JPH11134822A - ディスクドライブの電力消費を低減し得る適応型セクタ探索方法 - Google Patents
ディスクドライブの電力消費を低減し得る適応型セクタ探索方法Info
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- JPH11134822A JPH11134822A JP10243022A JP24302298A JPH11134822A JP H11134822 A JPH11134822 A JP H11134822A JP 10243022 A JP10243022 A JP 10243022A JP 24302298 A JP24302298 A JP 24302298A JP H11134822 A JPH11134822 A JP H11134822A
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/54—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 with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
- G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
- G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
- G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
- G11B5/553—Details
- G11B5/5547—"Seek" control and circuits therefor
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
- G11B21/02—Driving or moving of heads
- G11B21/08—Track changing or selecting during transducing operation
- G11B21/081—Access to indexed tracks or parts of continuous track
- G11B21/083—Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs
Landscapes
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 現在トラックと現在セクタから目標トラック
と目標セクタへのアクチュエータヘッドの移動時間を制
御することによってディスクドライブシステムの電力消
費を低減し得る適応型セクタ探索方法を提供する。 【解決手段】 前記アクチュエータヘッドの移動による
放射状アークに従って前記現在トラックから前記目標ト
ラックにアクチュエータヘッドを移動させるにかかる第
１時間を示す第１変数を決定する段階と、前記現在サー
ボセクタから前記目標サーボセクタが放射状アークに進
行される時間まで測定された第２時間を示す第２変数を
決定する段階と、前記第１変数と第２変数が同一な場
合、前記第１時間と実質的に同一な第１速度で前記アク
チュエータヘッドを移動させる段階と、前記第１変数と
第２変数が同一でない場合、前記第１速度より遅い第２
速度で前記アクチュエータヘッドを移動させる段階と、
を含む。
と目標セクタへのアクチュエータヘッドの移動時間を制
御することによってディスクドライブシステムの電力消
費を低減し得る適応型セクタ探索方法を提供する。 【解決手段】 前記アクチュエータヘッドの移動による
放射状アークに従って前記現在トラックから前記目標ト
ラックにアクチュエータヘッドを移動させるにかかる第
１時間を示す第１変数を決定する段階と、前記現在サー
ボセクタから前記目標サーボセクタが放射状アークに進
行される時間まで測定された第２時間を示す第２変数を
決定する段階と、前記第１変数と第２変数が同一な場
合、前記第１時間と実質的に同一な第１速度で前記アク
チュエータヘッドを移動させる段階と、前記第１変数と
第２変数が同一でない場合、前記第１速度より遅い第２
速度で前記アクチュエータヘッドを移動させる段階と、
を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスクドライブ
システムで電力消費を低減するための方法に関し、特
に、データアクセス時間に支障を来さずに電力消費を減
らし得る適応型セクタ探索方法に関する。
システムで電力消費を低減するための方法に関し、特
に、データアクセス時間に支障を来さずに電力消費を減
らし得る適応型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
ータ貯蔵システムの基本的な要件である。特に、携帯用
及びノートブックコンピュータシステムの使用者は、充
電間バッテリ寿命をシステムの特性中最も重要なものと
見なす。従って、節電方法又はバッテリ電源管理方法は
充電間バッテリ使用寿命の延長において決定的なもので
ある。
ータ貯蔵システムの基本的な要件である。特に、携帯用
及びノートブックコンピュータシステムの使用者は、充
電間バッテリ寿命をシステムの特性中最も重要なものと
見なす。従って、節電方法又はバッテリ電源管理方法は
充電間バッテリ使用寿命の延長において決定的なもので
ある。
【０００３】このような電力管理の考案は、一般のディ
スクドライブデータシステム動作においてディスクドラ
イブが読出し及び書込み動作を常に行うのではないとい
う点に着目した。即ち、非動作期間、又は低電力が消耗
される期間があるはずである。ファームウエア又はソフ
トウエアをこのモデルに基づいてバッテリ電力の流れを
制御するように設計し得る。このような電力制御システ
ムを用いる例として、消耗量が０.９４ampsのディスク
ドライブの電力仕様を下記の表１に示す。
スクドライブデータシステム動作においてディスクドラ
イブが読出し及び書込み動作を常に行うのではないとい
う点に着目した。即ち、非動作期間、又は低電力が消耗
される期間があるはずである。ファームウエア又はソフ
トウエアをこのモデルに基づいてバッテリ電力の流れを
制御するように設計し得る。このような電力制御システ
ムを用いる例として、消耗量が０.９４ampsのディスク
ドライブの電力仕様を下記の表１に示す。
【表１】
【０００４】開始モードでは、ディスクプラッタを回転
させるスピンドルモータを作動させるためにほぼ全ての
電力が消費される。
させるスピンドルモータを作動させるためにほぼ全ての
電力が消費される。
【０００５】トラック及びセクタ探索モードと読出し／
書込みモードは正常動作中に電力消費量を判別する。こ
のような正常動作下に、アクチュエータは１個以上の読
出し／書込みヘッドを支援し、前記アクチュエータはア
クチュエータモータ(Voice Control Motor：ＶＣＭとも
呼ばれる)によって駆動される。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アク
チュエータと読出し／書込みヘッドをディスクプラッタ
上の放射状データトラックに回転させる。前記表１に示
したように、読出し及び書込み動作回数が増加するほど
探索動作も増加し、従って、多量の電力が消費されてし
まう。また、探索動作に最大の電力が消費されるのでは
ない。
書込みモードは正常動作中に電力消費量を判別する。こ
のような正常動作下に、アクチュエータは１個以上の読
出し／書込みヘッドを支援し、前記アクチュエータはア
クチュエータモータ(Voice Control Motor：ＶＣＭとも
呼ばれる)によって駆動される。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アク
チュエータと読出し／書込みヘッドをディスクプラッタ
上の放射状データトラックに回転させる。前記表１に示
したように、読出し及び書込み動作回数が増加するほど
探索動作も増加し、従って、多量の電力が消費されてし
まう。また、探索動作に最大の電力が消費されるのでは
ない。
【０００６】パフォーマンスアイドルモード、低電力ア
イドルモード及び休眠モードは電力管理計画による節電
状態を示す。この例において、電力管理無しにも従来の
ディスクドライブシステムに比べて約３１％の電力消費
が減少する。このような電力管理技術は、米国特許番号
第５，４５２，２７７号、第５，５４４，１３８号、及
び第５，５２１，８９６号に開示されている。これら特
許は多数の節電動作モードのうちの一つを選択するため
にエネルギ利用を予め設定されたプロファイルと比較す
る。
イドルモード及び休眠モードは電力管理計画による節電
状態を示す。この例において、電力管理無しにも従来の
ディスクドライブシステムに比べて約３１％の電力消費
が減少する。このような電力管理技術は、米国特許番号
第５，４５２，２７７号、第５，５４４，１３８号、及
び第５，５２１，８９６号に開示されている。これら特
許は多数の節電動作モードのうちの一つを選択するため
にエネルギ利用を予め設定されたプロファイルと比較す
る。
【０００７】他の節電方法は、米国特許番号第５，３４
５，３４７号と第５，４９３，６７０号に説明されたよ
うに、スピンドルモータとディスクプラッタの回転を制
御して電力消耗を減らす。
５，３４７号と第５，４９３，６７０号に説明されたよ
うに、スピンドルモータとディスクプラッタの回転を制
御して電力消耗を減らす。
【０００８】米国特許番号第５，１４０，５７１号で
は、間欠的にデジタル信号プロセッサ(Digital Signal
Processor：ＤＳＰ)を用いて電力消費を減らす。しか
し、ＤＳＰによる電力消費量は、アクチュエータモータ
とスピンドルモータの駆動に用いられる電力に比べて相
対的に低い。
は、間欠的にデジタル信号プロセッサ(Digital Signal
Processor：ＤＳＰ)を用いて電力消費を減らす。しか
し、ＤＳＰによる電力消費量は、アクチュエータモータ
とスピンドルモータの駆動に用いられる電力に比べて相
対的に低い。
【０００９】米国特許番号第５，４１２，８０９号によ
れば、使用者は性能最適化制御アセス時間アルゴリズ
ム、又は電力消費最適化制御アセス時間アルゴリズムを
選択し得る。しかし、該方法にはこれら二つの選択しか
ない。他の欠点は、電力消費を低減する目的を達成する
ために平均アクセス時間を犠牲させざるを得ないという
ことである。
れば、使用者は性能最適化制御アセス時間アルゴリズ
ム、又は電力消費最適化制御アセス時間アルゴリズムを
選択し得る。しかし、該方法にはこれら二つの選択しか
ない。他の欠点は、電力消費を低減する目的を達成する
ために平均アクセス時間を犠牲させざるを得ないという
ことである。
【００１０】前記のような電力管理方法を通じて全体的
なディスクドライブの電力消費を或る程度減らし得る
が、データアクセス時間の犠牲なしに探索過程などに関
連したディスクドライブの電力消費を減少することは不
可能である。
なディスクドライブの電力消費を或る程度減らし得る
が、データアクセス時間の犠牲なしに探索過程などに関
連したディスクドライブの電力消費を減少することは不
可能である。
【００１１】前述した諸電力管理方法において、探索過
程は、‘トラック探索’モードで、アクチュエータがで
きる限り速い速度で読出し／書込みヘッドを一つのトラ
ックから他のトラックに移動させるように制御されると
いう仮定下で実現される。ヘッドが指定されたトラック
に安着されると、サーボシステムは‘トラック追従’モ
ードに転換して該当トラック内で望むセクタを探す。
‘トラック追従’モードは‘トラック探索’モードに比
べずっと低電力が消費される。これは、最大電流がトラ
ック探索モードで電力増幅器とアクチュエータコイルに
供給されてヘッドを最も高速で移動させるからである。
アクチュエータコイルに多量の電流が供給されるほど、
アクチュエータアームは速く回転し、よってヘッドが速
く移動される。
程は、‘トラック探索’モードで、アクチュエータがで
きる限り速い速度で読出し／書込みヘッドを一つのトラ
ックから他のトラックに移動させるように制御されると
いう仮定下で実現される。ヘッドが指定されたトラック
に安着されると、サーボシステムは‘トラック追従’モ
ードに転換して該当トラック内で望むセクタを探す。
‘トラック追従’モードは‘トラック探索’モードに比
べずっと低電力が消費される。これは、最大電流がトラ
ック探索モードで電力増幅器とアクチュエータコイルに
供給されてヘッドを最も高速で移動させるからである。
アクチュエータコイルに多量の電流が供給されるほど、
アクチュエータアームは速く回転し、よってヘッドが速
く移動される。
【００１２】前述の技術の見地から見て、データアクセ
ス時間に支障を来さずに探索動作に関連した電力消費を
低減し得る方法が望まれる。
ス時間に支障を来さずに探索動作に関連した電力消費を
低減し得る方法が望まれる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ディスクドライブシステムにおいて、データアクセ
ス時間に支障を来すことなく読出し／書込みヘッドアク
チュエータを制御して電力消費を減少させ得る方法を提
供することにある。
は、ディスクドライブシステムにおいて、データアクセ
ス時間に支障を来すことなく読出し／書込みヘッドアク
チュエータを制御して電力消費を減少させ得る方法を提
供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の方法は、通常ＬＴとＴｒｅｖを入力
する段階を含む。ここで、ＬＴは現在トラックと目標ト
ラック間の位置差であり、Ｔｒｅｖはディスクドライブ
プラッタの１回転に所要される時間である。その後、変
数Ｔｍｉｎ(ＬＴ)とＴＨを決定する。ここで、Ｔｍｉｎ
(ＬＴ)はアクチュエータヘッドが通過する放射状アーク
に従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にかかる最小トラック探索時間で
あり、Ｔ Ｈは現在サーボセクタから目標サーボセクタが
放射状アークに達する時までの回転時間である。Δｔは
Δｔ＝Ｔｍｉｎ(ＬＴ)−ＴＨの関係式によって計算さ
れ、次の三つの結果が得られる。
るために、本発明の方法は、通常ＬＴとＴｒｅｖを入力
する段階を含む。ここで、ＬＴは現在トラックと目標ト
ラック間の位置差であり、Ｔｒｅｖはディスクドライブ
プラッタの１回転に所要される時間である。その後、変
数Ｔｍｉｎ(ＬＴ)とＴＨを決定する。ここで、Ｔｍｉｎ
(ＬＴ)はアクチュエータヘッドが通過する放射状アーク
に従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にかかる最小トラック探索時間で
あり、Ｔ Ｈは現在サーボセクタから目標サーボセクタが
放射状アークに達する時までの回転時間である。Δｔは
Δｔ＝Ｔｍｉｎ(ＬＴ)−ＴＨの関係式によって計算さ
れ、次の三つの結果が得られる。
【００１５】(１)Δｔ＝０なら、アクチュエータヘッド
移動時間がＴｍｉｎ(ＬＴ)に設定される。 (２)Δｔ＞
０なら、アクチュエータヘッド移動時間がＴＨ＋Ｔ
ｒｅｖに設定される。 (３)Δｔ＜０なら、アクチュエ
ータヘッド移動時間がＴＨに設定される。
移動時間がＴｍｉｎ(ＬＴ)に設定される。 (２)Δｔ＞
０なら、アクチュエータヘッド移動時間がＴＨ＋Ｔ
ｒｅｖに設定される。 (３)Δｔ＜０なら、アクチュエ
ータヘッド移動時間がＴＨに設定される。
【００１６】(２)と(３)の結果によって、アクチュエー
タヘッドは従来のディスクドライブより遅い速度で移動
し、これにより電力消費を減らし、バッテリの寿命を延
ばし得る。
タヘッドは従来のディスクドライブより遅い速度で移動
し、これにより電力消費を減らし、バッテリの寿命を延
ばし得る。
【００１７】前記目的を達成するために、本発明は、
(ａ)前記アクチュエータヘッドの移動による放射状アー
クに従って、前記現在トラックから前記目標トラックに
アクチュエータヘッドを移動させるにかかる第１時間を
示す第１変数を決定する段階と、(ｂ)前記現在サーボセ
クタから前記目標サーボセクタが放射状アークに進行さ
れる時まで測定された第２時間を示す第２変数を決定す
る段階と、(ｃ)前記第１変数と第２変数が同一な場合、
前記第１時間と実質的に同一な第１速度で前記アクチュ
エータヘッドを移動させる段階と、(ｄ)前記第１変数と
第２変数が同一でない場合、前記第１速度より遅い第２
速度で前記アクチュエータヘッドを移動させる段階と、
を含む。
(ａ)前記アクチュエータヘッドの移動による放射状アー
クに従って、前記現在トラックから前記目標トラックに
アクチュエータヘッドを移動させるにかかる第１時間を
示す第１変数を決定する段階と、(ｂ)前記現在サーボセ
クタから前記目標サーボセクタが放射状アークに進行さ
れる時まで測定された第２時間を示す第２変数を決定す
る段階と、(ｃ)前記第１変数と第２変数が同一な場合、
前記第１時間と実質的に同一な第１速度で前記アクチュ
エータヘッドを移動させる段階と、(ｄ)前記第１変数と
第２変数が同一でない場合、前記第１速度より遅い第２
速度で前記アクチュエータヘッドを移動させる段階と、
を含む。
【００１８】ここで、前記第２変数が第１変数より大き
い場合、第２速度と第１時間は同一である。また、第１
変数が第２変数より大きいと、第２速度は第１時間にデ
ィスクドライブの１回転に所要される時間を合わせた値
と同一である。
い場合、第２速度と第１時間は同一である。また、第１
変数が第２変数より大きいと、第２速度は第１時間にデ
ィスクドライブの１回転に所要される時間を合わせた値
と同一である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従う好適な実施形
態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面
中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符
号及び番号を共通使用するものとする。
態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面
中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符
号及び番号を共通使用するものとする。
【００２０】まず、本発明の背景原理の従来の節電方法
では、アクチュエータヘッドを出発トラックから目標ト
ラックに移動させるにかかる時間を最小化し、データア
クセス時間を最小化するためにトラック決定モードを時
間最適制御(Time Optimal Control：ＴＯＣ)又は近似時
間最適制御(Proximate Time Optimal Control：ＰＴＯ
Ｃ)で指定する。しかし、アクチュエータヘッドを最大
速度で目標トラックに移動させるためには非常に多量の
電流が必要であり、従って、アクチュエータを低速で移
動させる時に比べてさらに多くの電力が消費される他、
さらに長時間がかかる。
では、アクチュエータヘッドを出発トラックから目標ト
ラックに移動させるにかかる時間を最小化し、データア
クセス時間を最小化するためにトラック決定モードを時
間最適制御(Time Optimal Control：ＴＯＣ)又は近似時
間最適制御(Proximate Time Optimal Control：ＰＴＯ
Ｃ)で指定する。しかし、アクチュエータヘッドを最大
速度で目標トラックに移動させるためには非常に多量の
電流が必要であり、従って、アクチュエータを低速で移
動させる時に比べてさらに多くの電力が消費される他、
さらに長時間がかかる。
【００２１】本発明は、ディスクドライブシステムにお
いて、データアクセス時間の犠牲なしにヘッドを低速で
移動させて電力消費を低減することにその目的がある。
いて、データアクセス時間の犠牲なしにヘッドを低速で
移動させて電力消費を低減することにその目的がある。
【００２２】ディスクドライブモータ動作の正常状態の
公式は下記の数式１で示される。
公式は下記の数式１で示される。
【数１】
【００２３】前記数式１中、Ｉはアクチュエータコイル
に流れる電流(amp)であり、Ｕはアクチュエータコイル
端子の電圧(volts)であり、Ｔｅは逆起電力(EMF：Elect
ro-Motive Force)定数であり、ωはアーク速度(ラジア
ン／秒)であり、Ｒはコイル抵抗(ohms)である。
に流れる電流(amp)であり、Ｕはアクチュエータコイル
端子の電圧(volts)であり、Ｔｅは逆起電力(EMF：Elect
ro-Motive Force)定数であり、ωはアーク速度(ラジア
ン／秒)であり、Ｒはコイル抵抗(ohms)である。
【００２４】前記数式１の両辺にアクチュエータコイル
の電流Ｉをかけると、モータ電力消費公式は次の数式２
で示される。
の電流Ｉをかけると、モータ電力消費公式は次の数式２
で示される。
【数２】
【００２５】前記数式２中、Pｉｎは全体電力消費量(wa
tts)であり、Ｔはアクチュエータアームのトルク(kg・
m)である。
tts)であり、Ｔはアクチュエータアームのトルク(kg・
m)である。
【００２６】電力消費を低減し得る主要手段としてはア
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
方法がある。ディスクドライブにおいて、入力電流量を
減らすことは、出力トルクＴとアーク速度ωを低減する
というのを意味する。しかし、データを可能な限り速く
読出し又は書込みすべきなため、入力電流の減少量はア
クチュエータアームの移動時間によって制限される。
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
方法がある。ディスクドライブにおいて、入力電流量を
減らすことは、出力トルクＴとアーク速度ωを低減する
というのを意味する。しかし、データを可能な限り速く
読出し又は書込みすべきなため、入力電流の減少量はア
クチュエータアームの移動時間によって制限される。
【００２７】以下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って、アクチュエータコイルに入
力される電流量を低減し、セクタ探索制御を通じて全体
電力消費量Pｉｎを減らすためにこの数式を分析すべき
である。
学に関連したものであって、アクチュエータコイルに入
力される電流量を低減し、セクタ探索制御を通じて全体
電力消費量Pｉｎを減らすためにこの数式を分析すべき
である。
【００２８】初めの公式は次の数式３のようである。
【数３】
【００２９】前記数式３中、dω／dtはアーク加速度で
あり、ωはアーク速度であり、Ｊはアクチュエータアー
ムの総慣性モーメントであり、Ｔはトルクである。
あり、ωはアーク速度であり、Ｊはアクチュエータアー
ムの総慣性モーメントであり、Ｔはトルクである。
【００３０】モータ動作は下記の数式４で示される。
【数４】
【００３１】前記数式４中、Ｔｋはアクチュエータのト
ルク定数であり、Ｉはアクチュエータコイルに流れる電
流である。前記数式３と数式４を結合すれば次の数式５
になる。
ルク定数であり、Ｉはアクチュエータコイルに流れる電
流である。前記数式３と数式４を結合すれば次の数式５
になる。
【数５】
【００３２】前記数式５中、ＣはＴｋ／Ｊである。
【００３３】動力学公式として下記の数式６が示せる。
【数６】
【００３４】前記数式５と数式６を結合すれば次の数式
７になる。
７になる。
【数７】
【００３５】数式７中、θはアーク置換量であり、Ｋは
１／２Ｃである。
１／２Ｃである。
【００３６】アーク置換量θ、即ちトラック探索長が一
つの探索区間で一定であると仮定すれば、アーク置換量
θは下記の数式８で示される。
つの探索区間で一定であると仮定すれば、アーク置換量
θは下記の数式８で示される。
【数８】
【００３７】前記数式８中、τはＰＴＯＣやＴＯＣによ
って決定されたアクチュエータ移動時間を示す。
って決定されたアクチュエータ移動時間を示す。
【００３８】前記数式２，３，４を結合すれば、下記の
数式９，１０によって平均機械的電力消費量が得られ
る。
数式９，１０によって平均機械的電力消費量が得られ
る。
【数９】
【数１０】
【００３９】そして、前記数式９、数式１０及び数式２
を結合すれば、次の数式１１になる。
を結合すれば、次の数式１１になる。
【数１１】
【００４０】逆起電力による電流変化は無視し、前記一
定なアーク置換量θでアクチュエータ移動時間(即ち、
２τ)を二倍にすると、下記の数式１２が得られる。
定なアーク置換量θでアクチュエータ移動時間(即ち、
２τ)を二倍にすると、下記の数式１２が得られる。
【数１２】
【００４１】従って、ｔ＝０から２τまでの周期の間、
平均機械的電力消費は下記の数式１３及び数式１４のよ
うになる。
平均機械的電力消費は下記の数式１３及び数式１４のよ
うになる。
【数１３】
【数１４】
【００４２】前記Ｐｉｎは平均機械的電力消費量であ
る。ここで、加速度が＋dω／dtであり、時間が０から
τに流れることによってアーク速度が線形的に増加する
ことが予測でき、従って、期間τの間の平均電力がわか
る。
る。ここで、加速度が＋dω／dtであり、時間が０から
τに流れることによってアーク速度が線形的に増加する
ことが予測でき、従って、期間τの間の平均電力がわか
る。
【００４３】前記数式１１と数式１４とを比較すれば、
機械的電力消費量が８７.５％減少し、電流が７５％減
少することが判る。従って、全体電力消費量(Joule単
位)は少なくとも７５％以上減少する。アクチュエータ
移動時間がｎ倍増加すると仮定すれば、
機械的電力消費量が８７.５％減少し、電流が７５％減
少することが判る。従って、全体電力消費量(Joule単
位)は少なくとも７５％以上減少する。アクチュエータ
移動時間がｎ倍増加すると仮定すれば、
【数１５】
【数１６】
【数１７】
【００４４】前記数式１７中、平均機械的電力消費量が
‘ｎ’倍増加した３番目の電力量に反比例し、平均ジュ
ール電力消費量と電流が‘ｎ’倍増加した２番目の電力
量に反比例することが判る。
‘ｎ’倍増加した３番目の電力量に反比例し、平均ジュ
ール電力消費量と電流が‘ｎ’倍増加した２番目の電力
量に反比例することが判る。
【００４５】次に、図１を参照して本発明による方法を
さらに詳細に説明する。
さらに詳細に説明する。
【００４６】図１は一般のディスク上のセクタとトラッ
クのレイアウトを示すディスクドライブプラッタ表面の
概略図である。
クのレイアウトを示すディスクドライブプラッタ表面の
概略図である。
【００４７】ディスクドライブ貯蔵システムにおいて、
データはマグネチックプレート又はプラッタ１０に平面
的に読出し又は書込みされる。各データセクタＤはこれ
らプラッタ１０でセクタ番号Ｓとトラック番号Ｔによっ
て規定される。
データはマグネチックプレート又はプラッタ１０に平面
的に読出し又は書込みされる。各データセクタＤはこれ
らプラッタ１０でセクタ番号Ｓとトラック番号Ｔによっ
て規定される。
【００４８】スピンドルモータ２０が中心軸周辺のプラ
ッタ１０を回転させ、アクチュエータ３０がプラッタ１
０の内周面と外周面との間で放射状に移動する。スピン
ドルモータ２０とアクチュエータ３０は各々独立的に制
御され、一定なＲＰＭ(Revolution Per Minute)でプラ
ッタを回転させるスピンドル速度安定化制御とアクチュ
エータ制御間にはなんの関係もない。
ッタ１０を回転させ、アクチュエータ３０がプラッタ１
０の内周面と外周面との間で放射状に移動する。スピン
ドルモータ２０とアクチュエータ３０は各々独立的に制
御され、一定なＲＰＭ(Revolution Per Minute)でプラ
ッタを回転させるスピンドル速度安定化制御とアクチュ
エータ制御間にはなんの関係もない。
【００４９】最適条件の場合、アクチュエータ３０と読
出し／書込みヘッド３５はプラッタ１０を滑走して目標
セクタを読出し又は書込みする前に特定トラック(トラ
ック探索時間)に達するため、トラック追従時間を最小
化し得る。従って、アクチュエータ移動情報と目標セク
タ情報を同時に分析すべきである。例えば、目標セクタ
が通過し次第読出し／書込みヘッドが指定されたトラッ
ク番号(トラック探索時間)に速く達した場合、前記目標
セクタにデータを読出し或いは書込みするために、読出
し／書込みヘッドは、ディスクプラッタの１回転時間の
間(トラック移動時間)前記トラック位置で待機すべきで
ある。
出し／書込みヘッド３５はプラッタ１０を滑走して目標
セクタを読出し又は書込みする前に特定トラック(トラ
ック探索時間)に達するため、トラック追従時間を最小
化し得る。従って、アクチュエータ移動情報と目標セク
タ情報を同時に分析すべきである。例えば、目標セクタ
が通過し次第読出し／書込みヘッドが指定されたトラッ
ク番号(トラック探索時間)に速く達した場合、前記目標
セクタにデータを読出し或いは書込みするために、読出
し／書込みヘッドは、ディスクプラッタの１回転時間の
間(トラック移動時間)前記トラック位置で待機すべきで
ある。
【００５０】前述したデータアクセス方法において、ア
クチュエータを最大速度で移動させると仮定すれば、目
標トラックに最も速い時間で達し、これによってデータ
アクセス時間は縮むだろう。事実上、このような仮定は
当たらないことが多い。
クチュエータを最大速度で移動させると仮定すれば、目
標トラックに最も速い時間で達し、これによってデータ
アクセス時間は縮むだろう。事実上、このような仮定は
当たらないことが多い。
【００５１】ディスクドライブからデータを読み出した
り、ディスクドライブにデータを書き込むシーケンス
は、実際、統計的にランダムプロセスであって、目標セ
クタに対して読出し／書込みヘッドの出発位置によって
変わる。従って、アクチュエータ読出し／書込みヘッド
３５が目標トラックに最大速度で移動するとしても(ト
ラック探索時間)、読出し／書込みヘッド３５が直ぐ目
標セクタを探す(トラック移動時間)ということを意味す
るのではない。
り、ディスクドライブにデータを書き込むシーケンス
は、実際、統計的にランダムプロセスであって、目標セ
クタに対して読出し／書込みヘッドの出発位置によって
変わる。従って、アクチュエータ読出し／書込みヘッド
３５が目標トラックに最大速度で移動するとしても(ト
ラック探索時間)、読出し／書込みヘッド３５が直ぐ目
標セクタを探す(トラック移動時間)ということを意味す
るのではない。
【００５２】実際に、そのような最小トラック探索時間
アルゴリズムを用いた従来のサーボ方法によれば、最小
トラック探索時間で目標セクタを探し得る確率は１／Ｎ
(ここで、Ｎはプラッタ上のセクタ数)になる。言い換え
れば、プラッタ１０が７０個のセクタを有する場合、目
標トラックに達すると同時に目標セクタを探す確率は１
／７０である。従って、大部分の場合、従来の節電方法
は目標セクタに達する前に一定なトラック追従時間が所
要される。
アルゴリズムを用いた従来のサーボ方法によれば、最小
トラック探索時間で目標セクタを探し得る確率は１／Ｎ
(ここで、Ｎはプラッタ上のセクタ数)になる。言い換え
れば、プラッタ１０が７０個のセクタを有する場合、目
標トラックに達すると同時に目標セクタを探す確率は１
／７０である。従って、大部分の場合、従来の節電方法
は目標セクタに達する前に一定なトラック追従時間が所
要される。
【００５３】本発明において、最小セクタ探索時間に該
当するセクタを臨界セクタとして規定する。本発明は待
機時間又はトラック移動時間を最適化する新概念を導入
したものであって、全体アクチュエータ移動時間に最高
速トラック探索法による探索時間と目標サーボセクタに
達する前のトラック追従時間を考慮したものである。
当するセクタを臨界セクタとして規定する。本発明は待
機時間又はトラック移動時間を最適化する新概念を導入
したものであって、全体アクチュエータ移動時間に最高
速トラック探索法による探索時間と目標サーボセクタに
達する前のトラック追従時間を考慮したものである。
【００５４】前述した理論的な公式を用いて現在セクタ
と目標セクタの相対的位置を考慮することによって、最
高速トラック探索時間に従って常にアクチュエータアー
ムを移動させることなくセクタ探索を最適化するサーボ
システムを考案し得る。
と目標セクタの相対的位置を考慮することによって、最
高速トラック探索時間に従って常にアクチュエータアー
ムを移動させることなくセクタ探索を最適化するサーボ
システムを考案し得る。
【００５５】従来の探索方法と同様に、本発明では、読
出し／書込みヘッド経路、即ち現在トラックから目標ト
ラックへの置換は変わらない。しかし、アクチュエータ
読出し／書込みヘッドを目標セクタ、特に目標トラック
に移動させるにかかる時間は変わる。
出し／書込みヘッド経路、即ち現在トラックから目標ト
ラックへの置換は変わらない。しかし、アクチュエータ
読出し／書込みヘッドを目標セクタ、特に目標トラック
に移動させるにかかる時間は変わる。
【００５６】従って、電力管理のためのセクタ探索方法
はもうＴＯＣ過程やＰＴＯＣ過程を含まない。本発明は
一定なアクチュエータアーム移動時間の間最小最適エネ
ルギ制御(ＭＯＥＣ：Minimum−Optimal Energy Contro
l)で効率的なエネルギ条件でセクタ探索動作を行う方法
に関する。さらに、本発明の方法はデータアクセス時間
に支障を来すことなくそのような制御を利用する。
はもうＴＯＣ過程やＰＴＯＣ過程を含まない。本発明は
一定なアクチュエータアーム移動時間の間最小最適エネ
ルギ制御(ＭＯＥＣ：Minimum−Optimal Energy Contro
l)で効率的なエネルギ条件でセクタ探索動作を行う方法
に関する。さらに、本発明の方法はデータアクセス時間
に支障を来すことなくそのような制御を利用する。
【００５７】一定なアクチュエータアーム移動時間は、
(１)スピンドルのＲＰＭ、(２)出発セクタと目標セクタ
の相対的位置、(３)出発トラックと目標トラック間の差
又は距離、そして(４)既存のＴＯＣ又はＰＴＯＣアクチ
ュエータ移動時間によって幅広い範囲の値を有する。
(１)スピンドルのＲＰＭ、(２)出発セクタと目標セクタ
の相対的位置、(３)出発トラックと目標トラック間の差
又は距離、そして(４)既存のＴＯＣ又はＰＴＯＣアクチ
ュエータ移動時間によって幅広い範囲の値を有する。
【００５８】前記システムが目標トラックに達すると同
時に、目標データセクタを探す確率が１／ＮのＰＴＯＣ
或いはＴＯＣシステムとして動作する場合、一定なアク
チュエータアーム移動時間は最も短い。
時に、目標データセクタを探す確率が１／ＮのＰＴＯＣ
或いはＴＯＣシステムとして動作する場合、一定なアク
チュエータアーム移動時間は最も短い。
【００５９】最上の場合、アクチュエータアームが目標
トラックに達すると同時に、読出し／書込みヘッドは臨
界セクタに達する。その直後、前記ヘッドは目標セクタ
にデータを書込み或いは読出し始める。しかし、大半の
場合、目標トラック到達時間に達する一番目のセクタは
所望の臨界セクタではない。こうなると、システムはト
ラック追従モードに転換して目的セクタ到達時まで待機
すべきである。通常、このような待機時間を待ち時間(l
atency)と称する。最短待ち時間は下記の数式１８で示
される。
トラックに達すると同時に、読出し／書込みヘッドは臨
界セクタに達する。その直後、前記ヘッドは目標セクタ
にデータを書込み或いは読出し始める。しかし、大半の
場合、目標トラック到達時間に達する一番目のセクタは
所望の臨界セクタではない。こうなると、システムはト
ラック追従モードに転換して目的セクタ到達時まで待機
すべきである。通常、このような待機時間を待ち時間(l
atency)と称する。最短待ち時間は下記の数式１８で示
される。
【数１８】
【００６０】前記数式１８中、Ｎはセクタ数であり、Ｒ
ＰＭはスピンドル速度(回転数／分)を示す。即ち、前記
プラッタ１０が完全に１回転する最長待ち時間は下記の
数式１９で示される。
ＰＭはスピンドル速度(回転数／分)を示す。即ち、前記
プラッタ１０が完全に１回転する最長待ち時間は下記の
数式１９で示される。
【数１９】
【００６１】例えば、４０００ＲＰＭで動作し、７０個
のセクタを有し、平均探索時間が１３msであるディスク
ドライブの場合、前記数式１８と数式１９を用いれば、
最短待ち時間と最長待ち時間が各々０.２１４msと１５m
sになる。
のセクタを有し、平均探索時間が１３msであるディスク
ドライブの場合、前記数式１８と数式１９を用いれば、
最短待ち時間と最長待ち時間が各々０.２１４msと１５m
sになる。
【００６２】従って、目標トラックに達する時までの平
均アクチュエータ移動時間は１３msが所要されるため、
最短総アクセス時間は１３.２１４msである。そして、
目標サーボセクタは一つのセクタを除いた残り、即ち
０.２１４msになる。目標トラック到達まで平均アクチ
ュエータ移動時間は１３msが所要されるため、最長総ア
クセス時間は２８msである。そして、目標サーボセクタ
が抜けているため、読出し／書込みヘッドは目標セクタ
に到達するために全体回転(１５ms)を待機すべきであ
る。
均アクチュエータ移動時間は１３msが所要されるため、
最短総アクセス時間は１３.２１４msである。そして、
目標サーボセクタは一つのセクタを除いた残り、即ち
０.２１４msになる。目標トラック到達まで平均アクチ
ュエータ移動時間は１３msが所要されるため、最長総ア
クセス時間は２８msである。そして、目標サーボセクタ
が抜けているため、読出し／書込みヘッドは目標セクタ
に到達するために全体回転(１５ms)を待機すべきであ
る。
【００６３】本発明によるセクタ探索制御方法を用いる
場合電力消費量がどのぐらい低減するかを評価するため
に、全体ストローク長の１／３の探索時間として定義さ
れる平均探索時間に関連した簡単な例を挙げてみる。全
体ストローク長は、図１に示したように、読出し／書込
みヘッド３５が移動する経路によって定義されるアーク
Ｚで示す。システム設計の速度限界によってトラック探
索過程に常に電力増幅器が用いられるのではないため、
このような近似接近法を用いる。例えば、全体ストロー
クトラック探索は全体時間のほぼ半分の速度限界に至
る。この期間の間は摩擦とバイアス力(bias force)など
を克服するために非常に弱い電流のみが印加される。こ
の結果、全体ストローク探索時は全体ストローク探索の
１／３に該当する電力が消耗される。出力される電流を
調べてみれば、探索長が全体ストロークの１／３より長
い時、最大速度限界によって電力消費量が全体ストロー
ク長さ探索の１／３と略同じである。
場合電力消費量がどのぐらい低減するかを評価するため
に、全体ストローク長の１／３の探索時間として定義さ
れる平均探索時間に関連した簡単な例を挙げてみる。全
体ストローク長は、図１に示したように、読出し／書込
みヘッド３５が移動する経路によって定義されるアーク
Ｚで示す。システム設計の速度限界によってトラック探
索過程に常に電力増幅器が用いられるのではないため、
このような近似接近法を用いる。例えば、全体ストロー
クトラック探索は全体時間のほぼ半分の速度限界に至
る。この期間の間は摩擦とバイアス力(bias force)など
を克服するために非常に弱い電流のみが印加される。こ
の結果、全体ストローク探索時は全体ストローク探索の
１／３に該当する電力が消耗される。出力される電流を
調べてみれば、探索長が全体ストロークの１／３より長
い時、最大速度限界によって電力消費量が全体ストロー
ク長さ探索の１／３と略同じである。
【００６４】前記分析は、ディスクドライブの周知の統
計結果と一致する。即ち、全ての可能なトラック探索長
さのうち、総ストローク長の１／３が平均長さであり、
これは電力消費量が最大になる長さとして理解できる。
計結果と一致する。即ち、全ての可能なトラック探索長
さのうち、総ストローク長の１／３が平均長さであり、
これは電力消費量が最大になる長さとして理解できる。
【００６５】７０個のセクタを有し、一定な４０００Ｒ
ＰＭで動作するディスクドライブを用いる下記の実施例
において、スピンドルが一定なＲＰＭでプラッタを回転
させるため、読出し／書込みヘッドが任意のセクタに達
する確率はいずれも同一であると仮定できる。従って、
下記の数式２０のような公式が成立する。
ＰＭで動作するディスクドライブを用いる下記の実施例
において、スピンドルが一定なＲＰＭでプラッタを回転
させるため、読出し／書込みヘッドが任意のセクタに達
する確率はいずれも同一であると仮定できる。従って、
下記の数式２０のような公式が成立する。
【数２０】
【００６６】前記数式２０中、Δｔ＝０.２１４msであ
り、ｎは臨界セクタから移動されるセクタ番号である。
り、ｎは臨界セクタから移動されるセクタ番号である。
【００６７】本発明の方法において、大部分の場合、ト
ラック追従時間がトラック探索時間より大きい。前記数
式２０に示したように、電力消費量が６５％より僅か多
く減少する。本実施例のディスクドライブの場合、表１
の２.３Ｗと比較する時、探索(平均)電力消費量は０.７
９Ｗである。減少された電力消費量は下記の数式２１で
示される。
ラック追従時間がトラック探索時間より大きい。前記数
式２０に示したように、電力消費量が６５％より僅か多
く減少する。本実施例のディスクドライブの場合、表１
の２.３Ｗと比較する時、探索(平均)電力消費量は０.７
９Ｗである。減少された電力消費量は下記の数式２１で
示される。
【数２１】
【００６８】前記数式２１中、Ｎはセクタ数であり、Ｔ
ｓｅｅｋｉｎｇは全体探索長の１／３で定められた平均
探索時間であり、ｎはセクタ番号であり、Δｔはスピン
ドルがプラッタを一つのセクタから次のセクタに移動さ
せるにかかる回転時間である。
ｓｅｅｋｉｎｇは全体探索長の１／３で定められた平均
探索時間であり、ｎはセクタ番号であり、Δｔはスピン
ドルがプラッタを一つのセクタから次のセクタに移動さ
せるにかかる回転時間である。
【００６９】全てのセクタ探索方法に前記数式２１を用
いることができ、ここで、Ｔｓｅｅ ｋｉｎｇは現在トラ
ック及びセクタから目標セクタの位置するトラックに移
動するトラック探索時間である。
いることができ、ここで、Ｔｓｅｅ ｋｉｎｇは現在トラ
ック及びセクタから目標セクタの位置するトラックに移
動するトラック探索時間である。
【００７０】前記６５％の電力減少量は理論的な結果で
ある。アクチュエータの動力学を考慮すれば、起電力は
電流、摩擦、最大移動速度限界に影響を及ぼし、実探索
動作で５０％の電力消費量の減少が期待できる。
ある。アクチュエータの動力学を考慮すれば、起電力は
電流、摩擦、最大移動速度限界に影響を及ぼし、実探索
動作で５０％の電力消費量の減少が期待できる。
【００７１】従来のトラック探索方法では、目標トラッ
ク番号と現在トラック番号との差を入力してアクチュエ
ータアームを駆動させてきた。同様に、本発明でも現在
セクタ番号と目標セクタ番号を知るべきである。ディス
クプラッタに記録されたサーボセクタパターンは、ウェ
ッジ構造によってセクタ間に一定な関係を成立させる。
従って、サーボシステムが目標トラック番号を受信する
と、目標セクタ番号も受信すべきである。
ク番号と現在トラック番号との差を入力してアクチュエ
ータアームを駆動させてきた。同様に、本発明でも現在
セクタ番号と目標セクタ番号を知るべきである。ディス
クプラッタに記録されたサーボセクタパターンは、ウェ
ッジ構造によってセクタ間に一定な関係を成立させる。
従って、サーボシステムが目標トラック番号を受信する
と、目標セクタ番号も受信すべきである。
【００７２】現在セクタ番号とスピンドルＲＰＭを知っ
ていれば、アクチュエータアームを目標セクタに到達さ
せるジャスト−インタイム(just-in time)を計算するこ
とができる。このようなジャスト−インタイムはアクチ
ュエータアームが移動し始める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に達する時まで
の時間として定義され、目標セクタに到達する前にトラ
ック探索時間にトラック追従時間を足した値と同一であ
る。言い換えれば、ジャスト−インタイムは目標セクタ
を通過したり、臨界セクタ位置に関連したスピンドルの
１回転になる前に目標セクタに到達せずに目標セクタに
到達するアクチュエータ移動時間の最大値を用いたもの
である。
ていれば、アクチュエータアームを目標セクタに到達さ
せるジャスト−インタイム(just-in time)を計算するこ
とができる。このようなジャスト−インタイムはアクチ
ュエータアームが移動し始める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に達する時まで
の時間として定義され、目標セクタに到達する前にトラ
ック探索時間にトラック追従時間を足した値と同一であ
る。言い換えれば、ジャスト−インタイムは目標セクタ
を通過したり、臨界セクタ位置に関連したスピンドルの
１回転になる前に目標セクタに到達せずに目標セクタに
到達するアクチュエータ移動時間の最大値を用いたもの
である。
【００７３】実験と理論によれば、一つのトラックから
他のトラックにＰＴＯＣ又はＴＯＣとして考案されたア
クチュエータアーム探索時間の再現性が、一定な許容限
界内で成立することはよく知られている。このように収
集したＰＴＯＣ又はＴＯＣデータは図２に示すように、
トラック長さの関数曲線によって近似化し得る。
他のトラックにＰＴＯＣ又はＴＯＣとして考案されたア
クチュエータアーム探索時間の再現性が、一定な許容限
界内で成立することはよく知られている。このように収
集したＰＴＯＣ又はＴＯＣデータは図２に示すように、
トラック長さの関数曲線によって近似化し得る。
【００７４】次いで、第２臨界セクタデータを対応させ
てアクチュエータの読出し／書込みヘッドが移動する速
度と経路について各トラック上の臨界セクタの相対的位
置を決定する。これにより、特定トラック上の目標セク
タ位置を通ったか、又は臨セクタを通るかを判断し得
る。
てアクチュエータの読出し／書込みヘッドが移動する速
度と経路について各トラック上の臨界セクタの相対的位
置を決定する。これにより、特定トラック上の目標セク
タ位置を通ったか、又は臨セクタを通るかを判断し得
る。
【００７５】図１の実施例において、臨界セクタＣＳ
は、７０個のセクタを有するプラッタでＢ位置から逆回
転方向に数えて６０番目のセクタである。前記実施例に
おいて、１３msの後に臨界セクタＣＳがＢ位置に達する
時、読出し／書込みヘッド３５はＡ位置からＢ位置への
移動を中止する。しかし、アクチュエータ３０の読出し
／書込みヘッド３５が移動する速度と経路が変わること
によって各トラック上の臨界セクタの相対的位置が変わ
る場合、臨界セクタとして代替セクタを選択する。
は、７０個のセクタを有するプラッタでＢ位置から逆回
転方向に数えて６０番目のセクタである。前記実施例に
おいて、１３msの後に臨界セクタＣＳがＢ位置に達する
時、読出し／書込みヘッド３５はＡ位置からＢ位置への
移動を中止する。しかし、アクチュエータ３０の読出し
／書込みヘッド３５が移動する速度と経路が変わること
によって各トラック上の臨界セクタの相対的位置が変わ
る場合、臨界セクタとして代替セクタを選択する。
【００７６】従って、臨界セクタＣＳは最短探索時間を
示す。任意のトラックにおいて、臨界セクタＣＳの直前
に通過する回転方向のセクタは読出し／書込みヘッド３
５が到達する前に完全に１回転すべきなので、全体接近
時間が最も長い。これに対し、任意のトラックにおい
て、臨界セクタＣＳの直後に通過する回転方向のセクタ
は、読出し／書込みヘッド３５が直ちに到達するため、
全体アクセス時間が最も短い。
示す。任意のトラックにおいて、臨界セクタＣＳの直前
に通過する回転方向のセクタは読出し／書込みヘッド３
５が到達する前に完全に１回転すべきなので、全体接近
時間が最も長い。これに対し、任意のトラックにおい
て、臨界セクタＣＳの直後に通過する回転方向のセクタ
は、読出し／書込みヘッド３５が直ちに到達するため、
全体アクセス時間が最も短い。
【００７７】トラック番号、セクタ番号及び相対的位置
を知っていれば、一定な許容限界内でのセクタ探索時間
を決定し得る。該情報をセクタ探索制御過程を示す図３
の流れ図に併用する。
を知っていれば、一定な許容限界内でのセクタ探索時間
を決定し得る。該情報をセクタ探索制御過程を示す図３
の流れ図に併用する。
【００７８】図３はアクチュエータの一定な移動時間の
間に電力消費量を最小化することに基づいている。前記
一定な移動時間は目標セクタ位置と臨界セクタ位置を考
慮して最短トラック探索時間によって決定される。
間に電力消費量を最小化することに基づいている。前記
一定な移動時間は目標セクタ位置と臨界セクタ位置を考
慮して最短トラック探索時間によって決定される。
【００７９】本発明によるディスクドライブ電力消費量
の低減方法は、マグネチックディスクドライブ又は光デ
ィスクドライブに用いることができる。本発明は、特定
ハードウエア、ファームウエア又はソフトウエア応用な
どの多様な形態で具現できる。最適の条件下で、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と同時に目標サーボセ
クタに達する。
の低減方法は、マグネチックディスクドライブ又は光デ
ィスクドライブに用いることができる。本発明は、特定
ハードウエア、ファームウエア又はソフトウエア応用な
どの多様な形態で具現できる。最適の条件下で、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と同時に目標サーボセ
クタに達する。
【００８０】図３を参照すれば、本発明では入力Ｌ
Ｔ(即ち、現在トラックと目標トラックとの位置差)とＴ
ｒｅｖ(即ち、ディスクプラッタの１回転にかかる時間)
を用いる。
Ｔ(即ち、現在トラックと目標トラックとの位置差)とＴ
ｒｅｖ(即ち、ディスクプラッタの１回転にかかる時間)
を用いる。
【００８１】段階２００において、変数Ｔｍｉｎ(ＬＴ)
とＴＨが決定される。Ｔｍｉｎ(Ｌ Ｔ)は最小トラック探
索時間であって、従来のディスクドライブアクチュエー
タ移動システムと同様に計算する。Ｔｍｉｎ(ＬＴ)は、
図１のＡ点とＢ点とよりなる放射状アークＺに従って、
ヘッドを現在トラックから目標トラックに移動させるに
かかる最小時間量である。言い換えれば、Ｔｍｉｎ(Ｌ
Ｔ)は現在トラックから目標トラックまでの最も速い時
間を示す。
とＴＨが決定される。Ｔｍｉｎ(Ｌ Ｔ)は最小トラック探
索時間であって、従来のディスクドライブアクチュエー
タ移動システムと同様に計算する。Ｔｍｉｎ(ＬＴ)は、
図１のＡ点とＢ点とよりなる放射状アークＺに従って、
ヘッドを現在トラックから目標トラックに移動させるに
かかる最小時間量である。言い換えれば、Ｔｍｉｎ(Ｌ
Ｔ)は現在トラックから目標トラックまでの最も速い時
間を示す。
【００８２】ＴＨは、現在サーボセクタと目標サーボセ
クタ間のセクタ数に基づいてアクチュエータヘッド３５
の通過する放射状経路Ｚに目標サーボセクタが進行する
にかかる時間である。従って、ＴＨはディスクプラッタ
の部分回転にかかる時間であって、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(ＲＰＭ)に依存する値である。
クタ間のセクタ数に基づいてアクチュエータヘッド３５
の通過する放射状経路Ｚに目標サーボセクタが進行する
にかかる時間である。従って、ＴＨはディスクプラッタ
の部分回転にかかる時間であって、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(ＲＰＭ)に依存する値である。
【００８３】ＴＨの値はあり得る現在サーボセクタと目
標サーボセクタの各組合せに対してルック−アップテー
ブルに予め貯蔵し得る。
標サーボセクタの各組合せに対してルック−アップテー
ブルに予め貯蔵し得る。
【００８４】さらに、ＴＨは、現在サーボセクタと目標
サーボセクタ間の差に所定の数をかけて計算することも
できる。仮に、スピンドルモータ２０の一定な回転速度
を仮定すれば、現在サーボセクタと目標セクタ間の差に
与えられた地点を通過した単一セクタの回転速度のよう
な定数をかけて計算し得る。この場合、前記定数はディ
スクドライブのＲＰＭをプラッタ内のセクタ数で分けて
決定し得る。さらに、計算前にロジカルアドレスをフィ
ジカルアドレスに転換させなければならない。
サーボセクタ間の差に所定の数をかけて計算することも
できる。仮に、スピンドルモータ２０の一定な回転速度
を仮定すれば、現在サーボセクタと目標セクタ間の差に
与えられた地点を通過した単一セクタの回転速度のよう
な定数をかけて計算し得る。この場合、前記定数はディ
スクドライブのＲＰＭをプラッタ内のセクタ数で分けて
決定し得る。さらに、計算前にロジカルアドレスをフィ
ジカルアドレスに転換させなければならない。
【００８５】段階２１０でΔｔの値は下記の数式２２に
よって決定される。
よって決定される。
【数２２】
【００８６】仮に、Δｔ＝０、即ちＴｍｉｎ(ＬＴ)＝Ｔ
Ｈなら(段階２２０)、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時間に目標
トラックに達する。このような状態で(段階２２５)、ア
クチュエータヘッド移動時間は従来のＴｍｉｎ(Ｌτ)に
設定される。前述したように、そのような発生確率は１
／Ｎである(ここで、Ｎはセクタ数)。
Ｈなら(段階２２０)、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時間に目標
トラックに達する。このような状態で(段階２２５)、ア
クチュエータヘッド移動時間は従来のＴｍｉｎ(Ｌτ)に
設定される。前述したように、そのような発生確率は１
／Ｎである(ここで、Ｎはセクタ数)。
【００８７】仮に、Δｔ＞０、即ちＴｍｉｎ(ＬＴ)＞Ｔ
Ｈなら(段階２３０)、従来のように駆動されたアクチュ
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。この状態で(段階２３５)、アクチュエータヘ
ッド移動時間はＴＨ＋Ｔｒｅ ｖに遅くなる。さらに詳し
くは、目標セクタは現在セクタに近いため、アクチュエ
ータヘッドが目標トラックに到達する前に目標セクタが
アークＺを通過するようになる。従って、前記ヘッドは
目標サーボセクタに達する前にディスクプラッタが再び
回転する間に目標トラックで待機すべきである。ヘッド
を現在トラックから目標トラックに移動させるためのエ
ネルギの最大量を用いず、プラッタが追加回転する間ヘ
ッドを待機させることによって、アクチュエータヘッド
はエネルギ節約モードでＴＨ＋Ｔｒｅｖに遅くなる。こ
うして、アクチュエータヘッドは部分回転ＴＨと完全回
転Ｔｒｅｖの後、目標サーボセクタがアークＺに到達す
る時間と略同時に目標トラックに達する。
Ｈなら(段階２３０)、従来のように駆動されたアクチュ
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。この状態で(段階２３５)、アクチュエータヘ
ッド移動時間はＴＨ＋Ｔｒｅ ｖに遅くなる。さらに詳し
くは、目標セクタは現在セクタに近いため、アクチュエ
ータヘッドが目標トラックに到達する前に目標セクタが
アークＺを通過するようになる。従って、前記ヘッドは
目標サーボセクタに達する前にディスクプラッタが再び
回転する間に目標トラックで待機すべきである。ヘッド
を現在トラックから目標トラックに移動させるためのエ
ネルギの最大量を用いず、プラッタが追加回転する間ヘ
ッドを待機させることによって、アクチュエータヘッド
はエネルギ節約モードでＴＨ＋Ｔｒｅｖに遅くなる。こ
うして、アクチュエータヘッドは部分回転ＴＨと完全回
転Ｔｒｅｖの後、目標サーボセクタがアークＺに到達す
る時間と略同時に目標トラックに達する。
【００８８】仮に、Δｔ＜０、即ちＴｍｉｎ(ＬＴ)＜Ｔ
Ｈなら(段階２４０)、従来のように駆動されたアクチュ
エータヘッドは目標セクタを通過する前に目標トラック
に達する。この状態で、前記アクチュエータヘッド移動
時間はＴＨに遅くなる。さらに詳しくは、目標セクタが
現在セクタに近くにおらず、アクチュエータヘッドが目
標トラックに到達した後に目標セクタがアークＺを通過
するようになる。従って、前記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ているべき
である。ヘッドを現在トラックから目標トラックに移動
させるためにエネルギの最大量を用いず、目標セクタが
アークＺに達する時までヘッドを待機させることによっ
て、アクチュエータヘッドはエネルギ節約モードでＴＨ
に遅くなる。こうして、アクチュエータヘッドは目標サ
ーボセクタがアークＺに達する時間とほぼ同時に目標ト
ラックに達する。
Ｈなら(段階２４０)、従来のように駆動されたアクチュ
エータヘッドは目標セクタを通過する前に目標トラック
に達する。この状態で、前記アクチュエータヘッド移動
時間はＴＨに遅くなる。さらに詳しくは、目標セクタが
現在セクタに近くにおらず、アクチュエータヘッドが目
標トラックに到達した後に目標セクタがアークＺを通過
するようになる。従って、前記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ているべき
である。ヘッドを現在トラックから目標トラックに移動
させるためにエネルギの最大量を用いず、目標セクタが
アークＺに達する時までヘッドを待機させることによっ
て、アクチュエータヘッドはエネルギ節約モードでＴＨ
に遅くなる。こうして、アクチュエータヘッドは目標サ
ーボセクタがアークＺに達する時間とほぼ同時に目標ト
ラックに達する。
【００８９】以上の説明では、具体的な特定事項を示し
たが、これに限られることなく本発明を実施できること
は、当技術分野で通常の知識を有する者には自明であ
る。
たが、これに限られることなく本発明を実施できること
は、当技術分野で通常の知識を有する者には自明であ
る。
【００９０】
【発明の効果】以上から述べてきたように、本発明は、
最後の二つの各結果において、データアクセス時間に支
障を来すことなく節電し得る。最後の二つの場合におい
て、アクチュエータヘッド移動時間は従来のアクチュエ
ータヘッドが目標サーボセクタを通過する時まで前記ト
ラックを待機してから追従するにかかる時間ほど遅くな
る。‘トラック追従’時間分ほどアクチュエータヘッド
を遅くすることによって、目標トラックを通過する時間
にアクチュエータヘッドを目標サーボセクタに到達させ
ることによって、データアクセス時間の犠牲無しに電力
消費を減らし得る。
最後の二つの各結果において、データアクセス時間に支
障を来すことなく節電し得る。最後の二つの場合におい
て、アクチュエータヘッド移動時間は従来のアクチュエ
ータヘッドが目標サーボセクタを通過する時まで前記ト
ラックを待機してから追従するにかかる時間ほど遅くな
る。‘トラック追従’時間分ほどアクチュエータヘッド
を遅くすることによって、目標トラックを通過する時間
にアクチュエータヘッドを目標サーボセクタに到達させ
ることによって、データアクセス時間の犠牲無しに電力
消費を減らし得る。
【００９１】従って、本発明では、アクチュエータヘッ
ドの速度が遅くなるので、ディスクドライブの総電力消
費量が減少する。かつ、電流の増加された移動時間の第
２電力に反比例するため、予想時間より長く前記バッテ
リを使用し得る。
ドの速度が遅くなるので、ディスクドライブの総電力消
費量が減少する。かつ、電流の増加された移動時間の第
２電力に反比例するため、予想時間より長く前記バッテ
リを使用し得る。
【００９２】本発明の他の利点は、ディスクドライブに
おける音響雑音が駆動電流の高周波成分によって発生さ
れるという事実に基因する。即ち、電流が高いほど探索
時間は縮むが、高周波成分がより多く発生する。本発明
では、探索時間が延びるにつれて音響雑音のレベルも減
少するが、全体データアクセス速度は影響を受けない。
おける音響雑音が駆動電流の高周波成分によって発生さ
れるという事実に基因する。即ち、電流が高いほど探索
時間は縮むが、高周波成分がより多く発生する。本発明
では、探索時間が延びるにつれて音響雑音のレベルも減
少するが、全体データアクセス速度は影響を受けない。
【００９３】本発明のさらに他の利点は、読出し／書込
みヘッドが速く移動するほど、ディスクドライブの移動
部品が摩耗され易いため、アクチュエータアームの移動
速度を低減することによって、システムの信頼度及び寿
命の向上が図られる。
みヘッドが速く移動するほど、ディスクドライブの移動
部品が摩耗され易いため、アクチュエータアームの移動
速度を低減することによって、システムの信頼度及び寿
命の向上が図られる。
【図１】本発明の実施例によって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
プラッタの表面概略図。
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
プラッタの表面概略図。
【図２】トラック長さの関数として従来のＰＴＯＣ又は
ＴＯＣデータを示すグラフ。
ＴＯＣデータを示すグラフ。
【図３】アクチュエータの一定な移動時間の間に電力消
費を最小化するための本発明によるセクタ探索制御流れ
図。
費を最小化するための本発明によるセクタ探索制御流れ
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 姜 彰益 アメリカ合衆国 95134 カリフォルニア サンホゼ，プルメリア ドライブ ウエ スト75
Claims (5)
- 【請求項１】 現在トラックと現在セクタから目標トラ
ックと目標セクタにアクチュエータヘッドを移動させる
間、ディスクドライブの電力消費を低減するための適応
型セクタ探索方法において、 前記アクチュエータヘッドの移動による放射状アークに
従って前記現在トラックから前記目標トラックにアクチ
ュエータヘッドを移動させるにかかる第１時間を示す第
１変数を決定する（ａ）段階と、 前記現在サーボセクタから前記目標サーボセクタが放射
状アークに進行される時間まで測定された第２時間を示
す第２変数を決定する（ｂ）段階と、 前記第１変数と第２変数が同一な場合、前記第１時間と
実質的に同一な第１速度で前記アクチュエータヘッドを
移動させる（ｃ）段階と、 前記第１変数と第２変数が同一でない場合、前記第１速
度より遅い第２速度で前記アクチュエータヘッドを移動
させる（ｄ）段階と、からなることを特徴とする適応型
セクタ探索方法。 - 【請求項２】 前記(ｄ)段階において、前記第２変数が
前記第１変数より大きい場合、前記第２速度が前記第２
時間と同一であることを特徴とする請求項１記載の適応
型セクタ探索方法。 - 【請求項３】 前記(ｄ)段階において、前記第１変数が
前記第２変数より大きい場合、前記第２速度は前記ディ
スクドライブの１回転時間と前記第２時間との和と同一
であることを特徴とする請求項１記載の適応型セクタ探
索方法。 - 【請求項４】 前記(ｄ)段階において、前記第１変数が
第２変数より大きい場合、前記第２速度は前記ディスク
ドライブの１回転時間と前記第２時間との和と同一であ
ることを特徴とする請求項２記載の適応型セクタ探索方
法。 - 【請求項５】 現在トラックと現在セクタから目標トラ
ックと目標セクタにアクチュエータヘッドを移動させる
間、ディスクドライブの電力消費を低減するための適応
型セクタ探索方法において、 前記現在トラックと目標トラック間の位置差のＬＴと、
ディスクドライブプラッタの１回転時間のＴｒｅｖを入
力として提供する段階と、 前記アクチュエータヘッドの移動による放射状アークに
従って前記アクチュエータヘッドを前記現在トラックか
ら前記目標トラックに移動させるにかかる最小トラック
探索時間のＴｍｉｎ(ＬＴ)変数と、前記現在サーボセク
タから前記目標サーボセクタが放射状アークに達する時
までの回転時間のＴＨ変数を決定する段階と、 Δｔ＝Ｔｍｉｎ(ＬＴ)−ＴＨの関係式に基づいてΔｔを
計算する段階と、 Δｔ＝０なら、前記アクチュエータヘッド移動時間をＴ
ｍｉｎ(ＬＴ)に設定する段階と、 Δｔ＞０なら、前記アクチュエータヘッド移動時間をＴ
Ｈ＋Ｔｒｅｖに設定する段階と、 Δｔ＜０なら、前記アクチュエータヘッド移動時間をＴ
Ｈに設定する段階と、を含むことを特徴とする適応型セ
クタ探索方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/919,153 US6038096A (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Adaptive sector seeking method for reducing disk drive power consumption |
| US08/919153 | 1997-08-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11134822A true JPH11134822A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=25441602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10243022A Pending JPH11134822A (ja) | 1997-08-28 | 1998-08-28 | ディスクドライブの電力消費を低減し得る適応型セクタ探索方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6038096A (ja) |
| JP (1) | JPH11134822A (ja) |
| KR (1) | KR100288291B1 (ja) |
| DE (1) | DE19839031A1 (ja) |
| GB (1) | GB2328780B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6314473B1 (en) * | 1998-03-05 | 2001-11-06 | Convolve, Inc. | System for removing selected unwanted frequenices in accordance with altered settings in a user interface of a data storage device |
| JP3910736B2 (ja) * | 1998-07-27 | 2007-04-25 | 株式会社東芝 | ディスク記憶装置及び同装置におけるサーボセクタアドレスエラー検出方法 |
| US7433144B2 (en) | 1999-03-04 | 2008-10-07 | Convolve, Inc. | Dynamic system control method |
| US6339811B1 (en) * | 1999-04-21 | 2002-01-15 | Seagate Technologh Llc | Rotationally optimized seek initiation |
| US6741414B1 (en) | 1999-06-15 | 2004-05-25 | Tokyo Electron Limited | Joint spindle speed and head position control in rotating media storage systems |
| SG106039A1 (en) * | 2000-01-11 | 2004-09-30 | Univ Singapore | Robust triple-mode compensator for hard disk drives with dynamic friction |
| US6658535B1 (en) | 2000-01-19 | 2003-12-02 | International Business Machines Corporation | Non-interfering seek behavior modification for improved hard drive performance |
| US6704159B2 (en) | 2000-06-20 | 2004-03-09 | Seagate Technology Llc | Automatic acoustic management system for a disc drive |
| US6657811B1 (en) | 2001-05-25 | 2003-12-02 | Western Digital Technologies, Inc. | Mobile device and disk drive having a seek current profile responsive to an environment signal |
| KR100421416B1 (ko) * | 2001-11-16 | 2004-03-09 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | 이동 단말기 진단 장치에서 프린트 등급별 색상을 이용한화면 표시 방법 |
| JP2003173638A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-20 | Toshiba Corp | ディスク記憶装置及びモータ制御方法 |
| JP3579395B2 (ja) | 2001-12-27 | 2004-10-20 | 株式会社東芝 | ディスク記憶装置及びアクセス方法 |
| JP2006040354A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Toshiba Corp | 垂直記録用パターンドディスク媒体及び同媒体を搭載した磁気ディスクドライブ |
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| US7437502B1 (en) | 2005-04-20 | 2008-10-14 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive adjusting operating mode based on historical proximity of host commands |
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| US8090902B1 (en) | 2009-05-22 | 2012-01-03 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive adjusting command execution in response to control circuitry die temperature |
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| US9418689B2 (en) | 2014-10-09 | 2016-08-16 | Western Digital Technologies, Inc. | Data storage device generating an operating seek time profile as a function of a base seek time profile |
| US9208815B1 (en) | 2014-10-09 | 2015-12-08 | Western Digital Technologies, Inc. | Data storage device dynamically reducing coast velocity during seek to reduce power consumption |
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| JP2024044754A (ja) | 2022-09-21 | 2024-04-02 | 株式会社東芝 | 磁気ディスク装置 |
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| US5402200A (en) * | 1988-02-04 | 1995-03-28 | Conner Peripherals, Inc. | Low-power hard disk drive system architecture |
| JPH0834050B2 (ja) * | 1988-03-25 | 1996-03-29 | 日本電信電話株式会社 | シーク制御回路 |
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-
1997
- 1997-08-28 US US08/919,153 patent/US6038096A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-08-27 KR KR1019980034903A patent/KR100288291B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-08-27 DE DE19839031A patent/DE19839031A1/de not_active Withdrawn
- 1998-08-28 GB GB9818793A patent/GB2328780B/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-28 JP JP10243022A patent/JPH11134822A/ja active Pending
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| DE19839031A1 (de) | 1999-03-18 |
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| GB9818793D0 (en) | 1998-10-21 |
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