JP2019194932A - 狭帯域停滞監視 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハードディスクドライブ内の狭帯域停滞を監視を行い早すぎるドライブ欠陥を引き起こす問題に対処する。。【解決手段】ディスクドライブアセンブリ１００において、狭帯域停滞は、ハードディスクドライブ内の一組の読み出し及び／又は書き込みヘッドに対応する空気軸受スライダ１１６が、長期間１つ以上の記憶円盤１０２の狭帯域１０４に留まるときに起こる。空気軸受スライダは、記憶円盤表面上で潤滑剤を変位させ、円盤上で小滴として潤滑剤を再付着させる。狭帯域停滞についてハードディスクドライブを監視することを対象とし、狭帯域停滞を緩和する動作を実装する。より具体的には、過浮上空気軸受スライダ位置を検出し、記憶円盤の狭帯域に潤滑被膜変位式を適用し、記憶円盤の１つ以上の他の狭帯域に潤滑被膜リフロー式を適用し、記憶円盤の狭帯域の各々において経時的に潤滑層１２６厚さをトラッキングする。【選択図】図１
Description
［関連出願の相互参照］
本出願は、「Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｄｗｅｌｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ」と題され２０１７年５月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／５０８，７５１号に対する優先権の利益を主張し、これは、それが開示又は教示すること全てについて参照によって本明細書に具体的に組み込まれる。
本出願は、「Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｄｗｅｌｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ」と題され２０１７年５月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／５０８，７５１号に対する優先権の利益を主張し、これは、それが開示又は教示すること全てについて参照によって本明細書に具体的に組み込まれる。
ハードディスクドライブに対する潜在的欠陥モードは、狭帯域停滞として知られる。狭帯域停滞は、ハードディスクドライブ内の一組の読み出し及び／又は書き込みヘッドに対応する空気軸受が長期間、ハードディスクドライブの１つ以上の記憶円盤の固定狭帯域内に留まるときに起こる。経時的に、空気軸受は、記憶円盤表面上で潤滑剤を変位させ、円盤上で小滴として潤滑剤を再付着させ得る。潤滑剤層が円盤上で摩擦及び摩耗を低減し、熱エネルギーを分散させるので、潤滑剤層の変位は、特に空気軸受の意図しない欠陥の事象において、早すぎるドライブ欠陥を引き起こし得る。
本明細書に説明及び特許請求される実装は、ハードディスクドライブ内の狭帯域停滞を監視するための方法を提供することによって、上記の問題に対処する。方法は、空気軸受スライダの下の記憶円盤に対する過浮上空気軸受スライダ位置を検出することと、潤滑被膜変位式を過浮上空気軸受スライダの下の記憶円盤の狭帯域に適用することと、潤滑被膜リフロー式を空気軸受スライダから離れた記憶円盤の１つ以上の他の狭帯域に適用することと、適用された変位式及びリフロー式に基づいて、記憶円盤の狭帯域の各々において経時的に潤滑被膜厚さをトラッキングすることと、を含む。
本明細書に説明及び特許請求される実装は、記憶円盤と、空気軸受スライダと、狭帯域停滞モニタとを含む、ハードディスクドライブを更に提供することによって、上記の問題に更に対処する。狭帯域停滞モニタは、空気軸受スライダの下の記憶円盤に対する過浮上空気軸受スライダ位置を検出し、潤滑被膜変位式を過浮上空気軸受スライダの下の記憶円盤の狭帯域に適用し、潤滑被膜リフロー式を過浮上空気軸受スライダから離れた記憶円盤の１つ以上の他の狭帯域に適用し、適用された変位式及びリフロー式に基づいて記憶円盤の狭帯域の各々内で経時的に潤滑被膜厚さをトラッキングする。
本明細書に説明及び特許更請求される実装は、ハードディスクドライブ内の狭帯域停滞を監視するコンピュータプロセスをコンピュータシステム上で実行するためのコンピュータで実行可能が命令をエンコードする１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体をまたに提供することによって上記の問題にまた更に対処する。コンピュータプロセスは、空気軸受スライダの下の記憶円盤に対する過浮上空気軸受スライダ位置を検出することと、潤滑被膜変位式を過浮上空気軸受スライダの下の記憶円盤の狭帯域に適用することと、潤滑被膜リフロー式を空気軸受スライダから離れた記憶円盤の１つ以上の他の狭帯域に適用することと、適用された変位式及びリフロー式に基づいて記憶円盤の狭帯域の各々内で経時的に潤滑被膜厚さをトラッキングすることと、を含む。
他の実装もまた、本明細書に説明及び列記される。この発明の概要は、発明を実施するための形態において以下に更に説明される簡潔な形態で概念の選択を紹介するために提供される。この発明の概要は、特許請求の範囲に記載された対象の重要な特徴又は本質的特徴を識別するようには意図されず、かつ特許請求の範囲に記載された対象の範囲を限定するために使用されるようには意図されない。
本開示技術は、狭帯域停滞についてハードディスクドライブを監視することを対象とし、いくつかの実装において、ハードディスクドライブ上の狭帯域停滞の悪影響を緩和する動作を実装することを対象とする。
図１は、記憶円盤（又はディスク）１０２の狭帯域１０４（破線円によって例示される）に沿って潤滑枯渇を伴う記憶円盤１０２を含む例示的なディスクドライブアセンブリ１００を例示する。狭帯域１０４は、記憶円盤１０２の読み出し可能及び／又は書き込み可能表面エリア全体を形成する一連の隣接同心狭帯域の１つである。更に、狭帯域は、いかなる物理的境界も含まない記憶円盤１０２の論理的分割であり得る。狭帯域は、本明細書中で空気軸受スライダ１１６のセンターパッド（図示せず）の下の高圧領域の幅と等しい一連の隣接トラックとして規定される。簡略化のために、狭帯域の幅がスライダ１１６のセンターパッドの幅と等しくてもよく、また狭帯域を形成する隣接トラックの数として表されてもよい。具体的に視点Ａ（ｘ−ｙ平面でアセンブリ１００を例示する）を参照すると、記憶円盤１０２は、外径１０６及び内径１０８を含み、この間が、複数の実質的に円形の同心データトラックである。記憶円盤１０２は、情報が記憶円盤１０２上のデータトラックに書き込まれる及び／又はそれから読み出されるときに、高速で円盤スピンドル１１０の周りに回転する（矢印１１２によって例示されるように）。
情報は、アクチュエータアーム１１４及びスライダ１１６を介して記憶円盤１０２に書き込まれ、かつそれから読み出され得る。アクチュエータアーム１１４は、矢印１２０によって例示されるように、シーク動作中にサーボモータ（図示せず）を使用してアクチュエータスピンドル１１８の周りを旋回することで、記憶円盤１０２上の所望のデータトラック及びセクタに位置する。記憶円盤１０２上の特定位置は、任意の利用可能なアドレス体系（例えば、シリンダ−ヘッド−セクタ（ＣＨＳ）アドレス体系及び論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）体系）によって定義される。アクチュエータアーム１１４は、記憶円盤１０２に向かって延在し、スライダ１１６は、アクチュエータスピンドル１１８から遠位のアクチュエータアーム１１４の一端に位置する。スライダ１１６は、記憶円盤１０２からデータを読み出す及び／又はそれにデータを書き込む間、記憶円盤１０２の上に近接して浮遊する。
より具体的には、記憶円盤１０２は、埋め込み独立磁区のアレイを含み、スライダ１１６は、超小型電子部品（例えば、読み出し要素、書き込み要素、サーマルアクチュエータ、他のヘッド・メディア・スペーシング・マイクロ・アクチュエータなど、図示せず）のアレイを含む。読み出し要素は、磁気抵抗性であり、これは、磁区が読み出し要素のすぐ下を通過するときに、読み出し要素が磁区からデータを読み出すことを可能にする。書き込み要素は、磁区が書き込み要素のすぐ下を通過するときに記憶円盤１０２の磁区の極性を選択的に変化させる磁場を生成し、これは、書き込み要素が記憶円盤１０２にデータを書き込むことを可能にする。フレックスケーブル１２２は、プリント回路基板（ＰＣＢ、図示せず）からアクチュエータアーム１１４及びスライダ１１６に取り付けられた様々な超小型電子部品への電気接続経路を提供する。フレックスケーブル１２２は、読み出し要素から及び／又は書き込み要素にデータ信号を送信しつつ、動作中にアクチュエータアーム１１４の旋回運動を可能にする。フレックスケーブル１２２は、アクチュエータアーム１１４に沿ってＰＣＢからスライダ１１６にルーティングされ得る。
スライダ１１６の後縁視点が図１の視点Ｂ（ｙ−ｚ平面）に詳細に示され、突出磁極端１２４を含む。突出磁極端１２４は、読み出し要素、書き込み要素、又はスライダ１１６の後縁に装着された他の電子部品と関連付けられ得る。いくつかの実装において、スライダ１１６はまた、１つ以上のヘッド・メディア・スペーシング・マイクロ・アクチュエータ、例えばサーマルアクチュエータ（又はヒータ）を含み、これは、読み出し動作中に読み出し要素及び／又は書き込み動作中に書き込み要素を突出させ、磁極端１２４をスライダ１１６から突出させる。より具体的には、読み出し要素マイクロ・アクチュエータは、読み出し要素がスライダ１１６から記憶円盤１０２に向かって突出する距離を変化させて、読み出し要素と記憶円盤１０２との間の隙間を微調整し得る。同様に、書き込み要素マイクロ・アクチュエータは、書き込み要素がスライダ１１６から記憶円盤１０２に向かって突出する距離を変化させて、書き込み要素と記憶円盤１０２との間の隙間を微調整し得る。
記憶円盤１０２は、記憶円盤１０２表面内のいかなる凹凸（本明細書では、凹凸面と称される）も平滑にするように働き、かつスライダ１１６が記憶円盤１０２の上に近接して浮遊するときに生じる熱エネルギーを記憶円盤１０２に分散する、薄い潤滑層１２６を含む。しかしながら、薄い潤滑層１２６は、粘性流体なので、スライダ１１６と記憶円盤１０２との間の空気流によって生じた差圧力及びせん断力によって経時的に変位される。結果として、スライダ１１６が十分な時間（本明細書において狭帯域停滞と称される）狭帯域１０４の上を浮遊する場合、潤滑層１２６は、狭帯域１０４から変位され、狭帯域１０４の外側に再付着され得、これは、記憶円盤１０２の隣接狭帯域にわたる潤滑層１２６厚さの変化を結果としてもたらす。更に、潤滑層１２６は、スライダ１１６によってすくい上げられ、持ち運ばれ、スライダ１１６が記憶円盤１０２の上を浮遊するときに再付着され得、これは、狭帯域１０４内の潤滑層１２６厚さの変化を結果としてもたらす。
例えば、潤滑層１２６は、狭帯域１０４から押し出されて枯渇領域１２８を生じさせ得、一方で変位された潤滑剤が、記憶円盤１０２の隣接狭帯域内に厚さが増したエリア（例えば、増粘化領域１３０）を生じさせる。潤滑層１２６厚さの変化（狭帯域１０４内又は隣接狭帯域にわたるいずれかにおいて）は、ドライブアセンブリ１００の読み出し／書き込み性能に影響を及ぼし得る。更に、厚さが低下した潤滑層１２６は、記憶円盤１０２に熱エネルギーを分散する効果が低下し、これは、記憶円盤１０２及びスライダ１１６の一方又は両方上に高温点を生じさせ得、これが、今度は、ドライブアセンブリ１００の全体寿命及び信頼性を更に低下させ得る。
最終的に、記憶円盤１０２は、記憶円盤１０２の平坦な読み出し／書き込み表面からの任意の変形として本明細書に定義される、凹凸面を含有し得る。これらの変形は、記憶円盤１０２表面内の欠陥（例えば、スパッタリング異常）及び記憶円盤１０２表面上に位置する異物を含む。凹凸面は、突出凹凸面（例えば、凹凸面１３２）、陥凹凹凸面、又は表面粗さが増したエリア（例えば、記憶円盤１０２の一般的表面粗さと一致しない急激に変化した凹凸）を含む。しばしば、凹凸面は、潤滑層１２６によって隠されるが、潤滑層１２６が変位されるときに出現され得、スライダ１１６が記憶円盤１０２の上を浮遊するときに凹凸面と接触するリスクを上昇させる。このような接触は、ドライブアセンブリ１００の全体寿命及び信頼性を低下させ得る。
１つの磁極端のみが図１に図示されるが、様々な実装において、スライダ１１６から突出する１つよりも多い磁極端が存在し得る。またアセンブリ１００の各々上記の構成要素の１つのみが図１に図示されるが、ディスクドライブアセンブリ１００内に１つよりも多いスライダ、アクチュエータアーム、及び／又は記憶円盤が存在し得る。更に、スライダ１１６及びアセンブリ１００の他の特徴物の外観は、単に例示目的のためのものであり、寸法どおりに描かれていない。スライダ１１６に取り付けられた様々な超小型電子部品は、総称的にトランスデューサヘッドと称され得る。本開示技術は、図１に図示されたディスクドライブアセンブリ１００以外の記憶ドライブアセンブリに適用し得る。例えば、本開示技術は、狭帯域停滞に対して監視する、及び／又は非磁気記憶媒体上の狭帯域停滞の悪影響を低減するように緩和動作を実装するために使用され得る。
図２は、記憶円盤の狭帯域に対応する例示的な潤滑枯渇及びリフローモデル２００を例示する。記憶円盤は、記憶円盤表面内のいかなる凹凸（本明細書では、凹凸面と称される）も平滑にするように働き、かつスライダが記憶円盤の上に近接して浮遊するときに生じる熱エネルギーを記憶円盤に分散する、薄い潤滑層を含む。薄い潤滑層は、粘性流体なので、スライダと記憶円盤との間の空気流によって生じた差圧力及びせん断力によって経時的に変位される。結果として、スライダが十分な時間（本明細書において狭帯域停滞と称される）狭帯域の上を浮遊する場合、潤滑層は、狭帯域から変位され、狭帯域の外側に再付着され得る。これは、記憶円盤の狭帯域内で図示された時間依存推定潤滑層厚さを結果としてもたらす。
類似の時間依存推定潤滑枯渇及びリフローモデルが記憶円盤の狭帯域のアレイの全てに対して作成され得、これは、記憶円盤の隣接帯域にわたる時間依存潤滑層厚さを例示することになる。潤滑枯渇及びリフローモデル２００が例示目的のためにグラフ形式で図示されるが、潤滑枯渇及びリフローモデル２００は、経時的に潤滑層厚さを監視するために、潤滑枯渇式及び潤滑リフロー式を適用することによって実際にはグラフ出力なしで実装され得る。
具体的には、潤滑枯渇及びリフローモデル２００は、時間（ｔ）に対してプロットされた正規化潤滑厚さ（ＮＬＴ）を例示する。ＮＬＴの正規化は、予想される圧力差及び記憶円盤に加えられるせん断力によって変位されない潤滑を無視した、変位可能な「一定でない」又は「流動的な」潤滑を定義する。ｙ−軸上で、ＮＬＴは、許容可能なドライブの信頼性を維持するため、枯渇が全くない記憶円盤上の予想潤滑厚さに対応する１．０、記憶円盤上の最小の許容可能な潤滑厚さに対応する０．５、及び記憶円盤上の実質的に置き換え可能な潤滑のいかなる欠乏にも対応する０．０を含む。ある実装においては、０．４〜０．６がいくらか枯渇した置き換え可能な潤滑に対応し、一方、０．４未満は大幅に枯渇した置き換え可能な潤滑に対応する。
ｘ−軸上で、期間ｔ０〜ｔ１は、スライダがモデル２００に対応する記憶円盤の狭帯域の上を浮遊し、潤滑層厚さを枯渇させる期間を例示する。潤滑層厚さは、全く枯渇していない予想潤滑厚さから記憶円盤上の最小の許容可能な潤滑厚さの上の枯渇状態まで枯渇される。期間ｔ１〜ｔ２は、スライダが狭帯域の上を浮遊せず、これによって潤滑層が狭帯域の上をリフローすることを許容することで、潤滑層が全く枯渇していない予想潤滑厚さまでほぼ修復される状態を達成する期間を例示する。
期間ｔ２〜ｔ３は、スライダが狭帯域の上を再び浮遊し、潤滑層厚さを枯渇させる期間を例示する。潤滑層厚さは、全く枯渇していない予想潤滑厚さから最小の許容可能な潤滑厚さに等しい枯渇状態まで枯渇される。期間ｔ３〜ｔ４は、スライダが狭帯域の上を浮遊し、かつ最小の許容可能な潤滑厚さから最小の許容可能な潤滑厚さを下回る枯渇状態まで潤滑層厚さを枯渇させるように継続する期間を例示する。時間ｔ３〜ｔ４の間に経過した時間は、関連するディスクドライブアセンブリの寿命であり得る、より大きな期間内で最小の許容可能な潤滑厚さを下回る総時間をトラッキングするために記憶され得る。時間ｔ４において、スライダがもはや狭帯域の上を浮遊せず、これによって潤滑層が狭帯域の上をリフローすることを許容することで、潤滑層が全く枯渇していない記憶円盤上の予想潤滑厚さまで修復される状態を達成する。スライダが狭帯域場を浮遊し、潤滑層厚さを枯渇させるのに費やされる許容可能な期間は、凹凸面の存在及びその他の要因によって大きく異なりうるが、インターフェースの残存性を向上させるために最小限とされる。
潤滑枯渇及び潤滑リフローを定義する実際の曲線（又は式）は、図２の例示から実質的に変化し得る。例えば、潤滑枯渇を定義する曲線は、記憶円盤上の予想潤滑厚さに近似する指数関数的に増加する関数であってもよく、一方で潤滑枯渇を定義する曲線は、記憶円盤上の実質的な潤滑のいかなる欠乏にも近似する指数関数的に減少する関数であってもよい。様々な実装において、潤滑枯渇及び潤滑リフローの式が、潤滑枯渇及びリフローの温度による変化を考慮した温度補償係数を含んでもよい。加えて、潤滑枯渇及び潤滑リフローの式が、潤滑枯渇及びリフローのスライダ浮遊高さによる変化を考慮したヘッド−媒体間隔補償係数を更に含んでもよい。
図３は、狭帯域停滞モニタ３３８及び狭帯域停滞緩和装置３４０の一方又は両方を実装する記憶装置（又はディスクドライブアセンブリ）３００の記憶装置コントローラ３３４の例示的な図式を例示する。図３は、記憶装置３００の動作を制御するために使用される１つ以上のプリント回路基板上に存在する機能回路を例示する。記憶装置コントローラ３３４は、ホストコンピュータ３３６に動作可能かつ通信自在に接続される。制御通信経路が、ホストコンピュータ３３６とプロセッサ３４２との間（いくつかの実装において、関連メモリ３５０を含む）、及び複数の読み出し／書き込みチャネル（例えば、読み出し及び書き込みチャネル３４４）を介してプロセッサ３４２と一組の記憶円盤３０２との間に提供される。プロセッサ３４２は、概して、最上位通信及びプロセッサ可読記憶円盤３０２、メモリ３５０、又は他の記憶媒体内でエンコードされたプロセッサ３４２用のプロセッサ可読命令と併せて記憶装置コントローラ３３４に対する制御を提供する。プロセッサ可読命令は、記憶円盤３０２上のデータセクタへの書き込み及びそれからの読み出しを制御するための命令を備える。プロセッサ可読命令は、狭帯域停滞モニタ３３８を使用して記憶装置３００内の狭帯域停滞を監視する、及びいくつかの実装において、狭帯域停滞緩和装置３４０を使用して狭帯域停滞緩和動作を実行するための命令を更に含む。
記憶装置コントローラ３３４は、記憶円盤の回転及び記憶円盤３０２に関してトランスデューサヘッド（図示せず）を含有するスライダの相対位置を操作することによって、一組の記憶円盤３０２に記憶された及びそれから読み出されたデータを制御する。スピンドルモータ制御回路３４６は、記憶円盤３０２の回転を制御し、一方でサーボモータ制御回路３４８は、一組の記憶円盤３０２上のデータトラック間でスライダを動かすアクチュエータ（及び／又はマイクロ・アクチュエータ）アームの角度位置を制御し、かつ対応するトランスデューサヘッドの相対位置を制御する。
様々な実装において、狭帯域停滞モニタ３３８は、サーボモータ制御回路３４８を監視することによって記憶装置３００内のスライダ位置をトラッキングする。潤滑枯渇及びリフローモデル（例えば、図２の潤滑枯渇及びリフローモデル２００を参照）は、記憶円盤３０２からデータを読み出す及びそれにデータを書き込むための記憶円盤３０２の各々の利用可能表面エリアを画定する一組の狭帯域の各々に適用される。図２を参照して上で詳述されたように、潤滑枯渇式は、スライダが狭帯域の上を浮遊している期間中に狭帯域に適用され、潤滑リフロー式は、スライダがその狭帯域の上を浮遊していないときに他の狭帯域に適用される。潤滑枯渇式及び潤滑リフロー式、及び経時的にスライダの既知の位置を使用することで、狭帯域停滞モニタ３３８は、経時的に、トラッキングされた記憶円盤の各々のトラッキングされた狭帯域の各々に対する推定潤滑層厚さを推定、トラッキング、及び記憶する。モデル化潤滑被膜厚さがトラッキングされた狭帯域の１つ以上に対して最小値を下回る場合、最小厚さ値を下回る時間量が、以降の分析のために記憶及びトラッキングされ得る。
様々な実装において、推定潤滑被膜厚さ（狭帯域停滞モニタ３３８によって定義される）が最小値を下回るか、又は推定潤滑被膜厚さが特定期間、最小値を下回ったままである場合、狭帯域停滞緩和装置３４０は、別の狭帯域又は記憶円盤３０２上の退避位置（又は関連付けられた空気軸受スライダをアンロード）へのシーク動作をプロセッサ３４２に実施させ得る。他の実装において、後続シーク動作間の最大期間を超過する場合、狭帯域停滞緩和装置３４０は、別の狭帯域又は記憶円盤３０２上の退避位置へのシーク動作を行わせ得る。更に他の実装において、狭帯域停滞緩和装置３４０は、プロセッサ３４２に、枯渇した狭帯域の強調の度合いを、記憶円盤３０２内の別の狭帯域に優先して弱めるようにドライブ処理全体を変化（即ちドライブ処理変更）させ得る。
狭帯域停滞緩和装置３４０は、連続期間内及び不連続な所定の時間間隔内（例えば、記憶装置３００の計画寿命）の両方で、スライダがトラッキングされた狭帯域の各々を過浮上することに費やす時間をトラッキングするためにサーボシークウォッチドッグタイマを更に実装し得る。いずれのシーク動作も、タイマをリセットし得るが、狭帯域停滞緩和装置３４０は、タイマから記録された値を含むデータを記憶し得る。
記憶装置コントローラ３３４の他の構成が、本明細書において考慮される。例えば、記憶装置コントローラ３３４は、インターフェース回路、バッファ、関連装置周辺ハードウェア、暗号化ユニット、圧縮ユニット等を含んでもよい。更に、プロセッサ可読命令はまた、ホストコンピュータ３３６、メモリ３５０、記憶円盤３０２、又は記憶装置３００内のいずれかの場所内のプロセッサ可読記憶媒体上に含まれてもよい。「プロセッサ可読記憶媒体」という用語は、限定されるものではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、若しくは他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために使用されかつプロセッサ３４２によってアクセスされ得る任意の他の有形媒体を含む。有形プロセッサ可読記憶媒体に対して、無形プロセッサ可読通信信号が、プロセッサ可読命令、データ構造、プログラムモジュール又は搬送波若しくは他の信号伝達機構等の変調データ信号内に存在する他のデータを具現化し得る。記憶装置３００のシステムファイルの管理のためのシステムがディスドライブアセンブリ（又はハードディスクドライブ）の文脈で本明細書に開示されるが、本明細書に開示された技術の１つ以上の態様はまた、上記のものを含む、他の記憶装置に適用可能である。
この説明及び請求項の意味することの目的について、「メモリ」という用語は、有形データ記憶装置（例えば、記憶装置３００）を意味し、記憶円盤３０２及び／又はメモリ３５０内の、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）及び揮発性メモリ（例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ）を含む。コンピュータ可読命令は、所望の機能を実施するためにホストコンピュータ３３６によってアクセスされる、データ、仮想マッピング、オペレーティングシステム、アプリケーションなどのような他の情報と共に、メモリ３５０内に恒久的又は一時的のいずれかにおいて存在する。「メモリ」という用語は、搬送信号等の一時的媒体を明白に含まないが、コンピュータ命令は、メモリ３５０に無線で転送され得る。
図４は、ハードディスクドライブ内の狭帯域停滞を監視するための例示的な動作４００を例示する。分割動作４０２は、記憶円盤からデータを読み出す及びそれにデータを書き込むために利用可能な表面エリア全体を一連の同心かつ隣接狭帯域に分割する。分割動作４０２は、隣接狭帯域間に物理的境界がない、純粋な論理的分割であり得る。
検出動作４０５は、空気軸受スライダの下の記憶円盤に関して過浮上空気軸受スライダ位置を検出する。様々な実装において、検出動作４０５は、記憶円盤に対するスライダ位置を判定及びトラッキングするためにアクチュエータアームの角度位置及び／又はアクチュエータアーム内のマイクロ・アクチュエータの角度位置を監視する。いくつかの実装において、検出動作４０５は、サーボモータ制御回路を監視し、次にアクチュエータ（及び／又はマイクロ・アクチュエータ）アームの角度位置を制御する。検出動作４０５は、検出された空気軸受スライダ位置を記憶円盤の予め画定された狭帯域の少なくとも１つに割り当てる。
適用動作４１０は、過浮上空気軸受スライダの下の記憶円盤の狭帯域に潤滑被膜変位式を適用する。潤滑被膜変位式は、予め定義され、過浮上空気軸受スライダによって影響を受ける狭帯域のみに適用される。第２の適用動作４１５は、空気軸受スライダから離れた記憶円盤の１つ以上の他の狭帯域に潤滑被膜リフロー式を適用する。潤滑被膜リフロー式はまた、予め定義され、過浮上空気軸受スライダによって影響を受けない全ての他の狭帯域に適用される。
トラッキング動作４２０は、適用された変位式及びリフロー式に基づいて記憶円盤の狭帯域の各々内で経時的に潤滑被膜厚さをトラッキングする。トラッキング動作４２０は、一連のテーブル内に経時的に潤滑被膜厚さを記憶することによって実装され得、各テーブルが、記憶円盤の予め画定された狭帯域の１つに対応する。いくつかの実装において、トラッキング動作４２０はまた、スライダ内の１つ以上のマイクロ・アクチュエータが記憶円盤を過浮上させている間にオン又はオフであるかどうかをトラッキングし得る。潤滑被膜変位式は、マイクロ・アクチュエータがオン若しくはオフであるかどうかに依存して異なり得るか、又は潤滑被膜変位式は、例えば、マイクロ・アクチュエータがオンであるときのみ適用され得る。他の実装においては、トラッキング動作４２０が、記憶円盤の狭帯域のそれぞれにおけるヘッド−媒体間隔を、他の監視装置を直接に又は間接に用いて経時的にトラッキングし得る。
更に、トラッキング動作４２０はまた、トラッキングされた潤滑被膜厚さとは独立してスライダが記憶円盤の狭帯域の各々の上を浮遊する連続時間（つまり、シーク動作間の時間）及び／又は累積時間（つまり、全体の時間）をトラッキングし得る。ハードディスクドライブの残寿命は、各空気軸受スライダが狭帯域の各々を過浮上した総時間を再検討し、この総時間を狭帯域からデータを読み出すこと及び／又はそれにデータを書き込むことに費やした総時間に基づいて狭帯域の推定寿命と比較することによって推定され得る。
いくつかの事例において、最小潤滑被膜厚さ値が予め決められ、狭帯域の各々内の推定潤滑被膜厚さと比較される。いくつかの実装において、最小潤滑被膜厚さ値が一度到達されると、狭帯域停滞緩和動作が実施される（例えば、図５の動作５００を参照）。更に、トラッキング動作４２０はまた、各狭帯域が最小潤滑被膜厚さ値未満で費やした総時間及び／又は推定潤滑被膜厚さが最小潤滑被膜厚さ値を下回った発生数（又は事象数）をトラッキングし得る。
判定動作４２５は、スライダ位置の変化が起こったかどうかを判定する。起こっていない場合、トラッキング動作４２０は、過浮上空気軸受スライダによって影響を受ける狭帯域に潤滑被膜変位式を適用することによって、及び残りの狭帯域に潤滑被膜リフロー式を適用することによって、記憶円盤の狭帯域の各々内で経時的に潤滑被膜厚さをトラッキングすることを継続する。スライダ位置の変化が起こった場合、検出動作４０５は、記憶円盤に対する新しい過浮上空気軸受スライダ位置を検出することを繰り返し、残りの動作４００は、新たに検出された過浮上空気軸受スライダ位置を使用して繰り返される。
図５は、ハードディスクドライブ内の狭帯域停滞を緩和するための例示的な動作５００を例示する。監視動作５０５は、ハードディスクドライブ内の狭帯域停滞を監視する。いくつかの実装において、監視動作５０５は、図４の動作４００の組み合わせであり、これは、過浮上空気軸受スライダ下の記憶円盤に対する過浮上空気軸受スライダ位置を監視する。判定動作５１０は、潤滑被膜厚さが、ハードディスクドライブの狭帯域の１つ以上内で所定の最小値を下回ったかどうかを判定する。下回っていない場合、監視動作５０５は、ハードディスクドライブ内の狭帯域停滞を監視することを継続する。
下がった場合、緩和動作５１５は、少なくとも所定の最小潤滑被膜厚さ値を下回る狭帯域内で潤滑被膜厚さを増加させるように実施される。例示的な実装において、緩和動作５１５は、所定の最小潤滑被膜厚さ値に到達した（又はそれを下回った）か、又は所定の最小潤滑被膜厚さ値未満で所定の時間費やした狭帯域から離れるようにスライダを動かすことをアクチュエータアームに行わせる優先トラック命令を作成する。別の例示的な実装において、緩和動作５１５は、狭帯域が所定の最小潤滑被膜厚さ値に到達した（又はそれを下回った）か、又は所定の最小潤滑被膜厚さ値未満で所定の時間費やしたとき、スライダ浮遊高さを上昇させる。
他の実装において、記憶円盤の狭帯域の各々内の累積時間及び／又は連続時間がトラッキングされた潤滑被膜厚さとは独立してトラッキングされる場合、判定動作５１０は、記憶円盤の狭帯域の各々内の累積時間及び／又は連続時間が所定の最大値を超過する場合に緩和動作５１５を更に引き起こし得る。
本明細書に説明された本発明の実施形態は、１つ以上のコンピュータシステム内の論理的工程として実装される。本発明の論理的動作は、（１）１つ以上のコンピュータシステム内で実行する一連のプロセッサ実装工程、及び（２）１つ以上のコンピュータシステム内の相互接続マシン又は回路モジュールとして実装される。実装は、本発明を実装するコンピュータシステムの性能要求に基づいて選択される。したがって、本明細書に説明された本発明の実施形態を形成する論理的動作は、動作、工程、物体、又はモジュールとして、様々に言及される。更に、論理的動作が、明白に別途特許請求されるか又は特定順序が請求項の記載によって本質的に必要とされない限り、任意の順序で実施され得ることが理解されるべきである。
上記の動作は、マイクロプロセッサ、マイクロプロセッサコア、マイクロコントローラ、特定用途向け回路、又は他の処理技術によって実行又は補助されるか否かにかかわらず、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア回路、ゲートアレイ技術及び他の技術に実装され得る。書き込みコントローラ、記憶装置コントローラ、データ書き込み回路、データ読み出し及び復元回路、ソートモジュール、並びにデータ記憶システムの他の機能モジュールが、プロセスを実装したシステムを実施するプロセッサ可読命令を処理するためのプロセッサを含むか又はこれと共同して働き得ることが理解されるべきである。
上記の詳述、例、及びデータは、本発明の代表的実施形態の構造及び使用の完全な説明を提供する。本発明の多くの実施形態が本発明の概念及び範囲から逸脱することなくなされ得るので、本発明は、以下に添付の請求項に帰する。更に、異なる実施形態の構造的特徴は、記載された請求項から逸脱することなく更に別の実施形態に組み合わせられ得る。
１００ ディスクドライブアセンブリ、１０２ 記憶円盤、１０４ 狭帯域、１０６ 外径、１０８ 内径、１１０ 円盤スピンドル、１１２ 矢印。
Claims (20)
- ハードディスクドライブ内の狭帯域停滞を監視するための方法であって、
空気軸受スライダの下の記憶円盤に対する過浮上空気軸受スライダ位置を検出することと、
潤滑被膜変位式を、前記過浮上空気軸受スライダの下の前記記憶円盤の狭帯域に適用することと、
潤滑被膜リフロー式を、前記空気軸受スライダから離れた前記記憶円盤の１つ以上の他の狭帯域に適用することと、
前記適用された変位式及びリフロー式に基づいて、前記記憶円盤の前記狭帯域内で経時的に潤滑被膜厚さをトラッキングすることとを含む、方法。 - 前記過浮上空気軸受スライダ位置を前記検出することが、前記記憶円盤上で前記空気軸受スライダを懸吊するアクチュエータアームの角度配向を監視することを含む、請求項１に記載の方法。
- 経時的に潤滑被膜厚さをトラッキングするために、前記記憶円盤の表面エリアを一連の同心狭帯域に論理的に分割することを更に含む、請求項１に記載の方法。
- 前記潤滑被膜変位式が、前記一連の同心狭帯域の１つ以上に適用され、前記潤滑被膜リフロー式が、前記一連の同心狭帯域の他の全てに適用される、請求項３に記載の方法。
- 前記空気軸受スライダが、前記記憶円盤の前記狭帯域を過浮上する累積時間及び連続時間の一方又は両方をトラッキングすることを更に含む、請求項１に記載の方法。
- 前記狭帯域の潤滑被膜厚さ値が最小値を下回る事象数をトラッキングすることを更に含む、請求項１に記載の方法。
- 前記過浮上空気軸受スライダに隣接するハードディスクドライブの帯域の前記トラッキングされた潤滑被膜厚さが最小値を下回るとき、シーク動作を実施することを更に含む、請求項１に記載の方法。
- シーク動作間で経過した時間が所定の最大値を超過するとき、シーク動作を実施することを更に含む、請求項１に記載の方法。
- 前記過浮上空気軸受スライダに隣接する前記ハードディスクドライブの帯域の前記トラッキングされた潤滑被膜厚さの１つが最小値を下回り、かつシーク動作間で経過した時間が所定の最大値を超過するとき、スライダ浮遊高さを変更することを更に含む、請求項１に記載の方法。
- 前記潤滑被膜変位式及び前記潤滑被膜リフロー式の一方又は双方が温度補償係数を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記潤滑被膜変位式及び前記潤滑被膜リフロー式の一方又は双方がヘッド−媒体間隔補償係数を含む、請求項１に記載の方法。
- ハードディスクドライブであって、
記憶円盤と、
過浮上空気軸受スライダと、
狭帯域停滞モニタであって、
前記記憶円盤に対する空気軸受スライダ位置を検出し、
前記過浮上空気軸受スライダの下の前記記憶円盤の狭帯域に潤滑被膜変位式を適用し、
前記過浮上空気軸受スライダから離れた前記記憶円盤の１つ以上の他の狭帯域に潤滑被膜リフロー式を適用し、
前記適用された変位式及びリフロー式に基づいて、前記記憶円盤の前記狭帯域内で経時的に潤滑被膜厚さをトラッキングする、狭帯域停滞モニタとを備える、ハードディスクドライブ。 - 前記過浮上空気軸受スライダに隣接する前記ハードディスクドライブの帯域の前記トラッキングされた潤滑被膜厚さが最小値を下回るとき、シーク動作及びドライブプロセス変更の一つ又は両方を実施する狭帯域停滞緩和装置を更に備える、請求項１２に記載のハードディスクドライブ。
- シーク動作間で経過した時間が所定の最大値を超過するとき、シーク動作及びアンロード動作の一つ又は両方を実施する狭帯域停滞緩和装置を更に備える、請求項１２に記載のハードディスクドライブ。
- ハードディスクドライブ内の狭帯域停滞を監視するコンピュータプロセスをコンピュータシステム上で実行するためのコンピュータで実行可能な命令をエンコードする１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプロセスが、
空気軸受スライダの下の記憶円盤に対する過浮上空気軸受スライダ位置を検出することと、
潤滑被膜変位式を、前記過浮上空気軸受スライダの下の前記記憶円盤の狭帯域に適用することと、
潤滑被膜リフロー式を、前記空気軸受スライダから離れた前記記憶円盤の１つ以上の他の狭帯域に適用することと、
前記適用された変位式及びリフロー式に基づいて、前記記憶円盤の前記狭帯域内で経時的に潤滑被膜厚さをトラッキングすることとを含む、コンピュータ可読記憶媒体。 - 前記過浮上空気軸受スライダ位置を前記検出することが、前記記憶円盤上で前記空気軸受スライダを懸吊するアクチュエータアームの角度配向を監視することを含む、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記コンピュータプロセスが、
経時的に潤滑被膜厚さをトラッキングするために、前記記憶円盤の表面エリアを一連の同心狭帯域に論理的に分割することを更に含む、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記潤滑被膜変位式が、前記一連の同心狭帯域の１つ以上に適用され、前記潤滑被膜リフロー式が、前記一連の同心狭帯域の他の全てに適用される、請求項１７に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記コンピュータプロセスは、
前記空気軸受スライダが前記記憶円盤の前記狭帯域を過浮上する累積時間及び連続時間の一方又は両方をトラッキングすることを更に含む、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記コンピュータプロセスが、
前記狭帯域の潤滑被膜厚さ値が最小値を下回る事象数をトラッキングすることを更に含む、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
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