JP4427072B2 - 書込みリトライ方法及び磁気テープ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、磁気テープ装置(以下テープドライブともいう)の書込みエラーを回復手順(Error Recovery Procedure)のリトライ方法に関する。詳しくは、本発明は、書込みエラーの回復手順の改善されたリトライ方法、及び、その方法を実装した磁気テープ装置に関する。
LTO(Linear Tape Open:非特許文献1)に準拠したテープドライブが開発されている。このLTO準拠のテープドライブでは、データはデータセット(DataSet:以下「DS」とも言う)という単位で書込まれる。各データセットの間隔 (あるデータセットの終端からその次のデータセットの終端までの距離) は 所定の距離制限(4mルール )以内に収めることが規格で定められている(非特許文献1)。
また、エンタープライズ向け独自の大型テープドライブ製品(IBM3592など)が開発されている。このテープドライブにおいても、テープに書込まれる各データセットの間隔は所定の距離制限(4mルール)以内におさまるように書かねばならない設計になっている。
図1は、一般的なデータ装置システムの構成図を示す。テープドライブのデータセットの書込み動作を説明する。テープドライブは、上位装置(例えばホスト)105から送られた複数の任意の大きさデータをデータセット単位で記録媒体(テープ)への書込みの流れを概観する。データセットは複数のデータの集まりであり、固定長のフォーマット構造を有するテープに書込み単位である。
テープドライブ100は、インターフェース110と、バッファ120と、記録チャネル130と、テープ14aと、ヘッド14bと、リール14c、14dと、カートリッジ14eと、モータ150と、コントローラ160と、ヘッド位置制御システム170と、モータドライブ185とを含む。インターフェース110は、ホスト105と通信を行う。テープドライブ100は、インターフェース110を介して、ホスト105から、データをバッファ120及びテープ14aに書込みを指示するコマンドを受け取る。インターフェース110の通信の規格がSCSIの場合、コマンドはWriteコマンド、及び、Write FileMarksコマンドである。バッファ120は、テープ14aに書込むべきデータを保管するメモリ、例えばDRAMである。
テープ14aは、データの記録する磁気テープ媒体である。記録チャネル130を介して渡されたデータをデータセット単位(例えば400KB)としてヘッド14bによりテープ14aに書込まれる。テープ14aは、リール14c及び14dに巻かれ、これらの回転に伴い、リール14cからリール14dの方向へ、又は、その反対の方向へ、縦方向に移動する。モータ150は、リール14c及び14dを回転させ、書込みヘッド14bに対してテープを移動させる。テープの書込み読み取り時の定常速度は、例えば6.22m/s〜2.5m/sである。コントローラ160は、テープドライブ100の全体を制御する。コントローラ160は、データのテープ14aへの書込み、ヘッド位置制御システム170、モータドライブ185の制御も行う。
図2は、各データセット(DS)の間隔が記録密度を高めるためにできる限り短くするテープに書込まれることを示す。通常、各データセットの間隔は、記録密度を高めるために、できる限り短くする。
テープ上に傷やゴミ等が存在する場合、データ記録密度を優先してデータセット間隔を最小にして、記録媒体の問題部分に連続的にデータセットを書込むことが困難である。コントローラ160は、データの書込み、読取り制御手段も有する。コントローラは、データセットをテープに書込む際にエラーが発生した場合に、エラー回復手順(ERP:Error Recovery Procdure)したがって再書込み(リトライ)の制御を行う。
従来のテープドライブのERP方法は、テープの前方に小さい距離だけ移動して再書込み(リトライ)を行う。書込みERP時間を短縮させてWriteパフォーマンスを向上させる技術を提供することを目的としている。従来のテープドライブは、できる限り永久エラー(Permanent Error)が生ずることを回避する技術を意識していない。
次に、他にも書込み時のERPの技術は多数存在する。典型的な2つの例を示す。
引用例1は、ライトエラーが判別されると、n回リトライ動作を行い、ライトエラーが解消されなければ、一定長フォワード走行した後、ダミーブロックを書込む(第5発明の実施例)。前半の書込み位置でエラーが発見されたら、かなりの距離(一定長)ヘッドを前方に進ませて、ダミーのデータの書込みを試み、失敗したときにはテープ上に大きな傷があると判断し媒体不良として異常終了する。一方、ダミーのデータの書込みに成功した場合、元の書込み位置(前半)での書込み可能性が高いとして再度元の位置に戻って書込みを試す方法である。引用例1の目的は、異常終了(Permanent Error)の確率を挙げる替わりに、書込みコマンド発行から異常終了するまでの時間を短縮することにある。
引用例2は、物理ブロックの書込み動作の際データエラーに対してテープの前方においての再書込み(リトライ)する方法を示している。そのリトライの際に、データエラーを検出した時点において物理ブロックを分割することによって、リトライ動作により書込むべきデータ量(分割された物理ブロック)を最少に抑える。引用例2は、リトライ時に書くべきデータ量が減るため、データエラーのリトライ時間を短縮するできるリトライ方法である。
これら引用例のERP方法も、テープ媒体にディフェクト、及び、ドライブのハードウエハ的不安定の存在があるとしても、テープドライブの書込みパフォーマンスを改善することを主目的している。早期の永久エラー(Permanent Error)の報告は、書込みパフォーマンスを優先することにより、テープカートリッジ及びテープドライブの不良についてオーバーキルとなる場合がある。
テープシステム・ライブラリの運用上において、Write要求に対して最後に永久エラーを返すのはテープカートリッジの交換を至るため、安易な永久エラーを避けたい場合もある。所定の長さ距離制限(4mルール)を超えることができないという拘束条件を有するテープドライブの設計思想ものとでは、直前に書かれたデータセットから4mルール内最大で書くことで永久エラーを低減することはシステム運用上の選択の一つである。
Ultrium Generation3 16−Channel Format Specification Document U−316、RevisionB、September 7,2004 特開平8−45200号公報 特許第3436206号公報
以上より、従来のリトライは、局在的な書込みエラーを避ける小距離移動のリトライを繰り返すのみで早期の永久エラーかの判定による書込みパフォーマンスの改善は小さい。また、特定の領域でのリトライによる早期の永久エラーの判定することは、"データセットの間隔は4m以内ならばとい"という4mルールの利点を生かせない。
そこで、本発明の目的は、永久エラーを低減する書込みリトライ方法、及び、その方法を実装した磁気テープ装置を提供することである。
かかる目的のもと、本発明は、テープ媒体の長さ方向の所定の距離の間に少なくとも1のデータセットを書込み制御方法である。この書込み制御方法は、データセット書込み時にエラーが発生した場合、前記データセットの書込みテープ位置に対して、小距離だけテープ媒体をフォワードさせたテープ位置において前記データセットを書込むリトライ動作を繰り返すステップと、前記繰返すステップが、所定の回数を達したか、または、1つのデータセットの書込み制限時間を越えたか、いずれか早いほうが達成された場合、直前に正しく書込まれたデータセットのテープ位置から前記所定の距離の前方のテープ位置の直前の位置まで前記テープ媒体をフォワードさせて、書込みリトライ動作を実行するステップと、を備えることを特徴とする。
また、本発明の書込み制御方法は、前記繰り返しの前記所定の回数は5〜15回であり、前記制限時間は、(書込みタイムアウト16分に対して)10〜15分の値である、ことを特徴とする。
また、本発明の書込み制御方法は、前記所定の距離は、4mであることを特徴とする。
また、本発明の書込み制御方法は、前記リトライ動作において繰り返される前記小距離の組み合わせは、0、17、及び23LPOS(1LPOS=7.2mm)のいずれか1つを含むことを特徴とする。
また、本発明の書込み制御方法は、前記所定の距離の前方のテープ位置の直前の位置は、前記正しく書込まれたデータセットのテープ位置から、17または23LPOSを前記所定の距離から減じた距離を前進させたテープ位置であることを特徴とする。
また、本発明の書込み制御方法は、前記所定の距離の前方のテープ位置の直前の位置の移動は、前記繰返しステップの最後のリトライの書込みテープ位置からバックヒッチを生じさせない距離のフォワードであることを特徴とする。
更に、かかる目的のもと、本発明は、テープ媒体の長さ方向の所定の距離の間に少なくとも1のデータセットを書込む磁気テープ装置である。本発明の磁気テープ装置は、システムデータセット書込み時にエラーが発生した場合、前記データセットの書込みテープ位置に対して、小距離だけテープ媒体をフォワードさせたテープ位置において前記データセットを書込むリトライ動作を繰り返し、前記リトライ動作の繰返しが、所定の回数を達したか、または、1つのデータセットの書込み制限時間を越えたか、いずれか早いほうが達成された場合、直前に正しく書込まれたデータセットのテープ位置から前記所定の距離の前方のテープ位置の直前の位置まで前記テープ媒体をフォワードさせて、書込みリトライ動作を実行する、書込み制御手段を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、テープドライブの書込みERPは、タイムアウト内において従来に比べて永久エラーのケースを少なくできるため、無駄なテープカートリッジの交換要求を少なくさせる有利な効果を有する。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態)について詳細に説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明限定するものではない。
データセットを書き直す時の書込み位置の決定手法を手順(ERP:Error Recovery Procedure)の前半と後半で変更する。前半は従来通りリトライと同じである。データセットの書込みエラーが発生したテープ位置に、エラー(サーボまたはデータフローエラー)によって定まる定数を加えたものを新たな書込みテープ位置として利用する。後半のリトライ(最後の1回、もしくは数回の書込み) は、直前に正しく書込むことができたデータセットの位置から4m 近くフォワードして書くことを試みる。つまり、後半のリトライのテープ位置として、直前に正しく書込むことができたデータセットのテープ位置から4m地点から所定の値を減じた位置を利用する。この実装は、すでに何度も書き直しを繰り返した後でのみ起きるERP動作である。
前半のERP方法について説明する。テープドライブの書込みの際にディフェクト部分など困難な場所に遭遇すると、典型的な一連のエラー回復手順(ERP)にリトライ動作される。データセットの書込み時にエラーが発生すると、書き直しを行う際にデータセットの書込みテープ位置をテープ進行方向に小距離(10〜25LPOS)フォワードさせる。LPOSとはテープで用いられる長手方向の長さの単位であり、1LOPS(Logical Postion)は7.2mmに相当する。データセット間の距離4mは、約555LPOS である。テープドライブに実装されているERPでは、サーボエラーが起きたときには、17LPOSの小距離だけフォワードする。書込んだデータを直後に読み直した際に読めなかったデータフローエラーときには、23LPOSの小距離だけ直前に書込みを行ったテープ位置から前方へフォワードする。
後続のデータセットの書込みの際にリトライが多発すると、リトライのテープ位置が、直前の正し書込まれたテープ位置から広がる方向に移動する。ここで小距離は、所定の距離制限(4mルール)に対して5%以下の大きさである。そのため、本明細書では、4mルールの長さに対比し5%以下の距離移動のリトライを「小距離」と呼んでいる。この小距離の移動のリトライを10回繰り返したとしても、4mルールの半分に至るのがせいぜいである。
テープドライブは、書込みパフォーマンスも要求されているので、1つのデータセットの書込みの制限時間(タイムアウト:16〜18分)を超えてリトライを続けるは許されない。この場合、テープドライブは、データセットの書込みが永久エラー(Permanet Error)として、ホストに知らせ、システム及びその用者はテープカートリッジの交換で対処する。なお書込み位置を移動せずに、書込みエラーの生じた同じテープ位置において、リトライを繰返す動作を含んでも良い。
次に、小距離の移動のリトライ動作に、バックヒッチ(Backhitch)動作が介在することを説明する。テープ媒体に書込まれたデータセットの直後から次のデータが書込まれるように次のテープ及びモータ駆動動作を行う。
(1)テープ媒体の走行速度を減速して一旦停止し後、
(2)逆方向に逆戻して(書込み位置を越えて後方に余計に戻り順方向に加速して)書込むべき位置において書込み速度になるようにし、次のデータを書くという書込みモータ操作をする。
(1)及び(2)の一連の動作をバックヒッチと呼び、2〜3秒必要である。バックヒッチ動作を介在させて、図3に示すように一のデータセットのリトライ位置が、大きな距離を空けずに実行されることにより、データ記録密度の低下を回避している。
図3は、典型的なデータセット書込みERPを示す。テープドライブは、データセット(DS)#Xのテープのディフェクト領域においてリトライを実行していることを示す。
バックヒッチは、ERPの各リトライ際にも生じうる。小距離フォワードさせたテープ位置においてバックヒッチ動作が介在していることを示す。リトライごとに、小距離分だけフォワードしたテープ位置に書込みヘッド14bを位置決めするためにバックヒッチさせなければならないため、それぞれについて2〜3秒を浪費する。
一方、書込みコマンドごとに、書込み制限時間(タイムアウト)が定められている。1つのデータセットを書込みにかかる時間を一定時間(例えば16分)以内に終了させる必要がある。タイムアウトを生じないようにするためには、制限距離4mに到達するまで書き直しを繰り返すという実装を行う。実装されているERPの前半部では、テープの特定の領域に局在したディフェクトなどエラーの原因を避けるために、書込み位置を所定の回数(例えば8〜13回)小距離だけ前方移動することを繰返す。テープドライブの書込み制御手段160は、直前の正しく書込まれたテープ位置から2m程度の領域まで、リトライを繰返すと、タイムアウトに至るため永久エラーを返す。結果的に、テープドライブは、テープカートリッジの交換を要求することになる。
このように、タイムアウトを考慮したERPのステップが終了するテープ位置は、直前の正しくデータセットの書込まれたテープ位置から長くても2m程度ある。前半のERPは、この直前のデータセットの書込まれたテープ位置から2mまでの領域において小距離のリトライを繰り返す。小距離移動のリトライ(前半)は、局在したディフェクトを回避する点で意義がある。また、小距離移動に制限するリトライ(前半)の設計思想は、最初から制限距離の全記録領域を使用することが、テープカートリッジに多くの書込みエラーが発生する場合に記録密度の低下を回避する点で意義があるというものである。
また、小距離の前進方向への各リトライ動作の際に、書込み時のテープの定常速度6.22〜2.5m/Sうち、Writeチャネルに対してデータエラーレート的に安定な最高速度が選ばれる。そうすると、リトライ動作ごとに、ヘッドをエラー位置から小距離前方のテープ位置に位置づけるために、2〜3秒のバックヒッチ動作が介在する。そのため、一定のタイムアウト時間においてリトライ回数の制限を受ける。
図4は、具体的なDS書込みエラーを回復するための手順(ERP)の一つの方法の実施例を示す。この実施例は、データセットの書込み中にエラーが発生して再試行(リトライ)を繰り返す。最後の再試行の書込み位置を決定するための起点を、直前に正しくデータセットが書込されたテープ位置からデータセットの最大間隔である4mに変更するという方法を示す。テープへのリトライ動作の書出し位置は次の通りである。
1.最初の書込み位置=最後に正しく書けたデータセットの終端+1LPOS、フォワードする。
2.既に説明した前半部のリトライの部分である。
ディフェクトが局在しているテープの傷んできる領域においてエラー発生後の再試行の書込み位置=直前にエラーが発生したときの書込み位置+17/+23LPOS、フォワードする。このリトライごとに2〜3秒のバックヒッチが介在する。
3.後半部のリトライ部分である。
後半部のリトライの書込み位置=最後に正しく書けたデータセットの終端+4m−17/−23LPOS、フォワードする。このリトライは、バックヒッチを生じない長い距離(約1〜2m)テープの前方に位置決めされる。この長距離の移動は、DS#X−1のテープ位置から4mルールの限界値の手前、または、ステップ2の最後のリトライDS#Xのテープ位置から約1〜2m程度である。この長い距離のテープの進行方向への移動により、ステップ2において書込み不可能なディフェクトでも避けることができる。
本実施例ERPでは、ステップ3において直前に正しく書込めたDSのテープ位置から4m制限の直前まで移動してリトライすることが特徴である。ステップ2の全てのリトライの繰り返しは、直前に正しく書込めたデータセット(DS)#X−1のテープ位置から2m前後においてタイムアウトに近づく(タイムアウト16分に対して前半の制限時間10〜15分)。ステップ3のリトライの長い距離の前方移動は、ステップ2の最後のリトライのテープ位置から一気に1〜2m一気にフォワードすることになる。この長距離(「小距離」との対比において)は、テープの前方移動させる一定速度においてバックヒッチを必要せず移動できる距離である。そのため書込み動作とは直接関係のないバックヒッチの2〜3秒かかる動作は、必要としない。尚、ステップ3において長距離の移動のリトライ動作後、Writeタイムアウト内、及び4mルールの条件を充足することを前提に、小距離の前方移動のリトライ動作を繰返しても良い。
図5は、実施例のERPのステップ1〜3を実行するフローチャートを示す。書込み位置を決定手順(ステップ1〜3)は、以下のフローチャートで表せる。start(x)は、データセット(DS)#Xの書込み位置である。end(x)は、データセット#Xの書き終わり位置である。α及びβは、起きたエラーの種類によって一意に決まる。現状の実装では、αはサーボエラーでは17LPOS、データフローエラーでは23LPOSになっている。αはゼロLPOSでもよく、この値は同じ書込みテープ位置でリトライを繰返すことを意味する。
−ステップ1−
直前に正しく書けたデータセット(DS)#X−1の終端位置に1LPOSを加えた値を最小のStart(x)の値となる。テープドライブは、記録密度を低下させないために、データセット間隔の距離を小さくして書込む。
−ステップ2−
データセット#X−1の書込みは、例えばテープのディフェクト領域において行われることを想定している。この領域におけるデータセット(DS)#X―1の書込みリトライは、エラーになる。このエラー領域を避けるために、α=17LPOS(122.4mm)/23LPOS(165.6mm)として書込み位置を前方に移動させてリトライを実行している。しかし、直前の正しく書込めたデータの位置から前方の2mまで延びるディフェクトの場合に、2cmに満たない小距離の移動でのリトライ書込みを繰返すのみでは、タイムアウト時間を消耗してしまい、最終的に永久エラーなる。
−ステップ3−
610は、初期の書込み(670、600)、及び、その後のリトライのエラーを判定する。後半のリトライの実行(630)は、Writeタイムアウトに近いか、または、リトライ回数が最高値か、いずれか一方を満たしたかどうかを判定する(620)。えば、ステップ2の小距離移動のリトライがタイムアウト(例えば16分)に近い場合(10〜15分)は、永久エラーを避けるために、ステップ3のリトライを早期に実行する(630、650)。630において、これまでの小距離移動ではなく、直前の正しく書込めたデータセット(DS)#X−1のテープ位置end(#X−1)から4m制限距離のβ手前の位置に位置づける。ステップ3は、最後のリトライとして、ステップ2の複数のリトライ領域とは別の領域を選択することにより、タイムアウトによる永久エラーを回避る。ステップ3の後半のリトライは、ステップ2での前半のリトライの回数が最高回数(例えば13)に到達したときに630のリトライを実行してもよい。
以上、本発明の実施形態のテープドライブなどのシーケンシャル装置におけるテープへの書込み制御方法を開示した。ステップ3のリトライにより、テープドライブがホストにエラーを報告する前に、必ずスペックで許容されたデータセットの間隔の最大値(4mルール)付近の領域を用いてデータセットの書込みを試行できるようになる。それにより、従来の方法では越えることができなかったテープ上の傷などを越えてデータセットを書込むことができるようになる。テープドライブ及びテープライブラリ・システムにおいて、テープ媒体に微小領域にディフェクトが存在することによりテープカートリッジの交換を要求する選択はある。しかしながら、データ書込みシステムの運用上、1つのテープカートリッジに継続的に書込みをさせる選択も膨大なデータの書込みの際に必要である。また、4mルールの限界値直前のリトライは、長距離(1〜2m)のフォワードであるためにバックヒッチは介在しない。そのため、本発明のERPでは、タイムアウト直前まで永久エラー(テープカートリッジ交換)の可否を判定できる有利な効果がある。なお、テープ全体(400m)において、4m制限の限界まで利用したリトライ箇所はあまり多くは生じないため、本発明のERPは、テープカートリッジ全体としては大きな記録密度低下をもたらさないと思われる。
以上の実施形態に、種々の変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も当然に本発明の技術的範囲に含まれる。
一般的なテープドライブの構成図である。 各データセットの間隔が記録密度を高めるためにできる限り短くするテープに書込まれることを示す。 典型的なデータセット書込みERPを示す。 本発明の一実施形態のERPを示す。 実施形態のERPの具体的なステップを示すフローチャートである。
符号の説明
100…テープドライブ、
105…ホスト、
110…インターフェース、
120…バッファ、
130…記録チャネル、
14a…テープ、14b…ヘッド、14c,14d…リール、
14e…カートリッジ、
150…モータ、
160…コントローラ,書込み読取り制御、
170…ヘッド位置制御システム、
185…モータドライバ、

Claims (5)

  1. テープ媒体の長さ方向の4mの間に少なくとも1のデータセットを書込む書込み制御方法であって、
    データセット書込み時にエラーが発生した場合、前記データセットの書込みテープ位置に対して、小距離だけテープ媒体をフォワードさせたテープ位置において前記データセットを書込むリトライ動作を繰り返すステップと、
    前記繰返すステップが、所定の回数を達したか、または、1つのデータセットの書込み制限時間を越えたか、いずれか早いほうが達成された場合、直前に正しく書込まれたデータセットのテープ位置から、4mから17または23LPOS(1LPOS=7.2mm)を減じた距離だけ前方のテープ位置まで、又は、前記リトライ動作を最後に行ったテープ位置から1〜2m、前記テープ媒体をフォワードさせて、書込みリトライ動作を実行するステップと、
    を備える書込み制御方法。
  2. 前記フォワードさせた後、バックヒッチ動作をすること無く書込みリトライ動作を実行することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記小距離だけテープ媒体をフォワードさせたテープ位置において前記データセットを書込むリトライ動作において繰り返される前記小距離は、0、17、23LPOS、又はこれらの組合せのいずれかである請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記所定の回数が、8〜13回であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。
  5. テープ媒体の長さ方向の4mの間に少なくとも1のデータセットを書込む磁気テープ装置であって、
    データセット書込み時にエラーが発生した場合、前記データセットの書込みテープ位置に対して、小距離だけテープ媒体をフォワードさせたテープ位置において前記データセットを書込むリトライ動作を繰り返し、前記リトライ動作の繰返しが、所定の回数を達したか、または、1つのデータセットの書込み制限時間を越えたか、いずれか早いほうが達成された場合、直前に正しく書込まれたデータセットのテープ位置から、4mから17または23LPOS(1LPOS=7.2mm)を減じた距離だけ前方のテープ位置まで、又は、前記リトライ動作を最後に行ったテープ位置から1〜2m、前記テープ媒体をフォワードさせて、書込みリトライ動作を実行する、書込み制御手段、を設けたことを特徴とする、磁気テープ装置。
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