特開 2023-129930 磁気ディスク装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023129930

(43)【公開日】2023-09-20

(54)【発明の名称】磁気ディスク装置

(51)【国際特許分類】

   G11B 20/10 20060101AFI20230912BHJP

   G11B 5/09 20060101ALI20230912BHJP

   G11B 20/18 20060101ALI20230912BHJP

   G06F 3/06 20060101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

G11B20/10 C

G11B20/10 301Z

G11B5/09 311C

G11B5/09 361

G11B20/18 520A

G11B20/18 512A

G11B20/18 572F

G11B20/18 572B

G11B20/18 576C

G06F3/06 301K

G06F3/06 306K

G06F3/06 306B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022034296

(22)【出願日】2022-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】増山 秀和

(72)【発明者】

【氏名】吉田 紀

【テーマコード（参考）】

5D044

【Ｆターム（参考）】

5D044BC01

5D044CC04

5D044DE03

5D044DE37

5D044DE38

5D044DE48

5D044DE49

5D044DE62

5D044DE68

5D044DE96

5D044GK19

(57)【要約】

【課題】適切にシステム領域を設定できる磁気ディスク装置を提供すること。
【解決手段】磁気ディスク装置が有するメモリには、第１設定情報と、第２設定情報と、が格納される。第１設定情報は、磁気ディスクが有する複数の第１トラックのうちの欠陥検査に基づき不使用とされた第１トラックである第２トラックを示す。第２設定情報は、第２トラックと異なる１以上の第１トラックのうちから選択された第３トラックを示す。アクセス先がユーザ領域である場合、コントローラは、第２トラックおよび第３トラックをスリップさせながら、論理アドレス情報を物理アドレス情報に変換する。アクセス先がシステム領域である場合、コントローラは、複数の第１トラックのうちの第３トラック以外の全ての第１トラックをスリップさせながら、論理アドレス情報を物理アドレス情報に変換する。
【選択図】図１２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１トラックを有する磁気ディスクと、
磁気ヘッドと、
前記複数の第１トラックのうちの欠陥検査に基づき不使用とされた第１トラックである第２トラックを示す第１設定情報と、前記複数の第１トラックのうちの前記第２トラックと異なる１以上の第１トラックのうちから選択された第３トラックを示す第２設定情報と、が格納されるメモリと、
アクセス先がユーザ領域である場合、前記第１設定情報および前記第２設定情報に基づいて前記第２トラックおよび前記第３トラックをスリップさせながら、論理アドレス空間内の前記アクセス先を示す第１アドレス情報を前記磁気ディスク上の位置を示す第２アドレス情報に変換して、前記第２アドレス情報が示す位置に前記磁気ヘッドを移動させて前記磁気ディスクにアクセスし、
アクセス先がシステム領域である場合、前記第２設定情報に基づいて前記複数の第１トラックのうちの前記第３トラック以外の全ての第１トラックをスリップさせながら、論理アドレス空間内の前記アクセス先を示す第３アドレス情報を前記磁気ディスク上の位置を示す第４アドレス情報に変換して、前記第４アドレス情報が示す位置に前記磁気ヘッドを移動させて前記磁気ディスクにアクセスする、
コントローラと、
を備える磁気ディスク装置。

【請求項2】

前記コントローラは、エラーが発生した場合、前記システム領域に前記エラーに関するログをライトするアクセスを実行する、
請求項１に記載の磁気ディスク装置。

【請求項3】

前記複数の第１トラックは前記第３トラックと異なる第４トラックを有し、
前記メモリは、第３設定情報がさらに格納され、
前記コントローラは、
前記第３トラックに使用が困難な第１領域が生じた場合、前記第３トラック内の前記第１領域を示す第５アドレス情報を、前記第４トラック内の第２領域を示す第６アドレス情報と対応付けて前記第３設定情報に記録し、
前記第４アドレス情報が前記第５アドレス情報に該当する場合、前記第６アドレス情報が示す前記第２領域に前記磁気ヘッドを移動させて前記磁気ディスクにアクセスする、
請求項１または請求項２に記載の磁気ディスク装置。

【請求項4】

磁気ディスクと、
磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを用いて前記磁気ディスクへのアクセスを制御するコントローラと、
を備え、
前記磁気ディスクは、ユーザ領域と、径方向に離間した複数のシステム領域と、を有する、
磁気ディスク装置。

【請求項5】

前記複数のシステム領域は、前記磁気ディスクの記録面のうちの欠陥検査に合格した領域内に設定されている、
請求項４に記載の磁気ディスク装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、磁気ディスク装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の磁気ディスク装置においては、磁気ディスクの外周側の所定数のトラックがシステム領域として設定されることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－３２３４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の磁気ディスク装置には、システム領域の設定に関して改良の余地がある。

【0005】

一つの実施形態は、適切にシステム領域を設定できる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、磁気ヘッドと、メモリと、コントローラと、を備える。磁気ディスクは複数の第１トラックを有する。メモリは、第１設定情報と、第２設定情報と、が格納される。第１設定情報は、複数の第１トラックのうちの欠陥検査に基づき不使用とされた第１トラックである第２トラックを示す。第２設定情報は、複数の第１トラックのうちの第２トラックと異なる１以上の第１トラックのうちから選択された第３トラックを示す。アクセス先がユーザ領域である場合、コントローラは、第１設定情報および第２設定情報に基づいて第２トラックおよび第３トラックをスリップさせながら、論理アドレス空間内のアクセス先を示す第１アドレス情報を磁気ディスク上の位置を示す第２アドレス情報に変換して、第２アドレス情報が示す位置に磁気ヘッドを移動させて磁気ディスクにアクセスする。アクセス先がシステム領域である場合、コントローラは、第２設定情報に基づいて複数の第１トラックのうちの第３トラック以外の全ての第１トラックをスリップさせながら、論理アドレス空間内のアクセス先を示す第３アドレス情報を磁気ディスク上の位置を示す第４アドレス情報に変換して、第４アドレス情報が示す位置に磁気ヘッドを移動させて磁気ディスクにアクセスする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】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】図２は、実施形態の磁気ディスク装置が有する論理アドレス空間を説明するための模式的な図である。

【図3】図３は、実施形態の各磁気ディスクの構成の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態の磁気ディスクの各記録面に設定された各種領域を説明するための図である。

【図5】図５は、実施形態のトラックスリップ領域情報のデータ構造の一例を示す図である。

【図6】図６は、実施形態の磁気ディスク装置のトラックフォーマットの一例を示す図である。

【図7】図７は、アクセス先はユーザ領域である場合の実施形態のトラックスリップ領域情報の使用方法を説明するための図である。

【図8】図８は、アクセス先はシステム領域である場合の実施形態のトラックスリップ領域情報の使用方法を説明するための図である。

【図9】図９は、トラックスリップ領域情報を設定する実施形態の磁気ディスク装置の動作の一例を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態の磁気ディスク装置の、ホストからのアクセスコマンドに応じた動作の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、実施形態の磁気ディスク装置の、システム領域にアクセスする動作の一例を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、実施形態の磁気ディスク装置の、ＬＢＡをＣＨＳに変換する動作の一例を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、実施形態の磁気ディスク装置が実行する交代処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に添付図面を参照して、実施形態の磁気ディスク装置を詳細に説明する。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。磁気ディスク装置１は、ホスト２に接続可能である。磁気ディスク装置１とホスト２との間の通信路の規格は、特定の規格に限定されない。一例では、ＳＡＳ（Serial Attached SCSI）が磁気ディスク装置１とホスト２との間の通信路の規格として採用される。

【0010】

ホスト２は、例えばプロセッサ、パーソナルコンピュータ、またはサーバなどが該当する。磁気ディスク装置１は、ホスト２からアクセスコマンドを受信可能である。アクセスコマンドは、リードコマンドおよびライトコマンドを含む。

【0011】

磁気ディスク装置１は、１以上の磁気ディスク１０１を備える。ここでは一例として、磁気ディスク装置１は、２枚の磁気ディスク１０１を備える。２枚の磁気ディスク１０１は、不図示のスピンドルモータによって回転軸１０３を中心に一体的に回転せしめられる。

【0012】

それぞれの磁気ディスク１０１のおもて面および裏面には、データの記録が可能な記録面が形成されている。つまり、２枚の磁気ディスク１０１は、４つの記録面を有する。４つの記録面のそれぞれにアクセスするために、磁気ディスク装置１は、４つの記録面に対応する４つの磁気ヘッド１０２を備える。

【0013】

磁気ディスク装置１は、２つのアクチュエータアーム１０４を備える。２つのアクチュエータアーム１０４のうちの１つは、２枚の磁気ディスク１０１のうちの１枚のおもて面および裏面のそれぞれに対向するよう、２個の磁気ヘッド１０２を支持する。２つのアクチュエータアーム１０４のうちの他の１つは、２枚の磁気ディスク１０１のうちの他の１枚のおもて面および裏面のそれぞれに対向するよう、残りの２個の磁気ヘッド１０２を支持する。

【0014】

各磁気ヘッド１０２は、自身に対向する記録面に対し、アクセス、つまりデータのライトおよびデータのリード、を実行する。各磁気ヘッド１０２は、それに備わるライト素子を用いてデータのライトを行う。各磁気ヘッド１０２は、それに備わるリード素子を用いてデータのリードを行う。

【0015】

回転軸１０６は、回転軸１０３から離間した位置に設けられている。２つのアクチュエータアーム１０４は、ボイスコイルモータ１０５によって回転軸１０６を中心に所定範囲内で回転せしめられる。これによって、４個の磁気ヘッド１０２は、各記録面に対し径方向に相対移動される。

【0016】

なお、磁気ディスク装置１は、複数のボイスコイルモータ１０５と複数のアクチュエータアーム１０４とを備え、複数のアクチュエータアーム１０４のそれぞれは、複数のボイスコイルモータ１０５によってそれぞれ個別に制御可能に構成されてもよい。

【0017】

磁気ディスク装置１は、さらに、コントローラ２０を備える。コントローラ２０は、磁気ディスク装置１の筐体（不図示）に外部接続のために設けられている接続ピン等のインタフェースを介してホスト２と通信する。コントローラ２０は、ホスト２からのコマンドなどに応じて磁気ディスク装置１の各部を制御する。前述されたように、ホスト２からのコマンドは、ライトを要求するライトコマンド、およびリードを要求するリードコマンドを含む。

【0018】

コントローラ２０は、プリアンプ（Pre Amp）２１、ＲＤＣ（Read Write Channel）２２、ＨＤＣ（Hard Disk Controller）２３、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２４、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）２５、ＦＲＯＭ（Flash Read Only Memory）２６、およびＲＡＭ２７を有する。ＦＲＯＭ２６およびＲＡＭ２７は、実施形態のメモリの一例である。

【0019】

プリアンプ２１は、各磁気ヘッド１０２のリード素子によって対応する記録面からリードされた信号を増幅してＲＤＣ２２に供給する。また、プリアンプ２１は、ＲＤＣ２２から供給された信号を増幅して、ライト先の記録面に対向する磁気ヘッド１０２に供給する。

【0020】

ＲＤＣ２２は、ライト対象のデータを符号化して、符号化後のライト対象のデータをプリアンプ２１に供給する。また、ＲＤＣ２２は、記録面からリードされプリアンプ２１から供給された信号を復号化する。ＲＤＣ２２は、復号化後の信号をデジタルデータとしてＨＤＣ２３へ出力する。

【0021】

ＤＳＰ２４は、スピンドルモータおよびボイスコイルモータ１０５を制御することによって、シークおよびフォローイングなどの、各磁気ヘッド１０２の位置決め制御を行う。

【0022】

ＲＡＭ２７は、ＭＰＵ２５がワークメモリとして使用する領域を有する。例えば、ＲＡＭ２７には、ファームウェアプログラムおよび管理情報などがロードされ、ＭＰＵ２５は、ＲＡＭ２７にロードされたこれらの情報に基づいて磁気ディスク装置１の制御を実行する。

【0023】

ＲＡＭ２７は、さらに、ホスト２と各磁気ディスク１０１との間で転送されるデータなどが一時的に格納されるバッファメモリとしても機能し得る。例えば、ホスト２から受信されたデータは、ＲＡＭ２７を経由して何れかの磁気ディスク１０１にライトされる。また、２枚の磁気ディスク１０１からリードされたデータは、ＲＡＭ２７を経由してホスト２に出力される。

【0024】

ＲＡＭ２７は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、またはこれらの組み合わせによって構成され得る。

【0025】

ＨＤＣ２３は、ホスト２との通信を実行する。ＨＤＣ２３は、ＲＤＣ２２から受信したデータをＲＡＭ２７に格納する。そして、ＨＤＣ２３は、ＲＡＭ２７に格納された、ＲＤＣ２２からのデータを、ホスト２へ転送する。

【0026】

また、ＨＤＣ２３は、ホスト２からライトコマンドとともに受信したデータをＲＡＭ２７に格納する。そして、ＨＤＣ２３は、ＲＡＭ２７に格納された、ホスト２からのデータを、ＲＤＣ２２へ出力する。

【0027】

ＦＲＯＭ２６には、ファームウェアプログラムおよび管理情報が格納される不揮発性メモリである。

【0028】

実施形態では、管理情報として、トラックスリップ領域情報２６１および交代情報２６２とがＦＲＯＭ２６に格納される。これらの情報の詳細については後述される。

【0029】

ＭＰＵ２５は、ファームウェアプログラムを実行するプロセッサである。ＭＰＵ２５は、磁気ディスク装置１に起動時に、ファームウェアプログラムおよび管理情報をＦＲＯＭ２６からＲＡＭ２７にロードする。そして、ＭＰＵ２５は、ＲＡＭ２７にロードされたこれらの情報に基づいて磁気ディスク装置１の制御を実行する。磁気ディスク装置１のシャットダウン時には、ＲＡＭ２７内の管理情報をＦＲＯＭ２６にセーブすることによって、ＲＡＭ２７上で使用した管理情報を不揮発化する。

【0030】

なお、ファームウェアプログラムの一部または全部は、磁気ディスク１０１に格納されてもよい。

【0031】

ホスト２は、アクセスコマンドを用いて磁気ディスク装置１に対してデータのライトおよびデータのリードを指示する。これらのアクセスコマンドは、論理アドレス情報を含む。磁気ディスク装置１は、ホスト２に対して論理アドレス空間を提供し、ホスト２は、当該論理アドレス空間内の位置を論理アドレス情報を用いて指定する。

【0032】

図２は、実施形態の磁気ディスク装置１が有する論理アドレス空間を説明するための模式的な図である。

【0033】

図２に示されるように、磁気ディスク装置１は、論理アドレス空間２００によって自身が有する記憶領域を管理する。論理アドレス空間２００は、ユーザ領域にマッピングされた第１論理アドレス空間２１０と、システム領域にマッピングされた第２論理アドレス空間２２０と、を有する。

【0034】

ユーザ領域は、ホスト２からのデータ、つまりユーザデータ、が格納される領域である。システム領域は、磁気ディスク装置１が自身の制御のために使用されるデータ、つまりシステムデータ、が格納される領域である。システムデータは、例えば、ログを含む。

【0035】

磁気ディスク装置１は、第１論理アドレス空間２１０をホスト２に提供する。コントローラ２０は、ホスト２からアクセスコマンドを受信した場合、当該アクセスコマンドに含まれる論理アドレス情報は第１論理アドレス空間２１０内の位置を示すものと解釈して当該アクセスコマンドを処理する。

【0036】

また、コントローラ２０は、システム領域にアクセスする必要が生じた場合、第２論理アドレス空間２２０内の位置を示す論理アドレス情報を特定する。そして、コントローラ２０は、特定された論理アドレス情報は第２論理アドレス空間２２０内の位置を示すものと解釈して、特定された論理アドレス情報に対応付けられた位置にアクセスを行う。

【0037】

なお、第１論理アドレス空間２１０の論理アドレス情報の数値範囲と、第２論理アドレス空間２２０の論理アドレス情報の数値範囲とは、重複していてもよいし、重複していなくてもよい。ただし、コントローラ２０は、論理アドレス情報を解釈する際には、当該論理アドレス情報が、第１論理アドレス空間２１０内の位置を示すか、または第２論理アドレス空間２２０内の位置を示すか、を特定できることとする。

【0038】

例えば、コントローラ２０は、アクセスコマンドに含まれる論理アドレス情報は、第１論理アドレス空間２１０内の位置を示すと解釈する。また、コントローラ２０は、システムデータのライト／リードのために特定された論理アドレス情報は、第２論理アドレス空間２２０内の位置を示すと解釈する。

【0039】

論理アドレス情報は、例えばＬＢＡ（Logical Block Address）である。以降では、論理アドレス情報はＬＢＡであることとして説明する。

【0040】

図３は、実施形態の各磁気ディスク１０１の構成の一例を示す図である。

【0041】

各磁気ディスク１０１の両面には磁性層が設けられ、当該磁性層によって記録面が構成される。各記録面には、出荷前にサーボライタまたはセルフサーボライトなどによりサーボ情報がライトされる。サーボ情報は、例えばバーストパターンである。図３には、サーボ情報がライトされたサーボゾーンの配置の一例として放射状に配置されたサーボゾーン１０１ａが示されている。磁気ディスク１０１の径方向には同心円の複数のトラック１０１ｂが所定のピッチで設けられる。各トラック１０１ｂの周回上には、データが記録される多数のセクタが連続的に形成されている。

【0042】

各セクタの物理的な位置は、例えば、ＣＨＳ（Cylinder／Head／Sector）方式のアドレス情報で特定される。各セクタの物理的な位置を示すアドレス情報、つまり物理アドレス情報は、以降では、ＣＨＳと表記される。

【0043】

コントローラ２０は、各記録面に複数種類の領域を設定して、各種領域を使い分ける。図４は、実施形態の磁気ディスク１０１の各記録面に設定された各種領域を説明するための図である。

【0044】

複数のトラック１０１ｂが設けられた領域１２０のうちの、最内周側の１以上のトラック１０１ｂは、スペア領域１２１に設定される。動作中に、つまりエンドユーザが磁気ディスク装置１を使用中に、新たな欠陥の発生などによって使用が困難になったセクタが生じた場合、使用が困難になったセクタの替わりにスペア領域１２１内のセクタが使用される。セクタの使用が困難になるとは、当該セクタにライトされたデータのリードが困難であることをいう。このような、使用が困難になったセクタの替わりにスペア領域１２１内のセクタを使用する処理は、交代処理と表記される。また、スペア領域１２１内の各セクタは、スペアセクタと表記される。

【0045】

図１に示された交代情報２６２は、例えば、使用が困難になったセクタを示すＣＨＳと、当該使用が困難になったセクタの替わりに使用されるスペアセクタを示すＣＨＳと、の対のリストである。コントローラ２０は、アクセス先のセクタを示すＣＨＳを取得し、そして当該ＣＨＳにかかる対が交代情報２６２に記録されている場合には、交代情報２６２によって対応付けられているＣＨＳが示すスペアセクタにアクセス先を変更する。なお、交代情報２６２は、実施形態の第３設定情報の一例である。

【0046】

交代処理の最小単位はセクタでなくてもよい。例えば、複数セクタの単位で交代処理が行われてもよい。以降では、交代処理はセクタ単位で実行されることとして説明する。

【0047】

スペア領域１２１の位置は、必ずしも記録面の最内周側に限定されない。任意の位置の１以上のトラック１０１ｂがスペア領域１２１として固定的に設定される。

【0048】

図４に説明を戻す。
領域１２０には、径方向に離間した複数のシステム領域１２２が設けられる。各システム領域１２２は、１以上のトラック１０１ｂによって構成される。図４に示される例では、２つのシステム領域１２２－１，１２２－２が領域１２０に設けられている。

【0049】

磁気ディスク装置１の製造時には、欠陥検査が実行される。製造時の欠陥検査で特定された欠陥は、プライマリ欠陥と称される。製造時の欠陥検査の結果に基づき、いくつかのトラック１０１ｂは使用不可に設定され得る。使用不可の判定基準は任意である。一例では、リードが困難なセクタが１つでも含まれるトラック１０１ｂが使用不可に設定され、リードが困難なセクタを１つも含まないトラック１０１ｂは使用不可に設定されない。各システム領域１２２は、使用不可に設定されたトラック１０１ｂを除くトラック１０１ｂから選択された１以上のトラック１０１ｂによって構成される。つまり、各システム領域１２２は、製造時の欠陥検査を合格した１以上のトラック１０１ｂによって構成される。

【0050】

各システム領域１２２が設定される径方向の位置は、全ての記録面で共通していてもよいし、記録面毎に異なっていてもよい。各システム領域１２２は、製造時の欠陥検査の結果をうけて設定されるので、各システム領域１２２が設定される径方向の位置は、記録面毎に異なり得る。

【0051】

なお、前述されたように、運用中にシステム領域１２２に新規の欠陥の発生などによって使用が困難になったセクタが発生した場合、その使用が困難になったセクタの替わりにスペアセクタが使用される。このような、運用中に生じる欠陥は、セカンダリ欠陥、または後発欠陥などと称される。

【0052】

領域１２０のうちのスペア領域１２１およびシステム領域１２２を除いた符号１２３が付された領域は、ユーザ領域１２３である。ユーザ領域１２３に、セカンダリ欠陥の発生などによって使用が困難になったセクタが生じた場合、システム領域１２２の場合と同様、当該使用が困難になったセクタの替わりにスペアセクタが使用される。

【0053】

なお、図４に示される例では、径方向に離間した２つのシステム領域１２２が設けられた。１つの記録面に１つのシステム領域１２２が設けられてもよい。

【0054】

ユーザ領域１２３には、第１論理アドレス空間２１０がマッピングされ、システム領域１２２には第２論理アドレス空間２２０がマッピングされる。マッピングは、トラックスリップ領域情報２６１を使用して管理される。

【0055】

各記録面に設定された各トラック１０１ｂには、トラック番号が与えられる。そして、ＬＢＡの群は、トラック番号順に配列したセクタ群にリニアに対応付けられる。ただし、トラックスリップ領域情報２６１に基づき、いくつかのトラック１０１ｂは、対応付けの際にスリップされ得る。スリップとは、ＬＢＡの対応付けの対象外とされることである。つまり、ＬＢＡの群がトラック番号順に配列したセクタ群に対応付けられる際には、いくつかのトラック１０１ｂに含まれるセクタ群をスキップして対応付けられる。トラックスリップ領域情報２６１は、ＬＢＡの対応付けの対象外とされたトラック１０１ｂを特定するための情報である。

【0056】

図５は、実施形態のトラックスリップ領域情報２６１のデータ構造の一例を示す図である。

【0057】

図５に示されるように、実施形態によれば、トラックスリップ領域情報２６１は、第１設定情報２６１－１と、第２設定情報２６１－２と、を含む。

【0058】

第１設定情報２６１－１は、製造時の欠陥検査によって不使用に設定されたトラック１０１ｂを示す情報である。図５によれば、第１設定情報２６１－１は、一例として、スリップトラック番号とスリップ数とが記録されたデータ構造を有する。トラック番号が連続する１以上のトラック１０１ｂが使用不可である場合、当該１以上のトラック１０１ｂのトラック番号のうちの最も小さいトラック番号がスリップトラック番号として記録され、当該１以上のトラック１０１ｂに含まれるトラック１０１ｂの数がスリップ数として記録される。

【0059】

第２設定情報２６１－２は、システム領域１２２を構成する全トラック１０１ｂを示す情報である。第２設定情報２６１－２は、例えば、第１設定情報２６１－１と同様のデータ構造を有する。即ち、トラック番号が連続する１以上のトラック１０１ｂがシステム領域１２２に設定された場合、当該１以上のトラック１０１ｂのトラック番号のうちの最も小さいトラック番号がスリップトラック番号として記録され、当該１以上のトラック１０１ｂに含まれるトラック１０１ｂの数がスリップ数として記録される。

【0060】

よって、図４に示された例に従えば、システム領域１２２－１を構成する１以上のトラック１０１ｂのトラック番号のうちの最も小さいトラック番号がスリップトラック番号として記録され、システム領域１２２－１を構成するトラック１０１ｂの数がスリップ数として記録される。さらに、システム領域１２２－２を構成する１以上のトラック１０１ｂのトラック番号のうちの最も小さいトラック番号がスリップトラック番号として記録され、システム領域１２２－２を構成するトラック１０１ｂの数がスリップ数として記録される。

【0061】

このように、実施形態のトラックスリップ領域情報２６１は、製造時の欠陥検査の結果によって使用不可にされたトラック１０１ｂと、システム領域１２２に設定されたトラック１０１ｂと、を含む。つまり、実施形態のトラックスリップ領域情報２６１は、２種類の属性のトラック１０１ｂを示すと考えることができる。２種類の属性のうちの一は、製造時の欠陥検査の結果に基づいて使用不可にされたトラック１０１ｂであり、２種類の属性のうちの他は、システム領域１２２に設定されたトラック１０１ｂである。

【0062】

図６～図８を用いて、トラックスリップ領域情報２６１の使用方法を説明する。なお、図６～図８を用いた説明は、図５に示されたトラックスリップ領域情報２６１の例に従う。

【0063】

図６は、実施形態の磁気ディスク装置１のトラックフォーマットの一例を示す図である。本図には、磁気ディスク装置１が有する多数のトラック１０１ｂのトラック番号がトラック番号「０」から順番に描画されている。なお、本図に示されるトラック番号の群には、スペア領域１２１に設定されたトラック１０１ｂのトラック番号は含まれないものとする。以降では、トラック番号が「Ｘ」であるトラック１０１ｂがトラック＃Ｘと表記される場合がある。

【0064】

アクセス先がユーザ領域１２３である場合、コントローラ２０は、第１設定情報２６１－１が示すトラック１０１ｂおよび第２設定情報２６１－２が示すトラック１０１ｂをスリップしながら、アクセス先を示すＬＢＡをＣＨＳに変換する。

【0065】

図５に示された例によれば、第１設定情報２６１－１は、トラック＃０、トラック＃１、トラック＃１０～トラック＃１３、トラック＃２１、トラック＃３５、トラック＃３６、およびトラック＃５０～トラック＃５２を示す。第２設定情報２６１－２は、トラック＃４０～トラック＃４９、およびトラック＃６０～トラック＃６９を示す。

【0066】

よって、アクセス先がユーザ領域１２３である場合、図７に示されるように、ドットハッチングが施されている、トラック＃０、トラック＃１、トラック＃１０～トラック＃１３、トラック＃２１、トラック＃３５、トラック＃３６、およびトラック＃５０～トラック＃５２が、第１設定情報２６１－１に基づいてスリップされる。また、斜線ハッチングが施されている、トラック＃４０～トラック＃４９、およびトラック＃６０～トラック＃６９が、第２設定情報２６１－２に基づいてスリップされる。

【0067】

コントローラ２０は、ハッチングが施されていないトラック１０１ｂによって構成されたセクタ群に第１論理アドレス空間２１０のＬＢＡ群をリニアに対応付けたうえで、アクセス先を示すＬＢＡに対応するＣＨＳを特定する。

【0068】

即ち、コントローラ２０は、トラック＃２～トラック＃９、トラック＃１４～トラック＃２０、トラック＃２２～トラック＃３４、トラック＃３７～トラック＃３９、トラック＃５３～トラック＃５９、トラック＃７０～トラック＃８０によって構成されたトラック番号順に配列されたセクタ群に、第１論理アドレス空間２１０のＬＢＡ群をＬＢＡの数値順に対応付ける。そして、コントローラ２０は、この対応関係に基づき、アクセス先を示すＬＢＡに対応するＣＨＳを特定する。

【0069】

よって、コントローラ２０は、使用不可に設定されたトラック１０１ｂおよびシステム領域１２２に設定されたトラック１０１ｂを避けた領域、つまりユーザ領域１２３、へのアクセスが実現する。

【0070】

アクセス先がシステム領域１２２である場合、コントローラ２０は、第２設定情報２６１－２が示すトラック１０１ｂ以外の全てのトラック１０１ｂをスリップしながら、アクセス先を示すＬＢＡをＣＨＳに変換する。

【0071】

即ち、図８に示されるように、第２設定情報２６１－２に基づいて、斜線ハッチングが施されているトラック＃０～トラック＃３９、トラック＃５０～トラック＃５９、トラック＃７０～トラック＃８０がスリップされる。

【0072】

コントローラ２０は、トラック＃４０～トラック＃４９、およびトラック＃６０～トラック＃６９によって構成されたトラック番号順に配列されたセクタ群に、第２論理アドレス空間２２０のＬＢＡ群をＬＢＡの数値順に対応付ける。そして、コントローラ２０は、この対応関係に基づき、アクセス先を示すＬＢＡに対応するＣＨＳを特定する。

【0073】

よって、システム領域１２２へのアクセスが実現する。

【0074】

続いて、実施形態の磁気ディスク装置１の動作を説明する。磁気ディスク装置１は、製造時に、ファームウェアプログラムに従ってトラックスリップ領域情報２６１の設定を行う。

【0075】

図９は、トラックスリップ領域情報２６１を設定する実施形態の磁気ディスク装置１の動作の一例を示す図である。

【0076】

まず、コントローラ２０は、欠陥検査を実行する（Ｓ１０１）。そして、コントローラ２０は、欠陥検査に合格しなかったトラック１０１ｂを第１設定情報２６１－１に登録する（Ｓ１０２）。

【0077】

続いて、コントローラ２０は、欠陥検査に合格したトラック１０１ｂのうちから、システム領域１２２用のトラック１０１ｂを選択する（Ｓ１０３）。そして、コントローラ２０は、システム領域１２２用のトラック１０１ｂを第２設定情報２６１－２に登録する（Ｓ１０４）。そして、トラックスリップ領域情報２６１を設定する動作が終了する。

【0078】

なお、図９に示された動作によって、システム領域１２２が設定される。他の領域のうちのスペア領域１２１は任意に設定され得る。例えば、図９に示された一連の動作の前に、特定位置の所定数のトラック１０１ｂが固定的にスペア領域１２１として設定される。例えば図４に示された例では、最内周側の所定数のトラック１０１ｂがスペア領域１２１として設定され、システム領域１２２用のトラック１０１ｂは、欠陥検査に合格しなかったトラック１０１ｂだけでなくスペア領域１２１をも避けて設定され得る。

【0079】

なお、システム領域１２２用のトラックの第２設定情報２６１－２への登録は、製造者による指示に基づいて実行されてもよい。例えば、製造者は、所望の径方向位置をコンピュータ端末からコントローラ２０に指示する。コントローラ２０は、製造者から径方向位置の指示を受信した場合、指示された位置の近傍の１以上のトラック１０１ｂ（ただし欠陥検査に合格しなかったトラック１０１ｂを除く）を第２設定情報２６１－２に登録するよう、構成されてもよい。

【0080】

磁気ディスク装置１は、出荷後、エンドユーザによってホスト２に接続されて、ホスト２からのアクセスコマンドに応じて動作する。また、磁気ディスク装置１は、自身の制御のために、システムデータのライトおよびリードを実行する。

【0081】

図１０は、実施形態の磁気ディスク装置１の、ホスト２からのアクセスコマンドに応じた動作の一例を示すフローチャートである。

【0082】

コントローラ２０がホスト２からアクセスコマンドを受信すると（Ｓ２０１）、コントローラ２０は、当該アクセスコマンドに含まれるアクセス先を示すＬＢＡをＣＨＳに変換する（Ｓ２０２）。そして、コントローラ２０は、変換によって得られたＣＨＳが示すセクタはスペアセクタに交代するよう設定されているか否かを判定する（Ｓ２０３）。

【0083】

スペアセクタに交代されるよう設定されたセクタのＣＨＳは、スペアセクタのＣＨＳと対にされて交代情報２６２に記録されている。Ｓ２０３では、コントローラ２０は、交代情報２６２を参照することによって、変換によって得られたＣＨＳが示すセクタはスペアセクタに交代するよう設定されているか否かを判定する。

【0084】

変換によって得られたＣＨＳが示すセクタはスペアセクタに交代するよう設定されていない場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）、コントローラ２０は、変換によって得られたＣＨＳが示すセクタに磁気ヘッド１０２を移動させて、アクセスコマンドによって指示されたアクセスを実行する（Ｓ２０４）。

【0085】

ホスト２から受信したアクセスコマンドがライトコマンドである場合、コントローラ２０は、Ｓ２０４では、磁気ディスク１０１に対してデータのライトを行う。ホスト２から受信したアクセスコマンドがリードコマンドである場合、コントローラ２０は、Ｓ２０４では、磁気ディスク１０１に対してデータのリードを行う。

【0086】

変換によって得られたＣＨＳが示すセクタはスペアセクタに交代するよう設定されている場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、コントローラ２０は、交代情報２６２から当該スペアセクタを示すＣＨＳを取得する（Ｓ２０５）。そして、コントローラ２０は、取得されたＣＨＳが示すスペアセクタに磁気ヘッド１０２を移動させて、アクセスコマンドによって指示されたアクセスを実行する（Ｓ２０６）。

【0087】

Ｓ２０４またはＳ２０６の後、アクセスコマンドにアクセスコマンドに応じた動作が終了する。

【0088】

なお、図１０では、アクセスコマンドによって指定されたアクセス範囲が１セクタである場合について説明した。アクセスコマンドによって指定されたアクセス範囲が複数セクタである場合、コントローラ２０は、複数セクタのそれぞれに対してＳ２０２～Ｓ２０６の処理を実行する。

【0089】

図１１は、実施形態の磁気ディスク装置１の、システム領域１２２にアクセスする動作の一例を示すフローチャートである。ここでは一例としてエラーに関するログをシステム領域１２２にライトする動作を説明する。

【0090】

コントローラ２０は、エラーが発生したか否かを監視している（Ｓ３０１：Ｎｏ）。例えば、コントローラ２０は、ライトエラー、リードエラー、振動または衝撃の強度が所定のレベルを超えた、などをエラーとして検出する。

【0091】

エラーが発生した場合（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、コントローラ２０は、システム領域１２２におけるログのライト先のＬＢＡを特定する（Ｓ３０２）。ログのライト先のＬＢＡの特定方法は任意である。例えば、Ｓ３０２では、コントローラ２０は、前回にログをライトした位置に後続する位置のＬＢＡを、今回のログのライト先のＬＢＡとして特定する。

【0092】

そして、コントローラ２０は、特定されたＬＢＡをＣＨＳに変換する（Ｓ３０３）。そして、コントローラ２０は、変換によって得られたＣＨＳが示すセクタはスペアセクタに交代するよう設定されているか否かを判定する（Ｓ３０４）。Ｓ３０４の処理は、例えばＳ２０３の処理と同様の方法で実行される。

【0093】

変換によって得られたＣＨＳが示すセクタはスペアセクタに交代するよう設定されていない場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）、コントローラ２０は、変換によって得られたＣＨＳが示すセクタに磁気ヘッド１０２を移動させて、発生したエラーに関するログのライトを実行する（Ｓ３０５）。

【0094】

変換によって得られたＣＨＳが示すセクタはスペアセクタに交代するよう設定されている場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、コントローラ２０は、交代情報２６２から当該スペアセクタを示すＣＨＳを取得する（Ｓ３０６）。そして、コントローラ２０は、取得されたＣＨＳが示すスペアセクタに磁気ヘッド１０２を移動させて、発生したエラーに関するログのライトを実行する（Ｓ３０７）。

【0095】

Ｓ３０５またはＳ３０７の後、ログをシステム領域１２２にライトする動作が終了する。

【0096】

なお、図１１では、１セクタにログがライトされる場合について説明した。複数セクタのログがライトされる場合、コントローラ２０は、複数セクタのそれぞれに対してＳ３０２～Ｓ３０７の処理を実行する。

【0097】

図１２は、実施形態の磁気ディスク装置１の、ＬＢＡをＣＨＳに変換する動作の一例を示すフローチャートである。図１２に示される一連の動作は、図１０に示されたＳ２０２および図１１に示されたＳ３０３において実行される。

【0098】

コントローラ２０は、アクセス先はユーザ領域１２３であるか否かを判定する（Ｓ４０１）。

【0099】

アクセス先はユーザ領域１２３である場合（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、コントローラ２０は、第１設定情報２６１－１が示すトラック１０１ｂおよび第２設定情報２６１－２が示すトラック１０１ｂをスリップさせながらＬＢＡをＣＨＳに変換する（Ｓ４０２）。Ｓ４０２では、コントローラ２０は、図７を用いて説明された方法でアクセス先を示すＣＨＳを特定する。

【0100】

アクセス先はユーザ領域１２３ではない場合（Ｓ４０１：Ｎｏ）、即ちアクセス先はシステム領域１２２である場合、コントローラ２０は、第２設定情報２６１－２が示すトラック１０１ｂ以外の全てのトラック１０１ｂをスリップさせながらＬＢＡをＣＨＳに変換する（Ｓ４０３）。Ｓ４０３では、コントローラ２０は、図８を用いて説明された方法でアクセス先を示すＣＨＳを特定する。

【0101】

Ｓ４０２またはＳ４０３の後、ＬＢＡをＣＨＳに変換する動作が終了する。

【0102】

図１３は、実施形態の磁気ディスク装置１が実行する交代処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１３に示される一連の動作は、アクセス先のセクタがユーザ領域１２３に含まれるかシステム領域１２２に含まれるかに関係なく実行される。

【0103】

コントローラ２０は、何れかのセクタにアクセスした際に、アクセス先のセクタは使用が困難になったか否かを判定する（Ｓ５０１）。

【0104】

アクセス先のセクタは使用が困難になったか否かの判定方法は任意である。一例では、ＲＤＣ２２は、誤り訂正機能を備える。セクタからのデータのリードの際に、誤り訂正機能による誤り訂正に所定回以上連続して失敗した場合、コントローラ２０は、そのセクタは使用が困難になったと判定する。セカンダリ欠陥が生じたセクタは、Ｓ５０１の処理において、使用が困難になったセクタとして特定される。

【0105】

アクセス先のセクタは使用が困難になった場合（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）、コントローラ２０は、スペア領域１２１内のまだ交代処理に使用されていないスペアセクタを特定する（Ｓ５０２）。そして、コントローラ２０は、アクセス先のセクタを示すＣＨＳを、特定されたスペアセクタを示すＣＨＳと対にして交代情報２６２に記録する（Ｓ５０３）。そして、交代処理が終了する。

【0106】

なお、コントローラ２０は、Ｓ５０３の実行の際には、必要に応じ、アクセス先のセクタ内のデータを特定されたスペアセクタにコピーしてもよい。

【0107】

以上述べたように、実施形態によれば、欠陥検査に基づき不使用とされたトラック１０１ｂを示す第１設定情報２６１－１と、欠陥検査に基づき不使用とされたトラック１０１ｂと異なる１以上のトラック１０１ｂのうちから選択されたシステム領域１２２用のトラック１０１ｂを示す第２設定情報２６１－２と、がＦＲＯＭ２６に格納される。アクセス先がユーザ領域１２３である場合、コントローラ２０は、第１設定情報２６１－１が示すトラック１０１ｂおよび第２設定情報２６１－２が示すトラック１０１ｂをスリップさせながら、アクセス先を示すＬＢＡを、磁気ディスク１０１上の位置を示すＣＨＳに変換する。アクセス先がシステム領域１２２である場合、第２設定情報２６１－２に基づいて、第２設定情報２６１－２が示すトラック１０１ｂ以外の全てのトラック１０１ｂをスリップさせながら、アクセス先を示すＬＢＡを磁気ディスク１０１上の位置を示すＣＨＳに変換する。コントローラ２０は、変換によって得られたＣＨＳが示す位置に磁気ヘッド１０２を移動させて磁気ディスク１０１へのアクセスを実行する。

【0108】

つまり、第２設定情報２６１－２によって任意のトラック１０１ｂ（ただし欠陥検査に基づき不使用とされたトラック１０１ｂを除く）をシステム領域１２２として設定することが可能となる。

【0109】

一例では、図４に示されるように、径方向に離間した複数のシステム領域１２２を設定することが可能である。

【0110】

ここで、実施形態と比較される技術について説明する。実施形態と比較される技術は、比較例と表記される。比較例によれば、磁気ディスクの外周側の所定数のトラックがシステム領域として設定される。したがって、例えば磁気ヘッドが内周側に位置しているときにシステム領域へのアクセスの必要が生じた場合、磁気ヘッドを内周側から外周側まで移動させる必要がある。つまり、システム領域にアクセスするための磁気ヘッドの移動距離が長く、システム領域へのアクセスのために多くの時間が必要となる。

【0111】

これに対し、実施形態によれば、例えば径方向に離間した複数のシステム領域１２２を設定することが可能である。径方向に離間した複数のシステム領域１２２が設定されることで、比較例に比べ、システム領域１２２にアクセスするための磁気ヘッドの移動距離を短くでき、システム領域１２２へのアクセスのために要する時間を短縮できる。

【0112】

また、例えば、実施形態によれば、製造者が、エンドユーザによる使用の頻度が高い径方向位置を知っていれば、当該径方向位置の近くのトラック１０１ｂをシステム領域１２２に設定することができる。

【0113】

よって、アクセスコマンドの実行中に例えばエラーなどに関するログのライトなどシステム領域１２２へのアクセスの必要が生じたとしても、システム領域１２２にアクセスするための磁気ヘッドの移動距離を短くでき、システム領域１２２へのアクセスのために要する時間を短縮できる。

【0114】

このように、実施形態によれば、システム領域１２２へのアクセスに要する時間の抑制の点で、適切にシステム領域１２２の設定を行うことが可能である。

【0115】

また、比較例によれば、プライマリ欠陥を有する可能性があるトラックによってシステム領域が構成される。つまり、システム領域を構成する各トラックは、プライマリ欠陥を含み得る。よって、システム領域として必要な正味の容量に加えて余分な容量を加味した容量を有する１以上のトラックが、システム領域として設定される。

【0116】

これに対し、実施形態によれば、製造時の欠陥検査に合格したトラック１０１ｂのうちからシステム領域１２２が設定される。よって、システム領域１２２として必要な正味の容量を有する１以上のトラック１０１ｂのみによってシステム領域１２２が構成され得る。

【0117】

よって、実施形態によれば、比較例に比べ、より多くのトラック１０１ｂをユーザ領域１２３として使用することが可能である。

【0118】

このように、実施形態によれば、システム領域１２２として確保されるトラック１０１ｂの数の抑制の点でも、適切にシステム領域１２２の設定を行うことが可能である。

【0119】

また、実施形態によれば、コントローラ２０は、エラーが発生した場合、システム領域１２２にエラーに関するログをライトするアクセスを実行する。

【0120】

よって、エラーに関するログをライトするアクセスに要する時間が抑制される。

【0121】

なお、エラーに関するログをライトするアクセスは、システム領域１２２へのアクセスの一例である。システム領域１２２にライトされたりリードされたりするシステムデータは、製造者が任意に決め得る。

【0122】

なお、実施形態によれば、磁気ディスク１０１は、スペア領域１２１に設定された１以上のトラック１０１ｂを有する。コントローラ２０は、システム領域１２２にセカンダリ欠陥などによって使用が困難なセクタが生じた場合、当該使用が困難なセクタのＣＨＳをスペア領域１２１内のスペアセクタを示すＣＨＳと対応付けて交代情報２６２に記録する。そして、アクセス先のＬＢＡの変換によって得られたＣＨＳが交代情報２６２に記録されている場合、コントローラ２０は、交代情報２６２によって対応づけられたＣＨＳが示すスペアセクタに磁気ヘッド１０２を移動させて、磁気ディスク１０１にアクセスする。

【0123】

よって、システム領域１２２にセカンダリ欠陥などによって使用が困難なセクタが生じた場合であっても、システムデータのライトが可能な領域の容量を維持することが可能である。

【0124】

比較例によれば、セカンダリ欠陥の発生に備えて、システム領域にはシステムデータが多重化してライトされる場合がある。

【0125】

実施形態によれば、システム領域１２２にセカンダリ欠陥が発生したとしても、セカンダリ欠陥によって使用が困難になったセクタの替わりにスペアセクタが使用される。よって、システム領域１２２にシステムデータを多重化してライトする必要がなく、システム領域１２２に割く容量を抑制することが可能である。また、システムデータは多重化されないので、システムデータのライトに要する時間を抑制できる。

【0126】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この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。

【符号の説明】

【0127】

１ 磁気ディスク装置、２ ホスト、２０ コントローラ、２１ プリアンプ、２２ ＲＤＣ、２３ ＨＤＣ、２４ ＤＳＰ、２５ ＭＰＵ、２６ ＦＲＯＭ、２７ ＲＡＭ、１０１ 磁気ディスク、１０１ａ サーボゾーン、１０１ｂ トラック、１０２ 磁気ヘッド、１０３ 回転軸、１０４ アクチュエータアーム、１０５ ボイスコイルモータ、１０６ 回転軸、１２０ 領域、１２１ スペア領域、１２２，１２２－１，１２２－２ システム領域、１２３ ユーザ領域、２００ 論理アドレス空間、２１０ 第１論理アドレス空間、２２０ 第２論理アドレス空間、２６１ トラックスリップ領域情報、２６２ 交代情報。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】