドを前記磁気ディスク上において半径方向に移動する移動機構と、
   書き直し領域への影響度を反映した異なる重みが定義されており、前記書き直し領域に関連付けられた一つもしくは複数のトラックへの書き込みによる前記書き直し領域への重みを積算し、その積算値が閾値に達すると前記書き直し領域のデータを書き直す、コントローラと、
   を有する磁気ディスク・ドライブ。
2. 前記一つもしくは複数のトラックへの書き込み時の条件に応じて重みが定義されている、
   請求項１に記載の磁気ディスク・ドライブ。
3. 前記書き込み時の条件は、書き込み時の温度を含む、
   請求項２に記載の磁気ディスク・ドライブ。
4. 前記重みは、前記トラックの半径位置に応じて変化する、
   請求項１に記載の磁気ディスク・ドライブ。
5. 複数のヘッドが実装されており、
   前記重みは、前記複数のヘッドのそれぞれに定義されている、
   請求項１に記載の磁気ディスク・ドライブ。
6. 前記書き直し領域は、複数セクションで構成されており、
   前記重みは、前記複数セクションのそれぞれに定義されている、
   請求項１に記載の磁気ディスク・ドライブ。
7. 前記書き直し領域は二つのセクションにより構成されており、
   一方のセクションは、他方のセクションよりも前記一つもしくは複数のトラックから遠い領域を含む、
   請求項６に記載の磁気ディスク・ドライブ。
8. 前記コントローラは、一つのカウンタで、前記二つのセクションのための積算値を算出し、前記二つのセクションのそれぞれに書き直しのための異なる閾値を使用する、
   請求項７に記載の磁気ディスク・ドライブ。
9. 前記コントローラは、前記重みの定義をアップデートする、
   請求項１に記載の磁気ディスク・ドライブ。
10. 前記コントローラは、前記書き直し領域におけるエラー・レートを使用して、前記重みの定義のアップデートを行うか否かを決定する、
    請求項９に記載の磁気ディスク・ドライブ。
11. 磁気ディスク・ドライブにおいて、磁気ディスク上のデータを書き直す方法であって、
    書き直し領域に関連付けられた一つもしくは複数のトラックへデータを書き込み、
    前記書き直し領域への影響度を反映した異なる重みが定義されており、前記一つもしくは複数のトラックへデータを書き込みによる前記書き直し領域への重みを積算し、
    前記書き直し領域についての重みの積算値が閾値に達しているか否かを判定し、
    前記積算値が前記閾値に達している場合に、前記書き直し領域のデータを書き直す、
    方法。
12. 前記一つもしくは複数のトラックへの書き込み時の条件に応じて重みが定義されている、
    請求項１１に記載の方法。
13. 前記書き込み時の条件は、書き込み時の温度を含む、
    請求項１２に記載の方法。
14. 前記重みは、前記トラックの半径位置に応じて変化する
    請求項１１に記載の方法。
15. 前記書き直し領域は、複数セクションで構成されており、
    前記重みは、前記複数セクションのそれぞれに定義されている、
    請求項１１に記載の方法。
16. 前記書き直し領域は二つのセクションにより構成されており、
    一方のセクションは、他方のセクションよりも前記一つもしくは複数のトラックから遠
    い領域を含む、
    請求項１５に記載の方法。
17. 一つのカウンタで、前記二つのセクションのための積算値を算出し、前記二つのセクションのそれぞれに書き直しのための異なる閾値を使用する、
    請求項１６に記載の方法。
18. 前記重みの定義をアップデートする、
    請求項１１に記載の方法。
19. 前記書き直し領域におけるエラー・レートを使用して、前記重みの定義のアップデートを行うか否かを決定する、
    請求項１８に記載の方法。
20. 前記磁気ディスク・ドライブは複数のヘッドを有し、前記重みは前記複数のヘッドのそれぞれに定義されている、
    請求項１１に記載の方法。

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