JP6077703B2 - ディスク記憶装置及び方法 - Google Patents
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Description
る。
の分野では、記録媒体であるディスクの高記録密度化を図る方法として、いわゆるシング
ルドライト(shingled write、瓦書きとも呼ぶ)方法と呼ばれるデータ書き込み方法が開
発されている。
データを重ね書きするため、記録されたトラックの片側が消去される。このため、トラッ
ク単位の書き換え動作ができず、複数のトラック分からなる記録領域の単位(後述するバ
ンド)で書き換える必要がある。従って、従来の書き換え処理と比較して、相当の処理時
間を要する。
che)及びスペアバンドを併用する方法が提案されている。メディアキャッシュとは、デ
ィスク上の指定の記録領域、またはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを使用する一
時的なデータ退避領域(バッファ領域)である。
ーザバンドと表記する場合がある)とは区別されるが、ユーザバンドと同じ容量のユーザ
データ領域である。スペアバンドは、論理アドレス(LBA)が割り当てられことにより
ユーザバンドへの移行が可能である。即ち、スペアバンドに有効なユーザデータが記録さ
れて、そのLBAが割り当てられると、当該スペアバンドはユーザバンドに移行される。
一方、他のユーザバンドの中で、LBAが割り当てられていないバンドはスペアバンドと
して管理される。
データの一部のLBAのデータをスペアバンドに書き込み、他のLBAのデータをメディ
アキャッシュに書き込むことにより、書き換え処理の効率を向上することが可能となる。
連続的なデータとは、論理アドレス(LBA)がシーケンシャルに連続するライトデータ
である。
を書き込むことになるため、必然的にメディアキャッシュに対する負荷が増大する。この
ため、メディアキャッシュの空き容量が減少した場合に、後続のライトコマンドの応答時
間に遅延が発生し、書き換え処理の効率低下をもたらす要因となる。
ィスク記憶装置及び方法を提供することにある。
ドを用いて、前記トラック領域に一部重なるトラック領域にデータを記録する記録方式を
用いてデータが記録される第1の領域と、前記第1の領域と径方向に離間して位置し、前
記記録方式を用いてデータが記録される第2の領域と、前記第1の領域及び前記第2の領
域何れとも径方向に離間して位置し、前記第1の領域の容量よりも大きい容量を備え、前
記第1の領域に記録される前記データをキャッシュするための第3の領域と、を含むディ
スクにデータを記録する方法であって、前記方法は、第1のアドレス情報を含む第1のラ
イトコマンド及び当該第1のライトコマンドにかかる第1のデータを受け取ったことに応
じて、前記第1のデータを前記第3の領域に記録し、その後のあるタイミングで、前記第
3の領域に記録された前記第1のデータを前記第1の領域に記録することと、連続するア
ドレスに対応し前記第1のアドレス情報と異なる第2のアドレス情報を含む第2のライト
コマンド及び当該第2のライトコマンドにかかり少なくとも前記第2の領域の容量以上の
データ長の第2のデータを受け取ったことに応じて、前記第2のデータの少なくとも一部
を前記第2の領域に記録することと、を少なくとも含む。
実施形態の他の方法は、ヘッドを用いて、トラック領域にデータを記録し、前記ヘッド
を用いて、前記トラック領域に一部重なるトラック領域にデータを記録する記録方式を用
いてデータが記録される第1の領域と、前記第1の領域と径方向に離間して位置し、前記
記録方式を用いてデータが記録される第2の領域と、前記第1の領域及び前記第2の領域
何れとも径方向に離間して位置し、前記第1の領域の容量よりも大きい容量を備え、前記
第1の領域に記録される前記データをキャッシュするための第3の領域と、を含むディス
クにデータを記録する方法であって、連続しないアドレスへのライト要求にかかる第1の
データを前記第3の領域に記録し、その後のあるタイミングで、前記第3の領域に記録さ
れた前記第1のデータを前記第1の領域に記録し、連続するアドレスへのライト要求にか
かる第2のデータの少なくとも一部を前記第2の領域に記録する、方法である。
図1は、本実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図である。
-disk assembly:HDA)、ヘッドアンプ集積回路(以下、ヘッドアンプIC)11と、
1チップの集積回路から構成されているコントローラ15とから構成されている。
0を搭載しているアーム3と、ボイスコイルモータ(VCM)4とを有する。ディスク1
は、スピンドルモータ2により回転する。アーム3とVCM4は、アクチュエータを構成
している。アクチュエータは、VCM4の駆動により、アーム3に搭載されているヘッド
10をディスク1上の指定の位置まで移動制御する。
W及びリードヘッド10Rを有する。リードヘッド10Rは、ディスク1上のデータトラ
ックに記録されているデータを読み出す。ライトヘッド10Rは、ディスク1上にデータ
を書き込む。
、リードヘッド10Rにより読み出されたリード信号を増幅して、リード/ライト(R/
W)チャネル12に伝送する。一方、ライトドライバは、R/Wチャネル12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ヘッド10Wに伝送する。
13と、マイクロプロセッサ(MPU)14とを含む。R/Wチャネル12は、リードデ
ータの信号処理を実行するリードチャネル12Rと、ライトデータの信号処理を実行する
ライトチャネル12Wとを含む。
C13はバッファメモリ(DRAM)16を制御して、リードデータ及びライトデータを
バッファメモリ16に一時的に格納することでデータ転送制御を実行する。
てVCM4を制御し、ヘッド10の位置決めを行なうサーボ制御を実行する。さらに、M
PU14は、後述するように、シングルドライト(shingled write)動作を実行するよう
にヘッド10を制御する。
a cache)と呼ばれるキャッシュ領域が確保されている。このキャッシュ領域は、ディス
ク1の内周側や中周の領域、又は、フラッシュメモリ(flash memory)17に確保されて
いてもよい。
図2は、本実施形態のディスクドライブに採用されているシングルドライト動作を説明
するための図である。
ることにより、ディスク1上の径方向にトラック(データトラック)が構成される。図2
に示すように、シングルドライト方法では、各トラック100がシーケンシャルに重ね書
きされる。このような複数トラック分(例えば5トラック分)を含むデータ記録領域(ま
たはデータ容量単位)を、バンド(Band0、Band1)200と呼ぶ。ここで、後述するスペ
アバンド210と区別して、論理アドレス(LBA)が割り当てられ、通常のユーザデー
タが記録されるバンドをユーザバンド200と表記する。
Guard Track)が配置される。ここでは、各バンド200内のデータは、トラック番号Tra
ck0、Track1、Track2、Track3、Track4の順にライトされる。トラック番号Track0〜Track
3の各トラック100は、次にライトされるトラックから片側を干渉されて、データ信号
幅が細くなる。一方、トラック番号Track4のトラック100については、ガードトラック
には何もデータがライトされないため、他のトラックからの干渉がほとんどない。
ク間隔を狭く設計することができるため、ディスク1上に構成されるデータトラックの高
記録密度化を図ることが可能となる。
00に分割されて管理される。図3に示すように、本実施形態では、ゾーン300(Zone
N, Nは番号)毎に、前述のスペアバンド210が設けられている。スペアバンド210は
、ユーザバンド200-0〜200-4(Band0-Band4)とは区別されて、後述するように、
シーケンシャルライト動作時には、メディアキャッシュを介さずに直接的に書き込む領域
として使用される予備記録領域である。
次に、図4〜6、及び図7のフローチャートを参照して、本実施形態のシーケンシャル
ライト動作による書き換え処理を説明する。
に基づいて、要求されるライト動作がシーケンシャルライトであるか否かを判定する(ブ
ロック700)。シーケンシャルライトとは、連続するLBAのデータを連続的に書き込
む(書き換える)動作である。本実施形態は、特に複数ファイルをシーケンシャルライト
する場合に適用する。
常のライトであれば、ライト要求のデータをバッファメモリ16を経由してディスク1上
のメディアキャッシュ(後述する400)に書き込む(ブロック700のNO,705)
。メディアキャッシュは、シングルドライトによるデータ書き込みを行なう場合に、ホス
ト19からライト要求があったデータを一時的に格納するための領域である。メディアキ
ャッシュは、例えばディスク1上の最外周側に確保される記録領域であり、1個のバンド
の容量よりも十分に大きい容量である。MPU14は、一時的にメディアキャッシュに格
納したデータを、所定のタイミングでユーザデータ領域であるバンドに移動して書き換え
る。
(ブロック700のYES)であり、且つスペアバンド210が使用可能である場合(ブ
ロック701のYES)には、第1のファイルのデータ190Aを、書き換え対象のLB
Aに該当するゾーン内のスペアバンドに書き込む(ブロック702)。即ち、図4に示す
ように、MPU14は当該スペアバンド210が使用可能である場合に、第1のファイル
(例えばLBAが0xF000から開始)のデータ190Aをシーケンシャルに書き込む(ブロ
ック701のYES,702)。
より、第2のファイル(例えばLBAが0x1000〜0x1FFF)のデータ190Bを連続的に書
き込む場合に、既にスペアバンド210が使用されているため、当該データ190Bをス
ペアバンド210以外に書き込むことになる(ブロック701のNO)。便宜的に第1の
シーケンシャルライト動作として、MPU14は、後述するような条件を満たす場合に、
当該データ190Bをメディアキャッシュ400に対してシーケンシャルに書き込む(ブ
ロック703のNO,704のNO,705)。
込まれた場合、当該データ190BのLBA(0x1000〜0x1FFF)に対応するユーザバンド
200-1(Band1)のユーザデータ(即ち、書き換え対象データ)は無効化データとなる
。この場合、MPU14は、一時的にメディアキャッシュ400に格納したLBA(0x10
00〜0x1FFF)のデータ190Bを、所定のタイミングでユーザバンドに移動して書き換え
ることになる。このような無効化データが記録されているユーザバンド200-1(Band1
)を、便宜的に無効バンドと呼ぶ。即ち、無効バンドとは、新たなスペアバンドとなり得
る領域であって、新たなデータの記録が可能な更新用記録領域である。
を説明する。
Aが0x2000から開始)190Cを連続的に書き込む場合に、スペアバンド210以外の記
録領域として、メディアキャッシュ400ではなく無効バンド200-1(Band1)に対し
てシーケンシャルに書き込む(ブロック701のNO、703のNO、7O7)。
nd1)に割り当てられたLBAの全ユーザデータ(LBAが0x1000〜0x1FFF)が存在する
ため、MPU14は、当該ユーザバンド200-1(Band1)を無効バンドとして設定する
(ブロック704のYES,706)。具体的には、MPU14は、ユーザバンド200
-0〜200-nを管理するテーブル情報にフラグをセットして、当該ユーザバンド200-1
(Band1)を無効バンドとして設定する。
Band1)に対してデータ190Cの書き込みを開始し(ブロック707)、1バンド分の
データ(LBAが0x2000〜0x2FFF)を書き終えるまで継続する(ブロック703のYES
,708、709のNO)。MPU14は、設定した無効バンドに対してデータ190C
の書き込みが終了すると、当該ユーザバンド200-1(Band1)に対するアドレス(LB
A)の割り付けを実行する(ブロック709のYES、710)。
設定を解除する切替え処理を実行する(ブロック711)。ここで、図6に示すように、
ユーザバンド200-1(Band1)に対してシーケンシャルに書き込まれた場合、当該デー
タ190CのLBA(0x2000〜0x2FFF)に対応するユーザデータ(書き換え対象データ)
は無効データとなる。即ち、ユーザバンド200-2(Band2)に記録されているユーザデ
ータは無効データとなる。従って、MPU14は、当該ユーザバンド200-2(Band2)
を無効バンドとして設定する(ブロック704のYES,706)。
を説明する。
続的に書き込む場合に、スペアバンド210以外の記録領域として、メディアキャッシュ
400ではなく無効バンド200-2(Band2)に対してシーケンシャルに書き込む(ブロ
ック701のNO、703のNO、7O7)。
nd2)に対してデータ190Dの書き込みを開始し(ブロック707)、1バンド分のデ
ータを書き終えるまで継続する(ブロック703のYES,708、709のNO)。M
PU14は、設定した無効バンドに対してデータ190Dの書き込みが終了すると、当該
ユーザバンド200-2(Band2)に対するアドレスを割り付けを実行する(ブロック70
9のYES、710)。
イルを連続的にシーケンシャルライトする場合に、メディアキャッシュ400に書き込む
代わりに無効バンドとして設定されているユーザバンド200-0〜200-nに書き込む。
従って、メディアキャッシュ400の使用を節約できる。このため、メディアキャッシュ
400の空き容量が減少した場合でも、後続のライトコマンドの応答時間に遅延が発生し
、書き換え処理の効率が低下するような事態を回避できる。
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
。
4…ボイスコイルモータ(VCM)、10…ヘッド、11…ヘッドアンプ集積回路、
12…リード/ライト(R/W)チャネル、
13…ハードディスクコントローラ(HDC)、
14…マイクロプロセッサ(MPU)、15…コントローラ、
16…バッファメモリ(DRAM)、17…フラッシュメモリ、18…ドライバIC、
19…ホスト、100…トラック、200…ユーザバンド、210…スペアバンド、
400…メディアキャッシュ。
Claims (16)
- ヘッドを用いて、トラック領域にデータを記録し、前記ヘッドを用いて、前記トラック
領域に一部重なるトラック領域にデータを記録する記録方式を用いてデータが記録される
第1の領域と、
前記第1の領域と径方向に離間して位置し、前記記録方式を用いてデータが記録される
第2の領域と、
前記第1の領域及び前記第2の領域何れとも径方向に離間して位置し、前記第1の領域
の容量よりも大きい容量を備え、前記第1の領域に記録される前記データをキャッシュす
るための第3の領域と、
を含むディスクにデータを記録する方法であって、前記方法は、
第1のアドレス情報を含む第1のライトコマンド及び当該第1のライトコマンドにかか
る第1のデータを受け取ったことに応じて、前記第1のデータを前記第3の領域に記録し
、その後のあるタイミングで、前記第3の領域に記録された前記第1のデータを前記第1
の領域に記録することと、
連続するアドレスに対応し前記第1のアドレス情報と異なる第2のアドレス情報を含む
第2のライトコマンド及び当該第2のライトコマンドにかかり少なくとも前記第2の領域
の容量以上のデータ長の第2のデータを受け取ったことに応じて、前記第2のデータの少
なくとも一部を前記第2の領域に記録することと、
を少なくとも含む。 - さらに、前記第3の領域の容量は前記第2の領域の容量より大きい、請求項1に記載の
方法。 - 前記第3の領域は、前記第1の領域および前記第2の領域より前記ディスクの外周側に
位置した領域である、請求項1または請求項2に記載の方法。 - 前記第3の領域に記録された前記第1のデータを前記第1の領域に記録することに応じ
て、前記第1のデータにかかる前記第1のアドレス情報の割り当てが前記第3の領域から
前記第1の領域に変更される、請求項1から請求項3の何れか1項に記載の方法。 - ヘッドと、
前記ヘッドを用いて、トラック領域にデータを記録し、前記ヘッドを用いて、前記トラ
ック領域に一部重なるトラック領域にデータを記録する記録方式を用いてデータが記録さ
れる第1の領域と、前記第1の領域と径方向に離間して位置し、前記記録方式を用いてデ
ータが記録される第2の領域と、前記第1の領域及び前記第2の領域何れとも径方向に離
間して位置し、前記第1の領域の容量よりも大きい容量を備え、前記第1の領域に記録さ
れる前記データをキャッシュするための第3の領域と、を含むディスクと、
第1のアドレス情報を含む第1のライトコマンド及び当該第1のライトコマンドにかか
る第1のデータを受け取ったことに応じて、前記第1のデータを前記第3の領域に記録し
、その後のあるタイミングで、前記第3の領域に記録された前記第1のデータを前記第1
の領域に記録する制御と、連続するアドレスに対応し前記第1のアドレス情報と異なる第
2のアドレス情報を含む第2のライトコマンド及び当該第2のライトコマンドにかかり少
なくとも前記第2の領域の容量以上のデータ長の第2のデータを受け取ったことに応じて
、前記第2のデータの少なくとも一部を前記第2の領域に記録する制御と、を少なくとも
実行する、制御部と、
を具備するディスク記憶装置。 - さらに、前記第3の領域の容量は前記第2の領域の容量より大きい、請求項5に記載の
ディスク記憶装置。 - 前記第3の領域は、前記第1の領域および前記第2の領域より前記ディスクの外周側に
位置した領域である、請求項5または請求項6に記載のディスク記憶装置。 - 前記第3の領域に記録された前記第1のデータを前記第1の領域に記録することに応じ
て、前記第1のデータにかかる前記第1のアドレス情報の割り当てが前記第3の領域から
前記第1の領域に変更される、請求項5から請求項7の何れか1項に記載のディスク記憶
装置。 - ヘッドを用いて、トラック領域にデータを記録し、前記ヘッドを用いて、前記トラック
領域に一部重なるトラック領域にデータを記録する記録方式を用いてデータが記録される
第1の領域と、
前記第1の領域と径方向に離間して位置し、前記記録方式を用いてデータが記録される
第2の領域と、
前記第1の領域及び前記第2の領域何れとも径方向に離間して位置し、前記第1の領域
の容量よりも大きい容量を備え、前記第1の領域に記録される前記データをキャッシュす
るための第3の領域と、
を含むディスクにデータを記録する方法であって、
連続しないアドレスへのライト要求にかかる第1のデータを前記第3の領域に記録し、
その後のあるタイミングで、前記第3の領域に記録された前記第1のデータを前記第1の
領域に記録し、
連続するアドレスへのライト要求にかかる第2のデータの少なくとも一部を前記第2の
領域に記録する、方法。 - さらに、前記第3の領域の容量は前記第2の領域の容量より大きい、請求項9に記載の
方法。 - 前記第3の領域は、前記第1の領域および前記第2の領域より前記ディスクの外周側に
位置した領域である、請求項9または請求項10に記載の方法。 - 前記第3の領域に記録された前記第1のデータを前記第1の領域に記録することに応じ
て、前記第1のデータにかかるアドレス情報の割り当てが前記第3の領域から前記第1の
領域に変更される、請求項9から請求項11の何れか1項に記載の方法。 - ヘッドと、
前記ヘッドを用いて、トラック領域にデータを記録し、前記ヘッドを用いて、前記トラ
ック領域に一部重なるトラック領域にデータを記録する記録方式を用いてデータが記録さ
れる第1の領域と、前記第1の領域と径方向に離間して位置し、前記記録方式を用いてデ
ータが記録される第2の領域と、前記第1の領域及び前記第2の領域何れとも径方向に離
間して位置し、前記第1の領域の容量よりも大きい容量を備え、前記第1の領域に記録さ
れる前記データをキャッシュするための第3の領域と、を含むディスクと、
連続しないアドレスへのライト要求にかかる第1のデータを前記第3の領域に記録し、
その後のあるタイミングで、前記第3の領域に記録された前記第1のデータを前記第1の
領域に記録する制御と、連続するアドレスへのライト要求にかかる第2のデータの少なく
とも一部を前記第2の領域に記録する制御と、を実行する、制御部と、
を具備するディスク記憶装置。 - さらに、前記第3の領域の容量は前記第2の領域の容量より大きい、請求項13に記載
のディスク記憶装置。 - 前記第3の領域は、前記第1の領域および前記第2の領域より前記ディスクの外周側に
位置した領域である、請求項13または請求項14に記載のディスク記憶装置。 - 前記第3の領域に記録された前記第1のデータを前記第1の領域に記録することに応じ
て、前記第1のデータにかかるアドレス情報の割り当てが前記第3の領域から前記第1の
領域に変更される、請求項13から請求項15の何れか1項に記載のディスク記憶装置。
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