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技術 磁気ディスク装置および磁気ディスク装置の制御方法

出願人 株式会社東芝東芝デバイス&ストレージ株式会社
発明者 池島瞳
出願日 2018年9月18日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-174161
公開日 2020年3月26日 (8ヶ月経過) 公開番号 2020-047338
状態 未査定
技術分野 デジタル磁気記録 エラー検出又は訂正、試験 磁気記録再生1
主要キーワード 非干渉領域 ライトパターン ライト位置 ライト素子 マネージド リード素子 ガード領域 リードライトチャネル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
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図面 (11)

課題

退避領域に保持されるデータの量を低減した磁気ディスク装置を提供すること。

解決手段

磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、制御回路とを備える。磁気ディスクは、第1のトラックが、第1のトラックに隣接するトラックである第2のトラックの一部に重なることが繰り返される方式でライトが行われる。制御回路は、第1の第1のトラックに第1のデータをライトする前に、当該第1のデータがライトされる範囲と重なる第2のトラックの範囲を特定する(S202)。制御回路は、特定された範囲にライトされた第2のデータを第2のトラックから退避領域にコピーし(S203)、第1のトラックに第1のデータをライトする。その後、制御回路は、第2のトラック内の第2のデータのSMベリファイを実行する(S205)。

概要

背景

磁気ディスク装置は、データを磁気ディスクライトし、その後、ライトされたデータが正しくリードできることを確認する、ライトアンドベリファイ処理の機能を有する場合がある。

概要

退避領域に保持されるデータの量を低減した磁気ディスク装置を提供すること。磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、制御回路とを備える。磁気ディスクは、第1のトラックが、第1のトラックに隣接するトラックである第2のトラックの一部に重なることが繰り返される方式でライトが行われる。制御回路は、第1の第1のトラックに第1のデータをライトする前に、当該第1のデータがライトされる範囲と重なる第2のトラックの範囲を特定する(S202)。制御回路は、特定された範囲にライトされた第2のデータを第2のトラックから退避領域にコピーし(S203)、第1のトラックに第1のデータをライトする。その後、制御回路は、第2のトラック内の第2のデータのSMベリファイを実行する(S205)。

目的

一つの実施形態は、退避領域に保持されるデータの量を低減した磁気ディスク装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1のトラックが、前記第1のトラックに隣接するトラックである第2のトラックの一部に重なることが繰り返される方式でライトが行われる第1の領域を有する磁気ディスクと、前記第1のトラックに第1のデータをライトする前に、当該第1のデータがライトされる範囲と重なる前記第2のトラックの範囲を特定して、前記特定された範囲にライトされた第2のデータを前記第2のトラックから退避領域コピーし、前記第1のトラックに前記第1のデータをライトし、その後、前記第2のトラック内の前記第2のデータのベリファイを実行する、制御回路と、を備える磁気ディスク装置

請求項2

前記磁気ディスクは、冗長な領域である第2の領域をさらに備え、前記制御回路は、前記ベリファイに失敗した場合、前記退避領域内の前記第2のデータを前記第2の領域に転送する、請求項1に記載の磁気ディスク装置。

請求項3

前記第1のデータのサイズは、前記退避領域のサイズ以下である、請求項1に記載の磁気ディスク装置。

請求項4

揮発性メモリをさらに備え、前記制御回路は、前記揮発性メモリを前記退避領域として使用する、請求項1に記載の磁気ディスク装置。

請求項5

前記制御回路は、前記退避領域の内容を、電源断の発生時に消失することから保護する、請求項4に記載の磁気ディスク装置。

請求項6

不揮発性メモリをさらに備え、前記制御回路は、前記不揮発性メモリを前記退避領域として使用する、請求項1に記載の磁気ディスク装置。

請求項7

前記磁気ディスクは、冗長な領域である第2の領域をさらに備え、前記制御回路は、前記第2の領域を前記退避領域として使用する、請求項1に記載の磁気ディスク装置。

請求項8

前記制御回路は、前記第1の領域の未使用領域のうちのライトが与えるすでにライトされたデータへの磁気的な影響が所定レベル以下である第2の領域があるか否かを判定し、前記第2の領域があると判定された場合、前記第2の領域を前記退避領域として使用する、請求項1に記載の磁気ディスク装置。

請求項9

前記磁気ディスクは、冗長な領域である第3の領域をさらに備え、前記制御回路は、前記第2の領域がないと判定された場合、前記第3の領域を前記退避領域として使用する、請求項8に記載の磁気ディスク装置。

請求項10

前記制御回路は、前記第1のトラックに前記第1のデータをライトした後、前記第1のトラック内の前記第1のデータのベリファイを実行する、請求項1に記載の磁気ディスク装置。

請求項11

磁気ディスク装置が備える磁気ディスクの第1の領域に、第1のトラックが前記第1のトラックに隣接するトラックである第2のトラックの一部に重なることが繰り返される方式でライトを行う第1のステップと、前記第1のトラックに第1のデータをライトする前に、当該第1のデータがライトされる範囲と重なる前記第2のトラックの範囲を特定する第2のステップと、前記特定された範囲にライトされた第2のデータを前記第2のトラックから退避領域にコピーする第3のステップと、前記第3のステップの後、前記第1のトラックに前記第1のデータをライトする第4のステップと、前記第4のステップの後、前記第2のトラック内の前記第2のデータのベリファイを実行する第5のステップと、を備える磁気ディスク装置の制御方法

技術分野

0001

本実施形態は、磁気ディスク装置および磁気ディスク装置の制御方法に関する。

背景技術

0002

磁気ディスク装置は、データを磁気ディスクライトし、その後、ライトされたデータが正しくリードできることを確認する、ライトアンドベリファイ処理の機能を有する場合がある。

先行技術

0003

米国特許第8665545号明細書
米国特許第9047923号明細書
米国特許第9852746号明細書

発明が解決しようとする課題

0004

ライトアンドベリファイ処理を実行するためには、ライトアンドベリファイ処理が済んでいないデータを保持しておく退避領域が必要となる場合がある。

0005

一つの実施形態は、退避領域に保持されるデータの量を低減した磁気ディスク装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

一つの実施形態によれば、磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、制御回路とを備える。磁気ディスクは、第1のトラックが、第1のトラックに隣接するトラックである第2のトラックの一部に重なることが繰り返される方式でライトが行われる。制御回路は、第1のトラックに第1のデータをライトする前に、当該第1のデータがライトされる範囲と重なる第2のトラックの範囲を特定する。制御回路は、特定された範囲にライトされた第2のデータを第2のトラックから退避領域にコピーし、第1のトラックに第1のデータをライトする。その後、制御回路は、第2のトラック内の第2のデータのベリファイを実行する。

図面の簡単な説明

0007

図1は、実施形態の磁気ディスク装置の構成の一例を示す図である。
図2は、実施形態のディスク媒体の記録領域を説明するための図である。
図3は、実施形態のSMRの方式を説明するための模式的な図である。
図4は、実施形態のSMR領域の構成の一例を示す図である。
図5は、実施形態の非SMR領域の構成の一例を示す図である。
図6は、実施形態のライトアンドベリファイ処理におけるベリファイ(SMRベリファイ)のタイミングを説明するための模式的な図である。
図7は、実施形態のバンド内の退避領域として使用され得る領域を説明するための図である。
図8は、実施形態の退避領域を設定する動作の一例を示すフローチャートである。
図9は、実施形態のライトアンドベリファイ処理の動作を示すフローチャートである。
図10は、実施形態の磁気ディスク装置のホストマネージド準拠した動作の概要を示す図である。

実施例

0008

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる磁気ディスク装置および磁気ディスク装置の制御方法を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

0009

(実施形態)
図1は、実施形態の磁気ディスク装置1の構成の一例を示す図である。

0010

磁気ディスク装置1は、ホスト40に接続される。磁気ディスク装置1は、ホスト40からアクセス要求を受信することができる。データをライトするためのライト要求やデータをリードするためのリード要求などが、ここでいうアクセス要求に該当する。

0011

磁気ディスク装置1は、磁気ディスクであるディスク媒体11を備える。磁気ディスク装置1は、アクセス要求に応じてディスク媒体11にデータをライトしたりディスク媒体11がらデータをリードしたりする。

0012

磁気ディスク装置1は、磁気ヘッド22を介してディスク媒体11にデータをライトし、磁気ヘッド22を介してディスク媒体11からデータをリードする。具体的には、磁気ディスク装置1は、ディスク媒体11、スピンドルモータ12、モータドライバ21、磁気ヘッド22、アクチュエータアーム15、ボイスコイルモータVCM)16、ランプ13、プリアンプ24、リードライトチャネル(RWC)25、ハードディスクコントローラ(HDC)23、バッファメモリ29、およびプロセッサ26を備える。

0013

ディスク媒体11は、スピンドルモータ12により、回転軸を中心に所定の回転速度で回転される。スピンドルモータ12の回転は、モータドライバ21により駆動される。

0014

磁気ヘッド22は、それに備わるライト素子22wおよびリード素子22rにより、ディスク媒体11に対してデータのライトやリードを行う。また、磁気ヘッド22は、アクチュエータアーム15の先端にあって、モータドライバ21によって駆動されるVCM16により、ディスク媒体11の径方向に沿って移動される。ディスク媒体11の回転が停止しているときなどは、磁気ヘッド22は、ランプ13上に移動される。

0015

プリアンプ24は、リード動作時に、磁気ヘッド22がディスク媒体11からリードした信号を増幅して出力し、RWC25に供給する。また、プリアンプ24は、RWC25から供給されたディスク媒体11にデータをライトするための信号を増幅して、磁気ヘッド22に供給する。

0016

HDC23は、I/Fバスを介してホスト40との間で行われるデータの送受信の制御や、バッファメモリ29の制御、ならびに、リードされたデータの誤り訂正処理などを行う。

0017

バッファメモリ29は、ホスト40との間で送受信されるデータのバッファとして用いられる。バッファメモリ29は、特に、ディスク媒体11にライトされるデータを一時記憶するために用いられる。

0018

バッファメモリ29は、例えば、高速な動作が可能な揮発性メモリによって構成される。バッファメモリ29を構成するメモリの種類は、特定の種類に限定されない。バッファメモリ29は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM(Static Random Access Memory)によって構成され得る。

0019

RWC25は、HDC23から供給される、ディスク媒体11にライトされるデータをコード変調してプリアンプ24に供給する。また、RWC25は、ディスク媒体11からリードされプリアンプ24から供給された信号をコード復調してデジタルデータとしてHDC23へ出力する。

0020

プロセッサ26は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。プロセッサ26には、RAM27、FROM(Flash Read Only Memory)28およびバッファメモリ29が接続されている。

0021

RAM27は、例えばDRAMやSRAMによって構成される。RAM27は、プロセッサ26によって動作用のメモリとして使用される。RAM27は、ファームウェアプログラムデータ)がロードされる領域や、各種の管理データが保持される領域として使用される。

0022

FROM28は、不揮発性メモリの一例である。プロセッサ26は、FROM28およびディスク媒体11に予め記憶されたファームウェアに従って、この磁気ディスク装置1の全体的な制御を行う。例えば、プロセッサ26は、FROM28およびディスク媒体11に予め記憶されたファームウェアをRAM27にロードし、ロードされたファームウェアに従って、モータドライバ21、プリアンプ24、RWC25、HDC23などの制御を実行する。

0023

なお、プロセッサ26およびHDC23を含む構成は、制御回路30と見なすこともできる。制御回路30は、RAM27、FROM28、バッファメモリ29、またはRWC25など、他の要素を含んでいてもよい。

0024

図2は、実施形態のディスク媒体11の記録領域を説明するための図である。ディスク媒体11は、SMR(Shingled Magnetic Recording)と呼ばれる方式でデータがライトされるSMR領域110と、SMRと異なる方式でデータがライトされる非SMR領域(non-SMR領域)111とを有する。

0025

SMR領域110は、表記容量(ユーザ容量)に対応する容量を有する。非SMR領域111は、ディスク媒体11内に、表記容量の他に余分に確保されている。

0026

図2の例によれば、SMR領域110はディスク媒体11のインナー側割り当てられ、非SMR領域111はディスク媒体11のアウター側に割り当てられる。SMR領域110がディスク媒体11のアウター側に割り当てられ、非SMR領域111がディスク媒体11のインナー側に割り当てられてもよい。

0027

図3は、実施形態のSMRの方式を説明するための模式的な図である。SMRは、各トラックと隣接するトラックの一部とが重なるように、ライト素子22wによってデータをライトする記録方式である。

0028

例えば、トラック#2は、トラック#1に一部が重なる。また、トラック#3は、トラック#2に一部が重なる。即ち、SMRによれば、1つのトラックが、すでにデータがライトされた隣接トラックの一部に重なることが繰り返される。

0029

これによって、各トラックのトラックピッチTP)が磁気ヘッド22のライト素子22wのコア幅(WHw)よりも狭められる。その結果、記録密度の向上が実現する。

0030

なお、図3は、ディスク媒体11のアウター側からインナー側に向かってライトが行われる場合の各トラックの様子を示している。ライトの方向は、これに限定されない。ディスク媒体11のインナー側からアウター側に向かってライトが行われてもよい。

0031

図4は、実施形態のSMR領域110の構成の一例を示す図である。SMR領域110には、径方向に配列された複数のバンド120を備える。各バンド120は、同心円状の形状を有している。バンド120の間には、ガード領域130が割り当てられている。ガード領域130は、データがライトされない領域である。

0032

各バンド120は、複数のトラックのデータがライトされ得る幅を有している。各バンド120には、複数トラック分のデータが、SMRの方式にしたがってライトされる。図4の例からは、バンド#i+1はデータがいっぱいまでライトされ、バンド#i、バンド#i+2、およびバンド#i+3はデータのライトが行われていないことが読み取れる。

0033

なお、例えば、バンド120は、論理アドレスが連続するデータが論理アドレス順にライトされる最小の単位領域として定義される。論理アドレスとは、磁気ディスク装置1がホスト40に提供する論理アドレス空間内の位置を示す位置情報である。

0034

図5は、実施形態の非SMR領域111の構成の一例を示す図である。非SMR領域111は、例えばCMR(Conventional Magnetic Recording)と呼ばれる方式でデータがライトされる。CMRは、各トラックが重ならないようにライトを行う記録方式である。つまり、CMRによれば、各トラックは、ライト素子のコア幅WHwに対応した幅を有する。

0035

図5に示されるように、非SMR領域111には、冗長な領域であるメディアキャッシュ領域140が設けられている。メディアキャッシュ領域140は、種々の用途で使用される。

0036

例えば、各バンド120には、論理アドレスの範囲がアサインされる。つまり、各バンド120には、アサインされた論理アドレスの範囲のデータがライトされる。そして、あるバンド120にそのバンド120にアサインされた論理アドレスの範囲のデータが収まらなかった場合、溢れたデータがメディアキャッシュ領域140にライトされ得る。

0037

実施形態では、メディアキャッシュ領域140は、ライトアンドベリファイ処理の際に、退避領域として使用され得る。ライトアンドベリファイ処理では、データが磁気ディスクにライトされ、その後、そのライトされたデータが正しくリードできることを確認(ベリファイ)する処理である。

0038

ベリファイでは、例えば、データがリードされ、リードされたデータの誤り検出が実施される。そして、誤り検出の結果に応じて、そのデータを正しくリードできるか否かが判定される。

0039

誤り検出は、例えばHDC23において実施されてもよいし、プロセッサ26において実施されてもよい。また、データを正しくリードできるか否かの判定の基準は、任意に設計可能である。

0040

一例では、検出された誤りの数と所定のしきい値(例えばゼロ)との比較に基づいてデータを正しくリードできるか否かが判定され得る。例えば、検出された誤りの数が所定のしきい値以下である場合には、データを正しくリードできると判定される。検出された誤りの数が所定のしきい値を越える場合には、データを正しくリードできないと判定される。

0041

別の例では、誤りが検出された場合に誤り訂正が実施され、誤り訂正に成功したか否かに基づいてデータを正しくリードできるか否かが判定され得る。誤り訂正に成功した場合、データを正しくリードできると判定される。誤り訂正に失敗した場合、データを正しくリードできないと判定される。

0042

ベリファイの別の例では、データがライトされる前に当該データのコピーが生成される。そして、当該データがライトされ、その後にリードされる。そして、リードされたデータとデータのコピーとで比較され、両者が一致した場合、データを正しくリードできると判定される。両者が一致しなかった場合、データを正しくリードできないと判定される。

0043

続いて、ライトアンドベリファイ処理におけるベリファイのタイミングについて説明する。図6は、実施形態のライトアンドベリファイ処理におけるベリファイのタイミングを説明するための模式的かつ例示的な図である。

0044

例えば、図6の(A)に示されるように、あるトラック#iにデータがライトされる。この時点では、トラック#iの幅は、ライト素子22wのコア幅WHwと対応する。つまり、トラック#iは、CMRの方式でライトされた場合の幅と同じ幅を有する。

0045

トラック#iの幅は、トラック#i+1のデータの重ね書きによって狭められる。したがって、仮に、トラック#i+1のデータの重ね書きの前にトラック#i内のデータのベリファイが実行されて、当該ベリファイが成功したとしても、トラック#i+1のデータの重ね書きによってトラック#iの幅が狭められることによってトラック#iからデータを正しくリードすることができなくなる可能性がある。

0046

つまり、仮にトラック#iへのデータのライトの直後に当該データのベリファイが実行され、そのベリファイに成功したとしても、トラック#i内のデータが正しく読めることが保証されたことにならない。

0047

そこで、各トラックにライトされたデータのベリファイは、次のトラックのデータの重ね書きの後に実行される。

0048

例えば、図6の(B)に示されるように、トラック#iのデータのライトの後にトラック#i+1のデータがライトされた場合を考える。この場合、トラック#iは、範囲150において幅が狭められている。これに対し、トラック#iの範囲160においては、トラック#i+1のデータの重ね書きがまだ実施されていないので、幅がまだ狭められていない。

0049

図6の(B)のケースでは、トラック#iのうちの範囲150内のデータについてベリファイが実施される。トラック#iのうちの範囲160内のデータについては、ベリファイの実施は、トラック#i+1のデータのライトによって幅が狭められるまで待たされる。

0050

つまり、重ね書きによってトラックの幅が狭められた状態の範囲に対してベリファイが実行される。これによって、実際のリードの際にデータを正しくリードできるか否かを、ライトアンドベリファイ処理によって確認することが可能となる。ライトアンドベリファイ処理におけるベリファイが成功した場合、実際のリードの際にデータを正しくリードできることが保証される。

0051

なお、上記に説明された、トラックの幅が狭められた状態の範囲に対するベリファイだけでなく、幅がまだ狭められていない状態の範囲に対するベリファイも実行され得る。本明細書では、幅が狭められた状態の範囲に対するベリファイを、SMRベリファイと表記する。トラックの幅がまだ狭められていない状態の範囲に対するベリファイを、CMRベリファイと表記する。

0052

例えば、図6の(A)に示されるようにトラック#iにデータがライトされた場合、当該トラック#i内のデータに対してCMRベリファイが実行される。続いて、図6の(B)に示されるようにトラック#i+1にデータがライトされた場合、トラック#i+1内のデータに対してCMRベリファイが実行され、トラック#iのうちの範囲150内のデータに対してSMRベリファイが実行される。

0053

CMRベリファイは、SMRベリファイと同様の方法で実行されてもよい。つまり、CMRベリファイでは、データを正しくリードできるか否かが、誤り検出や誤り訂正の結果に基づいて判定されてもよいし、ライトの前のデータとライトの後のデータとの比較に基づいて判定されてもよい。または、CMRベリファイでは、データを正しくリードできるか否かがこれらの方法と異なる方法で判定されてもよい。

0054

なお、各バンド120にライトされる複数のトラックのうちの最後のトラックに関しては、SMRベリファイの実行は省略される。当該最後のトラックのデータの上に次のトラックのデータの重ね書きが実行されないからである。

0055

以降、範囲150のように、すでにデータがライトされた範囲のうちの次のライトによってトラックの幅が狭められる範囲を、重ね書き範囲と表記する。

0056

上述した処理により、バンド120内のデータは、次のトラックのデータが重ね書きされるまで、正しくリードできることが未だ確認されていない状態となっている。正しくリードできることが未だ確認されていない状態のデータに関するSMRベリファイが失敗した場合、バンド120内のそのデータは、無効化される。そのような場合においても、当該データが磁気ディスク装置1から喪失しないようにする工夫が要望される。

0057

そこで、実施形態では、制御回路30は、トラック(第1のトラック)にデータ(第1のデータ)のライトを行う前に、第1のトラックに隣接するすでにデータのライトが行われたトラック(第2のトラック)のうちの第1のトラックへのライトによってトラックピッチが狭められる範囲、つまり重ね書き範囲、を特定して、特定された範囲にライトされたデータ(第2のデータ)を退避領域にコピーする。コピーの実行後、制御回路30は、第1のデータのライトを実行する。第1のデータのライトの後、制御回路30は、第2のトラックの第2のデータに対するSMRベリファイを実行する。

0058

これによって、仮にSMRベリファイに失敗した場合であっても、後に、退避領域内の第2のデータを用いてディスク媒体11へのライトを実行することが可能である。つまり、第2のデータが磁気ディスク装置1から喪失することが防止される。

0059

本実施形態と比較される方法として、データをバンド120にライトしてからSMRベリファイが完了するまでの期間、そのデータのコピーを退避領域に保持しておく方法が考えられる。この方法を、比較例と表記する。

0060

比較例によれば、バンド120にライトされたデータのうちのSMRベリファイが完了していない全てのデータを退避領域に保持しておく必要があるため、大容量の退避領域を要する。

0061

本実施形態によれば、データをバンド120にライトしてから重ね書きが実施されるまではそのデータのコピーは退避領域に保持されないようにした。これによって、比較例に比べて退避領域に保持されるデータの量を低減することができる。

0062

さらに、本実施形態によれば、退避領域に保持されるデータの量を、ライトアンドベリファイ処理が完了していないデータのうちの、重ね書き範囲のデータとした。これによって、これによって、比較例に比べて退避領域に保持されるデータの量を低減することができる。

0063

本実施形態によれば、退避領域に保持されるデータの量が抑制されるので、退避領域の容量を低減することができる。退避領域の容量が低減されることで、種々のメリットを享受することができる。

0064

例えば、メディアキャッシュ領域140が退避領域として使用される場合、比較例によれば、メディアキャッシュ領域140のうちの退避領域として使用される容量が大きいため、メディアキャッシュ領域140内のデータを整理するための処理(例えばFlush処理やGarbage処理)の実行頻度が大きくなる。これによって、磁気ディスク装置1のパフォーマンスが低下する可能性がある。

0065

これに対し、本実施形態によれば、必要な退避領域の容量が比較例に比べて少ないため、メディアキャッシュ領域140内のデータを整理するための処理の実行頻度の増加を抑制することができる。つまり、磁気ディスク装置1のパフォーマンスの低下が抑制される。

0066

なお、退避領域として使用される領域は、メディアキャッシュ領域140だけに限定されない。本実施形態では、一例として、バッファメモリ29も退避領域として使用され得る。

0067

バッファメモリ29は、揮発性メモリであるため、FROM28やディスク媒体11などに比べて高速な動作が可能である。よって、バッファメモリ29に退避領域を設けることによって、高速なライトアンドベリファイ処理が実現する。しかしながら、バッファメモリ29への電力供給が停止した場合、バッファメモリ29に保持された内容が消失してしまう。

0068

バッファメモリ29に保持された内容を消失から保護する機能として、PLP(Power Loss Protection)機能が知られている。PLP機能は、外部電源(不図示)から磁気ディスク装置1への電力の供給が遮断された場合に、バッファメモリ29に記憶されるディスク書き込み中のデータを、不揮発性の記憶領域(例えばFROM28)に退避させる機能である。

0069

PLP機能では、例えば磁気ディスク装置1に内蔵されるキャパシタ(不図示)に蓄えられていたエネルギーや、ディスク媒体11の回転の停止の際に発生するエネルギー、などの補助的な電力によって、バッファメモリ29から不揮発性の記憶領域へのデータの転送が実行される。転送に使用できるエネルギーの量が限られているため、バッファメモリ29から不揮発性の記憶領域へのデータの転送が可能なデータの量も限られている。

0070

制御回路30は、PLP機能によって保護可能なデータのサイズ、つまり補助的な電力によって転送できるデータの量、に余裕がある場合に、バッファメモリ29に得るサイズの退避領域を設定する。つまり、制御回路30は、バッファメモリ29を退避領域として使用する。磁気ディスク装置1がPLP機能を有していなかったり、PLP機能によって保護可能なデータのサイズに退避領域に割く余裕がない場合、制御回路30は、バッファメモリ29を退避領域として使用しない。

0071

実施形態では、バッファメモリ29のほかに、FROM28が退避領域として使用され得る。制御回路30は、FROM28に空き領域がある場合には、その空き領域を退避領域として設定することができる。

0072

さらに、実施形態では、バンド120内に未使用の領域がある場合、その領域が退避領域として使用され得る。図7は、実施形態のバンド120内の退避領域として使用され得る領域を説明するための図である。

0073

図7の例では、5つ目のトラック(トラック#5)の途中までライトされた状態のバンド120を示している。この場合、本図の領域170が、まだデータのライトが行われていない領域、つまり未使用の領域に該当する。

0074

磁気ディスクにライトを行った場合、ライト素子が発する磁界が、ライト位置の近傍のトラックに影響を与え、当該トラックの信号の品質劣化する場合がある。この現象は、隣接トラック干渉(Adjacent Track Interference:ATI)として知られている。ライトが完了した位置から近い位置に退避領域を設定した場合、すでにライトされたデータが、退避領域へのライトの際の磁気的な干渉によって、リードできなくなる虞がある。磁気的な干渉のレベルは、ライト位置に近いほど大きくなる。

0075

よって、本実施形態では、すでにライトが実行されたトラック(つまり本図ではトラック#5)からATIの影響を考慮した所定の距離(図7の距離180)以上離れた位置に退避領域が設けられる。つまり、すでにライトが実行されたデータへの磁気的な干渉が無いかまたは干渉の影響が所定のレベル以下である非干渉領域190内に退避領域が設けられる。

0076

なお、バンド120内の空き領域を退避領域として使用する場合の退避領域の位置は、上記に限定されない。領域170内の任意の位置が退避領域として使用され得る。

0077

このように、任意の記憶領域が退避領域として使用され得る。

0078

次に、実施形態の磁気ディスク装置1の動作を説明する。
図8は、実施形態の退避領域を設定する動作の一例を示すフローチャートである。本図に示される各処理は、制御回路30によって実行される。本図に示される各処理は、制御回路30の構成要素(プロセッサ26およびHDC23)のうちの何れによって実行されてもよい。本図に示される全ての処理は、プロセッサ26によって実行されてもよい。本図に示される全ての処理は、HDC23によって実行されてもよい。また、本図に示される一連の処理の実行のタイミングは、特定のタイミングに限定されない。本図に示される一連の処理は、ライト要求の処理の開始の前やライト要求の処理の途中で実行され得る。本図に示される一連の処理は、起動後に一回だけ実行されてもよいし、ライト要求毎に実行されてもよい。

0079

まず、制御回路30は、PLP機能で保護可能なデータの量に余裕があるか否かを判定する(S101)。

0080

前述したように、ホスト40から受信したデータは、バッファメモリ29にバッファされ、その後、バッファメモリ29内のデータは、ディスク媒体11にライトされる。このバッファメモリ29内のデータは、PLP機能によって保護される。S101では、例えば、PLP機能によって不揮発性の記憶領域に転送できるデータの量からバッファメモリ29にバッファされるデータの最大の量を減算して得られる量が所定の量を超える場合には、制御回路30は、PLP機能で保護可能なデータの量に余裕があると判定する。PLP機能によって不揮発性の記憶領域に転送できるデータの量からバッファメモリ29にバッファされるデータの最大の量を減算して得られる量が、前記所定の量よりも小さい場合には、制御回路30は、PLP機能で保護可能なデータの量に余裕がないと判定する。

0081

磁気ディスク装置1がPLP機能を有していない場合、S101では、制御回路30は、PLP機能で保護可能なデータの量に余裕がないと判定する。

0082

PLP機能で保護可能なデータの量に余裕があると判定された場合(S101、Yes)、制御回路30は、バッファメモリ29に退避領域を設定する(S102)。つまり、制御回路30は、バッファメモリ29を退避領域として使用することを決定する。そして、退避領域を設定する動作が終了する。

0083

PLP機能で保護可能なデータの量に余裕がないと判定された場合(S101、No)、制御回路30は、FROM28に空き領域があるか否かを判定する(S103)。

0084

例えば、S103では、制御回路30は、FROM28に所定のサイズの空き領域があるか否かを判定する。FROM28に所定のサイズの空き領域があると判定された場合、制御回路30は、FROM28に空き領域があると判定する。FROM28に所定のサイズの空き領域がないと判定された場合、制御回路30は、FROM28に空き領域がないと判定する。

0085

FROM28に空き領域があると判定された場合(S103、Yes)、制御回路30は、FROM28に退避領域を設定する(S104)。つまり、制御回路30は、FROM28を退避領域として使用することを決定する。そして、退避領域を設定する動作が終了する。

0086

FROM28に空き領域がないと判定された場合(S103、No)、制御回路30は、バンド120内に空き領域があるか否かを判定する(S105)。

0087

前述したように、実施形態では、一例として、未使用の領域170のうちのATIの影響を受けないかまたはATIの影響が無視できる非干渉領域190に退避領域が設定され得る。S105では、すでにライトが実行されたデータへの磁気的な干渉がないかまたは干渉の影響が所定のレベル以下である非干渉領域190のサイズが確認される。非干渉領域190のサイズが所定のサイズ以上である場合には、制御回路30は、バンド120内に空き領域があると判定する。非干渉領域190のサイズが所定のサイズに満たないか、または非干渉領域190がない場合、制御回路30は、バンド120内に空き領域がないと判定する。

0088

なお、本図の一連の処理がライト要求の受信後に実行される場合、制御回路30は、S105において、当該ライト要求のターゲットのバンド120に空き領域があるか否かを判定してもよい。その場合、ライト位置から近い位置に退避領域を設定することができるので、シークタイムをいたずらに長くすることなくデータをコピーすることが可能となる。

0089

なお、制御回路30は、ライト要求のターゲットのバンド120からだけでなく、他のバンド120からも空き領域を探索してもよい。

0090

バンド120内に空き領域があると判定された場合(S105、Yes)、制御回路30は、バンド120内に退避領域を設定する(S106)。つまり、制御回路30は、バンド120内の非干渉領域190を退避領域として使用することを決定する。そして、退避領域を設定する動作が終了する。

0091

バンド120内に空き領域がないと判定された場合(S105、No)、制御回路30は、メディアキャッシュ領域140に退避領域を設定する。つまり、制御回路30は、メディアキャッシュ領域140を退避領域として使用することを決定する。そして、退避領域を設定する動作が終了する。

0092

なお、退避領域を設定する動作は図8に示される処理だけに限定されない。退避領域として使用される記憶領域がパラメータなどによって予め決められており、制御回路30は、当該パラメータに従って退避領域を設定してもよい。

0093

図9は、実施形態のライトアンドベリファイ処理の動作を示すフローチャートである。本図に示される各処理は、制御回路30によって実行される。本図に示される各処理は、制御回路30の構成要素(プロセッサ26およびHDC23)のうちの何れによって実行されてもよい。本図に示される全ての処理は、プロセッサ26によって実行されてもよい。本図に示される全ての処理は、HDC23によって実行されてもよい。

0094

制御回路30は、ライト要求を受信すると(S201)、すでにデータがライトされた範囲のうちの重ね書き範囲を特定する(S202)。

0095

図6の例にしたがって説明すると、トラック#iにデータがライトされた状態において、S201によってトラック#i+1へのデータのライトが要求された場合、トラック#iの範囲150が重ね書き範囲として特定される。

0096

ここで、S202で特定される重ね書き範囲のサイズは、退避領域のサイズ以下とする。つまり、ライトが要求されたデータのサイズが退避領域のサイズよりも大きい場合、すでにデータがライトされた範囲のうちの退避領域とサイズが同じ範囲を重ね書き範囲として特定する。これによって、以降の処理、即ちライト先のバンド120へのライトと各種ベリファイとは、退避領域のサイズ毎に実行されることになる。

0097

S202に続いて、制御回路30は、重ね書き範囲から退避領域にデータをコピーする(S203)。そして、制御回路30は、ライトとCMRベリファイとを実行する(S204)。

0098

なお、本図の説明において、重ね書き範囲内のデータを、対象データと表記する場合がある。また、対象データのコピーを、バックアップデータと表記する場合がある。つまり、S203によって、退避領域にバックアップデータが生成される。

0099

ライトが要求されたデータは、バッファメモリ29に格納されている。S204では、制御回路30は、バッファメモリ29に格納されたデータのうちの重ね書き範囲のサイズのデータをライト先のバンド120内の、重ね書き範囲と隣接する位置にライトする。これによって、重ね書き範囲のトラックの幅が狭められる。そして、新たにライトされたデータについて、CMRベリファイが実行される。

0100

図6の例によれば、S204において、トラック#i+1へのデータがライトされ、その後、トラック#i+1内のデータについてCMRベリファイが実行される。

0101

S204に続いて、制御回路30は、重ね書き範囲内のデータ、つまり対象データ、に対してSMRベリファイを実行する(S205)。

0102

図6の(B)の例によれば、S205において、トラック#iのうちのトラックの幅が狭められた範囲150のデータに対してSMRベリファイが実行される。

0103

なお、SMRベリファイでは、対象データのリードが実行され、当該リードの際の誤り検出の結果や誤り訂正の結果に基づいて、対象データを正しくリードできるか否かが判定されてもよい。または、リードされた対象データと退避領域内のバックアップデータとの比較に基づいて、対象データを正しくリードできるか否かが判定されてもよい。

0104

S205に続いて、制御回路30は、SMRベリファイが成功したか否かを判定する(S206)。

0105

SMRベリファイが失敗した場合(S206、No)、つまり、対象データを正しくリードできることが確認できなかった場合、制御回路30は、退避領域内のバックアップデータをメディアキャッシュ領域140にコピーする(S207)。

0106

S207では、制御回路30は、対象データを無効化し、メディアキャッシュ領域140にライトされたバックアップデータを有効化する。つまり、制御回路30は、重ね書き範囲を、メディアキャッシュ領域140で代替する。

0107

これによって、例えば、リード要求を受信して、そのリード要求の対象のデータが重ね書き範囲に含まれる場合には、制御回路30は、対象データではなく、メディアキャッシュ領域140にライトされたバックアップデータをリードすることができる。

0108

なお、有効化および無効化の方法は特定の方法に限定されない。一例では、制御回路30は、論理アドレスと磁気ディスク11内の各位置との対応関係を管理する。有効とは、論理アドレスが対応付けられていることであり、無効とは、論理アドレスが対応付けられていないことである。制御回路30は、S207では、重ね書き範囲と論理アドレスとの対応関係を解消し、当該論理アドレスをメディアキャッシュ領域140におけるバックアップデータのライト先に対応付ける。これによって、対象データを無効化し、メディアキャッシュ領域140にライトされたバックアップデータを有効化することができる。

0109

S207の後、制御回路30は、退避領域に保持されたバックアップデータ、つまり、対象データのコピーを破棄する(S208)。S207とS208の処理によって、退避領域に保持された重ね書き範囲のデータのコピーの、退避領域からメディアキャッシュ領域140への転送が完了する。

0110

SMRベリファイが成功した場合(S206、Yes)、S207の処理はスキップされ、S208の処理が実行される。

0111

S208に続いて、制御回路30は、S201において受信したライト要求によってライトが要求された全てのデータのライトが完了したか否かを判定する(S209)。

0112

全てのデータのライトが完了したと判定された場合(S209、Yes)、ライトアンドベリファイ処理にかかる一連の処理が完了する。まだライトされていないデータが残っていると判定された場合(S209、No)、制御回路30は、S202の処理を再び実行する。

0113

なお、以上の説明においては、S204においては、ライトの後、当該ライトによってバンド120にライトされたデータに対してCMRベリファイが実行されることとした。CMRベリファイは必ずしも実行されなくてもよい。

0114

また、以上では、CMRベリファイが失敗した場合については詳しく説明しなかった。CMRベリファイが失敗した場合の処理は任意に設計され得る。例えば、制御回路30は、CMRベリファイが失敗した場合、同じデータを同じ位置にライトしてもよい。

0115

制御回路30が、CMRベリファイを実行し、CMRベリファイに成功すれば、後に退避領域に当該データをコピーする際に、当該データを正しくリードすることが可能である。

0116

また、ライトアンドベリファイ処理は、必ずしもライト要求毎に実行されなくてもよい。制御回路30は、例えば、磁気ディスク装置1の温度が予め設定された上限値を越える場合や、磁気ディスク装置1の温度が予め設定された下限値を下回る場合に、ライトアンドベリファイ処理を実行するようにしてもよい。または、ライト要求のうちの一つとしてライトアンドベリファイ要求が定義され、制御回路30は、ホスト40からライトアンドベリファイ要求を受信した場合にライトアンドベリファイ処理を実行してもよい。

0117

このように、ライトアンドベリファイ処理の実行に関して条件が設定されてもよい。
ライトアンドベリファイ処理を実行する条件が満たされていない場合、制御回路30は、ライト要求によって要求されたデータをライト先のバンド120にライトし、その後、CMRベリファイやSMRベリファイを実行しなくてもよい。

0118

以上述べたように、実施形態によれば、制御回路30は、トラック(第1のトラック)にデータ(第1のデータ)のライトを行う前に、第1のトラックに隣接するすでにデータのライトが行われたトラック(第2のトラック)のうちの第1のトラックへのライトによってトラックピッチが狭められる範囲、つまり重ね書き範囲、を特定する(例えば図9のS202)。そして、制御回路30は、特定された範囲にライトされたデータ(第2のデータ)を退避領域にコピーする(例えば図9のS203)。コピーの実行後、制御回路30は、第1のデータのライトを実行する(例えば図9のS204)。第1のデータのライトの後、制御回路30は、第2のトラックの第2のデータに対するSMRベリファイを実行する(例えば図9のS205)。

0119

これによって、退避領域に保持されるデータの量を比較例に比べて低減することが可能となる。

0120

なお、実施形態の磁気ディスク装置1は、ライトの制御方式として、ホストマネージドと称される方式が採用され得る。ホストマネージドとは、ホスト40がSMRに適したライトパターンで磁気ディスク装置1に対してデータのライトを指示する方式である。

0121

より具体的には、ホストマネージドによれば、磁気ディスク装置1(例えば制御回路30)は、バンド120毎にライトポインタを管理する。各バンド120には、論理アドレス順にデータのライトが実行され、ライトポインタは、ライトされたデータの末尾後続する位置の論理アドレスを示す。ライトポインタが示す位置に対して次のライトが実行される。

0122

ホスト40は、磁気ディスク装置1に問い合わせを送信することができる。磁気ディスク装置1は、問い合わせに応答してライトポインタを返信することができる。ホスト40は、磁気ディスク装置1から受信したライトポインタが示す位置にデータをライトするライト要求を送信することができる。

0123

図10は、実施形態の磁気ディスク装置1のホストマネージドに準拠した動作の概要を示す図である。ここでは、1つのバンド120へのライトの動作について説明する。

0124

図10に示されるように、バンド120にデータがライトされていない状態においては、ライトポインタはバンド120にアサインされた論理アドレスの先頭を示している(ライトポインタ200_0)。そして、ホスト40からライトポインタ200_0が示す位置にデータをライトするライトアクセス(ライト#1)の要求を受信すると、制御回路30は、ライト#1を実行し、ライト#1によってライトされた分だけライトポインタを進める(ライトポインタ200_1)。

0125

さらに、ホスト40からライトポインタ200_1が示す位置にデータをライトするライトアクセス(ライト#2)の要求を受信すると、制御回路30は、要求されたライト#2を実行し、ライト#2によってライトされた分だけライトポインタを進める(ライトポインタ200_2)。

0126

ライト#2の実行後、ライトポインタ200_2が示す位置よりも前の位置にデータをライトするライトアクセス(ライト#3)が要求された場合、制御回路30は、ライト#3を実行しない。つまり、ライト#3はエラーとなる。

0127

また、ライト#2の実行後、ライトポインタ200_2が示す位置からギャップを開けた位置にデータをライトするライトアクセス(ライト#4)が要求された場合、制御回路30は、ライト#4を実行しない。つまり、ライト#4はエラーとなる。

0128

ホストマネージドに対し、ドライブマネージドと称される方式が知られている。ドライブマネージドによれば、磁気ディスク装置1(例えば制御回路30)は、ホスト40から受信したデータをライト先のバンド120ではなくメディアキャッシュ領域140に蓄積することができる。ライト先のバンド120にライトされるべきデータが全てメディアキャッシュ領域140内に蓄積された後、磁気ディスク装置1は、そのデータをメディアキャッシュ領域140からライト先のバンド120にライトすることができる。

0129

ドライブマネージドによれば、磁気ディスク装置1が各バンド120へのライトのタイミングを制御できるので、SMR領域110に対してバンド120単位のライトが可能である。したがって、途中までデータがライトされたバンド120の数を抑制することが可能である。

0130

これに対し、ホストマネージドによれば、各バンド120へのライトは、ホスト40からのライト要求に応答して実行される。つまり、各バンド120に対するライトのタイミングは、ホスト40が自由にコントロールすることができる。よって、ホスト40の挙動によっては、途中までデータがライトされたバンド120が多数存在する可能性がある。

0131

途中までデータがライトされたバンド120には、ライトアンドベリファイ処理が未だ完了していないデータが存在する。したがって、ホストマネージドに準拠した磁気ディスク装置に比較例が適用された場合、途中までデータがライトされたバンド120のそれぞれについてSMRベリファイが完了していない全てのデータが退避領域に保持される。このため、退避領域に保持されるデータの量が非常に多くなる可能性がある。

0132

これに対し、実施形態によれば、バンド120から退避領域へのデータのコピーは、そのバンド120を対象としたライト要求を処理する際に実行される。途中までデータがライトされたバンド120が存在する場合であっても、そのバンド120がライト要求の対象でない限り、そのバンド120にかかるデータのコピーは退避領域に保持されない。よって、ホストマネージドに準拠した磁気ディスク装置に実施形態を適用した場合、比較例に比べて、退避領域に保持されるデータの量を著しく低減することができる。

0133

なお、実施形態は、ホストマネージドに準拠した磁気ディスク装置1以外であっても適用可能である。例えば、実施形態のは、ドライブマネージドに準拠した磁気ディスク装置1にも適用可能である。

0134

実施形態によれば、ディスク媒体11は、さらに、冗長な領域であるメディアキャッシュ領域140を備える。制御回路30は、SMRベリファイに失敗した場合、制御回路30は、重ね書き範囲のデータのコピー(バックアップデータ)を退避領域からメディアキャッシュ領域140に転送する。転送によってメディアキャッシュ領域140にライトされたバックアップデータは、重ね書き範囲のデータの代替として使用される。

0135

これによって、SMRベリファイによって正常にリードできることが確認できなかった場合であっても、正常にリードできないと判定されたデータが磁気ディスク装置1から喪失することが防止される。

0136

なお、重ね書き範囲のサイズは、退避領域のサイズ以下である。

0137

これによって、ライトアンドベリファイ処理は、退避領域のサイズ毎に実行され得る。

0138

また、制御回路30は、揮発性メモリであるバッファメモリ29を退避領域として使用することができる。

0139

バッファメモリ29は、FROM28やディスク媒体11などに比べて高速な動作が可能である。バッファメモリ29が退避領域として使用されることによって、ライトアンドベリファイ処理の実行速度が速くなる。

0140

なお、以上では、退避領域として使用される揮発性メモリの一例としてバッファメモリ29を挙げて説明した。バッファメモリ29の代わりに、揮発性メモリであるRAM27が退避領域として使用されてもよい。

0141

また、制御回路30は、バッファメモリ29内の退避領域の内容を、電源断の発生時に喪失することから保護するPLP機能を有する。

0142

これによって、バッファメモリ29が退避領域として使用される場合において、退避領域の内容が磁気ディスク装置1から喪失することが防止される。即ち、電源断が発生する場合であっても、ホスト40から受信したデータをライトアンドベリファイ処理が完了する前に磁気ディスク装置1から喪失することが防止される。

0143

また、制御回路30は、不揮発性メモリであるFROM28を退避領域として使用することができる。

0144

これによって、電源断が発生する場合であっても、ホスト40から受信したデータをライトアンドベリファイ処理が完了する前に磁気ディスク装置1から喪失することが防止される。

0145

また、制御回路30は、メディアキャッシュ領域140を退避領域として使用することができる。

0146

メディアキャッシュ領域140は、不揮発性の記憶領域である。よって、電源断が発生する場合であっても、ホスト40から受信したデータをライトアンドベリファイ処理が完了する前に磁気ディスク装置1から喪失することが防止される。

0147

また、制御回路30は、バンド120内に未使用領域のうちのライトが与えるすでにライトされたデータへの磁気的な影響が所定レベル以下である非干渉領域190(より詳しくは、十分なサイズの非干渉領域190)があるか否かを判定する。そして、制御回路30は、非干渉領域190があると判定された場合に、非干渉領域190を退避領域として使用する。

0148

これによって、メディアキャッシュ領域140に比べてライト位置に近い位置が退避領域として使用され得るので、シークに要する時間が短縮される。つまり、ライト要求の処理にかかる時間を短縮することが可能である。

0149

例えば、磁気ディスク装置1がホストマネージドの方式で動作する場合、各バンド120において、ライトポインタが示す位置よりも後の位置をリード先としたリードの要求に対しては、磁気ディスク装置1は、エラーもしくは所定のパターンデータを返す。非干渉領域190は、ライトポインタが示す位置よりも後の位置に設定されるので、仮にホスト40が非干渉領域190をリード先としたリードの要求を発行した場合であっても、磁気ディスク装置1は、非干渉領域190に保持されたデータをホスト40に送信しない。つまり、非干渉領域190に設けられた退避領域の内容は、ホスト40に対して秘匿される。

0150

なお、バンド120内に非干渉領域190がないと判定された場合には、制御回路30は、メディアキャッシュ領域140を退避領域として使用する。

0151

また、実施形態によれば、制御回路30は、トラック(第1のトラック)にデータ(第1のデータ)のライトを行った後、当該第1のトラック内の第1のデータに対してCMRベリファイを実行する。

0152

よって、制御回路30は、後に第1のデータが退避領域にコピーする際に、第1のデータを正しくリードすることが可能である。

0153

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、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。

0154

1磁気ディスク装置、11ディスク媒体、12スピンドルモータ、13ランプ、15アクチュエータアーム、16VCM、21モータドライバ、22磁気ヘッド、22rリード素子、22wライト素子、23 HDC、24プリアンプ、25 RWC、26プロセッサ、27 RAM、28 FROM、29バッファメモリ、30制御回路、40 ホスト、110SMR領域、111 非SMR領域、120バンド、130ガード領域、140メディアキャッシュ領域、150,160 範囲、170 領域、180 距離、190非干渉領域。

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