(57)【要約】    【課題】ヘッド積層体とディスク積層体の間に機械的な傾きが存在すると、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の性能が劣化する。    【解決手段】ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）内の、ヘッド積層体１８とそれに関連するディスク積層体１２の間の傾きが、現用ヘッドから目標ヘッドへの電気的接触の切り換えが行なわれる都度、目標ヘッドの見積もり位置（現用ヘッドの位置に基く）からの逸脱を決定することによって測定される。傾きの移動平均値が記憶され、回転位置最適化（ＲＰＯ）アルゴリズム内で待ち行列内のＩ／Ｏリクエストのより良い整理のために使用される論理的シーク距離を変更するために使用される。また、傾きの移動平均値はサーボにより、目標ヘッドを該目標ヘッドとの電気的接触が行なわれる以前にあらかじめ位置決めし、動作速度を速めるためにも用いることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク積層体と、
ヘッド積層体と、
前記ディスク積層体とヘッド積層体の間の機械的傾きを表わす傾きシーク距離を決定し、かつ、該傾きシーク距離を論理的シーク距離に加算して、見積もりアクセス時間（ＥＡＴ）の決定に使用できる合計シーク距離を決定すること、及び該傾きシーク距離を使用して、目標ヘッドとの電気的接触が行なわれる以前に該目標ヘッドをあらかじめ位置決めすること、の少なくとも一つを受け持つコントローラと、
を有することを特徴とするハードディスクドライブ(ＨＤＤ)。
【請求項２】
前記目標ヘッドが前記コントローラと電気的に接続される直前に該コントローラと電気的接触状態にある現用ヘッドの位置を測定するサーボをさらに有し、該サーボが前記目標ヘッドとの電気的接続が行なわれた直後の該目標ヘッドの位置をも測定し、前記傾きシーク距離が前記目標ヘッド位置と前記現用ヘッド位置の差に基くものであることを特徴とする請求項１記載のＨＤＤ。
【請求項３】
前記コントローラが傾き値表にアクセスし、平均傾きシーク距離を決定することを特徴とする請求項１記載のＨＤＤ。
【請求項４】
少なくとも一つの（ＲＰＯ）表にアクセスするために前記合計シーク距離が用いられることを特徴とする請求項１記載のＨＤＤ。
【請求項５】
前記コントローラが、前記合計シーク距離とアクチュエータの事前移動距離を使用して前記ＲＰＯ表を変更することを特徴とする請求項４記載のＨＤＤ。
【請求項６】
前記合計シーク距離が前記コントローラにより、前記目標ヘッドとコントローラの間に電気的接続性が確立される以前に該目標ヘッドと関連するアクチュエータを動かすべくサーボを起動させるために使用されることを特徴とする請求項１記載のＨＤＤ。
【請求項７】
１個以上の回転可能なディスクと、
ヘッド積層体と、
前記ヘッド積層体を制御し、かつ、待ち行列内の命令を実行すること、及び、少なくとも一部は前記ヘッド積層体と１個以上のディスクの間の機械的傾きに基いて、目標ヘッドとの電気的接触が行なわれる以前に該目標ヘッドをあらかじめ位置決めすること、の少なくとも一つを受け持つ１個以上のＨＤＤコントローラと、
を有することを特徴とするハードディスクドライブ（ＨＤＤ）。
【請求項８】
前記目標ヘッドが前記コントローラと電気的に接続される直前に該コントローラと電気的接触状態にある現用ヘッドの位置を測定するサーボをさらに有し、該サーボが前記目標ヘッドの位置をも測定し、傾きシーク距離が前記目標ヘッド位置と前記現用ヘッド位置の差に基くものであることを特徴とする請求項７記載のＨＤＤ。
【請求項９】
前記コントローラが傾き値表にアクセスし、平均傾きシーク距離を決定することを特徴とする請求項７記載のＨＤＤ。
【請求項１０】
少なくとも一つの（ＲＰＯ）表にアクセスするために、前記傾きシーク距離の少なくとも一部が用いられることを特徴とする請求項８記載のＨＤＤ。
【請求項１１】
前記コントローラが、前記距離とアクチュエータの事前移動距離を使用して前記ＲＰＯ表を変更することを特徴とする請求項１０記載のＨＤＤ。
【請求項１２】
ディスク積層体と
ヘッド積層体と、
現用ヘッドの位置と目標ヘッドの位置の間の差に基いて機械的傾きを決定し、かつ、前記の差を使用して、見積もりアクセス時間（ＥＡＴ）の決定に使用できる物理的シーク距離を決定すること、及び前記の差を使用して前記目標ヘッドとの電気的接触が行なわれる以前に該目標ヘッドを事前位置決めすること、の少なくとも一つを受け持つコントローラと、
を有することを特徴とするハードディスクドライブ(ＨＤＤ)。
【請求項１３】
前記目標ヘッドが前記コントローラと電気的に接続される直前に該コントローラと電気的接触状態にある前記現用ヘッドの位置を測定するサーボをさらに有し、該サーボが前記目標ヘッドの位置をも測定することを特徴とする請求項１２記載のＨＤＤ。
【請求項１４】
前記コントローラがある数値の表にアクセスして平均差を決定することを特徴とする請求項１２記載のＨＤＤ。
【請求項１５】
少なくとも一つの（ＲＰＯ）表にアクセスするために、少なくとも前記差を表わす数値が用いられることを特徴とする請求項１２記載のＨＤＤ。
【請求項１６】
前記コントローラが、前記の差とアクチュエータの事前移動距離を使用して、前記RPO表を変更することを特徴とする請求項１５記載のＨＤＤ。
【請求項１７】
前記差を表わす数値が前記コントローラにより、前記目標ヘッドとコントローラの間に電気的接続性が確立される以前に該目標ヘッドと関連するアクチュエータを動かすべくサーボを起動させるために使用されることを特徴とする請求項１２記載のＨＤＤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータ・ヘッド積層体とディスク積層体の間に機械的な傾きが存在すると、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の性能が劣化する。そのような傾きは、ＨＤＤケースの歪みを含む多くの因子によって生じ得る。機械的な歪みによって、ヘッド切り換えが起こる際にアクチュエータに余分の物理的運動が必要になるため、性能の劣化が起こる。アクチュエータが目標ヘッドを目標トラック上に位置決めするための、この物理的運動にある有限の時間があらかじめ費やされなければ、データの読み取り/書き込みを成功させることができない。これによって認識されるように、この傾きに起因する余分のシーク時間がシステムによって考慮されなければ、目標のデータセクタが見付からず、再度の読み取り/書き込み作業を試みるために、ディスクの全回転を要するという結果がもたらされ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記の機械的な傾きを補正すべくアクチュエータを動かすために余分な時間を要すること、及びこの余分な時間を考慮に入れない故にディスクの１回転を見付け損なう機会が増えればディスクドライブの性能低下をもたらすことを理解するものである。
【０００４】
本発明によって更に認識されるように、現在のヘッドと目標ヘッドの間の機械的な傾きの大きさがあらかじめ知られていなければ、サーボは目標ヘッドに電気的接続が行なわれ、有効なＰＥＳ値がディスク上で「調べられて」正確なシーク（方向と長さの両方で）が実行できるようになるまで待機しなければならない。それ故、傾きの問題が存在すれば、サーボは目標ヘッドに電気的接続が行われるまで「即応する」ことを妨げられるのである。また、「即応」と電気的接続が行なわれるまでの待機の間の遅れのために貴重な時間が費やされ、そのため入出力（Ｉ／Ｏ）性能が劣化する。
【０００５】
上記の考慮に加えて、本発明は、回転位置最適化（ＲＰＯ：Rotational Position Optimization）アルゴリズムを使用してＨＤＤコントローラ待ち行列内の命令群を最適化された実行のために整理し直すことができると認識しながらも、更に命令の整理に最適の選択を行なうために、ＲＰＯアルゴリズムは各命令の実行に要する時間を正確に見積もらなければならず、かつこの見積もりはアクチュエータを動かして次の命令の正しい位置に至るためにカバーしなければならないシーク長に依存する。使用されるシーク長が「論理的」な、つまりシーク長が目標トラック（フォーマット計算に基く）を決定し現用のトラックを差し引くことによって計算されることを意味するシーク長に基き、機械的な傾きに起因するシーク長変化に対する補正を行なわなければ、見積もりは誤ったものとなるであろう。
【０００６】
これによって認識されるように、真の「物理的」シーク長（論理的シーク長に傾きの補正を加えた値）を明らかにできなければ、シーク時間を見積もるために使用される表から不正確な情報が選ばれ得るか、シーク時間の見積もりを行なうために使用される機能に不正確な情報が入力されてしまう。これらの条件下では、ＲＰＯアルゴリズムの命令整理は最適ではなくなるであろう。この問題は、適応ＲＰＯアルゴリズムの「学習」プロセスが真の物理的シーク長の不正確な知識によって劣化する事実によって、更に悪化する。その結果命令待ち行列の不正確な分類が起こり得るのであり、最終的にはＩ／Ｏ性能が更に劣化することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）における、複数ヘッド間の機械的な傾きを測定し、次いでＲＰＯ待ち行列計算用の真の物理的シーク長（論理的シーク長に対する）を算出するコード構成を提供する。更に、傾きに関する情報は、サーボにより、目標ヘッドとの電気的接続が行なわれるに先立ってアクチュエータの目標トラック向きの動きを開始させるために利用できる。これら二つの長所から、ＲＰＯソートにおけるより適切な選択が行なわれることにより、またサーボにおけるショート・シーク時間ならびにヘッド切り換え時間を短縮することにより、すぐれた性能がもたらされる。
【０００８】
従って、ＨＤＤにはディスク積層体、ヘッド積層体、及びディスク積層体とヘッド積層体の間の機械的な傾きを表わす傾きシーク距離を決定するコントローラが含まれる。コントローラは、傾きシーク距離を論理的シーク距離に加え、見積もりアクセス時間（ＥＡＴ）の決定に役立つ合計シーク距離を決定する。またコントローラは、目標ヘッドと電気的接続を行なう以前に、傾きシーク距離を目標ヘッドの事前位置決めにも使用する。
【０００９】
好ましい実施形態においては、サーボが、目標ヘッドがコントローラと電気的接続を行なう直前に該コントローラと電気的接続状態にある現用ヘッドの位置を測定する。またサーボは、目標ヘッドによる電気的結合が行なわれた直後の目標ヘッドの位置も測定する。傾きシーク距離は、目標ヘッドの位置と現用ヘッドの位置の差に基く。
【００１０】
コントローラが傾き値の表にアクセスし、平均合計傾きシーク距離を決定する。この合計シーク距離を用いて少なくとも１個の（ＲＰＯ）表にアクセスすることができ、またＲＰＯ表を変更するためにも使用することができる。この合計シーク距離は、コントローラにより、サーボを起動し、目標ヘッドとコントローラの間に電気的接続性が確立される以前にアクチュエータを動かすためにも使用してもよい。
【００１１】
別の態様においては、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は１個以上の回転可能なディスク、ヘッド積層体、及びヘッド積層体を制御し、待ち行列内の命令を実行することと、対象ヘッドによる電気的接触が作られる以前に、少なくとも一部は上記ヘッド積層体と１個以上のディスクの間の機械的な傾きに基いて目標ヘッドをあらかじめ位置決めすることの少なくとも一つを受け持つ１個のＨＤＤコントローラを含む。
【００１２】
更に別の態様においては、ＨＤＤはディスク積層体、ヘッド積層体、及び現用ヘッド位置と目標ヘッド位置の間の差に基いて機械的な傾きを決定し、かつ、上記の差を用いて見積もりアクセス時間（ＥＡＴ）決定に使用できる物理的シーク距離を決定することと、及び上記の差を用いて目標ヘッドによる電気的接触が行なわれる以前に該目標ヘッドをあらかじめ位置決めすることの少なくとも一つを受け持つコントローラを含む。
【００１３】
本発明の詳細は、構造についても操作についても、次節に説明される付属の図面を参照することによって最も良く理解され得る。複数の図面において、同じ参照番号は同じ構成部品を示している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＨＤＤのサーボにおけるショート・シーク時間ならびにヘッド切り換え時間を短縮することができ、すぐれた性能がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
まず図１において、データ記憶システム全体は１０として示されており、これには等距離を隔ててスピンドル１６に支えられている複数個のディスク１４を有するディスク積層体１２が含まれる。図には３個のディスク１４が示されているが、ディスク積層体１２が有するディスクはそれより多くても、また少なくても良い。ヘッド積層体１８は複数の平行なアーム２０を含み、それぞれのアームの末端には読み取り／書き込みヘッド２２が取り付けられ、ヘッド２２のそれぞれはディスク１４上に位置決めされて、ディスク１４に情報を書き込み、ディスク１４から情報を読み取る。図１は、ヘッド積層体１８は複数ディスク１４の平行な面に対して機械的に傾斜し得ることを示しており、これが、本発明が取り組む問題である。
【００１６】
ヘッド積層体１８は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）コントローラ２６からの命令に応答するサーボ２４によって動かされ得る。ＨＤＤコントローラ２６は、一度に１個のヘッド２２と、多重化前置増幅器２８を通じて電気的に交信する（電気的接触状態にある）。以下に記載する開示に従って、ＨＤＤコントローラ２６はストレージ３０にアクセスし、ヘッド積層体１８とディスク積層体１２の間の機械的な傾きを表わす数値が書き込まれた一つ以上の表にアクセスすることができる。ストレージ３０はＲＰＯ表（または、相当するＲＰＯ機能）をも含んで良く、それらは専門化には周知の手段に従って、ＨＤＤコントローラ２６の待ち行列内におけるＩ／Ｏリクエストの見積もりアクセス時間を決定し、性能を最適化する態様で該リクエストを命令するために使用される。使用される特定のＲＰＯアルゴリズムは本発明を構成する不可欠要素ではない。本発明は、その計算にシーク長を使用する、全ての命令再整理アルゴリズムに適用される。ストレージ３０はＨＤＤコントローラ２６のメモリ内に実装されていても良い。
【００１７】
本発明の論理は、図２に示されている。ブロック３２で、ヘッド切り換えがまさに起ころうとしている時、すなわち現用ヘッドと電気的接触状態にあるＨＤＤコントローラ２６がディスク積層体１２内の他のディスクと関連している目標ヘッド２２と電気的接触を行なわねばならぬと決定した時に、サーボ２４はブロック３４において、現用ヘッドの、まさにそれが電気的接続を終えようとしているディスクに対する実際の位置を測定する。その位置は専門家には周知の手段に従って、たとえば現用ヘッドが、例えばディスク上のサーボパターンのどのゾーン、シリンダ及びセクタを使い終わったかに注意することによって測定され得る。
【００１８】
ブロック３６で、電気的接触は目標ヘッドに切り換えられる。次いでブロック３８で、サーボ２４により目標ヘッドの位置が測定される。現用ヘッド位置と目標ヘッド位置の差が、現用ヘッドと目標ヘッドの機械的傾きを表す。具体的には、もし現用ヘッドがトラック９５上にあると決定されるならば、傾きがない条件下では目標ヘッドもトラック９５上にあるであろう。しかし傾きがあれば、目標ヘッドは他のトラック、例えばトラック９８上にあるであろう。周知の、ヘッド上の書き込みエレメントからの読み出しエレメントのＭＲオフセット（主としてロータリアクチュエータのスキュー効果に起因する）を、傾きを決定する際に考慮に入れ、該オフセットを適宜加えるか、差し引くことが好ましい。
【００１９】
ブロック４０で、傾きに関する情報が例えば傾き値表に記憶される。傾き値表にはヘッドの存在数だけの行と列があり得る。好ましい一実施形態では、傾きは時間が経つと変化する可能性があるので、傾きに関する移動平均値が求められ、最新の値はそのエントリのために既存の他の値と平均される。
【００２０】
傾き値表は、任意の数の方法で構築して良い。例えば、ヘッドのそれぞれの対の間の傾き値を保有することができる。あるいは、すべての傾き値を１個の基準ヘッドの傾き値と関連させることもできる。２個のヘッド間の実際の傾き値を、他のヘッド対の傾き値に外挿することができる。これは、１回のヘッド切り換えが行なわれる都度すべての傾き値を更新し、その際、実際の傾き値が切り換えに係る特定のヘッド対に関連せしめられ、他のすべての値が外挿によって更新されることを意味し得る。
【００２１】
ブロック４２では、ＨＤＤコントローラ２６の待ち行列内における以後のＩ／Ｏリクエスト整理のために、論理的シーク距離を使用する代りに物理的シーク距離が計算され、リクエスト整理アルゴリズムで使用される。物理的シーク距離は、在来法で（例えばゾーン・シリンダ・ヘッド・セクタ変換手法を使用して）決定される論理的シーク距離の総和に、ヘッド切り換えが求められる場合には、傾き距離値（傾きの方向によっては、負の値である場合がある）を加えた値と関係付けられ得る。次いで、例えばＲＰＯを使用する実装内で、物理的シーク距離はＥＡＴ（見積もりアクセス時間）を計算する際にＲＰＯから適切な数値を選択するために使用される。
【００２２】
以上に加えて、ブロック４４では、新しいシーク命令にヘッド切り換えが含まれる場合、サーボがどの方向にどれだけの距離、アクチュエータを動かさねばならないかを決定するために傾き値表内の数値が使用される。傾きが存在する場合におけるシークの実際の方向と大きさに関するこの予知によって、目標ヘッドに電気的接続が行なわれる以前であってもサーボはアクチュエータを動かし始めることができ、特に多数のショート・シークがある場合の小さなパーティションや非常に大きな待ち行列深度に対するオーバヘッド時間が短縮され、従って性能が改善される。また物理的シーク距離は、論理的シーク距離の代りに、ＲＰＯ表（あるいは、適切な機能）を、それらの学習プロセスの間に、専門家には周知のＲＰＯ表学習原理に従って適切に更新するためにも使用される。より専門的に言えば、ＲＰＯ表は次のようにして更新されることが好ましい：物理的シーク長の決定に使用される「新しい」傾き値を、電気的接続を切り換える直前の現用ヘッドの位置と、電気的接続が目標ヘッドに切り換えられた直後の目標ヘッドの位置の間の差を決定し、ブロック４４で実行されるアクチュエータの事前の動きがある場合には、それをプラス（あるいはマイナス、適宜）する。アクチュエータの事前の動きの量は、当該技術分野では周知のサーボ原理に従い、事前の動きの間にサーボに供給された電流量と、既に分かっているアクチュエータの慣性モーメント、及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）のトルク定数を用いて決定することができる。
【００２３】
本明細書に示され、詳細に説明されているＨＤＤのヘッド傾きを補正するためのシステム及び方法は、上に述べた本発明の目的を完璧に達成し得るものであるが、それは本発明の必然的に好まれる実施形態であり、従って本発明によって意図される主題の事物を代表するものであること、本発明の範囲は、当該技術に精通する者には自明となるであろう他の実施形態をも包含すること、及び、本発明の範囲はそれ故に本明細書に附属の特許請求の範囲以外の何物によっても制限されず、かつ特許請求の範囲中にある要素が単数形で言及されている場合、特に明示されていない限り「唯１個のみ」ではなく、「１個以上」を意味するよう意図されたものであることを理解すべきである。それは必ずしも本発明によって解決することを求められる個々の問題に取り組むための装置もしくは方法についてとは限らず、本発明の特許請求の範囲に包含されるものについてである。更に、本開示中のいかなる要素、構成部分または方法の段階といえども、それが特許請求の範囲中に明確に説明されている要素、構成部分または方法の段階であるか否かを問わず、公知とされるべく意図されたものではない。本明細書に定義が明示されていない場合には、請求項の用語には、本明細書と既往の出願関係書類との調和を失しない、あらゆる通常の、かつ慣用されている意味が与えられねばならない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ハードディスクドライブの模式図で、ディスク積層体と、該ディスク積層体との傾きを誇張して示したヘッド積層体を示す。
【図２】本発明における論理の流れ図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０…データ記憶システム、
１２…ディスク積層体、
１４…ディスク、
１６…スピンドル、
１８…ヘッド積層体、
２０…アーム、
２２…ヘッド、
２４…サーボ、
２６…ＨＤＤコントローラ、
２８…多重化前置増幅器、
３０…ストレージ。
【図１】
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【図２】
2005243221.tif 000004