CN107481741A - 一种新式机械硬盘及其快速寻址结构 - Google Patents

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左登凯
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/49—Fixed mounting or arrangements, e.g. one head per track
    • G11B5/4969—Details for track selection or addressing

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  • Digital Magnetic Recording (AREA)

Abstract

本发明公开一种新式机械硬盘的快速寻址结构，包括若干个同心分布且直径各异的筒片和设置于相邻两个筒片之间的空隙内的多组磁头；各筒片的外表面为存储面，存储面上沿其轴向方向堆叠有若干个呈环形的磁道，各磁道上其沿周向划分有若干个扇区；每组磁头的数量与其对应的筒片上的磁道数量相同，且各磁头分别位于各自对应的磁道上方。如此，由于每组磁头中的各个磁头均对应着筒片上的各个磁道，相当于每个磁道都已经被正确寻找，因此，在筒片的存储面上读写数据时，系统无需进行寻道操作，节省了寻道时间，大幅降低了系统对硬盘的每次访盘请求的耗费时间，提高了硬盘的数据读写效率和反应速度。本发明还公开一种新式机械硬盘，其有益效果如上所述。

Description

一种新式机械硬盘及其快速寻址结构
技术领域
本发明涉及机械硬盘技术领域，特别涉及一种新式机械硬盘的快速寻址结构。本发明还涉及一种包括上述快速寻址结构的新式机械硬盘。
背景技术
随着微电子技术和半导体技术的发展，越来越多的精细电子设备已得到广泛使用。
在存储领域，硬盘是一种广泛使用且物美价廉的存储设备，尤其是其中的机械硬盘。自1956年IBM展示了全球第一款机械硬盘(HDD，Hard Disk Drive)以来，机械硬盘历经“温切斯特/Winchester”技术、MR(Magneto Resistive，磁阻)技术、巨磁阻效应磁头、垂直存储技术等的改革发展，现已成为各种计算机的绝对主流存储技术。
目前，传统的机械硬盘结构主要包括盘片、磁头、盘片转轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部分。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。信息通过离磁性表面很近的磁头，由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，信息可以通过相反的方式读取。
机械硬盘在进行读写时，需要磁头在盘片上进行寻址。在现有技术中，磁头首先需要确定磁盘地址(柱面号，磁头号，扇区号)和内存地址(源/目)，当需要从磁盘读取数据时，系统会将数据逻辑地址传给磁盘，磁盘的控制电路按照寻址逻辑将逻辑地址翻译成物理地址，即确定即将读写的数据在某个磁道和扇区，为了读写对应扇区的数据，需要将磁头放到这个扇区上方，为了实现这一点，首先必须找到柱面，即磁头需要移动对准相应磁道，这个过程叫做寻道，所耗费时间叫做寻道时间。然后目标扇区旋转到磁头下，即磁盘旋转将目标扇区旋转到磁头下，该过程耗费的时间叫做旋转时间。整体来看，任意一次访盘请求(读/写)完成过程由三个动作组成，即寻道(时间)，磁头移动定位到指定磁道；旋转延迟(时间)，等待指定扇区从磁头下旋转经过；数据传输(时间)，数据在磁盘与内存之间的实际传输过程。其中，机械硬盘的寻道时间相对较长，这极大影响了机械硬盘的速写速率，限制了机械硬盘的发展。
因此，如何克服机械硬盘的寻道时间过长带来的读写速率慢的困难，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种新式机械硬盘的快速寻址结构，能够克服机械硬盘的寻道时间过长带来的读写速率慢的困难，提高读写速率。本发明的另一目的是提供一种包括上述快速寻址结构的新式机械硬盘。
为解决上述技术问题，本发明提供一种新式机械硬盘的快速寻址结构，包括若干个同心分布且直径各异的筒片和设置于相邻两个所述筒片之间的空隙内的多组磁头；各所述筒片的外表面为存储面，所述存储面上沿其轴向方向堆叠有若干个呈环形的磁道，各所述磁道上其沿周向划分有若干个扇区；每组所述磁头的数量与其对应的所述筒片上的磁道数量相同，且各所述磁头分别位于各自对应的磁道上方。
优选地，每组所述磁头在各自对应的所述筒片的外表面上沿其周向方向均匀分布。
优选地，每组所述磁头内的相邻两个所述磁头的夹角为1～5°。
优选地，相邻两组所述磁头内的各个所述磁头在各所述筒片的径向上交错分布。
本发明还提供一种新式机械硬盘，包括壳体和设置于所述壳体内的快速寻址结构，其中，所述快速寻址结构具体为上述任一项所述的快速寻址结构。
本发明所提供的新式机械硬盘的快速寻址结构，主要包括筒片、磁道和磁头。其中，筒片呈同心圆分布有多个，且直径各异。在各个筒片的外表面上设置有存储面，且在各存储面上沿筒片的轴向方向堆叠有若干个呈环形的磁道，并且各圈磁道在周向方向上划分为多个扇区。如此，各个磁道上的相同圆心角内的各个扇区组成一个扇面，同时各个筒片上位于相同高度的各个磁道组成一个柱面。而磁头设置在相邻两个筒片之间的空间内，包括若干组，每一组磁头对应一个筒片的存储面。每组磁头的数量与各自对应的筒片上的磁道数量相同，且每组磁头中的各个磁头分别对应该筒片上的各个磁道。如此，本发明所提供的新式机械硬盘的快速寻址结构，当系统开始在硬盘上进行读写操作时，各个筒片高速旋转，而磁头保持静止不动，由于每一组磁头中的各个磁头均对应着一个筒片上的各个磁道，相当于每个磁道都已经被正确寻找，因此，在筒片的存储面上读写数据时，系统无需进行寻道操作，只需花费旋转延迟时间和数据传输时间，等待对应磁道上的对应扇区从磁头下旋转经过即可，相比于现有技术，系统在硬盘上读写数据时，跳过了寻道操作，节省了寻道时间，大幅降低了系统对硬盘的每次访盘请求的耗费时间，提高了硬盘的数据读写效率和反应速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
其中，图1中：
筒片—1，磁头—2，磁道—3。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
在本发明所提供的一种具体实施方式中，新式机械硬盘的快速寻址结构主要包括筒片1、磁道3和磁头2。
其中，筒片1呈同心圆分布有多个，且直径各异。在各个筒片1的外表面上设置有存储面，且在各存储面上沿筒片1的轴向方向堆叠有若干个呈环形的磁道3，并且各圈磁道3在周向方向上划分为多个扇区。如此，各个磁道3上的相同圆心角内的各个扇区组成一个扇面，同时各个筒片1上位于相同高度的各个磁道3组成一个柱面。
而磁头2设置在相邻两个筒片1之间的空间内，包括若干组，每一组磁头2对应一个筒片1的存储面。每组磁头2的数量与各自对应的筒片1上的磁道3数量相同，且每组磁头2中的各个磁头2分别设置在各自对应的磁道3上方，即对应该筒片1上的各个磁道3。需要说明的是，此处“上方”并非指竖直方向，而是以磁道3为标准的垂向上方，且两者之间具有一定间隙。
如此，本实施例所提供的新式机械硬盘的快速寻址结构，当系统开始在硬盘上进行读写操作时，各个筒片1高速旋转，而磁头2保持静止不动，由于每一组磁头2中的各个磁头2均对应着一个筒片1上的各个磁道3，相当于每个磁道3都已经被正确寻找，因此，在筒片1的存储面上读写数据时，系统无需进行寻道操作，只需花费旋转延迟时间和数据传输时间，等待对应磁道3上的对应扇区从磁头2下旋转经过即可，相比于现有技术，系统在硬盘上读写数据时，跳过了寻道操作，节省了寻道时间，大幅降低了系统对硬盘的每次访盘请求的耗费时间，提高了硬盘的数据读写效率和反应速度。
进一步的，考虑到磁头2的数量较多时，硬盘的整体结构尺寸和质量较比较大，为尽量减小磁头2所占据的空间，本实施例中，将每组磁头2中的各个磁头2在各自对应的筒片1的外表面上沿其周向方向均匀分布，即每组磁头2中的各个磁头2，在筒片1的俯仰方向上看去，并非处于一条直线的分布方式，而是在周向方向上分别错开。如此设置，能够避免将相邻两个筒片1的间隙撑大，从而尽量缩减横向尺寸，而纵向尺寸由筒片1的轴向长度决定。此处优选地，每组磁头2中的相邻两个磁头2，在同一个筒片1的外表面上，其圆心角为1～5°。当然，每组磁头2中的相邻两个磁头2的夹角是可随意调整的。同时，当磁道3的划分数量较大时，每组磁头2中的各个磁头2必然会出现排列一周后出现重复位置的情况，如此，可将各个磁头2划分为若干循环，每一个循环内的磁头2均按照相同的排列方式分布。
此外，基于同样的考虑，本实施例中还将相邻两组磁头2内的各个磁头2在各个筒片1的径向上交错分布，比如，第一组磁头2和第二组磁头2均有4个，且第一组中的4个磁头2在第一个筒片1的外表面上沿预设x-y坐标的坐标轴垂直分布，那么，第二组中的4个磁头2即可在第二个筒片1的外表面上沿预设x-y坐标的45°对角线垂直分布。如此设置，能够在筒片1的设置数量较多时，尽量降低硬盘的横向尺寸。
本实施例还提供一种新式机械硬盘，主要包括壳体和设置在壳体内的快速寻址结构，其中，该快速寻址结构与上述相关内容相同，此处不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种新式机械硬盘的快速寻址结构，其特征在于，包括若干个同心分布且直径各异的筒片(1)和设置于相邻两个所述筒片(1)之间的空隙内的多组磁头(2)；各所述筒片(1)的外表面为存储面，所述存储面上沿其轴向方向堆叠有若干个呈环形的磁道(3)，各所述磁道(3)上其沿周向划分有若干个扇区；每组所述磁头(2)的数量与其对应的所述筒片(1)上的磁道(3)数量相同，且各所述磁头(2)分别位于各自对应的磁道(3)上方。
2.根据权利要求1所述的快速寻址结构，其特征在于，每组所述磁头(2)在各自对应的所述筒片(1)的外表面上沿其周向方向均匀分布。
3.根据权利要求2所述的快速寻址结构，其特征在于，每组所述磁头(2)内的相邻两个所述磁头(2)的夹角为1～5°。
4.根据权利要求3所述的快速寻址结构，其特征在于，相邻两组所述磁头(2)内的各个所述磁头(2)在各所述筒片(1)的径向上交错分布。
5.一种新式机械硬盘，包括壳体和设置于所述壳体内的快速寻址结构，其特征在于，所述快速寻址结构具体为权利要求1-4任一项所述的快速寻址结构。
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