DE60030680T2

DE60030680T2 - Zuverlässiges Speicherlaufwerk und Datenschreibverfahren

Info

Publication number: DE60030680T2
Application number: DE60030680T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Chiyoda-ku Tanaka; Tadaharu Chiyoda-ku Yamashita
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Japan Ltd
Current assignee: HGST Japan Ltd
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: DE60030680D1; TW498307B; US7031092B2; EP1130590A3; US6735037B1; KR100386795B1; CN1168088C; JP2001250315A; EP1130590B1; JP4078010B2; CN1311509A; EP1130590A2; US20040174631A1; KR20010087110A; MY129896A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Speicherlaufwerk wie ein Magnetplattenlaufwerk eines Computers, und spezieller betrifft sie ein Speicherlaufwerk mit verbesserter tribologischer Zuverlässigkeit selbst bei langer Laufzeit sowie ein zugehöriges Datenschreibverfahren.
Beschreibung der einschlägigen Technik
Um die Aufzeichnungsdichte bei jüngeren Speichermedien, beispielsweise einem Magnetplattenlaufwerk, zu verbessern, gilt, dass es umso besser ist, je kürzer der Abstand (im Allgemeinen als Flughöhe bezeichnet) zwischen einem Kopf und einer Platte ist. Wenn die Flughöhe klein gemacht wird, wird es zu einem wichtigen Punkt, die tribologische Zuverlässigkeit eines Magnetplattenlaufwerks aufrechtzuerhalten.
Hauptgründe für eine Beeinträchtigung der tribologischen Zuverlässigkeit eines Magnetplattenlaufwerks sind Schäden eines Kopfs oder einer Platte durch direkten Kontakt zwischen ihnen oder indirekten Kontakt über eine Verschmutzung oder dergleichen im Speicherlaufwerk. Wenn die Flughöhe abgesenkt wird, wird die Möglichkeit von Schäden am Kopf oder an der Platte größer, da die Zeit länger ist, während der der Kopf über der Platte schwebt.
Um die tribologische Zuverlässigkeit zu verbessern, wurde ein Anbring-/Wegnehm(nachfolgend als L/UL bezeichnet)-Mechanismus verwendet. Dieser Mechanismus verkürzt die Kopfflugzeit durch Zurückziehen des Kopfs in ein Gebiet außerhalb der Plattenoberfläche (außerhalb des Außenumfangs der Platte), während das Magnetplattenlaufwerk nicht zum Lesen/Schreiben oder dergleichen auf die Platte zugreift. Der L/UL-Mechanismus ist beispielsweise im Dokument "Load/Unload Technology for Disk Drives" von T. R. Albrecht et al. in IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 35, Nr. 2, S. 857 bis 862, März 1999, sowie in anderen Dokumenten, detailliert angegeben. JP-A-9-17099 (IBM) offenbart ebenfalls eine Technik zum Variieren eines Wegnehmzeitpunkts abhängig von mehreren Befehlen.
Es ist eine Lesecachefunktion bekannt, gemäß der die Anzahl der Zugriffe auf eine Platte verringert werden kann. Durch Lesecachevorgänge werden Daten auf der Platte mit hoher Zugriffshäufigkeit in einem flüchtigen Speicher zwischengespeichert, und wenn von einer Vorrichtung auf höherer Ebene (Host) ein Lesebefehl zum Lesen derselben Daten ausgegeben wird, werden die Daten direkt ohne Zugriff auf die Platte aus dem flüchtigen Speicher ausgelesen.
Eine einer Lesecachefunktion ähnliche Funktion ist eine Schreibcachefunktion zum Schreiben von Daten. Bei Schreibcachevorgängen werden auf einen durch einen Host ausgegebenen Schreibbefehl hin zu schreibende Daten in einem flüchtigen Speicher zwischengespeichert. Das Magnetplattenlaufwerk informiert den Host über einen Schreibabschluss, wenn die Daten in den flüchtigen Speicher (Hochgeschwindigkeits-Pufferspeicher) geschrieben sind, und er schreibt die Daten zu einem späteren Zeitpunkt auf eine Platte mit niedriger Geschwindigkeit. Auf diese Weise wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht. Genauer gesagt, werden, bei einem Schreibcachevorgang, Daten, die auf mehrere Schreibbefehls-Zeitpunkte, wie sie von einem Host kontinuierlich ausgegeben werden, zu schreiben sind, in einem Puffer zwischengespeichert, und nachdem alle Schreibbefehle empfangen sind, werden alle Daten im Puffer sequenziell auf die Platte geschrieben.
Eine Schreibcachetechnologie unter Verwendung eines Pufferspeichers und eines nicht flüchtigen Speichers ist in JP-A-7-44982 offenbart. Diese Technik betrifft jedoch nur einen Backupvorgang für Daten während eines Spannungsausfalls.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist wünschenswert, dass der L/UL-Mechanismus einen Kopf unmittelbar nach einem Schreib-/Lesevorgang wegnimmt, um die Flugzeit des Kopfs zu verkürzen.
Beim L/UL-Mechanismus bestehen jedoch einige Probleme hinsichtlich der tribologischen Zuverlässigkeit: Kontakt zwischen dem Kopf und der Platte, wenn der Kopf aufgebracht oder weggenommen wird; Abnutzungsteilchen, wie sie gebildet werden, wenn ein Teil (als Nase bezeichnet) der Aufhängung des Kopfs auf einer als Rampe bezeichneten schrägen Fläche gleitet, wenn der Kopf aufgebracht oder weggenommen wird; und dergleichen. Bei einem mit einem L/UL-Mechanismus versehenen Magnetplattenlaufwerk ist es wünschenswert, den Kopf unmittelbar nach einem Schreib-/Lesevorgang wegzunehmen, um die Flugzeit des Kopfs zu verkürzen. Wenn jedoch das Zeitintervall zwischen Lese-/Schreibbefehlen kurz ist, nimmt die Anzahl von Aufbring-/Wegnehmoperationen abrupt zu, was zu beeinträchtigter tribologischer Zuverlässigkeit führen kann.
Um diese abrupte Zunahme der Anzahl von Aufbring-/Wegnehmvorgängen bei einem mit einem L/UL-Mechanismus versehenen Magnetplattenlaufwerk zu vermeiden, nimmt der Kopf im Allgemeinen weiterhin den Flugzustand ein, und er gelangt nach dem Schreib-/Lesevorgang für eine vorbestimmte Zeit in diesen, woraufhin er in einen weggenommenen Zustand eintritt. Daher ist es schwierig, die Flugzeit eines Kopfs stark zu verkürzen.
Bei einem Schreibcachevorgang liegt im Allgemeinen, während Schreibvorgänge kontinuierlich ausgegeben werden, die Zeit ab dem Abschluss des Ausführens eines Schreibbefehls bis zum Ausführen des nächsten Schreibbefehls in der Größenordnung von Millisekunden. Während dieser kurzen Zeit kann kein Wegnehmvorgang ausgeführt werden. So fliegt der Kopf weiterhin auf einer Platte, bis alle Schreibbefehle abgeschlossen sind. Daher ist es nicht zu erwarten, dass die Anzahl der Aufbring-/Wegnehmvorgänge verringert wird und die Flugzeit verkürzt wird.
Wenn Schreibbefehle zeitlich diskontinuierlich mit beträchtlichem Zeitintervall ausgegeben werden, werden in einem Puffer zwischengespeicherte Daten jedesmal dann auf die Platte geschrieben, wenn ein Schreibbefehl ausgegeben wird, obwohl eine gewisse Zeitdifferenz besteht. Die Anzahl der Zugriffszeitpunkte kann daher nicht in Bezug auf die Anzahl der Schreibbefehle verringert werden. Auch in diesem Fall ist es nicht zu erwarten, dass die Anzahl der Aufbring-/Wegnehmvorgänge verringert wird und die Flugzeit verkürzt wird.
Die in JP-A-7-44982 beschriebene Erfindung stellt keine Funktion zum Verringern der Anzahl der Zugriffszeitpunkte in Beziehung zu Schreibbefehlen bereit, und sie ist hinsichtlich der tribologischen Zuverlässigkeit nicht wirksam.
Wenn das Plattenlaufwerk mit einem L/UL-Mechanismus versehen ist, kann der Energieverbrauch gesenkt werden. Wenn jedoch die Anzahl der Aufbring-/Wegnehmvorgänge zunimmt, werden die Effekte einer Verringerung des Energieverbrauchs kleiner.
US-5,937,433 offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Festplattencaches, das durch ein Computerbetriebssystem im Hauptspeicher des Computers implementiert wird. Der Cache führt eine Zwischenspeicherung von Daten aus, die an ein Festplattenlaufwerk und von diesem zu übertragen sind. Durch das Verfahren soll die Anzahl der Vorgänge von Zugriffen auf das Festplattenlaufwerk verringert werden, um dadurch den Energieverbrauch der Festplatte zu senken. Wenn beim Lesen die zu lesenden Daten nicht im Cache gefunden werden (Cache-Fehltreffer), werden sie vom Plattenlaufwerk abgerufen. Gleichzeitig werden auch jegliche Daten im Cache auf das Plattenlaufwerk ausgeschwemmt. In ähnlicher Weise werden zu schreibende Daten, wenn sie bei einem Schreibvorgang nicht in den restlichen freien Raum des Caches passen, an das Plattenlaufwerk übertragen. Gleichzeitig werden beliebige andere Daten aus dem Cache auf das Plattenlaufwerk ausgeschwemmt.
JP-A-55-157052 offenbart ein Verfahren zum Optimieren des Gebrauchs eines Plattencaches. Wenn ein Datensatz zu schreiben ist, erfolgt eine Entscheidung, ob er in den Cache gespeichert werden soll oder ob dieser umgangen werden soll und der Datensatz direkt auf die Platte geschrieben werden soll. Datensätze, die länger als ein Schwellenwert sind, umgehen den Cache und werden direkt auf die Platte geschrieben, wohingegen kürzere Datensätze im Cache abgespeichert werden. Diese Strategie soll die Gesamtanzahl der im Cache gespeicherten Datensätze erhöhen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Plattenlaufwerk und ein Schreibsteuerverfahren zu schaffen, die die tribologische Zuverlässigkeit des Plattenlaufwerks während einer langen Laufzeit verbessern.
Diese Aufgabe ist durch das Plattenlaufwerk des Anspruchs 1 und das Verfahren des Anspruchs 4 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Durch Ausführungsformen der Erfindung sind ein Plattenlaufwerk und ein Schreibsteuerverfahren mit hervorragender tribologischer Zuverlässigkeit selbst während einer langen Laufzeit durch Verringern der Anzahl von Zugriffen auf eine Platte auf Schreibbefehle hin, wie sie zeitlich diskontinuierlich von einem Host mit einem gewissen Zeitintervall ausgegeben werden, geschaffen, um dadurch die Kopfflugzeit zu verkürzen und die Anzahl von Aufbring-/Wegnehmvorgängen zu verringern.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung ist ein Speicherlaufwerk, wie ein Plattenlaufwerk, mit Folgendem versehen: einem Speichermedium; einem Kopf zum Lesen von Daten auf das Speichermedium und zum Lesen von Daten von diesem; einem Speicher zum Zwischenspeichern von Daten entsprechend mehreren Schreibbefehlen, wie sie von einem Host an das Speicherlaufwerk ausgegeben werden, bis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist; und einer Steuerung zum Bestimmen des Zeitpunkts zum Übertragen der im Speicher gespeicherten Daten auf das Speichermedium in Reaktion auf die Erfüllung einer beliebigen der vorbestimmten Bedingungen, wobei dann, wenn vom Host ein Schreibbefehl empfangen wird, die diesem entsprechenden Daten im Speicher zwischengespeichert werden und geprüft wird, ob der Kopf über dem Speichermedium fliegt, wobei dann, wenn der Kopf über dem Speichermedium fliegt, die dem Schreibbefehl entsprechenden Daten auf das Speichermedium geschrieben werden.
Ein Speicherlaufwerk verfügt vorzugsweise über eine Aufbring-/Wegnehmfunktion zum Wegnehmen des Kopfs von der Oberfläche des Speichermediums, während kein Schreib-/Lesevorgang für das Speichermedium ausgeführt wird.
Viel jüngere Software verfügt über die Funktion des Sicherns einer Datei mit vorbestimmtem Zeitintervall und des Aktualisierens von Daten auf einem Speichermedium dadurch, dass die jüngsten Daten mit einem vorbestimmten Zeitintervall von einem Server oder dergleichen gelesen werden. Viele Hostcomputer geben mit einem vorbestimmten Zeitintervall Schreibbefehle an ein Speicherlaufwerk aus. Daher ist es, um die tribologische Zuverlässigkeit des Speicherlaufwerks selbst während einer langen Laufzeit zu verbessern, wesentlich, die Anzahl tatsächlicher Zugriffe auf ein Speicherlaufwerk abhängig von Schreibbefehlen zu verringern, wie sie zeitlich diskontinuierlich mit einem bestimmten Zeitintervall von einem Host ausgegeben werden, um dadurch die Flugzeit eines Kopfs zu verkürzen. Durch Verringern der Anzahl der Zugriffe auf ein Speichermedium kann die Anzahl von Aufbring-/Wegnehmvorgängen bei einem mit einem L/UL-Mechanismus versehenen Speicherlaufwerk verringert werden, was stark zu einer Verbesserung der tribologischen Zuverlässigkeit beiträgt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Speichersteuerungsverfahren für eine Magnetplatte mit einem Plattenmedium, einem Kopf zum Lesen von Daten von diesem und zum Schreiben von Daten auf es, einem Speicher zum Zwischenspeichern von Daten entsprechend einem eingehenden Schreibbefehl sowie einer Steuerung zum Steuern des Kopfs und des Speichers zum Lesen/Schreiben von Daten auf das/vom Plattenmedium mit den folgenden Schritten geschaffen: Empfangen des eingehenden Schreibbefehls durch die Steuerung; Bestimmen, auf jeden empfangenen, eingehenden Schreibbefehl hin, ob die Daten in den Zwischenspeicher oder das Plattenmedium zu schreiben sind; und Aufrechterhalten des Kopfs in einem weggenommenen Zustand, wenn die Steuerung bestimmt, dass die Daten in den Zwischenspeicher zu schreiben sind.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung der folgenden Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das skizzenhaft die Struktur eines Magnetplattenlaufwerks gemäß der Erfindung zeigt.
2A und 2B sind Diagramme zum Veranschaulichen des Unterschieds der Reaktion auf einen Schreibbefehl von einem Host zwischen einem herkömmlichen Laufwerk und einem Laufwerk gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 zeigt Messergebnisse zur Anzahl von L/UL-Vorgängen und einer Kopfflugzeit.
4A und 4B sind Diagramme zum Veranschaulichen eines Unterschieds bei der Reaktion auf einen Schreib-/Lesebefehl von einem Host zwischen einem bekannten Laufwerk und einem Laufwerk gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
5A ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs des Magnetplattenlaufwerks, wenn ein Schreibbefehl empfangen wird.
5BA ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs des Magnetplattenlaufwerks, wenn ein Lesebefehl empfangen wird.
5C ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs des Magnetplattenlaufwerks, wenn ein Endebefehl empfangen wird.
5D ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs eines Magnetplattenlaufwerks, wenn es zu arbeiten beginnt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
Die Struktur eines die Erfindung realisierenden Speicherlaufwerks wird unter Verwendung eines Magnetplattenlaufwerks als Beispiel beschrieben. Die skizzenhafte Struktur eines Magnetplattenlaufwerks 10 ist in der 1 dargestellt. Das Magnetplattenlaufwerk 10 verfügt über ein Speichermedium 1, eine Magnetplatte vom 2,5''-Typ; einen Magnetkopf 2 zum Lesen von Daten von der Magnetplatte 1 und zum Schreiben von Daten auf diese; eine Schreib-/Lese(R/W)schaltung 4 zum Lesen/Schreiben von Daten hinsichtlich der Platte mittels des Kopfs 2; und eine Steuerung 3 zum Steuern von Schreib-/Lesevorgängen betreffend die Magnetplatte 1 durch Weiterleiten eines von einem Host 11 empfangenen Befehls an die R/W-Schaltung. Das Magnetplattenlaufwerk 10 verfügt auch über einen Rotationsmechanismus für die Magnetplatte 1, einen Bewegungs(einschließlich eines L/UL-Vorgangs)mechanismus für die Magnetplatte sowie andere Mechanismen (die alle nicht dargestellt sind).
Das Magnetplattenlaufwerk 10 führt das Lesen/Schreiben von Daten unter der Bedingung aus, dass der Magnetkopf 2 mit einem kleinen Abstand über der Magnetplatte 1 fliegt, der durch einen Luftstrom erzeugt wird, wie er entsteht, wenn die Magnetplatte 1 gedreht wird. Um die Aufzeichnungsdichte des Magnetplattenlaufwerks 10 zu verbessern, ist es umso besser, je kleiner der Abstand (im Allgemeinen als Flughöhe bezeichnet) zwischen dem Magnetkopf 2 und der Magnetplatte 1 ist. Die Flughöhe des Magnetplattenlaufwerks 10 wird daher auf einen sehr niedrigen Wert von 50 nm oder weniger eingestellt.
Obwohl es in der 1 nicht dargestellt ist, verfügt das Magnetplattenlaufwerk 10 beispielsweise über zwei Magnetplatten und vier Magnetköpfe, was für eine Aufzeichnungskapazität von ungefähr 6,5 GB sorgt.
Das Magnetplattenlaufwerk 10 ist mit einem Aufbring-/Wegnehm(nachfolgend als L/UL bezeichnet)mechanismus versehen, der den Magnetkopf 2 aus dem Gebiet der Magnetplatte 1 zurückzieht, während er nicht zum Lesen/Schreiben oder dergleichen auf diese zugreift. Der Zustand, in dem der Magnetkopf 2 über der Magnetplatte 1 fliegt, wird als aufgebrachter oder geladener Zustand bezeichnet, und der Zustand, in dem er sich in einem Gebiet außerhalb des Außenumfangs der Magnetplatte 1 befindet, wird als weggenommener oder nicht geladener Zustand bezeichnet. Die Zeit (Wegnehmübergangszeit), die dazu erforderlich ist, die Magnetplatte 1 nach einem Schreib-/Lesevorgang wegzunehmen, kann nach Wunsch eingestellt werden. Wenn jedoch diese Zeit zu kurz ist, nimmt die Anzahl der L/UL-Vorgänge zu, wohingegen dann, wenn sie zu lang ist, die Zeit verlängert ist, während der der Magnetkopf 2 über der Magnetplatte 1 fliegt. Unter Berücksichtigung dieses Ausgleichs beträgt die Zeit, gemäß der der Magnetkopf weggenommen wird, nachdem kein Zugriff auf die Magnetplatte erfolgte, vorzugsweise 5 bis 10 Sekunden. Bei dieser Ausführungsform startet der Wegnehmvorgang, wenn während einer Periode von 6 Sekunden kein Zugriff auf die Magnetplatte 1 erfolgte.
Dieser L/UL-Vorgang wird durch die Steuerung 3 gesteuert, und auch die Wegnehmübergangszeit und dergleichen werden durch die Steuerung 3 gesteuert. Die Wegnehmübergangszeit wird entweder dann gemessen, wenn der Betrieb des Magnetkopfs 2 beendet wird oder wenn vom Host oder dergleichen kein Zugriff auf einen Pufferspeicher 6 (der später beschrieben wird) erfolgt.
Das Magnetplattenlaufwerk 10 verfügt über den Pufferspeicher 6, einen flüchtigen Speicher von 512 kB, der als Lesecache oder Schreibcache verwendet wird. Dieser Pufferspeicher 6 verfügt über eine Lesecachefunktion des Zwischenspeichers von häufig gelesenen Daten. Der Pufferspeicher 6 verfügt auch über eine Schreibcachefunktion des Zwischenspeicherns von Daten auf einen Schreibbefehl vom Host 11 hin, vor dem Schreiben der Daten in einen nicht flüchtigen Speicher 5, und wenn die Daten einmal im Pufferspeicher 6 abgespeichert sind, werden sie wiederum im nicht flüchtigen Speicher abgespeichert. Dieser Pufferspeicher 6 muss nicht vorhanden sein, wie dies später beschrieben wird.
Das Magnetplattenlaufwerk 10 ist mit dem Host 11 verbunden, der eine Vorrichtung auf höherer Ebene, wie ein Computer ist, und es wird durch einen vom Host 11 ausgegebenen Befehl gesteuert. Das Magnetplattenlaufwerk 10 der Ausführungsform verfügt über einen nicht flüchtigen Speicher 5 (nachfolgend einfach als nicht flüchtiger Speicher bezeichnet) zum Zwischenspeichern von Schreibbefehlen von 256 kB als Einrichtung zum Zwischenspeichern von Daten, die dem Schreibbefehl vom Host 11 entsprechen. Unter Verwendung des nicht flüchtigen Speichers zur Zwischenspeicherung kann verhindert werden, dass nicht auf die Magnetplatte 1 geschriebene Daten verloren gehen, und zwar selbst dann, wenn die Spannung unerwarteterweise durch einen Spannungsausfall oder dergleichen abgeschaltet wird.
Beim auf die obige Weise aufgebauten Magnetplattenlaufwerk 10 arbeitet die Steuerung 3, wenn sie einen Schreibbefehl vom Host 11 empfängt, als erstes so, dass sie die dem Schreibbefehl entsprechenden Daten in den Pufferspeicher 6 schreibt. Wenn es geklärt ist, dass die Daten in den Pufferspeicher 6 geschrieben sind, teilt die Steuerung 3 dem Host 11 den Abschluss des Schreibbefehls mit. Danach arbeitet die Steuerung 3 so, dass sie die im Pufferspeicher 6 gespeicherten Daten in den nicht flüchtigen Speicher 5 schreibt. In ähnlicher Weise werden die entsprechenden Daten in den nicht flüchtigen Speicher 5 geschrieben, wenn der zweite und folgende Schreibbefehle vom Host 11 ausgegeben werden.
Wenn mindestens eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, während die obigen Vorgänge wiederholt werden, arbeitet die Steuerung 3 so, dass sie alle im nicht flüchtigen Speicher 5 gespeicherten Daten chargenweise auf der Magnetplatte 1 speichert. Dann löscht die Steuerung 3, von den Daten im nicht flüchtigen Speicher 5, diejenigen Daten in diesem, die bereits auf die Magnetplatte 1 geschrieben wurden.
Gemäß der 2B werden, wenn der Pufferspeicher 6 nicht verwendet wird und wenn die Steuerung 3 einen vom Host 11 ausgegebenen Schreibbefehl empfängt, die Daten in den nicht flüchtigen Speicher 5 geschrieben. Nachdem die Daten geschrieben sind, teilt die Steuerung 3 dem Host 11 den Abschluss des Schreibbefehls mit. In ähnlicher Weise werden die entsprechenden Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 gespeichert, wenn der zweite und der folgende Schreibbefehl vom Host 11 ausgegeben werden.
Wenn die Daten vom nicht flüchtigen Speicher 5 auf die Magnetplatte 1 geschrieben werden, wird der Magnetkopf 2 auf diese gebracht, um die Daten zu schreiben. Nachdem die Daten auf die Magnetplatte 1 geschrieben wurden, werden die im nicht flüchtigen Speicher zwischengespeicherten Daten gelöscht, um den nächsten Schreibbefehl vorzubereiten. Bei einer Reihe dieser Vorgänge ist, wenn angenommen wird, dass es die Steuerung 3 bestimmt, die Daten im nicht flüchtigen Speicher beim Empfang des n-ten (n ist eine positive ganze Zahl) Schreibbefehl auf die Magnetplatte 1 zu schreiben, die Flugzeit des Magnetkopfs 2 für n (n ist eine positive ganze Zahl) vom Host 11 ausgegebene Schreibbefehle die Zeit vom Aufbringstart bis zum Abschluss eines Wegnehmvorgangs. Während dieser Zeit wird nur ein L/UL-Vorgang ausgeführt. Vom Gesichtspunkt der Flugzeit und einer Verringerung der Anzahl von L/UL-Vorgängen her gesehen ist es wünschenswert, den Wert n zu erhöhen, um so vielen Schreibbefehlen wie möglich entsprechende Daten auf einmal auf die Magnetplatte 1 zu schreiben.
Bei tatsächlichen Betriebsvorgängen des Magnetplattenlaufwerks 10 wird nicht nur ein Schreibbefehl vom Host an das Plattenlaufwerk ausgegeben, sondern es wird auch ein Lesebefehl ausgegeben, und der L/UL-Vorgang kann während des Ausführens dieses Lesebefehls ausgeführt werden. Da sich das Intervall auszugebender Befehle stark ändert, wird selbst dann, wenn angenommen wird, dass nur Schreibbefehle ausgegeben werden, der L/UL-Vorgang in einigen Fällen nicht ausgeführt, bis der nächste Schreibbefehl ausgegeben wird, wenn das Intervall der auszugebenden Schreibbefehle kurz ist. Um die Anzahl der L/UL-Vorgänge in Bezug auf die Anzahl von vom Host 11 ausgegebenen Schreibbefehlen zu verringern, wird es wesentlich, den Zeitpunkt zu beurteilen, zu dem alle im nicht flüchtigen Speicher 5 abgespeicherten Daten sequentiell auf die Magnetplatte geschrieben sind.
Um die Flugzeit zu verkürzen und die Anzahl der L/UL-Vorgänge abzusenken, werden so viele Daten wie möglich, die Schreibbefehlen entsprechen, im nicht flüchtigen Speicher 5 abgespeichert und chargenweise auf die Magnetplatte 1 geschrieben. Ein bevorzugter Zeitpunkt, zu dem die Daten auf die Magnetplatte 1 geschrieben werden, ist derjenige, zu dem die Restkapazität des nicht flüchtigen Speichers 5 unzureichend wird, um die dem nächsten Schreibbefehl entsprechenden Daten zwischenzuspeichern.
Wenn der Magnetkopf 2 auf einen Lesebefehl oder dergleichen hin, also keinen Schreibbefehl, wie er vom Host 11 an das Magnetplattenlaufwerk 10 ausgegeben wird, auf die Magnetplatte gebracht wird, wird das Schreiben von Daten auf die Magnetplatte 1 möglich. In diesem Fall nimmt selbst dann, wenn die Daten auf die Magnetplatte 1 geschrieben werden, die Gesamtanzahl der L/UL-Vorgänge nicht zu. Darüber hinaus kann, da die im nicht flüchtigen Speicher 5 zwischengespeicherten Daten gelöscht werden, wenn der Datenschreibvorgang abgeschlossen ist, der Aufbringvorgang für den Kopf beim nächsten chargenmäßigen Schreiben von Daten verlängert werden.
Wenn vom Host 11 ein Schreibbefehl ausgegeben wird, während sich der Magnetkopf 2 im Aufbringzustand befindet, kann die Steuerung 3 die Daten direkt auf die Magnetplatte 1 schreiben, ohne sie im Pufferspeicher 6 oder im nicht flüchtigen Speicher 5 zu speichern. Auch in diesem Fall nimmt die Gesamtanzahl von L/UL-Vorgängen nicht zu. Darüber hinaus wird, da die Daten kein einziges Mal in den Pufferspeicher 6 oder den nicht flüchtigen Speicher 5 geschrieben werden, sondern sie direkt auf die Magnetplatte 1 geschrieben werden, die Leistungsfähigkeit beim sequentiellen Schreiben nicht nachteilig beeinflusst.
Wie oben beschrieben, wird die Anzahl von L/UL-Vorgängen selbst dann nicht notwendigerweise verringert, wenn das Speichervermögen des nicht flüchtigen Speichers 5 erhöht wird. Daher wird das Speichervermögen des nicht flüchtigen Speichers 5 durch verschiedene Faktoren bestimmt, wie den erforderlichen Zuverlässigkeitsgrad, den Nutzungszustand und die Kosten des Magnetplattenlaufwerks 10.
Wenn das Magnetplattenlaufwerk 10 einen Stoppbefehl, einschließlich eines Übergangs in einen Bereitschaftszustand oder einen Schlafzustand, empfängt, ist es wünschenswert, Daten im Speicher 6 oder 5 auf die Magnetplatte 1 zu schreiben, um die seltene Möglichkeit eines Datenverlustes während des Hochlaufprozesses nach dem Stoppprozess oder nach einer langen Zeitperiode eines Spannungsausfallzustands zu verhindern.
Obwohl es zu erwarten ist, dass die Daten bei Empfang des Stoppbefehls auf die Magnetplatte 1 geschrieben werden, werden sie nicht auf die Magnetplatte 1 geschrieben, wenn die Spannung aufgrund eines Spannungsausfalls oder dergleichen unerwarteterweise abgeschaltet wird. In diesem Fall wird, wenn das Magnetplattenlaufwerk 10 das nächste Mal gestartet wird, geprüft, ob die nicht auf die Magnetplatte 1 geschriebenen Daten noch im nicht flüchtigen Speicher 5 gespeichert sind. Wenn die Daten noch gespeichert sind, werden sie auf die Magnetplatte 1 geschrieben.
Zusammengefasst gesagt, schreibt die Steuerung 3, bei tatsächlichen kommerziellen Erzeugnissen von Magnetplattenlaufwerken 10, die im nicht flüchtigen Speicher 5 zwischengespeicherten Daten aus dem Pufferspeicher 6 für vom Host 11, wie einer Vorrichtung auf höherer Ebene, ausgegebene Schreibbefehle durch Steuern der R/W-Schaltung 4 und der L/UL-Vorgänge des Magnetkopfs durch ein Stellglied/einen Servomechanismus (nicht dargestellt) auf die Magnetplatte 1.

(1) Wenn die verbliebene Schreibkapazität des nicht flüchtigen Speichers 5 unzureichend dazu wird, Daten zu speichern, oder wenn das Verhältnis der verbliebenen Schreibkapazität zur Gesamtkapazität einen vorbestimmten Wert (beispielsweise 80%) oder weniger erreicht.
(2) Wenn der Magnetkopf 2 auf einen anderen Befehl als einen vom Host 11 an das Magnetplattenlaufwerk 10 ausgegebenen Schreibbefehl hin auf die Magnetplatte 1 gebracht wird und es möglich wird, Daten auf die Magnetplatte 1 zu schreiben (wenn der Magnetkopf 2 über der Magnetplatte 1 fliegt).
(3) Wenn das Magnetplattenlaufwerk 10 einen Stoppbefehl, einschließlich des Bereitschaftsbefehls und des Schlafbefehls, vom Host 11 empfängt.
(4) Wenn die Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 verblieben sind, wenn das Magnetplattenlaufwerk 10 seinen Betrieb startet.

Wenn vom Host 11 ein Schreibbefehl zum Schreiben von Daten ausgegeben wird, die mehr sind, als es der verbliebenen Schreibkapazität des nicht flüchtigen Speichers 5 entspricht, werden die Daten über die Steuerung 3 oder den Pufferspeicher 6 direkt auf der Magnetplatte 1 aufgezeichnet. Unter Ausnutzung dieses Aufbringvorgangs werden auch Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 auf die Magnetplatte 1 geschrieben, um die Gesamtanzahl der Aufbring-/Wegnehmvorgänge zu verringern.
Wenn das Magnetplattenlaufwerk 10 mit dem Host 11 verbunden ist, greift der Magnetkopf 2, der sich in einem weggenommenen Zustand befindet, nicht auf die Magnetplatte 1 zu, um Daten zu schreiben. Wenn vom Host nur eine Einzelcharge von Schreibbefehlen (beispielsweise ein Schreibbefehl für einen Sektor) mit einem Zeitintervall ausgegeben wird, das dazu ausreicht, einen L/UL-Vorgang auszuführen (beispielsweise eine Minute), führt die Steuerung 3, solange nicht die restliche Schreibkapazität des nicht flüchtigen Speichers 5 unzureichend ist, um die Daten zu speichern, oder wenn das Verhältnis der verbliebenen Schreibkapazität zur Gesamtkapazität einen vorbestimmten Wert oder einen kleineren einnimmt, keinen Aufbringvorgang für den Magnetkopf 2 aus, sondern sie hält sie im weggenommenen Zustand, was für die meisten Fälle von Schreibbefehlen gilt, die vom Host mit einem vorbestimmten Zeitintervall ausgegeben werden.
Obwohl die Effekte einer Verkürzung der Flugzeit und einer Absenkung der Anzahl von L/UL-Vorgängen abhängig vom Schema der Ausgabe von Befehlen vom Host 11 variieren können, können sie dadurch beibehalten werden, so dass sie nicht verloren gehen, dass die Daten zwischengespeichert werden, die zeitlich diskontinuierlich ausgegebenen Schreibbefehlen entsprechen, und die Daten chargenweise zeitlich kontinuierlich auf die Magnetplatte 1 geschrieben werden. Es ist ersichtlich, dass die Steuerungsfunktion durch die Steuerung 3 für den Betrieb der R/W-Schaltung und den L/UL-Vorgang entweder durch Hardware oder durch Software realisiert werden kann.
Die 2A und 2B veranschaulichen ein Vergleichsbeispiel für die Anzahl der Aufbring-/Wegnehmvorgänge zwischen dem Magnetplattenlaufwerk 10 der Ausführungsform und einem herkömmlichen Magnetplattenlaufwerk, die auf Schreibbefehle reagieren, wie sie mit einem vorbestimmten Intervall diskontinuierlich vom Host 11 ausgegeben werden. Das herkömmliche Magnetplattenlaufwerk ist nicht mit dem nicht flüchtigen Speicher 5 versehen. Bei diesem Vergleichsbeispiel sind, zum Vereinfachen der Beschreibung, der Pufferspeicher 6 zum Zwischenspeichern von Schreibbefehlen entsprechenden Daten und eine Schreibcachefunktion unter Verwendung desselben nicht vorhanden.
Beim in den 2A und 2B dargestellten Zeitintervall von Schreibbefehlen ist ein automatischer Dateisicherungsvorgang durch Software des Hosts angenommen, der für ein Zeitintervall (beispielsweise ungefähr einige zehn Sekunden bis einige Minuten) sorgt, das für den L/UL-Vorgang ausreichend ist. Bei einem derartigen Zeitintervall wird, selbst dann, wenn der Magnetkopf 2 aufgebracht wird, nachdem ein Schreibbefehl ausgeführt wurde, der Wegnehmvorgang ausgeführt, bevor der nächste Schreibbefehl empfangen wird.
Gemäß der 2A, die die Reaktion des herkömmlichen Magnetplattenlaufwerks zeigt, gibt die Steuerung, nach Empfang des ersten vom Host ausgegebenen Schreibbefehls 201, einen Schreibbefehl 202 für die Magnetplatte aus. Wenn sich der Magnetkopf im weggenommenen Zustand befindet, wird er auf den Schreibbefehl 202 hin aufgebracht. Nachdem der Magnetkopf auf die Magnetplatte aufgebracht wurde, startet ein Schreibvorgang 203 für die Daten auf die Magnetplatte. Ein Rechtecksymbol in der 2A kennzeichnet den Schreibvorgang 203 der Daten auf der Magnetplatte. Wenn die Steuerung nach Abschluss des Schreibvorgangs 203 auf die Magnetplatte ein Schreibende 204 erkannt hat, liefert sie einen Endebericht 205 für den Schreibbefehl 201 an den Host zurück, um eine Reihe von Vorgängen zu beenden. Da die Zeit bis zum Eintreffen des nächsten Schreibbefehls 211 ausreichend lang ist, wird der Kopf weggenommen, und er gelangt in einen weggenommenen Zustand. Wenn der nächste Schreibbefehl 211 vom Host ausgegeben wird, werden die oben beschriebenen Vorgänge wiederholt. Die Zeit ab dem Beenden des Zugriffs auf die Magnetplatte durch den Magnetkopf bis zum Start des Wegnehmvorgangs beträgt beispielsweise 6 Sekunden, ähnlich wie im Fall der Ausführungsform.
Jedesmal dann, wenn derselbe Schreibbefehl mit einem vorbestimmten Zeitintervall vom Host ausgegeben wird, wird der Aufbringvorgang ausgeführt, die Daten werden geschrieben, und danach wird der Kopf weggenommen, nachdem eine vorbestimmte Wartezeit verstrichen ist.
Bei einer Reihe dieser Vorgänge beträgt die Kopfflugzeit für n Schreibbefehle 221 T × n, wobei T die Zeit ab dem Aufbringzeitpunkt bis zum Wegnehmzeitpunkt ist (T ist abhängig von der Menge zu schreibender Daten variabel). Die entsprechende Anzahl von L/UL-Vorgängen ist n. Diese L/UL-Anzahl ist auch für ein Plattenlaufwerk gleich, das mit Schreibcachefunktion versehen ist, obwohl die Zeitpunkte des Endeberichts an den Host und des Schreibens von Daten auf die Platte verschieden sind.
Beim Magnetplattenlaufwerk 10 gemäß der Ausführungsform gibt die Steuerung 3, nach dem Empfangen des ersten vom Host 11 ausgegebenen Schreibbefehls 251, einen Schreibbefehl 252 an den nicht flüchtigen Speicher 5 aus, um einen Schreibvorgang 254 für die Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 auszuführen. Nachdem die Steuerung 3 das Schreibende 255 der Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 festgestellt hat, gibt sie einen Endebericht 256 für den Schreibbefehl 251 aus. Wenn der nächste Schreibbefehl 261 vom Host 11 ausgegeben wird, werden die Daten auf ähnliche Weise, wie sie oben beschrieben ist, im nicht flüchtigen Speicher (264) aufgezeichnet.
Während die obigen Vorgänge wiederholt werden, gibt die Steuerung 3, wenn irgendeine der oben beschriebenen vier Bedingungen erfüllt ist, d.h., wenn der n-te, in der 2B dargestellte Schreibbefehl 271 empfangen wird, einen Chargen-Schreibbefehl 273 an den nicht flüchtigen Speicher 5 aus, um die in ihm gespeicherten Daten auf die Magnetplatte 1 zu schreiben.
Auf diesen Chargen-Schreibbefehl 273 hin wird der Magnetkopf 2 auf die Magnetplatte 1 gebracht. Nachdem der Magnetkopf 2 auf die Magnetplatte 1 gebracht wurde, startet ein chargenmäßiger Schreibvorgang 274 für die im nicht flüchtigen Speicher 5 gespeicherten Daten. Nach dem Chargenschreibvorgang 274 empfängt die Steuerung 3 ein Schreibende 275, sie gibt einen Endebericht 276 an den Host 276 aus, und sie löscht die im nicht flüchtigen Speicher 5 gespeicherten Daten. Die Menge der Daten, wie sie auf den Schreibbefehl 272 hin auf die Magnetplatte 1 zu schreiben ist, differiert von derjenigen, die einem einzelnen Schreibbefehl entspricht. Daher wird die für den Schreibvorgang 274 erforderliche Zeit länger als die im herkömmlichen Fall. Daher sind das Schreibende 275 und der Endebericht 276 stärker als im herkömmlichen Fall verzögert. Wenn jedoch die Schreibcachefunktion unter Verwendung des Pufferspeichers 6 vorhanden ist und das Schreibende 275 und der Endebericht 276 zurückgeliefert werden, kann die Verzögerung des Endeberichts 276 in ähnlichem Grad wie im herkömmlichen Fall eingestellt werden. Aus dem Gesichtspunkt einer Verbesserung der Verarbeitungsgeschwindigkeit des Magnetplattenlaufwerks 10 ist es daher bevorzugt, sowohl den nicht flüchtigen Speicher 5 als auch den Pufferspeicher 6 anzubringen.
Nach dem Ausgeben des Schreibbefehls 272 an den nicht flüchtigen Speicher 5 kann die Steuerung 3 den Schreibbefehl 273 für die Magnetplatte 1 ausgeben, und danach werden die im nicht flüchtigen Speicher 5 gespeicherten Daten gemeinsam mit den dem Schreibbefehl 272 entsprechenden Daten chargenweise auf der Magnetplatte 1 aufgezeichnet. Um dies explizit darzustellen, ist der Schreibbefehl 273 so eingezeichnet, dass er sich ausgehend vom nicht flüchtigen Speicher 5 erstreckt. Wenn jedoch die Steuerung 3 die Information empfängt, dass eine der vier Bedingungen erfüllt ist, bevor der Schreibbefehl 272 ausgegeben ist, gibt sie, ohne den Schreibbefehl 272 auszugeben, den Schreibbefehl 273 zum Speichern der im nicht flüchtigen Speicher 5 gespei cherten Daten auf die Magnetplatte 1 und zum Schreiben der dem vom Host 271 ausgegebenen Schreibbefehl 271 entsprechenden Daten auf die Magnetplatte 1, ohne Zwischenspeicherung derselben im nicht flüchtigen Speicher 5 aus.
Das Magnetplattenlaufwerk 10 dieser Ausführungsform schreibt Daten auf die obige Weise auf die Magnetplatte 1. Daher ist es möglich, die Anzahl der L/UL-Vorgänge des Magnetkopfs 2 um 1/n zu verringern und die Flugzeit des Magnetkopfs 2 für Schreibbefehle zu verkürzen, wie sie vom Host 11 zeitlich diskontinuierlich mit einem vorbestimmten Zeitintervall ausgegeben werden. Daher ist es möglich, eine Beeinträchtigung der tribologischen Zuverlässigkeit beträchtlich zu verringern, wie sie andernfalls durch einen für lange Zeit fliegenden Magnetkopf oder den L/UL-Vorgang verursacht werden könnte. Da keine überflüssigen L/UL-Vorgänge ausgeführt werden, kann der Energieverbrauch des nicht flüchtigen Speichers 5 gesenkt werden.
In den 2A und 2B werden, der Einfachheit der Beschreibung halber, Einzelburst-Schreibbefehle mit vorbestimmtem Zeitintervall ausgegeben. Selbst wenn Gruppen mehrerer zeitlich kontinuierlicher Schreibbefehle mit einem vorbestimmten Zeitintervall ausgegeben werden, sind die Vorgänge ähnlich denen, wie sie oben beschrieben sind. D.h., dass dann, wenn angenommen wird, dass die Anzahl der Schreibbefehle der Anzahl von Gruppen mehrerer zeitlich kontinuierlicher Schreibbefehle entspricht, die Reaktion des Magnetplattenlaufwerks ungefähr derjenigen ähnlich ist, wie sie oben beschrieben ist.
Bei der Erfindung ist das Zeitintervall der vom Host 11 ausgegebenen Befehle ein wesentlicher Faktor. Wenn die Steuerung 3 einen Befehl vom Host 11 empfängt und der nächste Befehl ausgegeben wird, bevor der erste Befehl vollständig abgearbeitet ist, tritt ein Wartezustand zum Empfangen und Verarbeiten des nächsten Befehls auf. Bei dieser Ausführungsform werden derartige Befehle als zeitlich kontinuierliche Befehle bezeichnet. Wenn dagegen die Steuerung 3 einen Befehl vom Host 11 empfängt und der nächste Befehl ausgegeben wird, nachdem eine Zeit verstrichen ist, die dazu ausreicht, den ersten Befehl zu verarbeiten, werden derartige Befehle als zeitlich diskontinuierliche Befehle bezeichnet.
Im herkömmlichen Fall kann dann, wenn die Befehle zeitlich diskontinuierlich sind, jedoch einige Befehlsintervalle kleiner als die Wegnehmübergangszeit sind, die Anzahl der L/UL-Vorgänge für vom Host 11 ausgegebene zeitlich dis kontinuierliche Befehle kleiner als n sein. Wenn bei dieser Ausführungsform ein Lesebefehl für die im nicht flüchtigen Speicher 5 zwischengespeicherten Daten ausgegeben wird, können die Daten direkt aus diesem gelesen werden. In diesem Fall sorgt der nicht flüchtige Speicher für eine Pseudo-Lesecachefunktion, so dass die Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessert werden kann. Der nicht flüchtige Speicher 5 speichert nur die Daten vor ihrem Schreiben auf die Magnetplatte 1, und die Lesegeschwindigkeit eines nicht flüchtigen Speichers ist im Allgemeinen kleiner als die eines flüchtigen Speichers, wie er allgemein als Lesecache verwendet wird. Daher ist es bevorzugt, den Pufferspeicher 6 als flüchtigen Speicher zu verwenden und die Lesecachefunktion zum Zwischenspeichern der von der Magnetplatte 1 gelesenen Daten bereit zu stellen.
Wie bereits beschrieben, werden, bei Lesecachevorgängen, die Daten auf der Magnetplatte 1 mit hoher Zugriffshäufigkeit im Pufferspeicher 6 zwischengespeichert, und wenn ein Lesebefehl für diese Daten ausgegeben wird, werden sie ohne Zugriff auf die Magnetplatte 1 aus dem Puffer 6 gelesen. Da die Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessert werden kann und die Zugriffshäufigkeit auf die Magnetplatte 1 gesenkt werden kann, kann die Flugzeit weiter verkürzt werden, und die Anzahl der L/UL-Vorgänge kann dadurch weiter gesenkt werden, dass der Lesecachevorgang gemeinsam mit dem Verfahren gemäß der Ausführungsform eingeschlossen werden.
Nun wird ein allgemeiner Betriebsablauf des Magnetplattenlaufwerks dieser Ausführungsform mit einem Lese-/Schreibcache unter Bezugnahme auf die in den 5A bis 5C dargestellten Flussdiagramme beschrieben.
Die 5A ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs des Magnetplattenlaufwerks, wenn ein Schreibbefehl empfangen wird, die 5B ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs des Magnetplattenlaufwerks, wenn ein Lesebefehl empfangen wird, die 5C ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs des Magnetplattenlaufwerks, wenn ein Endebefehl empfangen wird, und die 5D ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs des Magnetplattenlaufwerks, wenn das Laufwerk zu arbeiten beginnt.
Wie es in der 5A dargestellt ist, werden, wenn vom Host 11 in einem Schritt S1 ein Schreibbefehl empfangen wird, die Daten in einem Schritt S2 in einen Schreibcache geschrieben. Nachdem die Daten in den Schreibcache geschrieben wurden, wird ein Schreibendebericht in einem Schritt S3 an den Host 11 zurückgeliefert. In einem Schritt S4 wird geprüft, ob sich der Kopf 2 im Aufbringzustand befindet. Wenn er sich im Aufbringzustand befindet, springt der Ablauf zum Schritt S5 weiter, wohingegen dann, wenn dies nicht der Fall ist, der Ablauf zum Schritt S5 weiter geht.
Im Schritt S5 wird geprüft, ob der nicht flüchtige Speicher 5 über ausreichend viel freien Raum verfügt. Wenn er über ausreichend viel freien Raum verfügt, geht der Ablauf zu einem Schritt S12 weiter, wohingegen dann, wenn er nicht über ausreichend viel freien Raum verfügt, der Ablauf zu einem Schritt S6 weiter geht.
Im Schritt S12 werden die Daten in den nicht flüchtigen Speicher 5 geschrieben, um danach in einem Schritt S11 den Schreibvorgang zu beenden.
Im Schritt S6 wird der Kopf 2 aufgebracht. Dann werden die Daten auf die Magnetplatte 1 geschrieben. Dann wird in einem Schritt S8 geprüft, ob der nicht flüchtige Speicher 5 irgendwelche Daten enthält. Wenn er irgendwelche Daten enthält, geht der Ablauf zu einem Schritt S9 weiter, wohingegen dann, wenn er keine Daten enthält, der Ablauf zu einem Schritt S11 weiter geht, um den Schreibvorgang zu beenden.
Im Schritt S9 werden alle Daten im nicht flüchtigen Speicher sequentiell auf einmal auf die Magnetplatte 1 geschrieben. Im Schritt S10 werden die Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 gelöscht, um danach im Schritt S11 den Schreibvorgang zu beenden.
Wie es in der 5B dargestellt ist, wird, wenn in einem Schritt S20 vom Host 11 ein Lesebefehl empfangen wird in einem Schritt S21 geprüft, ob sich die Daten in einem Lesecache befinden. Wenn sie sich im Lesecache befinden, geht der Ablauf zu einem Schritt S31 weiter, wohingegen dann, wenn dies nicht der Fall ist, der Ablauf zu einem Schritt S22 weiter geht.
In einem Schritt S31 werden die Daten aus dem Lesecache gelesen, und in einem Schritt S32 werden die Daten an den Host 11 zurückgeliefert, um anschließend die Leseoperation in einem Schritt S30 zu beenden. Im Schritt S22 wird geprüft, ob der Kopf aufgebracht ist. Wenn er aufgebracht ist, überspringt der Ablauf den Schritt S24, wohingegen dann, wenn dies nicht der Fall ist, der Ablauf zum Schritt S23 weiter geht.
Im Schritt S23 wird der Kopf 1 aufgebracht. In einem Schritt S24 werden die Daten von der Magnetplatte 1 gelesen. In einem Schritt S25 werden die Daten in den Lesecache geschrieben. Danach werden die Daten in einem Schritt S26 an den Host 11 zurückgeliefert. Dann wird in einem Schritt S27 geprüft, ob der nicht flüchtige Speicher 5 irgendwelche Daten enthält. Wenn er irgendwelche Daten enthält, geht der Ablauf zum Schritt S28 weiter, wohingegen dann, wenn er keine Daten enthält, der Ablauf zum Schritt S30 springt, um den Lesevorgang zu beenden.
Im Schritt S28 werden alle Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 sequentiell auf einmal auf die Magnetplatte 1 geschrieben. Im Schritt S29 werden die Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 gelöscht, um danach den Lesevorgang im Schritt S30 zu beenden.
Wie es in der 5C dargestellt ist, wird, wenn in einem Schritt S40 ein Endebefehl vom Host 11 empfangen wird, in einem Schritt S41 geprüft, ob der nicht flüchtige Speicher 5 irgendwelche Daten enthält. Wenn er irgendwelche Daten enthält, geht der Ablauf zu einem Schritt S42 weiter, wohingegen dann, wenn er keinerlei Daten enthält, der Ablauf zu einem Schritt S46 springt, in dem der normale Endeprozess andauert.
Im Schritt S42 wird geprüft, ob sich der Kopf im aufgebrachten Zustand befindet. Wenn er sich im aufgebrachten Zustand befindet, springt der Ablauf zu einem Schritt S44, wohingegen dann, wenn dies nicht der Fall ist, der Ablauf zu einem Schritt S43 springt.
Im Schritt S43 wird der Kopf aufgebracht. Im Schritt S44 werden die Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 auf chargenweise auf die Magnetplatte 1 geschrieben. In einem Schritt S45 werden die Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 gelöscht, um den normalen Endeprozess im Schritt S46 fortzusetzen.
Wie es in der 5D dargestellt ist, wird, wenn das Magnetplattenlaufwerk 10 in einem Schritt S50 aktiviert wird, in einem Schritt S51 geprüft, ob der nicht flüchtige Speicher 5 irgendwelche Daten enthält. Wenn er irgendwelche Daten enthält, geht der Ablauf zu einem Schritt S52 weiter, wohingegen dann, wenn er keinerlei Daten enthält, der Ablauf zu einem Schritt S56 springt, in dem der normale Startvorgang fortgesetzt wird.
Im Schritt S52 wird geprüft, ob sich der Kopf im aufgebrachten Zustand befindet. Wenn er sich im aufgebrachten Zustand befindet, springt der Ablauf zu einem Schritt S54, wohingegen dann, wenn dies nicht der Fall ist, der Ablauf zu einem Schritt S53 weiter geht.
Im Schritt S53 wird der Kopf aufgebracht. Im Schritt S54 werden alle Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 sequentiell auf einmal auf die Magnetplatte 1 geschrieben. In einem Schritt S55 werden die Daten im nicht flüchtigen Speicher 5 gelöscht, um den normalen Startprozess im Schritt S56 fortzusetzen.
Die Magnetplattenlaufwerke der Ausführungsform und des Vergleichsbeispiels wurden in einen Notebook-PC eingebaut, und die Reaktion des Magnetplattenlaufwerks hinsichtlich Befehlen vom Host wurde unter Verwendung eines kommerziell verfügbaren Batterie-gestützten Benchmarktools gemessen, wobei der Host eine CPU des Notebook-PC war. Es wurde selbst dann dasselbe Ergebnis erzielt, wenn das Magnetplattenlaufwerk extern mit dem Notebook-PC verbunden wurde.
Das Batterie-gestützte Benchmarktool erzeugt Schreib- und Lesebefehle mit einem vorbestimmten Muster, und es liefert sie an das Magnetplattenlaufwerk. Die Reaktion des Magnetplattenlaufwerks wurde dadurch gemessen, dass der von ihm verbrauchte Strom mit einer Stromsonde überwacht wurde. Wenn der Aufbring- oder Wegnehmvorgang ausgeführt wird, ist das Strommuster für jeden Betriebsablauf charakteristisch, so dass die Ausführung des L/UL-Vorgangs durch Überwachen des Stroms korrekt gemessen werden kann. Auf Grundlage dieser Messung wurde die Anzahl der L/UL-Vorgänge erhalten, und die Flugzeit, während der der Magnetkopf über der Magnetplatte flog, wurde als Summe jeder Zeit vom Aufbringvorgang bis zum Wegnehmvorgang berechnet.
Derselbe Notebook-PC wurde für die beiden Magnetplattenlaufwerke der Ausführungsform und des Vergleichsbeispiels verwendet. Jeder Test wurde unter denselben Bedingungen für eine Stunde ausgeführt. Die Messergebnisse sind in der 3 dargestellt.
Die Anzahl der L/UL-Vorgänge beim Magnetplattenlaufwerk der Ausführungsform war auf ungefähr 62% derjenigen beim Vergleichsbeispiel verringert, und die Kopfflugzeit war auf ungefähr 41% derjenigen beim Vergleichsbeispiel verkürzt. Das Batterie-gestützte Benchmark Tool gab eine Kombination von Schreib- und Lesebefehlen aus, um einen tatsächlichen Nutzungszustand eines Magnetplattenlaufwerks zu simulieren. Daher war die Reaktion des Magnetplattenlaufwerks komplizierter als dann, wenn nur Schreibbefehle ausgegeben wurden, wie dies in den 2A und 2B dargestellt ist.
Vom Host an das Magnetplattenlaufwerk der Ausführungsform ausgegebene Befehle wurden durch Überwachen des Busses geprüft, und es wurde der Inhalt des Befehls unmittelbar vor dem Ausführen des Aufbringvorgangs geprüft. Es wurde klargestellt, dass alle Befehle unmittelbar vor den Aufbringvorgängen Lesebefehle waren und dass der Aufbringvorgang nicht auf einen Schreibbefehl hin ausgeführt wurde. Dies, da die Bedingung (2) der vier Bedingungen zum Schreiben der Daten im nicht flüchtigen Speicher auf die Magnetplatte auf chargenweise häufig erfüllt war, da Testbedingungen verwendet wurden, bei denen eine Kombination von Schreib- und Lesebefehlen ausgegeben wurde.
Die Reaktionen der Magnetplattenlaufwerke bei diesen Testbedingungen sind in den 4A und 4B schematisch dargestellt. In den 4A und 4B sind, um die Beschreibung zu vereinfachen, keine Lesecache- und Schreibcachevorgänge verwendet. In den 4A und 4B repräsentiert der Buchstabe W einen ausgegebenen Schreibbefehl, der Buchstabe R repräsentiert einen ausgegebenen Lesebefehl, und das Symbol UL repräsentiert einen ausgeführten Kopfwegnehmvorgang. Fette Linien an der Plattenlinie kennzeichnen die Zeit, in der der Kopf fliegt, und fette Linien am nicht flüchtigen Speicher repräsentieren die Zeit, während der Daten für einen Schreibbefehl im nicht flüchtigen Speicher zwischengespeichert sind.
Beim herkömmlichen Speicherlaufwerk tritt ein Plattenlaufwerk jedesmal dann auf, wenn ein Schreib- oder ein Lesebefehl ausgegeben wird. Wenn sich der Kopf nicht im aufgebrachten Zustand befindet, wenn der Befehl ausgegeben wird, wird der Aufbringvorgang ausgeführt. Wenn danach innerhalb einer vorbestimmten Zeit kein Befehl ausgegeben wird, wird der Kopfwegnehmvorgang ausgeführt. Beim Magnetplattenlaufwerk gemäß der Ausführungsform werden, wenn ein Schreibbefehl empfangen wird, die Daten in den nicht flüchtigen Speicher gespeichert. Daher werden, wenn der Kopf auf einen Lesebefehl hin aufgebracht wird und der Lesebefehl vollständig bearbeitet wird, die im nicht flüchtigen Speicher zwischengespeicherten Daten chargenweise auf die Platte geschrieben, da die Beurteilungbedingung (2) erfüllt ist. Wie es aus einem Vergleich zwischen der Ausführungsform (4B) und dem Vergleichsbeispiel (4A) erkennbar ist, zeigt es sich, dass die Kopfflugzeit verkürzt ist und die Anzahl der L/UL-Vorgänge gesenkt ist.
Die Effekte einer Verkürzung der Flugzeit und einer Absenkung der Anzahl von L/UL-Vorgängen sind immer noch, wie oben beschrieben, dann erkennbar, wenn eine Kombination von Schreib- und Lesebefehlen zum Simulieren des Benutzungszustands eines Magnetplattenlaufwerks ausgegeben wird. Die Effekte wurden auch in praktischen Gebrauchszuständen des Magnetplattenlaufwerks bestätigt.
Die Effekte der Erfindung wurden dadurch verifiziert, dass ein Zuverlässigkeitsbeschleunigungstest für eine lange Zeit von 5000 Stunden dadurch ausgeführt wurde, wobei zehn Magnetplattenlaufwerke gemäß der Ausführungsform und zehn Magnetplattenlaufwerke gemäß dem Vergleichsbeispiel bereitgestellt wurden. Die verwendeten Testbedingungen waren schwere Bedingungen mit hoher Temperatur, nämlich einer Umgebungstemperatur von 70°C, und es wurden Befehle ähnlich denen des Batterie-gestützten Benchmark Tools ausgegeben, um die Zeit zu überwachen, die erforderlich war, um einen Fehler zu erzeugen. Bei diesem Test wurde, um die Auswertungszeit zu verkürzen, ein Befehlsausgabemuster verwendet, das dadurch erhalten wurde, dass aus dem Befehlsausgabemuster des Batterie-gestützten Benchmark Tools eine Freilaufperiode entfernt wurde, während der für lange Zeit kein Befehl ausgegeben wird. Bei diesem Befehlsausgabemuster war die Anzahl von L/UL-Vorgängen und die Kopfflugzeit pro Zeiteinheit ungefähr doppelt so groß wie die, die in der 3 dargestellt sind.
Zwei der zehn Magnetplattenlaufwerke gemäß dem Vergleichsbeispiel stoppten beinahe zu 4000 Stunden, da ein Fehler erzeugt wurde. Die gestoppten nicht flüchtigen Speicher wurden auseinander gebaut und geprüft. Es zeigt sich, dass nahe am Kopfelement anhaftende Verschmutzungen den Fehler erzeugten. Es wurden die Verschmutzungskomponenten analysiert, und es wurden Verunreinigungskomponenten in Form einer organischen Verbindung im nicht flüchtigen Speicher und Komponenten erkannt, die als Abnutzungsteilchen von Rampen des L/UL-Mechanismus identifiziert wurden. Zum Zeitpunkt von 4000 Stunden beim Vergleichsbeispiel betrug die Anzahl der L/UL-Vorgänge ungefähr 720 × 10³, und die Kopfflugzeit betrug ungefähr 3000 Stunden. Die restlichen acht Magnetplattenlaufwerke erzeugten keinen Fehler, jedoch bestätigte ein Auseinander bau dieser Laufwerke am Kopf anhaftende Verschmutzungen, wobei jedoch das Ausmaß der Verschmutzungen nicht so groß war wie bei den Magnetplattenlaufwerken, die einen Fehler entwickelten. Zum Zeitpunkt von 5000 Stunden beim Vergleichsbeispiel betrug die Anzahl der L/UL-Vorgänge ungefähr 900 × 10³, und die Kopfflugzeit betrug ungefähr 3700 Stunden.
Keines der zehn Magnetplattenlaufwerke des Ausführungsbeispiels erzeugte selbst bei 5000 Stunden einen Fehler. Die Magnetplattenlaufwerke wurden auseinander gebaut. Obwohl Verschmutzungen in gewissem Ausmaß am Kopf anhafteten, war das Ausmaß der anhaftenden Verschmutzungen klein im Vergleich zu den Magnetplattenlaufwerken des Vergleichsbeispiels, die keinen Fehler entwickelt hatten. Zum Zeitpunkt von 5000 Stunden bei der Ausführungsform betrug die Anzahl der L/UL-Vorgänge ungefähr 340 × 10³, und die Kopfflugzeit betrug ungefähr 2200 Stunden.
Wie oben beschrieben, wurden dadurch Magnetplattenlaufwerke mit hervorragender tribologischer Zuverlässigkeit bei langer Laufzeit erhalten, dass die Anzahl der L/UL-Vorgänge gesenkt wurde und die Kopfflugzeit verkürzt wurde.
In der obigen Beschreibung wurde ein Magnetplattenlaufwerk 10 mit angebrachtem L/UL-Mechanismus als Beispiel verwendet. Die Erfindung ist bei Magnetplattenlaufwerken vom Kontakt-Start-Stopp (CSS)-Typ anwendbar. Viele Magnetplattenlaufwerke des CSS-Typs sorgen für eine Funktion zum Eintreten in den Bereitschaftszustand, wenn für lange Zeit kein Befehl ausgegeben wird. Wenn in diesem Fall ein Schreibbefehl vom Host ausgegeben wird, nachdem der Kopf in den Bereitschaftszustand eingetreten ist, ist es erforderlich, dass die Spindel erneut aktiviert wird, um den Kopf in Flug zu versetzen und Daten auf die Magnetplatte zu schreiben. Gemäß der Erfindung ist es, da die Daten in den nicht flüchtigen Speicher geschrieben sind, nicht erforderlich, die Spindel erneut zu aktivieren. Daher ist die Flugzeit verkürzt, und die Anzahl der CSS-Vorgänge ist verringert, wodurch die tribologische Zuverlässigkeit beträchtlich verbessert ist und der Energieverbrauch gesenkt ist.
Beim CSS-Typ ist von den vier Bedingungen ein Teil der Bedingung (2) "wenn der Magnetkopf 2 auf die Magnetplatte 1 aufgebracht ist" weggelassen, und die Bedingung (2) ist einfach durch "wenn der Magnetkopf 2 über der Magnetplatte 1 fliegt und es möglich wird, Daten auf die Magnetplatte 1 zu schreiben" ersetzt.
Die Erfindung ist nicht nur für eine Magnetplatte wirkungsvoll, sondern auch für andere Speicherlaufwerke, die eine Verbesserung der tribologischen Zuverlässigkeit oder eine Senkung des Energieverbrauchs benötigen, wie optische Platten, magnetooptische Platten und Magnetbänder. Die Erfindung ist auch bei einem Laufwerk unter Verwendung eines Speichermediums wirkungsvoll, das keine Verbesserung der tribologischen Zuverlässigkeit benötigt, jedoch eine Senkung des Energieverbrauchs benötigt.
Die Funktion des nicht flüchtigen Speichers 5 kann zur Funktion des Pufferspeichers 6 hinzugefügt werden. In diesem Fall sind die Daten verloren, wenn ein Spannungsausfall des Magnetplattenlaufwerks 10 auftritt, bevor die Daten auf die Magnetplatte 1 geschrieben sind. Jedoch können die Daten aufrechterhalten werden, wenn eine Backup-Spannungsquelle vorhanden ist, die dem Pufferspeicher 6 Energie zuführen kann, bis die Daten auf die Magnetplatte 1 geschrieben sind. Dadurch, dass der Pufferspeicher 6 in Form eines flüchtigen Speichers mit der Funktion des nicht flüchtigen Speichers 5 versehen wird, kann die Zeit verkürzt werden, die dazu benötigt wird, Daten auf chargenweise auf die Magnetplatte zu schreiben. Es können Daten mit Byteeinheit in den flüchtigen Speicher geschrieben werden. Daher kann die Speicherkapazität effektiv genutzt werden, und die Menge zwischenzuspeichernder Daten kann stärker als bei einem nicht flüchtigen Speicher mit derselben Kapazität erhöht werden.
Anstatt dass der nicht flüchtige Speicher 5 im Magnetplattenlaufwerk 10 angebracht wird, kann er zwischen dem Host 11 und dem Magnetplattenlaufwerk 10 oder im Host 11 angebracht werden. Genauer gesagt, werden, wenn der Host 11 ein PC ist, dem Schreibbefehl entsprechende Daten in einem Cache des PC abgespeichert, und die Daten werden in das Magnetplattenlaufwerk 10 geschrieben, um die Anzahl von L/UL-Vorgängen zu verringern.
Die Erfindung wird in weitem Bereich bei verschiedenen Anwendungen angewandt. Gemäß einer Zusammenfassung der Erfindung werden, bei Empfang eines vom Host ausgegebenen Schreibbefehls, die Daten in einem Speicher zwischengespeichert, woraufhin nicht immer sequentiell ein Schreiben der Daten vom Zwischenspeicher auf ein Speichermedium wie eine Magnetplatte erfolgt, und alle im Zwischenspeicher gespeicherten Daten, die den mehreren Schreibbefehlen entsprechen, werden später sequentiell zu einem Zeitpunkt auf das Speichermedium geschrieben.

Claims

Speicherlaufwerk, aufweisend: ein Speichermedium (1), einen Kopf (2) zum Lesen und Schreiben von Daten von dem und auf das Speichermedium, einen Speicher (5) zum vorübergehenden Aufnehmen von Daten entsprechend einem Schreibbefehl, der dem Speicherlaufwerk von einem Host (11) erteilt wird, und eine Steuerung (3) zum Empfang des Schreibbefehls und zum Steuern des Speicherlaufwerks, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (3) eingerichtet ist zu beurteilen, ob sich der Kopf (2) bezüglich des Speichermediums (1) in einem geladenen Zustand oder in einem nicht geladenen Zustand befindet, wenn der Schreibbefehl empfangen wird, und den Kopf zum Schreiben von Daten auf das Speichermedium entsprechend dem empfangenen Schreibbefehl zu steuern, wenn die Beurteilung ergibt, daß sich der Kopf in dem geladenen Zustand befindet, und die Daten vorübergehend in den Speicher (5) zu schreiben und somit den nicht geladenen Zustand des Kopfs beizubehalten, wenn die Beurteilung ergibt, daß sich der Kopf in dem nicht geladenen Zustand befindet.
Laufwerk nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (3) eingerichtet ist, ein vorübergehendes Schreiben der Daten in den Speicher (5) entsprechend dem empfangenen Schreibbefehl zu steuern und somit den nicht geladenen Zustand des Kopfs (2) beizubehalten, wenn die Beurteilung ergibt, daß sich der Kopf in dem nicht geladenen Zustand befindet und die verbliebene Kapazität des Speichers zum Speichern der Daten ausreicht.
Laufwerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerung (3) eingerichtet ist, in Reaktion auf eine vorbestimmte Bedingung ein Schreiben aller Daten im Speicher (5) auf das Speichermedium (1) zu steuern.
Steuerverfahren für ein Speicherlaufwerk mit einem Speichermedium (1), einem Kopf (2) zum Lesen und Schreiben von Daten von dem und auf das Speichermedium und einem Speicher (5) zum vorübergehenden Aufnehmen von Daten, mit folgenden Schritten: Empfangen eines Schreibbefehls von einem Host (11), Beurteilen, ob sich der Kopf (2) bezüglich des Speichermediums (1) in einem geladenen oder nicht geladenen Zustand befindet, wenn der Schreibbefehl empfangen wird, Schreiben von Daten entsprechend dem Schreibbefehl mittels des Kopfes (2) auf das Speichermedium (1), wenn die Beurteilung im Beurteilungsschritt ergibt, daß sich der Kopf in dem geladenen Zustand befindet, und vorübergehendes Speichern der Daten entsprechend dem Schreibbefehl in den Speicher (5), um somit den nicht geladenen Zustand des Kopfs (2) beizubehalten, wenn die Beurteilung im Beurteilungsschritt ergibt, daß sich der Kopf in dem nicht geladenen Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Daten entsprechend dem Schreibbefehl in den Speicher (5) geschrieben werden, um somit den nicht geladenen Zustand des Kopfs (2) beizubehalten, wenn die Beurteilung ergibt, daß sich der Kopf in dem nicht geladenen Zustand befindet und die verbliebene Kapazität des Speichers zum Speichern der Daten ausreicht.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei alle Daten im Speicher (5) in Reaktion auf eine vorbestimmte Bedingung auf das Speichermedium (1) geschrieben werden.
Erfindung nach Anspruch 3 oder 6, wobei die vorbestimmte Bedingung darin besteht, daß sich der Kopf (2) in dem geladenen Zustand befindet.
Erfindung nach Anspruch 3 oder 6, wobei die vorbestimmte Bedingung darin besteht, daß ein Lesebefehl für das Speichermedium (1) empfangen wird und sich der Kopf (2) in dem geladenen Zustand befindet.
Erfindung nach Anspruch 3 oder 6, wobei die vorbestimmte Bedingung darin besteht, daß ein Schreibbefehl empfangen wird und die verbliebene Kapazität des Speichers zur Aufnahme der Daten entsprechend dem Schreibbefehl unzureichend ist.
Erfindung nach Anspruch 3 oder 6, wobei die vorbestimmte Bedingung darin besteht, daß der Speicher (5) Daten enthält, wenn das Speicherlaufwerk mit dem Betrieb beginnt.