JP2019169218A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的にデータをライト可能な磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】磁気ディスク装置１は、ディスクＤＫと、ディスクＤＫに対してデータをライトし、ディスクからデータをリードするヘッドＨＤと、ヘッドＨＤをディスクＤＫに位置決めするアクチュエータＡＣと、アクチュエータＡＣによりディスクＤＫの円周方向に対するヘッドＨＤのスキュー角が第１角度以内で変化する第１領域と、アクチュエータＡＣによりスキュー角が第１角度よりも大きい第２角度から第１角度及び第２角度よりも大きい第３角度まで変化する第２領域とにディスクＤＫを区分するコントローラ１３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気ディスク装置に関する。

磁気ディスク装置は、先端に取り付けられたヘッドをディスク上の目標位置に位置決めするアクチュエータを備えている。磁気ディスク装置は、通常ディスクの円周方向に対するヘッドのスキュー角が所定の角度範囲内で変化するように構成されている。ラインダムアクセス性能を向上するために、通常のアクチュエータよりも短いアクチュエータ（以下、ショートアクチュエータと称する）を備えた磁気ディスク装置が考えられている。ショートアクチュエータよるヘッドのスキュー角の範囲は、通常のアクチュエータによるヘッドのスキュー角の範囲よりも大きくなる。そのため、ショートアクチュエータを備えた磁気ディスク装置は、データの記録品質を保証可能な領域とデータの記録品質を保証できない領域とにディスクの記録領域を区分している。

特開２０１４−１８２８５５号公報 特開２０１７−１０６０２号公報 特許第５１５０７４５号公報

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、効率的にデータをライト可能な磁気ディスク装置を提供することである。

本実施形態に係る磁気ディスク装置は、ディスクと、前記ディスクに対してデータをライトし、前記ディスクからデータをリードするヘッドと、前記ヘッドを前記ディスクに位置決めするアクチュエータと、前記アクチュエータにより前記ディスクの円周方向に対する前記ヘッドのスキュー角が第１角度以内で変化する第１領域と、前記アクチュエータにより前記スキュー角が前記第１角度よりも大きい第２角度から前記第１角度及び前記第２角度よりも大きい第３角度まで変化する第２領域とに前記ディスクを区分するコントローラと、を備える。

図１は、第１実施形態に係る磁気ディスク装置の構成の一例を示す模式図である。 図２は、ディスクの一例を模式的に示す平面図である。 図３は、ディスクの半径位置とスキュー角との関係の一例を示す図である。 図４は、各スキュー角でディスクにライトした磁化パターンの一例を示す図である。 図５は、各スキュー角でディスクにライトした磁化パターンの一例を示す図である。 図６は、ディスクの各領域におけるトラックの一例を示す図である。 図７は、第２データ領域においてスパイラル状に配置されたトラックの一部の一例を示す図である。 図８は、第２データ領域においてトラック角度でスパイラル状に配置されたトラックの一例を示す図である。 図９は、第２データ領域においてトラック角度でスパイラル状に配置されたトラックの一例を示す図である。 図１０は、第２データ領域においてトラック角度でトラックをスパイラル状にライトした場合の半径位置とトラック方向に対するヘッドの角度との関係の一例を示す図である。 図１１は、第２データ領域においてスキュー角に応じて変化するトラック角度で配置されたトラックの一部の一例を示す図である。 図１２は、第２データ領域においてスキュー角度に応じて変化するトラック角度でスパイラル状に配置されたトラックの一例を示す図である。 図１３は、第２データ領域においてスキュー角に応じて変化するトラック角度θｔｄでスパイラル状に配置されたトラックの一例を示す図である。 図１４は、スキュー角に応じて変化するトラック角度の一例を示す図である。 図１５は、第２データ領域においてスキュー角に応じて変化するトラック角度でトラックをスパイラル状にライトした場合の半径位置とトラック方向に対する差分角度との関係の一例を示す図である。 図１６は、第１実施形態に係るＬＢＡの一例を示す図である。 図１７は、第１実施形態に係るコマンド処理の一例を示す図である。 図１８は、第１実施形態に係るトラック角度の決定方法の一例を示すフローチャートである。 図１９は、磁気ディスク装置の位置決め制御系の一例を示すブロック図である。 図２０は、変形例１に係る第２データ領域におけるヘッドの位置決め制御方法の一例を示すフローチャートである。 図２１は、変形例２に係るディスクの構成の一例を模式的に示す断面図である。 図２２は、変形例２に係るディスクの厚さの変化の一例を示す図である。 図２３は、第２実施形態に係る磁気ディスク装置の構成の一例を示す模式図である。 図２４は、第２実施形態に係るＬＢＡの一例を示す図である。 図２５は、第２実施形態に係るコマンド処理の一例を示す図である。 図２６は、第２実施形態に係るコマンド処理の一例を示す図である。 図２７は、第２実施形態に係るコマンド処理の一例を示すフローチャートである。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図面は、一例であって、発明の範囲を限定するものではない。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る磁気ディスク装置１の構成の一例を示す模式図である。
磁気ディスク装置１は、筐体ＨＳと、ヘッドディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１０と、ドライバＩＣ２０と、ヘッドアンプ集積回路（以下、ヘッドアンプＩＣ、又はプリアンプ）３０と、揮発性メモリ７０と、バッファメモリ（バッファ）８０と、不揮発性メモリ９０と、１チップの集積回路である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１は、ホストシステム（以下、単に、ホストと称する）１００と接続される。図１には、ＨＤＡ１０の断面を示している。

ＨＤＡ１０は、磁気ディスク（以下、ディスクと称する）ＤＫと、スピンドル１２を中心としてディスクＤＫを回転させるスピンドルモータ（以下、ＳＰＭと称する）１３と、ヘッドＨＤを搭載しているアームＡＭと、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）１４とを有する。ＳＰＭ１３及びＶＣＭ１４は、筐体ＨＳに固定されている。ディスクＤＫは、スピンドル１２に取り付けられ、ＳＰＭ１３の駆動により回転する。ヘッドＨＤは、ディスクＤＫに対向している。アームＡＭ及びＶＣＭ１４は、アクチュエータＡＣを構成している。アクチュエータＡＣは、回転軸周りで回転することにより、アームＡＭの先端に取り付けられたヘッドＨＤをディスクＤＫの所定の位置に位置決めする。本実施形態に係るアクチュエータＡＣのアーム１３は、例えば、通常のアクチュエータのアームよりも短く構成されている。以下で、本実施形態に係るアクチュエータＡＣをショートアクチュエータＡＣと称する場合もある。このように通常のアクチュエータのアームよりもアームＡＭを短くすることで、アクチュエータＡＣのイナーシャが軽くなり、ヘッドＨＤを高速に移動させることが可能となる。ディスクＤＫおよびヘッドＨＤは、それぞれ、少なくとも２つ以上設けられていてもよい。

図２は、ディスクＤＫに対するヘッドＨＤの配置の一例を模式的に示す平面図である。図中の第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び第３方向Ｚは、互いに直交しているが、直交以外の状態で交差していてもよい。第３方向Ｚを示す矢印の先端に向かう方向を上方（あるいは、単に上）と称し、第３方向Ｚを示す矢印の先端から逆に向かう方向を下方（あるいは、単に下）と称する。以下、ディスクＤＫの半径方向に直交する方向を円周方向と称する。半径方向において、スピンドル１２側の方向を内側（又は、内方向）と称し、内側（内方向）の反対方向を外側（外方向）と称する。図２には、円周方向におけるディスクＤＫの回転方向を示している。なお、回転方向は、逆向きであってもよい。また、図２には、ヘッドＨＤの円周方向（又は回転方向）に対する角度（以下、スキュー角、ヨー（Ｙａｗ）角、又はアジマス角と称する）θｓを示している。スキュー角θｓは、内方向に向かう角度を正の値とし、外方向に向かう角度を負の値とする。なお、スキュー角θｓは、内方向に向かう角度を負の値とし、外方向に向かう角度を正の値としてもよい。

ディスクＤＫは、そのデータをライト可能な領域に、ユーザから利用可能なユーザデータ領域ＵＡと、システム管理に必要な情報（以下、システム情報と称する）をライトするシステムエリアＳＡとが割り当てられている。図２に示した例では、ユーザデータ領域ＵＡは、ディスクＤＫの半径方向の位置（以下、半径位置と称する）ＩＭＰから半径位置ＯＢＰまでの領域である。半径位置ＩＭＰは、ディスクＤＫの最内周の半径位置に相当する。システムエリアＳＡは、半径位置ＯＭＰから半径位置ＯＢＰまでの領域である。半径位置ＯＭＰは、ディスクＤＫの最外周の半径位置に相当する。なお、システムエリアＳＡは、割り当てられていなくともよい。ユーザデータ領域ＵＡは、第１データ領域ＵＡ１と、第２データ領域ＵＡ２とに区分されている。第１データ領域ＵＡ１は、半径位置ＯＢＰから半径位置ＩＢＰまでの領域である。半径位置ＯＢＰは、システムエリアＳＡと第１データ領域ＵＡ１との境界に相当する。第１データ領域ＵＡ１は、ユーザから利用可能であり、アクセス頻度の高いデータ（以下、高アクセスデータと称する）がライトされている。高アクセスデータをホットデータと称する場合もある。高アクセスデータは、例えば、ユーザデータ（以下、第１ユーザデータと称する場合もある）等を含む。ここで、「アクセス」とは「ディスクＤＫにデータをライトする」ことと「ディスクＤＫからデータをリードする」こととの両方の意味を含む用語として用いる。第２データ領域ＵＡ２は、半径位置ＩＢＰから半径位置ＩＭＰまでの領域である。半径位置ＩＢＰは、第１データ領域ＵＡ１と第２データ領域ＵＡ２との境界に相当する。第２データ領域ＵＡ２は、ユーザから利用可能であり、高アクセスデータよりも優先度の低い、又はアクセス頻度の低いデータ（以下、低アクセスデータと称する）がライトされる。言い換えると、低アクセスデータは、高アクセスデータよりもアクセスする期間が十分に長いと判定されたデータである。低アクセスデータをコールドデータと称する場合もある。低アクセスデータは、第１ユーザデータよりも優先度の低い、又はアクセス頻度の低いユーザデータ（以下、第２ユーザデータと称する場合もある）、システム情報、及びメディアキャッシュ（ＭＣ）データ等を含む。

ヘッドＨＤは、スライダを本体として、ディスクＤＫに対向するように当該スライダに実装されているライトヘッドＷＨとリードヘッドＲＨとを備える。ライトヘッドＷＨは、ディスクＤＫ上にデータをライトする。リードヘッドＲＨは、ディスクＤＫ上のデータトラックに記録されているデータをリードする。ヘッドＨＤは、例えば、ショートアクチュエータＡＣが軸受ＢＲの周りで回転することによりディスクＤＫ上の所定の半径方向の位置（以下、半径位置と称する）に位置決めされる。図２に示した例では、ショートアクチュエータＡＣによりユーザデータ領域ＵＡでライト処理又はリード処理を実行する場合、ヘッドＨＤは、半径位置ＯＢＰから半径位置ＩＭＰの領域内の所定の半径位置に位置決めされる。図２に示すように、ディスクＤＫの所定の半径位置に位置決めされた場合、ヘッドＨＤは、円周方向（回転方向）に対して所定のスキュー角θｓで傾いている。図２に示した例では、ショートアクチュエータＡＣによりヘッドＨＤが半径位置Ｐ０に位置決めされた場合、ヘッドＨＤのスキュー角θｓは、０°である。ショートアクチュエータＡＣによりヘッドＨＤが半径位置Ｐ０によりも内方向の半径位置ＩＰ０にヘッドＨＤが位置決めされた場合、ヘッドＨＤのスキュー角θｓは、正の値の角度となる。ショートアクチュエータＡＣによりヘッドＨＤが半径位置Ｐ０よりも外方向の半径位置ＯＰ０に位置決めされた場合、ヘッドＨＤのスキュー角θｓは、負の値となる。

図３は、ディスクＤＫの半径位置とスキュー角θｓとの関係の一例を示す図である。図３において、縦軸は、スキュー角を示し、横軸は、半径位置を示している。図３において、線Ｌ３１は、ショートアクチュエータＡＣに対応するディスクＤＫの半径位置に対するスキュー角θｓの変化（以下、ショートアクチュエータＡＣのスキュー角θｓの変化と称する）を示している。線Ｌ３２は、ショートアクチュエータＡＣのアームＡＭよりも長いアームを有する通常のアクチュエータ（以下、単に通常のアクチュエータと称する）に対応するディスクＤＫの半径位置に対するスキュー角θｓの変化（以下、通常のアクチュエータのスキュー角θｓの変化と称する）を示している。

図３に示した例では、ショートアクチュエータＡＣのスキュー角θｓの変化Ｌ３１で示すように、ショートアクチュエータＡＣによりヘッドＨＤを半径位置ＯＢＰから半径位置ＩＭＰまで移動させた場合、ヘッドＨＤのスキュー角θｓは、半径位置ＯＢＰに対応する第１境界角度θｂａ１から半径位置ＩＭＰに対応する第３境界角度θｂａ３まで変化する。例えば、第１境界角度θｂａ１の絶対値と第２境界角度θｂａ２の絶対値とは、同じである。例えば、第１境界角度θｂａ１は、―１５°であり、第２境界角度θｂａ２は、１５°である。また、第３境界角度θｂａ３は、第２境界角度θｂａ２よりも大きい。つまり、第３境界角度θｂａ３は、第１境界角度θｂａ１の絶対値よりも大きい。例えば、第３境界角度θｂａ３は、３０°である。

図３に示した例では、通常のアクチュエータのスキュー角θｓの変化Ｌ３２で示すように、通常のアクチュエータによりヘッドＨＤを半径位置ＯＢＰから半径位置ＩＭＰまで移動させた場合、ヘッドＨＤのスキュー角θｓは、半径位置ＯＢＰに対応する第１境界角度θｂａ１から半径位置ＩＭＰに対応する第２境界角度θｂａ２まで変化する。

ドライバＩＣ２０は、システムコントローラ１３０（詳細には、後述するＭＰＵ５０）の制御に従って、ＳＰＭ１３およびＶＣＭ１４の駆動を制御する。ドライバＩＣ２０は、ＳＰＭ制御部２１と、ＶＣＭ制御部２２とを備えている。ＳＰＭ制御部２１は、ＳＰＭ１３の回転を制御する。ＶＣＭ制御部２２は、供給する電流を制御することでＶＣＭ１４の駆動を制御する。なお、ドライバＩＣ２０の構成の一部（例えば、ＳＰＭ制御部２１及びＶＣＭ制御部２２）は、システムコントローラ１３０に備えられていてもよい。

ヘッドアンプＩＣ（プリアンプ）３０は、ディスクＤＫからリードされたリード信号を増幅して、システムコントローラ１３０（詳細には、後述するリード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル４０）に出力する。また、ヘッドアンプＩＣ３０は、Ｒ／Ｗチャネル４０から出力される信号に応じたライト電流をヘッドＨＤに出力する。ヘッドアンプＩＣ３０は、ライト信号制御部３１と、リード信号検出部３２とを備えている。ライト信号制御部３１は、システムコントローラ１３０（詳細には、後述するＭＰＵ５０）の制御に従って、ヘッドＨＤに出力するライト電流を制御する。リード信号検出部３２は、ライトヘッドでライトされる信号やリードヘッドでリードされた信号を検出する。なお、ヘッドアンプＩＣ３０の構成の一部（例えば、ライト信号制御部３１及びリード信号検出部３２）は、システムコントローラ１３０に備えられていてもよい。

揮発性メモリ７０は、電力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１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、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、又はＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）である。
バッファメモリ８０は、磁気ディスク装置１とホスト１００との間で送受信されるデータ等を一時的に記録する半導体メモリである。なお、バッファメモリ８０は、揮発性メモリ７０と一体に構成されていてもよい。バッファメモリ８０は、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＳＤＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access memory）、又はＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）等である。
不揮発性メモリ９０は、電力供給が断たれても保存しているデータを記録する半導体メモリである。不揮発性メモリ９０は、例えば、ＮＯＲ型またはＮＡＮＤ型のフラッシュＲＯＭ（Flash Read Only Memory :ＦＲＯＭ）である。

システムコントローラ（コントローラ）１３０は、例えば、複数の素子が単一チップに集積されたSystem-on-a-Chip(ＳｏＣ)と称される大規模集積回路（ＬＳＩ）を用いて実現される。システムコントローラ１３０は、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル４０と、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５０と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）６０とを含む。システムコントローラ１３０は、ドライバＩＣ２０、ヘッドアンプＩＣ３０、揮発性メモリ７０、バッファメモリ８０、不揮発性メモリ９０、及びホストシステム１００に電気的に接続されている。なお、システムコントローラ１３０は、ＳＰＭ制御部２１、ＶＣＭ制御部２２、ライト信号制御部３１、及びリード信号検出部３２を有していてもよい。また、システムコントローラ１３０は、ドライバＩＣ２０及びヘッドアンプＩＣ３０を含んでいてもよい。

Ｒ／Ｗチャネル４０は、後述するＭＰＵ５０からの指示に応じて、ディスクＤＫからホスト１００に転送されるリードデータ及びホスト１００から転送されるライトデータの信号処理を実行する。Ｒ／Ｗチャネル４０は、リードデータの信号品質を測定する回路、又は機能を有している。Ｒ／Ｗチャネル４０は、例えば、ヘッドアンプＩＣ３０、ＭＰＵ５０、及びＨＤＣ６０等に電気的に接続されている。
ＭＰＵ５０は、ホスト１００等からの指示に応じて、磁気ディスク装置１の各部を制御するメインコントローラである。ＭＰＵ５０は、ドライバＩＣ２０を介してアクチュエータＡＣを制御し、ヘッドＨＤの位置決めを行なうサーボ制御を実行する。ＭＰＵ５０は、ディスクＤＫへのデータのライト動作を制御すると共に、ライトデータの保存先を選択する。また、ＭＰＵ５０は、ディスクＤＫからのデータのリード動作を制御すると共に、リードデータの処理を制御する。ＭＰＵ５０は、磁気ディスク装置１の各部に接続されている。ＭＰＵ５０は、例えば、ドライバＩＣ２０、Ｒ／Ｗチャネル４０、及びＨＤＣ６０等に電気的に接続されている。

ＭＰＵ５０は、アクチュエータＡＣの駆動によりヘッドＨＤのスキュー角θｓが第１境界角度θｂａ１から第２境界角度θｂａ２で変化する第１データ領域ＵＡ１と、アクチュエータＡＣの駆動によりスキュー角が前記第２境界角度θｂａ２から第３境界角度θｂａ３まで変化する第２領域ＵＡ２とにディスクＤＫを区分する。第１境界角度θｂａ１の絶対値と第２境界角度θｂａ２の絶対値とが同じ場合には、ＭＰＵ５０は、アクチュエータＡＣの駆動によりディスクＤＫをヘッドＨＤのスキュー角θｓが第１境界角度θｂａ１の絶対値以内で変化する第１データ領域ＵＡ１と、アクチュエータＡＣの駆動によりスキュー角が前記第１境界角度θｂａ１の絶対値から第３境界角度θｂａ３まで変化する第２領域ＵＡ２とにディスクＤＫを区分する。

ＭＰＵ５０は、第２データ領域ＵＡ２にユーザデータ、メディアキャッシュデータ、及びシステム情報等をライトする。ＭＰＵ５０は、例えば、高ランダムアクセス性能を維持するために、第１データ領域ＵＡ１と第２データ領域ＵＡ２との間でのヘッドＨＤの行き来を低頻度するように制御する。

第２データ領域ＵＡ２にユーザデータをライトする場合、ＭＰＵ５０は、第１データ領域ＵＡ１にアクセス頻度が高いホットデータをライトし、第２データ領域ＵＳ２にアクセス頻度が低いコールドデータをライトする。ＭＰＵ５０は、磁気ディスク装置１、例えば、後述するコマンドキュー処理部６３２のキューに空きがあり、ディスクＤＫにアクセスする余裕があるタイミング等で、第１データ領域ＵＡ１でアクセス頻度が低いデータ（コールドデータ）を第２データ領域ＵＡ２に移動する。

第２データ領域ＵＡ２をメディアキャッシュとして利用する場合、ＭＰＵ５０は、第２データ領域ＵＡ２にアクセスした後に主にシーケンシャルにデータを第１データ領域ＵＡ１にライトする。そのため、第１データ領域ＵＡ１と第２データ領域ＵＡ２との間でのヘッドＨＤの行き来が低頻度になり、ホスト１００に早いタイミングでユーザデータのライト完了を示すステータスを返すことができる。ＭＰＵ５０は、例えば、後述するコマンドキュー処理部６３２のキューに空きがあり、ディスクＤＫにアクセスする余裕があるタイミング等で、第２データ領域ＵＡ２にライト（キャッシュ）されたデータを第１データ領域ＵＡ１にライトする。

第２データ領域ＵＡ２をシステムエリアとして利用する場合、ＭＰＵ５０は、製造工程でシステム情報を特殊エリアにライトする。例えば、ＭＰＵ５０は、磁気ディスク装置１の起動時に第２データ領域ＵＡ２のシステムエリアにアクセスして、システム情報をリードする。この場合、第２データ領域ＵＡ２にアクセスするタイミングが磁気ディスク装置１起動時や初期化（リゼロ）時等のタイミングのみであるため、第１データ領域ＵＡ１と第２データ領域ＵＡ２との間でのヘッドＨＤの行き来が低頻度になり、多くのシステム情報をディスクＤＫにライトすることが可能である。

ＨＤＣ６０は、ＭＰＵ５０からの指示に応じて、リード／ライト処理を制御し、ホスト１００とＲ／Ｗチャネル４０との間のデータ転送を制御する。ＨＤＣ６０は、例えば、Ｒ／Ｗチャネル４０、ＭＰＵ５０、揮発性メモリ７０、バッファメモリ８０、及び不揮発性メモリ９０等に電気的に接続されている。
ＨＤＣ６０は、サーボ制御部６１と、ユーザデータ制御部６２と、コマンド処理部６３とを備えている。ＨＤＣ６０は、これら各部、例えば、サーボ制御部６１、ユーザデータ制御部６２、及びコマンド処理部６３等の処理をファームウェア上で実行する。なお、ＨＤＣ６０は、これら各部を回路として備えていてもよい。ＨＤＣ６０の構成の一部は、ＭＰＵ５０に備えられていてもよい。例えば、サーボ制御部６１、ユーザデータ制御部６２、及びコマンド処理部６３は、ＭＰＵ５０に設けられていてもよい。また、ＨＤＣ６０は、ＭＰＵ６０の構成や機能を含んでいてもよい。

サーボ制御部６１は、ディスクＤＫ上の所定の位置へのヘッドＨＤの位置決めを制御する。サーボ制御部６１は、トラッキング制御部６１１と、シーク制御部６１２とを備えている。
トラッキング制御部６１１は、リード／ライト処理でディスクＤＫの所定の位置、例えば、所定のトラックを追従するようにヘッドＨＤを制御する。
シーク制御部６１２は、ヘッドＨＤのディスクＤＫ上の移動（シーク）を制御する。

ユーザデータ制御部６２は、ディスクＤＫ上のデータの配置を制御する。以下で、「データ（トラック）を配置すること」を「データ（トラック）をライトすること」と同じ意味で用いる場合もある。例えば、ユーザデータ制御部６２は、サーボ制御部６１を介してヘッドＨＤを制御して、半径位置に応じてデータの配置を制御する。ユーザデータ制御部６２は、例えば、ＢＰＩ（Bit Per Inch）制御部６２１と、ＴＰＩ(Tracks Per Inch)制御部６２２とを備えている。ＢＰＩ制御部６２１は、ディスクＤＫの半径位置に応じてＢＰＩ（線記録密度）を制御する。ＴＰＩ制御部６２２は、ディスクＤＫの半径方向の領域、例えば、ゾーンに応じてＴＰＩ（トラック密度）を制御する。

図４及び図５は、各スキュー角θｓでディスクＤＫにライトした磁化パターンの一例を示す図である。
ユーザデータ制御部６２は、ヘッドＨＤをディスクＤＫの所定の半径位置に位置決めして、ライトヘッドＷＨにより所定のＢＰＩでディスクＤＫにデータをライトする。図４に示した例では、ユーザデータ制御部６２は、スキュー角θｓが０となる半径位置Ｐ０にヘッドＨＤを位置決めして、高周波数（ＨＦ）のライト信号に基づいてライトヘッドＷＨによりディスクＤＫにデータパターンＰＴ１を有するデータ（又は、トラック）をライトしている。データパターンＰＴ１は、円周方向（回転方向）に対してほぼ垂直な磁化パターンが繰り返されている。ユーザデータ制御部６２は、スキュー角θｓが第２境界角度θｂａ２となる半径位置ＩＢＰにヘッドＨＤを位置決めして、高周波数（ＨＦ）のライト信号に基づいてライトヘッドＷＨによりディスクＤＫにデータパターンＰＴ２を有するデータをライトしている。データパターンＰＴ２は、円周方向に対してライトヘッドＷＨに応じて傾いた磁化パターンが繰り返されている。ユーザデータ制御部６２は、スキュー角θｓが第３境界角度θｂａ３となる半径位置ＩＭＰにヘッドＨＤを位置決めして、高周波数（ＨＦ）のライト信号に基づいてライトヘッドＷＨによりディスクＤＫにデータパターンＰＴ３を有するデータをライトしている。データパターンＰＴ３は、円周方向に対してライトヘッドＷＨに応じて傾いた磁気パターンが繰り返されている。スキュー角θｓが第３境界角度θｂａ３である場合、ライトヘッドＷＨの回転方向における後端部のべベル角が円周方向に対するデータの幅内に位置するために、データパターンＰＴ３は、半径方向の内方向で磁化パターンが乱れている。

また、図５に示した例では、ユーザデータ制御部６２は、スキュー角θｓが第３境界角度θｂａ３となる半径位置ＩＭＰにヘッドＨＤを位置決めして、低周波数（ＬＦ）のライト信号に基づいてライトヘッドＷＨによりディスクＤＫにデータパターンＰＴ４を有するデータをライトしている。データパターンＰＴ４は、円周方向に対してライトヘッドＷＨに応じて傾いた磁気パターンが繰り返されている。この場合にも、データパターンＰＴ４は、半径方向の内方向で磁化パターンが乱れている。また、データパターンＰＴ４は、データパターンＰＴ３と比較して磁化パターンの円周方向の幅が大きくなっている。

例えば、図４及び図５に示した磁化パターンが乱れたデータパターンＰＴ３やＰＴ４をリードした場合、データパターンＰＴ１やＰＴ２をリードした場合と比較して、リードしたデータの信号品質、例えば、ＳＮＲ（Signal to noise ratio）が悪化する。キュー角θｓが所定の角度より大きい角度のヘッドＨＤでライトしたデータリードした場合にデータの信号品質が悪化することをアジマスロスと称する場合にもある。図４及び図５に示した例から、スキュー角θｓが第２境界角度θｂａ２より大きい角度のヘッドＨＤでデータをライトした場合にデータパターンの磁気パターンが乱れ、アジマスロスが生じる可能性がある。言い換えると、トラックの延出する方向（以下、単にトラック方向と称する）に対してヘッドＨＤが第２境界角度θｂａ２より大きい角度傾いた場合にデータパターンの磁気パターンが乱れ、アジマスロスが生じる可能性がある。つまり、トラック方向に対してヘッドＨＤが第２境界角度θｂａ２の絶対値以下で傾いた場合にはデータパターンの磁気パターンが乱れないため、アジマスロスが生じない。そのため、第２境界角度θｂａ２の絶対値以下で傾いたヘッドＨＤでライトされたデータパターンをリードした場合、リードしたデータの信号品質が保証され得る。以下で、第２境界角度θｂａ２をリード／ライト処理の信号品質を保証する角度θｔｈと称する場合もある。また、トラック方向に対してヘッドＨＤが第２境界角度θｂａ２より大きい角度傾いた場合、ユーザデータ制御部６２は、ＢＰＩ（線記録密度）を低下させることにより信号品質を改善することもできる。言い換えると、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２では第１データ領域ＵＡ１よりもＢＰＩ（線記録密度）を低下させることもできる。さらに、ユーザデータ制御部６２は、半径方向に隣接するトラック（以下、単に、隣接トラックと称する）による干渉による信号品質の悪化を抑制するために、ＴＰＩ（トラック密度）を低下させることにより信号品質を改善することもできる。言い換えると、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２では第２データ領域ＵＡ１よりもＴＰＩ（トラック密度）を低下させることもできる。

ユーザデータ制御部６２は、データを配置する方向（トラック方向）を制御する。例えば、スキュー角θｓが第１境界角度θｂａ１から第２境界角度θｂａ２までの範囲内でデータをライトする場合、つまり、第１データ領域ＵＡ１にデータをライトする場合、ユーザデータ制御部６２は、円状にデータ（トラック）を配置する。スキュー角θｓが第２境界角度θｂａ２から第３境界角度θｂａ３までの範囲内でデータをライトする場合、つまり、第２データ領域ＵＡ２にデータをライトする場合、ユーザデータ制御部６２は、スパイラル状にデータ（トラック）を配置する。

図６は、ディスクＤＫの各領域におけるトラックの一例を示す図である。図６には、複数のサーボ領域ＳＶを示している。以下、サーボ領域ＳＶをサーボセクタと称する場合もある。複数のサーボ領域ＳＶは、ディスクＤＫの半径方向に放射状に延出して円周方向に所定の間隔を空けて離散的に配置されている。図６では、第１データ領域ＵＡ１から第２データ領域ＵＡ２に亘ってサーボ領域ＳＶが半径方向に放射状に延出している。

図６に示した例では、ユーザデータ制御部６２は、第１データ領域ＵＡ１では円状にトラックＣＣＴを配置している。また、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２ではスパイラル状にトラックＳＰＴを配置する。ユーザデータ制御部６２は、半径位置ＩＭＰから半径位置ＩＢＰに向かってスパイラル状にトラックを配置してもよいし、半径位置ＩＢＰから半径位置ＩＭＰに向かってスパイラル状にトラックを配置してもよい。なお、スパイラル状に配置されたトラックは、シングルスパイラルであってもよいし、マルチスパイラルであってもよい。

図７は、第２データ領域ＵＡ２においてスパイラル状に配置されたトラックの一部の一例を示す図である。図７には、円周方向に対するトラック方向の傾き（以下、トラック角度と称する）θｔｄを示している。
図７に示す例では、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２において、円周方向に対してトラック角度θｔｄでトラックを配置している。

図８は、第２データ領域ＵＡ２においてトラック角度θｔｄでスパイラル状に配置されたトラックの一例を示す図である。
図８に示した例では、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２にトラック角度θｔｄ＝３°で４本のトラックをそれぞれスパイラル状に配置している。

図９は、第２データ領域ＵＡ２においてトラック角度θｔｄでスパイラル状に配置されたトラックの一例を示す図である。
図９に示した例では、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２にトラック角θｔｄ＝１０°で２０本のトラックをそれぞれスパイラル状に配置している。

図１０は、第２データ領域ＵＡ２においてトラック角度θｔｄでトラックをスパイラル状にライトした場合の半径位置とトラック方向に対するヘッドＨＤの角度θｄｆとの関係の一例を示す図である。図１０において、縦軸は、トラック方向に対するヘッドＨＤの角度（以下、差分角度と称する）θｄｆを示し、横軸は、半径位置を示している。差分角度θｄｆは、スキュー角θｓとトラック角度θｔｄの差分値（θｓ−θｔｄ）に相当する。図１０では、線Ｌ３１は、各トラックをディスクＤＫの中心と同心円状に配置した場合の半径位置に対する差分角度θｄｆの変化（以下、円状のトラックに対する差分角度θｄｆの変化と称する）を示している。円状のトラックに対する差分角度θｄｆの変化Ｌ３１は、図３に示したショートアクチュエータＡＣのスキュー角θｓの変化Ｌ３１に相当する。線Ｌ１０１は、第２データ領域ＵＡ２においてトラック角度θｔｄでトラックをスパイラル状に配置した場合の半径位置に対する差分角度θｄｆの変化（以下、トラック角度θｔｄのトラックに対する差分角度θｄｆの変化と称する）を示している。

図１０に示した例では、ユーザデータ制御部６２は、トラック角度θｔｄのトラックに対する差分角度θｄｆの変化Ｌ１０１で示すように、第２データ領域ＵＡ２においてトラック角度θｔｄ＝θｔｄ１、例えば、１０°でトラックをスパイラル状に配置している。この場合、差分角度θｄｆは、半径位置ＩＢＰで第２境界角度θｂａ２より小さい差分角度θｄｆ１になる。言い換えると、ヘッドＨＤは、半径位置ＩＢＰでトラック方向に対して第２境界角度θｂａ２より小さい差分角度θｄｆ１で傾いている。差分角度θｄｆは、半径位置ＩＢＰから半径位置ＩＭＰに向かって大きくなり、半径位置ＩＰ１で第２境界角度θｂａ２より大きくなる。つまり、半径位置ＩＰ１よりも内方向でヘッドＨＤにより磁気パターンが乱れたデータパターンがライトされ得る。円状のトラックに対する差分角度θｄｆの変化Ｌ３１と比較してトラック角度θｔｄのトラックに対する差分角度θｄｆの変化Ｌ１０１では、ヘッドＨＤにより磁気パターンが乱れたデータパターンがライトされ得る半径方向の領域が小さくなっている。すなわち、第２データ領域ＵＡ２において円状に配置したトラックをリードする場合と比較してトラック角度θｔｄでスパイラル状に配置したトラックをリードした場合には、リードしたデータの信号品質、例えば、ＳＮＲ（Signal to noise ratio）が向上し得る。

図１１は、第２データ領域ＵＡ２においてスキュー角θｓに応じて変化するトラック角度θｔｄで配置されたトラックの一部の一例を示す図である。
図１１に示す例では、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２において、高周波（ＨＦ）のライト信号に基づいてライトヘッドＷＨによりスキュー角度θｓに応じて変化するトラック角度θｔｄ、例えば、θｔｄ＝θｂａ３（＝θｓ）でトラックを配置している。
図１２は、第２データ領域ＵＡ２においてスキュー角度θｓに応じて変化するトラック角度θｔｄでスパイラル状に配置されたトラックの一例を示す図である。
図１２に示した例では、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２にスキュー角θｓに応じて変化するトラック角度θｔｄ、例えば、差分角度θｄｆが０°となるように変化するトラック角度θｔｄで１０本のトラックをそれぞれスパイラル状に配置している。

図１３は、第２データ領域ＵＳ２においてスキュー角θｓに応じて変化するトラック角度θｔｄでスパイラル状に配置されたトラックの一例を示す図である。
図１３に示した例では、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２にスキュー角θｓに応じて変化するトラック角度θｔｄ、例えば、差分角度θｄｆが第２境界角度θｂａ２となるように変化するトラック角度θｔｄで１０本のトラックをそれぞれスパイラル状に配置している。

図１４は、スキュー角θｓに応じて変化するトラック角度θｔｄの一例を示す図である。図１４において、縦軸は、トラック角度θｔｄを示し、横軸は、第２データ領域ＵＡ２における半径位置を示している。線Ｌ１４１は、図１２に示した差分角度θｄｆが０°となるように変化するトラック角度θｔｄの変化の一例を示している。線Ｌ１４２は、図１３に示した差分角度θｄｆが所定の角度となるように変化するトラック角度θｔｄの変化の一例を示している。ここで、所定の角度は、例えば、第２境界角度θｂａ２以上の角度である。

第２データ領域ＵＡ２において、スキュー角θｓが所定の角度以下である場合に、差分角度θｄｆが所定の角度になるようにトラック角度θｔｄを変化させると、トラックが外方向に向かうか、円状になってしまい、内方向に向かうスパイラル状にならない。そのため、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２において、トラック角度θｔｄが下限値ＬＬＶ以下にならないように制御する。下限値ＬＬＶは、例えば、第２データ領域ＵＡ２において差分角度θｄｆが所定の角度になるようにトラック角度θｔｄを変化させた場合にトラックが内方向に向かうスパイラル状になる角度である。

図１５は、第２データ領域ＵＡ２においてスキュー角に応じて変化するトラック角度θｔｄでトラックをスパイラル状にライトした場合の半径位置とトラック方向に対する差分角度θｄｆとの関係の一例を示す図である。図１５において、縦軸は、差分角度θｄｆを示し、横軸は、半径位置を示している。図１５には、円状のトラックに対する差分角度θｄｆの変化Ｌ３１を示している。線Ｌ１５１は、第２データ領域ＵＡ２において差分角度θｄｆが０°となるように変化するトラック角度θｔｄでトラックをスパイラル状に配置した場合の半径位置に対する差分角度θｄｆの変化（以下、第１の差分角度θｄｆの変化と称する）を示している。線Ｌ１５２は、第２データ領域ＵＡ２において差分角度θｄｆが第２境界角度θｂａ２となるように変化するトラック角度θｔｄでトラックをスパイラル状に配置した場合の半径位置に対する差分角度θｄｆの変化（以下、第２の差分角度θｄｆの変化と称する）を示している。線Ｌ１５３は、第２データ領域ＵＡ２において差分角度θｄｆ＝θｄｆ２となるように変化するトラック角度θｔｄでトラックをスパイラル状に配置した場合の半径位置に対する差分角度θｄｆの変化（以下、第３の差分角度θｄｆの変化と称する）を示している。ここで、０＜θｄｆ２＜θｂａ２である。
図１５に示した例では、ユーザデータ制御部６２は、第１の差分角度θｄｆの変化Ｌ１５１で示すように、第２データ領域ＵＡ２において差分角度θｄｆが０°となるように変化するトラック角度θｔｄ｛θｔｄ（ｒ）＝θｓ（ｒ）：ｒは半径位置｝でトラックをスパイラル状に配置している。この場合、差分角度θｄｆは、第２データ領域ＵＡ２において０°（θｄｆ＝０）であり、第２境界角度θｂａ２より小さい。ユーザデータ制御部６２は、第２の差分角度θｄｆの変化Ｌ１５２で示すように、第２データ領域ＵＡ２において差分角度θｄｆが第２境界角度θｂａ２となるように変化するトラック角度θｔｄ｛θｔｄ（ｒ）＝θｓ（ｒ）―θｂａ２：ｒは半径位置｝でトラックをスパイラル状に配置している。この場合、差分角度θｄｆは、第２データ領域ＵＡ２において第２境界角度θｂａ２（θｄｆ＝θｂａ２）である。ユーザデータ制御部６２は、第３の差分角度θｄｆの変化Ｌ１５３で示すように、第２データ領域ＵＡ２において差分角度θｄｆ＝θｄｆ２となるように変化するトラック角度θｔｄ｛θｓ（ｒ）−θｂａ２＜θｔｄ（ｒ）＜θｓ（ｒ）：ｒは半径位置｝でトラックをスパイラル状に配置している。この場合、差分角度θｄｆは、第２データ領域ＵＡ２においてθｄｆ２（０＜θｄｆ＝θｄｆ２＜θｂａ２）であり、第２境界角度θｂａ２より小さい。そのため、リードする際のデータの信号品質を保証するために、ユーザデータ制御部６２は、第２データ領域ＵＡ２においてθｓ（ｒ）−θｂａ２≦θｔｄ（ｒ）≦θｓ（ｒ）の範囲のトラック角度でスパイラル状に配置するトラックの長さを調整できる。

コマンド処理部６３は、ホスト１００から受けたコマンドを処理する。コマンド処理部６３は、セクタアクセス処理部６３１と、コマンドキュー処理部６３２と、リオーダリング処理部６３３と、メディアキャッシュ（ＭＣ）アクセス処理部６３４とを備えている。セクタアクセス処理部６３１は、コマンドに従って所定のセクタへのアクセス処理を実行する。コマンドキュー処理部６３２は、コマンドをキューイングする。リオーダリング処理部６３３は、コマンドキューング処理部６３２にキューイングされている複数のコマンドに対してリオーダリング処理を実行する。リオーダリング処理部６３３は、例えば、指定されたセクタまでのアクセス時間が短いコマンドから処理するように複数のコマンドをリオーダリング処理する。ＭＣアクセス処理部６３４は、コマンドに従ってメディアキャッシュ、例えば、システムエリアＳＡ及び第２データ領域ＵＡ２へのアクセス処理を実行する。

図１６は、第１実施形態に係るＬＢＡの一例を示す図である。図１６では、ＬＢＡ（Logical Block Address）がパーティションＰａｒｔＡと、パーティションＰａｒｔＢとに区分されている。パーティションＰａｒｔＡは、第１データ領域ＵＡ１に対応している。パーティションＰａｒｔＡに対応するＬＢＡは、例えば、００００、０００１、０００２、〜０１００〜、０２００を含む。パーティションＰａｒｔＢは、第２データ領域ＵＡ２に対応している。ＰａｒｔＢに対応するＬＢＡは、例えば、０２０１、０２０２、０２０３、〜、３００を含む。図１６において、右斜線は、第２データ領域ＵＡ２に対応しているＬＢＡを示している。

コマンド処理部６３は、ホスト１００からコマンドを受けて、コマンドキューに空きがあれば、ホスト１００からコマンドを受ける。コマンド処理部６３は、コマンドキューからアクセス時間が短くなるコマンドを選ぶリオーダリング処理を実行する。
コマンド処理部６３は、ＬＢＡをパーティションＰａｒｔＡとパーティションＰａｒｔＢとに区分している。コマンド処理部６３は、ホスト１００からパーティションＰａｒｔＡにアクセスするコマンド（以下、Ａコマンドと称する）とパーティションＰａｒｔＢにアクセスするコマンド（以下、Ｂコマンドと称する）とを受けた場合、Ａコマンドを優先的に処理する。例えば、コマンドをリオーダリングする際にＡコマンドがある場合、コマンド処理部６３は、Ｂコマンドによるアクセス時間に重みを付加してＡコマンドを優先的に処理する。一例として、コマンド処理部６３は、以下の式によりＢコマンドによるアクセス時間に重みを付加する。
Ｔｒо＝Ｔａｃ×Ｎｐ （式１）
ここで、Ｔｒоは、リオーダリングにおける優先度を決定するための値である。Ｔｒоが小さい方がＴｒоの高い方よりも優先度が高い。Ｔａｃは、コマンドにより指定されたＬＢＡに対応するセクタまでの予測されるアクセス時間である。Ｎｐは、重みを示している。コマンドをリオーダリングする際にＡコマンドがある場合、コマンド処理部６３は、Ｂコマンドに式１により重みを付加してＢコマンドの処理を選択されにくいようにする。

図１７は、第１実施形態に係るコマンド処理の一例を示す図である。図１７において、コマンド処理部６３は、Ａコマンド及びＢコマンドを格納するキャッシュＣＣ１を備えている。図１７では、無地のコマンドがＡコマンドを示し、右斜線のコマンドがＢコマンドを示している。なお、コマンド処理部６３は、Ａコマンドを格納するキャッシュとＢコマンドを格納するキャッシュとを別々に備えていてもよい。また、ホスト１００は、例えば、ＬＢＡのパーティションＰａｒｔＡとパーティションＰａｒｔＢとの範囲を認識していてもよい。この場合、ホスト１００は、例えば、ＡコマンドであるかＢコマンドであるかを示してコマンドをコマンド処理部６３に入力する。

図１７に示した例では、コマンド処理部６３は、ホスト１００から受けたＡコマンドｃｍｄＤをキャッシュＣＣ１に格納し、格納したＡコマンドｃｍｄ１Ａ、Ａコマンドｃｍｄ１Ｂ、Ｂコマンドｃｍｄ１Ｃ、及びＡコマンドｃｍｄ１Ｄをリオーダリングする。コマンド処理部６３は、リオーダリングする際にキャッシュＣＣ１内に格納した複数のコマンド内にＡコマンドがあると判定し、Ｂコマンドｃｍｄ１Ｂに重みを付加し、Ａコマンドｃｍｄ１を優先的に処理する。

図１８は、第１実施形態に係るトラック角度θｔｄの決定方法の一例を示すフローチャートである。
システムコントローラ１３０は、第２データ領域ＵＡ２において現在のヘッドＨＤの半径位置ｒにおけるスキュー角θｓ（ｒ）と第２境界角度θｂａ２、例えば、１５°との差分値に基づいてトラック角度θｔｄ（ｒ）を算出する（Ｂ１８０１）。システムコントローラ１３０は、トラック角度θｔｄ（ｒ）が下限値ＬＬＶよりも小さいか、下限値ＬＬＶ以上であるかを判定する（Ｂ１８０２）。下限値ＬＬＶよりも小さいと判定した場合（Ｂ１８０２のＹＥＳ）、システムコントローラ１３０は、下限値ＬＬＶをトラック角度θｔｄ（ｒ）に決定し（Ｂ１８０３）、処理を終了する。下限値ＬＬＶ以上であると判定した場合（Ｂ１８０２のＮＯ）、システムコントローラ１３０は、Ｂ１８０１で算出したθｓ（ｒ）−θｂａ２の差分値をトラック角度θｔｄ（ｒ）に決定し、処理を終了する。

本実施形態によれば、磁気ディスク装置１は、先端にヘッドＨＤが取り付けられたアームを有するアクチュエータＡＣと第１データ領域ＵＡ１及び第２データ領域ＵＡ２を有するディスクＤＫとを備えている。アクチュエータＡＣにより第１データ領域ＵＡ１の半径位置ＯＢＰから半径位置ＩＢＰにヘッドＨＤを移動した場合、ヘッドＨＤのスキュー角θｓは、第１境界角度θｂａ１から第２境界角度θｂａ２まで変化する。アクチュエータＡＣにより第１データ領域ＵＡ１の半径位置ＩＢＰから半径位置ＩＭＰにヘッドＨＤを移動した場合、ヘッドＨＤのスキュー角θｓは、第２境界角度θｂａ２から第３境界角度θｂａ３まで変化する。磁気ディスク装置１は、第１データ領域ＵＡ１にホットデータをライトし、第２データ領域ＵＡ２にコールドデータをライトする。また、磁気ディスク装置１は、第２データ領域ＵＡ２においてスパイラル状にデータ（トラック）をライトする。磁気ディスク装置１は、第１データ領域ＵＡ１において高速にランダムアクセスが可能であり、第２データ領域ＵＡ２にライトしたデータの信頼性を向上することができる。そのため、ディスクＤＫに効率的にデータをライト可能な磁気ディスク装置１を提供できる。

次に、変形例及び他の実施形態に係る磁気ディスク装置について説明する。変形例及び他の実施形態において、前述の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
（変形例１）
変形例１の磁気ディスク装置１は、第２データ領域ＵＡ２におけるヘッドＨＤの位置決め制御方法が前述の実施形態と異なる。
図１９は、磁気ディスク装置１の位置決め制御系ＳＹ１の一例を示すブロック図である。図１９は、トラッキングにおけるフィードバック制御系を実行する制御系を示している。
磁気ディスク装置１は、ヘッドＨＤを位置決めするためのプラント制御系（位置決め制御系）ＳＹ１を有している。位置決め制御系ＳＹ１は、スパイラルトラック目標位置生成部Ｓ１と、状態推定部Ｓ２と、プラント制御部Ｓ３と、プラントＳ４と、演算部Ｃ１、Ｃ２とを備えている。一例では、スパイラルトラック目標位置生成部Ｓ１と、状態推定部Ｓ２、プラント制御部Ｓ３、及び演算部Ｃ１は、サーボ制御部６１に備えられている。プラントＳ４は、例えば、ヘッドＨＤ及びアクチュエータＡＣ等に対応している。位置決め制御系ＳＹ１は、フィードバック制御を実行する。

スパイラルトラック目標位置生成部Ｓ１は、第２データ領域ＵＡ２において、プラントＳ４の現在のディスクＤＫ上の位置（以下、実位置と称する）Ｐに基づいて、スパイラル状のトラック上の目標位置（以下、スパイラル位置と称する）Ｐｔｇｔ＿ｓｐｉｒａｌを生成する。例えば、スパイラルトラック目標位置生成部Ｓ１は、現在のヘッドＨＤの半径位置からスキュー角θｓを算出し、算出したスキュー角θｓと第２境界角度θｂａ２とに基づいてトラック角度θｔｄを算出し、算出したトラック角度θｔｄに基づいて次のスパイラル位置Ｐｔｇｔ＿ｓｐｉｒａｌを生成する。

状態推定部Ｓ２は、状態観測器であり、プラントＳ４のモデル（以下、プラントモデルと称する）と内部状態変数とを有している。状態推定部Ｓ１は、プラントモデル、内部状態変数、プラントＳ４の駆動量（以下、実駆動量と称する）Ｕ、及びプラントＳ４の実位置Ｐに基づいて、プラントＳ４の現在のサーボの次のサーボのサンプル（以下、次サンプルと称する）におけるプラントＳ４のディスクＤＫ上の目標位置（以下、推定位置と称する）Ｐｓｍを推定する。

プラント制御部Ｓ３は、例えば、プラントＳ４を制御する。プラント制御部Ｓ３は、例えば、推定位置誤差Ｅｐに基づいて、プラントＳ４の実駆動量Ｕを生成する。なお、プラント制御部Ｓ３は、例えば、推定位置誤差Ｅｐ以外の値に基づいて、実駆動量Ｕを生成してもよい。
プラントＳ４は、実駆動量Ｕに基づいて駆動する。

ＨＤＣ６０において、データをリード又はライトするディスクＤＫ上の所定の位置（以下、指定位置と称する）が指定された場合、演算部Ｃ１は、フィードバック制御による指定位置Ｐｔｇｔ＿ｄｃと次のスパイラル位置Ｐｔｇｔ＿ｓｐｉｒａｌとが入力される。演算部Ｃ１は、指定位置Ｐｔｇｔ＿ｄｃにスパイラル位置Ｐｔｇｔ＿ｓｐｉｒａｌを加算した目標位置Ｐｔｇｔを演算部Ｃ２に出力する。

状態推定部Ｓ２は、プラントＳ４の位置に対して実位置Ｐと実駆動量Ｕとが入力される。状態推定部Ｓ２は、演算部Ｃ２に推定位置Ｐｓｍを出力する。演算部Ｃ２は、目標位置Ｐｔｇｔと推定位置Ｐｓｍとが入力される。演算部Ｃ２は、目標位置Ｐｔｇｔから推定位置Ｐｓｍを減算した推定位置誤差Ｅｐをプラント制御部Ｓ３とに出力する。

プラント制御部Ｓ３は、推定位置誤差Ｅｐとが入力される。プラント制御部Ｓ３は、プラントＳ４に実駆動量Ｕを出力する。プラントＳ４は、実駆動量Ｕに応じて駆動し、実位置Ｐに移動する。なお、実駆動量Ｕは、例えば、ＶＣＭ１４を駆動する電流値に対応している。

図２０は、変形例１に係る第２データ領域ＵＡ２におけるヘッドＨＤの位置決め制御方法の一例を示すフローチャートである。
システムコントローラ１３０は、現在のヘッドＨＤの半径位置におけるスキュー角θを算出する（Ｂ２００１）。システムコントローラ１３０は、スキューθｓに基づいてトラック角度θｔｄを算出する（Ｂ２００２）。例えば、システムコントローラ１３０は、図１８のフローチャートで示した方法に基づいてトラック角度を算出（決定）する。システムコントローラ１３０は、次のヘッドＨＤの半径位置（目標位置）Ｐｔｇｔを算出し（Ｂ２００３）、処理を終了する。

変形例１によれば、磁気ディスク装置１は、第２データ領域ＵＡ２においてスパイラル状のトラック状の目標位置にヘッドＨＤを位置決めすることができる。そのため、磁気ディスク装置１は、サーボ制御の精度を向上することが可能である。
（変形例２）
変形例２の磁気ディスク装置１は、ディスクＤＫの構成が前述の実施形態及び変形例と異なる。
図２１は、変形例２に係るディスクＤＫの構成の一例を模式的に示す断面図である。図２１は、図２に示したＸＸＩ−ＸＸＩに沿って切断した断面を模式的に示している。
図２１に示した例では、ディスクＤＫは、非磁性体の基板ＳＵＢと、下地層としての軟磁性層（Soft Under Layer:SUL）ＳＵＬと、記録層ＲＣＬと、保護層ＰＴＬと、潤滑層ＬＢＬを順に積層して構成されている。すなわち、基板ＳＵＢの表面上に、軟磁性層ＳＵＬが積層され、軟磁性層ＳＵＬの表面上に記録層ＲＣＬが積層され、記録層ＲＣＬの表面上に保護層ＰＴＬが積層され、保護層ＰＴＬの表面上に潤滑層ＬＢＬが積層されている。記録層ＲＣＬは、ライトヘッドＷＨを構成する記録磁極から印加される記録磁界により、垂直方向の磁化が制御されることで、データを保持する。記録層ＲＣＬの厚さＴＨは、第１データ領域ＵＡ１よりも第２データ領域ＵＡ２の方が厚く構成されている。また、保護層ＰＴＬの厚さは、第１データ領域ＵＡ１及び第２データ領域ＵＡ２で同じであり、記録層ＲＣＬの厚さＴＨの変化に応じて第１データ領域ＵＡ１よりも第２データ領域ＵＡ２で盛り上がっている。潤滑層ＬＢＬの厚さも、第１データ領域ＵＡ１及び第２データ領域ＵＡ２で同じであり、記録層ＲＣＬの厚さＴＨの変化に応じて第１データ領域ＵＡ１よりも第２データ領域ＵＡ２で盛り上がっている。

第２データ領域ＵＡ２には、コールドデータがライトされる。そのため、第２データ領域ＵＡ２にライトされたデータは、長期間保存される。そのため、第２データ領域ＵＡ２では、第１データ領域ＵＡ２と比較して第２データ領域ＵＡ２では熱安定性が高くなるように設計することでデータを長期間保存することが可能となる。ディスクＤＫ等の記録媒体の熱的安定性は、ＫｕＶ／ｋｂＴで表される。ここで、Ｋｕは、記録層ＲＣＬの磁性粒子の磁気異方性エネルギーであり、Ｖは、記録層ＲＣＬの磁性粒子の体積であり、ｋｂは、ボルツマン定数であり、Ｔは、温度である。この式より、熱的安定性を向上させるためには、例えば、磁性粒子の体積Ｖ（＝記録層ＲＣＬの膜厚×記録層ＲＣＬの磁性粒子の面積）を大きくする。そのため、変形例２では、記録層ＲＣＬの厚さＴＨが、第１データ領域ＵＡ１よりも第２データ領域ＵＡ２の方が厚く構成されている。

図２２は、変形例２に係るディスクＤＫの厚さＴＨの変化の一例を示す図である。図２２において、線Ｌ２２１は、変形例２に係る第１データ領域ＵＡ１から第２データ領域ＵＡ２に亘るディスクＤＫの厚さＴＨの変化を示している。線Ｌ２２２は、第２データ領域ＵＡ１から第２データ領域ＵＡ２に亘ってディスクＤＫが変化しない場合のディスクＤＫの厚さＴＨ（＝ＴＨ０）を示している。
図２２に示した例では、変形例２に係るディスクＤＫの厚さは、第１データ領域ＵＡ１の半径位置ＯＰ１の厚さＴＨ０から第２データ領域ＵＡ２の半径位置ＩＭＰの厚さＴＨ１に徐々に厚くなっている。

変形例２によれば、磁気ディスク装置１は、ホットデータをライトする第１データ領域ＵＡ１の記録層の厚さＴＨよりもコールドデータをライトする第２データ領域ＵＡ２の記録層の厚さＴＨを厚く構成されたディスクＤＫを備えている。そのため、磁気ディスク装置1は、安定的に長期間に亘って第２データ領域ＵＡ２にデータを保存することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態の磁気ディスク装置１は、ＡコマンドとＢコマンドとを受けるインターフェース（ＩＦ）を別々に備えている構成が前述の実施形態及び変形例と異なる。
図２３は、第２実施形態に係る磁気ディスク装置１の構成の一例を示す模式図である。
ＨＤＣ６０は、コマンド処理部６４をさらに備えている。コマンド処理部６４は、コマンド処理部６３と同等の構成である。つまり、コマンド処理部６４は、セクタアクセス処理部と、コマンドキュー処理部と、リオーダリング処理部と、ＭＣアクセス処理部とを備えている。

図２４は、第２実施形態に係るＬＢＡの一例を示す図である。図２４では、ＬＢＡがドライブＡと、ドライブＢとで別々に独立して割り当てられている。ドライブＡは、第１データ領域ＵＡ１に対応し、例えば、コマンド処理部６３に対応している。ドライブＢは、第２データ領域ＵＡ２に対応し、例えば、コマンド処理部６４に対応している。ドライブＡに対応するＬＢＡは、００００、０００１、０００２、〜、０１００、〜、０２００を含む。ドライブＢに対応するＬＢＡは、００００、０００１、０００２、〜、０１００を含む。図２４において、右斜線は、第２データ領域ＵＡ２に対応しているＬＢＡを示している。

図２４に示した例では、システムコントローラ１３０（ＨＤＣ６０）は、ホスト１００によりドライブＡにＡコマンドが入力され、ホスト１００によりドライブＢにＢコマンドが入力される。システムコントローラ１３０は、Ａコマンドを優先的に処理する。システムコントローラ１３０は、ドライブＡにＡコマンドが格納されているか格納されていないかを判定する。ドライブＡにＡコマンドが格納されていると判定した場合、システムコントローラ１３０は、Ａコマンドを処理し、ドライブＢに格納されているＢコマンドを処理しない。ドライブＡにＡコマンドが格納されていないと判定した場合、システムコントローラ１３０は、ドライブＢに格納されたＢコマンドを処理する。

図２５及び図２６は、第２実施形態に係るコマンド処理の一例を示す図である。図２５及び図２６において、コマンド処理部６３は、Ａコマンドを格納するキャッシュＣＣ１と、ホスト１００に接続されているインターフェースＩＦ１とを備えている。コマンド処理部６４は、Ｂコマンドを格納するキャッシュＣＣ２と、ホスト１００に接続されているインターフェースＩＦ２とを備えている。図２５及び図２６では、無地のコマンドがＡコマンドを示し、右斜線のコマンドがＢコマンドを示している。図２５及び図２６に示した例では、システムコントローラ１３０は、ホスト１００からインターフェースＩＦ１を介してコマンド処理部６３にＡコマンドが入力され、ホスト１００からインターフェースＩＦ２を介してコマンド処理部６４にＢコマンドが入力される。

図２５に示した例では、システムコントローラ１３０（ＨＤＣ６０）は、ドライブＡに対応するコマンド処理部６３のキャッシュＣＣ１にＡコマンドが格納されていると判定し、キャッシュＣＣ１に格納された複数のＡコマンドをリオーダリングし、Ａコマンドｃｍｄ１Ｂを処理する。このとき、システムコントローラ１３０は、ドライブＢに対応するコマンド処理部６４のキャッシュＣＣ２に格納されたＢコマンドを処理しない。

図２６に示した例では、システムコントローラ１３０（ＨＤＣ６０）は、ドライブＡに対応するコマンド処理部６３のキャッシュＣＣ１にＡコマンドが格納されていないと判定し、キャッシュＣＣ２に格納された複数のＢコマンドをリオーダリングし、Ｂコマンドｃｍｄ２Ｂを処理する。

図２７は、第２実施形態に係るコマンド処理の一例を示すフローチャートである。
システムコントローラ１３０は、ＡドライブのキャッシュＣＣ１にＡコマンドが格納されているか格納されていないかを判定する（Ｂ２７０１）。Ａコマンドが格納されていると判定した場合（Ｂ２７０１のＹＥＳ）、システムコントローラ１３０は、Ａコマンドを処理し（Ｂ２７０２）、処理を終了する。Ａコマンドが格納されていないと判定した場合（Ｂ２７０２のＮＯ）、システムコントローラ１３０は、ＢドライブのキャッシュＣＣ２にＢコマンドが格納されているか格納されていないかを判定する（Ｂ２７０３）。Ｂコマンドが格納されていると判定した場合（Ｂ２７０３のＹＥＳ）、システムコントローラ１３０は、Ｂコマンドを処理し（Ｂ２７０４）、処理を終了する。Ｂコマンドが格納されていないと判定した場合（Ｂ２７０３のＮＯ）、システムコントローラ１３０は、処理を終了する。

第２実施形態によれば、磁気ディスク装置１は、ＡコマンドとＢコマンドとを受けるインターフェース（ＩＦ）を別々に備えている。そのため、磁気ディスク装置１は、第１データ領域ＵＡ１及び第２データ領域ＵＡ２に効率的にアクセスすることが可能となる。

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。

１…磁気ディスク装置、ＨＳ…筐体、ＤＫ…磁気ディスク、１２…スピンドル、１３…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、１４…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、ＨＤ…ヘッド、ＡＭ…アーム、２０…ドライバＩＣ、３０…ヘッドアンプＩＣ、４０…リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル、５０…マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、６０…ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、７０…揮発性メモリ、８０…バッファメモリ、９０…不揮発性メモリ、１００…ホストシステム（ホスト）、１３０…システムコントローラ。

ディスクＤＫは、そのデータをライト可能な領域に、ユーザから利用可能なユーザデータ領域ＵＡと、システム管理に必要な情報（以下、システム情報と称する）をライトするシステムエリアＳＡとが割り当てられている。図２に示した例では、ユーザデータ領域ＵＡは、ディスクＤＫの半径方向の位置（以下、半径位置と称する）ＩＭＰから半径位置ＯＢＰまでの領域である。半径位置ＩＭＰは、ディスクＤＫの最内周の半径位置に相当する。システムエリアＳＡは、半径位置ＯＭＰから半径位置ＯＢＰまでの領域である。半径位置ＯＭＰは、ディスクＤＫの最外周の半径位置に相当する。なお、システムエリアＳＡは、割り当てられていなくともよい。ユーザデータ領域ＵＡは、第１データ領域ＵＡ１と、第２データ領域ＵＡ２とに区分されている。第１データ領域ＵＡ１は、半径位置ＯＢＰから半径位置ＩＢＰまでの領域である。半径位置ＯＢＰは、システムエリアＳＡと第１データ領域ＵＡ１との境界に相当する。第１データ領域ＵＡ１は、ユーザから利用可能であり、アクセス頻度の高いデータ（以下、高アクセスデータと称する）がライトされている。高アクセスデータをホットデータと称する場合もある。高アクセスデータは、例えば、ユーザデータ（以下、第１ユーザデータと称する場合もある）等を含む。ここで、「アクセス」とは「ディスクＤＫにデータをライトする」ことと「ディスクＤＫからデータをリードする」こととの両方の意味を含む用語として用いる。また、「アクセス頻度」とは、所定時間内にアクセス（リード／ライト）する回数の多さ（アクセス頻度の高さ）や少なさ（アクセス頻度の低さ）を示している。第２データ領域ＵＡ２は、半径位置ＩＢＰから半径位置ＩＭＰまでの領域である。半径位置ＩＢＰは、第１データ領域ＵＡ１と第２データ領域ＵＡ２との境界に相当する。第２データ領域ＵＡ２は、ユーザから利用可能であり、高アクセスデータよりも優先度の低い、又はアクセス頻度の低いデータ（以下、低アクセスデータと称する）がライトされる。低アクセスデータをコールドデータと称する場合もある。低アクセスデータは、第１ユーザデータよりも優先度の低い、又はアクセス頻度の低いユーザデータ（以下、第２ユーザデータと称する場合もある）、システム情報、及びメディアキャッシュ（ＭＣ）データ等を含む。

Claims (16)

1. ディスクと、
   前記ディスクに対してデータをライトし、前記ディスクからデータをリードするヘッドと、
   前記ヘッドを前記ディスクに位置決めするアクチュエータと、
   前記アクチュエータにより前記ディスクの円周方向に対する前記ヘッドのスキュー角が第１角度以内で変化する第１領域と、前記アクチュエータにより前記スキュー角が前記第１角度よりも大きい第２角度から前記第１角度及び前記第２角度よりも大きい第３角度まで変化する第２領域とに前記ディスクを区分するコントローラと、を備える磁気ディスク装置。
2. 前記コントローラは、第１データを前記第１領域にライトし、前記第１データよりもアクセスする期間が長いと判定された第２データを前記第２領域にライトする、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 前記第１データは、第１ユーザデータを含み、
   前記第２データは、メディアキャッシュデータ、システム情報、及び前記第１ユーザデータよりもアクセスする期間が長いと判定された第２ユーザデータの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の磁気ディスク装置。
4. 前記コントローラは、前記第１領域よりも線記録密度及びトラック密度の少なくとも一方を小さくして前記第２領域にデータをライトする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
5. 前記コントローラは、前記第２領域にスパイラル状にデータをライトする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
6. 前記コントローラは、前記スキュー角に応じてデータをライトする、請求項５に記載の磁気ディスク装置。
7. 前記第３角度θｔｄ（ｒ）が、前記ディスクの半径位置ｒにおけるθｓ（ｒ）−θｔｈ≦θｔｄ（ｒ）≦θｓ（ｒ）の範囲の角度であり、θｓ（ｒ）が、前記半径位置ｒにおける前記スキュー角であり、θｔｈが、ライト／リード処理の品質を保証する角度であり、前記半径位置ｒにおける前記スキュー角θｓ（ｒ）と前記第３角度θｔｄ（ｒ）との差分角度θｄｆが、０≦｜θｄｆ（ｒ）｜≦θｔｈの範囲の角度である場合、前記コントローラは、前記半径位置ｒにおいて前記円周方向に対して前記第３角度θｔｄ（ｒ）でデータをライトする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
8. ディスクと、
   前記ディスクに対してデータをライトし、前記ディスクからデータをリードするヘッドと、
   前記ディスクの円周方向に対する前記ヘッドのスキュー角が第１角度以内で変化する第１領域と、前記スキュー角が前記第１角度よりも大きい第２角度から前記第１角度及び前記第２角度よりも大きい第３角度まで変化する第２領域とに前記ディスクを区分するコントローラと、を備え、
   前記ディスクは、前記第１領域よりも前記第２領域の熱的安定性が高い、磁気ディスク装置。
9. 前記第１領域は、前記ヘッドから印加される磁界によりデータがライトされる第１記録層を有し、
   前記第２領域は、前記ヘッドから印加される磁界によりデータがライトされる第２記録層を有し、
   前記第２記録層の厚さは、前記第１記録層の厚さよりも大きい、請求項８に記載の磁気ディスク装置。
10. ディスクと、
    前記ディスクに対してデータをライトし、前記ディスクからデータをリードするヘッドと、
    前記ディスクの第１領域に対してリード／ライト処理を実行する第１コマンドを前記ディスクの第２領域に対してリード／ライト処理を実行する第２コマンドよりも優先的に処理するコントローラと、を備える磁気ディスク装置。
11. 前記第２領域は、前記第１領域よりも内周側に位置する、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
12. 前記コントローラは、前記第１コマンド及び前記第２コマンドを保持している場合、前記第２コマンドよりも前記第１コマンドを優先的に処理するようにリオーダリングする、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
13. 前記コントローラは、前記第１コマンドを格納し、前記第１コマンドを処理する第１処理部と、前記第２コマンドを格納し、前記第２コマンドを処理する第２処理部とを備える、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
14. 前記第１処理部と前記第２処理部とは、物理的に分かれている、請求項１３に記載の磁気ディスク装置。
15. 前記コントローラは、前記第１処理部に前記第１コマンドが格納されている場合、前記第１コマンドを処理する、請求項１３に記載の磁気ディスク装置。
16. 前記コントローラは、前記第１処理部に前記第１コマンドが格納されていない場合、前記第２コマンドを処理する、請求項１３に記載の磁気ディスク装置。

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