JP5694210B2 - 磁気ディスク装置、リードライト制御方法、及びコントローラ - Google Patents
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Description
以下、図面を参照して、第1の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態に関する磁気ディスク装置の要部を示すブロック図である。
図1に示すように、磁気ディスク装置は大別して、ヘッド・ディスクアセンブリ(head-disk assembly:HDA)、ヘッドアンプ集積回路(以下、ヘッドアンプIC)11と、ハードディスクコントローラ(HDC)15とから構成されている。
始めに、ライト時における、図1の各ブロックの機能について述べる。
ホストシステム20は、磁気ディスク装置内のインターフェースコントローラ13と接続されている。ホストシステム20は、ライトデータをインターフェースコントローラ13に送る。
DRAM16は、インターフェースコントローラ13と接続されており、インターフェースコントローラ13から伝送されるライトデータ等のデータを一時的に記憶することができる揮発性のメモリである。DRAM16は、データを一時的に記憶しておくバッファとして機能する。
ヘッドアンプIC11に備えられたプリアンプは、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、R/Wチャネル12に伝送する。
インターフェースコントローラ13は、書き込み部21、読み出し部22、ホストコントローラ23、DRAMコントローラ24、不揮発性メモリコントローラ25、ディスクコントローラ26、及びサーボコントローラ27を備える。
始めに、ライト時のインターフェースコントローラ13の機能等について述べる。
ホストコントローラ23は、ホストシステム20から送られてきたライトデータを、バッファデータとしてDRAM16に格納するために、内部データバス30及びDRAMコントローラ24を介してDRAM16に送る。
始めに、ディスク1または不揮発性メモリ17に書き込まれているデータの何れかをリードする場合を想定して説明する。
読み出し部22は、ディスク1と不揮発性メモリ17との何れかからデータをリードし、リードしたデータをDRAM16に一時的に格納する。具体的には、読み出し部22は、内部コントロールバス29を介して、不揮発性メモリコントローラ25及び/またはディスクコントローラ26に、不揮発性メモリ17またはディスク1からデータをリードするためのリード要求信号を送る。不揮発性メモリコントローラ25またはディスクコントローラ26は、リード要求信号に基づき、不揮発性メモリ17またはディスク1からデータをリードし、内部データバス30を介してDRAM16にリードしたデータを送る。なお、不揮発性メモリ17からリードしたデータは、DRAM16に格納することなく、ホストシステムに送ってもよい。
瓦記録(shingled write recording)方式とは、磁気ディスク1の容量を増加させ、磁気ディスク1をより高密度にデータを記録することを可能にするための方式である。瓦記録方式によって、複数のトラックをひとまとまりのライト単位として、隣接するトラックが重なるように、トラックピッチをつめて瓦状にライトすることができる。 ITIキャンセル機能とは、瓦記録方式で磁気ディスク1にライトされたデータをリードする際、隣接トラック内のデータセクタのデータ(ITIキャンセル用データ)を使用して、トラック間で生じるトラック間干渉成分(ノイズ)を除去しながら、磁気ディスク1のリードを行う機能である。例えば、リードデータセクタをリードする場合、上述した隣接データセクタのデータがITIキャンセル用データに対応する。
読み出し部22は、ITIキャンセルデータ選択部22aを備える。ITIキャンセルデータは、DRAM16及び/または不揮発性メモリ17に格納されている。ITIキャンセルデータ選択部22aは、ITIキャンセル用データを、DRAM16または不揮発性メモリ17の何れかから読み出し、R/Wチャネル12へ転送するかを選択する。ITIキャンセルデータ選択部22aは、ITIキャンセル用データを使用し、ITIキャンセルを行いながら磁気ディスク1からデータをリードする。
図3では、4つのトラックを1つの瓦記録単位とした場合を想定している。4つのトラックは、図3の上側から、固定データがライトされる固定データトラック、トラックA、トラックB、及びトラックCから成る。なお、磁気ディスク1の外周側から内周側にデータをライトする場合を想定しており、図3の上側が磁気ディスク1の外周側で、図3の下側が磁気ディスク1の内周側に対応するが、仮に、磁気ディスク1の内周側から外周側にデータをライトする場合を想定すると、図3の上側が磁気ディスク1の内周側で、図3の下側が磁気ディスク1の外周側に対応していてもよい。
書き込み部21は、固定データトラック、トラックA、トラックB、及びトラックCの順で、磁気ディスク1にデータをライトする。
固定データは、磁気ディスク装置等に予め設定されている固定のデータであり、瓦記録方式で最初にライトされるデータであり、瓦記録方式でライトされた順にITIキャンセル機能を使用してトラックAのデータをリードするためのデータである。固定データトラックは、固定のデータがライトされているトラックである。図3では、固定データトラックは、データセクタA’0乃至データセクタA’3を有する。また、データセクタA’0からデータセクタA’3の順に、図3の左側から右側に、固定データがライトされる。
ヘッド10は、固定データトラック内のデータセクタA’0からA’3へ順にリードし、その後、トラックA内のデータセクタA0からA3へ、トラックB内のデータセクタB0からB3へ、トラックC内のデータセクタC0からC3へ、の順番でデータをリードする。図3では、トラックB内のデータセクタB1からB2へヘッド10が移動していることを示している。なお、図3ではサーボデータ領域に関しては省略している。
図4の上側には、図3で示した瓦記録方式でライトされた複数のトラックに対応する、磁気ディスク1上の複数のトラックが示されている。図4の下側には、瓦記録方式でライトされた、図4の上側と対応する複数のトラックの模式的な断面図が示されている。この模式的な断面図は、瓦記録方式の原理を説明するための図である。なお、図4では、図4の左側が磁気ディスク1の外周側であり、図4の右側が磁気ディスク1の内周側である。
図4で、符号44、符号45、及び符号46は、それぞれ、トラックA、トラックB、及びトラックCのデータをリードする際のリード範囲を示している。また、トラックA、トラックB、及びトラックCの各々のデータをリードする際のリードヘッド10Rの中心位置が、それぞれ、中心位置P1、中心位置P2、及び中心位置P3で示されている。
なお、本実施形態では、トラック間の重なりの度合いが低い瓦記録方式を想定している。そのため、リード時に上述したようなITIキャンセル機能を使用する必要がない場合である。また、図3及び図4を参照して述べた固定データトラックは、図5乃至図12まで、説明の便宜上、省略している。
なお、オフトラックの判定について、仮に、データセクタA0及びデータセクタA1でオフトラックが発生している場合、このオフトラックの判定は、サーボ領域51のサーボデータに基づき行われる。
次に、図6を参照し、図5で述べたライト処理に対応するオフトラック発生時のリード処理について、説明する。
図6(a)は、トラックAに対するリード処理を示している。トラックAでは、ライト時にオフトラックが発生していない、磁気ディスク1のデータセクタA0乃至データセクタA9からデータをリードする。
以下、図面を参照して、第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成及び機能に関しては説明を省略する。
第2の実施形態では、ライト処理時において、オフトラックが発生した場合、1トラック分のデータを不揮発性メモリ17に格納する。1トラック分のデータは、図2を参照して上述したDRAM16に格納する1トラック分のデータとは異なる。図2を参照して上述した1トラック分のデータは、オフトラックが発生してない場合に、リードした1トラック分のデータをDRAM16に格納する。DRAM16に格納した1トラック分のデータは、ITIキャンセル用のデータとして用いられる。一方、第2の実施形態における、不揮発性メモリ17に格納する1トラック分のデータとは、オフトラックが発生した場合に、磁気ディスク1へライトするデータを、磁気ディスク1へライトする代わりに不揮発性メモリ17に格納する。
図7(a)は、第2の実施形態におけるトラックAに対するライト処理を示している。なお、図示していないがトラックAよりも前に、トラックA’に固定データがライトされている。トラックAは、図3及び図4に示すように、トラックA’の上に重なるように磁気ディスク1上に記録される。第1の実施形態と同様に、ライトヘッド10Wは、図7(a)内の矢印で示す方向に移動し、データセクタA0乃至データセクタA9の各々にデータをライトする。
図8(a)は、第2の実施形態における、トラックAに対するリード処理を示している。トラックAでは、ライト時にオフトラックが発生していないため、磁気ディスク1のデータセクタA0乃至データセクタA9のデータを、固定データトラックのデータをITIキャンセル用データとして用いて、リードする。
次に、図面を参照し、第3の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様の構成及び機能等については説明を省略する。
第3の実施形態は、第1の実施形態と比較すると、重なりの度合いが第1の実施形態よりも高い瓦記録方式でライト処理を行った場合を想定しているため、第1の実施形態と異なりITIキャンセル機能を使用する。また、第3の実施形態は、第2の実施形態と比較すると、オフトラック発生時に不揮発性メモリ17に格納するデータが1トラック分のデータではなく、第1の実施形態と同様のオフトラック発生区間のデータである。
図9は、第3の実施形態におけるオフトラック発生時のライト処理について説明するための図である。
図9(a)は、上述した図5(a)についての説明と同様であるため省略する。
図9(b)は、トラックBに対するライト処理について説明するための図である。第3の実施形態で、ライトゲートがオフであるデータセクタ区間に対してライトを行わない。具体的には、データセクタB2及びデータセクタB3でオフトラックが発生した後、矢印90で示されるように、磁気ディスクへのライト処理をスキップし、その代わりに、代替セクタB4乃至代替セクタB7としてデータを不揮発性メモリ17に格納する。
次に、図10を参照し、図9で述べたライト処理に対応するオフトラック発生時のリード処理について、説明する。
図10(a)は、上述した図6(a)についての説明と同様であるため省略する。
図10(b)は、トラックBに対するリード処理について説明するための図である。データセクタB0及びデータセクタB1をリードした後、オフトラックデータセクタのリードをスリップさせる。トラックCをリードする際の隣接データとして使用するためにデータセクタB2とデータセクタB3を含まないオフトラック発生区間(図中では、点線で示されている区間)のデータをリードし一時的にSRAM/DRAM/不揮発性メモリ17等の記憶媒体に格納する。オフトラック区間のデータとしては、不揮発性メモリ17内の代替データセクタB2乃至B7のデータをリードする。
次に、図面を参照し、第4の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態乃至第3の実施形態と同様の構成及び機能等については説明を省略する。
第4の実施形態では、第3の実施形態おけるリード時に、図10に示すデータ領域1000乃至データ領域1003のデータを、正常に、すなわちITIキャンセル用データとして用いることができる程度に、リードすることができない場合を想定している。このような場合において、第4の実施形態では、データ領域1000乃至データ領域1003に隣接するトラックに、ITIキャンセル用データとして用いることができる固定パターンデータをライトする。
図11は、第4の実施形態におけるオフトラック発生時のライト処理について説明するための図である。
図11(a)及び図11(b)は、それぞれ、上述した図9(a)及び図9(b)についての説明と同様であるため省略する。
図11(c)は、トラックCに対するライト処理について説明するための図である。オフトラック発生区間(図中では、データセクタB2及びデータセクタB3とデータ領域1000乃至データ領域1003で示される。)に隣接するトラックC内のデータセクタに、固定パターンデータ(図中では、固定a乃至固定fで示される。)をライトする。
図12(a)及び図12(b)は、上述した図10(a)及び図10(c)についての説明と同様であるため省略する。
図12(c)は、トラックCに対するリード処理について説明するための図である。固定a乃至固定fで示されるデータセクタ領域のデータのリードをスリップさせる。
次に、図面を参照し、第5の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態乃至第4の実施形態と同様の構成及び機能等については説明を省略する。
第5の実施形態は、第1の実施形態乃至第4の実施形態に対応する4つのモードのいくつかを組み合わせた瓦記録方式におけるリード処理及びライト処理に関する。
まず、図13の各要素について説明する。
オフトラック時のライト処理は、瓦記録方式で磁気ディスク1にデータがライトされている間、オフトラックが発生した場合のライト処理を行うかどうかを示している。図13に示すように、4つのモード全てにおいて、オフトラックが発生した場合でもライト処理を中断することなく、継続して行う。
モード2に関して、図10(c)を参照して、上述したように、第3の実施形態に対応するモード3では、トラック間の重なり度合いが大きい場合、オフトラック発生区間のデータを、ITIキャンセル用データとして、磁気ディスク1からはリードすることができない。一方、モード2では、トラック間の重なり度合いが50%以上であった場合でも、オフトラック発生区間のデータが不揮発性メモリ17に格納されているためITIキャンセル用データとして使用することができる。そのため、モード3と比較すると、TPIを高くすることができる。
次に、図14及び図15を参照し、第5の実施形態における、ライト処理及びリード処理について説明する。
図14は、第5の実施形態における、ライト処理の手順の一例を示すフローチャートである。
ホストシステム20から、インターフェースコントローラ13に磁気ディスク1にライトするデータが送られること等によってライト処理が開始する。
ブロック1400で、インターフェースコントローラ13は、ITIキャンセル機能を使用するかどうかを判定する。ITIキャンセル機能を使用する場合、ブロック1402で、固定データトラックを磁気ディスク1にライトし、ブロック1404に進む。ブロック1400で、ITIキャンセル機能を使用しない場合(モード1)、必ずしも固定データをライトする必要はないため、ブロック1404に進む。なお、ブロック1402における処理は、ITIキャンセル機能を使用しない場合における処理の一例であり、固定データは、ライト開始前に、磁気ディスク1に予めライトされていてもよい。
始めに、例えば、ホストシステム20が、磁気ディスク1からデータをリードする要求等があった場合、リード処理が開始される。
ブロック1500において、読み出し部22は、オフトラックのプロパティ等に基づき、ライトをスキップしたデータセクタを含むオフトラックが発生したデータセクタ(オフセット発生区間)をリードしようとしているかどうかを判定する。オフトラックが検出された場合、ブロック1508で不揮発性メモリ17からデータをリードする(モード1乃至モード4)。
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。
Claims (8)
- 磁気ディスクと、
不揮発性メモリと、
を具備し、前記磁気ディスクの隣接するトラックの一部が重なるようにデータを記録する磁気ディスク装置であって、
前記磁気ディスク上の第1のデータセクタでオフトラックが発生したかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記第1のデータセクタで第1のデータの記録の際にオフトラックが発生したと判定された場合、前記第1のデータセクタに書き込んだ前記第1のデータを前記不揮発性メモリに書き込むライト手段と、
前記磁気ディスクへの書き込み時の前記判定手段による判定結果に基づき、前記磁気ディスクまたは前記不揮発性メモリの何れかから前記第1のデータを読み出すリード手段と、
を具備する磁気ディスク装置。 - 前記判定手段は、前記第1のデータセクタに後続する前記磁気ディスク上の同一トラックの複数のデータセクタでオフトラックが発生したかどうかを順に判定し、
前記ライト手段は、前記第1のデータセクタでオフトラックが発生したと判定されてから、前記複数のデータセクタの1つである第2のデータセクタでオフトラックが発生しなかったと判定されるまで、前記第1のデータセクタから前記第2のデータセクタまでのオフトラック発生データセクタに対応する第2のデータを前記不揮発性メモリに書き込む請求項1記載の磁気ディスク装置。 - 前記ライト手段は、前記第2のデータセクタへの書き込みをスキップし、
前記オフトラック発生データセクタを用いて、前記磁気ディスクの隣接するトラック間で生じるノイズを除去するノイズ除去制御手段をさらに具備する請求項2記載の磁気ディスク装置。 - 前記ライト手段は、前記第2のデータセクタへの書き込みをスキップし、前記オフトラック発生データセクタに隣接するデータセクタに予め決められた固定データを書き込み、
前記固定データを用いて、前記磁気ディスクの隣接するトラック間で生じるノイズを除去するノイズ除去制御手段をさらに具備する請求項2記載の磁気ディスク装置。 - 前記ライト手段は、前記第1のデータセクタがオフトラックであると判定された場合、前記磁気ディスクのトラックの1周分のデータを前記不揮発性メモリに書き込み、その後、前記第1のデータセクタに後続する第2のデータセクタへの書き込みをスキップすることなく、前記第2のデータセクタへの書き込みを行う請求項1記載の磁気ディスク装置。
- 前記磁気ディスクの隣接するトラック間で生じるノイズを除去するためのノイズキャンセリングデータとして前記不揮発性メモリに書き込まれたデータを使用し、前記ノイズを除去するための制御をするノイズ除去制御手段をさらに具備する請求項1または請求項2または請求項5の何れかに記載の磁気ディスク装置。
- 磁気ディスクと、不揮発性メモリと、を具備し、前記磁気ディスクの隣接するトラックの一部が重なるようにデータを記録する磁気ディスク装置でのリードライト制御方法であって、
前記磁気ディスク上の第1のデータセクタでオフトラックが発生したかどうかを判定し、
前記第1のデータセクタで第1のデータの記録の際にオフトラックが発生したと判定された場合、前記第1のデータセクタに書き込んだ前記第1のデータを前記不揮発性メモリに書き込み、
前記磁気ディスクへの書き込み時の判定結果に基づき、前記磁気ディスクまたは前記不揮発性メモリの何れかから前記第1のデータを読み出すリードライト制御方法。 - 磁気ディスクの隣接するトラックの一部が重なるようにデータを記録する方式の磁気ディスク装置のコントローラであって、
前記磁気ディスク上の第1のデータセクタで、オフトラックが発生したかどうかを判定する制御をし、
前記第1のデータセクタで第1のデータの記録の際にオフトラックが発生したと判定された場合、前記第1のデータセクタに書き込んだ前記第1のデータを不揮発性メモリに書き込む制御をし、
前記磁気ディスクへの書き込み時の判定結果に基づき、前記磁気ディスクまたは前記不揮発性メモリの何れかから前記第1のデータを読み出す制御をするコントローラ。
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