專利名稱：具有最小性能退化的尋道聲學(xué)降低的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及磁盤驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，尤其涉及在磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中執(zhí)行尋道的方法和裝置。
背景技術(shù)：
磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)包括磁盤表面具有同心數(shù)據(jù)磁道的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤、能夠?qū)Υ疟P表面進(jìn)行讀/寫的數(shù)據(jù)頭和將數(shù)據(jù)頭支承在磁盤表面上的動(dòng)臂機(jī)構(gòu)。動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的移動(dòng)引起數(shù)據(jù)頭的移動(dòng)。
在磁盤驅(qū)動(dòng)器中，可以把存取定義為數(shù)據(jù)頭相對(duì)于磁盤表面從磁盤表面上一次讀/寫的結(jié)束移動(dòng)到磁盤表面上下一次讀/寫的開始，但是不包括實(shí)際讀/寫。存取時(shí)間由兩個(gè)時(shí)間分量組成，即尋道時(shí)間和等待時(shí)間。尋道時(shí)間分量是指從在其上完成一次讀/寫的磁道移動(dòng)到在其上開始下一次讀/寫的磁道所花的時(shí)間。第二個(gè)時(shí)間分量，即旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間包括數(shù)據(jù)頭已經(jīng)到達(dá)在其上開始下一次讀/寫的磁道后磁盤驅(qū)動(dòng)器要等待合適數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)頭下方所花的時(shí)間。旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間還包括數(shù)據(jù)已經(jīng)被讀或?qū)懙剿笪恢弥篁?qū)動(dòng)器在一個(gè)磁道上所花的時(shí)間。對(duì)于所有但不是最長(zhǎng)尋道，旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間可能是存取時(shí)間的一個(gè)重要部分。對(duì)于相對(duì)較短的尋道，它是存取時(shí)間的主要分量。在有些磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，由主計(jì)算機(jī)發(fā)送的命令以最佳次序執(zhí)行，以使數(shù)據(jù)頭的徑向移動(dòng)以及還有旋轉(zhuǎn)等待均最小。
盡管通過使命令的執(zhí)行最優(yōu)化得到了好處，但是缺少對(duì)命令的數(shù)目和大小的控制以及來自主計(jì)算機(jī)的命令之間的時(shí)間的控制對(duì)最佳化技術(shù)帶來限制。因此，在當(dāng)前的系統(tǒng)中仍然存在明顯的旋轉(zhuǎn)等待。
存取操作通常是動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的快速移動(dòng)的組合，動(dòng)臂機(jī)構(gòu)使數(shù)據(jù)頭移動(dòng)到所需磁道，隨后等待適當(dāng)數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)頭下方。動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的快速移動(dòng)在磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)引起問題，即振動(dòng)增大，發(fā)射聲音增大以及功耗增高，以及通常對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)的應(yīng)力因素更高。
在進(jìn)行讀出尋道時(shí)，在所需數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)頭下方之前和所需數(shù)據(jù)被讀出之后的等待周期中，預(yù)取或后取數(shù)據(jù)能夠從目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道獲得。對(duì)預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的存取改善了驅(qū)動(dòng)器的性能，但是導(dǎo)致聲學(xué)噪聲增大，這是由于足夠快地到達(dá)目標(biāo)磁道以讀出預(yù)取數(shù)據(jù)所需的尋道的相對(duì)較高速度造成的。相反，傳統(tǒng)的及時(shí)尋道要求尋道操作在可能最慢速度下進(jìn)行，這允許數(shù)據(jù)頭在該位置旋轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)頭下方的時(shí)間內(nèi)及時(shí)到達(dá)要讀出的數(shù)據(jù)。這降低了聲學(xué)噪聲的電平，但忽略了以與目標(biāo)數(shù)據(jù)相同的取操作中通過讀出預(yù)取或預(yù)取/后取數(shù)據(jù)可獲得的潛在效率增益。
本發(fā)明提供一種解決此問題和其他問題的辦法并具勝過現(xiàn)有技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及降低振動(dòng)、聲學(xué)噪聲和/或功耗同時(shí)使性能退化最小的磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是指一種控制磁盤驅(qū)動(dòng)器中動(dòng)臂機(jī)構(gòu)在讀出操作之前執(zhí)行尋道操作的方法。確定通過讀出預(yù)取或后取數(shù)據(jù)獲得的性能得益的指示符。然后基于通過讀出預(yù)取和后取數(shù)據(jù)會(huì)獲得的性能得益的指示符而選擇尋道速度分布。然后利用所選的尋道分布來控制動(dòng)臂機(jī)構(gòu)。
在一個(gè)實(shí)施例中，在選擇尋道分布之前，確定起始磁道與目標(biāo)磁道之間的徑向距離。還確定起始頭旋轉(zhuǎn)位置與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置之間的旋轉(zhuǎn)距離。然后根據(jù)性能得益的指示符、徑向距離和旋轉(zhuǎn)距離選擇尋道速度分布。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過讀出預(yù)取和后取數(shù)據(jù)會(huì)獲得的性能得益的指示符是部分地從徑向?qū)さ篱L(zhǎng)度導(dǎo)出的。
本發(fā)明的另一實(shí)施例是指一種磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤、數(shù)據(jù)頭、動(dòng)臂機(jī)構(gòu)和控制器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤提供磁盤表面。數(shù)據(jù)頭能夠從磁盤表面上讀出數(shù)據(jù)。動(dòng)臂機(jī)構(gòu)將數(shù)據(jù)頭支承在磁盤表面上，以致于動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的移動(dòng)引起數(shù)據(jù)頭的移動(dòng)?？刂破骺刂苿?dòng)臂機(jī)構(gòu)將數(shù)據(jù)頭移動(dòng)到目標(biāo)位置，響應(yīng)于主機(jī)的請(qǐng)求而執(zhí)行讀出操作?？刂破髂軌虍a(chǎn)生在開始尋道之前通過讀出起始磁道上后取數(shù)據(jù)以及在尋道之后與讀出被請(qǐng)求數(shù)據(jù)之前通過讀出目標(biāo)磁道上預(yù)取數(shù)據(jù)而會(huì)獲得的性能得益的幅度的指示符?？刂破鬟€能夠根據(jù)尋道長(zhǎng)度和通過讀出預(yù)取或后取數(shù)據(jù)會(huì)獲得的性能得益的幅度的指示符而為讀出尋道操作選擇一種尋道速度分布。
在閱讀了以下詳細(xì)描述以及相關(guān)附圖的概述后，本發(fā)明的這些和其他各個(gè)特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是按照本發(fā)明的執(zhí)行尋道的磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖。
圖2是按照本發(fā)明的執(zhí)行尋道操作的方法的流程圖。
圖3是磁盤的俯視圖，演示預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的讀出。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述按照本發(fā)明的執(zhí)行尋道的磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖示于圖1。磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)100包括尋道控制器120、伺服控制器130、動(dòng)臂機(jī)構(gòu)電機(jī)140、動(dòng)臂機(jī)構(gòu)150、數(shù)據(jù)頭160、磁盤170和主軸180。磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)100被耦合到主計(jì)算機(jī)110，后者對(duì)尋道控制器120發(fā)送命令111。
尋道控制器120響應(yīng)于這些命令而使尋道操作最佳化。尋道控制器120于是把尋道實(shí)施指令121發(fā)送到伺服控制器130。伺服控制器130又將速度和加速度控制指令131發(fā)送到動(dòng)臂機(jī)構(gòu)電機(jī)140。動(dòng)臂機(jī)構(gòu)150通過動(dòng)臂機(jī)構(gòu)電機(jī)140在磁盤170表面上在不同方向上移動(dòng)。磁盤170繞受電機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng)的主軸180旋轉(zhuǎn)。由動(dòng)臂機(jī)構(gòu)150支承的數(shù)據(jù)頭160按照與動(dòng)臂機(jī)構(gòu)電機(jī)和控制器實(shí)施的最佳化尋道操作有關(guān)的命令從磁盤表面上讀出數(shù)據(jù)和/或者將數(shù)據(jù)寫入磁盤表面。
尋道控制器120和伺服控制器130可以各由單獨(dú)的微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器來實(shí)施，或者也可以包含在同一微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器中。伺服控制器130的功能與它從尋道控制器120接收的指令相一致。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，尋道控制器120需要信息，包括開始存取時(shí)數(shù)據(jù)頭160的旋轉(zhuǎn)位置和存取終止時(shí)數(shù)據(jù)頭160的旋轉(zhuǎn)位置，以確定尋道操作的最佳尋道分布。以下將描述獲得這一信息并利用其來實(shí)施存取的尋道部分的方法。
圖2示出代表按照本發(fā)明實(shí)施尋道操作的方法的流程圖，包括步驟200至208。在步驟200確定起始磁道與目標(biāo)磁道之間的徑向距離。在步驟202，確定起始頭旋轉(zhuǎn)位置與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置之間的旋轉(zhuǎn)距離。在步驟204，導(dǎo)出通過讀出預(yù)取和/或后取數(shù)據(jù)而獲得的性能得益的指示符。正如本申請(qǐng)中使用的，“性能得益”指磁盤驅(qū)動(dòng)器的整個(gè)數(shù)據(jù)傳遞速率的增加。在步驟206，基于徑向距離、旋轉(zhuǎn)距離和性能得益指示符而選擇尋道速度分布。在步驟208，則利用所選的尋道分布控制動(dòng)臂機(jī)構(gòu)150。
圖3是磁盤170的俯視圖，演示預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的讀出。后取數(shù)據(jù)是這樣一種數(shù)據(jù)，它與被主計(jì)算機(jī)110請(qǐng)求并在頭160讀出該被請(qǐng)求數(shù)據(jù)之后從磁道上被讀出的數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)相鄰。例如，圖3示出被主計(jì)算機(jī)110請(qǐng)求的兩個(gè)數(shù)據(jù)塊300和310，它們分別住留在磁道305和315上。為了便于說明起見，以圓磁道結(jié)構(gòu)僅在磁盤的一面上例舉兩個(gè)被請(qǐng)求數(shù)據(jù)段300和310和預(yù)取/后取數(shù)據(jù)320、330和340。然而，應(yīng)當(dāng)注意，按照本發(fā)明，被請(qǐng)求數(shù)據(jù)段300和310和預(yù)取/后取數(shù)據(jù)320、330和340也可以住留在不同磁盤表面上。在圖3中所代表的說明性存取中，數(shù)據(jù)塊300首先被存取，數(shù)據(jù)塊310其次被存取。。磁盤170以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，如圖所示。在從磁道305讀出被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)300后，不是立即離開磁盤305去尋找被主計(jì)算機(jī)110請(qǐng)求的下一個(gè)數(shù)據(jù)310的位置，而是在數(shù)據(jù)頭160完成讀出被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)300后讓數(shù)據(jù)頭160保持在磁道305上一段時(shí)間并讀出數(shù)據(jù)頭160下方旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)。這一數(shù)據(jù)320稱為后取數(shù)據(jù)。
預(yù)取數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)330，它與被主計(jì)算機(jī)110請(qǐng)求的數(shù)據(jù)310旋轉(zhuǎn)相鄰，是在數(shù)據(jù)頭160讀出該被請(qǐng)求數(shù)據(jù)310之前從目的地磁道310讀出的。為了讀出預(yù)取數(shù)據(jù)330，數(shù)據(jù)頭160必須在被請(qǐng)求數(shù)據(jù)310旋轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)頭160下方之前的點(diǎn)上及時(shí)到達(dá)包含被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)310的磁道315。數(shù)據(jù)頭160到達(dá)磁道315越早，能夠獲得的預(yù)取數(shù)據(jù)330便越多。圖3還示出磁道315上的數(shù)據(jù)340，它是在數(shù)據(jù)頭160檢索了被請(qǐng)求數(shù)據(jù)310之后作為后取數(shù)據(jù)獲得的。應(yīng)當(dāng)注意，盡管被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)塊300和310在圖3中示出的是住留在同一磁盤表面170上，但是按照本發(fā)明，它們可以住留在不同的磁盤表面上。
將所獲得的任何預(yù)取或后取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在諸如高速緩沖存儲(chǔ)器或緩沖器的暫時(shí)存儲(chǔ)器中。然后，如果該數(shù)據(jù)被主機(jī)110請(qǐng)求，便能夠從高速緩沖存儲(chǔ)器存取而不是通過實(shí)施耗時(shí)的磁盤存取動(dòng)作進(jìn)行存取。用這種方法獲得預(yù)取和后取數(shù)據(jù)可增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)器性能，即整個(gè)數(shù)據(jù)傳遞速率。然而，由于讀出預(yù)取和后取數(shù)據(jù)需要數(shù)據(jù)頭在數(shù)據(jù)磁道上花費(fèi)更多的時(shí)間，這留給尋道操作的時(shí)間很少，這又要求尋道操作更快。高的尋道操作導(dǎo)致高的聲學(xué)噪聲電平。
“準(zhǔn)時(shí)”尋道是一種恰好在被請(qǐng)求數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置旋轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)頭160下方的點(diǎn)之前及時(shí)到達(dá)含有要讀出數(shù)據(jù)的磁道的尋道。因此，參考圖3，準(zhǔn)時(shí)尋道采用最慢的尋道分布，它使數(shù)據(jù)頭160及時(shí)位于目標(biāo)磁道315上以讀出被請(qǐng)求數(shù)據(jù)310，而不必等待磁盤170的附加旋轉(zhuǎn)。由于準(zhǔn)時(shí)尋道的相對(duì)緩慢性，它們產(chǎn)生相對(duì)較低的聲學(xué)噪聲。然而，當(dāng)采用準(zhǔn)時(shí)尋道時(shí)不能獲得預(yù)取和后取數(shù)據(jù)。因此，準(zhǔn)時(shí)尋道導(dǎo)致磁盤驅(qū)動(dòng)器100的性能降低。
讀出和高速緩存預(yù)取和/或后取數(shù)據(jù)將改善磁盤驅(qū)動(dòng)器性能的程度將按照數(shù)個(gè)因素而變化。根據(jù)圖2中步驟206，尋道速度分布的選擇是部分地基于讀出預(yù)取和后取數(shù)據(jù)將改善驅(qū)動(dòng)器100性能的程度的指示符。如果讀出預(yù)取和/或后取數(shù)據(jù)很可能極大地改善驅(qū)動(dòng)器100的性能，那么便趨向于利用相對(duì)較快的尋道，從而能夠獲得更多的預(yù)取和/或后取數(shù)據(jù)。另一方面，如果讀出預(yù)取和/或后取數(shù)據(jù)不太可能極大地改善驅(qū)動(dòng)器100的性能，那么便趨向于利用相對(duì)較慢的尋道，從而將產(chǎn)生較低的聲學(xué)噪聲。
圖2的步驟204要求產(chǎn)生通過獲得預(yù)取或后取數(shù)據(jù)而增加的性能得益的幅度的指示符。性能得益的幅度部分地依賴于在不久的將來將被主機(jī)110請(qǐng)求的預(yù)取或后取數(shù)據(jù)的幾率。換句話說，該幅度部分地依賴于在給定次數(shù)的磁盤存取操作中將被主機(jī)110請(qǐng)求的預(yù)取或后取數(shù)據(jù)的幾率。這是因?yàn)槿绻桓咚倬彺娴臄?shù)據(jù)在此后的一段時(shí)間未被主機(jī)110及時(shí)地存取，預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的高速緩存便沒有價(jià)值。如果相關(guān)的尋道操作具有相對(duì)較短距離，預(yù)取和后取數(shù)據(jù)在不久的將來很可能被主機(jī)110請(qǐng)求。這是因?yàn)橄嚓P(guān)數(shù)據(jù)塊趨于被存儲(chǔ)在相對(duì)靠近磁盤表面170上。因此，在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，通過讀出預(yù)取和后取數(shù)據(jù)而獲得的性能得益的幅度的估計(jì)部分地基于尋道的距離。尋道越長(zhǎng)，導(dǎo)致性能得益估計(jì)越低，而尋道越短，導(dǎo)致性能得益估計(jì)越高。
讀出預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的值還依賴于高速緩沖存儲(chǔ)器的可供使用能力。如果高速緩沖存儲(chǔ)器是滿的，預(yù)取和后取數(shù)據(jù)具有較低值，因?yàn)橐恍┍桓咚倬彺娴臄?shù)據(jù)必須被丟棄以為新的數(shù)據(jù)留出空間。此外，對(duì)預(yù)取和后取數(shù)據(jù)高速緩存的值依據(jù)高速緩存器多滿或多空而變化。如果高速緩存器幾乎已滿，對(duì)預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的高速緩存將會(huì)使高速緩存器更接近其容量。這會(huì)阻止或者限制未來對(duì)有價(jià)值的預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的高速緩存。另一方面，如果高速緩存器相對(duì)不太滿，對(duì)預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的高速緩存將不會(huì)顯著地限制未來對(duì)預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的高速緩存。此外，如果高速緩存器幾乎已滿，并且沒有足夠的存儲(chǔ)器可供用于存儲(chǔ)一次給定尋道的全部預(yù)取和后取數(shù)據(jù)，那么預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的值被降低。因此，按照本發(fā)明的示例實(shí)施例，獲得預(yù)取和后取數(shù)據(jù)的值的指示符會(huì)根據(jù)高速緩存器是多滿或多空而變化。因此，如果高速緩存器已滿，將采用較慢的尋道，較佳地采用準(zhǔn)時(shí)尋道。如果高速緩存器相對(duì)較空，可增大獲得預(yù)取或后取數(shù)據(jù)的值的估計(jì)，然而，這導(dǎo)致相對(duì)較快的尋道。相反，如果高速緩存器接近于滿，可減小獲得預(yù)取或后取數(shù)據(jù)的值的估計(jì)，這將導(dǎo)致相對(duì)較慢的尋道。在一個(gè)示例的實(shí)施例中，如果高速緩存器至少90％滿，則減小性能得益的幅度的指示符。
在另一個(gè)示例的實(shí)施例中，獲得預(yù)取或后取數(shù)據(jù)的值的估計(jì)是根據(jù)執(zhí)行存取的類型而變化的。例如，如果執(zhí)行一次順序存取，可增大獲得預(yù)取或后取數(shù)據(jù)的值的估計(jì)。這是因?yàn)楫?dāng)執(zhí)行一次順序存取時(shí)，相鄰數(shù)據(jù)在不久將來被請(qǐng)求的機(jī)會(huì)上升。如果執(zhí)行一次順序存取，整個(gè)磁道或柱面的數(shù)據(jù)被讀出，數(shù)據(jù)在磁道或柱面上被預(yù)取的，那么從高速緩存器能夠檢索被預(yù)取和存儲(chǔ)在高速緩存器中的數(shù)據(jù)，而不是從在磁盤讀出操作結(jié)束時(shí)再次讀出數(shù)據(jù)。這給動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的臂150更大的自由，以對(duì)下一數(shù)據(jù)位置進(jìn)行尋道。
現(xiàn)在參考圖2中的步驟206，通常，較長(zhǎng)的尋道比較短的尋道產(chǎn)生更大的聲學(xué)噪聲。這是因?yàn)檩^長(zhǎng)的尋道在較長(zhǎng)的時(shí)間周期中要求較高的加速程度，這又要求動(dòng)臂機(jī)構(gòu)電機(jī)140產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩。但是執(zhí)行短尋道比執(zhí)行長(zhǎng)尋道要明顯經(jīng)常得多。因此，在圖2的步驟206中，尋道速度分布是部分地基于尋道的徑向和旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)度而選擇的。在本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例中，相對(duì)較大的尋道距離趨向于較慢的尋道分布，而相對(duì)較短的尋道距離趨向于較快的尋道分布。以這種方法，由最響的尋道(具有最長(zhǎng)的距離)所產(chǎn)生的聲學(xué)噪聲被明顯降低。因?yàn)殚L(zhǎng)的尋道遠(yuǎn)沒有短的尋道來得流行，使長(zhǎng)的迅速變慢不會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)器100的性能產(chǎn)生顯著影響。與此同時(shí)，在絕大多數(shù)尋道操作，即相對(duì)較短的尋道操作期間驅(qū)動(dòng)器100的性能維持在高水平上。在短距離上執(zhí)行高速尋道不會(huì)產(chǎn)生顯著的聲學(xué)噪聲量，因?yàn)槎痰膶さ啦⒉幌箝L(zhǎng)的尋道那樣產(chǎn)生太大噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例，如果徑向?qū)さ谰嚯x大于預(yù)定的閾值距離，或者，如果高速緩存器已滿或幾乎已滿，將執(zhí)行準(zhǔn)時(shí)尋道。例如，在一個(gè)示例實(shí)施例中，如果徑向?qū)さ谰嚯x大于0.5英寸(目前約為10000個(gè)數(shù)據(jù)磁道)，將采用準(zhǔn)時(shí)尋道。在本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例中，為了執(zhí)行準(zhǔn)時(shí)尋道，首先確定利用多個(gè)尋道分布中最快的一個(gè)分布將數(shù)據(jù)頭從起始磁道上起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道上目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置所需的存取時(shí)間。然后，選擇并實(shí)施多個(gè)尋道分布中最慢的一個(gè)分布，該分布能夠被用于比該被確定存取時(shí)間更短地把數(shù)據(jù)頭從起始磁道上起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道上目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置。換句話說，將采用最慢的尋道分布，該分布將數(shù)據(jù)頭及時(shí)地帶到目標(biāo)位置以讀出被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，不需要磁盤的不必要旋轉(zhuǎn)。準(zhǔn)時(shí)尋道方法在1999年10月8日提交的題目為“動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)尋道操作的磁盤驅(qū)動(dòng)器方法和裝置”的美國(guó)專利申請(qǐng)09/415,787作了詳細(xì)描述，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的同一人。
在本發(fā)明的再一個(gè)示例實(shí)施例中，如果徑向?qū)さ谰嚯x小于預(yù)定的閾值距離，那么，將執(zhí)行一種尋道，它是在被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)到達(dá)之前將數(shù)據(jù)頭置于目標(biāo)磁道上，或者它允許在開始尋道前在被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)從起始磁道讀出后數(shù)據(jù)頭仍保持在起始磁道上，或者這兩種情況。這允許數(shù)據(jù)頭獲得預(yù)取或后取數(shù)據(jù)。在一個(gè)示例實(shí)施例中，為了執(zhí)行這種尋道，首先確定利用多個(gè)尋道分布中的最快一個(gè)分布將數(shù)據(jù)頭從起始磁道上起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道上目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置所需的存取時(shí)間。然后選擇一種尋道分布，該分布比該被確定存取時(shí)間更短地將數(shù)據(jù)頭從起始磁道上起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道，所以能夠獲得預(yù)取或后取數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例，尋道速度分布是部分地基于尋道的旋轉(zhuǎn)距離，正如圖2中步驟206所示。為了確定在給定的磁盤圈數(shù)內(nèi)頭160是否全都能達(dá)到目標(biāo)位置310，必須要考慮旋轉(zhuǎn)距離。例如，取磁盤驅(qū)動(dòng)器的磁盤旋轉(zhuǎn)周期為10ms。如果能夠進(jìn)行給定徑向?qū)さ赖淖疃虝r(shí)間(這通常正比于徑向?qū)さ谰嚯x)為15ms，被請(qǐng)求數(shù)據(jù)310旋轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)頭下方所花的旋轉(zhuǎn)時(shí)間(這正比于旋轉(zhuǎn)尋道距離)為4ms，執(zhí)行最快尋道(15ms)則導(dǎo)致數(shù)據(jù)頭160恰好丟失數(shù)據(jù)(在4+10＝14ms)。因此，可能不需要執(zhí)行這么快的尋道，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致更大的聲學(xué)噪聲。在這種情況下，則控制數(shù)據(jù)頭160在下一圈在24ms(4+10+10)時(shí)達(dá)到被請(qǐng)求數(shù)據(jù)310。數(shù)據(jù)頭160應(yīng)當(dāng)提前在被請(qǐng)求數(shù)據(jù)310之前多遠(yuǎn)到達(dá)下一圈上目標(biāo)數(shù)據(jù)315的決定將根據(jù)尋道的徑向距離和獲得預(yù)取330和/或后取320數(shù)據(jù)的預(yù)期得益。
與以上的例子相反，假設(shè)相同徑向距離(15ms)但旋轉(zhuǎn)距離為6ms的尋道是在同一驅(qū)動(dòng)器上進(jìn)行的。在這種情況下，執(zhí)行可能的最快的尋道(15ms)則會(huì)在被請(qǐng)求數(shù)據(jù)到達(dá)之前1ms(在6+10＝16ms)將數(shù)據(jù)頭160置于目標(biāo)磁道上。在這種情況中，將執(zhí)行不比16ms更慢的尋道，因?yàn)榈却龑?duì)被請(qǐng)求數(shù)據(jù)310作存取的另一圈導(dǎo)致性能的顯著降低。數(shù)據(jù)頭160應(yīng)當(dāng)提前在被請(qǐng)求數(shù)據(jù)310之前多遠(yuǎn)到達(dá)目標(biāo)數(shù)據(jù)315的決定將根據(jù)尋道的徑向距離和獲得預(yù)取330和/或后取320數(shù)據(jù)的預(yù)期得益。當(dāng)然，在這種情況中，數(shù)據(jù)頭160最早能夠到達(dá)目標(biāo)磁道315則是在被請(qǐng)求數(shù)據(jù)310之前1ms。
在本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例中，如果盡管放慢而能夠獲得的預(yù)取或后取數(shù)據(jù)的量足以將驅(qū)動(dòng)器的性能維持在所需的水平上，將少許放慢較短的尋道。
總之，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是針對(duì)一種控制磁盤驅(qū)動(dòng)器100中動(dòng)臂機(jī)構(gòu)150在讀出操作之前執(zhí)行尋道操作的方法。確定起始磁道與目標(biāo)磁道之間的徑向距離。還確定起始頭旋轉(zhuǎn)位置與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置之間的旋轉(zhuǎn)距離。導(dǎo)出通過讀出預(yù)取或后取數(shù)據(jù)而獲得的性能得益的指示符。然后根據(jù)徑向距離、旋轉(zhuǎn)距離和通過讀出預(yù)取和后取數(shù)據(jù)會(huì)獲得的性能得益的估計(jì)幅度，選擇一種尋道速度分布。然后利用所選的尋道分布控制動(dòng)臂機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的另一實(shí)施例是針對(duì)一種磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)100，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤170、數(shù)據(jù)頭160、動(dòng)臂機(jī)構(gòu)150和控制器120、130。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤170提供磁盤表面。數(shù)據(jù)頭160能夠從磁盤表面讀出數(shù)據(jù)。動(dòng)臂機(jī)構(gòu)150將數(shù)據(jù)頭160支承在磁盤表面上，從而動(dòng)臂機(jī)構(gòu)150的移動(dòng)引起數(shù)據(jù)頭160的移動(dòng)?？刂破?20、130控制動(dòng)臂機(jī)構(gòu)150移動(dòng)數(shù)據(jù)頭160到目標(biāo)位置，以響應(yīng)于主機(jī)110的請(qǐng)求而執(zhí)行讀出操作?？刂破?20、130能夠估計(jì)出在開始尋道之前通過讀出起始磁道上后取數(shù)據(jù)和/或在尋道之后與讀出被請(qǐng)求數(shù)據(jù)之前通過讀出目標(biāo)磁道上前取數(shù)據(jù)而會(huì)獲得的性能得益的幅度?？刂破鬟€能夠根據(jù)起始磁道與目標(biāo)磁道之間的徑向距離、起始頭旋轉(zhuǎn)位置與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置之間的旋轉(zhuǎn)距離、以及通過讀出預(yù)取和/或后取數(shù)據(jù)會(huì)獲得的性能得益的估計(jì)幅度，為一種讀出尋道操作選擇一種尋道速度分布。
應(yīng)當(dāng)理解，盡管在以上的描述中以及結(jié)合本發(fā)明個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和功能的詳細(xì)情況已經(jīng)給出了本發(fā)明各實(shí)施例的許多特征和優(yōu)點(diǎn)，但這一揭示內(nèi)容僅僅是示例性的，在本發(fā)明的原理中，在細(xì)節(jié)上可以作出變化，尤其是在各部分的結(jié)構(gòu)和安排上，本發(fā)明的整個(gè)范圍由所附權(quán)利要求書表達(dá)的術(shù)語的寬范圍含義表示。例如，雖然預(yù)取和后取數(shù)據(jù)描述為被存儲(chǔ)在高速緩沖存儲(chǔ)器中，也可以采用其他數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置來存儲(chǔ)預(yù)取和后取數(shù)據(jù)。還可以作出其他的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種控制磁盤驅(qū)動(dòng)器中動(dòng)臂機(jī)構(gòu)使數(shù)據(jù)頭從起始磁道尋道到存儲(chǔ)了被主機(jī)請(qǐng)求數(shù)據(jù)的目標(biāo)磁道方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(a)基于性能得益的指示符而選擇一種尋道速度分布，所述性能得益是通過讀出附加于被請(qǐng)求數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)不用附加尋道而得到的；(b)利用所選的尋道分布控制所述動(dòng)臂機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括在選擇步驟(a)之前確定起始磁道與目標(biāo)磁道之間的徑向距離的步驟(c)，以及在選擇步驟(a)之前確定起始頭旋轉(zhuǎn)位置與存儲(chǔ)了被主機(jī)請(qǐng)求數(shù)據(jù)的目標(biāo)磁道上目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置之間的旋轉(zhuǎn)距離的步驟(d)，其中選擇步驟(a)包括根據(jù)所述指示符、徑向距離和旋轉(zhuǎn)距離選擇一種尋道速度分布。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于選擇步驟(a)包括確定附加數(shù)據(jù)在不久將來將會(huì)被主機(jī)請(qǐng)求的幾率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于選擇步驟(a)包括確定旋轉(zhuǎn)相鄰數(shù)據(jù)在預(yù)定次數(shù)的磁盤存取操作中將會(huì)被主機(jī)請(qǐng)求的幾率。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇步驟(a)包括根據(jù)尋道的徑向距離改變指示符，其中，為相對(duì)較短的徑向?qū)さ谰嚯x估計(jì)相對(duì)較大的幅度，而為相對(duì)較長(zhǎng)的徑向?qū)さ谰嚯x估計(jì)相對(duì)較低的幅度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述磁盤驅(qū)動(dòng)器包括一高速緩沖存儲(chǔ)器，用于暫時(shí)存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)相鄰數(shù)據(jù)，以及其中，選擇步驟(a)包括如果高速緩沖存儲(chǔ)器至少90％滿則降低所述指示符。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于選擇步驟(a)包括以下步驟(a)(i)為相對(duì)較短徑向距離的尋道選擇一種相對(duì)較快的尋道分布；以及(a)(ii)為相對(duì)較大徑向距離的尋道選擇一種相對(duì)較慢的尋道分布。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于選擇步驟(a)(i)包括以下步驟(a)(i)(A)確定利用多種尋道分布中最快一個(gè)將所述數(shù)據(jù)頭從起始磁道上的起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道上目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置所需的存取時(shí)間；以及(a)(i)(B)選擇一種尋道分布，該分布在未到所確定的存取時(shí)間便將所述數(shù)據(jù)頭從起始磁道上的起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道，從而通過數(shù)據(jù)頭能夠讀出與被請(qǐng)求數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)相鄰的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于選擇步驟(a)(ii)包括以下步驟(a)(ii)(A)確定利用多種尋道分布中最快一個(gè)將所述數(shù)據(jù)頭從起始磁道上的起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道上目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置所需的存取時(shí)間；(a)(ii)(B)選擇多種尋道分布中最慢的一種，該分布能夠被用于在所確定的存取時(shí)間內(nèi)將數(shù)據(jù)頭從起始磁道上的起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道上目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，選擇步驟(a)(i)包括為比預(yù)定閾值更小的徑向距離的尋道選擇第一尋道分布，以及其中選擇步驟(a)(ii)包括為比預(yù)定閾值更大的徑向距離的尋道選擇比第一尋道分布更慢的第二尋道分布。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇步驟(a)包括對(duì)徑向距離和通過讀出附加數(shù)據(jù)會(huì)獲得的性能得益的指示符加權(quán)，其中相對(duì)較長(zhǎng)的徑向距離向相對(duì)較慢的尋道分布加權(quán)，而相對(duì)較短的徑向距離向相對(duì)較快的尋道分布加權(quán)，以及其中相對(duì)較低的指示符向相對(duì)較慢的尋道分布加權(quán)，而相對(duì)較高的指示符向相對(duì)較快的尋道分布加權(quán)。
12.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于包括提供磁盤表面的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤；適合于從所述磁盤表面讀出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頭；將所述數(shù)據(jù)頭支承在所述磁盤表面上的動(dòng)臂機(jī)構(gòu)，使得所述動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的移動(dòng)引起所述數(shù)據(jù)頭的移動(dòng)；以及適合于控制所述動(dòng)臂機(jī)構(gòu)使所述數(shù)據(jù)頭從起始磁道尋道到存儲(chǔ)了被主機(jī)請(qǐng)求數(shù)據(jù)的目標(biāo)磁道的控制器，其中所述控制器適合于估計(jì)通過讀出與被請(qǐng)求數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)相鄰的數(shù)據(jù)而會(huì)獲得的性能得益的幅度，以及其中所述控制器進(jìn)一步適合于根據(jù)起始磁道與目標(biāo)磁道之間的徑向距離、起始頭旋轉(zhuǎn)位置與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置之間的旋轉(zhuǎn)距離、和通過讀出旋轉(zhuǎn)相鄰數(shù)據(jù)而會(huì)獲得的性能得益的估算幅度為讀出尋道操作選擇一個(gè)尋道速度分布。
13.如權(quán)利要求12所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述控制器適合于估計(jì)旋轉(zhuǎn)相鄰數(shù)據(jù)在不久將來將被主機(jī)請(qǐng)求的可能性。
14.如權(quán)利要求12所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，所述控制器適合于根據(jù)尋道的徑向距離改變性能得益的幅度的估計(jì)，其中對(duì)于相對(duì)較短的徑向?qū)さ谰嚯x，估計(jì)的幅度相對(duì)較高，而對(duì)于相對(duì)較長(zhǎng)的徑向?qū)さ谰嚯x，估計(jì)的幅度相對(duì)較低。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述磁盤驅(qū)動(dòng)器進(jìn)一步包括暫時(shí)存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)相鄰數(shù)據(jù)的高速緩沖存儲(chǔ)器，以及其中，如果所述高速緩沖存儲(chǔ)器已滿或者接近已滿，所述控制器適合于降低性能得益的幅度的估計(jì)。
16.如權(quán)利要求12所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，所述控制器適合于為相對(duì)較短的徑向距離的尋道選擇相對(duì)較快的尋道分布，以及其中，所述控制器適合于為相對(duì)較大的徑向距離的尋道選擇相對(duì)較慢的尋道分布
17.如權(quán)利要求16所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，所述控制器適合于確定利用多種尋道分布中最快一個(gè)將所述數(shù)據(jù)頭從起始磁道上的起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道上目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置所需的存取時(shí)間，以及其中，對(duì)于相對(duì)較短徑向距離的尋道，所述控制器適合于選擇一種尋道分布，該分布在未到所確定的存取時(shí)間便將所述數(shù)據(jù)頭從起始磁道上的起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道，從而通過數(shù)據(jù)頭能夠讀出旋轉(zhuǎn)相鄰數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求16所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，所述控制器適合于所述控制器適合于確定利用多種尋道分布中最快一個(gè)將所述數(shù)據(jù)頭從起始磁道上的起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道上目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置所需的存取時(shí)間，以及其中，對(duì)于相對(duì)較大徑向距離的尋道，所述控制器適合于選擇多種尋道分布中最慢的一種，該分布能夠被用于在所確定的存取時(shí)間內(nèi)將數(shù)據(jù)頭從起始磁道上的起始旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道上目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置。
19.如權(quán)利要求16所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，所述控制器適合于為徑向距離小于預(yù)定閾值的尋道選擇第一尋道分布，以及其中，所述控制器適合于為徑向距離大于預(yù)定閾值的尋道選擇第二尋道分布，該分布比第一尋道分布要慢。
20.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于包括提供磁盤表面的磁盤；以及控制一動(dòng)臂機(jī)構(gòu)使數(shù)據(jù)頭在磁盤表面上移動(dòng)以實(shí)施讀出操作的裝置。
全文摘要
揭示一種控制磁盤驅(qū)動(dòng)器(100)中動(dòng)臂機(jī)構(gòu)(150)在讀出操作之前執(zhí)行尋道操作的方法。確定起始磁道(305)與目標(biāo)磁道(315)之間的徑向距離。還確定起始頭旋轉(zhuǎn)位置與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置之間的旋轉(zhuǎn)距離。評(píng)價(jià)通過讀出預(yù)取和后取數(shù)據(jù)而獲得的性能得益。然后基于評(píng)價(jià)情況選擇一種尋道速度分布。然后利用所選的尋道分布控制動(dòng)臂機(jī)構(gòu)(150)。還提供一種執(zhí)行本方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器(100)。
文檔編號(hào)G11B5/55GK1383561SQ99816763
公開日2002年12月4日 申請(qǐng)日期1999年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日
發(fā)明者J·W·海恩斯, F·W·伯尼特 申請(qǐng)人:西加特技術(shù)有限責(zé)任公司