TWI710904B

TWI710904B - 資料寫入方法與儲存裝置

Info

Publication number: TWI710904B
Application number: TW108105304A
Authority: TW
Inventors: 黃意中; 傅子瑜
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2020-11-21
Also published as: TW202032371A

Abstract

本發明提供適用於儲存裝置的一種資料寫入方法。所述方法包括接收來自所述主機系統的主機指令；反應於判定所述主機指令用以指示執行安全抹除操作或判定所述主機指令用以指示對特定邏輯位址執行寫入操作，根據所述主機指令執行對應所述主機指令的特殊寫入操作；以及反應於判定所述主機指令不用以指示執行所述安全抹除操作且判定所述主機指令不用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作，根據所述主機指令執行對應所述主機指令的一般操作。

Description

資料寫入方法與儲存裝置

本發明是有關於一種資料寫入方法，且特別是有關於疊瓦式磁記錄(Shingled Magnetic Recording，SMR)的一種資料寫入方法與儲存裝置。

傳統硬碟的主流技術已經演變為疊瓦式磁記錄(Shingled Magnetic Recording，以下亦稱SMR)。SMR硬碟將主儲存區的磁軌如屋瓦般堆疊，以使單位面積的主儲存區可具有更多的磁軌，進而增加儲存密度。

然而，由於磁軌之間是彼此堆疊的，在寫入一個磁軌的資料時，必須先對重疊在其上的另一磁軌所儲存的另一資料執行資料轉移操作，再將欲寫入之資料寫入至所述磁軌。接著，在完成所述資料的寫入操作後，再將被轉移的另一資料寫回另一磁軌。

因為SMR硬碟具有需執行資料轉移操作的寫入機制，所以當對SMR硬碟執行全碟刪除、全碟安全抹除等操作時，SMR硬碟會因為需執行對應整個硬碟所儲存的所有資料的資料轉移操作而消耗了大量的運作時間，進而降低了SMR硬碟的工作效率。

基此，如何在不更機構設計的情況下，改善SMR硬碟的上述全碟刪除、全碟安全抹除等對應大量資料的寫入/抹除操作的運作效率，為本領域人員致力發展的目標。

“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提供一種資料寫入方法與儲存裝置，可根據SMR儲存裝置的特定的主機指令來對應地執行特殊寫入模式，以增進所述SMR儲存裝置的工作效率。

本發明的一實施例提供適用於連接至一主機裝置的一儲存裝置的一種資料寫入方法。所述方法包括：接收來自所述主機系統的一主機指令；判斷所述主機指令是否用以指示執行一安全抹除操作，並且判斷所述主機指令是否用以指示對一特定邏輯位址執行一寫入操作；反應於判定所述主機指令用以指示執行所述安全抹除操作或判定所述主機指令用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作，根據所述主機指令執行對應所述主機指令的一特殊寫入操作；以及反應於判定所述主機指令不用以指示執行所述安全抹除操作且判定所述主機指令不用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作，根據所述主機指令執行對應所述主機指令的一一般操作。

本發明的一實施例提供一種儲存裝置。所述儲存裝置包括連接介面電路、磁盤模組以及儲存控制器。連接介面電路用以耦接至主機系統。磁盤模組用以儲存資料。儲存控制器耦接至所述連接介面電路與所述磁盤模組。所述儲存控制器用以接收來自所述主機系統的一主機指令。所述儲存控制器更用以判斷所述主機指令是否用以指示執行一安全抹除操作，並且判斷所述主機指令是否用以指示對一特定邏輯位址執行一寫入操作。反應於判定所述主機指令用以指示執行所述安全抹除操作或判定所述主機指令用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作，所述儲存控制器更用以根據所述主機指令指示所述磁盤模組執行對應所述主機指令的一特殊寫入操作。此外，反應於判定所述主機指令非用以指示執行所述安全抹除操作且判定所述主機指令非用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作，所述儲存控制器更用以指示所述磁盤模組根據所述主機指令執行對應所述主機指令的一一般操作。

基於上述，本發明的實施例所提供的資料寫入方法與儲存裝置，可根據所接收的主機指令來判斷是否要執行特殊寫入操作或一般寫入操作，以在主機指令用以指示執行安全抹除操作或指示對特定邏輯位址執行寫入操作時，相應地執行特殊寫入操作，進而可節省大量的運作時間且增進儲存裝置的工作效率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

在本實施例中，儲存裝置例如是疊瓦式磁記錄(Shingled Magnetic Recording，SMR)硬碟（亦稱，SMR硬碟）。以下會再利用圖1A～1C來說明SMR硬碟的磁軌的架構與對應的一般寫入操作的機制。

圖1A是根據本發明的一實施例所繪示的SMR磁軌的示意圖。圖1B～1C是根據本發明的一實施例所繪示的SMR磁軌的一般寫入操作的示意圖。

請先參照圖1A，具體來說，SMR硬碟的主儲存區（Main Storage）具有多個磁軌TK(1)~TK(2N)。2N為SMR硬碟的主儲存區的所有磁軌的總數目。SMR硬碟的讀寫頭包括了讀取器RH與寫入器WH。讀取器RH的大小小於寫入器WH。寫入器WH的大小會對應每個磁軌的寬度。SMR硬碟的磁軌會彼此堆疊，更具體來說，排序在較內圈的磁軌（如，磁軌TK(1)）會被排序在其後的較外圈的磁軌（如，磁軌TK(2)）覆蓋一部分，以此類推。

接著，請參照圖1B，針對一般的寫入操作，寫入器WH會以一個磁軌的寬度來寫入資料。因此，在寫入一個磁軌的資料之前，需要對覆蓋於所述一個磁軌之上的另一個磁軌的另一資料執行資料轉移操作，如，將所述另一資料複製至緩衝記憶體。舉例來說，假設目前所執行的一般寫入操作欲寫入資料D2_TK(1)至磁軌TK(1)中（如，例子＜1.1＞）。SMR硬碟的儲存控制器會先辨識用以儲存所述資料D2_TK(1)的寫入實體位址，對應所述寫入實體位址的原本儲存在磁軌TK(1)的資料D1_TK(1)及對應所述寫入實體位址的原本儲存在磁軌TK(2)的資料D1_TK(2)。接著，如圖1B的例子＜1.2＞所示，儲存控制器會先對資料D1_TK(2)執行資料轉移操作（如，箭頭A10所示），將資料D1_TK(2)複製出來（如，備份至緩衝記憶體中）。

接著，儲存控制器將資料D2_TK(1)寫入至所述寫入實體位址，以使資料D2_TK(1)覆寫原本儲存在所述寫入實體位址的資料D1_TK(1)（如箭頭A11所示）。

接著，請參照圖1C，如例子＜1.3＞所示，在資料D2_TK(1)被寫入至所述寫入實體位址後，所轉移的資料D1_TK(2)會被寫回至磁軌TK(2)（如，箭頭A12所示）。最後，如例子＜1.4＞所示，在所轉移的資料D1_TK(2)被寫回至磁軌TK(2)後，對應所述資料D2_TK(1)的一般寫入操作完成。

經由上述的實施例，可以知道SMR硬碟的一般寫入操作，會因為需額外對應寫入資料的寫入實體位址來執行資料轉移操作，SMR硬碟的一般寫入操作會使用更多的讀寫次數、系統資源與時間。

值得一提的是，讀取器RH的尺寸小於寫入器WH（讀取器RH的寬度例如對應至一半的磁軌寬度）的理由在於，只須藉由讀取器RH讀取所欲讀取的磁區的未被覆蓋的區域即可獲得寫入至所述磁區的資料（未被覆蓋的區域的寬度例如是一半的磁軌寬度）。

圖2是根據本發明的一實施例所繪示的儲存裝置的方塊示意圖。請參照圖2，在本實施例中，儲存裝置20耦接至主機系統10。主機系統(Host System)10包括處理器(Processor)110、主機記憶體(Host Memory)120及資料傳輸介面電路(Data Transfer Interface Circuit)130。在本實施例中，資料傳輸介面電路130耦接(亦稱，電性連接)至處理器110與主機記憶體120。在另一實施例中，處理器110、主機記憶體120與資料傳輸介面電路130之間利用系統匯流排(System Bus)彼此耦接。

儲存裝置20包括儲存控制器(Storage Controller)210、磁盤模組220、連接介面電路(Connection Interface Circuit)230及緩衝記憶體240。

在本實施例中，主機系統10是透過資料傳輸介面電路130與儲存裝置20的連接介面電路230耦接至儲存裝置20來進行資料的存取操作。例如，主機系統10可經由資料傳輸介面電路130將資料儲存至儲存裝置20的磁盤模組220或從儲存裝置20的磁盤模組220中讀取資料。

在本實施例中，處理器110、主機記憶體120及資料傳輸介面電路130可設置在主機系統10的主機板上。資料傳輸介面電路130的數目可以是一或多個。透過資料傳輸介面電路130，主機板可以經由有線或無線方式耦接至儲存裝置20。如上述，儲存裝置20可例如是SMR硬碟或部份磁軌為SMR磁軌的混和式硬碟。

在本實施例中，資料傳輸介面電路130與連接介面電路230是相容於高速周邊零件連接介面(Peripheral Component Interconnect Express, PCI Express)標準的介面電路。

然而，必須瞭解的是，本發明不限於此，資料傳輸介面電路130與連接介面電路230亦可以是符合並列先進附件(Parallel Advanced Technology Attachment，PATA)標準、電氣和電子工程師協會(Institute of Electrical and Electronic Engineers，IEEE)1394標準、序列先進附件(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)標準、通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)標準、小型電腦系統埠（Small Computer System Interface，SCSI）標準和序列式SCSI（Serial Attached SCSI，SAS）標準或其他適合的標準。此外，在另一實施例中，連接介面電路230可與儲存控制器210封裝在一個晶片中。

在本實施例中，主機記憶體120用以暫存處理器110所執行的指令或資料。緩衝記憶體240用以暫存資料，所暫存的資料例如是從主機系統10所接收的資料或從磁盤模組220所讀取的資料。在本實施例中，主機記憶體120與緩衝記憶體240可以是動態隨機存取記憶體（Dynamic Random Access Memory，DRAM）、靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory，SRAM)等適合的記憶體，本發明並不限於此。

儲存控制器210用以執行以硬體型式或韌體型式實作的多個邏輯閘或控制指令並且根據主機系統10的指令控制磁盤模組220，以進行資料的寫入、讀取與抹除等運作。儲存控制器210為具備運算能力的硬體，其用以控制儲存裝置20的整體運作。具體來說，儲存控制器210例如是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、微處理器(micro-processor)、或是其他可程式化之處理單元(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device，PLD)或其他類似電路元件，本發明並不限於此。在本實施例中，所述儲存控制器210可載入且執行多個程式碼模組，以實現本發明所提供的資料寫入方法。

在本實施例中，磁盤模組220包括多個磁頭（Heads）（亦稱，讀寫頭）與多個碟片、主馬達、副馬達等元件。當執行存取操作時，主馬達帶動碟片旋轉，副馬達帶動一組磁頭到相對應的碟片的相應所述存取操作的實體位址（亦稱，磁區，Sector）。每個碟片的表面可畫出一個與碟片同心的圓形軌道（磁軌(Track)），磁頭的寫入器（Writer）可寫入對應所述存取操作的資料至所述實體位址，並且磁頭的讀取器（Reader）可從所述實體位址讀取對應所述存取操作的資料。磁盤模組220的其他細節與作動並非本發明所著重的技術方案，不贅述於此。簡單來說，儲存控制器210可根據從主機系統10所接收的主機指令來對應地控制磁盤模組220來執行資料寫入操作（如，一般寫入操作與特殊寫入操作）、資料讀取操作或資料刪除操作（亦稱，資料抹除操作）。

圖3A是根據本發明的一實施例所繪示的資料寫入方法的流程圖。請參照圖3A，在步驟S31中，所述儲存控制器210接收來自主機系統10的一主機指令。

具體來說，所述儲存控制器210可根據所述主機指令的指令描述內容來辨識主機系統10欲執行的操作，並且據以控制磁盤模組230執行所述操作。所述主機指令所指示的操作包括：(1)安全抹除操作（Secure Erase Operation）（亦稱，全碟刪除操作）；(2)資料寫入操作；(3)資料讀取操作，但本發明不限於此。例如，主機指令亦可用以指示執行快速抹除操作、完整抹除操作或DoD抹除操作。

舉例來說，假設主機指令用以指示執行資料寫入操作，所述儲存控制器210可根據所述主機指令辨識到對應所述資料寫入操作的寫入實體位址（或寫入磁區）與寫入資料，並且控制所述磁盤模組230經由執行如上所述之一般寫入操作來將所述寫入資料寫入至所述寫入實體位址。

接著，在步驟S33中，所述儲存控制器210判斷所述主機指令是否用以指示執行一安全抹除操作。反應於判定所述主機指令用以指示執行所述安全抹除操作（步驟S33à是），執行步驟S37；反應於判定所述主機指令非用以指示執行所述安全抹除操作（步驟S33à否），執行步驟S35。

如上述，所述儲存控制器210可根據所述主機指令的指令描述來判斷所述主機指令是否用以指示執行所述安全抹除操作。在本實施例中，所述安全抹除操作會將所有邏輯位址所儲存的資料刪除（包含儲存在多個特定邏輯位址的資料）。此外，所述安全抹除操作會利用特定態樣的資料（如，用以表示「空」的資料）來寫入至所有邏輯位址。另一方面，由於SMR硬碟的實體位址與邏輯位址的映射關係是一對一固定的，也沒有映射表存在。因此SMR硬碟收到安全抹除指令會直接整顆碟機磁軌資料從頭到尾抹除。與一般的硬碟格式化操作不同的地方在於，硬碟格式化只是在用以儲存映射關係的檔案系統端把硬碟的資料刪除（如，直接將所有的邏輯位址所映射的實體位址的資訊刪除），但實際在磁軌上的資料還是存在的。

在步驟S35中，所述儲存控制器210判斷所述主機指令是否用以指示對一特定邏輯位址執行寫入操作。反應於判定所述主機指令用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作（步驟S35à是），執行步驟S37；反應於判定所述主機指令用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作（步驟S35à否），執行步驟S39。

具體來說，當主機指令涉及到刪除所有邏輯位址所儲存的資料時（如，對應系統還原的主機指令，或安全抹除操作的主機指令），所述主機指令會指示對多個特定邏輯位址執行寫入操作。在本實施例中，所述特定邏輯位址包括邏輯位址LBA0、邏輯位址LBA31、邏輯位址LBA32以及邏輯位址LBA33。

在步驟S37中，所述儲存控制器210根據所述主機指令執行對應所述主機指令的特殊寫入操作。以下利用圖3B來說明。

圖3B是根據本發明的一實施例所繪示的特殊寫入操作的流程圖。請參照圖3B，所述特殊寫入操作包括步驟S41與步驟S42。在步驟S41中，所述儲存控制器210辨識儲存裝置20的2N個磁軌與對應的N個對磁軌，其中所述2N個磁軌中每兩個相鄰的磁軌組成所述N個對磁軌中的一個對磁軌，並且所述N個對磁軌中的第一個對磁軌為所述2N個磁軌中的第一個磁軌與第二個磁軌所組成，其中N為正整數，並且2N為所述儲存裝置的所有磁軌的總數目。以下利用圖4來說明。

圖4是根據本發明的一實施例所繪示的SMR磁軌的特殊寫入操作的示意圖。請同時參照圖1A與圖4，在本實施例中，所述儲存控制器210將所有2N個磁軌分組為N個對磁軌（Pair Tracks）。更詳細來說，所述儲存控制器210根據所述2N個磁軌的磁軌排列順序（如，TK(1)至TK(2N)），將磁軌TK(1)與磁軌TK(2)分組為對磁軌TKP(1)；將磁軌TK(3)與磁軌TK(4)分組為對磁軌TKP(1)。以此類推，所述儲存控制器210可辨識出N個對磁軌（如，對磁軌TKP(1)~TKP(N)）。

請再回到圖3B，在步驟S42中，所述儲存控制器210指示磁盤模組230從所述N個對磁軌中的第一個對磁軌開始，根據磁軌排列順序來依序執行分別對應所述N個對磁軌的N個對磁軌寫入操作，其中每一所述N個對磁軌寫入操作同時寫入資料至所對應的對磁軌的第一磁軌與第二磁軌，其中所述第二磁軌為排列於所述第一磁軌後的磁軌。

更具體來說，所述儲存控制器210指示磁盤模組230同時寫入所述資料中的對應所述第一磁軌的第一資料至所述第一磁軌的第一區域以及寫入所述資料中的對應所述第二磁軌的第二資料至所述第二磁軌的第一區域，其中所述第二磁軌的所述第一區域重合於所述第一磁軌的第二區域，其中所述第一資料的寫入實體位址對應至所述第二資料的寫入實體位址。

請在回到圖4，舉例來說，以對應第一個對磁軌TKP(1)的對磁軌寫入操作WP(1)為例，所述儲存控制器210指示磁盤模組230同時寫入對應對磁軌寫入操作WP(1)的資料D(1)至磁軌TK(1)與磁軌TK(2)。資料D(1)包括對應磁軌TK(1)的第一資料D11與對應磁軌TK(2)的第二資料D12。磁軌TK(1)包括第一區域TK(1)-U（如，磁軌TK(1)的上半部）與剩餘的第二區域（如，磁軌TK(1)的下半部）。所述磁軌TK(1)的第二區域被磁軌TK(2)的第一區域TK(2)-U（如，磁軌TK(2)的上半部）覆蓋。應注意的是，磁軌TK(2)的剩餘的第二區域（如，磁軌TK(2)的下半部）被磁軌TK(3)的第一區域TK(3)-U（如，磁軌TK(3)的上半部）覆蓋。

更詳細來說，對磁軌寫入操作WP(1)包括對應磁軌TK(1)的第一區域TK(1)-U的對磁軌子寫入操作WP(1.1)以及對應磁軌TK(2)的第一區域TK(2)-U的對磁軌子寫入操作WP(1.2)。所述對磁軌子寫入操作WP(1.1)用以寫入第一資料D11至第一區域TK(1)-U；所述對磁軌子寫入操作WP(1.2)用以寫入第二資料D12至第一區域TK(2)-U。也就是說，所述儲存控制器210指示磁盤模組230同時執行對磁軌子寫入操作WP(1.1)與磁軌子寫入操作WP(1.2)，以將第一資料D11寫入至磁軌TK(1)的第一區域TK(1)-U，以及將第二資料D12寫入至磁軌TK(2)的第一區域TK(2)-U。

值得一提的是，在寫入所述第一資料D11至所述第一磁軌TK(1)之前，不對所述第二磁軌TK(2)儲存在所述第二磁軌TK(2)的所述第一區域TK(2)-U的第三資料執行資料轉移（Data Transfer）操作，其中所述第三資料的寫入實體位址對應至所述第二資料D12的所述寫入實體位址。即，在本實施例中，在寫入任何資料的過程中，皆不需要對所欲寫入的資料執行對應的資料轉移操作。因為，所執行的對磁軌子寫入操作僅對所對應的磁軌的未被覆蓋的區域寫入資料而不會去影響到所重疊的另一磁軌，進而不需要對另一磁軌執行資料轉移操作。如此一來，可因為省略了資料轉移操作而節省大量工作時間。

在完成對應第一個對磁軌TKP(1)的對磁軌寫入操作WP(1)後，會接續去執行對應第二個對磁軌TKP(2)的對磁軌寫入操作WP(2)。如，所述儲存控制器210指示磁盤模組230同時寫入對應對磁軌寫入操作WP(2)的資料D(2)至磁軌TK(3)與磁軌TK(4)。資料D(2)包括對應磁軌TK(3)的第一資料D21與對應磁軌TK(4)的第二資料D22。磁軌TK(3)包括第一區域TK(3)-U（如，磁軌TK(3)的上半部）與剩餘的第二區域（如，磁軌TK(3)的下半部）。所述磁軌TK(3)的第二區域被磁軌TK(4)的第一區域TK(4)-U（如，磁軌TK(4)的上半部）覆蓋。

更詳細來說，所述儲存控制器210指示磁盤模組230同時執行對磁軌子寫入操作WP(2.1)與磁軌子寫入操作WP(2.2)，以將第一資料D21寫入至磁軌TK(3)的第一區域TK(3)-U，以及將第二資料D22寫入至磁軌TK(4)的第一區域TK(4)-U。

圖5是根據本發明的一實施例所繪示的特殊寫入操作的寫入順序與磁軌順序的示意圖。請參照圖5，在本實施例中，所述特殊寫入操作的對磁軌寫入順序可利用表T50來表示。例如，第1個進行的對磁軌寫入操作會對應第1個與第2個磁軌，以此類推。即，第N個進行的對磁軌寫入操作會對應第2N-1個與第2N個磁軌。

請再回到圖3A，在步驟S39中，所述儲存控制器210根據所述主機指令執行對應所述主機指令的一般操作。具體來說，若判定所述主機指令非用以指示執行所述安全抹除操作且非用以指示執行所對所述特定邏輯位址執行寫入操作，所述儲存控制器210會根據所述主機指令的指令描述來執行原本所述指令描述欲執行的操作（亦稱，一般操作）。例如，假設所述主機指令用以指示執行一般寫入操作，則所述儲存控制器210會判定所述主機指令非用以指示執行所述安全抹除操作且非用以指示執行所對所述特定邏輯位址執行寫入操作，並且所述儲存控制器210會根據所述主機指令來控制所述磁盤模組230來使用一般模式（如，圖1B、1C所示）執行對應的一般寫入操作。反之，若判定所述主機指令用以指示執行所述安全抹除操作或用以指示執行所對所述特定邏輯位址執行寫入操作，所述儲存控制器210不會根據所述主機指令來控制所述磁盤模組230來使用一般模式（如，圖1B、1C所示）執行對應的寫入操作，而是使用特殊模式來執行對應的寫入操作（即，執行特殊寫入操作）。

綜上所述，本發明的實施例所提供的資料寫入方法與儲存裝置，可根據所接收的主機指令來判斷是否要執行特殊寫入操作或一般寫入操作，以在主機指令用以指示執行安全抹除操作或指示對特定邏輯位址執行寫入操作時，相應地執行特殊寫入操作，進而可節省大量的運作時間且增進儲存裝置的工作效率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

RH：讀取器 WH：寫入器 TK(1)~TK(2N)：磁軌 TKP(1)~TKP(N)：對磁軌 D1_TK(1)、D2_TK(1)、D1_TK(2)、D1_TK(1)、 A10、A11、A12：箭頭 10：主機系統 20：儲存裝置 110：處理器 120：主機記憶體 130：資料傳輸介面電路 210：儲存控制器 220：磁盤模組 230：連接介面電路 240：緩衝記憶體 S31、S33、S35、S37、S39：資料寫入方法的流程步驟 S41、S42：特殊寫入操作的流程步驟 WP(1)、WP(2)：對磁軌寫入操作 WP(1.1)、WP(1.2)、WP(2.1)、WP(2.2)：對磁軌子寫入操作 D(1)、D(2)、D11、D12、D21、D22：資料 TK(1)-U、TK(2)-U、TK(2)-U、TK(4)-U：磁軌的第一區域 T50：表

圖1A是根據本發明的一實施例所繪示的SMR磁軌的示意圖。圖1B～1C是根據本發明的一實施例所繪示的SMR磁軌的一般寫入操作的示意圖。圖2是根據本發明的一實施例所繪示的儲存裝置的方塊示意圖。圖3A是根據本發明的一實施例所繪示的資料寫入方法的流程圖。圖3B是根據本發明的一實施例所繪示的特殊寫入操作的流程圖。圖4是根據本發明的一實施例所繪示的SMR磁軌的特殊寫入操作的示意圖。圖5是根據本發明的一實施例所繪示的特殊寫入操作的寫入順序與磁軌順序的示意圖。

S31、S33、S35、S37、S39：資料寫入方法的流程步驟

Claims

一種資料寫入方法，適用於連接至一主機裝置的一儲存裝置，所述方法包括：接收來自所述主機系統的一主機指令；判斷所述主機指令是否用以指示執行一安全抹除操作，並且判斷所述主機指令是否用以指示對一特定邏輯位址執行一寫入操作，其中所述安全抹除操作指示將所述儲存裝置中所有邏輯位址所儲存的資料刪除；反應於判定所述主機指令用以指示執行所述安全抹除操作或判定所述主機指令用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作，根據所述主機指令執行對應所述主機指令的一特殊寫入操作；以及反應於判定所述主機指令不用以指示執行所述安全抹除操作且判定所述主機指令不用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作，根據所述主機指令執行對應所述主機指令的一一般操作。
如申請專利範圍第1項所述的資料寫入方法，其中所述特殊寫入操作包括：辨識儲存裝置的2N個磁軌與對應的N個對磁軌，其中所述2N個磁軌中每兩個相鄰的磁軌組成所述N個對磁軌中的一個對磁軌，並且所述N個對磁軌中的第一個對磁軌為所述2N個磁軌中的第一個磁軌與第二個磁軌所組成，其中N為正整數，並且2N為所述儲存裝置的所有磁軌的總數目；以及從所述N個對磁軌中的第一個對磁軌開始，根據磁軌排列順序來依序執行分別對應所述N個對磁軌的N個對磁軌寫入操作，其中每一所述N個對磁軌寫入操作包括同時寫入資料至所對應的對磁軌中的第一磁軌與第二磁軌，其中所述第二磁軌為排列於所述第一磁軌後的磁軌。
如申請專利範圍第2項所述的資料寫入方法，其中所述同時寫入所述資料至所對應的對磁軌中的所述第一磁軌與所述第二磁軌的步驟包括：同時寫入所述資料中的對應所述第一磁軌的第一資料至所述第一磁軌的第一區域以及寫入所述資料中的對應所述第二磁軌的第二資料至所述第二磁軌的第一區域，其中所述第二磁軌的所述第一區域重合於所述第一磁軌的第二區域，其中所述第一資料的寫入實體位址對應至所述第二資料的寫入實體位址。
如申請專利範圍第3項所述的資料寫入方法，其中所述2N個磁軌為疊瓦式磁記錄(Shingled Magnetic Recording，SMR)磁軌，其中所述同時寫入所述資料至所對應的對磁軌中的所述第一磁軌與所述第二磁軌的步驟更包括：在寫入所述第一資料至所述第一磁軌之前，不對所述第二磁軌儲存在所述第二磁軌的所述第一區域的一第三資料執行一資料轉移(Data Transfer)操作，其中所述第三資料的寫入實體位址對應至所述第二資料的所述寫入實體位址。
如申請專利範圍第1項所述的資料寫入方法，其中所述特定邏輯位址包括邏輯位址LBA0、邏輯位址LBA31、邏輯位址LBA32以及邏輯位址LBA33。
一種儲存裝置，包括：一連接介面電路，用以耦接至一主機系統；一磁盤模組，用以儲存資料；以及一儲存控制器，耦接至所述連接介面電路與所述磁盤模組，其中所述儲存控制器用以接收來自所述主機系統的一主機指令，其中所述儲存控制器更用以判斷所述主機指令是否用以指示執行一安全抹除操作，並且判斷所述主機指令是否用以指示對一特定邏輯位址執行一寫入操作，其中所述安全抹除操作指示將所述儲存裝置中所有邏輯位址所儲存的資料刪除，其中反應於判定所述主機指令用以指示執行所述安全抹除操作或判定所述主機指令用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作，所述儲存控制器更用以根據所述主機指令指示所述磁盤模組執行對應所述主機指令的一特殊寫入操作，其中反應於判定所述主機指令非用以指示執行所述安全抹除操作且判定所述主機指令非用以指示對所述特定邏輯位址執行所述寫入操作，所述儲存控制器更用以指示所述磁盤模組根據所述主機指令執行對應所述主機指令的一一般操作。
如申請專利範圍第6項所述的儲存裝置，其中所述特殊寫入操作包括：所述儲存控制器辨識所述磁盤模組中的2N個磁軌與對應的N個對磁軌，其中所述2N個磁軌中每兩個相鄰的磁軌組成所述N個對磁軌中的一個對磁軌，並且所述N個對磁軌中的第一個對磁軌為所述2N個磁軌中的第一個磁軌與第二個磁軌所組成，其中N為正整數，並且2N為所述儲存裝置的所有磁軌的總數目；以及從所述N個對磁軌中的第一個對磁軌開始，所述儲存控制器指示所述磁盤模組根據磁軌排列順序來依序執行分別對應所述N個對磁軌的N個對磁軌寫入操作，其中於每一所述N個對磁軌寫入操作中，所述儲存控制器指示所述磁盤模組同時寫入資料至所對應的對磁軌的第一磁軌與第二磁軌，其中所述第二磁軌為排列於所述第一磁軌後的磁軌。
如申請專利範圍第7項所述的儲存裝置，其中在同時寫入所述資料至所對應的對磁軌的所述第一磁軌與所述第二磁軌的運作中，所述儲存控制器指示所述磁盤模組同時寫入所述資料中的對應所述第一磁軌的第一資料至所述第一磁軌的第一區域以及寫入所述資料中的對應所述第二磁軌的第二資料至所述第二磁軌的第一區域，其中所述第二磁軌的所述第一區域重合於所述第一磁軌的第二區域，其中所述第一資料的寫入實體位址對應至所述第二資料的寫入實體位址。
如申請專利範圍第8項所述的儲存裝置，其中所述2N個磁軌為疊瓦式磁記錄(Shingled Magnetic Recording，SMR)磁軌，其中在同時寫入所述資料至所對應的對磁軌的所述第一磁軌與所述第二磁軌的運作中，在寫入所述第一資料至所述第一磁軌之前，所述儲存控制器指示所述磁盤模組不對所述第二磁軌所儲存的第三資料執行一資料轉移操作，其中所述第三資料的寫入實體位址對應至所述第二資料的所述寫入實體位址。
如申請專利範圍第6項所述的儲存裝置，其中所述特定邏輯位址包括邏輯位址LBA0、邏輯位址LBA31、邏輯位址LBA32以及邏輯位址LBA33。