JPH09330566A

JPH09330566A - 情報記録媒体及び情報格納方法

Info

Publication number: JPH09330566A
Application number: JP14717896A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ide; 井手　　浩; Akihiko Oba; 秋彦大場; Toru Matsushita; 亨松下
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】同時に複数のコンテンツを扱うＺＣＡＶフォ
ーマットディスクを有する情報記憶装置において、同時
に扱えるコンテンツ数を増大し、記憶容量を最大限に活
用する。【解決手段】ディスク３０１を転送速度に応じて複数
の領域３０３〜３０５に分割し、その各領域での記録再
生に要する時間が一定となるように転送速度に応じたブ
ロックサイズ３０６にコンテンツを分割して格納し、各
ブロックごとに領域を１つずつ隣にずらして格納してい
く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＺＣＡＶフォーマ
ットを有する磁気ディスク装置、光ディスク装置等の情
報記憶装置を用いて同時に複数の動画像情報、音声情報
等を記録・再生するシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】現代社会は、コンピュータの処理速度の
高速化、メモリの大容量化、通信ネットワークの発達等
により、マルチメディア情報社会へと進みつつある。中
でも動画像の取り扱いに関する動きが活発である。例え
ば、インターネットやケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）での
ビデオ・オン・デマンド（ＶＯＤ）システムの研究開発
や、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）をはじ
めとする動画像情報の取り扱い方に関する標準規格作成
の動きなどが挙げられる。

【０００３】動画像を取り扱うためにはコンピュータ、
メモリ、通信とともに、磁気記憶装置をはじめとする情
報記憶装置の性能も重要である。特にＣＡＴＶのＶＯＤ
用ビデオサーバーなどの大規模システムでは一括して大
量の動画像データを取り扱うために、容量及び転送速度
に関して高い性能が求められる。その要求に対して、近
年では磁気ディスクドライブを複数台並べたディスクア
レイが登場し、これにより大容量化、及び並列データ転
送により転送速度の高速化が図られている。例えば、上
述のビデオサーバーでは数千タイトルのコンテンツ（番
組）を常時格納し、各リクエストに応じて数百から数千
のコンテンツを同時に配送するので、それに必要な容
量、転送速度を満足するためにディスクアレイが必須で
ある。

【０００４】一方、ＣＡＴＶ放送局以外にも、ＣＡＴＶ
放送局ほど大規模ではないネットワーク環境（例えば１
０台から５０台規模のコンピュータからなるネットワー
ク環境）や、各個人のコンピュータ環境下でディジタル
の動画像を取り扱うニーズは大きい。その場合、通常は
高価で大きな設置面積を必要とするディスクアレイより
も、単体の磁気ディスクドライブで複数のコンテンツを
取り扱えることが望ましい。

【０００５】近年、単体の磁気ディスクドライブの性能
（容量、転送速度）が向上したことと、ＭＰＥＧのよう
な圧縮率の高い動画像符号化方式が簡単に実装できるよ
うになったことにより、容量的には上記のニーズにある
程度答えられる状況になっている。例えば、２ギガバイ
ト程度の容量の磁気ディスクドライブではＭＰＥＧ１
（転送速度毎秒約１．５メガバイト）の動画像を２〜３
時間分格納することができる。この時間は、１本５分程
度のニュースコンテンツ２４本から３６本分に相当す
る。またシーケンシャルな転送速度の面でも近年の磁気
ディスクドライブはＭＰＥＧ１の転送速度の２６〜５３
倍にあたる１秒間に５〜１０メガバイト程度の転送速度
を有しているものも多い。従って、これらの仕様を満足
する磁気ディスクドライブは、容量及び転送速度に関し
ては前述程度のマルチメディア環境を構築することがで
きるだけの性能を有していることになる。

【０００６】ただし、上述のシーケンシャルな転送速度
とは、連続したセクタにデータを記録する場合、及び連
続したセクタにシーケンシャルに記録されているデータ
を再生する場合（エラー訂正などのディスクコントロー
ラ内での処理時間は無いものとする）の性能を指す。こ
のような状況は、普通１本のコンテンツだけを取り扱う
場合しか有り得ない。

【０００７】一般に複数のコンテンツを同時に取り扱う
場合、各コンテンツをブロックに断片化してタイムシェ
アをしながら記録・再生処理を行う。この時、各ブロッ
クごとにディスク上の異なる位置で記録・再生を行う。
従って、各ブロックの記録再生処理の間にはヘッドを目
的のトラックまで移動させ（シーク）、ディスクが回転
して目的のセクタが来るまで待つ（回転待ち）動作が入
る。このシークと回転待ちにかかる時間の分だけ実効的
なドライブの転送速度が低下し、同時に扱えるコンテン
ツの数が低下する。

【０００８】これは特に複数コンテンツ再生の場合に問
題となる。複数コンテンツを記録する場合には、バッフ
ァを利用してライトスケジューリングを行い、各ブロッ
クを格納する位置ができるだけ近くなるように順番を入
れ替えることでシーク時間、回転待ち時間ができるだけ
短くなるように工夫することができる。それに対して再
生は、どのコンテンツが同時にアクセスされるか分から
ないので、最悪の場合、ディスク間の最も遠いところを
ブロック毎にシークする状況が発生する。

【０００９】このような複数コンテンツを再生する際の
実効転送速度の低下を抑える方法が提案されている（"O
n Configuring a Single Disk Continuous Media Serve
r",Proceedings of ACM SIGMETRICS and PERFORMANCE '
95, p.37-p.46）。これはディスクを半径方向に複数の
領域に分割し、領域を１つずつずらしながら同一サイズ
のブロックを記録していき、一番端の領域まできたら今
度は逆の方向に領域をずらしながら記録していく。すな
わち、ディスク上の内周側からＲ(１)，Ｒ(２)，…，Ｒ
(ｎ)のｎ領域に分割し、コンテンツＡのブロックＡ
(１)，Ａ(２)，…，Ａ(ｎ−１)，Ａ(ｎ)，Ａ(ｎ＋１)，
Ａ(ｎ＋２)，…をそれぞれＲ(１)，Ｒ(２)，…，Ｒ(ｎ
−１)，Ｒ(ｎ)，Ｒ(ｎ)，Ｒ(ｎ−１)，…に記録する。
記録開始ブロックはどの領域からでも良く、また最初に
領域をずらしていく方向もどちらでも良い。

【００１０】コンテンツＡを再生している時にコンテン
ツＢの再生要求が発生した場合、コンテンツＢの先頭ブ
ロックＢ(１)が格納されている領域にあるコンテンツＡ
のブロックが再生されるまでコンテンツＢの再生を待た
せる（再生時の領域移動方向も一致するまで待つ）。す
ると、コンテンツＡとＢは必ず同一の領域内のブロック
を再生することになり、最悪のシーク距離を短く出来る
分だけシーク時間を短縮することができ、実効的なドラ
イブの転送速度が増加して、同時に扱えるコンテンツの
数を増やすことが可能となる。

【００１１】この領域分割格納方式は領域数を増加させ
るほど複数再生時の応答時間が長くなる（同一ブロック
に達するまで待たされる）のを引き換えとして、同時に
扱えるコンテンツの数を増大することができ、またブロ
ック長を短く出来る分だけバッファサイズを小さくする
ことができる。このバッファサイズと同時に扱えるコン
テンツ数のバランスは使用環境に応じてシステム設計者
が決定する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】近年の磁気ディスクド
ライブの多くは記録容量、転送速度を稼ぐためにＺＣＡ
Ｖフォーマットを採用している。これはディスクを半径
方向に複数のゾーンに分割して、ゾーン間での記録密度
の差を小さする方式である。ディスクの回転数はコンパ
クト・ディスクで用いられているＣＬＶ方式と違って一
定にする。これはＣＬＶ方式の様に記録半径に応じてデ
ィスク回転数を変化させるとシーク時の回転数変更に要
する時間が非常に大きく（ヘッドシーク時間の１０倍以
上）、ランダムアクセスが極端に劣化するためである。
線速度が半径によって異なる分、記録・再生時のクロッ
ク周波数を変化させることで対応している。

【００１３】その結果、１トラックあたりの記録容量
は、ディスク外周ほどトラックが長い分だけ大きい。ま
た、転送速度に関してもディスク外周ほど線速度が速い
分だけ速くなる。従来のＣＡＶフォーマットでは内周の
条件で記録密度及び転送速度が決まっていたのに対し、
ＺＣＡＶフォーマットを採用することで外周側での記録
密度及び転送速度が高い分だけ全体の性能向上を図るこ
とができる。一般に、ディスク上での記録領域の最内周
半径と最外周半径の比が１：２の場合、ＺＣＡＶフォー
マットはＣＡＶフォーマットに比較して記録容量は約
１．５倍、転送速度は最大で２倍と、大幅な性能向上の
効果がある。

【００１４】ただし、一定の転送速度が必要な動画像
は、転送速度が変化するＺＣＡＶフォーマットとは相性
が良くない。一般的にはＺＣＡＶフォーマットのドライ
ブで動画像を取り扱う場合には、転送速度が遅い内周側
で記録・再生が間に合うように同時に扱えるコンテンツ
の数が制限されることになる。すると、外周側のゾーン
では、短い時間でブロックを再生できてしまうため逆に
時間が余り、無駄な時間が出来てしまう。従って、転送
速度に関してＺＣＡＶフォーマットの効果を活かすこと
が出来ない。

【００１５】更に、上述の領域分割格納方式では転送速
度のみならず、容量に関してもＺＣＡＶフォーマットの
効果を活かすことが出来ない。すなわち、転送速度に関
しては、上述の場合と同様に同時に扱えるコンテンツの
数は内周での転送速度で制限される（詳細は後述）。ま
た、容量に関しても各領域で同量だけ使用するため、最
も容量の小さいゾーンでコンテンツを格納できる容量が
決まってしまう。一般的にＺＣＡＶフォーマットでは記
憶容量を最大限に確保するため半径を等間隔に分割して
ゾーンを設定しており、一般的に外周側のゾーンほど１
ゾーンあたりの記憶容量が大きい。従って、領域分割格
納方式でＺＣＡＶフォーマットのドライブにコンテンツ
を格納していくと、最内周の領域がいっぱいになった時
点で新たなコンテンツの記録ができなくなり、その他の
ゾーンには未使用セクタが残る。その結果、有効に使用
された容量はディスク内周の記録密度で１トラックあた
りの記録容量を設定するＣＡＶ方式と同じになる。

【００１６】本発明の目的は、領域分割格納方式におけ
る上記問題に対して、ＺＣＡＶフォーマットの磁気ディ
スクドライブの特徴を活かして、平均の転送速度に似合
う数の同時に記録・再生できるコンテンツの数をディス
ク平均の転送速度に似合う数まで増やし、記憶容量を最
大限に使用することができるようにすることである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による情報記録媒
体は、転送速度を異にする複数のゾーンが設けられたＺ
ＣＡＶフォーマットを有し、所定の速度で連続して転送
する必要のある情報を複数のブロックに分割して前記複
数のゾーンに格納した情報記録媒体において、各ブロッ
クはそのブロックが格納されたゾーンの転送速度に応じ
て記録再生に要する時間が略一定になるようなブロック
サイズを有することを特徴とする。

【００１８】より具体的には、本発明による情報記録媒
体は、１又は所定数の連続するゾーンからなる領域が複
数設定され、複数のブロックは隣接する領域に時系列の
順で１つずつ格納され、最外周の領域及び最内周の領域
のみには時系列的に連続する２つのブロックが格納され
ている。記録される情報は動画情報又は音声情報のよう
な時系列情報とすることができる。この情報記録媒体は
記録再生ヘッドを備える情報記憶装置に装填されて使用
される。

【００１９】また、本発明による情報格納方法は、転送
速度を異にする複数のゾーンが設けられたＺＣＡＶフォ
ーマットを有する情報記録媒体に、所定の速度で連続し
て転送する必要のある時系列情報を複数のブロックに分
割して格納する情報格納方法において、前記複数のゾー
ンを１又は所定数の連続するゾーンからなる複数の領域
に分け、各ブロックのブロックサイズをそのブロックが
格納されるゾーンの転送速度に応じて記録再生に要する
時間が略一定になるようなサイズにして格納することを
特徴とする。

【００２０】時系列情報の各ブロックは、内周側あるい
は外周側に１領域ずつずらしながら時系列順に格納し、
最内周領域あるいは最外周領域に到達したら、その領域
に２ブロック格納した後、逆方向に１領域ずつずらしな
がら格納する。このとき、領域の数Ｎ、ｉ番目の領域Ｒ
(ｉ)でのブロックサイズＢ(ｉ)、領域Ｒ(ｉ)での転送速
度Ｘ(ｉ)、領域Ｒ(ｉ)で所定のブロックを記録又は再生
してから次のブロックを記録又は再生するまでに要する
時間Ｓ(ｉ)、同時に記録・再生する情報の最大数Ｍ、及
び情報の必要転送速度Ｃは次式の関係を満たすようにす
る。

【００２１】

【数２】

【００２２】転送速度及びブロックサイズの相違はバッ
ファーによって吸収する。前記情報記録媒体に情報を記
録又は再生中に新たに他の情報の再生要求があった場合
には、再生要求情報の最初のブロックと、記録又は再生
中の情報のブロックが同じ領域に格納されており、かつ
その次の領域の移動方向が一致する時点まで他の情報の
再生開始を待たせ、その後同じ領域内に格納されている
複数の情報のブロックを記録又は再生したら領域を移動
する動作を繰り返す。

【００２３】情報を記録又は再生中に別の情報の記録要
求が発生した場合には、記録又は再生中の情報のブロッ
クと同じ領域から記録要求情報のブロックの記録を開始
し、その後同じ領域に格納されている複数の情報のブロ
ックを記録又は再生したら領域を移動する動作を繰り返
す。情報を記録又は再生中に別の情報の記録要求が発生
した場合には、記録又は再生の要求を発しているシステ
ムから指定された領域における記録又は再生中情報の処
理が到達するまで待機し、その後同じ領域に格納されて
いる複数の情報のブロックを記録又は再生したら領域を
移動する動作を繰り返す。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。図１は、コンテンツをブロックに分割する
方法を示し、横軸は時間である。従来のＣＡＶフォーマ
ットに対応した領域分割格納方式では（ａ）に示すよう
に、コンテンツ１０１を一定サイズのブロック１０２に
分割する。それに対して本発明では（ｂ）に示すよう
に、各ゾーンでブロックを記録、あるいは再生するに要
する時間がほぼ等しくなるようにブロック１０３のサイ
ズをゾーンごとに変える。つまり、転送速度が遅い内周
側のゾーンに格納するブロックはサイズを小さくし、転
送速度が速い外周側のゾーンに格納するブロックはサイ
ズを大きくする。

【００２５】通常の磁気ディスクドライブ内では、デー
タはセクタという一定の単位で処理されている。従って
セクタ中に無駄な領域ができないようにする点では、ブ
ロックサイズをセクタサイズの整数倍にする方が望まし
い。しかし、一般にＺＣＡＶフォーマットでブロックサ
イズを記録再生に要する時間が一定という条件と、セク
タサイズの整数倍という条件を同時に満足させるために
は、ブロックサイズを非常に大きくとらなければならな
い。特に１トラック中のセクタ数がゾーンごとに外周側
に行くに従って１つずつ増えるＺＣＡＶフォーマットで
は、上記２条件を満足させるためにはブロックサイズを
トラック１周分にする必要がある。

【００２６】ブロックサイズが大きいとバッファを大き
くとらなければならず、かつ再生要求に対する最悪の応
答時間が長くなり、システムの性能が低下する。ブロッ
クサイズは、記録再生に要する時間とヘッドシークと回
転待ちに要する時間とのバランスからバッファを小さく
し、再生要求に対する最悪の応答時間を短くする観点か
ら後述のように最適条件が決まる。従って、この最適条
件に出来るだけ近づけるためには上記の２条件から多少
外した方が良い。ただし、ブロックサイズがセクタの整
数倍にならないゾーンで各ブロック直後のセクタ内にで
きる空き領域を出来るだけ小さくするためにはセクタサ
イズが小さい方が良い。

【００２７】図２は、本発明における各コンテンツブロ
ックの格納方法を示している。ここでは簡単のため、ド
ライブ内のディスクは一枚で、片面だけを使用するもの
として説明する。ディスクが複数枚で、それぞれ両面を
使用する場合も全く同じと考えて良い。また、ブロック
サイズはセクタ２１２の整数倍として説明する。図の例
ではコンテンツはＡ〜Ｈの８種類であり、図２の上部に
表示した２０４はコンテンツＡのブロックを、２０５は
コンテンツＢのブロックを、２０６はコンテンツＣのブ
ロックを、２０７はコンテンツＤのブロックを、２０８
はコンテンツＥのブロックを、２０９はコンテンツＦの
ブロックを、２１０はコンテンツＧのブロックを、２１
１はコンテンツＨのブロックをそれぞれ表す。

【００２８】従来の領域分割格納方式と同様に、ディス
クの記録領域を半径方向に複数の領域２００に分割す
る。この領域２００はＺＣＡＶフォーマットのゾーン２
０３と同一でも構わないし、ゾーン２０３と領域２００
の分割数を変えても構わない。ただし、ゾーンと領域の
分割数を変えた場合、上述のブロック（２０４〜２１
１）サイズは領域２００ごとではなくゾーン２０３ごと
に変え、各ブロックの記録・再生に要する時間がほぼ等
しくなるようにする。各コンテンツブロックを記録する
場所に関しては、従来の領域分割格納方式と同様に各ブ
ロックごとに記録する領域を内周側、あるいは外周側に
一つずつずらしていく。そしてディスクの最内周領域、
あるいは最外周領域に到達したら、その領域に２ブロッ
ク記録した後、今度は逆方向に記録する領域をずらして
いく。このジグザグ状の記録動作を記録すべきコンテン
ツブロックがなくなるまで繰り返す。

【００２９】図３は、ＺＣＡＶフォーマットのディスク
に本発明のコンテンツブロックがどのように格納される
かを示している。各ブロックを記録再生するのに要する
時間が一定であるという条件から、ディスク３０１上で
の各ブロック（３０６）の円弧はその中心角が等しくな
る。すなわち、図３の様にコンテンツの各ブロックが配
置された場合にはディスク中心から放射状に揃った形に
なる。各ブロックが外周領域３０３、中周領域３０４、
内周領域３０５にかかわらず同一角度ずつ記録領域を使
用すると、各領域は同じ割合で消費される。そして最終
的には全ての領域で均等に記録領域を使い果たし、特定
領域だけに無駄な空き領域が残る事はなく、記憶容量を
最大限に使用できる。なお、図３中、破線で区分された
１つの区画３０２はセクタを表す。

【００３０】図４は、ＺＣＡＶフォーマットディスクに
本発明のコンテンツブロックが格納されている様子を示
す別の例である。図３ではブロックの大きさを分かりや
すくするため、各ブロックを同じ角度に配置したが、特
にその必要はない。ディスク４０１に記録される各コン
テンツの長さは一様ではないため、ディスク上の未使用
領域が少なくなってきた場合、必ずしもきれいに放射
状、かつ等間隔に空き領域が残っているとは限らない。
また、記録と削除を繰り返していくと、ディスク上の空
き領域はランダムな位置に存在するようになる。従っ
て、各コンテンツブロック４０６を記録する領域４０３
〜４０５だけは順番により一意的に決められるが、領域
内では空いているどの位置にコンテンツブロックを記録
してもかまわない。

【００３１】ただし、取り扱うコンテンツの転送速度が
すべて等しいと分かっていて（例えば全てのコンテンツ
がＭＰＥＧ１フォーマットの場合）、かつこのディスク
にはその他の情報を記録しない場合は、同一ゾーン内の
各記録セクタ４０２間の間隔がそのゾーンでのブロック
サイズの整数倍になる様に配置する。そうすることで、
ディスクにデータがたくさん溜まった状態でも空き領域
が各ゾーンでのブロック単位以下のサイズになることが
ないため、１ブロックが断片化される事がなく、一定以
上の転送速度を保持する事ができる。

【００３２】図５に、ＣＡＶフォーマットディスクで従
来の分割領域格納方式を用いて複数コンテンツを再生し
た時のディスク動作状況を示すタイムチャート、及びそ
の時のバッファ内情報量の推移を示す。図５（ａ）は、
１本のコンテンツを再生している状況で別の再生要求が
発生した場合のディスク上での再生動作を表している。
横軸は時間を、縦方向はディスクに設けた各領域５０１
を表している。各ブロックサイズ、及びディスクの転送
速度が一定なので、各ブロックの再生に要する時間（５
０４、５０５）は一定である。再生しているコンテンツ
が１本の時は各ブロックを再生するごとにヘッドを隣の
領域にシークさせ、当該ブロックが来るまで回転待ちを
行う（５０６）。ヘッドが最内周又は最外周の領域に到
達したら、同じ領域にある２個のブロックを再生した
後、今度は逆方向にシークしていく。このジグザグ状の
動作をコンテンツの最後、又はホスト側から停止等の指
令が来るまで繰り返す。

【００３３】この例では、コンテンツＡの領域Ｒ(ｐ)に
格納されているブロックＡ(ｉ)を再生している時点で、
先頭ブロック格納位置が５１０に示されている別のコン
テンツＢの再生要求が発生している（５０７）。コンテ
ンツＢの先頭ブロックＢ(０)は領域Ｒ(ｑ)、２番目のブ
ロックＢ(１)は領域Ｒ(ｑ＋１)に格納されているものと
すると、コンテンツＡが再生を続け、領域Ｒ(ｑ−１)に
格納されているブロックＡ(ｊ−１)の再生が終わり、領
域Ｒ(ｑ)に格納されているブロックＡ(ｊ)を再生する段
階になってコンテンツＢの再生を開始する（５０８）。
するとその後は、両方のコンテンツＡ，Ｂで同時に再生
するブロックＡ(ｊ＋１)とＢ(１)、Ａ(ｊ＋２)とＢ
(２)、…、Ａ(ｊ＋ｍ)とＢ(ｍ)等は全て同じ領域に格納
されているために、シーク距離が短くシークと回転待ち
によるオーバーヘッド時間が短くてすむ。コンテンツＢ
再生要求時点５０７からコンテンツＢ再生開始時点５０
８までの時間５０９がコンテンツＢの再生応答時間であ
る。

【００３４】図５（ｂ）は、バッファ内情報量の時間変
化を表す。この方式では、各領域でコンテンツブロック
を再生するのに要する時間と、再生したブロックをドラ
イブ外に送出するのに要する時間が等しくなる様にブロ
ックサイズ、及びバッファサイズを設計する。こうする
ことで各領域の処理時間内でのディスクから再生するデ
ータ量とドライブの外に送出されるデータ量が等しく、
ドライブ内のバッファにデータが残ったり、不足するこ
とはない。従って、バッファ量を（ブロックサイズ）×
（最大同時処理コンテンツ数）とでき、最適化（最小
化）が図れる。また、この条件ではブロックサイズ、最
悪応答時間も最小化されている。図５（ｂ）において、
破線５１３はディスク転送速度を表し、右下がりの直線
５１４コンテンツ転送速度を表す。バッファ内情報量の
増加速度がディスク転送速度５１３より小さいのは、バ
ッファ内への情報取り込みとバッファからのデータ送出
を同時に行っているためである。

【００３５】図６に、ＺＣＡＶフォーマットディスクで
従来の分割領域格納方式を用いて複数コンテンツ再生し
た時のディスク動作状況を示すタイムチャート、及びそ
の時のバッファ内情報量の推移を示す。図６（ａ）は図
５（ａ）に対応する図であり、コンテンツＡとコンテン
ツＢを同時に再生している状態を示している。図６
（ｂ）はバッファ内情報量の時間変化を表す。

【００３６】ＺＣＡＶフォーマットディスクでは、一定
長のブロックの再生に要する時間（６０４、６０５）は
ディスクの転送速度６１０に応じて変化し、外周側の領
域ほど短くなる。図中、６０４はコンテンツＡのブロッ
クの再生処理時間、６０５はコンテンツＢの再生処理時
間を表し、その間を結ぶ矢印６０６はシーク及び回転待
ち時間を表す。一方、各領域６０１での処理時間は各領
域ごとにバッファの過不足が起こらないように一定にす
る。すると、再生時間が長い内周側の領域で同時に処理
可能なコンテンツ数が決まってしまい、外周側の領域で
は再生時間が短い分だけ時間が余って無駄時間６０７が
発生する。図中、６０１はコンテンツ転送速度を表す。

【００３７】図７は、本発明における複数コンテンツ再
生時のディスク動作状況を示すタイムチャート、及びそ
の時のバッファ内情報量の推移を示している。図７
（ａ）は図６（ａ）に対応する図であり、コンテンツＡ
とコンテンツＢを同時に再生している状態を示してい
る。図７（ｂ）はバッファ内情報量の時間変化を表す。
本発明による再生は、ディスクの最内周側領域と最外周
側領域の間でジグザグ状の動作を行うという点では従来
の分割領域格納方式と同じである。ただし、コンテンツ
Ａのブロックの再生処理時間７０４及びコンテンツＢの
ブロックの再生処理時間７０５は、内周又は外周を問わ
ずどの領域７０１においても略一定であり、図６のよう
に外周側の領域でのみ時間が余ることはない。図中、７
０６はヘッドシーク、回転待ち時間等、１つのコンテン
ツブロックの再生から次のコンテンツブロックの再生ま
での要する時間を表す。また、右上がりの破線Ｘ(ｉ)は
領域Ｒ(ｉ)でのディスクの転送速度、右下がりの線分Ｃ
はバッファからのコンテンツ転送速度を表す。

【００３８】ただし、この方式だと各領域でバッファの
過不足が発生する。そこで、ジグザク状の動作一周期の
間でバッファの過不足が無くなるようにブロックサイズ
及びバッファサイズを決定する。すなわち、ｉ番目の領
域Ｒ(ｉ)でのブロックサイズＢ(ｉ)は、領域分割数Ｎ、
領域Ｒ(ｉ)での転送速度Ｘ(ｉ)、各領域を処理する際に
要するヘッドシーク、回転待ち、セトリング等の時間の
総計Ｓ(ｉ)、同時に記録・再生する最大コンテンツ数
Ｍ、及びコンテンツの必要転送速度Ｃとの間に次式の関
係が成立するように設計する。

【００３９】

【数３】

【００４０】すると、外周の領域ではディスクから読み
出されるデータ量がドライブの外に送出されるデータ量
よりも多く、データは徐々にバッファに溜まっていき、
内周の領域では逆にディスクから読み出されるデータ量
がドライブの外に送出されるデータ量よりも少なく、バ
ッファ内に溜まっていたデータが徐々に放出されてい
く。ディスクから読み出されるデータ量とドライブの外
に送出されるデータ量が最も近くなるのはディスクのほ
ぼ中周を再生しているときである。すなわち、この中周
の条件（ドライブの平均値）で同時に扱えるコンテンツ
数が決まり、原理的には従来の分割領域格納方式よりも
コンテンツ数を５０％近く増やすことが可能となる（内
外周での転送速度の比が２のとき）。

【００４１】なお、図７では複数コンテンツ再生時のデ
ィスク動作を説明したが、複数コンテンツ記録時のディ
スク動作もこれと同様である。ただし、記録の場合には
要求があれば直ちにその時点で処理中の領域から記録を
開始する。または、ある特定の領域から記録を開始する
必要があれば、図７と同様にその時点で進行中の処理が
希望する領域に到達するまで、記録データをバッファリ
ングして待機すれば良い。

【００４２】次に、本発明での必要バッファ容量及び最
悪応答時間について計算した結果について、従来の分割
領域格納方式の場合、及び非分割領域格納方式（何も対
策しない場合）と比較して説明する。計算条件は、まず
ディスクドライブの性能としてデータ転送速度を内周側
で毎秒４．７メガバイト、外周側で毎秒９．０メガバイ
ト、回転数を毎分６３００回転、フォーマット効率を８
５％、セクタ長を５１２バイト、平均シーク時間を９．
８ミリ秒、セトリング時間（シーク後に記録・再生が可
能になるまでの時間）を１．５ミリ秒とし、回転待ち時
間は最悪時の１回転とした。コンテンツの転送速度はＭ
ＰＥＧ２を想定して毎秒６メガビットとした。また、簡
単のため、シーク時間はシーク距離の平方根に比例する
ものとし、ミスシークはないものとした。領域数はゾー
ン数と同じとし、最悪応答時間を抑えるために２とし
た。さらにディスクコントローラ、及びドライブ−ホス
ト間のインターフェイスにかかるオーバーヘッド時間は
０として計算した。また記録の要求に対しては直ちにそ
の時点で処理中の領域から記録を開始することとして、
バッファ量を算出した。

【００４３】図８に必要バッファ容量に関する関する計
算結果を、図９に最悪応答時間に関する計算結果を示
す。共に、横軸には同時に処理するコンテンツ数を示
す。図中、８０１，９０１は非分割領域格納方式の場合
を、８０２，９０２は従来の分割領域格納方式の場合を
示し、８０３，９０３は本発明の場合を示す。コンテン
ツ数が少ない場合には、必要バッファ容量、最悪応答時
間ともに本発明と従来技術との差は少ない。これは、少
ないコンテンツ数の時は両者ともドライブの転送速度と
コンテンツを全て併せた転送速度との間に大きな差があ
るので、バッファサイズ及び最悪応答時間を最小にする
よう設計すると、両者の間で差がないシークと回転待ち
にほとんどの時間を費やす形になるからである。一方、
コンテンツ数が多い場合には、必要バッファ容量、最悪
応答時間とも８０３及び９０３で示される本発明の方が
８０１，８０２，９０１，９０２で示される従来技術よ
りもはるかに小さく、性能が良くなっている。この差は
最大コンテンツ数がディスク転送速度の最小値で決まる
のと、平均値で決まるのとの差を反映したものである。
従って、本発明はＺＣＡＶフォーマットディスクの場
合、全般的に従来の分割領域格納方式よりも性能が向上
する。

【００４４】なお、ここでは一例として磁気ディスクド
ライブの場合について説明したが、光ディスク（光磁気
ディスク、相変化ディスクを含む）などの情報記憶装置
についても同様にして本発明により性能を向上させる事
ができる。また、単一の情報記憶メディアだけではな
く、転送速度が異なる複数の情報記憶メディアに同時に
情報を記録・再生するシステムの場合（例えば複数の情
報記憶メディアがネットワークを介してつながっている
ような分散システムの場合）にも本発明を適用、実施す
ることができる。

【００４５】その一つの例として、互いに転送速度が異
なる４種類の磁気ディスク装置を用いた場合の例を図１
０に示す。４種類の磁気ディスク装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
は、ディスクコントローラ装置１００２に接続されてい
る。データ記録時には、ケーブル１００３を介して外部
の装置から送られてきた記録すべきデータがディスクコ
ントローラ装置１００２で各磁気ディスク装置用に分割
され、それぞれの装置にケーブル１００４を介して送ら
れる。また、データ再生時には各磁気ディスク装置から
ケーブル１００４を介して読み出されたデータがディス
クコントローラ装置１００２で連結、合成され、１本の
データコンテンツとしてケーブル１００３に送り出され
る。すなわち、各磁気ディスク装置へのデータの分割、
合成をディスクコントローラ装置１００２で制御する。
なお、４種類の磁気ディスク装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの転送
速度の比はａ：ｂ：ｃ：ｄであり、簡単のため、各磁気
ディスク装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ内での転送速度は一定であ
るとする。

【００４６】図１１に、ディスクコントローラ装置１０
０２でのデータ分割方式を示す。図１（ｂ）と同様、各
磁気ディスク装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに転送速度に比例した
データのブロックサイズを割り当てる。すなわち、ここ
では磁気ディスク装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ用のデータのブロ
ックサイズの比をａ：ｂ：ｃ：ｄとしている。ブロック
を割り当てる順番に関しては磁気ディスク装置内で連続
したセクタに記録する場合にはヘッドのシークに要する
時間を考慮する必要がないため、図１の場合とは違い適
当な順番で構わない。できるだけ各磁気ディスク装置で
の回転待ち等のオーバーヘッド時間が短くなるように順
番を割り当てるのがよい。この例では、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ
→Ａ→Ｂ→…として示している。

【００４７】図１２には、データ再生時におけるディス
クコントローラ装置１００２での各磁気ディスク装置
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからのデータ再生、及びバッファ内デー
タ量に関するタイムチャートを示す。この例では、ディ
スクコントローラ装置と各磁気ディスク装置Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄとが共通のケーブル１００４で接続されているの
で、各磁気ディスク装置から読み出されたデータは順番
にディスクコントローラ装置１００２に送られ、ディス
クコントローラ装置内部のバッファに一旦蓄積される。
ディスクコントローラ装置１００２はバッファ内のデー
タを連結、合成してケーブル１００３に転送速度が一定
なるようにデータを送り出す。すなわち、図７の場合と
同様に、各磁気ディスク装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの転送速度
の違いをディスクコントローラ装置内のバッファにて調
整し、ディスクコントローラの外側では一定の転送速度
を保っている。記録時には、ディスクコントローラ装置
１００２でこのフローと全く逆のフローを行う。

【００４８】なお、この例では全ての情報記憶装置が磁
気ディスク装置であるとしたが、例えばこの中の何台
か、もしくは全てが光ディスク装置のような他の情報記
憶装置であっても構わない。また、各磁気ディスク装置
内の転送速度は一定であるとしたが、ＺＣＡＶ方式を採
用した転送速度が一定でない装置が含まれていても構わ
ない。この場合には、１台の中で転送速度が異なる領域
毎に違う磁気ディスク装置としてデータ分割を行えばよ
い。この場合には、ディスク内でのヘッドの移動時間を
考慮してブロックを割り当てる順番を決定する方がよ
い。

【００４９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
同時に扱えるコンテンツ数が従来の領域分割格納方式よ
りも最大５０％程度増大するとともに、記憶容量を最大
限に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンテンツのブロック分割方法を示す図。

【図２】コンテンツブロック格納方式を示す図。

【図３】ＺＣＡＶフォーマットディスク上にコンテンツ
ブロックが格納されている例を示す図。

【図４】ＺＣＡＶフォーマットディスク上にコンテンツ
ブロックが格納されている他の例を示す図。

【図５】ＣＡＶフォーマットディスクで従来の分割領域
格納方式での複数コンテンツ再生時のディスク動作状況
を示すタイムチャート及びその時のバッファ内情報量の
推移を示す図。

【図６】ＺＣＡＶフォーマットディスクで従来の分割領
域格納方式での複数コンテンツ再生時のディスク動作状
況を示すタイムチャート及びその時の再生時のバッファ
内情報量の推移を示す図。

【図７】本発明での複数コンテンツ再生時のディスク動
作状況を示すタイムチャート及びその時の再生時のバッ
ファ内情報量の推移を示す図。

【図８】必要バッファ容量に関して本発明と従来例を比
較した図。

【図９】最悪応答時間に関して本発明と従来例を比較し
た図。

【図１０】転送速度が異なる複数の磁気ディスク装置を
用いた場合の例を示す図。

【図１１】ディスクコントローラ装置でのデータ分割方
式を示す図。

【図１２】各磁気ディスク装置からのデータ再生及びバ
ッファ内データ量に関するタイムチャートを示す図。

【符号の説明】

１０１…コンテンツ、１０２…コンテンツブロック（一
定サイズ分割）、１０３…コンテンツブロック（サイズ
可変）、２００…領域、２０３…ゾーン、２１２…セク
タ、３０１…ディスク、３０２…セクタ、３０３…外周
領域、３０４…中周領域、３０５…内周領域、３０６…
コンテンツブロック、４０１…ディスク、４０２…セク
タ、４０３…外周領域、４０４…中周領域、４０５…内
周領域、４０６…コンテンツブロック、５０１…領域、
５０４…コンテンツＡ用ブロック再生処理時間、５０５
…コンテンツＢ用ブロック再生処理時間、５０６…シー
ク及び回転待ち時間、５０９…コンテンツＢ再生応答時
間、５１０…コンテンツＢ先頭ブロック格納位置、５１
３…ディスク転送速度、５１４…コンテンツ転送速度、
６０１…領域、６０４…コンテンツＡ用ブロック再生処
理時間、６０５…コンテンツＢ用ブロック再生処理時
間、６０６…シーク及び回転待ち時間、６０７…無駄時
間、６１０…ディスク転送速度、６１１…コンテンツ転
送速度、７０１…領域、７０４…コンテンツＡ用ブロッ
ク再生処理時間、７０５…コンテンツＢ用ブロック再生
処理時間、７０６…シーク及び回転待ち時間、１００２
…ディスクコントローラ装置、１００３…ケーブル、１
００４…ケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転送速度を異にする複数のゾーンが設け
られたＺＣＡＶフォーマットを有し、所定の速度で連続
して転送する必要のある情報を複数のブロックに分割し
て前記複数のゾーンに格納した情報記録媒体において、
前記各ブロックはそのブロックが格納されたゾーンの転
送速度に応じて記録再生に要する時間が略一定になるよ
うなブロックサイズを有することを特徴とする情報記録
媒体。
【請求項２】１又は所定数の連続する前記ゾーンから
なる領域が複数設定され、前記複数のブロックは隣接す
る前記領域に時系列の順で１つずつ格納され、最外周の
領域及び最内周の領域のみには時系列的に連続する２つ
のブロックが格納されていることを特徴とする請求項１
記載の情報記録媒体。
【請求項３】前記情報は動画情報又は音声情報である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の情報記録媒体。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の情報記録媒体
を備えることを特徴とする情報記憶装置。
【請求項５】転送速度を異にする複数のゾーンが設け
られたＺＣＡＶフォーマットを有する情報記録媒体に、
所定の速度で連続して転送する必要のある時系列情報を
複数のブロックに分割して格納する情報格納方法におい
て、前記複数のゾーンを１又は所定数の連続する前記ゾ
ーンからなる複数の領域に分け、前記各ブロックのブロ
ックサイズをそのブロックが格納されるゾーンの転送速
度に応じて記録再生に要する時間が略一定になるような
サイズにして格納することを特徴とする情報格納方法。
【請求項６】前記各ブロックは内周側あるいは外周側
に１領域ずつずらしながら時系列順に格納し、最内周領
域あるいは最外周領域に到達したら、その領域に２ブロ
ック格納した後、逆方向に１領域ずつずらしながら格納
することを特徴とする請求項５記載の情報格納方法。
【請求項７】前記領域の数Ｎ、ｉ番目の領域Ｒ(ｉ)で
のブロックサイズＢ(ｉ)、領域Ｒ(ｉ)での転送速度Ｘ
(ｉ)、領域Ｒ(ｉ)で所定のブロックを記録又は再生して
から次のブロックを記録又は再生するまでに要する時間
Ｓ(ｉ)、同時に記録・再生する前記情報の最大数Ｍ、及
び前記情報の必要転送速度Ｃが次式の関係を満たすこと
を特徴とする請求項５又は６記載の情報格納方法。【数１】
【請求項８】前記転送速度及びブロックサイズの相違
をバッファーによって吸収することを特徴とする請求項
７記載の情報格納方法。
【請求項９】請求項１、２又は３に記載の情報記録媒
体の記録再生方法において、情報を記録又は再生中に新
たに他の情報の再生要求があった場合には、再生要求情
報の最初のブロックと、記録又は再生中の情報のブロッ
クが同じ領域に格納されており、かつその次の領域の移
動方向が一致する時点まで前記他の情報の再生開始を待
たせ、その後同じ領域内に格納されている複数の情報の
ブロックを記録又は再生したら領域を移動する動作を繰
り返すことを特徴とする記録再生方法。
【請求項１０】情報を記録又は再生中に別の情報の記
録要求が発生した場合には、記録又は再生中の情報のブ
ロックと同じ領域から記録要求情報のブロックの記録を
開始し、その後同じ領域に格納されている複数の情報の
ブロックを記録又は再生したら領域を移動する動作を繰
り返すことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項記
載の情報格納方法。
【請求項１１】情報を記録又は再生中に別の情報の記
録要求が発生した場合には、記録又は再生の要求を発し
ているシステムから指定された領域における前記記録又
は再生中情報の処理が到達するまで待機し、その後同じ
領域に格納されている複数の情報のブロックを記録又は
再生したら領域を移動する動作を繰り返すことを特徴と
する請求項５〜８のいずれか１項記載の情報格納方法。
【請求項１２】前記情報は動画情報又は音声情報であ
ることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１項記載
の方法。