JP2000040315A - ディスクドライブの電力消費を低減させるための適応形セクタ探索方法 - Google Patents
ディスクドライブの電力消費を低減させるための適応形セクタ探索方法Info
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- 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
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- G11B7/08541—Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head involving track counting to determine position
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- G11B2220/00—Record carriers by type
- G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
Landscapes
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディスクドライブシステムのヘッド移動時間
を制御して電力消費を低減する適応形セクタ探索方法を
提供する。 【解決手段】 セクタ探索方法は，アクチュエータヘッ
ド（３５）を最大許容速度より低い制限速度に決定する
段階と，アクチュエータヘッドを制限速度まで加速して
現在トラックの現在セクタから移動させる段階と，アク
チュエータヘッドを制限速度で等速飛行させる段階と，
アクチュエータヘッドを制限速度から減速させて目標ト
ラックの目標セクタに停止させる段階とを含む。制限速
度は，アクチュエータヘッドの加速段階，アクチュエー
タヘッドの飛行段階，およびアクチュエータヘッドの減
速段階が所定時間内に行われるよう決定される。
を制御して電力消費を低減する適応形セクタ探索方法を
提供する。 【解決手段】 セクタ探索方法は，アクチュエータヘッ
ド（３５）を最大許容速度より低い制限速度に決定する
段階と，アクチュエータヘッドを制限速度まで加速して
現在トラックの現在セクタから移動させる段階と，アク
チュエータヘッドを制限速度で等速飛行させる段階と，
アクチュエータヘッドを制限速度から減速させて目標ト
ラックの目標セクタに停止させる段階とを含む。制限速
度は，アクチュエータヘッドの加速段階，アクチュエー
タヘッドの飛行段階，およびアクチュエータヘッドの減
速段階が所定時間内に行われるよう決定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，ディスクドライブ
システムの電力消費を低減させるための方法に関し，特
に，データアクセスタイムを損失せずに電力消費を低減
することができるように，読出し／書込みアクチュエー
タヘッドを制御する適応形セクタ探索方法に関する。
システムの電力消費を低減させるための方法に関し，特
に，データアクセスタイムを損失せずに電力消費を低減
することができるように，読出し／書込みアクチュエー
タヘッドを制御する適応形セクタ探索方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力消費の低減は，ディスクドライブデ
ータ格納システムに要求される基本事項である。特に，
モバイルコンピュータやノート型パソコンのユーザはバ
ッテリ寿命を最も重要なシステム特性の一つと見なして
いる。従って，電力消費を低減できる方法，あるいはバ
ッテリ電力管理方法は，充填間のバッテリ寿命を延ばす
ことにおいて重要である。
ータ格納システムに要求される基本事項である。特に，
モバイルコンピュータやノート型パソコンのユーザはバ
ッテリ寿命を最も重要なシステム特性の一つと見なして
いる。従って，電力消費を低減できる方法，あるいはバ
ッテリ電力管理方法は，充填間のバッテリ寿命を延ばす
ことにおいて重要である。
【０００３】電力管理設計のうち一つは，一般のディス
クドライブデータシステム動作において，読出し／書込
み動作が常に行われるのではないという事実に基づいて
いる。これは，要するにディスクドライブには低電力消
費，あるいは不動作周期が存在するということを意味し
ており，これに基づいてバッテリ電力フローを制御する
ためのファームウェアやソフトウェアを設計することが
できる。これらの電力管理システムを用いる一般のディ
スクドライブ，例えばＩＢＭ社のＴｒａｖｅｌｅｒｓｔ
ａｒ ４ＬＰにおける電力消費内訳は，次の表１の通り
であり，０.９４アンペアの電力浪費を伴う。
クドライブデータシステム動作において，読出し／書込
み動作が常に行われるのではないという事実に基づいて
いる。これは，要するにディスクドライブには低電力消
費，あるいは不動作周期が存在するということを意味し
ており，これに基づいてバッテリ電力フローを制御する
ためのファームウェアやソフトウェアを設計することが
できる。これらの電力管理システムを用いる一般のディ
スクドライブ，例えばＩＢＭ社のＴｒａｖｅｌｅｒｓｔ
ａｒ ４ＬＰにおける電力消費内訳は，次の表１の通り
であり，０.９４アンペアの電力浪費を伴う。
【０００４】
【表１】
【０００５】前記表１は，ディスクドライブの各モード
における電力消費を示すものである。初期駆動(スター
トアップ)時の電力消費は，主にディスクプラッタを回
転させるスピンドルモータの動作に基因する。トラック
・セクタのシーク（探索）モードおよび読出し／書込み
モードは，正常動作時での電力消費を示す。正常動作時
にアクチュエータモータ(いわゆる，ボイスコイルモー
タ：ＶＣＭ)によって駆動されるアクチュエータは，一
または複数の読出し／書込みヘッドを支持している。電
流がアクチュエータコイルを通じて流れると，アクチュ
エータモータは，ディスクプラッタ面上で放射方向に配
されているデータトラックにアクチュエータと読出し／
書込みヘッドを回転させる。表１に示すように，読出し
／書込み動作が行われれば行われるるほど，より多くの
シーク動作が行われ，その結果さらに多くの電力が消費
されることになる。とは言え，シーク動作が最も多い電
力を要求するという意味ではない。
における電力消費を示すものである。初期駆動(スター
トアップ)時の電力消費は，主にディスクプラッタを回
転させるスピンドルモータの動作に基因する。トラック
・セクタのシーク（探索）モードおよび読出し／書込み
モードは，正常動作時での電力消費を示す。正常動作時
にアクチュエータモータ(いわゆる，ボイスコイルモー
タ：ＶＣＭ)によって駆動されるアクチュエータは，一
または複数の読出し／書込みヘッドを支持している。電
流がアクチュエータコイルを通じて流れると，アクチュ
エータモータは，ディスクプラッタ面上で放射方向に配
されているデータトラックにアクチュエータと読出し／
書込みヘッドを回転させる。表１に示すように，読出し
／書込み動作が行われれば行われるるほど，より多くの
シーク動作が行われ，その結果さらに多くの電力が消費
されることになる。とは言え，シーク動作が最も多い電
力を要求するという意味ではない。
【０００６】パフォーマンスアイドル，低電力アイドル
およびスリープモードは，電力管理計画によって発生す
る電力消費を示すものである。前記の例において，電力
消費は，電力管理ソフトウェアを備えない従来のディス
クドライブシステムに比較して約３１％低減する。典型
的な電力管理技術は，米国特許第５４５２２７７号，第
５５４４１３８号，第５５２１８９６号などに開示され
ている。これらの特許では，多数の電力動作モードのう
ち一つを選択するために，エネルギ使用量と予め設定さ
れたプロファイルを比較する。
およびスリープモードは，電力管理計画によって発生す
る電力消費を示すものである。前記の例において，電力
消費は，電力管理ソフトウェアを備えない従来のディス
クドライブシステムに比較して約３１％低減する。典型
的な電力管理技術は，米国特許第５４５２２７７号，第
５５４４１３８号，第５５２１８９６号などに開示され
ている。これらの特許では，多数の電力動作モードのう
ち一つを選択するために，エネルギ使用量と予め設定さ
れたプロファイルを比較する。
【０００７】消費電力を減少させるための他の方法は，
米国特許第５３４５３４７および第５４９３６７０号に
開示されており，ここでは，電力消費を減少させるため
にスピンドルモータの回転を制御している。
米国特許第５３４５３４７および第５４９３６７０号に
開示されており，ここでは，電力消費を減少させるため
にスピンドルモータの回転を制御している。
【０００８】米国特許第５１４０５７１号には，間欠的
に動作が中断されるデジタル信号プロセッサ(ＤＳＰ)を
用いて電力消費を低減させる技術が開示してある。しか
し，ＤＳＰによって消費される電力の量は，アクチュエ
ータモータおよびスピンドルモータを駆動させるために
使用される電力に比べて相対的に低い量である。
に動作が中断されるデジタル信号プロセッサ(ＤＳＰ)を
用いて電力消費を低減させる技術が開示してある。しか
し，ＤＳＰによって消費される電力の量は，アクチュエ
ータモータおよびスピンドルモータを駆動させるために
使用される電力に比べて相対的に低い量である。
【０００９】米国特許第５４１２８０９号には，使用者
が性能最適化制御アクセスタイムアルゴリズムおよび電
力消費最適化制御アクセスタイムアルゴリズムの中いず
れか一つを選択できる技術が開示されている。しかし，
このような方法には二つの選択事項が存在することと，
電力消費を達成するために，平均アクセスタイムを犠牲
にしてしまうという短所がある。
が性能最適化制御アクセスタイムアルゴリズムおよび電
力消費最適化制御アクセスタイムアルゴリズムの中いず
れか一つを選択できる技術が開示されている。しかし，
このような方法には二つの選択事項が存在することと，
電力消費を達成するために，平均アクセスタイムを犠牲
にしてしまうという短所がある。
【００１０】上記従来の電力管理方法は，全体的にディ
スクドライブの電力消費をやや減少させることができる
が，ディスクドライブ電力消費の主要成分，すなわちデ
ータアクセスタイムの損失無しにシーク（探索）動作の
電力消費を減少させることはできなかった。
スクドライブの電力消費をやや減少させることができる
が，ディスクドライブ電力消費の主要成分，すなわちデ
ータアクセスタイムの損失無しにシーク（探索）動作の
電力消費を減少させることはできなかった。
【００１１】上記全ての電力管理方法において，探索過
程は，トラック探索モードにおいて一つのトラックから
他のトラックに可能な限り迅速に読出し／書込みヘッド
を移動させるようにアクチュエータを制御する，という
仮定の下に行われてきた。指定されたトラック上にヘッ
ドが到達すると，サーボシステムは一般に前記トラック
内で指定されたセクタを探すためのトラック追従モード
に入る。トラック追従モードでは，上記のトラック探索
モードより遥かに少ない電力が消費される。これは，ト
ラック探索モードで可能な限り迅速にヘッドを移動させ
るための最大電流がパワー増幅器とアクチュエータコイ
ルに印加されるからである。このアクチュエータコイル
に印加される電流が多くなればなるほど，アクチュエー
タアームはさらに速く回転し，ヘッドをさらに速く移動
させる。
程は，トラック探索モードにおいて一つのトラックから
他のトラックに可能な限り迅速に読出し／書込みヘッド
を移動させるようにアクチュエータを制御する，という
仮定の下に行われてきた。指定されたトラック上にヘッ
ドが到達すると，サーボシステムは一般に前記トラック
内で指定されたセクタを探すためのトラック追従モード
に入る。トラック追従モードでは，上記のトラック探索
モードより遥かに少ない電力が消費される。これは，ト
ラック探索モードで可能な限り迅速にヘッドを移動させ
るための最大電流がパワー増幅器とアクチュエータコイ
ルに印加されるからである。このアクチュエータコイル
に印加される電流が多くなればなるほど，アクチュエー
タアームはさらに速く回転し，ヘッドをさらに速く移動
させる。
【００１２】このような観点から省電力設計を考えた場
合に，データアクセスタイムを遅延させること無しに，
シーク（探索）動作と関連した電力消費を低減させるた
めの方法が要求されている。
合に，データアクセスタイムを遅延させること無しに，
シーク（探索）動作と関連した電力消費を低減させるた
めの方法が要求されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って，本発明は，上
述の関連技術の短所および制約事項から生ずる諸問題を
克服するために案出されたものであって，データアクセ
スタイムを損失すること無しに電力消費を低減させるよ
うに，読出し／書込みヘッドを制御することが可能な，
新規かつ改良されたディスクドライブシステムの適応形
セクタ探索方法を提供することにその目的がある。
述の関連技術の短所および制約事項から生ずる諸問題を
克服するために案出されたものであって，データアクセ
スタイムを損失すること無しに電力消費を低減させるよ
うに，読出し／書込みヘッドを制御することが可能な，
新規かつ改良されたディスクドライブシステムの適応形
セクタ探索方法を提供することにその目的がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明は，ディスクドライブプラッタの１回転
時間を示すＴｒｅｖと，現在トラックと目標トラック間
の位置差を示すＬＴを入力として提供する段階を含め，
その後，変数Ｔｍｉｎ(ＬＴ)と変数ＴＨが決定される。
ここで，変数Ｔｍｉｎ(ＬＴ)は，アクチュエータヘッド
の移動によって作られる放射状のアークに沿ってアクチ
ュエータヘッドを現在トラックから目標トラックに移動
させる最小トラック探索時間を示し，変数ＴＨは，現在
サーボセクタから目標サーボセクタが放射方向のアーク
に達するまでの回転時間を示す。
るための本発明は，ディスクドライブプラッタの１回転
時間を示すＴｒｅｖと，現在トラックと目標トラック間
の位置差を示すＬＴを入力として提供する段階を含め，
その後，変数Ｔｍｉｎ(ＬＴ)と変数ＴＨが決定される。
ここで，変数Ｔｍｉｎ(ＬＴ)は，アクチュエータヘッド
の移動によって作られる放射状のアークに沿ってアクチ
ュエータヘッドを現在トラックから目標トラックに移動
させる最小トラック探索時間を示し，変数ＴＨは，現在
サーボセクタから目標サーボセクタが放射方向のアーク
に達するまでの回転時間を示す。
【００１５】一方，ΔＴ値はΔＴ＝Ｔｍｉｎ(ＬＴ)−Ｔ
Ｈによって計算され，次のような三つの結果が得られ
た。 (１)ΔＴが‘０’であれば，アクチュエータヘッドの移
動時間はＴｍｉｎ(Ｌ Ｔ)に設定され，(２)ΔＴが‘０’
より大きいと，アクチュエータヘッドの移動時間はＴＨ
＋Ｔ ｒｅｖに設定され，(３)ΔＴが‘０’より小さい
と，アクチュエータヘッドの移動時間はＴＨに設定され
る。
Ｈによって計算され，次のような三つの結果が得られ
た。 (１)ΔＴが‘０’であれば，アクチュエータヘッドの移
動時間はＴｍｉｎ(Ｌ Ｔ)に設定され，(２)ΔＴが‘０’
より大きいと，アクチュエータヘッドの移動時間はＴＨ
＋Ｔ ｒｅｖに設定され，(３)ΔＴが‘０’より小さい
と，アクチュエータヘッドの移動時間はＴＨに設定され
る。
【００１６】上記(２)と(３)の結果，従来のディスクド
ライブに比べて低い速度でアクチュエータヘッドを移動
させることによって，電力消費を減少させ，バッテリの
寿命を延長させることができる。アクチュエータヘッド
の低速移動は，アクチュエータヘッドの最大速度を一時
的に減少させることによって達成される。これは，ディ
スクドライブシステムで電力消費を低減させるてめに役
立つ。
ライブに比べて低い速度でアクチュエータヘッドを移動
させることによって，電力消費を減少させ，バッテリの
寿命を延長させることができる。アクチュエータヘッド
の低速移動は，アクチュエータヘッドの最大速度を一時
的に減少させることによって達成される。これは，ディ
スクドライブシステムで電力消費を低減させるてめに役
立つ。
【００１７】前記の目的を達成するために，本発明は，
請求項１に記載のように，現在トラックと現在セクタか
ら目標トラックと目標セクタへアクチュエータヘッドを
移動させる間のディスクドライブ電力消費を減少させる
ための適応形セクタ探索方法において，アクチュエータ
ヘッドの最大許容速度より低い制限速度を決定する段階
と，現在トラックと現在セクタからアクチュエータヘッ
ドを移動させるためにアクチュエータヘッドを前記制限
速度に加速する段階と，アクチュエータヘッドを前記制
限速度で飛行させる段階と，目標トラックと目標セクタ
にアクチュエータヘッドが停止するようアクチュエータ
ヘッドを制限速度から減速させる段階とを含み，さらに
制限速度を決定するに際して，アクチュエータヘッドの
加速段階，アクチュエータヘッドの飛行段階，およびア
クチュエータヘッドの減速段階が所定時間内に行われる
よう前記制限速度が決定されることを特徴としている。
請求項１に記載のように，現在トラックと現在セクタか
ら目標トラックと目標セクタへアクチュエータヘッドを
移動させる間のディスクドライブ電力消費を減少させる
ための適応形セクタ探索方法において，アクチュエータ
ヘッドの最大許容速度より低い制限速度を決定する段階
と，現在トラックと現在セクタからアクチュエータヘッ
ドを移動させるためにアクチュエータヘッドを前記制限
速度に加速する段階と，アクチュエータヘッドを前記制
限速度で飛行させる段階と，目標トラックと目標セクタ
にアクチュエータヘッドが停止するようアクチュエータ
ヘッドを制限速度から減速させる段階とを含み，さらに
制限速度を決定するに際して，アクチュエータヘッドの
加速段階，アクチュエータヘッドの飛行段階，およびア
クチュエータヘッドの減速段階が所定時間内に行われる
よう前記制限速度が決定されることを特徴としている。
【００１８】なお，制限速度は，次式によって決定され
ることが好ましい。
ることが好ましい。
【００１９】
【数１】
【００２０】さらに，βは，約１.１〜１.５の範囲で選
択することが好ましい。さらに，制限速度は，より正確
に，アクチュエータヘッドの加速段階，アクチュエータ
ヘッドの飛行段階，およびアクチュエータヘッドの減速
段階が前記所定時間に終了するように決定されることが
好ましい。また，前記所定時間は，前記アクチュエータ
ヘッドが目標セクタのヒッティングが行われない場合に
目標セクタに到達するアクチュエータ移動時間最大量と
して設定されることが好ましい。
択することが好ましい。さらに，制限速度は，より正確
に，アクチュエータヘッドの加速段階，アクチュエータ
ヘッドの飛行段階，およびアクチュエータヘッドの減速
段階が前記所定時間に終了するように決定されることが
好ましい。また，前記所定時間は，前記アクチュエータ
ヘッドが目標セクタのヒッティングが行われない場合に
目標セクタに到達するアクチュエータ移動時間最大量と
して設定されることが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下，本発明にかかる好適な実施
形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
なお，以下の説明および図面においては，実質的に同一
の機能および構成を有する構成要素および部分について
は，可能な限り同一の符号を付することにより重複説明
を省略する。
形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
なお，以下の説明および図面においては，実質的に同一
の機能および構成を有する構成要素および部分について
は，可能な限り同一の符号を付することにより重複説明
を省略する。
【００２２】そして，以下において，本発明の好適な実
施形態が示されるが，本発明はかかる例に限定されるも
のではなく，当業者であれば，特許請求の範囲に記載し
た技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修
正例に想到し得ることは明らかであり，それらについて
も当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解され
る。さらに，関連する周知技術については，適宜説明を
省略するものとする。
施形態が示されるが，本発明はかかる例に限定されるも
のではなく，当業者であれば，特許請求の範囲に記載し
た技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修
正例に想到し得ることは明らかであり，それらについて
も当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解され
る。さらに，関連する周知技術については，適宜説明を
省略するものとする。
【００２３】まず，本発明の実施の一形態は，ディスク
ドライブシステムにおいて，データアクセスタイムを損
失すること無しに，電力消費を減少させるために読出し
／書込みヘッドアクチュエータを制御する方法に関する
ものである。従来の電力消費方法において，トラック決
定モードは，データアクセスタイムの最小化を図るため
に，初期トラックから目標トラックにアクチュエータヘ
ッドを移動させる時間を最小化するための時間最適制御
(Time Optimal Control：ＴＯＣ)，または近似時間最適
制御(Proximate Time Optimal Control：ＰＴＯＣ)とし
て設計される。
ドライブシステムにおいて，データアクセスタイムを損
失すること無しに，電力消費を減少させるために読出し
／書込みヘッドアクチュエータを制御する方法に関する
ものである。従来の電力消費方法において，トラック決
定モードは，データアクセスタイムの最小化を図るため
に，初期トラックから目標トラックにアクチュエータヘ
ッドを移動させる時間を最小化するための時間最適制御
(Time Optimal Control：ＴＯＣ)，または近似時間最適
制御(Proximate Time Optimal Control：ＰＴＯＣ)とし
て設計される。
【００２４】しかし，アクチュエータヘッドを目標トラ
ックまで最大速度で速く移動させる場合にはより多くの
電流を要求し，結果として低速でアクチュエータヘッド
を移動させる場合に比べてより多くの電力が消費される
ばかりでなく，結果的に時間面からも長時間が必要とさ
れた。
ックまで最大速度で速く移動させる場合にはより多くの
電流を要求し，結果として低速でアクチュエータヘッド
を移動させる場合に比べてより多くの電力が消費される
ばかりでなく，結果的に時間面からも長時間が必要とさ
れた。
【００２５】ノーマル探索動作は，ロング動作またはシ
ョート動作に応じて，加速，減速および飛行(coast)の
うち，二つまたは三つのモードを含んでいる。この理由
は，探索ヘッドが最大速度Ｖｍａｘで移動することがで
きるからである。短距離探索動作では，ヘッドは決して
最大速度に至ることができないため，ただ加速モードお
よび減速モードだけが必要である。しかし，長距離探索
動作では，ヘッドは最大速度に達し，減速するまでの一
定時間にわたり等速で飛行する。
ョート動作に応じて，加速，減速および飛行(coast)の
うち，二つまたは三つのモードを含んでいる。この理由
は，探索ヘッドが最大速度Ｖｍａｘで移動することがで
きるからである。短距離探索動作では，ヘッドは決して
最大速度に至ることができないため，ただ加速モードお
よび減速モードだけが必要である。しかし，長距離探索
動作では，ヘッドは最大速度に達し，減速するまでの一
定時間にわたり等速で飛行する。
【００２６】ここで，図１は，短距離探索動作時の読出
し／書込みヘッドの移動速度変化を示すグラフであり，
図２は長距離探索動作時の読出し／書込みヘッドの移動
速度変化を示すグラフである。
し／書込みヘッドの移動速度変化を示すグラフであり，
図２は長距離探索動作時の読出し／書込みヘッドの移動
速度変化を示すグラフである。
【００２７】図１に示すように，短距離探索動作は，加
速モードおよび減速モードの２モードを有する。加速モ
ード中にヘッドは時間ｔｓまで加速され，その後の減速
モードではｔｓから最終探索時間ｔｆまで減速する。ｔ
ｓ時点で，ヘッド速度が最大速度Ｖｍａｘを越えない限
り短距離探索動作を維持する。
速モードおよび減速モードの２モードを有する。加速モ
ード中にヘッドは時間ｔｓまで加速され，その後の減速
モードではｔｓから最終探索時間ｔｆまで減速する。ｔ
ｓ時点で，ヘッド速度が最大速度Ｖｍａｘを越えない限
り短距離探索動作を維持する。
【００２８】図１は，カーブＳ１とＳ２で示した二つの
短距離探索動作の例を示すものである。Ｓ１は，時間ｔ
ｓ１まで読出し／書込みヘッドが加速される探索動作を
示しており，ｔｓ１での速度はＶ１である。そして，目
的地まで減速して時間ｔｆ１に目的地に到着し，ここま
での時間が第１探索時間である。Ｓ２は，時間ｔｓ２ま
で読出し／書込みヘッドが加速される探索動作を示して
おり，ｔｓ２で読出し／書込みヘッドの速度はＶｍａｘ
である。そして目的地まで減速して第２探索時間である
ｔｆ２時間に目的地に達する。従って，短距離探索動作
の全体探索時間は，ｔｆ２より大きくなり得ない。も
し，全体探索時間がｔｆ２より大きい場合は，飛行モー
ド(あるいは等速モード)が要求され，このような探索動
作は長距離探索動作になる。
短距離探索動作の例を示すものである。Ｓ１は，時間ｔ
ｓ１まで読出し／書込みヘッドが加速される探索動作を
示しており，ｔｓ１での速度はＶ１である。そして，目
的地まで減速して時間ｔｆ１に目的地に到着し，ここま
での時間が第１探索時間である。Ｓ２は，時間ｔｓ２ま
で読出し／書込みヘッドが加速される探索動作を示して
おり，ｔｓ２で読出し／書込みヘッドの速度はＶｍａｘ
である。そして目的地まで減速して第２探索時間である
ｔｆ２時間に目的地に達する。従って，短距離探索動作
の全体探索時間は，ｔｆ２より大きくなり得ない。も
し，全体探索時間がｔｆ２より大きい場合は，飛行モー
ド(あるいは等速モード)が要求され，このような探索動
作は長距離探索動作になる。
【００２９】図２は，カーブＳ３で示した長距離探索動
作の例を示すものである。図２に示すように，長距離探
索動作は，加速モード，飛行モード(あるいは，等速モ
ード)および減速モードの３モードを有する。加速モー
ドの間，ヘッドは時間ｔｌ１まで加速され，時間ｔｌ１
から時間ｔｌ２までの飛行モードの間に等速で飛行す
る。そして，時間ｔｌ２から最終探索時間であるｔｆ３
までの減速モードでヘッドは減速される。長距離探索動
作でヘッドは最大速度Ｖｍａｘで飛行するよう制限され
ているために等速の飛行モードが要求される。仮に，最
終探索時間ｔｆ３が，Ｖｍａｘまで加速するために必要
な時間(ｔｌ１)にＶｍａｘから減速するために必要な時
間(ｔｆ３−ｔｌ２)を加算した値より大きい場合に，飛
行段階は残余時間(ｔｌ２−ｔｌ１)として設定される。
作の例を示すものである。図２に示すように，長距離探
索動作は，加速モード，飛行モード(あるいは，等速モ
ード)および減速モードの３モードを有する。加速モー
ドの間，ヘッドは時間ｔｌ１まで加速され，時間ｔｌ１
から時間ｔｌ２までの飛行モードの間に等速で飛行す
る。そして，時間ｔｌ２から最終探索時間であるｔｆ３
までの減速モードでヘッドは減速される。長距離探索動
作でヘッドは最大速度Ｖｍａｘで飛行するよう制限され
ているために等速の飛行モードが要求される。仮に，最
終探索時間ｔｆ３が，Ｖｍａｘまで加速するために必要
な時間(ｔｌ１)にＶｍａｘから減速するために必要な時
間(ｔｆ３−ｔｌ２)を加算した値より大きい場合に，飛
行段階は残余時間(ｔｌ２−ｔｌ１)として設定される。
【００３０】このような特性は，他の動作モード中に読
出し／書込みヘッドの位置を表現することによって判定
することができる。図３は，三つの相異なる始点Ｘ１，
Ｘ２，Ｘ３に対する速度とヘッド位置の関係を示すグラ
フである。各々の場合において，Ｘ軸上の原点は指定さ
れた終着点(すなわち，要求された読出し／書込み位置)
を示している。図３に示すように，探索ヘッドは，始点
Ｘ１から速度Ｖ１に至るまで加速され，Ｖ１の速度を有
する地点(Ｘａ)で探索ヘッドは目標セクタに至るまで減
速する。これは飛行段階がないために短距離動作にな
る。
出し／書込みヘッドの位置を表現することによって判定
することができる。図３は，三つの相異なる始点Ｘ１，
Ｘ２，Ｘ３に対する速度とヘッド位置の関係を示すグラ
フである。各々の場合において，Ｘ軸上の原点は指定さ
れた終着点(すなわち，要求された読出し／書込み位置)
を示している。図３に示すように，探索ヘッドは，始点
Ｘ１から速度Ｖ１に至るまで加速され，Ｖ１の速度を有
する地点(Ｘａ)で探索ヘッドは目標セクタに至るまで減
速する。これは飛行段階がないために短距離動作にな
る。
【００３１】一方，探索ヘッドは，始点Ｘ２から速度Ｖ
ｍａｘに達するまで加速し，この時Ｖｍａｘの速度を有
する地点はＸｂとなる。Ｘｂ地点で探索ヘッドは目標セ
クタに達するまで減速する。これも飛行段階がないため
に短距離探索動作である。
ｍａｘに達するまで加速し，この時Ｖｍａｘの速度を有
する地点はＸｂとなる。Ｘｂ地点で探索ヘッドは目標セ
クタに達するまで減速する。これも飛行段階がないため
に短距離探索動作である。
【００３２】しかし，始点が目標セクタからＸ２より遠
くなる場合は，飛行モード(coasting mode)で最大速度
の制限が要求される。図３に示すように，探索ヘッド
は，始点Ｘ３で最大速度Ｖｍａｘに達する地点Ｘｃまで
加速し，探索ヘッドは最大速度Ｖｍａｘに達した後Ｘｂ
地点に達するまで等速で飛行する。そして，Ｘｂ地点で
探索ヘッドは目標セクタに達するまで減速する。これは
飛行モードが要求されるために長距離探索動作になる。
くなる場合は，飛行モード(coasting mode)で最大速度
の制限が要求される。図３に示すように，探索ヘッド
は，始点Ｘ３で最大速度Ｖｍａｘに達する地点Ｘｃまで
加速し，探索ヘッドは最大速度Ｖｍａｘに達した後Ｘｂ
地点に達するまで等速で飛行する。そして，Ｘｂ地点で
探索ヘッドは目標セクタに達するまで減速する。これは
飛行モードが要求されるために長距離探索動作になる。
【００３３】本発明の実施の一形態によれば，ディスク
ドライブシステムにおいて，探索動作周期の間に最大速
度Ｖｍａｘより小さい制限速度Ｖｌｉｍに一時的に減速
させることによって電力消費を減少させている。この場
合，ヘッドは低速で移動するが，データアクセスタイム
の損失はない。
ドライブシステムにおいて，探索動作周期の間に最大速
度Ｖｍａｘより小さい制限速度Ｖｌｉｍに一時的に減速
させることによって電力消費を減少させている。この場
合，ヘッドは低速で移動するが，データアクセスタイム
の損失はない。
【００３４】読出し／書込み探索ヘッドの一般の動作は
次のようである。
次のようである。
【００３５】まず，ディスクドライブモータ動作状態に
おける正常状態方程式は次の数式１および２で示され
る。
おける正常状態方程式は次の数式１および２で示され
る。
【００３６】
【数２】
【００３７】上記式２の両辺にアクチュエータコイル電
流Ｉをかけると，モータの電力消費方程式は下記の数式
３で示される。
流Ｉをかけると，モータの電力消費方程式は下記の数式
３で示される。
【００３８】
【数３】
【００３９】電力消費を減少させるための主要な方法
は，アクチュエータコイルに入力される電流の量を減少
させることである。ディスクドライブ応用技術におい
て，入力電流を減少させることは，出力トルクＴと旋回
速度ωを減少させることを意味する。しかし，入力電流
の量の減少は，アクチュエータアームの移動経過時間に
よって制約を受ける。なぜなら，ディスクドライブシス
テムにおいては，データは可能な限り速く読出しまたは
書込みされる必要があるからである。
は，アクチュエータコイルに入力される電流の量を減少
させることである。ディスクドライブ応用技術におい
て，入力電流を減少させることは，出力トルクＴと旋回
速度ωを減少させることを意味する。しかし，入力電流
の量の減少は，アクチュエータアームの移動経過時間に
よって制約を受ける。なぜなら，ディスクドライブシス
テムにおいては，データは可能な限り速く読出しまたは
書込みされる必要があるからである。
【００４０】以下の一連の数式は，アクチュエータアー
ムの動力学に関連したものであり，セクタ探索制御を通
じて，アクチュエータコイルに入力される電流の量と全
体消費電力Ｐｍを減少させるための分析を行うためのも
のである。
ムの動力学に関連したものであり，セクタ探索制御を通
じて，アクチュエータコイルに入力される電流の量と全
体消費電力Ｐｍを減少させるための分析を行うためのも
のである。
【００４１】
【数４】
【００４２】モータの動作は下記の式５によって行われ
る。
る。
【００４３】
【数５】
【００４４】上記式４と５を結合すると，下記の式６が
得られる。
得られる。
【００４５】
【数６】
【００４６】一方，動力学方程式は下記の式７で示さ
れ，上記式６および７を結合すると式８が得られる。
れ，上記式６および７を結合すると式８が得られる。
【００４７】
【数７】
【００４８】トラック探索長さである旋回移動距離θが
１回の探索間隔の間一定であると仮定すると，上記式８
は式９で示される。
１回の探索間隔の間一定であると仮定すると，上記式８
は式９で示される。
【００４９】
【数８】
【００５０】また式３，式４と式５とを結合させること
によって下記の式１０と式１１に基づいた平均機械的電
力消費が得られる。
によって下記の式１０と式１１に基づいた平均機械的電
力消費が得られる。
【００５１】
【数９】
【００５２】そして，式１０と式１１および式３を結合
すると次の式１２が得られる。
すると次の式１２が得られる。
【００５３】
【数１０】
【００５４】もし，一定した旋回移動距離θを増加させ
るためにアクチュエータ移動時間を二倍(２τ)にし，逆
起電力によって発生する電流変化を無視すると，式９は
次の式１３となる。
るためにアクチュエータ移動時間を二倍(２τ)にし，逆
起電力によって発生する電流変化を無視すると，式９は
次の式１３となる。
【００５５】
【数１１】
【００５６】従って，ｔ＝０から２τの間の平均機械的
電力消費は式１４と式１５によって得られる。
電力消費は式１４と式１５によって得られる。
【００５７】
【数１２】
【００５８】ここで旋回速度は‘０’からτまでの時間
の間＋ｄω／ｄｔの加速度で線形的に増加すると仮定し
たため，τ周期中の平均電力に注目すべきである。式１
２と式１５とを比較してみれば，機械的電力消費は約８
７.５％減少し，電流は約７５％減少する。従って，全
体電力消費は少なくとも７５％減少する。仮に，アクチ
ュエータ移動時間が‘ｎ’倍増加したと仮定すれば，次
の式１６，式１７，式１８が得られる。
の間＋ｄω／ｄｔの加速度で線形的に増加すると仮定し
たため，τ周期中の平均電力に注目すべきである。式１
２と式１５とを比較してみれば，機械的電力消費は約８
７.５％減少し，電流は約７５％減少する。従って，全
体電力消費は少なくとも７５％減少する。仮に，アクチ
ュエータ移動時間が‘ｎ’倍増加したと仮定すれば，次
の式１６，式１７，式１８が得られる。
【００５９】
【数１３】
【００６０】以下，図４を参照しながら本発明の実施の
一形態による動作を説明する。図４は，本発明の実施の
一形態による臨界セクタ位置を含むセクタとトラックの
レイアウトを示すディスクドライブプラッタ面１０の概
略図である。ディスクドライブ格納システムにおいて，
データは磁気プレートまたはプラッタ１０に／から２次
元形態で書込み／読出しされる。図４で，各々のデータ
セクタＤは，プラッタ１０においてセクタ番号Ｓとトラ
ック番号Ｔに基づいて規定される。
一形態による動作を説明する。図４は，本発明の実施の
一形態による臨界セクタ位置を含むセクタとトラックの
レイアウトを示すディスクドライブプラッタ面１０の概
略図である。ディスクドライブ格納システムにおいて，
データは磁気プレートまたはプラッタ１０に／から２次
元形態で書込み／読出しされる。図４で，各々のデータ
セクタＤは，プラッタ１０においてセクタ番号Ｓとトラ
ック番号Ｔに基づいて規定される。
【００６１】スピンドルモータ２０は，中心軸周辺のプ
ラッタ１０を回転させ，アクチュエータ３０はプラッタ
１０の外周と内周との間で放射方向に移動する。スピン
ドルモータ２０とアクチュエータ３０は個別に制御さ
れ，プラッタ１０を一定のＲＰＭ(revolution per minu
te)で回転させるスピンドル速度制御とアクチュエータ
の制御との間には何等関連性がない。
ラッタ１０を回転させ，アクチュエータ３０はプラッタ
１０の外周と内周との間で放射方向に移動する。スピン
ドルモータ２０とアクチュエータ３０は個別に制御さ
れ，プラッタ１０を一定のＲＰＭ(revolution per minu
te)で回転させるスピンドル速度制御とアクチュエータ
の制御との間には何等関連性がない。
【００６２】最上の場合に，アクチュエータ３０と読出
し／書込みヘッド３５は読出しまたは書込みされるべき
目標セクタが通過する直前に，目標トラック上に到着す
るようプラッタ１０上を滑空すべきであり，この場合の
トラック追従時間は最小となる。従って，アクチュエー
タ移動情報と目標セクタ情報は同時に分析される必要が
ある。もし，目標セクタが通過した直後に読出し／書込
みヘッドが以前指定されたトラック番号に到着した場合
には，読出し／書込みヘッドは目標セクタにデータを書
込みまたは読出しするために，ディスクプラッタが１回
転する間，現在のトラック位置で待機すべきである。
し／書込みヘッド３５は読出しまたは書込みされるべき
目標セクタが通過する直前に，目標トラック上に到着す
るようプラッタ１０上を滑空すべきであり，この場合の
トラック追従時間は最小となる。従って，アクチュエー
タ移動情報と目標セクタ情報は同時に分析される必要が
ある。もし，目標セクタが通過した直後に読出し／書込
みヘッドが以前指定されたトラック番号に到着した場合
には，読出し／書込みヘッドは目標セクタにデータを書
込みまたは読出しするために，ディスクプラッタが１回
転する間，現在のトラック位置で待機すべきである。
【００６３】上述のデータアクセス方法は，「最大速度
でアクチュエータを移動させる場合に最も速く目標トラ
ックに到着し，この場合データアクセス時間は減少する
はずである」という仮定に基づいている。しかし，かか
る仮定は必ずしも正しい結果として表れるものではな
い。
でアクチュエータを移動させる場合に最も速く目標トラ
ックに到着し，この場合データアクセス時間は減少する
はずである」という仮定に基づいている。しかし，かか
る仮定は必ずしも正しい結果として表れるものではな
い。
【００６４】ディスクドライブに／からデータを書込み
／読出しするシーケンスは統計上ランダムアクセスであ
り，目標セクタに対する読出し／書込みヘッドの初期位
置に依存する。従って，読出し／書込みヘッド３５が目
標トラックに最大速度で移動したとしても，それは読出
し／書込みヘッド３５が目標セクタを直ぐに探せるとい
うことを意味するのではない。最小トラック探索時間ア
ルゴリズムを用いる従来のサーボ方法で，目標トラック
に到達した読出し／書込みヘッド３５がそのまま目標セ
クタにヒットする確立は１／Ｎである（ここで，Ｎはプ
ラッタ面に備えられるセクタの数を示す。）。言い換え
れば，プラッタ１０が７０個のセクタを有する場合，読
出し／書込みヘッド３５が目標トラックに到達した時に
目標セクタをヒットする可能性は１／７０である。従っ
て，ヘッド３５が目標セクタに到達する前の若干のトラ
ック追従時間の間に従来の電力減少方法が要求されるの
である。
／読出しするシーケンスは統計上ランダムアクセスであ
り，目標セクタに対する読出し／書込みヘッドの初期位
置に依存する。従って，読出し／書込みヘッド３５が目
標トラックに最大速度で移動したとしても，それは読出
し／書込みヘッド３５が目標セクタを直ぐに探せるとい
うことを意味するのではない。最小トラック探索時間ア
ルゴリズムを用いる従来のサーボ方法で，目標トラック
に到達した読出し／書込みヘッド３５がそのまま目標セ
クタにヒットする確立は１／Ｎである（ここで，Ｎはプ
ラッタ面に備えられるセクタの数を示す。）。言い換え
れば，プラッタ１０が７０個のセクタを有する場合，読
出し／書込みヘッド３５が目標トラックに到達した時に
目標セクタをヒットする可能性は１／７０である。従っ
て，ヘッド３５が目標セクタに到達する前の若干のトラ
ック追従時間の間に従来の電力減少方法が要求されるの
である。
【００６５】以下の説明では，最小セクタ探索時間に対
応するセクタを臨界セクタと定義するものとする。本明
細書においては，潜伏(レイテンシ)あるいはトラック追
従時間を最適化するための新規な概念を用いるが，それ
は目標サーボセクタをヒットする前のトラック追従時間
と最も速いトラック探索方法によるセクタ探索時間を考
慮した全体的なアクチュエータ移動時間である。
応するセクタを臨界セクタと定義するものとする。本明
細書においては，潜伏(レイテンシ)あるいはトラック追
従時間を最適化するための新規な概念を用いるが，それ
は目標サーボセクタをヒットする前のトラック追従時間
と最も速いトラック探索方法によるセクタ探索時間を考
慮した全体的なアクチュエータ移動時間である。
【００６６】上述の理論的な数式を用いて，現在セクタ
と目標セクタの相対位置を考えると，最速のトラック探
索速度でアクチュエータアームを移動させなくてもセク
タ探索時間を最適化できるサーボシステムが設計でき
る。
と目標セクタの相対位置を考えると，最速のトラック探
索速度でアクチュエータアームを移動させなくてもセク
タ探索時間を最適化できるサーボシステムが設計でき
る。
【００６７】従来の探索方法と本実施の形態にかかる方
法においては，読出し／書込みヘッド経路(すなわち，
現在トラックから目標トラックまでの移動)は変わらな
い。しかし，アクチュエータ読出し／書込みヘッド３５
を目標セクタ，特に目標トラックに移動させるためにか
かる時間は異なっている。従って，電力管理のためのセ
クタ探索方法は，それ以上時間最適制御(ＴＯＣ)や近似
時間最適制御(ＰＴＯＣ)プロセスより構成されない。本
発明は，固定されたアクチュエータアーム移動時間を有
するエネルギ効率的最小−最適制御(ＭＯＥＣ：Minimum
-Optimal EnergyControl)より行われるセクタ探索動作
方法に関する。その上，本発明はデータアクセスタイム
の損失のない方法を用いる。
法においては，読出し／書込みヘッド経路(すなわち，
現在トラックから目標トラックまでの移動)は変わらな
い。しかし，アクチュエータ読出し／書込みヘッド３５
を目標セクタ，特に目標トラックに移動させるためにか
かる時間は異なっている。従って，電力管理のためのセ
クタ探索方法は，それ以上時間最適制御(ＴＯＣ)や近似
時間最適制御(ＰＴＯＣ)プロセスより構成されない。本
発明は，固定されたアクチュエータアーム移動時間を有
するエネルギ効率的最小−最適制御(ＭＯＥＣ：Minimum
-Optimal EnergyControl)より行われるセクタ探索動作
方法に関する。その上，本発明はデータアクセスタイム
の損失のない方法を用いる。
【００６８】前記固定されたアクチュエータアーム移動
時間は広い範囲を有するが，次のような４つの入力に依
存している。(１)スピンドルのＲＰＭ，(２)初期セクタ
と目標セクタの相対位置，(３)目標トラックと初期トラ
ック間の距離差，(４)一般のＴＯＣあるいはＰＴＯＣア
クチュエータ移動時間。
時間は広い範囲を有するが，次のような４つの入力に依
存している。(１)スピンドルのＲＰＭ，(２)初期セクタ
と目標セクタの相対位置，(３)目標トラックと初期トラ
ック間の距離差，(４)一般のＴＯＣあるいはＰＴＯＣア
クチュエータ移動時間。
【００６９】前記固定したアクチュエータアーム移動時
間は，前記システムが目標トラックに到達すると同時に
目標データセクタをヒットする可能性が１／ＮであるＰ
ＴＯＣあるいはＴＯＣシステムとして動作する時に最も
短い。
間は，前記システムが目標トラックに到達すると同時に
目標データセクタをヒットする可能性が１／ＮであるＰ
ＴＯＣあるいはＴＯＣシステムとして動作する時に最も
短い。
【００７０】最上の場合において，前記アクチュエータ
アームは前記目標トラックに達すると同時に，前記読出
し／書込みヘッドが臨界セクタにヒットすると，前記ヘ
ッドは直ちに目標セクタにデータを書き込んだり，目標
セクタからデータを読出し始める。しかし，大部分の場
合，目標セクタに達する時ヒットする一番目のセクタは
望む臨界セクタでない。従って，前記システムは目標セ
クタを待機するためにトラック追従モードに進入する必
要がある。このような待機期間(waiting period)を通常
潜伏期と呼び，最も短い潜伏期は下記の数式１９によっ
て得られる。
アームは前記目標トラックに達すると同時に，前記読出
し／書込みヘッドが臨界セクタにヒットすると，前記ヘ
ッドは直ちに目標セクタにデータを書き込んだり，目標
セクタからデータを読出し始める。しかし，大部分の場
合，目標セクタに達する時ヒットする一番目のセクタは
望む臨界セクタでない。従って，前記システムは目標セ
クタを待機するためにトラック追従モードに進入する必
要がある。このような待機期間(waiting period)を通常
潜伏期と呼び，最も短い潜伏期は下記の数式１９によっ
て得られる。
【００７１】
【数１４】
【００７２】最も長い潜伏期(すなわち，プラッタ１０
の１回転)は次式２０によって得られる。
の１回転)は次式２０によって得られる。
【００７３】
【数１５】
【００７４】例えば，ＩＢＭ社のＴｒａｖｅｌｓｔａｒ
は４０００ＲＰＭで動作し，７０個のセクタを有し，平
均探索時間は１３ｍｓである。前記数式１９と２０によ
れば，最も短い潜伏期は０.２１４ｍｓとなり，最も長
い潜伏期は１５ｍｓとなる。
は４０００ＲＰＭで動作し，７０個のセクタを有し，平
均探索時間は１３ｍｓである。前記数式１９と２０によ
れば，最も短い潜伏期は０.２１４ｍｓとなり，最も長
い潜伏期は１５ｍｓとなる。
【００７５】従って，最も短い全体アクセス時間は１
３.２１４msである。なぜなら，目標トラックに達する
まで所要される平均アクチュエータ移動時間は１３ｍｓ
であり，目標サーボセクタは１セクタ(すなわち０.２１
４ｍｓ)離れているからである。一方，最も長い全体ア
クセス時間は２８ｍｓであり，その理由は，目標トラッ
クに達する時まで所要される平均アクチュエータ移動時
間が１３ｍｓであり，目標サーボセクタをミッシング(m
issing)した直後に目標セクタにヒットするまで１回転
(１５ｍｓ)待機しなければならないからである。
３.２１４msである。なぜなら，目標トラックに達する
まで所要される平均アクチュエータ移動時間は１３ｍｓ
であり，目標サーボセクタは１セクタ(すなわち０.２１
４ｍｓ)離れているからである。一方，最も長い全体ア
クセス時間は２８ｍｓであり，その理由は，目標トラッ
クに達する時まで所要される平均アクチュエータ移動時
間が１３ｍｓであり，目標サーボセクタをミッシング(m
issing)した直後に目標セクタにヒットするまで１回転
(１５ｍｓ)待機しなければならないからである。
【００７６】以下，本実施の形態によるセクタ探索制御
方法によって，どの程度電力消費が減少されるかを評価
するためにフルストローク長さの１／３に相当する探索
時間を平均探索時間と規定した単純例を仮定してみる。
方法によって，どの程度電力消費が減少されるかを評価
するためにフルストローク長さの１／３に相当する探索
時間を平均探索時間と規定した単純例を仮定してみる。
【００７７】まず，図４に示すように，読出し／書込み
ヘッド３５の飛行により形成される経路をアークＺと規
定すれば，アークＺはフルストローク長さになる。トラ
ック探索プロセスは，システム設計の速度制限によって
パワー増幅器を常に飽和させるのではないために近似接
近を用いる。例えば，フルストロークトラック探索の場
合，全体時間の半分を速度制限とする。このような周期
の間微弱な電流だけが摩擦，バイアス力などを克服する
ために印加される。その結果，フルストローク探索の場
合は，１／３フルストローク探索の場合とほぼ同じ量の
電力を消費する。探索長さが１／３フルストロークより
大きい時の電力出力を調べてみれば，最大速度制限のた
めに電力消費は１／３フルストローク長さ探索とほぼ同
一である。
ヘッド３５の飛行により形成される経路をアークＺと規
定すれば，アークＺはフルストローク長さになる。トラ
ック探索プロセスは，システム設計の速度制限によって
パワー増幅器を常に飽和させるのではないために近似接
近を用いる。例えば，フルストロークトラック探索の場
合，全体時間の半分を速度制限とする。このような周期
の間微弱な電流だけが摩擦，バイアス力などを克服する
ために印加される。その結果，フルストローク探索の場
合は，１／３フルストローク探索の場合とほぼ同じ量の
電力を消費する。探索長さが１／３フルストロークより
大きい時の電力出力を調べてみれば，最大速度制限のた
めに電力消費は１／３フルストローク長さ探索とほぼ同
一である。
【００７８】前記の分析は，ディスクドライブで既に公
知された統計学的な結果と一致する。すなわち，可能な
限り全てのトラック探索長さのうち，１／３フルストロ
ーク長さが平均長さであり，また，その長さでの電力消
費が最大となる。
知された統計学的な結果と一致する。すなわち，可能な
限り全てのトラック探索長さのうち，１／３フルストロ
ーク長さが平均長さであり，また，その長さでの電力消
費が最大となる。
【００７９】７０個のセクタを有し，４０００ＲＰＭで
一定に回転するＩＢＭ社のＴｒａｖｅｌｓｔａｒ ４Ｌ
Ｐを用いた例において，スピンドルを用いてプラッタを
一定のＲＰＭで回転させるために読出し／書込みヘッド
が任意のセクタとヒットする可能性は同一であると予測
できる。従って，下式２１が得られる。
一定に回転するＩＢＭ社のＴｒａｖｅｌｓｔａｒ ４Ｌ
Ｐを用いた例において，スピンドルを用いてプラッタを
一定のＲＰＭで回転させるために読出し／書込みヘッド
が任意のセクタとヒットする可能性は同一であると予測
できる。従って，下式２１が得られる。
【００８０】
【数１６】
【００８１】本発明の好ましい実施例において，最上の
場合にトラック追従時間はトラック探索時間より大きい
と考えられる。式２１に示すように，電力消費は約６５
％以上減少される。例えば，ＩＢＭ社のＴｒａｖｅｌｓ
ｔａｒ ４ＬＰにおいて探索電力消費は表１の２.３Ｗ
に比べて０.７９Ｗになる。電力消費減少量は下式２２
によって得られる。
場合にトラック追従時間はトラック探索時間より大きい
と考えられる。式２１に示すように，電力消費は約６５
％以上減少される。例えば，ＩＢＭ社のＴｒａｖｅｌｓ
ｔａｒ ４ＬＰにおいて探索電力消費は表１の２.３Ｗ
に比べて０.７９Ｗになる。電力消費減少量は下式２２
によって得られる。
【００８２】
【数１７】
【００８３】式２２は任意のセクタ探索過程に用いら
れ，Ｔｓｅｅｋｉｎｇは現在トラックの現在セクタから
目標セクタの位置したトラックまでのトラック探索時間
である。上に述べた６５％電力減少は理論的な結論であ
る。アクチュエータ力学，電流に影響するＥＭＦ，摩擦
および最大移動速度制限を考慮すると，実探索動作で電
力消費の５０％減少が期待できる。
れ，Ｔｓｅｅｋｉｎｇは現在トラックの現在セクタから
目標セクタの位置したトラックまでのトラック探索時間
である。上に述べた６５％電力減少は理論的な結論であ
る。アクチュエータ力学，電流に影響するＥＭＦ，摩擦
および最大移動速度制限を考慮すると，実探索動作で電
力消費の５０％減少が期待できる。
【００８４】従来のトラック探索方法において，目標ト
ラック番号と現在トラック番号間の差は，ドライブアク
チュエータアームに入力として用いられてきた。本発明
では現在セクタ番号と目標セクタ番号を知る必要があ
る。ディスクプラッタに楔形構造で記録されたサーボセ
クタパターンはセクタ間の関係を提供する。従って，前
記サーボシステムでは目標トラック番号を受信する際に
目標セクタ番号も受信する必要がある。
ラック番号と現在トラック番号間の差は，ドライブアク
チュエータアームに入力として用いられてきた。本発明
では現在セクタ番号と目標セクタ番号を知る必要があ
る。ディスクプラッタに楔形構造で記録されたサーボセ
クタパターンはセクタ間の関係を提供する。従って，前
記サーボシステムでは目標トラック番号を受信する際に
目標セクタ番号も受信する必要がある。
【００８５】現在セクタ番号とスピンドルＲＰＭを知る
と，目標セクタをヒットするためにアクチュエータアー
ムを移動させるための正確な時間ソリューション(just-
in time solution)が計算される。このような正確な時
間ソリューションは，アクチュエータアームが動き始め
た時からアクチュエータ読出し／書込みヘッドが目標サ
ーボセクタをヒットする時までの時間として定義され
る。そして，正確な時間ソリューションはトラック探索
時間と目標セクタとヒットする以前のトラック追従時間
との和と同一である。言い換えれば，正確な時間ソリュ
ーションとしては，目標セクタのミッシングあるいは臨
界セクタ位置と関連してスピンドル１回転より小さい場
合に，目標セクタのヒッティング無しに目標セクタに達
するまでのアクチュエータ移動時間最大量を用いる。
と，目標セクタをヒットするためにアクチュエータアー
ムを移動させるための正確な時間ソリューション(just-
in time solution)が計算される。このような正確な時
間ソリューションは，アクチュエータアームが動き始め
た時からアクチュエータ読出し／書込みヘッドが目標サ
ーボセクタをヒットする時までの時間として定義され
る。そして，正確な時間ソリューションはトラック探索
時間と目標セクタとヒットする以前のトラック追従時間
との和と同一である。言い換えれば，正確な時間ソリュ
ーションとしては，目標セクタのミッシングあるいは臨
界セクタ位置と関連してスピンドル１回転より小さい場
合に，目標セクタのヒッティング無しに目標セクタに達
するまでのアクチュエータ移動時間最大量を用いる。
【００８６】経験と理論によれば，任意のトラックから
他のトラックまでのＰＴＯＣあるいはＴＯＣのために設
計されたアクチュエータアーム探索時間の反復性は，一
般に任意の公差内に存在するものとされている。ＰＴＯ
ＣあるいはＴＯＣデータの収集は，図５に示すようなト
ラック長さ関数のような曲線に近似化し得るが，アクチ
ュエータの読出し／書込みヘッドの飛行する経路と速度
に対して各トラック上の臨界セクタの相対位置を示す第
２臨界セクタデータの収集が行われた後，任意のトラッ
ク上に存在する目標セクタ位置が臨界セクタを通過した
か，あるいは臨界セクタを通過するかを決定することが
できる。
他のトラックまでのＰＴＯＣあるいはＴＯＣのために設
計されたアクチュエータアーム探索時間の反復性は，一
般に任意の公差内に存在するものとされている。ＰＴＯ
ＣあるいはＴＯＣデータの収集は，図５に示すようなト
ラック長さ関数のような曲線に近似化し得るが，アクチ
ュエータの読出し／書込みヘッドの飛行する経路と速度
に対して各トラック上の臨界セクタの相対位置を示す第
２臨界セクタデータの収集が行われた後，任意のトラッ
ク上に存在する目標セクタ位置が臨界セクタを通過した
か，あるいは臨界セクタを通過するかを決定することが
できる。
【００８７】図４の実施形態において，臨界セクタＣＳ
は７０個のセクタからなるプラッタで，位置Ｂから逆回
転方向にカウンティングした場合，６０番目のセクタと
規定する。ＩＢＭ社のＴｒａｖｅｌｓｔａｒ ４ＬＰの
例で，読出し／書込みヘッド３５は臨界セクタＣＳが１
３ｍｓ経過後位置Ｂに達する時に位置Ａから位置Ｂまで
の移動を終える。しかし，もし，各トラック上の臨界セ
クタの相対位置がアクチュエータ３０の読出し／書込み
ヘッド３５の飛行によって形成される経路と速度変化の
結果のように変化すると，交叉セクタは臨界セクタとし
て選択されることが判る。
は７０個のセクタからなるプラッタで，位置Ｂから逆回
転方向にカウンティングした場合，６０番目のセクタと
規定する。ＩＢＭ社のＴｒａｖｅｌｓｔａｒ ４ＬＰの
例で，読出し／書込みヘッド３５は臨界セクタＣＳが１
３ｍｓ経過後位置Ｂに達する時に位置Ａから位置Ｂまで
の移動を終える。しかし，もし，各トラック上の臨界セ
クタの相対位置がアクチュエータ３０の読出し／書込み
ヘッド３５の飛行によって形成される経路と速度変化の
結果のように変化すると，交叉セクタは臨界セクタとし
て選択されることが判る。
【００８８】従って，臨界セクタは可能な限り最も短い
探索時間を表す。全てのトラックに対して，回転方向に
沿って臨界セクタＣＳの真前を通過するセクタは読出し
／書込みヘッド３５によってヒットされる前に１回転す
る必要があるため，最も長い全体アクセスタイムを有す
る。逆に，全てのトラックに対して，回転方向に沿って
前記臨界セクタＣＳの真後ろに位置したセクタは読出し
／書込みヘッド３５によって直ちにヒットされるわけで
あり，最も短い全体アクセスタイムを有する。
探索時間を表す。全てのトラックに対して，回転方向に
沿って臨界セクタＣＳの真前を通過するセクタは読出し
／書込みヘッド３５によってヒットされる前に１回転す
る必要があるため，最も長い全体アクセスタイムを有す
る。逆に，全てのトラックに対して，回転方向に沿って
前記臨界セクタＣＳの真後ろに位置したセクタは読出し
／書込みヘッド３５によって直ちにヒットされるわけで
あり，最も短い全体アクセスタイムを有する。
【００８９】トラック番号，セクタ番号および相対位置
を知ると，公差範囲内でセクタ探索時間を決定すること
ができる。このような情報はアクチュエータの固定移動
時間中に電力消費を最小化することに基づいた図６のセ
クタ探索制御処理流れ図と共に用いられる。前記固定さ
れた移動時間は目標セクタ位置と臨界セクタ位置を考慮
した最も速いトラック探索時間に依存する。
を知ると，公差範囲内でセクタ探索時間を決定すること
ができる。このような情報はアクチュエータの固定移動
時間中に電力消費を最小化することに基づいた図６のセ
クタ探索制御処理流れ図と共に用いられる。前記固定さ
れた移動時間は目標セクタ位置と臨界セクタ位置を考慮
した最も速いトラック探索時間に依存する。
【００９０】本発明にかかるディスクドライブ電力消費
を減少させるための方法は，磁気ディスクドライブある
いは光ディスクドライブに用いることができる。本発明
は別の形態で，応用ハードウェア，ファームウェア，あ
るいはソフトウェアで具現できる。最適の条件で，アク
チュエータヘッドは目標セクタがアクチュエータヘッド
の下を通過する直前に目標トラックに達する。従って，
アクチュエータヘッドは目標トラックに達すると同時に
目標サーボセクタに達することが可能である。
を減少させるための方法は，磁気ディスクドライブある
いは光ディスクドライブに用いることができる。本発明
は別の形態で，応用ハードウェア，ファームウェア，あ
るいはソフトウェアで具現できる。最適の条件で，アク
チュエータヘッドは目標セクタがアクチュエータヘッド
の下を通過する直前に目標トラックに達する。従って，
アクチュエータヘッドは目標トラックに達すると同時に
目標サーボセクタに達することが可能である。
【００９１】図６を参照すれば，本実施の形態にかかる
処理流れは，入力としてＬＴ(現在トラックと目標トラ
ック間の位置差)とＴｒｅｖ(ディスクプラッタの１回転
所要時間)を用いる。
処理流れは，入力としてＬＴ(現在トラックと目標トラ
ック間の位置差)とＴｒｅｖ(ディスクプラッタの１回転
所要時間)を用いる。
【００９２】段階２００において，変数Ｔｍｉｎ(ＬＴ)
とＴＨが決定される。この時Ｔｍｉ ｎ(ＬＴ)は最小トラ
ック探索時間であり，従来のディスクドライブアクチュ
エータ移動システムの場合と同様に計算される。Ｔ
ｍｉｎ(ＬＴ)は，図４でＡ地点とＢ地点間の放射アーク
Ｚに沿って現在トラックから目標トラックまでヘッドを
移動させるために必要な時間の最小量である。すなわ
ち，Ｔｍｉｎ(ＬＴ)は現在トラックから目標トラックま
での最も速い時間である。
とＴＨが決定される。この時Ｔｍｉ ｎ(ＬＴ)は最小トラ
ック探索時間であり，従来のディスクドライブアクチュ
エータ移動システムの場合と同様に計算される。Ｔ
ｍｉｎ(ＬＴ)は，図４でＡ地点とＢ地点間の放射アーク
Ｚに沿って現在トラックから目標トラックまでヘッドを
移動させるために必要な時間の最小量である。すなわ
ち，Ｔｍｉｎ(ＬＴ)は現在トラックから目標トラックま
での最も速い時間である。
【００９３】図1〜図３に示した探索動作において，変
数Ｔｍｉｎ(ＬＴ)は，短距離探索動作であるか，あるい
は長距離探索動作であるかによって次の式２３(短距離
探索動作)と式２４(長距離探索動作)で決定される。
数Ｔｍｉｎ(ＬＴ)は，短距離探索動作であるか，あるい
は長距離探索動作であるかによって次の式２３(短距離
探索動作)と式２４(長距離探索動作)で決定される。
【００９４】
【数１８】
【００９５】ＴＨは目標サーボセクタと現在サーボセク
タとの間のセクタ数に基づき，アクチュエータヘッド３
５が飛行する放射方向への経路Ｚへ目標サーボセクタを
前進させるために要求される時間である。従って，ＴＨ
はディスクプラッタの部分回転時間であり，ディスクド
ライブスピンドルモータ２０によって決定されるディス
クプラッタ１０の回転速度に依存する。
タとの間のセクタ数に基づき，アクチュエータヘッド３
５が飛行する放射方向への経路Ｚへ目標サーボセクタを
前進させるために要求される時間である。従って，ＴＨ
はディスクプラッタの部分回転時間であり，ディスクド
ライブスピンドルモータ２０によって決定されるディス
クプラッタ１０の回転速度に依存する。
【００９６】ＴＨの値は，目標サーボセクタと現在サー
ボセクタの可能な限りの組合せに対して予めルックアッ
プテーブルに格納することができる。また，ＴＨは，予
め決定された番号を目標サーボセクタと現在サーボセク
タ間の差に乗算することによって決定することもでき
る。もし，スピンドルモータ２０の回転速度が一定であ
れば，前記差は与えられた地点を通過する単一セクタの
回転速度と同一の定数を乗算すればよい。この場合，前
記定数はプラッタ面のセクタ数をディスクドライブのＲ
ＰＭで割ることによって決定される。前記計算を行う前
に論理アドレスを物理アドレスに解読する必要がある。
ボセクタの可能な限りの組合せに対して予めルックアッ
プテーブルに格納することができる。また，ＴＨは，予
め決定された番号を目標サーボセクタと現在サーボセク
タ間の差に乗算することによって決定することもでき
る。もし，スピンドルモータ２０の回転速度が一定であ
れば，前記差は与えられた地点を通過する単一セクタの
回転速度と同一の定数を乗算すればよい。この場合，前
記定数はプラッタ面のセクタ数をディスクドライブのＲ
ＰＭで割ることによって決定される。前記計算を行う前
に論理アドレスを物理アドレスに解読する必要がある。
【００９７】段階２１０において，ΔＴの値は下式２５
によって計算され，ΔＴ＝０，ΔＴ＞０，またはΔＴ＜
０と決定される。
によって計算され，ΔＴ＝０，ΔＴ＞０，またはΔＴ＜
０と決定される。
【００９８】
【数１９】
【００９９】しかし，実際の条件で定数αは‘０’の近
似値として用いられる。ΔＴの絶対値がαより小さいと
ΔＴ≒０と，ΔＴがαより大きいとΔＴ≧０と，ΔＴ＜
−αであれば，ΔＴ≦０と考慮すべきである。ここで，
前記αとしては，１〜２ｍｓｅｃのような極小さい値を
選択するのが望ましい。
似値として用いられる。ΔＴの絶対値がαより小さいと
ΔＴ≒０と，ΔＴがαより大きいとΔＴ≧０と，ΔＴ＜
−αであれば，ΔＴ≦０と考慮すべきである。ここで，
前記αとしては，１〜２ｍｓｅｃのような極小さい値を
選択するのが望ましい。
【０１００】ここで，段階２２０でΔｔが０であれば，
すなわちＴｍｉｎ(ＬＴ)＝ＴＨであれば，アクチュエー
タヘッドは目標トラックに達し，同時に目標セクタはア
クチュエータヘッドを通過する。このような場合には，
段階２２５において，アクチュエータヘッド移動時間
は，従来通り，Ｔｍｉｎ(ＬＴ)に設定される。前述した
ようにその発生可能性は１／Ｎである。これに対して，
段階２３０で，ΔＴが０より大きいと(すなわち，Ｔ
ｍｉｎ(Ｌ Ｔ)＞ＴＨ)判断された場合には，駆動アクチ
ュエータヘッドは目標セクタが通過した後に目標トラッ
クに達する。このような場合には，段階２３５におい
て，でアクチュエータヘッド移動時間をＴＨ＋Ｔｒｅｖ
に設定し遅らせる。特に，目標セクタが現在トラックの
近くにあれば，アクチュエータヘッドが目標トラックに
達する以前にアークＺを通過する。従って，ヘッドは目
標サーボセクタに達するまで目標セクタ上で待機しなけ
ればならない。最大エネルギを用いてヘッドを現在トラ
ックから目標トラックに移動させた後に，追加回転の間
待機するよりは，むしろ節電モードでアクチュエータヘ
ッドの移動速度をＴＨ＋Ｔｒｅｖに遅らせるのが望まし
い。この方式で，アクチュエータヘッドは，目標サーボ
セクタが部分回転ＴＨと完全回転Ｔｒｅｖ後にアークＺ
に達すると同時に目標トラックに達する。
すなわちＴｍｉｎ(ＬＴ)＝ＴＨであれば，アクチュエー
タヘッドは目標トラックに達し，同時に目標セクタはア
クチュエータヘッドを通過する。このような場合には，
段階２２５において，アクチュエータヘッド移動時間
は，従来通り，Ｔｍｉｎ(ＬＴ)に設定される。前述した
ようにその発生可能性は１／Ｎである。これに対して，
段階２３０で，ΔＴが０より大きいと(すなわち，Ｔ
ｍｉｎ(Ｌ Ｔ)＞ＴＨ)判断された場合には，駆動アクチ
ュエータヘッドは目標セクタが通過した後に目標トラッ
クに達する。このような場合には，段階２３５におい
て，でアクチュエータヘッド移動時間をＴＨ＋Ｔｒｅｖ
に設定し遅らせる。特に，目標セクタが現在トラックの
近くにあれば，アクチュエータヘッドが目標トラックに
達する以前にアークＺを通過する。従って，ヘッドは目
標サーボセクタに達するまで目標セクタ上で待機しなけ
ればならない。最大エネルギを用いてヘッドを現在トラ
ックから目標トラックに移動させた後に，追加回転の間
待機するよりは，むしろ節電モードでアクチュエータヘ
ッドの移動速度をＴＨ＋Ｔｒｅｖに遅らせるのが望まし
い。この方式で，アクチュエータヘッドは，目標サーボ
セクタが部分回転ＴＨと完全回転Ｔｒｅｖ後にアークＺ
に達すると同時に目標トラックに達する。
【０１０１】これに対して，段階２４０において，ΔＴ
が‘０’以下であると判断されると，すなわちＴｍｉｎ
(ＬＴ)＜ＴＨであれば，駆動アクチュエータヘッドは目
標セクタが通過する以前に目標トラックに達する。この
場合，アクチュエータヘッド移動時間をＴＨに設定し遅
らせる。特に，目標サーボセクタが現在セクタの近くに
ない場合には，目標セクタは，目標トラックにヘッドが
達した後にアークＺを通過することになる。従って，ヘ
ッドは目標セクタがアークＺに達する時まで目標トラッ
クで待機しなければならない。最大エネルギを用いてヘ
ッドを現在トラックから目標トラックに移動させて目標
セクタがアークＺに達する時まで待機するよりは，むし
ろ節電モードでアクチュエータヘッドの移動時間をＴＨ
と低く設定することが良い。かかる方式によれば，目標
サーボセクタがアークＺに達すると同時にアクチュエー
タヘッドもまた目標トラックに到達することになる。
が‘０’以下であると判断されると，すなわちＴｍｉｎ
(ＬＴ)＜ＴＨであれば，駆動アクチュエータヘッドは目
標セクタが通過する以前に目標トラックに達する。この
場合，アクチュエータヘッド移動時間をＴＨに設定し遅
らせる。特に，目標サーボセクタが現在セクタの近くに
ない場合には，目標セクタは，目標トラックにヘッドが
達した後にアークＺを通過することになる。従って，ヘ
ッドは目標セクタがアークＺに達する時まで目標トラッ
クで待機しなければならない。最大エネルギを用いてヘ
ッドを現在トラックから目標トラックに移動させて目標
セクタがアークＺに達する時まで待機するよりは，むし
ろ節電モードでアクチュエータヘッドの移動時間をＴＨ
と低く設定することが良い。かかる方式によれば，目標
サーボセクタがアークＺに達すると同時にアクチュエー
タヘッドもまた目標トラックに到達することになる。
【０１０２】上述した最後の２方式とも，データアクセ
スタイムを損失すること無しに電力を節約できる。上述
した最後の２方式におけるアクチュエータヘッド移動時
間は，目標サーボセクタがヘッドを通過する時まで目標
トラックを追従しながら待機しなければならない時間よ
り短くなる。トラック追従時間を短縮することによって
アクチュエータヘッドが目標トラックに達する時間にア
クチュエータヘッドが目標サーボセクタに達するのを保
障することができ，データアクセスタイムを損失するこ
と無しに電力消費は最適化される。
スタイムを損失すること無しに電力を節約できる。上述
した最後の２方式におけるアクチュエータヘッド移動時
間は，目標サーボセクタがヘッドを通過する時まで目標
トラックを追従しながら待機しなければならない時間よ
り短くなる。トラック追従時間を短縮することによって
アクチュエータヘッドが目標トラックに達する時間にア
クチュエータヘッドが目標サーボセクタに達するのを保
障することができ，データアクセスタイムを損失するこ
と無しに電力消費は最適化される。
【０１０３】探索時間でトラック追従時間を減少させる
一方法は，加速および減速中にアクチュエータヘッドの
速度軌跡を変化させることである。しかし，残念ながら
かかる方法は複雑な計算を必要とし，複雑な回路構成お
よびプログラミングを要求する。
一方法は，加速および減速中にアクチュエータヘッドの
速度軌跡を変化させることである。しかし，残念ながら
かかる方法は複雑な計算を必要とし，複雑な回路構成お
よびプログラミングを要求する。
【０１０４】探索時間を減少させるためのもう一つの方
法は，探索動作の周期の間新たな制限速度Ｖｌｉｍで読
出し／書込みヘッドを飛行させることによって最大速度
Ｖｍ ａｘを一時的に減少させることである。読出し／書
込みヘッドが十分に飛行するよう最大速度を低くするこ
とによって，ヘッドは目標セクタに達する時までより長
い時間の間飛行するが，結果的に電力消費は減少され
る。
法は，探索動作の周期の間新たな制限速度Ｖｌｉｍで読
出し／書込みヘッドを飛行させることによって最大速度
Ｖｍ ａｘを一時的に減少させることである。読出し／書
込みヘッドが十分に飛行するよう最大速度を低くするこ
とによって，ヘッドは目標セクタに達する時までより長
い時間の間飛行するが，結果的に電力消費は減少され
る。
【０１０５】図７および図８は探索動作において最大速
度を制限した場合の効果を示すグラフである。図７は長
距離探索動作が時間長さ面においてどのくらい延長され
たかを示し，図８は短距離探索動作がどのように長距離
探索動作に変化するかを示している。
度を制限した場合の効果を示すグラフである。図７は長
距離探索動作が時間長さ面においてどのくらい延長され
たかを示し，図８は短距離探索動作がどのように長距離
探索動作に変化するかを示している。
【０１０６】図７において，カーブＳＡに示すように，
長距離探索動作は最大読出し／書込みヘッド速度として
Ｖｍａｘを用いて行われる。このような長距離探索動作
で，読出し／書込みヘッドはｔＡ１まで加速した後，ｔ
Ａ２時間まで等速で飛行する。そして，ｔＡ２時間から
ｔＡｆまで減速する。しかし，読出し／書込みヘッドの
最大速度をＶｌｉｍに減少した場合には，長距離探索動
作のパラメータはＳＢカーブに示したパラメータに変化
する。新たな長距離探索動作で，読出し／書込みヘッド
はｔＢ１まで加速した後，ｔＢ２時間まで等速で飛行し
た後，ｔＢ２時間からｔＢｆまで減速する。制限速度Ｖ
ｌｉｍは最大速度Ｖｍａｘより小さいため，ヘッドは直
ぐ最大速度に達し，時間ｔＢ１は時間ｔＡ１より短い値
を有する。また，読出し／書込みヘッドは，より低い速
度Ｖｌｉｍで動作するために，停止までの減速に要求さ
れる時間(ｔＢｆ−ｔＢ２)は，最大速度Ｖｍａｘで停止
するまでの減速に要求される時間(ｔＡｆ−ｔＡ２)より
短い。
長距離探索動作は最大読出し／書込みヘッド速度として
Ｖｍａｘを用いて行われる。このような長距離探索動作
で，読出し／書込みヘッドはｔＡ１まで加速した後，ｔ
Ａ２時間まで等速で飛行する。そして，ｔＡ２時間から
ｔＡｆまで減速する。しかし，読出し／書込みヘッドの
最大速度をＶｌｉｍに減少した場合には，長距離探索動
作のパラメータはＳＢカーブに示したパラメータに変化
する。新たな長距離探索動作で，読出し／書込みヘッド
はｔＢ１まで加速した後，ｔＢ２時間まで等速で飛行し
た後，ｔＢ２時間からｔＢｆまで減速する。制限速度Ｖ
ｌｉｍは最大速度Ｖｍａｘより小さいため，ヘッドは直
ぐ最大速度に達し，時間ｔＢ１は時間ｔＡ１より短い値
を有する。また，読出し／書込みヘッドは，より低い速
度Ｖｌｉｍで動作するために，停止までの減速に要求さ
れる時間(ｔＢｆ−ｔＢ２)は，最大速度Ｖｍａｘで停止
するまでの減速に要求される時間(ｔＡｆ−ｔＡ２)より
短い。
【０１０７】しかし，探索動作の間の全体飛行距離は一
定でなければならないため，ＳＡ，ＳＢ曲線の面積は一
致する必要がある。従って，図７で斜線を引いた領域は
同一の面積を有する必要がある。これは，ＳＢカーブの
下の面積を増加させるために，ＳＢカーブの等速飛行時
間(ｔＢ２−ｔＢ１)がＳＡカーブの等速飛行時間(ｔ
Ａ２−ｔＡ１)よりも長くなる必要があるということを
意味する。
定でなければならないため，ＳＡ，ＳＢ曲線の面積は一
致する必要がある。従って，図７で斜線を引いた領域は
同一の面積を有する必要がある。これは，ＳＢカーブの
下の面積を増加させるために，ＳＢカーブの等速飛行時
間(ｔＢ２−ｔＢ１)がＳＡカーブの等速飛行時間(ｔ
Ａ２−ｔＡ１)よりも長くなる必要があるということを
意味する。
【０１０８】図８に示すように，最大読出し／書込みヘ
ッド速度としてＶｍａｘを用いる場合，ＳＣカーブのよ
うに短距離探索動作が行われる。このような短距離探索
動作で読出し／書込みヘッドはｔＣ１時間まで加速した
後，ｔＣｆ時間まで減速する。しかし，ヘッドの最大速
度がＶｌｉｍに減少されると，ＳＤカーブのパラメータ
を有する長距離探索動作に変化する。この新たな長距離
探索動作においては，ヘッドはｔＣｆまで加速した後に
ｔＤ２まで等速で飛行した後，ｔＤｆまで減速する。Ｖ
ｌｉｍはＶｍａｘより小さいため，読出し／書込みヘッ
ドは直ぐ最大速度に達し，最大速度到達時間までの時間
ｔＤ１はｔＣ１より短い値を有する。また，読出し／書
込みヘッドはＶｌｉｍの低い速度で動作するために，停
止時までの減速に要求される時間(ｔＤｆ−ｔＤ２)は，
Ｖｍａｘで停止時までの減速に要求される時間(ｔＣｆ
−ｔＣ１)より短縮される。
ッド速度としてＶｍａｘを用いる場合，ＳＣカーブのよ
うに短距離探索動作が行われる。このような短距離探索
動作で読出し／書込みヘッドはｔＣ１時間まで加速した
後，ｔＣｆ時間まで減速する。しかし，ヘッドの最大速
度がＶｌｉｍに減少されると，ＳＤカーブのパラメータ
を有する長距離探索動作に変化する。この新たな長距離
探索動作においては，ヘッドはｔＣｆまで加速した後に
ｔＤ２まで等速で飛行した後，ｔＤｆまで減速する。Ｖ
ｌｉｍはＶｍａｘより小さいため，読出し／書込みヘッ
ドは直ぐ最大速度に達し，最大速度到達時間までの時間
ｔＤ１はｔＣ１より短い値を有する。また，読出し／書
込みヘッドはＶｌｉｍの低い速度で動作するために，停
止時までの減速に要求される時間(ｔＤｆ−ｔＤ２)は，
Ｖｍａｘで停止時までの減速に要求される時間(ｔＣｆ
−ｔＣ１)より短縮される。
【０１０９】しかし，このような探索動作中に全体飛行
距離は一定であるため，ＳＣカーブとＳＤカーブの面積
は一致すべきである。従って，図８の斜線を引いた部分
は同一の面積を有する必要がある。これはＳＤカーブの
ように長距離探索動作が等速飛行時間(ｔＤ２−ｔＤ１)
を要求するに対し，ＳＣカーブのように短距離探索動作
はそのような段階を要求しないということを意味する。
距離は一定であるため，ＳＣカーブとＳＤカーブの面積
は一致すべきである。従って，図８の斜線を引いた部分
は同一の面積を有する必要がある。これはＳＤカーブの
ように長距離探索動作が等速飛行時間(ｔＤ２−ｔＤ１)
を要求するに対し，ＳＣカーブのように短距離探索動作
はそのような段階を要求しないということを意味する。
【０１１０】制限速度Ｖｌｉｍは，図６のアルゴリズム
によって計算された探索時間を提供するために選択され
る。従来のハードディスクドライブでの探索時間は与え
られた探索長さに対して一定であるために探索長さのみ
によって決定される。本発明の実施の形態においては，
探索長さと所望の探索時間は，制限速度Ｖｌｉｍを決定
するための変数として使用され，制限速度は下式２６に
よって決定される。
によって計算された探索時間を提供するために選択され
る。従来のハードディスクドライブでの探索時間は与え
られた探索長さに対して一定であるために探索長さのみ
によって決定される。本発明の実施の形態においては，
探索長さと所望の探索時間は，制限速度Ｖｌｉｍを決定
するための変数として使用され，制限速度は下式２６に
よって決定される。
【０１１１】
【数２０】
【０１１２】絶対値ΔＴがαより小さい(すなわち，Δ
Ｔ≒０)位置では何の方程式も不要である。この環境下
では，アクチュエータヘッド移動時間は一般のＴｍｉｎ
(ＬＴ)に設定され，制限速度Ｖｌｉｍを計算する必要が
ない。実質的には実用的なすべての目的に対して，Ｖ
ｌｉｍ＝Ｖｍａｘである。
Ｔ≒０)位置では何の方程式も不要である。この環境下
では，アクチュエータヘッド移動時間は一般のＴｍｉｎ
(ＬＴ)に設定され，制限速度Ｖｌｉｍを計算する必要が
ない。実質的には実用的なすべての目的に対して，Ｖ
ｌｉｍ＝Ｖｍａｘである。
【０１１３】式２６において，ＶｌｉｍはＶｍａｘより
小さい必要がある。そして式２６において，βはシステ
ムの物理的特性を説明するための調整因子として用いら
れ，実験によって決定される。
小さい必要がある。そして式２６において，βはシステ
ムの物理的特性を説明するための調整因子として用いら
れ，実験によって決定される。
【０１１４】以上のように，本実施の形態によれば，ア
クチュエータヘッドは大部分の場合速度が低くなるた
め，ディスクドライブ全体の電力消費は減少し，電流は
増加された移動時間の第２電力に反比例するため，バッ
テリ寿命を延長することができる。
クチュエータヘッドは大部分の場合速度が低くなるた
め，ディスクドライブ全体の電力消費は減少し，電流は
増加された移動時間の第２電力に反比例するため，バッ
テリ寿命を延長することができる。
【０１１５】以上，本発明の好適な実施形態について説
明したが，本発明はかかる例に限定されるものではな
い。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術
的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想
到し得ることは明らかであり，それらについても当然に
本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
明したが，本発明はかかる例に限定されるものではな
い。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術
的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想
到し得ることは明らかであり，それらについても当然に
本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１６】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
アクチュエータヘッドは大部分の場合速度が低くなるた
め，ディスクドライブの全体電力消費は減少され，ま
た，電流は増加された移動時間の第２電力に反比例する
ため，バッテリの寿命が延びる。
アクチュエータヘッドは大部分の場合速度が低くなるた
め，ディスクドライブの全体電力消費は減少され，ま
た，電流は増加された移動時間の第２電力に反比例する
ため，バッテリの寿命が延びる。
【０１１７】また，本発明は，ディスクドライブにおい
て駆動電流の高周波成分によって発生する音響ノイズを
減少させるという長所を有する。すなわち，電流が高い
ほど探索時間は短いが，より多くの高周波ノイズが発生
するが，本発明のように探索時間を増加させることによ
り，音響ノイズレベルを減少させることが可能となる。
て駆動電流の高周波成分によって発生する音響ノイズを
減少させるという長所を有する。すなわち，電流が高い
ほど探索時間は短いが，より多くの高周波ノイズが発生
するが，本発明のように探索時間を増加させることによ
り，音響ノイズレベルを減少させることが可能となる。
【０１１８】また，本発明によれば，アクチュエータア
ームの移動速度を低減させることによってシステムの信
頼性と寿命を増大させることができる。なぜなら，読出
し／書込みヘッドの移動速度が速いほどディスクドライ
ブの移動部分はより速く損傷されるからである。
ームの移動速度を低減させることによってシステムの信
頼性と寿命を増大させることができる。なぜなら，読出
し／書込みヘッドの移動速度が速いほどディスクドライ
ブの移動部分はより速く損傷されるからである。
【図１】短距離探索動作時における読出し／書込みヘッ
ドの移動速度変化を示すグラフである。
ドの移動速度変化を示すグラフである。
【図２】長距離探索動作時における読出し／書込みヘッ
ドの移動速度変化を示すグラフである。
ドの移動速度変化を示すグラフである。
【図３】分離された各々の三つの出発地点において探索
動作を行う場合のヘッド位置と速度との関係を示すグラ
フである。
動作を行う場合のヘッド位置と速度との関係を示すグラ
フである。
【図４】本発明の実施例による臨界セクタ位置を含め，
セクタとトラックのレイアウトを示すディスクドライブ
プラッタ面の概略図である。
セクタとトラックのレイアウトを示すディスクドライブ
プラッタ面の概略図である。
【図５】トラック長さの関数としてのＴＯＣまたはＰＴ
ＯＣデータのグラフである。
ＯＣデータのグラフである。
【図６】本発明の実施の一形態にかかるセクタ探索制御
処理流れ図である。
処理流れ図である。
【図７】探索動作において，最大速度を制限した場合の
効果を示すグラフである。
効果を示すグラフである。
【図８】探索動作において，最大速度を制限した場合の
効果を示すグラフである。
効果を示すグラフである。
１０ プラッタ ２０ スピンドルモータ ３０ アクチュエータ／ＶＣＭ ３５ 読出し／書込みヘッド ＣＳ 臨界セクタ Ｚ ヘッドの移動軌跡（アーク）
Claims (5)
- 【請求項１】 現在トラックと現在セクタから目標トラ
ックと目標セクタへアクチュエータヘッドを移動させる
間のディスクドライブにおける電力消費を減少させるた
めの適応形セクタ探索方法であって：前記アクチュエー
タヘッドを最大許容速度より低い制限速度に決定する段
階と；前記現在トラックと前記現在セクタから前記目標
トラックと前記目標セクタに前記アクチュエータヘッド
を移動させるために前記アクチュエータヘッドを前記制
限速度まで加速する段階と；前記アクチュエータヘッド
を前記制限速度で飛行させる段階と；前記目標トラック
と前記目標セクタに前記アクチュエータヘッドが停止す
るように前記アクチュエータヘッドを前記制限速度から
減速させる段階と；から成り；さらに，前記制限速度決
定段階において，前記アクチュエータヘッドの加速段
階，前記アクチュエータヘッドの飛行段階，および前記
アクチュエータヘッドの減速段階が所定時間内に行われ
るように前記制限速度が決定されることを特徴とする，
適応形セクタ探索方法。 - 【請求項２】 前記制限速度は，次式によって決定され
ることを特徴とする，請求項１記載の適応形セクタ探索
方法。 ただし，上式において，ｋはボイスコイルモータの慣
性，アクチュエータアームのトルク係数およびボイスコ
イルモータを通じて流れる最大電流の関数であり，ＬＴ
は現在トラックと目標トラック間の位置差であり，βは
約１.１〜１.５の定数であり，Ｔｆは，下式により決定
される値である。 ただし，上式において，ＴＨは現在サーボセクタから目
標サーボセクタが放射状のアークに達する時までの回転
時間であり，Ｔｒｅｖはディスクドライブプラッタの１
回転時間である。 - 【請求項３】 βは，約１.１〜１.５であることを特徴
とする，請求項２記載の適応形セクタ探索方法。 - 【請求項４】 前記制限速度は，前記アクチュエータヘ
ッドの加速段階，前記アクチュエータヘッドの飛行段
階，および前記アクチュエータヘッドの減速段階が前記
所定時間に終了するように決定されることを特徴とす
る，請求項１記載の適応形セクタ探索方法。 - 【請求項５】 前記所定時間は，前記アクチュエータヘ
ッドが目標セクタのヒッティングが行われない場合に目
標セクタに到達するアクチュエータ移動時間最大量であ
ることを特徴とする，請求項１，２，３または４のいず
れかに記載の適応型セクタ探索方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11096398A | 1998-07-07 | 1998-07-07 | |
| US09/110963 | 1998-07-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000040315A true JP2000040315A (ja) | 2000-02-08 |
| JP3796374B2 JP3796374B2 (ja) | 2006-07-12 |
Family
ID=22335879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19377599A Expired - Fee Related JP3796374B2 (ja) | 1998-07-07 | 1999-07-07 | ディスクドライブの電力消費を低減させるための適応形セクタ探索方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3796374B2 (ja) |
| KR (1) | KR100320737B1 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5381279A (en) * | 1993-10-13 | 1995-01-10 | Maxtor Corporation | Disk drive system with adjustable spindle and actuator power to improve seek and access performance |
| US5452277A (en) * | 1993-12-30 | 1995-09-19 | International Business Machines Corporation | Adaptive system for optimizing disk drive power consumption |
| JP3377013B2 (ja) * | 1994-08-18 | 2003-02-17 | 日本電信電話株式会社 | ディスク装置のシーク制御装置及びそれを用いたシーク制御方法 |
| KR100200344B1 (ko) * | 1995-06-02 | 1999-06-15 | 윤종용 | 광학 시스템에서의 포커스 풀-인 방법 |
| JP3046529B2 (ja) * | 1995-09-07 | 2000-05-29 | 株式会社東芝 | 磁気記録装置 |
-
1999
- 1999-07-02 KR KR1019990026668A patent/KR100320737B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-07-07 JP JP19377599A patent/JP3796374B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3796374B2 (ja) | 2006-07-12 |
| KR100320737B1 (ko) | 2002-01-19 |
| KR20000011451A (ko) | 2000-02-25 |
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