JPH0312067A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はハードディスク、フレキシブルディスクなどの
磁気ディスク装置、特に、データベースのようなアクセ
ス頻度の高い使い方がされる大型の磁気ディスク装置に
関する。

〔従来の技術］ 従来の磁気ディスク装置では、第６図に示すように磁気
ヘッドを保持しシークさせる機構は一つのスピンドル当
り一つであった。第６図において、１はディスク媒体、
２はディスク媒体を駆動するスピンドルモータ、３は磁
気ヘッド、４は磁気ヘッドを支持するジンバル、５はシ
ーク機構を示している。このような磁気ディスク装置で
は、第７図に示すようにアクセス要求があった後、まず
目的のシリンダまでヘッドを移動（シーク）し、次に目
的のセクタがヘッドのところに来るまで待って、記録再
生を行う。この場合、記録再生したいセクタがヘッドの
下にくるまでの待ち時間はディスクの回転周期によって
決まり、回転周期がその最大値となる。したがって、こ
の回転待ち時間を短くするにはディスクの回転数を速く
しなければならない。また、シーク機構が一組だけであ
るので、たくさんのディスクアクセスが同一のディスク
に集中したときも一つずつ順番に読み書きしていかなけ
ればならない。

このような磁気ディスク装置であっても、磁気ディスク
装置の容量が小さく、コンピュータのプログラムファイ
ルとして用いられている間はそれほど不具合ではなかっ
た。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、近年磁気ディスクの大容量化が進み、ま
た磁気ディスクが各種のデータベースとして用いられる
ようになり、一つの磁気ディスク装置にアクセスが集中
することが多々見られるようになってきた。その場合、
同じ磁気ディスク装置をアクセスしようとしているタス
クを待たせておかなければならず、このことはオンライ
ン−トランザクション処理などにおいては、利用者の待
ち時間の増大をもたらす。

本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
、アクセス時間が短く、アクセスのスループットが大き
な磁気ディスク装置を提供するごとにある。

〔課題を解決するための手段］ 本発明の磁気ディスク装置は、複数の磁気ディスク装置
と、各磁気ディスク装置をシークする複数のシーク機構
とを備え、各シーク機構には記録再生回路、変復調回路
、制御回路を設けたことを特徴とする。

本発明の磁気ディスク装置は、また、アクセス要求のあ
ったシリンダにシークするまでの時間と、シーク後アク
セス要求のあったセクタに到達するまでの時間を見積り
、その和が最小となるシーク機構に載っているヘッドを
選択する手段を備えることを特徴とする。

本発明の磁気ディスク装置は、さらに、書き込み動作を
行うとき、書き込みを行うシリンダ、ヘッド、セクタを
登録しておき、読み出しを行うときはこれをチェックし
て、書き込み動作が終了するまで他のシーク機構上のヘ
ッドにより同じセクタが読み出されることを禁止する手
段を備えることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、複数設けたシーク機構のうちアクセ
スしたいセクタに最も速く到達するものを選択すること
により、アクセス時間を短縮させている。また、複数あ
るシーク機構、読み出し書き込み回路により、ディスク
上の異なるセクタの読み書きを並行して行うことができ
、ディスクアクセスのスループットを上げている。しか
し、このようにすると同じセクタに対して書き込み・読
み出しが続いたときに、書き込まれる前に読み出しを行
ってしまう可能性があるが、書き込みの動作の間は対象
となるセクタを読み出し禁止にすることで回避している
。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図はシーク機構が３組ある場合の磁気ディスク装置
の実施例の構成を示す図である。この磁気ディスク装置
は、磁気ヘッド３−１．３−２３−３がそれぞれ取り付
けられ、矢印で示す方向に直線運動させる１番目、２番
目、３番目のシーク機構５−１．５−２．５−３が等角
度間隔で設けられており、各シーク機構に一つずつ記録
再生回路、変復調回路、シーク駆動回路が設けられてい
る。

このような磁気ディスク装置では、ディスク媒体ｌの表
面の記録磁性層に、磁気ヘッド３−１゜３−２．３−３
によりデータが読み書きされる。

これら磁気ヘッドはシーク機構５−１．５−２゜５−３
に取り付けられており、シーク機構の可動子が動くこと
によって所定のシリンダにアクセスすることができる。

この例では、同時に３箇所までのアクセスが行え、また
、１箇所だけアクセスするのであればディスク媒体１の
回転待ち時間を短縮することができ、さらに各々のシー
ク機構をディスク媒体１の外周、中程、内周にあらかじ
め配しておけば、シーク時間も短縮できる。

ここでは、可動子が直線運動をするシーク機構を用いた
が、回転機構を用いたものでも構わない。

第２図は、１番目、２番目、３番目の３組のシーク機構
を制御する制御装置の一構成例を示す。

このシーク機構制御装置は、各磁気ヘッド３−１゜３−
２．３−３の現在のシリンダ番号を登録するレジスタＩ
ｆ−１，１１−２，１１−３と、移動先シリンダ番号を
登録するレジスタ１２−１．１２−２．１２−３を有し
、演算器１３−１．１３−２．１３−３にて、現在のシ
リンダ番号と移動先シリンダ番号との差を計算しシーク
時間を見積もる。また、現在１番目のシーク機構５−１
があるセクタ番号を登録するレジスタ１５と、アクセス
要求のあったセクタ番号を登録するレジスタ１６を有し
、演算器１７によりセクタ差（角度差）を計算する。得
られたシーク時間と角度差から、アクセス時間変換テー
ブル１４−１．１４−２．１４−３を用いて、アクセス
時間を求める。

２番目、３番目のシーク機構５−２．５−３についても
同様にシーク時間を計算する。角度差については本来２
番目、３番目のシーク機構については１番目のシーク機
構角度差にそれぞれ総セクタ数の３分の１．３分の２を
加えるべきであるが、簡単のためにその機能を変換テー
ブルに含ませるようにした。

このようにして得た各シーク機構のアクセス時間を比較
器Ｉ８にて比較し、最もアクセス時間が小さいシーク機
構上のヘッドを選択する。こうして、良好なアクセス性
能を得ることができる。

本発明の磁気ディスク装置では、さらに、読み出しを行
うときはこれをチェックして、一つのシーク機構上のヘ
ッドにより書き込み動作が終了するまで、他のシーク機
構上のヘッドにより同じセクタが読み出されることを禁
止することが必要である。

このような制御が必要な理由を以下に説明する。

磁気ディスク装置が複数のシーク機構によって同時にデ
ィスク媒体上のデータを読み書きできると、第３図に示
すように、＃Ｎ１シリンダ、＃Ｎ、ヘッドの＃０〜＃１
２７セクタを書き換える（ステップＳｔ）というような
長い連続した書き換えのすぐ後に、＃Ｎ１　シリンダ、
＃Ｎ！ヘッドの＃９６〜＃１１１セクタを読み出す（ス
テップ３２）というように書き換え領域の後ろのほうの
ところを読み込む場合には、一つのシーク機構上のヘッ
ドで書き換えを行っているときに、別のシーク機構上の
ヘッドで、先行する書き換えが行われないうちに、その
部分を読み込んでしまう可能性がある。

第４図はその様子を示した図で、一つの磁気ヘッド２１
で＃Ｎシリンダの＃Ｎヘッドの＃０セクタ（書き始め）
から−周分書き換えを行い、次に、同じトラック上の＃
９６（読み始め）〜＃１１１セクタの読み出し要求があ
り、別のシーク機構上のヘッド２２で、読み出しが行え
る。しかしながら、図かられかるように読み出しを行っ
ている部分はまだ書き換えが行われておらず、第３図の
アルゴリズムを実行するところが、書き込みと読み出し
の順番が逆になってしまっている。したがって、書き込
み動作を行うとき、書き込みを行うシリンダ。

トラック、セクタを登録しておき、読み出しを行うとき
はこれをチェックして、書き込み動作が終了するまで他
のシーク機構上のヘッドにより同じセクタが読み出され
ることを禁止することが必要なのである。

第５図は、これを実現するための読み書き動作の制御装
置の一構成例を示す。

占き込み時には、会き込みを行うシリンダ、トラック、
セクタを、書き込みセクタ登録レジスタ３Ｉに登録する
。読み出し時には、読み出しセフクチニックレジスタ３
２に読み出しを行うシリンダ。

トラック、セクタを入れ、比較器３３により読み出しセ
クタチェックレジスタ３２の内容と書き込みセクタ登録
レジスタ３１の内容を比較して一致しているセクタがあ
れば、論理和回路３４を経て読み出し禁止信号を出力し
て読み出しを禁止し、書き込みが終わるまで待たせてお
く。

以上は、読み出し禁止の機能をハードウェアで実現した
例であるが、もちろん実行速度に余裕があればファーム
ウェアにて同様の機能を実現してもよい。さらに、この
機能はディスク制御装置、もしくは周辺機器制御装置（
Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　ＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ　；　
Ｐ　Ｃ’Ｕ）上で実現することも可能である。

以上に述べた実施例の磁気ディスク装置と従来のシーク
機構が一つの磁気ディスク装置とを比較検討したところ
、平均アクセス時間は１／２．２に短縮され、アクセス
のスループットは２．７倍に増大した。

本実施例ではシーク機構を３組設けたが、２＆Ｈでも２
倍弱の高性能化が見込まれる。また、４組。

５ＩＪ１と増やすことによって、更に高性能なディスク
装置の実現が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、回転待ち時間が
短く、ディスクアクセスのスループットが大きな磁気デ
ィスク装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示す図、第２図はシー
ク機構の制御装置の構成を示す図、第３図は読み書き動
作のアルゴリズムの一例を説明するための図、 第４図は磁気ディスク上での読み書き動作を説明するた
めの図、 第５図は読み凹き動作の制御装置の構成を示す図、 第６図は従来技術の磁気ディスク装置の構成を示す図、 第７図は磁気ディスクのアクセス時間を説明するための
図である。 １・・・・・ディスク媒体 ２・・・・・スピンドルモータ ３・・・・・磁気ヘッド ４・・・・・ジンバル ５・　・・・・シーク機構 １１・・・・・現在のシリンダ番号を登録するレジスタ １２・・・・・移動先のシリンダ番号を登録するレジス
タ １３・・・・・演算器 １４・・・・・アクセス時間変換テーブル１５・・・・
・現在のセクタ番号を登録するレジスタ １６・・・・・アクセス要求のあったセクタを登録する
レジスタ １７・・・・・演算器 １８・・・・・比較器 ２１・・・・・書き込みを行っているヘッド２２・・・
・・読み出しを行っているヘッド３１・・・・・書き込
みセクタ登録レジスタ３２・・・・・読み出しセクタチ
ェックレジスタ ３３・・・・・比較器 ３４・・・・・論理和回路 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の磁気ディスク装置と、各磁気ディスク装置
   をシークする複数のシーク機構とを備え、各シーク機構
   には記録再生回路、変復調回路、制御回路を設けたこと
   を特徴とする磁気ディスク装置。
2. （２）アクセス要求のあったシリンダにシークするまで
   の時間と、シーク後アクセス要求のあったセクタに到達
   するまでの時間を見積り、その和が最小となるシーク機
   構に載っているヘッドを選択する手段を備えることを特
   徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。（３）書き
   込み動作を行うとき、書き込みを行うシリンダ、ヘッド
   、セクタを登録しておき、読み出しを行うときはこれを
   チェックして、書き込み動作が終了するまで他のシーク
   機構上のヘッドにより同じセクタが読み出されることを
   禁止する手段を備えることを特徴とする請求項２記載の
   磁気ディスク装置。