JPH0421974A - 交代領域管理方法と装置 - 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】 〔概　要〕 例えば磁気ディスク装置等の外部データ記憶装置上のデ
ータ記憶媒体の管理方法および装置に関し、特に、デー
タ記憶媒体上の欠陥（不良）領域に対する交代領域の割
り付けの状態を管理する交代領域管理方法と装置に関し
、 ホストコンピュータ側で運用管理のためのソフトウェア
を特に用意することなく、交代領域の割り付は状態を管
理することの可能な交代領域管理方法および装置を提供
することを目的とし、ホストコンピュータと、外部デー
タ記憶制御装置と、外部データ記憶媒体とからなるシス
テムにおいて該外部データ記憶媒体内の欠陥領域の代替
として設けられる交代領域の割り付けを管理する交代領
域管理方法であって、交代領域の割り付けという事象を
該交代領域のアクセス時間の多少に応じて１種類以上に
分類し、該外部データ記憶制御装置内に該分類毎に閾値
を記憶し、システムの稼動中に該事象が発生する毎に該
分類毎にその回数を該外部データ記憶制御装置内でカウ
ントし、該外部データ記憶制御装置内で分類毎に該事象
の発生回数と該闇値とを比較し、発生回数が閾値より大
となったものがあれば通報する各段階を具備して構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、例えば磁気ディスク装置等の外部データ記憶
装置上のデータ記憶媒体の管理方法および装置に関し、
特に、データ記憶媒体上の欠陥（不良）領域に対する交
代領域の割り付けの状態を管理する交代領域管理方法と
装置に関するものである。

近年、コンピュータシステムの高性能化と大容量化に伴
い、磁気ディスク装置を中心とした外部データ記憶装置
は、記憶容量の拡大と高性能化が求められている。一般
に、磁気ディスク装置に使用される磁気記録媒体の様な
外部データ記憶媒体では、その材料や製造プロセス上の
特質により、いくつかの微小欠陥部分が含まれることは
、安価な大容量データ記憶手段を安定的に供給する上で
、許容しなければならない条件となっている。このため
、記憶媒体へのデータの記録および再生を制御する制御
装置には、前記データ記憶媒体上の欠陥部分を回避する
ための方策が不可欠である。また、長時間の運用中にデ
ータ記憶媒体の経時的特性変化等によって発生する欠陥
に対しても、前記制御装置は、その欠陥部分を回避して
データ記憶装置の継続的使用を可能とする手段を具備し
なければならない。本発明は、この様な欠陥部分を回避
するために自動的に割り付けられる交代領域の割り付は
状態の管理に言及する。

〔従来の技術〕

データ記憶媒体上の欠陥部分を回避する手法としては、
媒体上でのデータ記録の特質により種々の方法が考案さ
れているが、一般には、データ記憶媒体上での記録単位
毎に、その単位内に欠陥が存在するか否かを調べ、欠陥
が存在する時は、その記録単位に対して、あらかじめ用
意しておいた予備の記憶領域の一部を交代領域として割
り付けることが行われる。例えば、セクタ記録方式の磁
気ディスク装置では、トラック内またはシリンダ内の数
セクタ、あるいは特定の数シリンダを交代領域用の予備
として確保しておき、媒体欠陥の存在するセクタに対し
ては、これらの予備の記憶領域の中から正常なセクタを
交代セクタとして割り付ける。

一方、磁気ディスク装置では、その物理的構造の性格上
、データのアクセスは、同一トラック上をディスク媒体
の回転に従って連続的に処理していくことが最も効率的
である。しかし、前記交代セクタ処理によって、一般に
、欠陥の存在するセクタに対して、物理的に非連続な位
置に設けられた予備の記憶領域に交代セクタを割り付け
ることが多いため、欠陥の回避処理により、交代セクタ
への位置づけのために回転待ちやシーク動作等を必要と
し、データアクセスの性能が著しく低下する。

交代セクタの割り付けは、一般に、（１）デー夕記憶媒
体の全面初期化時、（２〉運用中に特定セクタのみの交
代処理を実施する時、に行うことができる。前者の場合
には、データ記憶媒体上の既存データは保存の必要がな
く、従って、制御装置は、可能な限りデータアクセスの
連続性を維持できるように、交代セクタとの物理的な位
置関係を考慮して比較的自由に交代セクタの再割り当て
を実行することが許される。しかし、後者の場合は、デ
ータ記憶媒体上の既存データは、交代セクタ処理を行う
対象セクタを除いて、その保全を第一優先とする必要が
あるため、一般に、アクセスの連続性維持は犠牲にされ
データ保全が確実な方法で交代セクタの割り当てが行わ
れる。結果として、交代セクタは元のセクタからは物理
的に非連続な位置に割り付けられ、以降のアクセス性能
の低下は余儀無くされる。

交代セクタの割り付は処理により、その磁気ディスク装
置は見かけ上は無欠陥の状態となり、その磁気ディスク
装置を使用するホストコンピュータはデータの記録保存
に対して特別な考慮を払う必要がなくなる。しかし、特
に交代セクタの逐次追加により、前記したようにデータ
アクセスの性能低下が徐々に進行していることに注意し
なければならない。

コンピュータシステムの性能向上に伴い、この性能低下
を回避する必要が生じ、このため、ホストコンピュータ
では磁気ディスク媒体の運用状況を監視・解析するため
の特別なソフトウェアを用意する必要があった。このソ
フトウェアは記憶媒体の物理アドレスを直接指定してそ
の内容を読み出す命令を含むプログラムからなり、これ
を定期的にあるいは随時にホストコンピュータのコンソ
ールからの指令により実行することによって、交代セク
タの割り付は状態をオペレータが知ることができるとい
うものである。その結果として交代セクタの増加が判明
した記憶媒体については、その記憶内容を他の媒体に移
した後、全面の再初期化処理を行うことで、交代セクタ
を物理的に最適な位置に再割り当てし、本来のアクセス
性能に近づけることができる。また、異常に交代セクタ
の増加した装置については、装置そのものに何らかの異
常があるものとしてその予防交換を行うことで致命的な
障害の発生を事前に回避することも可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

何れにしても、従来は、データ記憶媒体の運用管理のた
めの特別なソフトウェアを用意する必要があり、また、
欠陥回避処理は個々の外部データ記憶装置の機種毎にそ
の手法が異なるため、ホストコンピュータ側にはそれに
接続される外部データ記憶装置の機種特性に応じた何種
類もの運用管理プログラムを準備する必要があった。

したがって本発明の目的は、ホストコンピュータ側で運
用管理のためのソフトウェアを特に用意することなく、
交代領域の割り付は状態を管理することの可能な交代領
域管理方法および装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の交代領域管理装置の原理構成図であり
、第２図は本発明の交代領域管理方法のフローチャート
である。

本発明の交代領域管理方法は、ホストコンピュータ１と
、外部データ記憶制御装置２と、外部データ記憶媒体３
とからなるシステムにおいて該外部データ記憶媒体３内
の欠陥領域の代替として設けられる交代領域の割り付け
を管理する交代領域管理方法であって、交代領域の割り
付けという事象を該交代領域のアクセス時間の多少に応
じて１種類以上に分類し、該外部データ記憶制御装置２
内に該分類毎に閾値を記憶しくステップａ）、システム
の稼動中に該事象が発生する毎に該分類毎に（ステップ
ｂ）・その回数を該外部データ記憶制御装置２内でカウ
ントしくステップＣ）、該外部データ記憶制御装置２内
で分類毎に該事象の発生回数と該閾値とを比較しくステ
ップｄ）、発生回数が閾値より大となったものがあれば
通報する（ステップｅ）各段階を具備することを特徴と
する特許 るものである。

また、本発明の交代領域管理装置は、ホストコンピュー
タ１と、外部データ記憶媒体３と、該外部データ記憶媒
体３への書込み読出しを制御する記憶制御手段２４を具
備する外部データ記憶制御装置２とからなるシステムに
おいて該外部データ記憶媒体３内の欠陥領域の代替とし
て設けられる交代領域の割り付けを管理する交代領域管
理装置であって、該外部データ記憶制御装置２内に具備
され、該交代領域のアクセス時間の多少に応じた分類毎
の閾値を１つ以上記憶する閾値記憶手段２１と、該記憶
制御手段２４が交代領域を割り付けた回数を該分類毎に
カウントする計数手段２２と、該分類毎に該計数手段２
２の計数値と該閾値記憶手段２１が記憶する閾値とを比
較する比較手段２３とを具備することを特徴とするもの
である。

〔作　用〕

外部データ記憶媒体３を直接制御する外部データ記憶制
御装置２内で交代セクタの割り付は回数をカウントする
のであるから、装置の機種毎に異なる欠陥回避処理に外
部データ記憶制御装置２内で個別に対応することができ
る。

〔実施例〕

磁気ディスク装置を例にとって本発明を具体的に説明す
る。

通常の磁気ディスク装置の場合、同一のシリンダ番号に
属する各セクタを同一のトラック番号のものについて順
次アクセスし、他のトラック番号へ移行するときは移行
前のトラックで次に読み出される順番にあったセクタ番
号と同一のセクタ番号のセクタをアクセスし、以下同一
のトラック内で順次性のセクタをアクセスするといった
順番にアクセスしていけば、最小の待ち時間でアクセス
することができる。同一のシリンダ内で前記の順番から
外れた位置のセクタをアクセスする場合には、対象とす
るセクタをシークする動作が必要となり、通常、最大で
ディスク１回転分の時間が必要になる。他のシリンダを
アクセスする場合には、ヘッドをディスクの半径方向へ
動かす動作のための時間がさらに必要となる。

すなわち、通常の磁気ディスク装置のアクセス時間は、 ■　所定の順番でアクセスする場合、 ■　同一のシリンダ内で所定の順番からはずれてアクセ
スする場合 ■　他のシリンダをアクセスする場合 の３通りに分類される。

したがって磁気ディスクを全面初期化する場合には、物
理アドレスに対してできるだけ■の順番に近くなる様に
論理アドレスが割り当てられる。

第４図は全面初期化において磁気ディスクに全く欠陥が
ない場合の論理アドレスの割り当ての一例を概念的に示
すもので、各折目が１つのセクタを、ＴＯ〜Ｔ３は各ト
ラックを、ＣＹＬＯ〜ＣＹＬ、、。

ＣＹＬ、、＋１　は各シリンダを示す。各シリンダ内で
は枡目内に示す数字の順番で論理アドレスが割り当てら
れ、数セクタ（枡目内にＳで示す）が予備として確保さ
れ、さらに特定の数シリンダ（ＣＹシｈ＋１で示す）が
予備として確保される。同一シリンダ内で付された番号
の順にアクセスする限り、最小アクセス時間が達成され
る。

第５図は欠陥セクタが発生したときの交代セクタの割り
当てを説明する図である。（Ａ）欄は記憶媒体の全面初
期化の際に図中のＸ印で示した個所に欠陥セクタがあっ
たときの割り付は方式を示す。図に示す様に、欠陥セク
タをスキップする形で論理アドレスが割り当てられる。

この場合、欠陥セクタの数がそのシリンダ内の予備セク
タの数より少ないので、同一シリンダ内にすべてのセク
タが割り当てられ、しかも、出来るだけ物理的連続性を
維持する形で割り当てられる。したがってこの場合、欠
陥セクタがあってもそのためのアクセス時間の増加はわ
ずかである。

（Ｂ）欄は（Ａ）欄の状態で稼動中に、さらに番号“１
４”で示された位置のセクタに欠陥が発生したときの交
代セクタの割り当てを示す。稼動中であるので番号“１
５”〜“２８”のセクタにすでにデータが書き込まれて
いる可能性があり、（Ａ）の様に交代セクタを割り当て
る操作を行うことは危険であるので、交代セクタは予備
セクタの位置に割り当てられる。この場合には、番号“
１３″パ１４　”　”　１５″′のセクタを連続的にア
クセスする際には、ディスクの回転待ちの時間が必要と
なり、アクセス時間が増大する。

（Ｃ）欄はさらに、番号“２５”の位置のセクタに欠陥
が発生したときの交代シリンダの割り当て方式を示す。

同一シリンダ内の予備セクタは、すでに使い尽くされて
いるので、交代セクタは予備シリンダＣＹＬ、、＋、内
の１つのセクタに割り当てられる。この場合に番号″２
４”２５″“２６″のセクタを連続的にアクセスする際
には、ディスクの回転待ちの時間に加えて、ヘッドを機
械的に動かし位置決めするための時間を必要とするので
、アクセス時間は著しく増大する。

以上説明したように、この方式の磁気ディスク装置にお
いては、交代シリンダの割り当てにあたって、アクセス
時間がほとんど変わらない場合とアクセス時間が増大す
る場合とがあり、さらに後者はヘッドの動きを必要とし
ない場合と必要とする場合との２通りに分類される。

第３図は本発明の一実施例を示すもので、前述した磁気
ディスク装置に適用した例を示す。

図示のシステムは、磁気ディスク装置３０を外部データ
記憶として用いるホストコンピュータ１０、ホストコン
ピュータ１０と磁気ディスク装置３０の間に接続される
磁気ディスク制御装置２０、および磁気ディスク装置３
０から構成される。

磁気ディスク制御装置２０はコントローラ部２４０を備
えており、これはホストコンピュータ１０からのコマン
ドを制御部２４１を介して受けとり、それに応じた各種
の制御を行うもので、マイクロプロセッサ等を用いたプ
ログラム制御の構造をとっている。２４１はホストコン
ピュータ１０との入出力を制御する制御部であり、２４
２は磁気ディスク装置３０との入出力を制御する制御部
である。２４３は磁気ディスク装置３０からの読み出し
データおよび磁気ディスク装置３０への書込みデータを
一時的に格納してホストコンビ二−タ１０との間でのデ
ータの転送を効率良く実行するためのデータバッファで
ある。

カウンタ２２０は第５図（Ｂ）欄で説明した事象の発生
回数、すなわち、コントローラ部２４０が同一シリンダ
内の予備セクタを交代セクタとして使用した回数をカウ
ントするもので、コントローラ部２４０からの制御信号
により＋１される。レジスタ２１０にはホストコンピュ
ータ１０から送られてきた定数がコントローラ部２４０
を経由して書込まれる。この定数はカウンタ２２０でカ
ウントされる事象の許容値に相当する。比較器２３０は
カウンタ２２０の計数値とレジスタ２１０内の定数とを
比較し、“計数値≧定数”の条件のときに信号２３２を
発生する。信号２３２を受けとったコントローラ部２４
０はその信号をホストコンピュータ１０へ伝達し、ホス
トコンピュータ１０のコンソール上に警告のメツセージ
が表示される。

カウンタ２２１１　レジスタ２１１１および比較器２３
１も同様な構成を有し、第５図（Ｂ）欄で説明した事象
の発生回数、または（Ｃ）欄で説明した事象の発生回数
、すなわち、コントローラ部２４０が予備シリンダ内の
予備セクタを交代セクタとして使用した回数についての
処理を同様に行う。

なお、カウンタ２２０．２２Ｌ　レジスタ２１０，２１
１、および比較器２３０．　２３１の機能はコントロー
ラ部２４０のソフトウェア処理によっても実現が可能で
あり、むしろその方が好適である。

またこの例では、閾値の設定はホストコンピュータから
の指令によるものとしている。したがってホストシステ
ム側で要求される要件に応じて閾値を設定することが可
能であり、闇値の与え方によっては制御装置側で監視さ
れる事象の一部を選択的に禁止することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、交代セクタ処理を
実際に実行する制御装置が、アクセス性能を阻害するよ
うな交代セクタ割り当ての事象を累積し、その発生回数
２＝より、所定の閾値を超えたことをホストコンピュー
タに報告することがでぐ１Ｂ） きるので、ホストコンピュータは、使用する外部記憶装
置の属性によって異なる事象を個別に管理するような手
段を用意する必要がなくなり、また、意図しないアクセ
ス性能の低下や予防保守のための情報を的確に得ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の交代領域管理装置の原理構成図、 第２図は本発明の交代領域管理方法のフローチャート、 第３図は本発明の一実施例を表わす図、第４図および第
５図は交代領域の割り当ての例を説明するための図。 図において、 １・・・ホストコンピュータ、 ２・・・外部データ記憶制御装置、 ３・・・外部データ記憶媒体、 ２１・・・閾値記憶手段、　　２２・・・計数手段、２
３・・・比較手段、　　　　２４・・・記憶制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ホストコンピュータ（１）と、外部データ記憶制御
   装置（２）と、外部データ記憶媒体（３）とからなるシ
   ステムにおいて該外部データ記憶媒体（３）内の欠陥領
   域の代替として設けられる交代領域の割り付けを管理す
   る交代領域管理方法であって、 交代領域の割り付けという事象を該交代領域のアクセス
   時間の多少に応じて１種類以上に分類し、該外部データ
   記憶制御装置（２）内に該分類毎に閾値を記憶し、 システムの稼動中に該事象が発生する毎に該分類毎にそ
   の回数を該外部データ記憶制御装置（２）内でカウント
   し、 該外部データ記憶制御装置（２）内で分類毎に該事象の
   発生回数と該閾値とを比較し、 発生回数が閾値より大となったものがあれば通報する各
   段階を具備することを特徴とする交代領域管理方法。 ２、ホストコンピュータ（１）と、外部データ記憶媒体
   （３）と、該外部データ記憶媒体（３）への書込み読出
   しを制御する記憶制御手段（２４）を具備する外部デー
   タ記憶制御装置（２）とからなるシステムにおいて該外
   部データ記憶媒体（３）内の欠陥領域の代替として設け
   られる交代領域の割り付けを管理する交代領域管理装置
   であって、該外部データ記憶制御装置（２）内に具備さ
   れ、該交代領域のアクセス時間の多少に応じた分類毎の
   閾値を１つ以上記憶する閾値記憶手段（２１）と、 該記憶制御手段（２４）が交代領域を割り付けた回数を
   該分類毎にカウントする計数手段（２２）と、該分類毎
   に該計数手段（２２）の計数値と該閾値記憶手段（２１
   ）が記憶する閾値とを比較する比較手段（２３）とを具
   備することを特徴とする交代領域管理装置。