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公開番号2025082024
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-28
出願番号2023195216
出願日2023-11-16
発明の名称磁気ディスク装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G11B 5/09 20060101AFI20250521BHJP(情報記憶)
要約【課題】メディアキャッシュ領域へのライト処理に要する時間を短縮することのできる磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】磁気ディスク装置は、ディスクDKと、ヘッドHDと、揮発性のバッファメモリ90と、不揮発性メモリ80と、主電源5と、制御部と、を備える。上記制御部は、ライト処理部61aと、管理部62と、データ保護処理部63と、カウンタ64と、判断部65と、を有している。判断部65が、メディアキャッシュ領域Mの複数のトラックの複数のカウント値のうち最大値と最小値との差分が閾値に達したと判断した際、管理部62は、上記複数のトラックのうちカウント値が最大値となったトラックのライトデータの元データであるバッファメモリ90のライトデータを保護対象に戻す。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
記録層に、半径方向に連続する複数のトラックを含むメディアキャッシュ領域を有するディスクと、
前記ディスクの前記記録層に対してデータをライトし、前記記録層からデータをリードするヘッドと、
ライトコマンドと前記ライトコマンドに対応するユーザデータとを含むライトデータがライトされる揮発性のバッファメモリと、
不揮発性メモリと、
主電源と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記記録層へのデータのライト処理を制御するライト処理部と、
前記バッファメモリにライトされている前記ライトデータのうち、前記メディアキャッシュ領域にライトされる前のライトデータを保護対象に含め、前記メディアキャッシュ領域にライトされた後のライトデータを前記保護対象から外す管理部と、
前記主電源が喪失した際に前記管理部が前記保護対象として管理している前記ライトデータを前記不揮発性メモリに退避させるデータ保護処理部と、
前記メディアキャッシュ領域の各々の前記トラックのカウント値を個別にカウントアップ可能なカウンタであって、前記メディアキャッシュ領域にライトデータがライトされる毎に前記ライトデータがライトされたトラックに隣接するトラックの前記カウント値をカウントアップ可能である、前記カウンタと、
前記メディアキャッシュ領域の前記複数のトラックの複数のカウント値のうち最大値と最小値との差分が閾値に達したかどうか判断する判断部と、を有し、
前記判断部が、前記差分が前記閾値に達したと判断した際、
前記管理部は、前記複数のトラックのうち前記カウント値が前記最大値となったトラックのライトデータの元データである前記バッファメモリの前記ライトデータを前記保護対象に戻す、
磁気ディスク装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記判断部が、前記差分が前記閾値に達したと判断した際、
前記カウンタは、前記カウント値が前記最大値となった前記トラックの前記カウント値を初期値にリセットし、
前記ライト処理部は、前記カウント値が前記最大値となった前記トラックをオーバーライトが可能な空きトラックと見做す、
請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記バッファメモリにライトされている前記ライトデータを並べ替えるリオーダリング処理を行うライトデータ選択処理部をさらに有し、
前記ライト処理部は、前記ライトデータ選択処理部が選択したライトデータを前記メディアキャッシュ領域にライトする、
請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記管理部が前記保護対象を更新する毎に、
前記ライトデータ選択処理部は前記リオーダリング処理を行う、
請求項３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記制御部は、ライトデータ統合処理部をさらに有し、
前記判断部が、前記差分が前記閾値に達したと判断した際、
前記ライトデータ統合処理部は、前記ライトデータ選択処理部が次に選択する先頭のライトデータと前記元データである前記ライトデータとを統合した統合ライトデータを生成し、
前記ライト処理部は、前記ライトデータ選択処理部が選択した先頭のライトデータを含む前記統合ライトデータを前記メディアキャッシュ領域にライトする、
請求項３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記管理部が前記ライトデータを前記保護対象に含めた際に、前記保護対象の前記ライトデータの前記ライトコマンドの実行が完了したことを示すステータスを報告するコマンド応答処理部をさらに有する、
請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記ディスクは、前記記録層にユーザデータ領域をさらに有し、
前記制御部は、
前記バッファメモリにライトされている前記ライトデータの複数のライトコマンドを並べ替えるリオーダリング処理を行うコマンド選択処理部と、
前記コマンド選択処理部が選択したライトコマンドを実行するコマンド実行部と、をさらに有し、
前記バッファメモリにライトされているライトデータは、第１ライトコマンドと前記第１ライトコマンドに対応する第１ユーザデータとを含む第１ライトデータを含み、
前記バッファメモリからリードした前記第１ライトデータが前記メディアキャッシュ領域にライトされた後、
前記コマンド実行部は、前記コマンド選択処理部が選択した前記第１ライトコマンドを実行し、
前記ライト処理部は、
前記バッファメモリからリードした前記第１ユーザデータを前記ユーザデータ領域にライトし、
続いて、前記メディアキャッシュ領域のうち前記第１ライトデータが残っている領域をオーバーライトが可能な空き領域とみなし、
前記管理部は、前記バッファメモリのうち前記第１ライトデータが残っている領域をオーバーライトが可能な空き領域と見做す、
請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記ライト処理部が、前記メディアキャッシュ領域のうち前記第１ライトデータが残っているトラックの全域を前記空き領域と見做した際、
前記カウンタは、前記第１ライトデータが残っている前記トラックの前記カウント値を初期値にリセットする、
請求項７に記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記メディアキャッシュ領域の前記各々のトラックは、前記ライトデータがライトされていない空きトラック、前記ライトデータがライトされかつオーバーライトが許可されている前記空きトラック、又は前記ライトデータがライトされかつオーバーライトが禁止されている有効トラックであり、
前記カウンタは、前記カウント値のカウントアップを行う対象に前記有効トラックを含め、前記カウント値のカウントアップを行う対象から前記空きトラックを外す、
請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記バッファメモリに前記ライトデータがライトされた後の任意のタイミングにおいて、前記管理部が前記保護対象に含めるライトデータは、前記不揮発性メモリに退避させることが可能な範囲内にある、
請求項１に記載の磁気ディスク装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気ディスク装置に関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置として、ディスクの半径方向に間隔に置いて複数のトラックをライトする通常記録（Conventional Magnetic Recording:ＣＭＲ）型式（又は、従来記録型式）の磁気ディスク装置、ディスクの半径方向に複数のトラックを重ね書きする瓦記録（Shingled write Magnetic Recording：ＳＭＲ、又はShingled Write Recording：ＳＷＲ）型式の磁気ディスク装置、及び通常記録型式及び瓦記録型式を選択して実行するハイブリッド記録型式の磁気ディスク装置が知られている。
【０００３】
ディスクは、メディアキャッシュ領域を有している。磁気ディスク装置がホスト装置から受領したライトデータは、一時的にメディアキャッシュ領域にライトされる。
ディスクのトラックにデータをライトした際に隣接トラックに及ぶ悪影響として、ＡＴＩ（Adjacent Track Interference：隣接トラック干渉）が知られている。ＡＴＩの悪影響の大きいトラックのデータをリードすることは困難となる。そこで、データのリードが困難になる前に、トラックのデータをリードし、上記トラックに上記データをリライトし、トラックのデータを復旧するリフレッシュ処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許第１０６５０８４５号明細書
米国特許第１１１８８２５２号明細書
米国特許第１０７６１７７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本実施形態は、メディアキャッシュ領域へのライト処理に要する時間を短縮することのできる磁気ディスク装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係る磁気ディスク装置は、
記録層に、半径方向に連続する複数のトラックを含むメディアキャッシュ領域を有するディスクと、前記ディスクの前記記録層に対してデータをライトし、前記記録層からデータをリードするヘッドと、ライトコマンドと前記ライトコマンドに対応するユーザデータとを含むライトデータがライトされる揮発性のバッファメモリと、不揮発性メモリと、主電源と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記記録層へのデータのライト処理を制御するライト処理部と、前記バッファメモリにライトされている前記ライトデータのうち、前記メディアキャッシュ領域にライトされる前のライトデータを保護対象に含め、前記メディアキャッシュ領域にライトされた後のライトデータを前記保護対象から外す管理部と、前記主電源が喪失した際に前記管理部が前記保護対象として管理している前記ライトデータを前記不揮発性メモリに退避させるデータ保護処理部と、前記メディアキャッシュ領域の各々の前記トラックのカウント値を個別にカウントアップ可能なカウンタであって、前記メディアキャッシュ領域にライトデータがライトされる毎に前記ライトデータがライトされたトラックに隣接するトラックの前記カウント値をカウントアップ可能である、前記カウンタと、前記メディアキャッシュ領域の前記複数のトラックの複数のカウント値のうち最大値と最小値との差分が閾値に達したかどうか判断する判断部と、を有し、前記判断部が、前記差分が前記閾値に達したと判断した際、前記管理部は、前記複数のトラックのうち前記カウント値が前記最大値となったトラックのライトデータの元データである前記バッファメモリの前記ライトデータを前記保護対象に戻す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。
図２は、上記磁気ディスク装置の一部を示す斜視図であり、複数枚のディスク及び複数のヘッドを示す図である。
図３は、上記実施形態に係る１枚のディスクの複数のサーボ領域及び複数のデータ領域の配置の一例を示す概略図である。
図４は、図３に示したディスクの瓦記録処理が行われるユーザデータ領域の３つのトラックと、ライトヘッドと、を示す模式図である。
図５は、図３に示したディスクの通常記録処理が行われるメディアキャッシュ領域の３つのトラックと、ライトヘッドと、を示す模式図である。
図６は、図３に示したディスクを示す拡大平面図であり、４つのメディアキャッシュ領域及び４つのユーザデータ領域等を示す図である。
図７は、図６に示したディスクを示す平面図であり、一のメディアキャッシュ領域の複数のトラックを拡大して示す図である。
図８は、図７に示したディスクを示す平面図であり、ライトデータ１、ライトデータ２、及びライトデータ３を順に受領した場合、リオーダリングせず、ライトデータ１、ライトデータ２、及びライトデータ３を順にライトする例を説明するための図である。
図９は、図７に示したディスクを示す平面図であり、ライトデータ１、ライトデータ２、及びライトデータ３を順に受領した場合、リオーダリングし、ライトデータ１、ライトデータ３、及びライトデータ２を順にライトする例を説明するための図である。
図１０は、図１に示した管理テーブルの一部を示す図であり、第１記録層のメディアキャッシュ領域の複数のカウント値等を示す図である。
図１１は、図１０に示した管理テーブルのうち一のメディアキャッシュ領域の複数のカウント値等を示す図であり、差分が閾値に達したかどうか判断すること無しに、第４トラックにライトデータが連続してライトされた結果を反映した図である。
図１２は、図１０に示した管理テーブルのうち一のメディアキャッシュ領域の複数のカウント値等を示す図であり、第４トラックにライトデータがライトされた結果を反映した図である。
図１３は、図１２に示した管理テーブルの状態から時間が経過した後の状態を示す図であり、第４トラックにライトデータがライトされた結果までを反映した図である。
図１４は、図１３に示した管理テーブルの状態から時間が経過し、第５トラックのライトデータの元データを保護対象に戻した後に第５トラックを空きトラックと見做したことを反映した図である。
図１５は、図１４に示した管理テーブルの状態から時間が経過し、第７トラックのライトデータの元データをユーザデータ領域にライトした後に第７トラックを空きトラックと見做したことを反映した図である。
図１６は、図１５と異なる例を示す図であり、図１４に示した管理テーブルの状態から時間が経過し、ガーベージコレクションにより第７トラックのライトデータの元データを用いて生成された統合ライトデータを第３トラックにライトした後に第７トラックを空きトラックと見做したことを反映した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（一実施形態）
以下、図面を参照しながら一実施形態に係る磁気ディスク装置１について説明する。図１は、本実施形態に係る磁気ディスク装置１の構成を示すブロック図である。本実施形態において、磁気ディスク装置１は、通常記録型式及び瓦記録型式を選択して実行するハイブリッド記録型式の磁気ディスク装置である。但し後述する技術は、通常記録型式の磁気ディスク装置に適用してもよい。
【０００９】
図１に示すように、磁気ディスク装置１は、記録媒体としての複数、例えば、１～１０枚のディスク（磁気ディスク）ＤＫと、主電源５と、駆動モータとしてのスピンドルモータ（ＳＰＭ）１２と、ヘッドスタックアッセンブリ（以下、ＨＤＡと称する）１５と、ドライバＩＣ２０と、ヘッドアンプ集積回路（以下、ヘッドアンプＩＣ、又はプリアンプ）３０と、揮発性メモリ７０と、不揮発性メモリ８０と、バッファメモリ（バッファ）９０と、１チップの集積回路であるシステムコントローラ１３０とを備えている。また、磁気ディスク装置１は、ホスト装置（以下、単に、ホストと称する）１００と接続される。
【００１０】
各ディスクＤＫは、例えば、直径９７ｍｍ（３．８インチ）に形成され、その両面に記録層（磁気記録層）Ｙを有している。なお、本実施形態において、磁気ディスク装置１は、１～１１枚のディスクＤＫを備えているが、ディスクＤＫの枚数はこれに限られない。
（【００１１】以降は省略されています）

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