[發明專利]磁盤驅動器斷電時數據節流的系統和方法

在審

• 申請號: 201210357188.6
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103021435A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: G·J·班尼特;S·R·瓦斯克斯;R·P·賴安
• 申請（專利權）人: 西部數據技術公司
• 主分類號: G11B19/20
• 分類號: G11B19/20;G11B21/02;G11C16/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本發明涉及計算機系統的磁盤驅動器和數據存儲系統。更具體地，本發明涉及旋轉降速模式（spin?down?mode）中加強電力調節的系統和方法，在該模式中電力是從磁盤主軸提取的。

背景技術

磁盤驅動器通常包括磁盤和連接致動器臂遠端的磁頭，致動器臂通過音圈電機圍繞樞軸旋轉，從而在磁盤上徑向地定位磁頭。磁盤包括多個徑向排列的隔開的、用于記錄用戶數據的同心磁軌，以及嵌入式伺服扇區。嵌入式伺服扇區包括磁頭定位信息（例如，磁軌地址），該信息由磁頭讀取并由伺服控制器處理，從而控制致動器臂在磁軌與磁軌之間搜索的轉速。

當磁盤旋轉降速時，例如，因為電力中斷，在空氣軸承消散前停放磁頭時重要的，以防止磁頭和/或磁盤損壞。在磁盤驅動器中，其中磁頭停放在磁盤的磁頭停放區，盡快制動主軸電機來最小化磁頭磨損也是很重要的。按照慣例，停電時，磁頭使用電機線圈中由主軸和磁盤組合的角動量產生的反電動勢來停放。反電動勢的感應電流對電容器充電，因而產生內部電源電壓，音圈電機使用該電壓停放磁頭。一旦磁頭停放，向主軸電機施加制動力矩使其盡快停轉，從而最小化磁頭磨損。需要仔細管理內部電源電壓來實現上述磁頭停放功能，以及在這種情況下磁盤需要執行的任何其他操作。

附圖說明

下面參照下列附圖說明實施本發明各種特征的系統和方法，其中：

圖1示出依照本發明一些實施例的磁盤驅動器/數據存儲系統。

圖2A示出依照本發明一些實施例的另外的磁盤驅動器/數據存儲系統。

圖2B示出依照本發明一些實施例的伺服扇區的格式。

圖3示出依照本發明一些實施例的斷電序列。

圖4示出依照本發明一些實施例的旋轉降速電路。

圖5示出依照本發明一些實施例的需求調節電路。

圖6示出依照本發明一些實施例的帶有優先級的需求調節電路。

圖7A-7D示出依照本發明一些實施例的邏輯負載的各種分布。

圖8A-8C示出依照本發明一些實施例的負載交錯。

圖9A-9C示出依照本發明一些實施例的負載交錯的作用。

圖10示出依照本發明一些實施例的電力分配的改進。

具體實施方式

雖然描述了本發明的一些實施例，但這些實施例僅以例子的形式給出，而不是為了限制本發明的保護范圍。實際上，這里描述的新穎的方法和系統可以用多種其他形式來實施。而且，可不偏離本發明的精神，對這里所述方法和系統做出各種省略，替換及改變。

概述

這里提供的數據存儲系統的實施例配置為，當斷電、掉電、失電或者電源故障時，執行經改進的能源或電力分配機制。盡管本說公開中使用單個的“磁盤”和“磁頭”，但是本領域的技術人員應理解，在一些實施例中可以使用多個磁盤（或底板）和磁頭。各種數據存儲系統/磁盤驅動器包括非易失性存儲器（NVM）（例如，固態內存），用于在電力中斷的情況下存儲數據。在電源故障的情況下，通過非易失性存儲器存儲數據可以提高整體性能（例如，可以使用更大的寫高速緩存）和/或在電源故障時防止數據丟失是必須的。另外，混合驅動器包括用于實現性能提高的固態非易失性存儲器，其中頻繁存取的數據存儲在固態非易失性存儲器，而非存儲在硬盤或除了存儲在硬盤之外，來提高性能。

包括驅動器和非易失性存儲器的數據存儲系統/磁盤驅動器在電源故障時，至少需要完成兩項任務：停放磁頭及將數據編碼到非易失性存儲器（例如用戶數據，系統數據或兩者皆有）。非易失性存儲器（例如固態內存）編碼通常不允許電力中斷，因為數據可能會毀壞。編碼需要1-2毫秒，這段時間內電力不能中斷。然而，反電動勢產生的電壓也用于停放磁頭，因而必須管理該電壓，確保磁頭停放及編碼功能能以有效的方式完成。本發明的一些實施例更有效地使用反電動勢產生電力，為在電力故障期間停放磁頭及編碼盡可能多的數據到非易失性存儲器而提供足夠的電力。