專利名稱：具有非易失性存儲(chǔ)器和多個(gè)盤(pán)表面的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種HDD，其具有至少一個(gè)訪問(wèn)超過(guò)一個(gè)盤(pán)表面的讀/寫(xiě)頭，且無(wú)縫地
向計(jì)算機(jī)主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)和從計(jì)算機(jī)主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，在頭從一個(gè)盤(pán)表面移動(dòng)至另一盤(pán)表面的
時(shí)間期間沒(méi)有間斷。非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器與盤(pán)表面對(duì)(pair)關(guān)聯(lián)。在頭從盤(pán)表面對(duì)中的
一個(gè)盤(pán)表面轉(zhuǎn)移至另一盤(pán)表面的時(shí)間期間，從關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)或向其寫(xiě)
數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)首先讀取自或?qū)懭氲揭粋€(gè)盤(pán)表面，然后讀取自或?qū)懭氲椒且资源鎯?chǔ)器，然后在
完成頭轉(zhuǎn)移后，讀取自或?qū)懭氲搅硪槐P(pán)表面，從而允許數(shù)據(jù)的無(wú)縫不間斷傳輸。 每個(gè)盤(pán)表面具有同心數(shù)據(jù)軌道，所述數(shù)據(jù)軌道被劃分成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其中的毗鄰的
5物理扇區(qū)，每個(gè)物理扇區(qū)與邏輯塊地址(LBA)關(guān)聯(lián)。非易失性存儲(chǔ)器可以具有多個(gè)分區(qū)，每 個(gè)分區(qū)與從一對(duì)盤(pán)表面中的一個(gè)盤(pán)表面至該對(duì)盤(pán)表面中的另一盤(pán)表面的切換相關(guān)聯(lián)。從該 對(duì)盤(pán)表面中的一個(gè)盤(pán)表面，經(jīng)關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器分區(qū)的存儲(chǔ)地址，至該對(duì)盤(pán)表面中的 下一個(gè)盤(pán)表面，LBA連續(xù)編號(hào)。在一實(shí)施例中，HDD可以具有兩個(gè)讀/寫(xiě)頭，第一頭訪問(wèn)堆 疊中盤(pán)的底表面或背表面，第二頭訪問(wèn)堆疊中盤(pán)的頂表面或正表面，一個(gè)盤(pán)的背表面和軸 向相鄰的盤(pán)的正表面每組形成一"邏輯"盤(pán)。當(dāng)頭移至下一軸向間隙時(shí)，于是頭訪問(wèn)下一邏 輯盤(pán)。于是，LBA編號(hào)從一個(gè)邏輯盤(pán)，經(jīng)一關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器分區(qū)，至下一邏輯盤(pán)連續(xù)。 非易失性存儲(chǔ)器可以是具有多個(gè)分區(qū)的單個(gè)模塊或芯片，或者可以是多個(gè)模塊或芯片。非 易失性存儲(chǔ)器或分區(qū)的大小可由已知的數(shù)據(jù)傳輸率和已知的完成頭的從一個(gè)盤(pán)表面至另 一盤(pán)表面的轉(zhuǎn)移的時(shí)間來(lái)確定。 為了更充分地理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)參考以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1A-1B是本發(fā)明硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)的一實(shí)施例的側(cè)視圖，示出頭_臂組件在軸 向可移動(dòng)盤(pán)的堆疊中的兩個(gè)不同位置； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的磁記錄HDD的框圖，示出成對(duì)的盤(pán)表面和關(guān)聯(lián)的非易失性存 儲(chǔ)器分區(qū)； 圖3是示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)盤(pán)表面和關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器分區(qū)上的 邏輯塊地址(LBA)的連續(xù)編號(hào)。
具體實(shí)施例方式
隨著對(duì)磁記錄硬盤(pán)存儲(chǔ)器的需求增長(zhǎng)，需要降低硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)的成本，其中， 成本以每千兆字節(jié)的美元數(shù)($/GB)的方式計(jì)量。HDD成本的一個(gè)大的影響因素是讀/寫(xiě) 頭、以及它們的相關(guān)組件和到HDD電子器件的電纜連接。傳統(tǒng)HDD中，針對(duì)每個(gè)盤(pán)表面有一
個(gè)頭，所有頭安裝在唯一的致動(dòng)器上，該致動(dòng)器使所有的頭在其各自的盤(pán)表面上同時(shí)移動(dòng)。 已經(jīng)提出了一些低成本HDD，其具有至少一個(gè)能訪問(wèn)一個(gè)以上的盤(pán)表面的讀/寫(xiě)頭。在這樣 的HDD中，需要一種機(jī)構(gòu)，其相對(duì)于盤(pán)的堆疊移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)頭，從而所述頭能從一個(gè)盤(pán)表 面移至另一盤(pán)表面。隨著這種類型HDD中盤(pán)數(shù)量的增加，在容量增加的同時(shí)，豸/GB顯著減 小。此關(guān)系與磁帶庫(kù)和光盤(pán)庫(kù)的關(guān)系類似，因此這種HDD有用作虛擬帶庫(kù)(VTL)的潛在應(yīng) 用。 本發(fā)明可用于其中至少一個(gè)讀/寫(xiě)頭訪問(wèn)一個(gè)以上的盤(pán)表面的任何HDD。例如，早 期的磁記錄HDD—公知的IBM RAMAC 305 —具有一疊盤(pán)和單個(gè)臂，在盤(pán)疊中所述盤(pán)相對(duì)于 彼此是固定的，所述臂具有能從疊中的一個(gè)盤(pán)移至疊中的另一個(gè)盤(pán)的讀/寫(xiě)頭組件。2008 年10月9日提交的題為"HARD DISK DRIVE WITH DISK SEPARATOR FOR CREATING AXIALGAPS BETWEEN DISKS FOR ACCESS BY READ/WRITE HEADS"的第12/248， 117號(hào)申請(qǐng)中描述了一 種HDD，其具有較多數(shù)目的盤(pán)，但僅具有兩個(gè)讀/寫(xiě)頭，該申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給了本申請(qǐng)的相同的受 讓人。此HDD具有在盤(pán)疊中可相對(duì)于彼此軸向移動(dòng)的盤(pán)，圖1A-1B中示出了該HDD，以下將 簡(jiǎn)略概述該HDD。 圖1A-1B中，HDD具有基座10和單個(gè)頭_臂組件40，在可旋轉(zhuǎn)的心軸30上有盤(pán)疊
620 (例如顯示為13張盤(pán)，編號(hào)為盤(pán)20-1至20-13)，頭-臂組件40包括剛性臂42和兩個(gè)在 各自的空氣軸承滑塊44、46上的讀/寫(xiě)頭?；?0內(nèi)的心軸馬達(dá)32使心軸30繞軸31旋 轉(zhuǎn)。每個(gè)盤(pán)的至少一個(gè)表面且優(yōu)選兩個(gè)表面具有用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的磁記錄層?；瑝K44、46分 別通過(guò)懸架43、45安裝在剛性臂40上。懸架43、45包括將滑塊向其各自的盤(pán)表面推壓的 撓性元件，如本領(lǐng)域公知的那樣。 通過(guò)致動(dòng)器50，頭-臂組件40可繞軸52旋轉(zhuǎn)。通過(guò)致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器54，致動(dòng)器50 還可相對(duì)于基座10軸向移動(dòng)，從而使得頭-臂組件40的軸向高度能被改變。致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器 54可以是步進(jìn)電機(jī)，其通過(guò)絲杠(lead screw) 56與致動(dòng)器52連接。通過(guò)圖1A-1B中頭-臂 組件40的兩個(gè)不同位置，示出了頭-臂組件40相對(duì)于基座10的軸向高度調(diào)節(jié)。圖1A中， 頭_臂組件40位于盤(pán)20-5和20-6之間的軸向間隙內(nèi)，盤(pán)20-5的下或背數(shù)據(jù)表面20-5b 可由滑塊44上的頭訪問(wèn)，盤(pán)20-6的上或正數(shù)據(jù)表面20-6a可由滑塊46上的頭訪問(wèn)。圖1B 中，頭_臂組件40已經(jīng)移到下部，且位于盤(pán)20-12和20-13之間的軸向間隙內(nèi)，盤(pán)20-12的 背數(shù)據(jù)表面20-12b可由滑塊44上的頭訪問(wèn)，盤(pán)20-13的正表面20_13a可由滑塊46上的 頭訪問(wèn)。 堆疊中的盤(pán)20不固定在心軸30上的固定不變的位置上，而是可以在心軸30上上 下軸向移動(dòng)。這通過(guò)位于心軸30內(nèi)的盤(pán)分離器80實(shí)現(xiàn)，盤(pán)分離器80分離任意對(duì)軸向相鄰 的盤(pán)以形成軸向間隙。盤(pán)分離器80安裝在控制桿90上，控制桿90使盤(pán)分離器80與控制 桿90—起旋轉(zhuǎn)，但允許盤(pán)分離器80沿控制桿90軸向上下移動(dòng)?？刂茥U90位于心軸30內(nèi)， 且可相對(duì)于心軸30旋轉(zhuǎn)。盤(pán)基座10中的盤(pán)堆疊步進(jìn)電機(jī)100通過(guò)差動(dòng)軸104與差動(dòng)旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)102連接，并控制相對(duì)于心軸30的旋轉(zhuǎn)的控制桿90的旋轉(zhuǎn)。 因?yàn)轭^-臂組件40可通過(guò)臂高度步進(jìn)電機(jī)54而軸向移動(dòng)，所以滑塊44、46能在 由不同對(duì)的分離的盤(pán)形成的不同的軸向間隙內(nèi)徑向旋轉(zhuǎn)。這允許除其表面由滑塊44、46 上的頭訪問(wèn)的該對(duì)盤(pán)之外的所有盤(pán)在一起隔得非常近，從而實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)HDD更高的容積效 率(volumetric efficiency)。為了頭-臂組件40從圖1A中的位置移至圖1B中的位置， 頭_臂組件40首先必須旋轉(zhuǎn)到盤(pán)20-5和20-6之間的軸向間隙之外，并超出盤(pán)堆疊的外 周。這通過(guò)頭支架(圖1A-1B未示出)實(shí)現(xiàn)，頭支架也隨頭-臂組件40—起軸向移動(dòng)，但 不隨之旋轉(zhuǎn)。這種頭支架可以是傳統(tǒng)的"加載/卸載"(L/UL)斜面結(jié)構(gòu)(rampstructure)， 滑塊從盤(pán)"卸載"至其上，之后"加載"到盤(pán)上。在滑塊44、46已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到圖1A中的盤(pán)20-5 和20-6之間的軸向間隙之外并自盤(pán)表面20-5b、20-6a卸載到L/UL斜面上之后，盤(pán)分離器 80在圖1B中的盤(pán)20-12和20-13之間形成新的軸向間隙。然后，滑塊44、46移離L/UL斜 面并加載到圖1B中的盤(pán)表面20-12b、20-13a上，在該處，滑塊能在新選定的軸向間隙內(nèi)在 盤(pán)表面上旋轉(zhuǎn)。 在圖1A-1B所示的HDD中，以及其中頭必須從一個(gè)盤(pán)表面移至另一盤(pán)表面的任何 HDD中，需要時(shí)間來(lái)進(jìn)行該轉(zhuǎn)移。在此時(shí)間中，盤(pán)驅(qū)動(dòng)器不能讀或?qū)憯?shù)據(jù)，因此每次轉(zhuǎn)移頭 時(shí)，讀和寫(xiě)必須臨時(shí)中斷。雖然HDD以傳統(tǒng)方式使用(即較小文件的隨機(jī)讀和寫(xiě))時(shí)這不 會(huì)是明顯的性能影響，但是當(dāng)HDD用于數(shù)據(jù)的連續(xù)讀或?qū)?如VTL中那樣)、或用于大文件 (如多媒體文件)的讀或?qū)憰r(shí)，這會(huì)導(dǎo)致顯著的缺點(diǎn)，該大文件需要存儲(chǔ)在一個(gè)以上的盤(pán)表 面上。 本發(fā)明中，將非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器與一對(duì)盤(pán)表面關(guān)聯(lián)。在頭從該對(duì)盤(pán)表面中的一個(gè)盤(pán)表面轉(zhuǎn)移至另一盤(pán)表面的時(shí)間中，從關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)或向其寫(xiě)入數(shù) 據(jù)。數(shù)據(jù)首先讀取自或?qū)懭氲揭粋€(gè)盤(pán)表面，然后讀取自或?qū)懭氲椒且资源鎯?chǔ)器，然后在完 成頭轉(zhuǎn)移之后，讀取自或?qū)懭氲搅硪槐P(pán)表面，從而允許數(shù)據(jù)的無(wú)縫傳輸。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的磁記錄盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD) 200的框圖。HDD 200包括硬盤(pán)控制 器(HDC)212，其可以包括微控制器或微處理器，和/或以微控制器或微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。控制 器212運(yùn)行存儲(chǔ)器214中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序?qū)嵤┮韵逻M(jìn)一步說(shuō)明的邏輯運(yùn) 算(logic and algorithms)。存儲(chǔ)器214可與控制器212分開(kāi)，或作為控制器芯片上的嵌 入式存儲(chǔ)器。該計(jì)算機(jī)程序也可以以微碼(microcode)或控制器212可訪問(wèn)的其它類型的 存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)施。 控制器212與主機(jī)接口 216連接，主機(jī)接口 216與計(jì)算機(jī)主機(jī)218通信。主機(jī)接 口 216可以是任何傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)-HDD接口，例如串行ATA(高級(jí)技術(shù)附件)或SCSI (小型 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)。 控制器212還通過(guò)讀/寫(xiě)通道220與HDD的兩個(gè)讀/寫(xiě)頭HI和H2中的每一個(gè)連 接。該HDD具有從0至N-l編號(hào)的N個(gè)盤(pán)，圖2所示為5個(gè)物理磁記錄盤(pán)，其被編號(hào)為盤(pán)DO 至盤(pán)D4。盤(pán)D0-D4安裝在心軸馬達(dá)232上，并被心軸馬達(dá)232旋轉(zhuǎn)。盤(pán)分離器280在軸向 相鄰的盤(pán)之間創(chuàng)建軸向間隙，如圖2中盤(pán)D0和Dl之間的間隙所示的那樣。頭HI與盤(pán)的下 或背表面關(guān)聯(lián)并訪問(wèn)之，H2與盤(pán)的上或正表面關(guān)聯(lián)并訪問(wèn)之，如圖2所示，其中HI在DO的 背表面(D0-b)上，H2在D1的正表面(Dl-f)上。每個(gè)盤(pán)表面具有被劃分成毗鄰的物理扇 區(qū)的同心數(shù)據(jù)軌道，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其中，且每個(gè)物理扇區(qū)與邏輯塊地址(LBA)關(guān)聯(lián)。表面DO-b 和Dl-f —起形成"邏輯"盤(pán)，即在D0-b和Dl-f上LBA被連續(xù)編號(hào)，從而能在邏輯盤(pán)的所有 LBA上連續(xù)寫(xiě)入或讀出數(shù)據(jù)，且通道220僅將頭從H1切換至H2。類似地，其它的軸向相鄰 盤(pán)的正和背表面形成其它的邏輯盤(pán)。致動(dòng)器250跨盤(pán)表面上的同心數(shù)據(jù)軌道移動(dòng)頭H1、H2， 從而頭能訪問(wèn)數(shù)據(jù)將讀出或?qū)懭氲乃栉锢砩葏^(qū)。致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器254軸向移動(dòng)致動(dòng)器250 和所連接的頭H1、H2，從而頭能訪問(wèn)堆疊中不同盤(pán)的與之相關(guān)的盤(pán)表面。
控制器212用作數(shù)據(jù)控制器，以通過(guò)讀/寫(xiě)通道220從計(jì)算機(jī)主機(jī)218傳輸寫(xiě)數(shù)據(jù) 塊以通過(guò)頭H1、H2寫(xiě)至盤(pán)表面，以及將讀數(shù)據(jù)塊從盤(pán)表面?zhèn)骰赜?jì)算機(jī)主機(jī)218?？刂破?12 還通過(guò)數(shù)據(jù)總線260與非易失性存儲(chǔ)器270通信，于是可以將寫(xiě)數(shù)據(jù)塊傳輸至非易失性存 儲(chǔ)器270的存儲(chǔ)地址，以及從非易失性存儲(chǔ)器270的存儲(chǔ)地址取回或讀取數(shù)據(jù)塊。 一種非 易失性存儲(chǔ)器270可以是閃存。閃存將信息儲(chǔ)存在浮柵晶體管(稱為"單元")的陣列中， 可按塊進(jìn)行電擦除和再編程。其它類型的非易失性存儲(chǔ)器可以是磁隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM) 或相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。 非易失性存儲(chǔ)器270可以具有N-2個(gè)分區(qū)，其中N是盤(pán)的數(shù)量。如圖2所示，非易 失性存儲(chǔ)器270具有編號(hào)為Pl至P3的3個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)與從盤(pán)表面對(duì)中的一個(gè)盤(pán)表面 至盤(pán)表面對(duì)中的另一盤(pán)表面的切換相關(guān)聯(lián)。Pl與物理盤(pán)D1的正和背表面關(guān)聯(lián)，P2與物理 盤(pán)D2的正和背表面關(guān)聯(lián)，P3與物理盤(pán)D3的正和背表面關(guān)聯(lián)。當(dāng)頭組件需要被軸向移動(dòng)從 而從與D0-b/Dl-f邏輯盤(pán)關(guān)聯(lián)的LBA切換至與Dl-b/D2-f邏輯盤(pán)關(guān)聯(lián)的LBA時(shí)使用Pl 。類 似地，當(dāng)頭組件在其它邏輯盤(pán)之間移動(dòng)時(shí)，使用P2-P3，如圖2所示。非易失性存儲(chǔ)器270的 分區(qū)中的每個(gè)存儲(chǔ)地址與LBA相關(guān)聯(lián)。雖然非易失性存儲(chǔ)器在圖2中被示作具有多個(gè)分區(qū) 的單個(gè)模塊或芯片，但是非易失性存儲(chǔ)器可以是多個(gè)模塊或芯片。例如，每一對(duì)盤(pán)表面可以
8有一個(gè)閃存芯片與之關(guān)聯(lián)。 本發(fā)明中，LBA從一個(gè)邏輯盤(pán)，經(jīng)關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器分區(qū)的存儲(chǔ)地址，至下一 個(gè)邏輯盤(pán)連續(xù)編號(hào)。例如，LBA從物理盤(pán)DO的背表面(DO-b)，經(jīng)物理盤(pán)D1的正表面(Dl-f)， 經(jīng)非易失性存儲(chǔ)器或非易失性存儲(chǔ)器的分區(qū)P1的存儲(chǔ)地址，然后至物理盤(pán)D1的背表面 (Dl-b)，然后至物理盤(pán)D2的正表面(D2-f)連續(xù)編號(hào)。這示意性地示于圖3。此示例中，每個(gè) 盤(pán)表面具有X個(gè)LBA，每個(gè)非易失性存儲(chǔ)器分區(qū)具有Y個(gè)LBA。例如，如圖3所示，從LBA(1) (DO-b上的第一個(gè)LBA)至LBA(X) (DO-b上的最后一個(gè)LBA)，至LBA(X+1) (Dl-f上的第一個(gè) LBA)，至LBA(2X) (Dl-f上的最后一個(gè)LBA) ， LBA連續(xù)編號(hào)。然后編號(hào)在P1的存儲(chǔ)器地址中 從LBA (2X+1) (Pl中的第一個(gè)LBA)，至LBA (2X+Y) (Pl的最后一個(gè)LBA)，然后至LBA (2X+Y+1) (Dl-b上的第一個(gè)LBA)連續(xù)。編號(hào)在Dl-b上連續(xù)直至LBA(3X+Y)(其是Dl-b上的最后一 個(gè)LBA)，然后至LBA(3X+Y+1)(其是D2-f上的第一LBA)，至LBA(4X+Y) (D2-f上的最后一個(gè) LBA)。然后LBA編號(hào)在P2的存儲(chǔ)地址中從LBA (4X+Y+1) (P2中的第一個(gè)LBA)至LBA (4X+2Y) (P2中的最后一個(gè)LBA)連續(xù)。編號(hào)經(jīng)所有分區(qū)和它們關(guān)聯(lián)的盤(pán)表面對(duì)連續(xù)。對(duì)于堆疊中盤(pán) 的每對(duì)正和背表面和它們關(guān)聯(lián)的分區(qū)，LBA以同樣的方式連續(xù)編號(hào)。再次參見(jiàn)圖2，不需要 與盤(pán)表面D0-f和D4-b關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器，因?yàn)樵谶@種HDD中，頂部盤(pán)的正表面和底部 盤(pán)的背表面不可由頭訪問(wèn)，且不用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。 當(dāng)控制器212傳輸跨一個(gè)盤(pán)的正表面和背表面的寫(xiě)數(shù)據(jù)塊(例如大的多媒體文 件)時(shí)，它將數(shù)據(jù)連續(xù)寫(xiě)入盤(pán)的正表面的LBA，然后寫(xiě)入關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器分區(qū)的LBA， 然后寫(xiě)入盤(pán)的背表面的LBA。再次參見(jiàn)圖2，頭H2初始位于D1的正表面上，控制器212發(fā) 送數(shù)據(jù)塊至讀/寫(xiě)通道220，讀/寫(xiě)通道220將數(shù)據(jù)塊傳輸至H2。 H2將數(shù)據(jù)塊寫(xiě)入D1的正 表面的LBA。然后，控制器212通過(guò)數(shù)據(jù)總線260將數(shù)據(jù)塊發(fā)送給非易失性存儲(chǔ)器分區(qū)Pl。 在將數(shù)據(jù)塊向Pl寫(xiě)入的時(shí)間期間，頭Hl、 H2被致動(dòng)器250旋轉(zhuǎn)到盤(pán)DO和Dl的外周邊之 外，致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器254軸向移動(dòng)致動(dòng)器250和頭Hl、 H2，然后，致動(dòng)器250將頭Hl、 H2旋轉(zhuǎn) 進(jìn)盤(pán)Dl和D2之間的軸向間隙中。在頭的至新軸向間隙的轉(zhuǎn)移完成之后，控制器212于是 發(fā)送數(shù)據(jù)塊至讀/寫(xiě)通道220，讀/寫(xiě)通道220將數(shù)據(jù)塊傳輸至頭Hl，作為頭轉(zhuǎn)移的結(jié)果， Hl現(xiàn)在位于Dl的背表面上。Hl將數(shù)據(jù)塊寫(xiě)入Dl背表面的LBA。如果文件大到在Dl背表 面的所有LBA被用完后還需要更多的LBA，則讀/寫(xiě)通道220將數(shù)據(jù)傳輸切換至頭H2，數(shù)據(jù) 塊用D2正表面上的頭H2來(lái)寫(xiě)。于是，數(shù)據(jù)文件被無(wú)縫寫(xiě)入，在多個(gè)盤(pán)表面和關(guān)聯(lián)的非易失 性存儲(chǔ)器分區(qū)之間沒(méi)有間斷。數(shù)據(jù)塊的讀出，即所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)從盤(pán)數(shù)據(jù)扇區(qū)和非易失性存 儲(chǔ)器地址向計(jì)算機(jī)主機(jī)218的回傳，以同樣的方式進(jìn)行。在將頭從一個(gè)軸向間隙轉(zhuǎn)移至另 一軸向間隙從而頭能訪問(wèn)不同數(shù)據(jù)表面所需的時(shí)間期間，從與適當(dāng)?shù)姆且资源鎯?chǔ)器分區(qū) 的LBA關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器地址取回或讀出數(shù)據(jù)塊。 非易失性存儲(chǔ)器或分區(qū)的大小可由已知的數(shù)據(jù)傳輸率和已知的完成頭的從一個(gè) 軸向間隙至另一軸向間隙的轉(zhuǎn)移的時(shí)間來(lái)確定。例如，如果數(shù)據(jù)傳輸率為約60MB/s，且軸向 頭轉(zhuǎn)移耗時(shí)約1秒，則每個(gè)分區(qū)可以具有至少60MB的容量。 雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員理解可 作出各種形式和細(xì)節(jié)上的改變而不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。因此，所公開(kāi)的發(fā)明應(yīng)被視 作僅僅是示范性的，且其僅受限于所附權(quán)利要求書(shū)中載明的范圍。
9
權(quán)利要求
一種磁記錄盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，包括可繞公共軸旋轉(zhuǎn)的多個(gè)磁記錄盤(pán)，每個(gè)磁記錄盤(pán)具有至少一個(gè)具有多個(gè)同心數(shù)據(jù)軌道的盤(pán)表面，每個(gè)數(shù)據(jù)軌道包括用于來(lái)自計(jì)算機(jī)主機(jī)的數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)的多個(gè)毗鄰的扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)具有關(guān)聯(lián)的邏輯塊地址LBA；非易失性存儲(chǔ)器，具有用于來(lái)自計(jì)算機(jī)主機(jī)的數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)的多個(gè)地址，每個(gè)非易失性存儲(chǔ)器地址具有關(guān)聯(lián)的LBA，其中從第一盤(pán)表面上的LBA，經(jīng)所述非易失性存儲(chǔ)器的LBA，至第二盤(pán)表面上LBA，LBA連續(xù)編號(hào)；多個(gè)讀/寫(xiě)頭，用于向所述扇區(qū)寫(xiě)數(shù)據(jù)塊并從所述扇區(qū)讀數(shù)據(jù)塊；與所述頭連接的頭致動(dòng)器，用于橫跨所述盤(pán)表面移動(dòng)所述頭；與所述頭致動(dòng)器連接的驅(qū)動(dòng)器，用于軸向移動(dòng)所述頭致動(dòng)器以使得所述頭能訪問(wèn)不同的盤(pán)表面；以及控制器，適于與所述計(jì)算機(jī)主機(jī)連接，用于響應(yīng)來(lái)自所述計(jì)算機(jī)主機(jī)的讀寫(xiě)指令，在所述計(jì)算機(jī)主機(jī)與所述盤(pán)表面上的所述扇區(qū)和所述非易失性存儲(chǔ)器中的地址之間傳輸數(shù)據(jù)塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述控制器包括用于響應(yīng)來(lái)自所述計(jì)算機(jī)主機(jī)的 寫(xiě)指令執(zhí)行方法操作的邏輯電路，該方法操作包括在頭正在訪問(wèn)所述第一盤(pán)表面的同時(shí)，向所述第一表面的LBA順序?qū)憯?shù)據(jù)塊； 在所述驅(qū)動(dòng)器正在移動(dòng)所述頭致動(dòng)器從而使頭能訪問(wèn)所述第二盤(pán)表面的同時(shí)，向所述 非易失性存儲(chǔ)器的LBA順序?qū)憯?shù)據(jù)塊；以及在頭正在訪問(wèn)所述第二盤(pán)表面的同時(shí)，向所述第二盤(pán)表面的LBA順序?qū)憯?shù)據(jù)塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述控制器包括用于響應(yīng)來(lái)自所述計(jì)算機(jī)主機(jī)的 讀指令執(zhí)行方法操作的邏輯電路，該方法操作包括在頭正在訪問(wèn)所述第一盤(pán)表面的同時(shí)，從所述第一表面的LBA順序讀數(shù)據(jù)塊； 在所述驅(qū)動(dòng)器正在移動(dòng)所述頭致動(dòng)器從而使頭能訪問(wèn)所述第二盤(pán)表面的同時(shí)，從所述 非易失性存儲(chǔ)器的LBA順序讀數(shù)據(jù)塊；以及在頭正在訪問(wèn)所述第二盤(pán)表面的同時(shí)，從所述第二盤(pán)表面的LBA順序讀數(shù)據(jù)塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中有從0至N-1軸向編號(hào)的N個(gè)盤(pán)，其中每個(gè)盤(pán)具有 正表面和背表面，其中有與所述致動(dòng)器連接且可在軸向相鄰的盤(pán)之間的軸向間隙內(nèi)移動(dòng)的 第一頭和第二頭，其中所述第一頭僅訪問(wèn)所述盤(pán)的背表面，所述第二頭僅訪問(wèn)所述盤(pán)的正 表面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中，LBA從盤(pán)0的背表面上的LBA，經(jīng)盤(pán)1的正表面 上的LBA，經(jīng)所述非易失性存儲(chǔ)器的LBA，至盤(pán)1的背表面上的LBA被連續(xù)編號(hào)，其中所述控 制器包括用于響應(yīng)來(lái)自所述計(jì)算機(jī)主機(jī)的寫(xiě)指令執(zhí)行方法操作的邏輯電路，該方法操作包 括以所述第二頭向盤(pán)1的正表面的LBA順序?qū)憯?shù)據(jù)塊；在所述驅(qū)動(dòng)器正在移動(dòng)所述頭致動(dòng)器從而使第一頭能訪問(wèn)盤(pán)1的背表面的同時(shí)，向所 述非易失性存儲(chǔ)器的LBA順序?qū)憯?shù)據(jù)塊；以及以第一頭向盤(pán)1的背表面的LBA順序?qū)憯?shù)據(jù)塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中LBA進(jìn)一步從盤(pán)1的背表面上的LBA至盤(pán)2的正表面上的LBA被連續(xù)編號(hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述非易失性存儲(chǔ)器具有N-2個(gè)分區(qū)，所述分區(qū) 從1至N-2編號(hào)且與盤(pán)1至N-2關(guān)聯(lián)，每個(gè)分區(qū)具有在其關(guān)聯(lián)的盤(pán)的正表面上的LBA和其 關(guān)聯(lián)的盤(pán)的背表面上的LBA之間連續(xù)編號(hào)的LBA。
8. —種磁記錄硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，包括 基座；心軸；連接到所述基座用于繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)所述心軸的心軸馬達(dá)；所述心軸上的多個(gè)磁記錄盤(pán)，每個(gè)磁記錄盤(pán)具有至少一個(gè)具有多個(gè)同心數(shù)據(jù)軌道的盤(pán) 表面，每個(gè)數(shù)據(jù)軌道包括用于來(lái)自計(jì)算機(jī)主機(jī)的數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)的多個(gè)毗鄰的扇區(qū)，每個(gè)扇 區(qū)具有關(guān)聯(lián)的邏輯塊地址LBA ;非易失性存儲(chǔ)器，具有用于來(lái)自計(jì)算機(jī)主機(jī)的數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)的多個(gè)地址，每個(gè)非易失 性存儲(chǔ)器地址具有關(guān)聯(lián)的LBA，其中從第一盤(pán)表面上的LBA，經(jīng)所述非易失性存儲(chǔ)器的LBA， 至第二盤(pán)表面上的LBA， LBA連續(xù)編號(hào)；可軸向移動(dòng)的盤(pán)分離器，用于分離選定的軸向相鄰的盤(pán)，每對(duì)軸向相鄰的盤(pán)在一對(duì)中 的盤(pán)被分離時(shí)在盤(pán)堆疊中定義軸向間隙；旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，在所述基座上且可繞大致平行于所述心軸馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸的軸旋轉(zhuǎn)；頭_臂組件，包括臂和至少一個(gè)連接在該臂的一端的讀/寫(xiě)頭，該讀/寫(xiě)頭用于向所述 扇區(qū)寫(xiě)數(shù)據(jù)塊和從所述扇區(qū)讀數(shù)據(jù)塊，所述頭_臂組件與該旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器連接且可通過(guò)所述 旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器在軸向間隙內(nèi)大致徑向地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述頭能訪問(wèn)軸向分離的盤(pán)中的一個(gè)的 表面上的軌道；驅(qū)動(dòng)器，連接到該旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，用于軸向移動(dòng)所述頭_臂組件，從而使所述頭_臂組件 能在不同的軸向間隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)，且使所述頭能訪問(wèn)不同的盤(pán)表面；以及控制器，適于與所述計(jì)算機(jī)主機(jī)連接，用于響應(yīng)來(lái)自所述計(jì)算機(jī)主機(jī)的讀寫(xiě)指令，在所 述計(jì)算機(jī)主機(jī)與所述盤(pán)表面上的扇區(qū)和所述非易失性存儲(chǔ)器中的地址之間傳輸數(shù)據(jù)塊。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中有從0至N-l軸向編號(hào)的N個(gè)盤(pán)，其中每個(gè)盤(pán)具有 正表面和背表面，其中有第一頭和第二頭，其中所述第一頭僅訪問(wèn)所述盤(pán)的背表面，所述第 二頭僅訪問(wèn)所述盤(pán)的正表面，其中LBA從盤(pán)0的背表面上的LBA，經(jīng)盤(pán)1的正表面上的LBA， 經(jīng)所述非易失性存儲(chǔ)器的LBA，至盤(pán)1的背表面上的LBA被連續(xù)編號(hào)，其中所述控制器包括 用于響應(yīng)來(lái)自所述計(jì)算機(jī)主機(jī)的寫(xiě)指令執(zhí)行方法操作的邏輯電路，該方法操作包括以所述第二頭向盤(pán)1的正表面的LBA順序?qū)憯?shù)據(jù)塊；在所述驅(qū)動(dòng)器正在移動(dòng)所述頭致動(dòng)器至不同的軸向間隙從而使第一頭能訪問(wèn)盤(pán)1的 背表面的同時(shí)，向所述非易失性存儲(chǔ)器的LBA順序?qū)憯?shù)據(jù)塊；以及 以第一頭向盤(pán)1的背表面的LBA順序?qū)憯?shù)據(jù)塊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述控制器包括用于響應(yīng)來(lái)自所述計(jì)算機(jī)主機(jī) 的讀指令執(zhí)行方法操作的邏輯電路，該方法操作包括以第二頭從盤(pán)1的正表面的LBA順序讀數(shù)據(jù)塊；在所述驅(qū)動(dòng)器正在移動(dòng)所述頭致動(dòng)器從而使第一頭能訪問(wèn)盤(pán)1的背表面的同時(shí)，從所 述非易失性存儲(chǔ)器的LBA順序讀數(shù)據(jù)塊；以及以第一頭從盤(pán)1的背表面的LBA順序讀數(shù)據(jù)塊。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中LBA進(jìn)一步從盤(pán)1的背表面上的LBA至盤(pán)2的正表面上的LBA被連續(xù)編號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述非易失性存儲(chǔ)器具有N-2個(gè)分區(qū)，所述分區(qū)從1至N-2編號(hào)且與盤(pán)1至N-2關(guān)聯(lián)，每個(gè)分區(qū)具有在其關(guān)聯(lián)的盤(pán)的正表面上的LBA和其關(guān)聯(lián)的盤(pán)的背表面上的LBA之間連續(xù)編號(hào)的LBA。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種磁記錄硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器HDD，其具有至少一個(gè)訪問(wèn)超過(guò)一個(gè)的盤(pán)表面的讀/寫(xiě)頭。該HDD能無(wú)縫地向主計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)和從主計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，且在頭從一個(gè)盤(pán)表面移動(dòng)至另一盤(pán)表面的時(shí)間期間沒(méi)有中斷。將非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器與盤(pán)表面對(duì)關(guān)聯(lián)。在頭從盤(pán)表面對(duì)中的一個(gè)盤(pán)表面轉(zhuǎn)移至另一盤(pán)表面的時(shí)間期間，從關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)或向其寫(xiě)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)首先讀取自或?qū)懭胍粋€(gè)盤(pán)表面，然后讀取自或?qū)懭敕且资源鎯?chǔ)器，然后在完成頭轉(zhuǎn)移后，讀取自或?qū)懭肓硪槐P(pán)表面，從而允許數(shù)據(jù)的無(wú)縫不間斷傳輸。
文檔編號(hào)G11B5/127GK101794582SQ200910262510
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者茲沃尼米爾·Z·班迪克, 馬科·桑維多 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司