JP2019053800A - 磁気ディスク装置、および、制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ディスクの記録密度のさらなる向上が可能な瓦記録方式の磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】実施形態の磁気ディスク装置は、ＳＭＲによって隣接するトラック同士の一部を重ねてデータを記録する領域であるＳＭＲ領域、および、一時的にデータを記録する領域である一時記録領域、を有する磁気ディスクと、前記ＳＭＲ領域に対してデータのリード／ライトを行う場合の前記磁気ディスクの回転速度である第１の回転速度を、前記一時記録領域に対してデータのリード／ライトを行う場合の前記磁気ディスクの回転速度である第２の回転速度よりも遅くする制御を行う制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気ディスク装置、および、制御方法に関する。

コンピュータ装置用の記憶装置として、磁気ディスク装置が多く使用されている。磁気ディスク装置における磁気ディスクに記録するデータの記録密度向上のための技術として、近年、ＳＭＲ（Shingled Magnetic Recording）と称される技術の開発が進められている。ＳＭＲは、データの記録の仕方から、瓦記録方式とも呼ばれる。

磁気ディスクには、同心円状に複数のトラックが設けられる。瓦記録方式では、磁気ディスクへデータをライト（書き込み）する際に、隣接するトラック同士の一部を重ねる。これにより、トラックピッチを狭くし、記録密度を向上することができる。

米国特許第９４５４９９１号明細書 米国特許第５７３９９９４号明細書 国際公開第２００６／０６８０３５号

瓦記録方式では、回転する磁気ディスクのばたつきや回転ムラなどのいわゆるフラッタ等に基づいて決まる磁気ヘッドの位置決め精度によって、磁気ディスクの記録密度向上の限界が決まる。

そこで、本実施形態の課題は、磁気ディスクの記録密度のさらなる向上が可能な瓦記録方式の磁気ディスク装置、および、制御方法を提供することである。

実施形態の磁気ディスク装置は、ＳＭＲによって隣接するトラック同士の一部を重ねてデータを記録する領域であるＳＭＲ領域、および、一時的にデータを記録する領域である一時記録領域、を有する磁気ディスクと、前記ＳＭＲ領域に対してデータのリード／ライトを行う場合の前記磁気ディスクの回転速度である第１の回転速度を、前記一時記録領域に対してデータのリード／ライトを行う場合の前記磁気ディスクの回転速度である第２の回転速度よりも遅くする制御を行う制御部と、を備える。

図１は、実施形態の磁気ディスク装置の全体構成図である。 図２（１）は、比較例におけるトラックピッチを示す図である。図２（２）は、実施形態におけるトラックピッチを示す図である。 図３は、実施形態の磁気ディスク装置による第１のライト処理を示すフローチャートである。 図４は、実施形態の磁気ディスク装置による第２のライト処理を示すフローチャートである。 図５は、実施形態の磁気ディスク装置による第１のリード処理を示すフローチャートである。 図６は、実施形態の磁気ディスク装置による第２のリード処理を示すフローチャートである。 図７は、比較例の磁気ディスク装置によるライト処理を示すフローチャートである。 図８は、比較例の磁気ディスク装置によるリード処理を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、実施形態の磁気ディスク装置について説明する。なお、各図面において、「ＲＤ」は「リード（読み出し）」を表し、「ＷＴ」は「ライト（書き込み）」を表し、「Ｒ／Ｗ」は「リード（読み出し）／ライト（書き込み）」を表す。

まず、図１を参照して、実施形態の磁気ディスク装置２００の構成について説明する。図１は、実施形態の磁気ディスク装置２００の全体構成図である。本実施形態の磁気ディスク装置２００は、コンピュータ装置用の記憶装置であり、瓦記録方式（ＳＭＲ（Shingled Magnetic Recording））で磁気ディスク１にデータを記録する。磁気ディスク装置２００は、磁気ディスク１と、ＳＰＭ２と、ヘッドアクチュエータ３と、ＶＣＭ４と、磁気ヘッド１０と、ＳＶＣ２０と、ヘッドアンプＩＣ３０と、揮発性メモリ７０と、不揮発性メモリ８０と、バッファメモリ９０と、システムコントローラ１３０と、を備える。

また、磁気ディスク装置２００は、ホストシステム３００（外部装置）と接続される。ホストシステム３００は、例えば、サーバ等であって、磁気ディスク装置２００へ所望の動作を行わせるコマンドを発行するコンピュータ装置である。ホストシステム３００は、例えば、磁気ディスク装置２００に対して、ライト指令やリード指令を送信する。

磁気ディスク１は、円盤状のアルミニウムやガラス基板等の物体に磁性層が形成されている記録媒体である。磁気ディスク１は、データ記録領域として、一時的にデータを記録する領域であるＭＣ（Media Cache）領域１００（一時記録領域）と、ＳＭＲ領域１１０（瓦記録領域。データ記録領域）と、システム領域１０２と、を備えている。ＭＣ領域１００は、ＳＭＲ領域１１０のキャッシュである。

ＭＣ領域１００は、例えば、磁気ディスク１上の外周側に確保される記録領域であり、瓦記録方式ではない通常のライト動作によりデータが書きこまれる低いトラック密度のデータ記録領域である。

ＳＭＲ領域１１０は、瓦記録方式によって隣接するトラック同士の一部が重なるようにデータがライトされる高いトラック密度の記録領域である。ＳＭＲ領域１１０には、ユーザデータ等が記録される。システム領域１０２は、管理情報を記憶するための領域である。

ＳＰＭ（スピンドルモータ）２は、磁気ディスク１を回転駆動させる手段である。ヘッドアクチュエータ３は、先端の磁気ヘッド１０を支持するアームである。ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）４は、ヘッドアクチュエータ３を駆動させる手段である。ヘッドアクチュエータ３は、ＶＣＭ４の駆動によって動き、磁気ヘッド１０を磁気ディスク１上の指定の位置まで移動させる。

磁気ヘッド１０は、磁気ディスク１へのデータのライトや、磁気ディスク１に記録されているデータのリードを行う手段である。磁気ヘッド１０は、スライダを本体として、当該スライダに実装されているライト磁気ヘッド１０Ｗ、および、リード磁気ヘッド１０Ｒを備える。ライト磁気ヘッド１０Ｗは、磁気ディスク１上にデータを書き込む。リード磁気ヘッド１０Ｒは、磁気ディスク１上に記録されているデータを読み出す。

ＳＶＣ（サーボコントローラ）２０は、サーボ制御部２１とスピンドルモータ制御部２２とを備えている。サーボ制御部２１は、ＶＣＭ４の駆動を制御する。スピンドルモータ制御部２２は、ＳＰＭ２の駆動を制御する。

スピンドルモータ制御部２２は、ＭＰＵ６０のＲ／Ｗ制御部６１からの指令に基づき、ＳＭＲ領域１１０に対してデータのリード／ライトを行う場合の磁気ディスク１の回転速度である第１の回転速度（低速）を、ＭＣ領域１００に対してデータのリード／ライトを行う場合の磁気ディスク１の回転速度である第２の回転速度（定速）よりも遅くする制御を行う。

また、スピンドルモータ制御部２２は、ＳＭＲ領域１１０に対してデータのリード／ライトを行う場合に磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にした後は、ＭＣ領域１００に対してデータのリード／ライトを行う場合もその第１の回転速度（低速）を維持させてもよい（詳細は後述）。

また、第１の回転速度は、複数種類設定されていてもよい。そうすれば、例えば、磁気ディスク１の素材、サイズ、積層枚数等によってフラッタ成分の大きさが変わってくることに柔軟に対応できる。

また、スピンドルモータ制御部２２は、Ｒ／Ｗ制御部６１からの指令に基づき、ＭＣ領域１００からデータのリードを行う場合であって、リードしたデータを、ＳＭＲ領域１１０からリードしたデータとマージするときは、磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度にしてＭＣ領域１００からデータのリードを行う。

また、第１の回転速度と第２の回転速度のそれぞれに対応して、磁気ディスク１の回転に関係する各種パラメータが別々に設定されている。各種パラメータは、例えば、磁気ディスク１と磁気ヘッド１０のクリアランス、磁気ヘッド１０に流す電流の値等である。各種パラメータを別々に設定することで、それぞれの回転速度を適切に実現できる。

また、第１の回転速度（低速）を適用するＳＭＲ領域１１０の範囲は、すべてであってもよいし、あるいは、一部であってもよい。この範囲は、例えば、事前に磁気ディスク１を動作させてＳＭＲ領域１１０の領域ごとのフラッタ成分を測定すること等によって決定しておけばよい。その場合、スピンドルモータ制御部２２は、Ｒ／Ｗ制御部６１からの指令に基づき、ＳＭＲ領域１１０における予め設定された所定の領域（例えば、外側の所定の領域）に対してデータのリード／ライトを行う場合に磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度とする制御を行う。これにより、磁気ディスク１の回転速度の低下にともなうパフォーマンスの低下を小さく抑えることができる。

ヘッドアンプＩＣ３０は、リードアンプおよびライトドライバを有する。リードアンプは、リード磁気ヘッド１０Ｒにより読み出されたリード信号を増幅して、Ｒ／Ｗチャンネル４０に伝送する。一方、ライトドライバは、Ｒ／Ｗチャンネル４０から出力されるライトデータに応じたライト電流をライト磁気ヘッド１０Ｗに伝送する。

揮発性メモリ７０は、電源供給が断たれると保存しているデータが失われる半導体メモリである。揮発性メモリ７０は、磁気ディスク装置２００の各部での処理に必要なデータ等を格納する。揮発性メモリ７０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等である。

不揮発性メモリ８０は、電源供給が断たれても保存しているデータを保持する半導体メモリである。不揮発性メモリ８０は、例えば、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）等である。

バッファメモリ９０は、送受信されるデータを一時的に格納する半導体メモリである。バッファメモリ９０は、磁気ディスク１とホストシステム３００との間で送受信されるデータ等を一時的に格納する。なお、バッファメモリ９０は、揮発性メモリ７０と一体に構成されていてもよい。

システムコントローラ１３０は、Ｒ／Ｗチャンネル４０と、ＨＤＣ（ハードディスクコントローラ）５０と、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）６０と、を含む。Ｒ／Ｗチャンネル４０は、リードデータおよびライトデータの信号処理を実行する。

ＨＤＣ５０は、ホストシステム３００とＲ／Ｗチャンネル４０との間のデータ転送を制御する。ＨＤＣ５０は、ディスク制御部５１と、インタフェース制御部５２と、コマンド制御部５３と、バッファ制御部５４とを備える。これらは、ＨＤＣ５０においてｂｕｓ（バス）等を介して互いに接続されている。

ディスク制御部５１は、Ｒ／Ｗチャンネル４０と接続されており、磁気ディスク１の制御を行う。インタフェース制御部５２は、ホストシステム３００とＲ／Ｗチャンネル４０との間のデータ転送の制御を行う。

コマンド制御部５３は、ホストシステム３００から受信するライトコマンド（ライト指令）またはリードコマンド（リード指令）に関する制御を行う。バッファ制御部５４は、バッファメモリ９０と接続されており、バッファメモリ９０へのデータの送受信を制御する。バッファ制御部５４は、例えば、磁気ディスク１から読み出したデータ、磁気ディスク１に書き込むデータ等をバッファメモリ９０に一時的に格納する。

ＭＰＵ６０は、磁気ディスク装置２００の各部を制御するメインコントローラである。ＭＰＵ６０は、例えば、ＳＶＣ２０のサーボ制御部２１を介してＶＣＭ４を制御し、磁気ヘッド１０の位置決めを行うサーボ制御を実行する。

ＭＰＵ６０は、Ｒ／Ｗ制御部６１と、位置検出部６２とを含む。なお、ＭＰＵ６０は、例えば、これら各部の処理をファームウェア上で実行する。

Ｒ／Ｗ制御部６１は、ホストシステム３００からのコマンドに従って、データの読み取り（リード）、および、書き込み（ライト）を制御する。Ｒ／Ｗ制御部６１は、ライト磁気ヘッド１０Ｗを制御して、磁気ディスク１上にデータを書き込むことにより、ライトトラックを構成する。瓦記録方式では、Ｒ／Ｗ制御部６１は、隣り合うライトトラックを重ね書きする。また、Ｒ／Ｗ制御部６１は、リード磁気ヘッド１０Ｒを制御して、リードトラックからデータを読み込む。

位置検出部６２は、磁気ディスク１上の検出領域の所定の位置から読み込んだデータの再生波形等を用いて、トラックの位置を検出する。

また、Ｒ／Ｗ制御部６１は、例えば、ＳＶＣ２０のスピンドルモータ制御部２２を介してスピンドルモータ制御部２２を制御し、磁気ディスク１（ＳＰＭ２）の回転速度を制御する。

次に、図２を参照して、ＳＭＲ領域に瓦記録方式でデータを書き込む場合に関し、比較例（従来技術）におけるトラックピッチと実施形態におけるトラックピッチについて説明する。図２（１）は、比較例におけるトラックピッチを示す図である。図２（２）は、実施形態におけるトラックピッチを示す図である。

図２（１）に示す比較例における複数のトラック（Ｔｒａｃｋ０〜ＴｒａｃｋＮ）と、図２（２）に示す実施形態における複数のトラック（Ｔｒａｃｋ０〜ＴｒａｃｋＮ）のそれぞれにおいて、トラックピッチ（Ｔｐ）は、磁気ヘッド１０の位置決め精度のバラツキ幅（Ｓｗ）、フリンジの影響幅（Ｆｗ）、および、リード磁気ヘッド１０Ｒのコア幅（ＲＨｗ）を加算したものである。なお、ライト磁気ヘッド１０Ｗのコア幅（ＷＨｗ）は図示の通りである。

ここで、両者を比較すると、フリンジの影響幅（Ｆｗ）、および、リード磁気ヘッド１０Ｒのコア幅（ＲＨｗ）は同等であるが、磁気ヘッド１０の位置決め精度のバラツキ幅（Ｓｗ）は図２（２）に示す実施形態の場合のほうが小さい。これは、本実施形態においてＳＭＲ領域１１０に対してデータのリード／ライトを行う場合の磁気ディスク１の回転速度である第１の回転速度（低速）が、比較例の場合（第２の回転速度（定速））よりも遅く、本実施形態のほうが磁気ヘッド１０の位置決め精度が高いためである。

このようにして、本実施形態の磁気ディスク装置２００では、トラック密度を向上させることができる。

次に、実施形態の磁気ディスク装置２００によるライト処理の理解を助けるために、図７を参照して、比較例の磁気ディスク装置によるライト処理について説明する。図７は、比較例の磁気ディスク装置によるライト処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、磁気ディスク装置は、ホストシステムからＷＴ指令を受信する。

次に、ステップＳ２において、磁気ディスク装置は、ＷＴ指令の種類を判定し、ランダムＷＴ（ホストシステムが指定する論理アドレスが連続しない書き込み）の場合はステップＳ３に進み、シーケンシャルＷＴ（ホストシステムが指定する論理アドレスが連続する書き込み）の場合はステップＳ１１に進む。

ステップＳ３において、磁気ディスク装置は、ホストシステムから受信したデータを磁気ディスクのＭＣ領域にライトする。

次に、ステップＳ４において、ＭＣが所定条件を満たしているか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ５に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１２に進む。所定条件は、ＭＣ領域のデータをＳＭＲ領域に移動させるべきか否かを判定するための条件であり、例えば、「ＭＣ領域の使用率が７０％以上」である。

ステップＳ５において、磁気ディスク装置は、ＭＣ領域のデータの中から、ＳＭＲ領域に移動するデータを選択する。

次に、ステップＳ６において、磁気ディスク装置は、移動させるＭＣ領域のデータをリードする。

次に、ステップＳ７において、磁気ディスク装置は、移動先のＳＭＲ領域のデータをリードする。

次に、ステップＳ８において、磁気ディスク装置は、ステップＳ６でリードしたＭＣ領域のデータと、ステップＳ７でリードしたＳＭＲ領域のデータをマージする。

次に、ステップＳ９において、磁気ディスク装置は、ステップＳ８でマージしたデータをＳＭＲ領域にライトする。

次に、ステップＳ１０において、磁気ディスク装置は、ＭＣが終了条件を満たしているか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１２に進み、Ｎｏの場合はステップＳ６に戻る。なお、ステップＳ４で用いた所定条件が「ＭＣ領域の使用率が７０％以上」である場合、終了条件は、例えば、「ＭＣ領域の使用率が２０％以下」である。

一方、ステップＳ１１において、磁気ディスク装置は、ホストシステムから受信したデータを磁気ディスクのＳＭＲ領域にライトし、ステップＳ４に進む。

ステップＳ１２において、磁気ディスク装置は、ＭＣ領域の管理情報を更新する。次に、ステップＳ１３において、磁気ディスク装置は、ホストシステムに応答を送信する。

このようにして、比較例の磁気ディスク装置によるライト処理が実行されるが、磁気ディスクが回転するときの回転速度は常に一定である。

次に、図３を参照して、実施形態の磁気ディスク装置２００による第１のライト処理について説明する。図３は、実施形態の磁気ディスク装置２００による第１のライト処理を示すフローチャートである。この第１のライト処理では、ＳＭＲ領域１１０にアクセス（リードまたはライト）する場合だけでなく、ＳＭＲ領域１１０にアクセスする直前からホストシステム３００に応答送信する直前まで、ＭＣ領域１００にアクセスする場合も含めて、磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にする。また、スピンドルモータ制御部２２は、ＭＰＵ６０のＲ／Ｗ制御部６１からの指令に基づき、磁気ディスク１の回転速度を制御する。

まず、ステップＳ１０１において、インタフェース制御部５２は、ホストシステム３００からＷＴ指令を受信する。

次に、ステップＳ１０２において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＷＴ指令の種類を判定し、ランダムＷＴの場合はステップＳ１０３に進み、シーケンシャルＷＴの場合はステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１０３において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ホストシステム３００から受信したデータを磁気ディスク１のＭＣ領域１００にライトする。このとき、Ｒ／Ｗ制御部６１は、磁気ディスク１の回転速度が第２の回転速度（定速）になるように制御する。

次に、ステップＳ１０４において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣが所定条件を満たしているか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１０５に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１１２に進む。所定条件は、ＭＣ領域のデータをＳＭＲ領域に移動させるべきか否かを判定するための条件である。しかし、ここでの所定条件は、比較例の場合と異なり、例えば、「ＭＣ領域１００の使用率が７０％以上」（条件１）に加えて、「ＭＣ領域１００の使用率が２０％以上で、かつ、ホストシステム３００からの指令を現時点で受信していないこと」（条件２）の２つである。この条件１、条件２のいずれかを満たせば、所定条件を満たしたことになる。条件２を設けた理由は、磁気ディスク１の回転速度を低下させることによるパフォーマンスの低下を補うためである。なお、７０％や２０％という数値は例であって、これらに限定されない。

ステップＳ１１２において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣ領域１００の管理情報（システム領域１０２に格納される管理情報）を更新し、ステップＳ１２４に進む。

ステップＳ１０５において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣ領域１００のデータの中から、ＳＭＲ領域１１０に移動するデータを選択する。

次に、ステップＳ１０６において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第２の回転速度（定速）から第１の回転速度（低速）に変更する。

次に、ステップＳ１０７において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、移動させるＭＣ領域１００のデータをリードする。

次に、ステップＳ１０８において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、移動先のＳＭＲ領域１１０のデータをリードする。

次に、ステップＳ１０９において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ステップＳ１０７でリードしたＭＣ領域１００のデータと、ステップＳ１０８でリードしたＳＭＲ領域１１０のデータをマージする。

次に、ステップＳ１１０において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ステップＳ１０９でマージしたデータをＳＭＲ領域１１０にライトする。

次に、ステップＳ１１１において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣが終了条件を満たしているか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１０７に戻る。なお、ステップＳ１０４で用いた所定条件が「ＭＣ領域１００の使用率が７０％以上」（条件１）である場合、終了条件は、例えば、「ＭＣ領域１００の使用率が２０％以下」である。また、ステップＳ１０４で用いた所定条件が「ＭＣ領域１００の使用率が２０％以上で、かつ、ホストシステム３００からの指令を現時点で受信していないこと」（条件２）である場合、終了条件は、例えば、「ＭＣ領域１００の使用率が２０％以下」、および、「ホストシステム３００からの指令を新たに受信したこと」の少なくともいずれかを満たすことである。

一方、ステップＳ１１５において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第２の回転速度（定速）から第１の回転速度（低速）に変更する。

次に、ステップＳ１１６において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ホストシステム３００から受信したデータを磁気ディスク１のＳＭＲ領域１１０にライトする。

次に、ステップＳ１１７において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣが所定条件（ステップＳ１０４で用いた条件と同じ）を満たしているか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１８に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１８において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣ領域１００のデータの中から、ＳＭＲ領域１１０に移動するデータを選択する。

次に、ステップＳ１１９において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、移動させるＭＣ領域１００のデータをリードする。

次に、ステップＳ１２０において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、移動先のＳＭＲ領域１１０のデータをリードする。

次に、ステップＳ１２１において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ステップＳ１１９でリードしたＭＣ領域１００のデータと、ステップＳ１２０でリードしたＳＭＲ領域１１０のデータをマージする。

次に、ステップＳ１２２において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ステップＳ１２１でマージしたデータをＳＭＲ領域１１０にライトする。

次に、ステップＳ１２３において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣが終了条件（ステップＳ１１１で用いた条件と同じ）を満たしているか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１１９に戻る。

ステップＳ１１３において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣ領域１００の管理情報（システム領域１０２に格納される管理情報）を更新する。

次に、ステップＳ１１４において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第１の回転速度（低速）から第２の回転速度（定速）に戻す。

次に、ステップＳ１２４において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ホストシステム３００に応答を送信する。

このようにして、本実施形態の第１のライト処理によれば、ＳＭＲ領域１１０にアクセスするときに磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にすることで磁気ヘッド１０の位置決め精度を向上させ、トラック密度を向上させることができる。また、ＳＭＲ領域１１０にアクセスする直前からホストシステム３００に応答送信する直前まで、ＳＭＲ領域１１０にアクセスする場合だけでなく、ＭＣ領域１００にアクセスする場合も含めて磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にすることで、磁気ディスク１の回転速度の変更回数を少なく抑えることができ、制御内容が簡潔となる。

なお、各ステップの処理順序は、上述した順序に限定されない。例えば、ステップＳ１１４は、ステップＳ１２４の前でなく、ステップＳ１２４の後に実行してもよい。

次に、図４を参照して、実施形態の磁気ディスク装置２００による第２のライト処理について説明する。図４は、実施形態の磁気ディスク装置２００による第２のライト処理を示すフローチャートである。この第２のライト処理では、ＳＭＲ領域１１０にアクセスする場合だけ、磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にする。以下、図３の説明と同様の事項については、説明を適宜省略する。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０５は図３と同様である。ステップＳ１０５の後、ステップＳ１３１において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、移動させるＭＣ領域１００のデータをリードする。

次に、ステップＳ１３２において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第２の回転速度（定速）から第１の回転速度（低速）に変更する。

その後のステップＳ１０８〜Ｓ１１０は図３と同様である。ステップＳ１１０の後、ステップＳ１３３において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第１の回転速度（低速）から第２の回転速度（定速）に戻す。

次に、ステップＳ１１１において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣが終了条件を満たしているか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１３１に戻る。

一方、ステップＳ１１５、Ｓ１１６は図３と同様である。ステップＳ１１６の後、ステップＳ１４１において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第１の回転速度（低速）から第２の回転速度（定速）に戻す。

その後のステップＳ１１７〜Ｓ１１９は図３と同様である。ステップＳ１１９の後、ステップＳ１４２において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第２の回転速度（定速）から第１の回転速度（低速）に変更する。

その後のステップＳ１２０〜Ｓ１２２は図３と同様である。ステップＳ１２２の後、ステップＳ１４３において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第１の回転速度（低速）から第２の回転速度（定速）に戻す。その後のステップＳ１２３は図３と同様である。

ステップＳ１１３において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣ領域１００の管理情報（システム領域１０２に格納される管理情報）を更新する。

ステップＳ１１３の後、ステップＳ１２４において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ホストシステム３００に応答を送信する。

このようにして、本実施形態の第２のライト処理によれば、ＳＭＲ領域１１０にアクセスするときに磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にすることで磁気ヘッド１０の位置決め精度を向上させ、トラック密度を向上させることができる。また、ＳＭＲ領域１１０にアクセスする場合だけ磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にし、ＭＣ領域１００にアクセスするときはその都度、第２の回転速度（定速）に戻すことで、磁気ディスク１の回転速度の低下にともなうパフォーマンスの低下を小さく抑えることができる。

次に、実施形態の磁気ディスク装置２００によるリード処理の理解を助けるために、図８を参照して、比較例の磁気ディスク装置によるリード処理について説明する。図８は、比較例の磁気ディスク装置によるリード処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２１において、磁気ディスク装置は、ホストシステムからＲＤ指令を受信する。

次に、ステップＳ２２において、磁気ディスク装置は、リード対象領域を判定し、ＭＣ領域の場合はステップＳ２３に進み、ＳＭＲ領域の場合はステップＳ２５に進む。なお、リード対象領域がＳＭＲ領域の場合は、リード対象領域がＳＭＲ領域だけの場合と、リード対象領域がＳＭＲ領域およびＭＣ領域の両方の場合と、２種類ある。

ステップＳ２３において、磁気ディスク装置は、磁気ディスクのＭＣ領域のデータをリードし、ステップＳ２４に進む。

一方、ステップＳ２５において、磁気ディスク装置は、磁気ディスクのＳＭＲ領域のデータをリードする。

次に、ステップＳ２６において、磁気ディスク装置は、ＭＣ領域もリード対象領域か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ２７に進み、Ｎｏの場合はステップＳ２４に進む。

ステップＳ２７において、磁気ディスク装置は、ＭＣ領域のデータをリードする。次に、ステップＳ２８において、磁気ディスク装置は、ステップＳ２５でリードしたＳＭＲ領域のデータと、ステップＳ２７でリードしたＭＣ領域のデータをマージする。

ステップＳ２４において、磁気ディスク装置は、ホストシステムに応答を送信する。つまり、磁気ディスク装置は、リードしたデータをホストシステムに送信する。

このようにして、比較例の磁気ディスク装置によるリード処理が実行されるが、磁気ディスクが回転するときの回転速度は常に一定である。

次に、図５を参照して、実施形態の磁気ディスク装置２００による第１のリード処理について説明する。図５は、実施形態の磁気ディスク装置２００による第１のリード処理を示すフローチャートである。この第１のリード処理では、ＳＭＲ領域１１０からデータをリードする場合だけでなく、ＳＭＲ領域１１０からデータをリードする直前からホストシステム３００に応答送信する直前まで、ＭＣ領域１００からデータをリードする場合も含めて、磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にする。また、スピンドルモータ制御部２２は、ＭＰＵ６０のＲ／Ｗ制御部６１からの指令に基づき、磁気ディスク１の回転速度を制御する。

まず、ステップＳ２０１において、インタフェース制御部５２は、ホストシステム３００からＲＤ指令を受信する。

次に、ステップＳ２０２において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、リード対象領域を判定し、ＭＣ領域１００の場合はステップＳ２０３に進み、ＳＭＲ領域１１０の場合はステップＳ２０５に進む。なお、リード対象領域がＳＭＲ領域１１０の場合は、リード対象領域がＳＭＲ領域１１０だけの場合と、リード対象領域がＳＭＲ領域１１０およびＭＣ領域１００の両方の場合と、２種類ある。

ステップＳ２０３において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、磁気ディスク１のＭＣ領域１００のデータをリードし、ステップＳ２０４に進む。

一方、ステップＳ２０５において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第２の回転速度（定速）から第１の回転速度（低速）に変更する。

次に、ステップＳ２０６において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、磁気ディスク１のＳＭＲ領域１１０のデータをリードする。

次に、ステップＳ２０７において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣ領域１００もリード対象領域か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ２０８に進み、Ｎｏの場合はステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２０８において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣ領域１００のデータをリードする。次に、ステップＳ２０９において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ステップＳ２０６でリードしたＳＭＲ領域１１０のデータと、ステップＳ２０８でリードしたＭＣ領域１００のデータをマージする。

次に、ステップＳ２１０において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第１の回転速度（低速）から第２の回転速度（定速）に戻し、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ホストシステム３００に応答を送信する。つまり、Ｒ／Ｗ制御部６１は、リードしたデータをホストシステム３００に送信する。

なお、各ステップの処理順序は、上述した順序に限定されない。例えば、ステップＳ２１０は、ステップＳ２０４の前でなく、ステップＳ２０４の後に実行してもよい。

このようにして、本実施形態の第１のリード処理によれば、ＳＭＲ領域１１０からデータをリードするときに磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にすることで磁気ヘッド１０の位置決め精度を向上させ、トラック密度を向上させることができる。また、ＳＭＲ領域１１０からデータをリードする直前からホストシステム３００に応答送信する直前まで、ＳＭＲ領域１１０からデータをリードする場合だけでなく、ＭＣ領域１００からデータをリードする場合も含めて磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にすることで、磁気ディスク１の回転速度の変更回数を少なく抑えることができ、制御内容が簡潔となる。

次に、図６を参照して、実施形態の磁気ディスク装置２００による第２のリード処理について説明する。図６は、実施形態の磁気ディスク装置２００による第２のリード処理を示すフローチャートである。この第２のリード処理では、ＳＭＲ領域１１０からデータをリードする場合だけ、磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にする。以下、図５の説明と同様の事項については、説明を適宜省略する。

ステップＳ２０１〜Ｓ２０６は、図５と同様である。ステップＳ２０６の後、ステップＳ２０７において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＭＣ領域１００もリード対象領域か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ２２１に進み、Ｎｏの場合はステップＳ２２２に進む。

ステップＳ２２１において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第１の回転速度（低速）から第２の回転速度（定速）に戻す。

その後のステップＳ２０８、Ｓ２０９は図５と同様である。ステップＳ２０９の後、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２２２において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ＳＰＭ２（磁気ディスク１）の回転速度を第１の回転速度（低速）から第２の回転速度（定速）に戻し、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４において、Ｒ／Ｗ制御部６１は、ホストシステム３００に応答を送信する。つまり、Ｒ／Ｗ制御部６１は、リードしたデータをホストシステム３００に送信する。

このようにして、本実施形態の第２のリード処理によれば、ＳＭＲ領域１１０からデータをリードするときに磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にすることで磁気ヘッド１０の位置決め精度を向上させ、トラック密度を向上させることができる。また、ＳＭＲ領域１１０からデータをリードする場合だけ磁気ディスク１の回転速度を第１の回転速度（低速）にし、ＭＣ領域１００からデータをリードするときは第２の回転速度（定速）とすることで、磁気ディスク１の回転速度の低下にともなうパフォーマンスの低下を小さく抑えることができる。

このようにして、本実施形態によれば、磁気ディスク１の記録密度のさらなる向上が可能な瓦記録方式の磁気ディスク装置２００を提供することができる。また、同時に、ＳＭＲ領域１１０におけるリード時に磁気ディスク１の回転速度を低下させているのでエラーレートを改善することができる。

また、フラッタ成分の変化等を考慮して、第１の回転速度（低速）の場合のＳＭＲ領域１１０におけるＢＰＩ（Bit Per Inch）やＴＰＩ（Track Per Inch）を、第２の回転速度（定速）の場合のＳＭＲ領域１１０におけるＢＰＩやＴＰＩから適宜変更した値とすることで、ＢＰＩやＴＰＩの最適化を図ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

上述の実施形態では、ＳＭＲ領域１１０に対してデータのリード／ライトを行う場合の磁気ディスク１の回転速度である第１の回転速度を、ＭＣ領域１００に対してデータのリード／ライトを行う場合の磁気ディスク１の回転速度である第２の回転速度よりも遅くするものとした。しかし、所定の状況下で磁気ディスク１の記録密度のさらなる向上が可能である場合は、第１の回転速度を第２の回転速度よりも速く制御してもよい。

１…磁気ディスク、２…ＳＰＭ、３…ヘッドアクチュエータ、４…ＶＣＭ、１０…磁気ヘッド、１０Ｗ…ライト磁気ヘッド、１０Ｒ…リード磁気ヘッド、２０…ＳＶＣ、２１…サーボ制御部、２２…スピンドルモータ制御部、３０…ヘッドアンプＩＣ、４０…Ｒ／Ｗチャンネル、５０…ＨＤＣ、５１…ディスク制御部、５２…インタフェース制御部、５３…コマンド制御部、５４…バッファ制御部、６０…ＭＰＵ、６１…Ｒ／Ｗ制御部、６２…位置検出部、７０…揮発性メモリ、８０…不揮発性メモリ、９０…バッファメモリ、１００…ＭＣ領域、１０２…システム領域、１１０…ＳＭＲ領域、１３０…システムコントローラ、２００…磁気ディスク装置、３００…ホストシステム。

Claims (11)

1. ＳＭＲ（Shingled Magnetic Recording）によって隣接するトラック同士の一部を重ねてデータを記録する領域であるＳＭＲ領域、および、一時的にデータを記録する領域である一時記録領域、を有する磁気ディスクと、
   前記ＳＭＲ領域に対してデータのリード／ライトを行う場合の前記磁気ディスクの回転速度である第１の回転速度を、前記一時記録領域に対してデータのリード／ライトを行う場合の前記磁気ディスクの回転速度である第２の回転速度よりも遅くする制御を行う制御部と、を備える磁気ディスク装置。
2. 前記第１の回転速度は、複数種類設定されている、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 前記制御部は、前記一時記録領域からデータのリードを行う場合であって、前記リードしたデータを、前記ＳＭＲ領域からリードしたデータとマージするときは、前記磁気ディスクの回転速度を前記第１の回転速度にして前記一時記録領域からデータのリードを行う、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
4. 前記第１の回転速度と前記第２の回転速度のそれぞれに対応して、前記磁気ディスクの回転に関係する各種パラメータが別々に設定されている、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
5. 前記制御部は、前記ＳＭＲ領域における予め設定された所定の領域に対してデータのリード／ライトを行う場合に前記磁気ディスクの回転速度を前記第１の回転速度に制御する、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
6. 前記所定の領域は、前記ＳＭＲ領域において予め設定された外側の所定の領域である、請求項５に記載の磁気ディスク装置。
7. 前記制御部は、外部装置からのライト指令の種類を判定し、シーケンシャルライトの指令の場合、前記磁気ディスクの回転速度を前記第１の回転速度に制御して前記ＳＭＲ領域に対して前記外部装置から受信したデータのライトを行う、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
8. 前記制御部は、外部装置からのライト指令の種類を判定し、ランダムライトの指令の場合、前記磁気ディスクの回転速度を前記第２の回転速度に制御して前記一時記録領域に対して前記外部装置から受信したデータのライトを行った後、所定条件を満たしているときは、前記一時記録領域のデータの中から前記ＳＭＲ領域に移動するデータを選択し、前記磁気ディスクの回転速度を前記第１の回転速度に制御して前記ＳＭＲ領域に対して前記選択したデータのライトを行う、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
9. 前記制御部は、前記ＳＭＲ領域に対して前記選択したデータのライトを行っている場合に、終了条件を満たしたときは、前記ＳＭＲ領域に対する前記選択したデータのライトを停止し、前記磁気ディスクの回転速度を前記第１の回転速度から前記第２の回転速度に戻すように制御する、請求項８に記載の磁気ディスク装置。
10. データを記録する領域であるデータ記録領域、および、一時的にデータを記録する領域である一時記録領域、を有する磁気ディスクと、
    前記データ記録領域に対してデータのリード／ライトを行う場合の前記磁気ディスクの回転速度である第１の回転速度と、前記一時記録領域に対してデータのリード／ライトを行う場合の前記磁気ディスクの回転速度である第２の回転速度と、を異ならせる制御を行う制御部と、を備える磁気ディスク装置。
11. ＳＭＲによって隣接するトラック同士の一部を重ねてデータを記録する領域であるＳＭＲ領域、および、一時的にデータを記録する領域である一時記録領域、を有する磁気ディスクを備える磁気ディスク装置の制御方法であって、
    前記ＳＭＲ領域に対してデータのリード／ライトを行う場合の前記磁気ディスクの回転速度である第１の回転速度を、前記一時記録領域に対してデータのリード／ライトを行う場合の前記磁気ディスクの回転速度である第２の回転速度よりも遅くする制御を行う制御ステップを含む、制御方法。

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