JP2858528B2 - データ記録装置 - Google Patents
データ記録装置Info
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- JP2858528B2 JP2858528B2 JP5266115A JP26611593A JP2858528B2 JP 2858528 B2 JP2858528 B2 JP 2858528B2 JP 5266115 A JP5266115 A JP 5266115A JP 26611593 A JP26611593 A JP 26611593A JP 2858528 B2 JP2858528 B2 JP 2858528B2
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- recording
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- track
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/18—Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs
- G11B20/1803—Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs by redundancy in data representation
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/35—Unequal or adaptive error protection, e.g. by providing a different level of protection according to significance of source information or by adapting the coding according to the change of transmission channel characteristics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスク・ドライブに
係り、更に詳細に説明すれば、性能とデータ・スループ
ットを最適化するために待ち時間を短縮するようにした
ディスク・ドライブに係る。
係り、更に詳細に説明すれば、性能とデータ・スループ
ットを最適化するために待ち時間を短縮するようにした
ディスク・ドライブに係る。
【０００２】
【従来の技術】データ処理システムの速度と性能が高く
なるにつれて、機械的機能や電子的機能を含んでいるデ
ィスク・ドライブの性能を高めることが必要になってき
た。そこで問題になるのは、変換器（ヘッド）がトラッ
ク間で移動する場合のアクセス時間と、回転式の媒体
（ディスク）が所定のトラック上のアドレスされたデー
タの位置まで移動する場合の待ち時間である。待ち時間
の問題は、ディスクの回転速度を上げることによって解
決できるが、かかる解決策は、記録チャネルの帯域幅
や、消費電力や、スピンドルのベアリング寿命などの要
因によって制約されることが多い。特に、これらの要因
は、小直径のディスクを高速回転させて、大直径のディ
スクと同じ線形速度を得るようにした小型のディスク・
ドライブや、携帯型の電源のサイズが評価基準になる携
帯型ディスク・ドライブにおいて重要な意味を持ってく
る。
なるにつれて、機械的機能や電子的機能を含んでいるデ
ィスク・ドライブの性能を高めることが必要になってき
た。そこで問題になるのは、変換器（ヘッド）がトラッ
ク間で移動する場合のアクセス時間と、回転式の媒体
（ディスク）が所定のトラック上のアドレスされたデー
タの位置まで移動する場合の待ち時間である。待ち時間
の問題は、ディスクの回転速度を上げることによって解
決できるが、かかる解決策は、記録チャネルの帯域幅
や、消費電力や、スピンドルのベアリング寿命などの要
因によって制約されることが多い。特に、これらの要因
は、小直径のディスクを高速回転させて、大直径のディ
スクと同じ線形速度を得るようにした小型のディスク・
ドライブや、携帯型の電源のサイズが評価基準になる携
帯型ディスク・ドライブにおいて重要な意味を持ってく
る。
【０００３】従来技術の各種ディスク・ドライブをみる
と、同じトラック又は異なるトラック上の冗長記録と複
数のヘッドを組合わせることにより、待ち時間の問題を
解決しているのが普通である。例えば、米国特許第２６
８０２３９号は、同じトラックをアドレスするための複
数のヘッドを使用するとともに、対象データに最も近い
ヘッドをスイッチング・デバイスによって活動化するこ
とを教示している。米国特許第３１０３６５０号の実施
例は、トラック上に記憶されたデータを１／１２回転で
読取るために、三重記録とあわせて４つのヘッドを使用
している。米国特許第３７２９７２５号は、互いに異な
るトラックに書込みを行うための２つのヘッドを備え、
冗長データの開始端が１８０度ずれるように、回転を１
８０度遅らせたデータを第２のヘッドによって書込むよ
うにしている。米国特許第４２７０１５４号に開示され
ている二重アクチュエータ・システムでは、一の読取り
／書込み動作を最初に開始可能な一のアクチュエータが
行えるように、ディスクの周辺に２つのアクチュエータ
が互いに１８０度離れて設置されている。
と、同じトラック又は異なるトラック上の冗長記録と複
数のヘッドを組合わせることにより、待ち時間の問題を
解決しているのが普通である。例えば、米国特許第２６
８０２３９号は、同じトラックをアドレスするための複
数のヘッドを使用するとともに、対象データに最も近い
ヘッドをスイッチング・デバイスによって活動化するこ
とを教示している。米国特許第３１０３６５０号の実施
例は、トラック上に記憶されたデータを１／１２回転で
読取るために、三重記録とあわせて４つのヘッドを使用
している。米国特許第３７２９７２５号は、互いに異な
るトラックに書込みを行うための２つのヘッドを備え、
冗長データの開始端が１８０度ずれるように、回転を１
８０度遅らせたデータを第２のヘッドによって書込むよ
うにしている。米国特許第４２７０１５４号に開示され
ている二重アクチュエータ・システムでは、一の読取り
／書込み動作を最初に開始可能な一のアクチュエータが
行えるように、ディスクの周辺に２つのアクチュエータ
が互いに１８０度離れて設置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ディスク・ドライブ業
界の傾向は、一般のユーザ・アプリケーションに性能の
向上を求める方向にあり、これを満足させるのは、スピ
ンドル回転速度の向上とアクセス時間の短縮である。か
かるアクセス速度とデータ転送速度の改良に係る要請に
基づき、スピンドルやアクチュエータの大きさ、消費電
力、ベアリング寿命など、具体的なフォーム・ファクタ
の制約に焦点があてられている。フォーム・ファクタが
与えられている場合、かかる性能指数をかなりの割合で
改良するコストは相当大きくなる。本発明は、磁気ディ
スク・ドライブの待ち時間を短縮するという問題を、そ
の回転速度を高めることなく、記憶容量とエラー率に対
する影響を最小限度にして解決することに向けられてい
る。
界の傾向は、一般のユーザ・アプリケーションに性能の
向上を求める方向にあり、これを満足させるのは、スピ
ンドル回転速度の向上とアクセス時間の短縮である。か
かるアクセス速度とデータ転送速度の改良に係る要請に
基づき、スピンドルやアクチュエータの大きさ、消費電
力、ベアリング寿命など、具体的なフォーム・ファクタ
の制約に焦点があてられている。フォーム・ファクタが
与えられている場合、かかる性能指数をかなりの割合で
改良するコストは相当大きくなる。本発明は、磁気ディ
スク・ドライブの待ち時間を短縮するという問題を、そ
の回転速度を高めることなく、記憶容量とエラー率に対
する影響を最小限度にして解決することに向けられてい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明のディス
ク・ドライブでは、各トラックをアクセスするのに単一
のヘッドしか使用しない。同一のデータを各トラック上
に冗長的に記録するため、冗長記録の数だけディスクの
記録表面を角度的に分割してそれぞれの冗長記録を記録
する。最も実用的な実施例は、互いに１８０度離れた位
置に同一のデータを書込んで二重記録とすることであ
る。こうすると、各読取り動作に伴う待ち時間が半分に
なるが、実際には、二重記録に伴う書込み動作の時間が
長くなる。
ク・ドライブでは、各トラックをアクセスするのに単一
のヘッドしか使用しない。同一のデータを各トラック上
に冗長的に記録するため、冗長記録の数だけディスクの
記録表面を角度的に分割してそれぞれの冗長記録を記録
する。最も実用的な実施例は、互いに１８０度離れた位
置に同一のデータを書込んで二重記録とすることであ
る。こうすると、各読取り動作に伴う待ち時間が半分に
なるが、実際には、二重記録に伴う書込み動作の時間が
長くなる。
【０００６】かかる二重記録の結果として、ディスク・
ドライブの実効的な記録容量が半分になるように思われ
るが、結果的にはそうならない。同一のデータが２回記
録されるから、冗長フィールドの各々において高いソフ
ト・エラー率（以下「ＳＥＲ」と略記）を許容しつつ、
総合的なＳＥＲを許容可能なものとすることができる。
例えば、二重記録方式によれば、記録密度は３６％増加
するが、単一記録方式のＳＥＲを維持できる。すなわ
ち、記憶容量の減少は、この点だけについて言えば、５
０％ではなく３２％になる。また、かかる冗長記録によ
って他の記憶容量も改良される。例えば、データを記録
するためにＲＬＬ（Run Length Limited）コードを利用
するディスク・ドライブの殆どについて、同一のデータ
の初期記録とその二重記録のために、互いに異なるＲＬ
Ｌコードをそれぞれ使用できる。最も重要度が高い異な
るコード・ワードを有するＲＬＬコードを選択すると、
二重化されたデータの同じ部分にエラーが生じる可能性
は少なくなり、かくて同じＳＥＲを想定した場合の記録
密度を高めることができる。
ドライブの実効的な記録容量が半分になるように思われ
るが、結果的にはそうならない。同一のデータが２回記
録されるから、冗長フィールドの各々において高いソフ
ト・エラー率（以下「ＳＥＲ」と略記）を許容しつつ、
総合的なＳＥＲを許容可能なものとすることができる。
例えば、二重記録方式によれば、記録密度は３６％増加
するが、単一記録方式のＳＥＲを維持できる。すなわ
ち、記憶容量の減少は、この点だけについて言えば、５
０％ではなく３２％になる。また、かかる冗長記録によ
って他の記憶容量も改良される。例えば、データを記録
するためにＲＬＬ（Run Length Limited）コードを利用
するディスク・ドライブの殆どについて、同一のデータ
の初期記録とその二重記録のために、互いに異なるＲＬ
Ｌコードをそれぞれ使用できる。最も重要度が高い異な
るコード・ワードを有するＲＬＬコードを選択すると、
二重化されたデータの同じ部分にエラーが生じる可能性
は少なくなり、かくて同じＳＥＲを想定した場合の記録
密度を高めることができる。
【０００７】更に、ユーザは、ドライブの全記憶容量を
シングル・モードで動作させるか、実効的な記憶容量を
減らして冗長モードで動作させるか、又は同じドライブ
内でシングル・モードと冗長モードを組合わせた混合モ
ードで動作させることもできる。この定義は、ユーザ
が、フォーマット中にディスク・ドライブを準備する時
に決定され、このディスク・ドライブを別の構成に再フ
ォーマットすることによってかかる定義を変更できる。
シングル・モードで動作させるか、実効的な記憶容量を
減らして冗長モードで動作させるか、又は同じドライブ
内でシングル・モードと冗長モードを組合わせた混合モ
ードで動作させることもできる。この定義は、ユーザ
が、フォーマット中にディスク・ドライブを準備する時
に決定され、このディスク・ドライブを別の構成に再フ
ォーマットすることによってかかる定義を変更できる。
【０００８】
【実施例】データは、角度的に変位した（位相がずれ
た）複数の記録位置に何回でも重複化できるが、本実施
例では、同じトラック上の互いに１８０度だけ離れた記
録位置に同一のデータを２回書込むものとする。このフ
ォーマットを使用すると、トラック上の単一のヘッドが
そのトラック上の目的のデータに到達するまでの平均待
ち時間は、正確に５０％短縮される。このフォーマット
は、読取り動作の性能を高めるが、同一のデータを２回
書込む必要がある書込み動作については、時間遅延が長
くなる。トラックは冗長データをそれぞれ保持する２つ
の冗長ゾーンに分割されているから、読取り動作につい
ては、目的のデータが最初に検出される場合の平均待ち
時間は、１回転時間の０．２５である。他方、冗長デー
タを使用しない場合の通常の待ち時間は、１回転時間の
０．５である。また、２つの冗長ゾーンに冗長データを
それぞれ書込むための書込み動作については、その平均
待ち時間は１回転時間の０．７５である。従って、ディ
スク・ドライブの性能は、読取りと書込みの比に依存す
る。書込み１回当たり読取りが４回生ずる環境では、２
つの冗長ゾーンを使用すると、待ち時間は３０％短縮さ
れる。この比が１：１であれば、時間短縮はなく、９：
１であれば、４０％短縮される。
た）複数の記録位置に何回でも重複化できるが、本実施
例では、同じトラック上の互いに１８０度だけ離れた記
録位置に同一のデータを２回書込むものとする。このフ
ォーマットを使用すると、トラック上の単一のヘッドが
そのトラック上の目的のデータに到達するまでの平均待
ち時間は、正確に５０％短縮される。このフォーマット
は、読取り動作の性能を高めるが、同一のデータを２回
書込む必要がある書込み動作については、時間遅延が長
くなる。トラックは冗長データをそれぞれ保持する２つ
の冗長ゾーンに分割されているから、読取り動作につい
ては、目的のデータが最初に検出される場合の平均待ち
時間は、１回転時間の０．２５である。他方、冗長デー
タを使用しない場合の通常の待ち時間は、１回転時間の
０．５である。また、２つの冗長ゾーンに冗長データを
それぞれ書込むための書込み動作については、その平均
待ち時間は１回転時間の０．７５である。従って、ディ
スク・ドライブの性能は、読取りと書込みの比に依存す
る。書込み１回当たり読取りが４回生ずる環境では、２
つの冗長ゾーンを使用すると、待ち時間は３０％短縮さ
れる。この比が１：１であれば、時間短縮はなく、９：
１であれば、４０％短縮される。
【０００９】冗長データの使用を制限するのは、ヘッド
の切替えによる遅延時間である。かかるヘッドの切替え
は比較的頻繁に生ずるが、その理由は、ディスクの１回
転ごとではなく、半回転ごとにヘッドを切替えることが
必要となるからである。かかる制限が存在するために、
転送するデータ・ブロックのサイズが大きくなるにつれ
て、短縮時間は短くなる。
の切替えによる遅延時間である。かかるヘッドの切替え
は比較的頻繁に生ずるが、その理由は、ディスクの１回
転ごとではなく、半回転ごとにヘッドを切替えることが
必要となるからである。かかる制限が存在するために、
転送するデータ・ブロックのサイズが大きくなるにつれ
て、短縮時間は短くなる。
【００１０】前述の概念では、設計上の従来の考え方か
らすると、実効的な記憶容量が５０％失われる。しか
し、同一のデータがディスク上に２回書込まれるとした
場合、トラック・ピッチを小さくするか、線密度を高め
るか、又はその両方により、実効的な記憶容量の減少を
補うことが可能である。こうすると、同じＳＥＲを想定
した場合の実効的な記憶容量の損失を、小さくすること
ができる。
らすると、実効的な記憶容量が５０％失われる。しか
し、同一のデータがディスク上に２回書込まれるとした
場合、トラック・ピッチを小さくするか、線密度を高め
るか、又はその両方により、実効的な記憶容量の減少を
補うことが可能である。こうすると、同じＳＥＲを想定
した場合の実効的な記憶容量の損失を、小さくすること
ができる。
【００１１】与えられた許容範囲内のＳＥＲについて、
トラック密度と線密度の点で、磁気設計が従来の意味で
最適化されているものとする。これは、従来の方法で得
られる記憶容量を表し、従って以下で行う比較のベンチ
マークになる。
トラック密度と線密度の点で、磁気設計が従来の意味で
最適化されているものとする。これは、従来の方法で得
られる記憶容量を表し、従って以下で行う比較のベンチ
マークになる。
【００１２】簡述すると、同一のデータの二重記録によ
って生じる実効的な記憶容量の損失は、トラック密度又
は線密度の何れかを２倍にすることができれば、これを
完全に補うことができる。これよりも現実的なオプショ
ンは、両者の密度の増加を適切に組合わせることであ
る。同じＳＥＲを想定した場合に、実現可能な記憶容量
を正確に予測するには、トラック・ミスレジストレーシ
ョン（ＴＭＲ）分布を有する一のトラック上でデータを
２倍にすることに関連するバスタブ曲線、すなわちＳＥ
Ｒとヘッドのオフ・トラックの関係を表す曲線のたたみ
込み（convolution） が必要になる。テストの観点から
は、同一のデータを一のトラック上に２回書込まなけれ
ばならず、またエラーを検出した後にこのデータを読取
る２回目の試みを処理するための適当なアルゴリズムを
開発しなければならない。かかる機能が既にあれば、線
密度とトラック・ピッチの最適化は、従来の方法と同じ
ような手順を取る。エラーが記録されるのは、１回転で
同一のデータを読取るという両方の試みにおいてエラー
が生じた場合だけである。ベンチマーク曲線に近似する
まで、比較的高い線密度とトラック密度の設計に基づい
て、それぞれの曲線を生成する。この状態では、ＳＥＲ
はベンチマークのそれにかなり一致する。
って生じる実効的な記憶容量の損失は、トラック密度又
は線密度の何れかを２倍にすることができれば、これを
完全に補うことができる。これよりも現実的なオプショ
ンは、両者の密度の増加を適切に組合わせることであ
る。同じＳＥＲを想定した場合に、実現可能な記憶容量
を正確に予測するには、トラック・ミスレジストレーシ
ョン（ＴＭＲ）分布を有する一のトラック上でデータを
２倍にすることに関連するバスタブ曲線、すなわちＳＥ
Ｒとヘッドのオフ・トラックの関係を表す曲線のたたみ
込み（convolution） が必要になる。テストの観点から
は、同一のデータを一のトラック上に２回書込まなけれ
ばならず、またエラーを検出した後にこのデータを読取
る２回目の試みを処理するための適当なアルゴリズムを
開発しなければならない。かかる機能が既にあれば、線
密度とトラック・ピッチの最適化は、従来の方法と同じ
ような手順を取る。エラーが記録されるのは、１回転で
同一のデータを読取るという両方の試みにおいてエラー
が生じた場合だけである。ベンチマーク曲線に近似する
まで、比較的高い線密度とトラック密度の設計に基づい
て、それぞれの曲線を生成する。この状態では、ＳＥＲ
はベンチマークのそれにかなり一致する。
【００１３】前述のテスト・データがない場合は、後述
するように同一のデータの二重化を補うべき比較的高い
面密度を達成するための能力を検出することができる。
与えられた線密度について、得られたＳＥＲが、例えば
１０-10 とする。もし、線密度を一定に維持しつつ、当
該トラック上のデータが１回繰返されるのであれば、理
論的に可能なＳＥＲは、当該エラーが２回発生する確率
になる。確率論から言えば、これは元のＳＥＲとそれ自
体の積、すなわち１０-20 である。従って、二重化に伴
う実効的な記憶容量の損失は、ＳＥＲが１０-10 に下が
るまで、線密度を高めることによって補うことができ
る。
するように同一のデータの二重化を補うべき比較的高い
面密度を達成するための能力を検出することができる。
与えられた線密度について、得られたＳＥＲが、例えば
１０-10 とする。もし、線密度を一定に維持しつつ、当
該トラック上のデータが１回繰返されるのであれば、理
論的に可能なＳＥＲは、当該エラーが２回発生する確率
になる。確率論から言えば、これは元のＳＥＲとそれ自
体の積、すなわち１０-20 である。従って、二重化に伴
う実効的な記憶容量の損失は、ＳＥＲが１０-10 に下が
るまで、線密度を高めることによって補うことができ
る。
【００１４】この概念は、マイクロコードに適当な変更
を加えた既存のハードウェアによって簡単に実現するこ
とができる。殆どのアプリケーションでは、記録すべき
情報のストリングの長さは短いのが普通であるから、そ
の二重書込み動作は、実質的なオーバヘッドを伴うこと
なく完了する。長い文字ストリングについては、ディス
ク・ドライブがデータの二重化を再開できるまで、書込
みキャッシュがデータをバッファする。
を加えた既存のハードウェアによって簡単に実現するこ
とができる。殆どのアプリケーションでは、記録すべき
情報のストリングの長さは短いのが普通であるから、そ
の二重書込み動作は、実質的なオーバヘッドを伴うこと
なく完了する。長い文字ストリングについては、ディス
ク・ドライブがデータの二重化を再開できるまで、書込
みキャッシュがデータをバッファする。
【００１５】二重化の結果としての実効的な記憶容量の
損失を補うことが１００％ではないとしても、容量より
もスループットの方がはるかに重要であるアプリケーシ
ョンは数多い。その場合、本発明は効果的な解決法を提
供する。電力とスピンドル速度の観点からすると、デー
タ・スループットの改良につながるような大きな発展を
もたらすことはますます困難になっている。或る種のア
プリケーションについては、高速回転に必要な電力は制
約要因である。更に、スピンドル・ベアリングが、比較
的高速の運動に適するように、そして小さいフォーム・
ファクタに合うように設計されているため、ベアリング
の寿命は、回転速度と共に急速に低下することが分かっ
ている。そのため、本発明は、ハードウェアと電力の問
題が、明らかに技術的な壁に突き当たっている場合に、
待ち時間を短縮するための比較的簡単な解決法を提供す
るものである。
損失を補うことが１００％ではないとしても、容量より
もスループットの方がはるかに重要であるアプリケーシ
ョンは数多い。その場合、本発明は効果的な解決法を提
供する。電力とスピンドル速度の観点からすると、デー
タ・スループットの改良につながるような大きな発展を
もたらすことはますます困難になっている。或る種のア
プリケーションについては、高速回転に必要な電力は制
約要因である。更に、スピンドル・ベアリングが、比較
的高速の運動に適するように、そして小さいフォーム・
ファクタに合うように設計されているため、ベアリング
の寿命は、回転速度と共に急速に低下することが分かっ
ている。そのため、本発明は、ハードウェアと電力の問
題が、明らかに技術的な壁に突き当たっている場合に、
待ち時間を短縮するための比較的簡単な解決法を提供す
るものである。
【００１６】また、多くの特定アプリケーションでは、
極めて低いＳＥＲを満足する標準的な要件は不要であ
る。特に、マルチメディアや、グラフィック・アニメー
ションなどのアプリケーションでは、人間の肉眼による
知覚特性がそれほど厳密ではないことから、ＳＥＲのオ
ーダを数桁大きくすることができる。従って、容量に影
響を与えずに待ち時間を改良するように、線密度につい
てはかなり思い切った試み（また、設計上のチャネルへ
の書込みの機能とＲＰＭを最適化すること）が可能であ
る。
極めて低いＳＥＲを満足する標準的な要件は不要であ
る。特に、マルチメディアや、グラフィック・アニメー
ションなどのアプリケーションでは、人間の肉眼による
知覚特性がそれほど厳密ではないことから、ＳＥＲのオ
ーダを数桁大きくすることができる。従って、容量に影
響を与えずに待ち時間を改良するように、線密度につい
てはかなり思い切った試み（また、設計上のチャネルへ
の書込みの機能とＲＰＭを最適化すること）が可能であ
る。
【００１７】図１には、１００％の冗長フォーマットを
使用して書込みを行ったディスクの記録表面が示されて
いる。図示のように、一のトラックの１／２部分（ゾー
ン）には、セクタＡ〜Ｌが記録され、当該トラックの他
の１／２部分には、これと重複するセクタＡｒ〜Ｌｒが
記録され、そしてこれらの冗長セクタは、互いに１８０
度の位相差によってそれぞれ分離されている。図２に示
す通り、各セクタが有するヘッダ部は、記録表面のＩ
Ｄ、トラック番号、セクタ番号、フォーマットとコーデ
ィングの情報、及び格納すべきユーザ・データを書込む
データ部を含んでいる。
使用して書込みを行ったディスクの記録表面が示されて
いる。図示のように、一のトラックの１／２部分（ゾー
ン）には、セクタＡ〜Ｌが記録され、当該トラックの他
の１／２部分には、これと重複するセクタＡｒ〜Ｌｒが
記録され、そしてこれらの冗長セクタは、互いに１８０
度の位相差によってそれぞれ分離されている。図２に示
す通り、各セクタが有するヘッダ部は、記録表面のＩ
Ｄ、トラック番号、セクタ番号、フォーマットとコーデ
ィングの情報、及び格納すべきユーザ・データを書込む
データ部を含んでいる。
【００１８】図３には、１００％の冗長フォーマットを
使用して書込みを行ったトラックを含む、混合フォーマ
ット式の記録表面が示されている。セクタＡ〜Ｌ内に格
納したデータは、当該トラックの他の１／２部分にある
セクタＡｒ〜Ｌｒ内で二重化されている。他のトラック
は通常フォーマットを含み、その場合は、セクタＡ〜Ｘ
が当該トラックの全体を占有する。従って、このディス
ク・ドライブは、全体として通常モード又は冗長モード
で使用することができ、或いは図３に示すように、或る
ゾーンを冗長記録用にフォーマットし且つ他のゾーンを
通常の記録用にフォーマットすることができる。通常記
録の大容量と冗長記録の高性能とのトレード・オフ・オ
プションは、ユーザがこれを選択できる。この機能によ
り、ユーザの要請や、要件の変更に合わせて変更できる
ディスク・ドライブが得られる。
使用して書込みを行ったトラックを含む、混合フォーマ
ット式の記録表面が示されている。セクタＡ〜Ｌ内に格
納したデータは、当該トラックの他の１／２部分にある
セクタＡｒ〜Ｌｒ内で二重化されている。他のトラック
は通常フォーマットを含み、その場合は、セクタＡ〜Ｘ
が当該トラックの全体を占有する。従って、このディス
ク・ドライブは、全体として通常モード又は冗長モード
で使用することができ、或いは図３に示すように、或る
ゾーンを冗長記録用にフォーマットし且つ他のゾーンを
通常の記録用にフォーマットすることができる。通常記
録の大容量と冗長記録の高性能とのトレード・オフ・オ
プションは、ユーザがこれを選択できる。この機能によ
り、ユーザの要請や、要件の変更に合わせて変更できる
ディスク・ドライブが得られる。
【００１９】図４に示されているディスク・ドライブ制
御システムは、ディスク・ドライブの全体的制御を行う
マイクロプロセッサ・コントローラ１４と、ディスク・
スタック１３の回転速度を制御するスピンドル・モータ
制御ロジック１７と、ヘッドを選択されたトラックと位
置合わせし且つそのトラック・アライメントを維持する
アクチュエータ・サーボ制御ロジック１８とを含んでい
る。専用のサーボ表面を使用する場合には、サーボ・ヘ
ッドからの信号を通して、内蔵サーボ・システム又はセ
クタ・サーボ・システムを使用する場合には、セクタ・
ヘッダ内の個々の表面サーボ情報からの信号を通して、
角度位置を検出することができる。書込むべきデータ
は、ホスト・システムからデータ・バス１０を介してイ
ンタフェース９において受信され、チャネル制御ロジッ
ク１１によって処理される。チャネル制御ロジック１１
は、データ・タイプを検出し、単一記録／二重記録と記
録密度に関するパラメータを設定することによって、記
録中のデータ・タイプのエラー許容度に従って全体的な
記録密度と性能を最適化する。二重記録の場合には、デ
ィスク・スタック１３の角度位置に従って記録用コード
（エンコード／デコード１又は２）を選択し、コード化
した直列データをチャネル１５を通してヘッド１６に転
送した後、ディスク・スタック１３上の媒体トラックに
記録する。他方、単一記録モードを使用する場合には、
記録用コードを選択する。二重コード化方法が利用でき
るなら、製造時に、ヘッドと記録表面の各組合わせごと
に最も有効なコードとして、単一記録フォーマット用の
デフォルト・コードを選択することができる。従って、
製造許容差内で幅が狭いヘッドや幅が広いヘッドなど
の、ディスクとヘッドの変数との対応範囲を更に広げる
ことが可能である。
御システムは、ディスク・ドライブの全体的制御を行う
マイクロプロセッサ・コントローラ１４と、ディスク・
スタック１３の回転速度を制御するスピンドル・モータ
制御ロジック１７と、ヘッドを選択されたトラックと位
置合わせし且つそのトラック・アライメントを維持する
アクチュエータ・サーボ制御ロジック１８とを含んでい
る。専用のサーボ表面を使用する場合には、サーボ・ヘ
ッドからの信号を通して、内蔵サーボ・システム又はセ
クタ・サーボ・システムを使用する場合には、セクタ・
ヘッダ内の個々の表面サーボ情報からの信号を通して、
角度位置を検出することができる。書込むべきデータ
は、ホスト・システムからデータ・バス１０を介してイ
ンタフェース９において受信され、チャネル制御ロジッ
ク１１によって処理される。チャネル制御ロジック１１
は、データ・タイプを検出し、単一記録／二重記録と記
録密度に関するパラメータを設定することによって、記
録中のデータ・タイプのエラー許容度に従って全体的な
記録密度と性能を最適化する。二重記録の場合には、デ
ィスク・スタック１３の角度位置に従って記録用コード
（エンコード／デコード１又は２）を選択し、コード化
した直列データをチャネル１５を通してヘッド１６に転
送した後、ディスク・スタック１３上の媒体トラックに
記録する。他方、単一記録モードを使用する場合には、
記録用コードを選択する。二重コード化方法が利用でき
るなら、製造時に、ヘッドと記録表面の各組合わせごと
に最も有効なコードとして、単一記録フォーマット用の
デフォルト・コードを選択することができる。従って、
製造許容差内で幅が狭いヘッドや幅が広いヘッドなど
の、ディスクとヘッドの変数との対応範囲を更に広げる
ことが可能である。
【００２０】ディスク・スタック１３上に格納したデー
タを読取る場合には、角度位置によって示されたコー
ド、データ・タイプ、及び単一記録の環境内で選択され
たデフォルト・コードを使用して、チャネルを介して受
信した直列データがデコードされる。
タを読取る場合には、角度位置によって示されたコー
ド、データ・タイプ、及び単一記録の環境内で選択され
たデフォルト・コードを使用して、チャネルを介して受
信した直列データがデコードされる。
【００２１】磁気ディスク・ドライブなどの直接アクセ
ス記憶装置では、線形記録密度が６％増加すると、ＳＥ
Ｒが対応する桁（１０倍）程度も増加することが分かっ
ている。従って、ＳＥＲの標準が１０-12 で且つ冗長度
が１００％であれば、総合的なＳＥＲを１０-12 に留め
るためには、記録された各領域におけるＳＥＲを１０
-6 とすることができる。このＳＥＲ＝１０-6 は、ＳＥ
Ｒの標準に相当する１０-12 より６桁小さく、同じ総合
的なＳＥＲを維持しながら、線形記録密度を６％の６
倍、すなわち３６％まで高めることができる。
ス記憶装置では、線形記録密度が６％増加すると、ＳＥ
Ｒが対応する桁（１０倍）程度も増加することが分かっ
ている。従って、ＳＥＲの標準が１０-12 で且つ冗長度
が１００％であれば、総合的なＳＥＲを１０-12 に留め
るためには、記録された各領域におけるＳＥＲを１０
-6 とすることができる。このＳＥＲ＝１０-6 は、ＳＥ
Ｒの標準に相当する１０-12 より６桁小さく、同じ総合
的なＳＥＲを維持しながら、線形記録密度を６％の６
倍、すなわち３６％まで高めることができる。
【００２２】記憶容量が１．２ＧＢで、回転数が４５０
０ＲＰＭの代表的なディスク・ドライブ（待ち時間６．
６６ミリ秒）について、トラックのＳＥＲ＝１０-12 を
想定する場合、冗長度１００％を使用すると、このディ
スク・ドライブの実効的な記憶容量は８１６ＭＢで、待
ち時間は３．３３ミリ秒となり、しかも同じ標準のＳＥ
Ｒを維持することができる。従って、待ち時間を半分に
するためには、ユーザは、記憶容量を幾らか（但し５０
％ではない）犠牲にしなければならない。もし、この例
において、容量利得２５％のゾーン・ビット記録（ＺＢ
Ｒ）が使用されるならば、このようなディスク・ドライ
ブの記憶容量は１ＧＢを超えることになる。これに代わ
る方法は、スピンドルを９０００ＲＰＭで回転させて、
スピンドルの消費電力を４倍増加させ、ベアリング寿命
を短くすることである。
０ＲＰＭの代表的なディスク・ドライブ（待ち時間６．
６６ミリ秒）について、トラックのＳＥＲ＝１０-12 を
想定する場合、冗長度１００％を使用すると、このディ
スク・ドライブの実効的な記憶容量は８１６ＭＢで、待
ち時間は３．３３ミリ秒となり、しかも同じ標準のＳＥ
Ｒを維持することができる。従って、待ち時間を半分に
するためには、ユーザは、記憶容量を幾らか（但し５０
％ではない）犠牲にしなければならない。もし、この例
において、容量利得２５％のゾーン・ビット記録（ＺＢ
Ｒ）が使用されるならば、このようなディスク・ドライ
ブの記憶容量は１ＧＢを超えることになる。これに代わ
る方法は、スピンドルを９０００ＲＰＭで回転させて、
スピンドルの消費電力を４倍増加させ、ベアリング寿命
を短くすることである。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明のディスク・ドラ
イブによれば、単一のヘッドを使用する場合であって
も、複数のヘッドを使用する従来技術と同様に待ち時間
を減少させることができるばかりか、冗長的な記録方式
と記録密度の増加及び特定のエラー回復手順とを組み合
わせることによって、かかる冗長的な記録方式に伴うデ
ィスク上の実効的な記憶容量の減少を実質的に補うこと
ができる。
イブによれば、単一のヘッドを使用する場合であって
も、複数のヘッドを使用する従来技術と同様に待ち時間
を減少させることができるばかりか、冗長的な記録方式
と記録密度の増加及び特定のエラー回復手順とを組み合
わせることによって、かかる冗長的な記録方式に伴うデ
ィスク上の実効的な記憶容量の減少を実質的に補うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】１００％の冗長フォーマットを使用して書込み
を行ったディスクの記録表面を示す図である。
を行ったディスクの記録表面を示す図である。
【図２】ヘッダ部及びデータ部から成る各トラック上の
セクタを示す図である。
セクタを示す図である。
【図３】冗長記録と通常記録を組合わせた混合フォーマ
ットを使用して書込みを行ったディスクの記録表面を示
す図である。
ットを使用して書込みを行ったディスクの記録表面を示
す図である。
【図４】本発明の冗長記録方式を含む、ディスク・ドラ
イブ制御システムのブロック図である。
イブ制御システムのブロック図である。
９ インタフェース １０ データ・バス １１ チャネル制御ロジック １３ ディスク・スタック １４ マイクロプロセッサ・コントローラ １７ スピンドル・モータ制御ロジック １８ アクチュエータ・サーボ制御ロジック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 モハメド・アミン・ハジ アメリカ合衆国55009、ミネソタ州キャ ノン・フォールズ、スカイライン・ドラ イブ ７ (72)発明者 ハル・ヤルマー・オッテセン アメリカ合衆国55901、ミネソタ州ロチ ェスター、ノース・ウエスト、ストーン ハム・レーン 4230 (72)発明者 マイケル・ヨセフ・ロス アメリカ合衆国55901、ミネソタ州ロチ ェスター、ノース・ウエスト、フィフテ ィナインス・ストリート 2511 (56)参考文献 特開 平４−178975（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−134760（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−5476（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−243060（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−153183（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−79609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−38764（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−7567（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 20/12 - 20/12 103 G11B 20/18
Claims (6)
- 【請求項１】変換位置を繰返し通過する複数の並列トラ
ック上にデータを記録するデータ記録装置であって、 前記複数の並列トラックが設けられている記録媒体と、 前記複数の並列トラックのうち一度に１つだけのトラッ
ク上にあるデータをアクセスして、前記記録媒体に対し
てデータの書込み又は読取りを行うように位置付け可能
な変換手段と、 前記記録媒体上の位相をずらした複数の記録位置に同一
のデータを複数回記録するための手段とを備え、 前記記録するための手段は、前記複数の記録位置のそれ
ぞれにおける読取り後の総合的なエラー率が許容範囲内
のエラー・レベル以下となるように、前記同一のデータ
を前記許容範囲内のエラー・レベルで読取可能な密度を
超える密度で、前記複数の記録位置の各々にそれぞれ記
録し、 更に、前記複数の記録位置の各々に記録された前記同一
のデータをアクセスするのに必要な待ち時間に基づい
て、当該複数の記録位置のうち選択された一の記録位置
をアクセスするための手段と、 前記記録媒体上の与えられたトラックに対して単一記録
方式と重複記録方式の何れかを適用する手段とを備えて
成る、前記データ記録装置。 - 【請求項２】前記データ記録装置が磁気ディスク・ドラ
イブであり、前記記録媒体上の同じトラック上に同一の
データが二重化される、請求項１記載のデータ記録装
置。 - 【請求項３】前記同じトラック上に二重化されるデータ
が、最初に第１のコーディング方式を使用して第１の記
録位置に書込まれ、次に前記第１のコーディング方式と
は異なる第２のコーディング方式を使用して前記第１の
記録位置から１８０度の位相だけ離れている第２の記録
位置に書込まれる、請求項２記載のデータ記録装置。 - 【請求項４】前記第１及び第２のコーディング方式が、
互いに異なるラン・レングス限定コードの形式である、
請求項３記載のデータ記録装置。 - 【請求項５】前記記録媒体をフォーマットすることによ
り、通常のデータを記録するための第１の部分と、冗長
データを記録するための第２の部分とを、前記複数の記
録位置においてそれぞれ指定するように動作可能な制御
手段を備えて成る、請求項１記載のデータ記録装置。 - 【請求項６】ユーザ・コマンドが、一のフォーマット又
は再フォーマット動作によって影響を受ける前記記録媒
体の前記第１及び第２の部分のサイズを定義する、請求
項５記載のデータ記録装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US979110 | 1992-11-20 | ||
| US07/979,110 US5422761A (en) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Disk drive with redundant recording |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267195A JPH06267195A (ja) | 1994-09-22 |
| JP2858528B2 true JP2858528B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=25526705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5266115A Expired - Fee Related JP2858528B2 (ja) | 1992-11-20 | 1993-10-25 | データ記録装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5422761A (ja) |
| EP (1) | EP0599765A3 (ja) |
| JP (1) | JP2858528B2 (ja) |
| SG (1) | SG44380A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5422761A (en) * | 1992-11-20 | 1995-06-06 | International Business Machines Corporation | Disk drive with redundant recording |
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- 1992-11-20 US US07/979,110 patent/US5422761A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-10-19 EP EP93480169A patent/EP0599765A3/en not_active Withdrawn
- 1993-10-19 SG SG1996000040A patent/SG44380A1/en unknown
- 1993-10-25 JP JP5266115A patent/JP2858528B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-25 US US08/450,513 patent/US6023384A/en not_active Expired - Lifetime
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| US6023384A (en) | 2000-02-08 |
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