JP4672454B2

JP4672454B2 - 記憶装置

Info

Publication number: JP4672454B2
Application number: JP2005179108A
Authority: JP
Inventors: 衛森
Original assignee: Toshiba Storage Device Corp
Current assignee: Toshiba Storage Device Corp
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2025-06-20
Also published as: US7609596B2; US20060285462A1; JP2006350898A

Description

本発明は記憶装置に係り、特に記録媒体に情報を書き込んだ直後に情報が正常に書き込まれたか否かを検証するライトベリファイ処理を行う記憶装置に関する。

例えば光磁気ディスク装置の場合、光磁気ディスクへの情報の書き込み及び読み出しに必要となるレーザパワー条件は、予め設定された値や試し書きによって決定された値に設定される。ベリファイ処理は、このように設定されたレーザパワー条件で書き込みを行なった直後に行われ、情報が正常に書き込まれたか否かを検証する。情報が正常に書き込まれておらずベリファイできなかった場合には、書き込み及び／又は読み出し条件を変えて所定の回数だけリトライ処理を行う。所定回数だけリトライ処理を行った後でもベリファイできない場合には、書き込みを行った光磁気ディスクのセクタが不良セクタであると判断して、交替処理（光磁気ディスク上の交替エリアへのスキップ）を行なう。

リトライ処理については、試し書き動作のばらつきや、温度等の環境条件の変化、光磁気ディスク装置と光磁気ディスクの組み合わせに起因する試し書き動作のばらつき、光磁気ディスクの感度シフト等を救済するために、レーザパワーを変化させたり、場合によっては磁場条件を変化させている。特に近年の記録密度の著しい増加により、許容される最適書き込みレーザパワーからのずれ量（パワーマージン)は減少する傾向にあり、パワーマージンは上記の如きばらつきの影響を大きく受けるため、単純にリトライ処理の回数を減らすことはできない。

記録媒体上にメディア製造業者が初期欠陥として登録しきれなかった微小な欠陥や、後から記録媒体上にゴミ等が付着した場合等には、複数トラックに渡り全てのリトライ処理を実施した後に交替処理が行なわれるため、ライトベリファイ処理全体としては膨大な処理時間がかかることになり、場合によってはホスト装置側のコマンドタイムアウトを引き起こしたり、操作画面のフリーズを引き起こしてしまう。特に記憶装置のライトキャッシュが有効となり、連続したデータの纏め書きが行われる場合には、数十トラックに跨るコマンド処理が発生し、そのリトライ処理から交替処理に要する時間のために、タイムアウトやフリーズを引き起こす確率が高くなるという問題があった。

又、リトライ処理を多くの回数行うと、記録媒体上の読み出し成功率の低いセクタに書き込みが行われてしまい、後に記憶装置の環境条件が変わった時や別の記憶装置でこの記録媒体から情報を読み取る際に、読み出しエラーが発生する可能性があるという問題もあった。

上記の如き問題は、光磁気ディスク装置に限定されるものではなく、光ディスクや磁気ディスク等の記録媒体に対してライトベリファイ処理を行う構成の記憶装置であれば生じるものであった。

そこで、本発明は、ライトベリファイ処理の処理時間を減少させてタイムアウトやフリーズを引き起こす確率を低くすると共に、読み出しエラーの発生を抑制することが可能な記憶装置を提供することを目的とする。

上記の課題は、記録媒体の書き込み対象領域に情報を書き込んだ直後に情報が正常に書き込まれたか否かを検証するライトベリファイ処理を行う記憶装置であって、該書き込み対象領域に対するベリファイ処理のリトライ処理の回数が第１の閾値を越えると、該ベリファイ処理が失敗した複数の欠陥領域が該記録媒体の半径方向上並んでいるか否かを判定する手段と、該複数の欠陥領域が該記録媒体の半径方向上並んでいると、ライトリトライ処理の回数の第２の閾値を減少させる手段とを備えたことを特徴とする記憶装置によって達成できる。

上記の課題は、記録媒体の書き込み対象領域に情報を書き込んだ直後に情報が正常に書き込まれたか否かを検証するライトベリファイ処理を行う記憶装置であって、該書き込み対象領域に対するライトリトライ処理の回数が閾値を越えると、該ライトリトライ処理が失敗した欠陥領域とサーボエラーが発生した欠陥領域とが該記録媒体の半径方向上並んでいるか否かを判定する手段と、該ライトリトライ処理が失敗した欠陥領域とサーボエラーが発生した欠陥領域とが該記録媒体の半径方向上並んでいると、該閾値を減少させる手段とを備えたことを特徴とする記憶装置によっても達成できる。

本発明によれば、ライトベリファイ処理の処理時間を減少させてタイムアウトやフリーズを引き起こす確率を低くすると共に、読み出しエラーの発生を抑制することが可能な記憶装置を実現することができる。

上記の如く、パワーマージンの減少や様々なばらつき要因のため、単純にリトライ処理の回数を減らすことはできない。

そこで、本発明では、ライトベリファイ処理のベリファイ処理を行う際に記録媒体の半径方向上並んでいる不良セクタが検出されると、これらの不良セクタが欠陥やゴミに起因するものであると判断し、これらの不良セクタに対するリトライ処理を削減或いはリトライ処理を行なわずに交替処理を行う。

以下に、本発明になる記憶装置の各実施例を、図面と共に説明する。

図１は、本発明になる記憶装置の一実施例の要部を示す図である。記憶装置の本実施例では、本発明が光磁気ディスク装置に適用されている。

図１において、記憶装置１は、インタフェース部（ＩＦ）１１、記憶部として用いられるキャッシュバッファメモリ１２、書き込み及び読み出し制御部１３、ヘッド１４及びスピンドルモータ１５を備えた基本構成を有する。この基本構成自体は周知であるが、他の周知の基本構成を採用しても良いことは言うまでもない。記録媒体として用いられる光磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１５により周知の方法で回転される。光磁気ディスク１６は、記憶装置１に対してリムーバブル、即ち、ロード・アンロード可能であっても良い。

他方、ホスト装置２は周知の構成のパーソナルコンピュータ等からなり、インタフェース部（ＩＦ）２１を備える。ホスト装置２のインタフェース部２１と記憶装置１のインタフェース部１１とは、有線又は無線により接続されている。

ホスト装置２からライトコマンド（又は、書き込み要求）が発行されると、インタフェース部２１，１１を介して記憶装置１内の書き込み及び読み出し制御部１３に供給される。書き込み及び読み出し制御部１３は、ＣＰＵ等のプロセッサとメモリからなり、ライトコマンドに含まれるアドレス情報に応じてヘッド１４の移動機構（図示せず）等を制御すると共に、ホスト装置２から得られる書き込みデータを一旦キャッシュバッファメモリ１２に格納してから光磁気ディスク１６に書き込む遅延書き込み処理を制御する。

他方、ホスト装置２からリードコマンド（又は、読み出し要求）が発行されると、インタフェース部２１，１１を介して記憶装置１内の書き込み及び読み出し制御部１３に供給される。書き込み及び読み出し制御部１３は、リードコマンドに含まれるアドレス情報に応じてヘッド１４の移動機構等を制御すると共に、光磁気ディスク１６から読み出されたデータを一旦キャッシュバッファメモリ１２に格納してからインタフェース部１１，２１を介してホスト装置２へ供給する読み出し処理を制御する。

図２は、光磁気ディスク１６にゴミ１６３等が付着した状態、即ち、欠陥が存在する状態を示す図である。光磁気ディスク１６上の記録領域には、図２に示すように、同心円状又は螺旋状のトラック１６１が設けられている。記録領域は、各々が半径方向に延びる複数のセクタ１６２に分割されると共に、各々が円周方向（書き込み及び読み出し方向）に延びる複数のゾーンに分割されている。セクタ１６２は、円周方向上に配置され、ゾーンは、半径方向上に配置されている。
図２では、トラック１６１のピッチ、セクタ１６２の間隔及びゴミ１６３等の大きさについて、見やすいように拡大して示しているが、実際のトラック１６１のピッチは１μｍ前後であるのに対し、セクタ１６２の間隔は数ｍｍ、想定されるゴミ１６３等の大きさは数百μｍであり、ゴミ１６３等が円周方向に隣合うセクタ１６２に跨ることは稀で、殆どは半径方向に数百トラック１６１を跨る。

図３及び図４は、光磁気ディスク１６のゴミ１６３等が付着した部分を円周方向と半径方向（物理トラック毎）に分解して示す模式図である。

図３は、各トラック１６１のセクタ番号３のセクタ１６２にゴミ１６３等が存在し、このゴミ１６３等がｍ番目のトラック１６１まで続いている場合を示す。尚、図３のセクタ数ｎは、光磁気ディスク１６の容量やゾーンにより異なる。トラック数ｍは、ゴミ１６３等の大きさとトラック１６１のピッチの関係により変わる。

図４は、物理トラック／物理セクタと論理トラック／論理セクタの関係を示しており、ここでは記憶容量が１．３ＧＢの光磁気ディスク１６の最アウタゾーンを例に示している。図４中、枠内の数字は「論理トラック番号-論理セクタ番号」を示す。実際に光磁気ディスク１６に書き込まれているアドレス情報は、論理トラック／論理セクタであり、１セクタが２０４８バイトの記録方式の場合は１７セクタ（０〜１６）／1論理トラックであるため、一般的に物理トラック／物理セクタと論理トラック／論理セクタの値は一致しない。又、ZCAV方式を用いる場合には、光磁気ディスク１６の記憶容量とゾーン数により１物理トラック当たりの物理セクタ数が異なるため、あるゾーン番号のゾーンにおける１物理トラック当たりの物理セクタ数を求めるには光磁気ディスク１６の種別と現在使っているゾーン番号による物理トラック／物理セクタと論理トラック／論理セクタの換算が必要となる。図４は、１．３ＧＢの光磁気ディスク１６のゾーンZone0の例であるため、４１物理セクタ／１物理トラックであるが、ゾーンZone1では４０物理セクタ／１物理トラック、ゾーンZone2では３９物理セクタ／１物理トラックと変化し、又、６４０MBの光磁気ディスクであれば、ゾーンZone0で１５物理セクタ／1物理トラック、ゾーンZone1で１６物理セクタ／１物理トラックというように、あるゾーン番号のゾーンにおける１物理トラック当たりの物理セクタ数は記録媒体の種別によっても異なる。

図５は、本実施例の動作を説明するフローチャートである。図５に示す処理は、書き込み及び読み出し部１３内のプロセッサにより実行される。以下の説明における「ライトリトライ処理」とは、ライトコマンドで指示された処理セクタ数に対して全てベリファイ処理を実行し、ベリファイ処理が失敗したセクタを記憶して、ベリファイ処理が失敗したセクタに対してのみリトライ処理を行う処理である。

図５において、ホスト装置２からのライトコマンドに応答してライトコマンド処理が開始されると、ステップS１は、イレーズ処理を行い書き込みを行うべき光磁気ディスク１６上の書き込み対象領域（セクタ）に書き込まれている情報を消去する。ステップS２は、ライト処理を行いホスト装置２からのライトデータを書き込み対象領域に書き込む。ステップS３は、ステップS２で書き込んだライトデータを読み出して、書き込みが正常に行われたか否かを判定するベリファイ処理を行う。ステップS４は、ベリファイ処理が失敗したセクタがあるか否かを判定し、判定結果がNOであると処理は終了する。

ステップS４の判定結果がYESであると、ステップS５は、ベリファイ処理のリトライ処理（ベリファイリトライ処理）の回数が閾値を越えている（即ち、ベリファイリトライオーバー）か否かを判定する。ステップS５の判定結果がNOであると、ステップS６は、ベリファイ処理の条件を変更し、処理はステップS３へ戻る。他方、ステップS５の判定結果がYESであると、ステップS７は、ベリファイリトライ処理の回数が閾値を超えたセクタが複数個（例えば、２個）以上あるか否かを判定し、判定結果がNOであると処理は後述するステップS１０へ進む。ステップS７の判定結果がYESであると、ステップS８は、セクタアドレスから、ベリファイ処理のリトライ処理の回数が閾値を超えたセクタが光磁気ディスク１６の半径方向上並んでいるか否かを判定する。ステップS８の判定結果がNOであると、処理はステップS１０へ進む。ステップS８の判定結果がYESであると、ステップS９は、ライト処理のリトライ処理（ライトリトライ処理）の回数の閾値を変更、即ち、減少させる。

ステップS１０は、ライトリトライ処理の回数が閾値を越えているか否かを判定する。ステップS１０の判定結果がNOであると、ステップS１１はライト処理の条件を変更し、処理はステップS１へ戻る。他方、ステップS１０の判定結果がYESであると、ステップS１２は、書き込み対象領域に対する交替処理を行い、処理は終了する。

従来、記録媒体上に欠陥やゴミがあっても、通常決められた回数のリトライ処理を実行し、それでも成功しなかったセクタについては交替処理を施している。

これに対し、本実施例では、ベリファイリトライ処理で救えなかったセクタが複数個（例えば２個）以上あった場合に、それらのセクタアドレスからベリファイリトライ処理で救えなかったセクタが記録媒体の半径方向上並んでいるか否かを判断する。ベリファイリトライ処理で救えなかったセクタが記録媒体の半径方向上並んでいるか否かの判断については、図４の説明で述べた通り、物理トラック／物理セクタと論理トラック／論理セクタの換算が必要になるが、これは使用している記録媒体の種別及びゾーンが分かっているため、容易に計算することができる。計算方法は、物理セクタ位置が一致することを判断すれば良いので、様々な方法を用い得るが、本発明の要旨とは直接関係がないので、本明細書ではその説明を省略する。

ベリファイリトライ処理で救えなかったセクタが、記録媒体の半径方向上並んでおらずランダムに発生している場合は従来と同様のライトリトライ処理を実行すれば良いが、半径方向上並んでいる場合には、ライトリトライ回数の閾値を変更し、例えば閾値をゼロに設定すればベリファイリトライ処理で救えなかったセクタについてはライトリトライ処理を行なわずに即座に交替処理が行われる。この閾値は、ライトリトライ処理から交替処理までに要する時間（装置性能）とタイムアウト時間（システム構成）を考慮して柔軟に変更することができる。ライトリトライ時間がタイムアウト時間まで余裕があれば、多少ライトリトライ処理を行って、交替処理の発生確率を減らすことも可能である。

又、多数のベリファイ失敗セクタが連続して記録媒体の半径方向上並んだ場合と、少数のベリファイ失敗セクタが半径方向上並んだ場合とで閾値をフレキシブルに変更するようにしても良い。

以上、ライト処理後のベリファイ処理が失敗した場合の交替処理について述べたが、本発明は、イレーズライト処理時に発生したサーボエラーによる交替処理にも適用が可能である。上記ベリファイ処理時のリトライ方法は、一連の処理ブロック全てに対してイレーズライト処理を行った後にリトライ処理が行われるという前提で説明したが、イレーズライト処理時のサーボエラーに対するリトライ処理は、サーボエラーが発生した時点（イレーズライト処理の途中）で行われる。この場合、処理ブロック全体として不良セクタの分布を判断することはできないが、以前（最初）にサーボエラーでリトライ処理がタイムアウトしたセクタと、次にサーボエラーが発生したセクタとが記録媒体の半径方向上並んでいる場合には、リトライ処理の回数の閾値を変更するようにすることで、ベリファイ処理時と同様にリトライ処理の時間の短縮を図ることが可能である。

図６は、イレーズライト処理で交替処理が発生した場合の本実施例の動作を説明するフローチャートである。図６において、ホスト装置２からのライトコマンドに応答してライトコマンド処理が開始されると、ステップS２１は、イレーズライト処理を行い書き込みを行うべき光磁気ディスク１６上の書き込み対象領域（セクタ）に書き込まれている情報を消去すると共にホスト装置２からのライトデータを書き込み対象領域に書き込む。ステップS２２は、サーボエラーが発生したか否かを判定し、判定結果がNOであると、ステップS３０はベリファイ処理を行い、処理は終了する。他方、ステップS２２の判定結果がYESであると、ステップS２３は、既にライトリトライ処理の回数が閾値を越えている（即ち、リトライオーバー）か否かを判定し、判定結果がNOであると、処理は後述するステップS２６へ進む。

ステップS２３の判定結果がYESであると、ステップS２４は、サーボエラーによるエラーセクタとリトライオーバーによるリトライオーバーセクタとが光磁気ディスク１６の半径方向上並んでいるか否かを判定し、判定結果がNOであると、処理は後述するステップS２６へ進む。他方、ステップS２４の判定結果がYESであると、ステップS２５は、ライトリトライ処理の回数の閾値を変更し、処理はステップS２６へ進む。

ステップS２６は、ライトリトライ処理の回数の閾値を超えている（リトライオーバー）か否かを判定し、判定結果がNOであると、処理はステップS２１へ戻る。ステップS２６の判定結果がYESであると、エラーセクタとリトライオーバーセクタからなる欠陥セクタに交替先を割り付ける。ステップS２８は、未処理ブロックがあるか否かを判定し、判定結果がNOであると、処理はステップS３０へ進む。ステップS２８の判定結果がYESであると、ステップS２９は、残りのセクタに対する処理へ移行し、処理はステップS２１へ戻る。

以上、光磁気ディスク装置を例に説明をしたが、記録媒体は光磁気ディスクに限らず、本発明は、ライト処理後にベリファイ処理を行い、ライトリトライ処理を行う構成の光ディスク装置や磁気ディスク装置等の他の記憶装置に同様に適用可能である。

本発明によれば、例えば従来の方法でデフォルト条件を含む６回のリトライ処理を行なっていたとすると、1回のリトライ処理で済むため、リトライ処理の時間が１／６まで短縮が可能となり、タイムアウト、フリーズの危険性が軽減される。又、欠陥やゴミが存在する記録媒体上のセクタに対しては、精度よく交替処理を行うことができるため、環境条件や記憶装置が変わった時に、読み出しエラーが発生する確率を低減することもできる。

更に、記憶装置には、特に複雑なハードウェアや専用のハードウェアの追加は不要であり、本発明はファームウェアにより実現可能である。つまり、本発明は、書き込み及び読み出し部１３のプロセッサが実行する既存のプログラムに変更を加えるだけで実現することができる。従って、本発明は、コンピュータに上記の如き記憶装置の処理を行わせるプログラムを含む。

尚、本発明は、以下に付記する発明をも包含するものである。
（付記１）記録媒体の書き込み対象領域に情報を書き込んだ直後に情報が正常に書き込まれたか否かを検証するライトベリファイ処理を行う記憶装置であって、
該書き込み対象領域に対するベリファイ処理のリトライ処理の回数が第１の閾値を越えると、該ベリファイ処理が失敗した複数の欠陥領域が該記録媒体の半径方向上並んでいるか否かを判定する手段と、
該複数の欠陥領域が該記録媒体の半径方向上並んでいると、ライトリトライ処理の回数の第２の閾値を減少させる手段とを備えたことを特徴とする、記憶装置。
（付記２）該ライトリトライ処理の回数が該第２の閾値を越えていると、該書き込み対象領域に対する交替処理を行う手段を更に備えたことを特徴とする、付記１記載の記憶装置。
（付記３）該ベリファイ処理のリトライ処理の回数が該第１の閾値以下であると、該書き込み対象領域に対する該ベリファイ処理の条件を変更する手段を更に備えたことを特徴とする、付記１又は２記載の記憶装置。
（付記４）記録媒体の書き込み対象領域に情報を書き込んだ直後に情報が正常に書き込まれたか否かを検証するライトベリファイ処理を行う記憶装置であって、
該書き込み対象領域に対するライトリトライ処理の回数が閾値を越えると、該ライトリトライ処理が失敗した欠陥領域とサーボエラーが発生した欠陥領域とが該記録媒体の半径方向上並んでいるか否かを判定する手段と、
該ライトリトライ処理が失敗した欠陥領域とサーボエラーが発生した欠陥領域とが該記録媒体の半径方向上並んでいると、該閾値を減少させる手段とを備えたことを特徴とする、記憶装置。
（付記５）該書き込み対象領域に対する該ライトリトライ処理の回数が該閾値を越えていると、該書き込み対象領域に対する交替処理を行う手段を更に備えたことを特徴とする、付記４記載の記憶装置。
（付記６）該書き込み対象領域内に該サーボエラーが発生した欠陥領域がないと、該書き込み対称領域に対するベリファイ処理を行う手段を更に備えたことを特徴とする、付記４又は５記載の記憶装置。
（付記７）コンピュータに、記録媒体の書き込み対象領域に情報を書き込んだ直後に情報が正常に書き込まれたか否かを検証するライトベリファイ処理を行わせるプログラムであって、
該コンピュータに、該書き込み対象領域に対するベリファイ処理のリトライ処理の回数が第１の閾値を越えると、該ベリファイ処理が失敗した複数の欠陥領域が該記録媒体の半径方向上並んでいるか否かを判定させる手順と、
該コンピュータに、該複数の欠陥領域が該記録媒体の半径方向上並んでいると、ライトリトライ処理の回数の第２の閾値を減少させる手順とを含むことを特徴とする、プログラム。
（付記８）コンピュータに、記録媒体の書き込み対象領域に情報を書き込んだ直後に情報が正常に書き込まれたか否かを検証するライトベリファイ処理を行わせるプログラムであって、
該コンピュータに、該書き込み対象領域に対するライトリトライ処理の回数が閾値を越えると、該ライトリトライ処理が失敗した欠陥領域とサーボエラーが発生した欠陥領域とが該記録媒体の半径方向上並んでいるか否かを判定させる手順と、
該コンピュータに、該ライトリトライ処理が失敗した欠陥領域とサーボエラーが発生した欠陥領域とが該記録媒体の半径方向上並んでいると、該閾値を減少させる手順とを含むことを特徴とする、プログラム。

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。

本発明になる記憶装置の一実施例の要部を示す図である。光磁気ディスクにゴミ等が付着した状態を示す図である。光磁気ディスクのゴミ等が付着した部分を円周方向と半径方向(物理トラック毎)に分解して示す模式図である。光磁気ディスクのゴミ等が付着した部分を円周方向と半径方向(物理トラック毎)に分解して示す模式図である。本実施例の動作を説明するフローチャートである。イレーズライト処理で交替処理が発生した場合の本実施例の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１記憶装置
２ホスト装置
１１，２１インタフェース部
１２キャッシュバッファメモリ
１３書き込み及び読み出し制御部
１４ヘッド
１５スピンドルモータ
１６光磁気ディスク

Claims

記録媒体の書き込み対象領域に情報を書き込んだ直後に情報が正常に書き込まれたか否かを検証するライトベリファイ処理を行う記憶装置であって、
該書き込み対象領域に対するベリファイ処理のリトライ処理の回数が第１の閾値を越えると、該ベリファイ処理が失敗した複数の欠陥領域が該記録媒体の半径方向上並んでいるか否かを判定する手段と、
該複数の欠陥領域が該記録媒体の半径方向上並んでいると、ライトリトライ処理の回数の第２の閾値を減少させる手段とを備えたことを特徴とする、記憶装置。
該ライトリトライ処理の回数が該第２の閾値を越えていると、該書き込み対象領域に対する交替処理を行う手段を更に備えたことを特徴とする、請求項１記載の記憶装置。
記録媒体の書き込み対象領域に情報を書き込んだ直後に情報が正常に書き込まれたか否かを検証するライトベリファイ処理を行う記憶装置であって、
該書き込み対象領域に対するライトリトライ処理の回数が閾値を越えると、該ライトリトライ処理が失敗した欠陥領域とサーボエラーが発生した欠陥領域とが該記録媒体の半径方向上並んでいるか否かを判定する手段と、
該ライトリトライ処理が失敗した欠陥領域とサーボエラーが発生した欠陥領域とが該記録媒体の半径方向上並んでいると、該閾値を減少させる手段とを備えたことを特徴とする、記憶装置。
該書き込み対象領域に対する該ライトリトライ処理の回数が該閾値を越えていると、該書き込み対象領域に対する交替処理を行う手段を更に備えたことを特徴とする、請求項３記載の記憶装置。