KR100725957B1 - 하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브용 자기헤드의오버라이트 특성 최적화 방법 및 그 방법을 수행하는컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체 - Google Patents

하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브용 자기헤드의오버라이트 특성 최적화 방법 및 그 방법을 수행하는컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체 Download PDF

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Abstract

하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 오버라이트 특성 최적화 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체가 개시된다. 본 발명의 하드디스크 드라이브는, 데이터가 기록 및 저장되되, 회전축심에 대해 등각도 간격으로 분할된 복수의 섹터(Sector)를 가지며 적어도 일방향으로 회전가능한 디스크; 회전하는 디스크의 반경방향으로 이동하면서 디스크의 데이터를 읽거나 쓰는 자기헤드; 및 쓰기 동작이 시작되어 디스크의 회전에 의해 섹터들이 자기헤드와 하나씩 대응 배치되면서 지나갈 때, 섹터들 각각과 대응하는 위치에서 자기헤드로 각 섹터에 대하여 개별적인 오버 슈트 컨트롤(OSC, Over Shoot Control)이 인가되도록 제어하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 자기헤드의 오버라이트(Overwrite) 특성이 최적화됨으로써 특히, 섹터와 섹터 사이의 영역에서 오버라이트 특성이 저하되는 것을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 전반적으로 기록성(Write ability)이 향상될 수 있다.
HDD, 자기헤드, 쓰기, 쓰기 특성, 최적화, WC, OSC

Description

하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 오버라이트 특성 최적화 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체{Hard Disk Drive, Method for Optimizing Overwrite Properties to Magnetic Head, and Recording Media for Computer Program therefor}
도 1은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 부분 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 하드디스크 드라이브에서 디스크 영역의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 구동 회로에 대한 개략적 블록도이다.
도 4는 본 발명의 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 쓰기 특성 최적화 방법에 따라 작성된 쓰기 강도 스코프(Write Strength Scope)를 설명하기 위한 개략적인 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 디스크 팩 11 : 디스크
12 : 스핀들 모터 16 : 클램프 스크루
20 : 스핀들 모터 허브 30 : 클램프
41 : 자기헤드 60 : 콘트롤러
본 발명은, 하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 오버라이트 특성 최적화 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자기헤드의 오버라이트(Overwrite) 특성이 최적화됨으로써 특히, 섹터와 섹터 사이의 영역에서 오버라이트 특성이 저하되는 것을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 전반적으로 기록성(Write ability)이 향상될 수 있는 하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 오버라이트 특성 최적화 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive)는 전자장치와 기계장치로 이루어져 디지털 전자 펄스를 보다 영구적인 자기장으로 바꾸어서 데이터를 기록 및 재생해 주는 방식의 기억장치로서, 대량의 데이터를 고속으로 액세스(Access)할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템의 보조 기억 장치 등으로써 현재 널리 사용되고 있다.
이러한 하드디스크 드라이브는 최근 높은 TPI(Track Per Inch, 인치당 트랙 수) 및 높은 BPI(Bits Per Inch, 인치당 비트 수) 구현으로 고용량화되고 있으며, 그 적용 영역도 확대되고 있는 실정이다.
하드디스크 드라이브에 마련된 디스크(Disk)는 스핀들 모터(Spindle Motor)에 회전가능하게 탑재되고, 정보는 보이스코일모터(VCM, Voice Coil Motor)에 의해 회전되는 액추에이터 아암에 탑재된 자기헤드(읽기/쓰기 헤드라 하기도 함)에 의해 억세스 된다.
보이스코일모터는 전류에 의해 여자되어 액추에이터 아암을 회전시키고 자기헤드를 이동시킨다. 자기헤드는 디스크의 표면으로부터 나오는 자기의 변화를 감지하여 디스크의 데이터 트랙(Track)에 기록된 정보를 읽거나 쓴다.
트랙에 정보를 쓰기 위해, 전류가 자기헤드로 공급된다. 공급된 전류는 자계를 발생시키고 이것은 디스크 표면을 자화시킨다.
하드디스크 드라이브에 사용되는 미디어 예컨대, 디스크는 CoCrPt 물질을 바탕으로 하는 자성 물질로 이루어져 있다. 이 미디어의 자성층은 주변 온도 변화에 따라 그 특성이 변한다.
특히, 저온 환경에서는 자성층의 보자력(Hc, Coercivity)이 증가하는데, 이 때문에 기록된 정보를 오버라이트(Overwrite)하기 위해서는 더 강한 쓰기 필드(write field)를 요구하게 된다.
자기헤드의 특성이 저온에서의 보자력(Hc) 증가를 극복하지 못할 경우, 적절한 쓰기가 이루어지지 못하여 비트 깨짐(비트 개악(corruption))과 같은 불량 현상이 나타난다. 일반적으로 이런 현상을 소위, 약한 쓰기(WW, Weak Write)라 한다.
특히, 저온에서는 정확한 데이터를 쓰거나 이전 데이터를 제대로 덮어쓰지 못하는 오버라이트 특성 저하 문제가 두드러진다.
반대로, 고온에서는 보자력(Hc)이 감소하기 때문에 쓰기 특성은 향상된다. 하지만, 고온에서는 동일한 조건의 쓰기 필드(Write Field)에 대하여 너무 강하게 쓰이는 현상으로 인하여 옆 트랙에 간섭을 주는 소위, 트랙 침범(TE, Track Encroachment)이나 인접 트랙 소거(ATE, Adjacent Track Erase)와 같은 문제를 유발한다. 인접 트랙 소거(ATE)란 자기헤드에 공급되는 쓰기 전류(기록 전류라 하기도 함)에 의해 타겟 트랙(Target Track)에 인접한 트랙(Adjacent Track)에 쓰인 데이터가 소거되는 현상을 말한다.
한편, 하드디스크 드라이브에서 기록성(Write ability)은 매우 중요한 특성이다. 좋은 기록성을 달성하기 위한 자기헤드의 쓰기 특성(Write Properties)은 온도에 의한 영향을 많이 받기 때문에 그에 적절한 대응 방법이 요구된다.
일반적으로 하드디스크 드라이브에서는, 약한 쓰기(WW)와 인접 트랙 소거(ATE)에 대처하기 위해 하드디스크 드라이브의 온도를 예측한 후, 저온에서는 쓰기 전류(WC, Write Current, 이하 WC라 함) 및 오버 슈트 컨트롤(OSC, Over Shoot Control, 이하 OSC라 함)을 증가시켜 저온에서의 기록성을 증대시키는 방법을 사용하여 왔다.
특히, 종래기술에서는, 저온에서 쓰기 동작이 시작되어 디스크가 회전하고, 이에 의해 섹터들이 자기헤드와 하나씩 대응 배치되면서 지나갈 때, 최초 몇 개(대략 5개 정도 내외)의 섹터(Sector)와 대응하는 자기헤드로 미리 결정된 OSC를 동일하게 더해주어 고온이 되면, 그 후 쓰기를 하는 모든 섹터에 대해 프로세스(Process) 과정에서 결정된 WC를 빼주는 알고리듬(Algorithm)을 사용해 왔다. 이를 소위, 멀티 섹터(multi-sector) PTPC(Pole Tip Protrusion Control, 폴 팁 돌기 콘트롤)이라 한다.
참고로, 자기헤드 영역은 알루미나 티타늄 카바이드 복합체(Al2O3-AlTiC)로 된 비금속 성분의 슬라이더에 퍼멀로이(Permalloy)로 된 금속 성분의 폴(Pole)이 내장된 구조를 가진다. 따라서 쓰기 전류가 계속해서 흐르면 금속과 비금속 사이의 열팽창 계수의 차이로 인해 금속 성분의 폴 주변이 부풀어 올라 돌출되는 현상이 발생하는데, 이를 통해 디스크에 대한 자기헤드의 부상 높이를 조절할 수 있다. 디스크에 대한 자기헤드의 부상 높이가 낮을수록 정확한 쓰기가 이루어질 수 있다. 이러한 일련의 콘트롤을 PTPC라 하는 것이다.
그런데, 이러한 종래기술에 따르면, 전술한 바와 같이, 복수개의 섹터에 대해 동일한 값의 OSC를 자기헤드로 인가하고 있기 때문에 실제로 하드디스크 드라이브가 가지는 오버라이트 특성이 제대로 보완될 수 없는 문제점이 있다.
특히, 섹터와 섹터 사이의 영역은 자화되는 디스크의 자기적인 특성으로 인해 오버라이트 특성이 현저하게 저하되는데, 종래기술의 경우에는 이러한 상황을 무시한 상태에서 몇 개의 섹터에 대응하는 자기헤드에 일률적으로 동일한 OSC를 인가하고 있는 바, 섹터와 섹터 사이의 영여에서 자기헤드의 오버라이트 특성이 현저히 저하될 수밖에 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 자기헤드의 오버라이트(Overwrite) 특성이 최적화됨으로써 특히, 섹터와 섹터 사이의 영역에서 오버라이트 특성이 저하되는 것을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 전반적으로 기록성(Write ability)이 향상될 수 있는 하 드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 오버라이트 특성 최적화 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 데이터가 기록 및 저장되되, 회전축심에 대해 등각도 간격으로 분할된 복수의 섹터(Sector)를 가지며 적어도 일방향으로 회전가능한 디스크; 회전하는 상기 디스크의 반경방향으로 이동하면서 상기 디스크의 데이터를 읽거나 쓰는 자기헤드; 및 쓰기 동작이 시작되어 상기 디스크의 회전에 의해 상기 섹터들이 상기 자기헤드와 하나씩 대응 배치되면서 지나갈 때, 상기 섹터들 각각과 대응하는 위치에서 상기 자기헤드로 각 섹터에 대하여 개별적인 오버 슈트 컨트롤(OSC, Over Shoot Control)이 인가되도록 제어하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에 의해 달성된다.
여기서, 상기 콘트롤러는 상기 자기헤드가 해당 섹터의 앞쪽 부분에 위치할 경우, 해당 위치에서 상기 자기헤드로 상기 해당 섹터의 뒤쪽 부분보다 상대적으로 높은 오버 슈트 컨트롤(OSC)이 인가되도록 제어한다.
상기 상대적으로 높은 오버 슈트 컨트롤(OSC)은, 상기 해당 섹터와 그 전방에 배치된 섹터 사이의 영역을 포함한 최 앞쪽 부분에 상기 자기헤드가 위치할 경우에 상기 자기헤드로 인가된다.
상기 쓰기 동작이 저온에서 진행되어 소정의 상온에 도달될 때까지, 상기 자기헤드로 인가되는 오버 슈트 컨트롤(OSC)은 점진적으로 낮아진다.
상기 자기헤드에 개별적으로 인가된 오버 슈트 컨트롤(OSC)에 기초하여 작성 된 소정의 쓰기 강도 스코프(Write Strength Scope)는 커브(Curve) 형상을 이루는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, (a) 회전하는 디스크에 대의 반경방향으로 이동하면서 자기헤드의 쓰기 동작이 수행되는 단계; 및 (b) 상기 디스크에 형성된 섹터들이 자기헤드와 하나씩 대응 배치되면서 지나갈 때, 상기 섹터들 각각과 대응하는 위치에서 상기 자기헤드로 개별적인 오버 슈트 컨트롤(OSC, Over Shoot Control)이 인가되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 오버라이트 특성 최적화 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 (b) 단계에서는, 상기 자기헤드가 해당 섹터의 앞쪽 부분에 위치할 경우, 해당 위치에서 상기 자기헤드로 상기 해당 섹터의 뒤쪽 부분보다 상대적으로 높은 오버 슈트 컨트롤(OSC)이 인가되도록 제어한다.
상기 상대적으로 높은 오버 슈트 컨트롤(OSC)은, 상기 해당 섹터와 그 전방에 배치된 섹터 사이의 영역을 포함한 최 앞쪽 부분에 상기 자기헤드가 위치할 경우에 상기 자기헤드로 인가된다.
상기 쓰기 동작이 저온에서 진행되어 소정의 상온에 도달될 때까지, 상기 자기헤드로 인가되는 오버 슈트 컨트롤(OSC)은 점진적으로 낮아진다.
상기 자기헤드에 개별적으로 인가된 오버 슈트 컨트롤(OSC)에 기초한 소정의 쓰기 강도 스코프(Write Strength Scope)는 커브(Curve) 형상을 이루는 것이 유리하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 하드디스크 드라이브에서 디스크 영역의 개략적인 평면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브는, 데이터를 기록 저장하는 디스크(11, Disk)와 디스크(11)를 지지하여 회전시키는 스핀들 모터(12, Spindle Motor)를 갖는 디스크 팩(10, Disk Pack)과, 디스크(11) 상의 데이터를 독출하는 헤드 스택 어셈블리(40, HSA, Head Stack Assembly)와, 이들 구성 부품들이 조립되는 베이스(52, Base)와, 베이스(52)의 하부에 결합되며 대부분의 회로 부품들을 PCB(Printed Circuit Board) 상에 장착하여 각종 부품들을 제어하는 인쇄회로기판조립체(50, PCBA, Printed Circuit Board Assembly)와, 베이스(52)의 상부를 덮는 커버(54, Cover)를 구비한다.
헤드 스택 어셈블리(40)는 디스크(11) 상에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독취하기 위한 운반체(Carriage)이다.
이러한 헤드 스택 어셈블리(40)는 디스크(11) 상에 데이터를 쓰거나 기록된 데이터를 읽기 위한 자기헤드(41)와, 자기헤드(41)가 디스크(11) 상의 데이터를 액세스(Access)할 수 있도록 피봇축(40a)을 축심으로 디스크(11) 상을 선회하는 액추에이터 아암(42)과, 피봇축(40a)을 회전가능하게 지지하며 액추에이터 아암(42)이 결합되어 지지되는 피봇축 홀더(43)와, 피봇축 홀더(43)에서 액추에이터 아암(42)의 반대방향에 마련되며 도시 않은 보이스코일모터(VCM, Voice Coil Motor)의 마그네트 사이에 위치하도록 보이스코일(45, 도 3 참조)이 권회된 보빈(미도시)을 포함 한다.
보이스코일모터는 자기헤드(41)를 디스크(11) 상의 원하는 위치에 이동시키기 위하여 액추에이터 아암(42)을 회동시키는 일종의 구동모터로서, 플레밍의 왼손법칙 즉, 자계 속에 있는 도체에 전류를 흘렸을 때 힘이 발생하는 원리를 이용한 것인데, 마그네트 사이에 위치하는 보이스코일(45, 도 3 참조)에 전류를 인가함으로써 보빈에 힘을 가하여 보빈을 회동시키게 된다.
이로써, 피봇축 홀더(43)에서 보빈과 반대방향으로 연장된 액추에이터 아암(42)이 회동되어 그 끝단에 지지된 자기헤드(41)가 회전하는 디스크(11) 상의 반경방향으로 이동하면서 트랙(Track)을 검색하여 액세스(Access)하고, 액세스된 정보를 신호처리 하게 된다.
자세하게 도시하고 있지는 않지만, 자기헤드(41)가 탑재된 슬라이더(미도시)를 디스크(11)의 표면쪽으로 탄성 바이어스되게 지지하는 서스펜션(미도시)의 단부에는 서스펜션의 단부로부터 연장된 엔드 탭(End tap, 미도시)이 장착되어 있다. 엔드 탭은 전원이 오프(off)되어 디스크(11)의 회전이 정지될 때, 헤드 스택 어셈블리(40)의 회전 동작에 기초하여 램프(56, Ramp)에 파킹됨으로써 자기헤드(41)가 디스크(11)의 표면에 접촉하는 것을 방지한다. 이처럼 엔드 탭이 램프(56)에 파킹되는 것을 소위, 램프 로딩 방식이라 한다.
스핀들 모터(12)는, 디스크(11)의 회전축심을 형성하는 샤프트(14, Shaft)의 반경방향 외측에 마련되어 디스크(11)를 지지하는 스핀들 모터 허브(20, Spindle Motor Hub)와, 스핀들 모터 허브(20)의 상부에 결합되는 클램프(30, Clamp)와, 클 램프(30)를 가압하여 디스크(11)가 스핀들 모터 허브(20)에 고정되도록 하는 클램프 스크루(16, Clamp Screw)를 포함한다.
데이터를 기록 저장하는 디스크(11)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 서보(Servo) 정보와 데이터(Data) 정보가 저장되는 객체로서의 트랙(Track)과 이들을 회전축심에 대해 등각도 간격으로 분할한 단위 객체의 섹터(Sector)가 형성되어 있다. 트랙은 보통, 디스크(11)에 수 내지 수십만 개가 형성되고, 섹터는 수백개 정도로 분할된다.
다시 도 1을 참조할 때, 디스크(11)는 단일개로 마련될 수도 있지만, 보다 많은 데이터의 기록 및 저장을 위해 베이스(52) 내에 높이 방향을 따라 2개가 장착된다. 이럴 경우, 각 디스크(11)들 사이에는 디스크(11)들을 상호 이격시키는 링 형상의 스페이서(13, Spacer)가 마련된다.
본 실시예의 경우, 2개의 디스크(11) 사이에 하나의 스페이서(13)가 마련되어 2개의 디스크(11)를 상호 이격시키고 있다. 스페이서(13)는 양 디스크(11) 사이에 배치된 상태로 스핀들 모터 허브(20)의 측부에 결합되어 양 디스크(11)가 상호 이격된 상태로 스핀들 모터 허브(20)에 지지되도록 한다.
스핀들 모터 허브(20)의 상면에는 판면으로부터 소정 길이 돌출된 돌출보스(21)가 형성되어 있다. 클램프(30)는 돌출보스(21)에 삽입되는 보스공(32)을 가지며 외측 테두리부(33)가 디스크(11)에 접촉되고 내측 테두리부(31)가 돌출보스(21)에 접촉되도록 설치된다.
이에, 클램프 스크루(16)가 클램프(30)의 보스공(32)을 통해 삽입된 후, 샤 프트의 내측으로 체결되어 클램프(30)의 내측 테두리부(31)를 가압하면, 이에 따라 클램프(30)의 외측 테두리부(33)가 디스크(11)를 탄성적으로 가압하여 디스크(11)를 스핀들 모터 허브(20)에 고정될 수 있게 된다. 이처럼 디스크(11)는 클램프 스크루(16)가 클램프(30)를 소정의 클램핑 포스(Clamping Force)로 가압함에 따라 스핀들 모터 허브(20)에 고정될 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 구동 회로에 대한 개략적 블록도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 하드디스크 드라이브는, 보이스코일모터의 구동 및 자기헤드(41)의 움직임을 제어하기 위하여 보이스코일(45)에 구동 전류를 공급하는 VCM구동부(44)와, 리드/라이트(R/W) 채널(64) 및 리드 프리앰프 & 라이트 드라이버(63)에 의하여 자기헤드(41)에 연결된 콘트롤러(60)를 구비한다.
정보는 전형적으로 리드/라이트(R/W) 채널(64)로부터 호스트 인터페이스(65)로 전송된다. 호스트 인터페이스(65)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 시스템에 인터페이스하기 위한 제어 회로를 포함하고 있다.
리드/라이트(R/W) 채널(64)은, 재생 모드에서는 자기헤드(41)로부터 읽혀져 리드 프리앰프 & 라이트 드라이버(63)에서 증폭된 아날로그 신호를 호스트 컴퓨터(미도시)가 판독할 수 있는 디지털 신호로 변조시켜 호스트 인터페이스(65)로 출력하고, 기록 모드에서는 호스트 컴퓨터로부터 사용자 데이터를 호스트 인터페이스(65)를 통하여 수신하여 디스크(11)에 기록할 수 있도록 기록 전류로 변환시켜 리드 프리앰프 & 라이트 드라이버(63)로 출력시키도록 신호처리를 실행한다.
콘트롤러(60)는 디지털 신호 프로세서(DSP : Digital Signal Processor), 마이크로 프로세서, 마이크로 콘트롤러 등이 될 수 있으며, 소프트웨어(software) 또는 펌 웨어(firmware)로 구현될 수도 있다. 콘트롤러(60)는 디스크(11)로부터 데이터를 리드하거나 또는 디스크(11)에 데이터를 기록하기 위하여 리드/라이트(R/W) 채널(64)로 제어신호를 공급한다.
콘트롤러(60)에는 읽기 전용 메모리(61a, ROM, Read Only Memory) 또는 플레쉬 메모리와 같은 비휘발성 메모리, 그리고 랜덤 억세스 메모리(61b, RAM, Random Access Memory)가 결합되어 있다. 여기서 메모리(61)는 소프트웨어 루틴을 실행시키기 위하여 콘트롤러(60)에 의하여 사용되어지는 명령어 및 데이터를 포함하고 있다. 소프트웨어 루틴의 하나로서 한 트랙에서 다른 트랙으로 자기헤드(41)를 이동시키는 시크 루틴이 있다. 시크 루틴은 자기헤드(41)를 정확한 트랙을 이동시키는 것을 보증하기 위한 서버 제어 루틴을 포함하고 있다.
이러한 콘트롤러(60)는 인쇄회로기판조립체(50, 도 1 참조)에 실장되는데, 전술한 일련의 제어 외에도 후술하는 바와 같이, 자기헤드(41)에 오버라이트 특성(Overwrite Properties)이 최적화될 수 있는 제어를 담당한다.
한편, 종래기술의 경우, 복수개의 섹터에 대해 동일한 값의 OSC를 자기헤드(41)로 인가하고 있기 때문에 실제로 하드디스크 드라이브가 가지는 오버라이트 특성이 제대로 발휘될 수 없었다. 특히, 섹터와 섹터 사이의 영역에서 오버라이트의 특성이 현저히 저하된다. 따라서 전반적으로 기록성(Write ability)이 저하될 수밖에 없었다.
이에, 본 발명에서는 콘트롤러(60)를 통해 자기헤드(41)로 각 섹터에 대하여 개별적인 오버 슈트 컨트롤(OSC, Over Shoot Control, 이하 OSC라 함)이 인가되도록 제어하고 있는 것이다.
종래기술의 제어 방식을 멀티 섹터(multi-sector) PTPC(Pole Tip Protrusion Control, 폴 팁 돌기 콘트롤)라 하였다면, 본 실시예에서 제시하는 방식은 소위, 원 섹터(one-sector) PTPC(Pole Tip Protrusion Control)로 불릴 수 있다.
도 4는 본 발명의 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 쓰기 특성 최적화 방법에 따라 작성된 쓰기 강도 스코프(Write Strength Scope)를 설명하기 위한 개략적인 그래프이다.
전술한 도 2 및 도 3을 포함하여 도 4를 참조할 때, 본 발명에서 콘트롤러(60)는 디스크(11)에 형성된 복수개의 섹터들 각각에 자기헤드(41)가 위치하는 경우, 해당 위치에서 자기헤드(41)로 각 섹터에 대하여 개별적인 OSC를 인가되도록 제어하고 있다.
즉, 콘트롤러(60)는 쓰기 동작이 시작되어 디스크(11)의 회전에 의해 섹터들이 자기헤드(41)와 하나씩 대응 배치되면서 지나갈 때, 섹터들 각각과 대응하는 위치에서 자기헤드(41)로 각 섹터에 대하여 개별적인 OSC이 인가되도록 제어하고 있다.
이 때, 콘트롤러(60)는 자기헤드(41)가 해당 섹터의 앞쪽 부분에 위치할 경우, 해당 위치에서 자기헤드(41)로 상대적으로 높은 OSC가 인가되도록 VCM구동부(44)를 제어한다.
예를 들어, 도 4에 확대 도시한 바와 같이, A 섹터 상에 자기헤드(41)가 위치하여 A 섹터 영역에서 쓰기 동작이 이루어진다고 가정할 경우, 콘트롤러(60)는 자기헤드(41)가 A 섹터의 앞쪽 부분에 위치하면 이 위치에서 자기헤드(41)로 상대적으로 높은 OSC가 인가되도록 VCM구동부(44)를 제어하는 것이다.
이러한 방법은 A 섹터뿐만 아니라 도시한 B 섹터를 포함하여 디스크(11)에 형성된 모든 섹터들에 각각 개별적으로 적용된다.
상대적으로 높게 인가되는 OSC를 B 섹터를 기준으로 설명하면, 자기헤드(41)가, B 섹터와 그 전방에 위치한 A 섹터 사이의 영역(G)을 포함한 최 앞쪽 부분(F)에 위치할 경우에 최대로 인가된다. 그런 다음에는 해당 섹터인 B 섹터의 뒤쪽 부분으로 갈수록 낮아진다(도 4의 확대부분 L 참조).
물론, 인가되는 OSC는 일정량의 하드디스크 드라이브에 대해 통계적으로 설계된 값으로 적용된다.
한편, 도 4의 그래프를 참조할 때, 그래프 ①은 저온에서부터 고온에 이르기까지의 쓰기 동작에 따른 개략적인 온도 곡선을 나타낸다. 그래프는 최초, 저온에서부터 온도가 상승하기 시작하여 상온에 도달하면 일정 수준 거의 직선의 형태로 유지되고, 그 후에 고온으로 다시 상향하는 모양을 갖는다.
따라서 콘트롤러(60)가 자기헤드(41)로 각 섹터에 대하여 개별적인 OSC가 인가되도록 제어하기는 하되, 특히 저온에서는 인가되는 OSC가 상온 대비 클 필요가 있으며, 고온에서는 오히려 쓰기 전류나(WC, Write Current, 이하 WC라 함)를 낮출 필요가 있다.
즉, 쓰기 동작이 저온에서 시작될 때는 자기헤드(41)로 인가되는 OSC가 높아야 하고, 쓰기 동작이 진행되어 소정의 상온에 도달될 때까지는 자기헤드(41)로 인가되는 OSC이 점진적으로 낮아져야 하며, 고온에 도달하면 오히려 WC를 빼주어야만, 해당 온도에 따른 쓰기 동작이 원활해질 수 있어 오버라이트 특성이 향상될 수 있으며, 이를 토대로 전반적인 기록성이 좋아질 수 있다.
참고로, WC나 OSC는 하드디스크 드라이브 내에서 특정 기록기의 쓰기 강도(Write Strength)에 기초하여 제어된다. 따라서 오버라이트 특성을 보완하기 위한 쓰기 강도 스코프(Write Strength Scope)는 도 4의 그래프 ②에 나타난 바와 같이, 거의 그래프 ①에 반대되는 형상을 가지게 된다.
결국, 본 발명에서는 자기헤드(41)로 각 섹터에 대하여 개별적인 OSC를 인가되도록 제어하고 있으며, 오버라이트 특성을 보완하기 위한 쓰기 강도 스코프(Write Strength Scope)는 도 4의 그래프 ②와 같아야 하므로, 이들을 종합할 때, 쓰기 강도 스코프는 도 4의 그래프 ③과 같은 모양을 갖게 된다.
이 때, 자기헤드(41)로 각 섹터에 대하여 개별적으로 인가된 OSC에 기초하여 작성된 소정의 쓰기 강도 스코프는 커브(Curve) 형상을 이루는 것이 바람직한 것이다.
이러한 구성을 갖는 하드디스크 드라이브의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
우선, 하드디스크 드라이브로 전원이 인가되면 인가된 전원에 의해 디스크(11)가 회전한다. 디스크(11)가 회전하면, 자기헤드(41)가 탑재된 슬라이더에 디스 크(11)의 회전에 의한 양력과 서스펜션에 의한 탄성력이 작용하게 된다.
이에 따라, 슬라이더는 양력과 탄성력이 평형을 이루는 높이에서 디스크(11)의 데이터영역(data zone) 위에 부상된 상태를 유지하게 되므로 슬라이더에 탑재된 자기헤드(41)는 회전하는 디스크(11)와 일정한 간격을 유지하며 디스크(11)에 데이터를 읽고 쓴다.
이처럼 쓰기 동작이 시작되어 디스크(11)의 회전에 의해 섹터들이 자기헤드(41)와 하나씩 대응 배치되면서 지나갈 때, 콘트롤러(60)는 섹터들 각각과 대응하는 위치에서 자기헤드(41)로 각 섹터에 대하여 개별적인 OSC이 인가되도록 VCM구동부(44)를 제어한다.
즉, 콘트롤러(60)는 자기헤드(41)가 해당 섹터의 앞쪽 부분에 위치할 경우, 특히, 해당 섹터와 그 전방에 배치된 섹터 사이의 영역을 포함한 최 앞쪽 부분에 자기헤드(41)가 위치할 경우에 자기헤드(41)로 상대적으로 높은 OSC가 인가되도록 한 후, 뒤쪽으로 갈수록 낮아지도록 제어한다. 이는 모든 섹터들에 각각 적용되는데, 특히, 저온 환경에서는 상온에 도달할 때까지 점진적으로 OSC가 낮아지도록 제어한다.
이처럼, 자기헤드(41)가 섹터와 섹터 사이 영역을 포함한 해당 섹터의 앞쪽 부분에 위치할 경우, 자기헤드(41)로 상대적으로 높은 OSC를 인가함으로써, 하드디스크 드라이브가 가지는 오버라이트 특성을 제대로 보완할 수 있다.
특히, 섹터와 섹터 사이에 디스크(11)의 자기적인 특성으로 인해 오버라이트가 잘 이루어지지 않는 것을 해소할 수 있게 된다.
다음, 그런 다음, 전원이 오프(off)되어 디스크(11)의 회전이 정지되는 경우에는, 슬라이더를 들어올리던 양력이 사라진다. 따라서 슬라이더에 탑재된 자기헤드(41)는 헤드 스택 어셈블리(40)의 회전 동작에 기초하여 램프(56)에 파킹될 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 자기헤드(41)의 오버라이트 특성이 최적화됨으로써 특히, 섹터와 섹터 사이의 영역에서 오버라이트 특성이 저하되는 것을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 전반적으로 기록성이 향상될 수 있게 된다.
전술한 실시예의 경우, 램프 로딩 방식이 적용되는 하드디스크 드라이브에 대해 설명하였지만, CSS(Contact Start Stop) 방식이 적용되는 하드디스크 드라이브에도 본 발명의 사상을 적용할 수 있음은 물론이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자기헤드의 오버라이트(Overwrite) 특성이 최적화됨으로써 특히, 섹터와 섹터 사이의 영역에서 오버라이트 특성이 저하되는 것을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 전반적으로 기록성(Write ability)이 향상될 수 있다.

Claims (11)

  1. 데이터가 기록 및 저장되며, 회전축심에 대해 등각도 간격으로 분할된 복수의 섹터(Sector)를 가지며 적어도 일방향으로 회전가능한 디스크;
    회전하는 상기 디스크에 대하여 반경방향으로 이동하면서 상기 디스크의 데이터를 읽거나 쓰는 자기헤드; 및
    쓰기 동작이 시작되어 상기 디스크의 회전에 의해 상기 섹터들이 상기 자기헤드와 하나씩 대응 배치되면서 지나갈 때, 상기 섹터들 각각과 대응하는 위치에서 상기 자기헤드로 각 섹터에 대하여 개별적인 오버 슈트 컨트롤(OSC, Over Shoot Control)이 인가되도록 제어하는 콘트롤러를 포함하며,
    상기 자기헤드에 개별적으로 인가된 오버 슈트 컨트롤(OSC)에 기초하여 작성된 소정의 쓰기 강도 스코프(Write Strength Scope)는 커브(Curve) 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 자기헤드가 해당 섹터의 앞쪽 부분에 위치할 경우, 해당 위치에서 상기 자기헤드로 상기 해당 섹터의 뒤쪽 부분보다 상대적으로 높은 오버 슈트 컨트롤(OSC)이 인가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상대적으로 높은 오버 슈트 컨트롤(OSC)은, 상기 해당 섹터와 그 전방 에 배치된 섹터 사이의 영역을 포함한 최 앞쪽 부분에 상기 자기헤드가 위치할 경우에 상기 자기헤드로 인가되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 쓰기 동작이 저온에서 진행되어 소정의 상온에 도달될 때까지, 상기 자기헤드로 인가되는 오버 슈트 컨트롤(OSC)은 점진적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  5. 삭제
  6. (a) 회전하는 디스크에 대하여 반경방향으로 이동하면서 자기헤드의 쓰기 동작이 수행되는 단계; 및
    (b) 상기 디스크에 형성된 섹터들이 자기헤드와 하나씩 대응 배치되면서 지나갈 때, 상기 섹터들 각각과 대응하는 위치에서 상기 자기헤드로 개별적인 오버 슈트 컨트롤(OSC, Over Shoot Control)이 인가되도록 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 자기헤드에 개별적으로 인가된 오버 슈트 컨트롤(OSC)에 기초한 소정의 쓰기 강도 스코프(Write Strength Scope)는 커브(Curve) 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 오버라이트 특성 최적화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서는, 상기 자기헤드가 해당 섹터의 앞쪽 부분에 위치할 경우, 해당 위치에서 상기 자기헤드로 상기 해당 섹터의 뒤쪽 부분보다 상대적으로 높은 오버 슈트 컨트롤(OSC)이 인가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 오버라이트 특성 최적화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상대적으로 높은 오버 슈트 컨트롤(OSC)은, 상기 해당 섹터와 그 전방에 배치된 섹터 사이의 영역을 포함한 최 앞쪽 부분에 상기 자기헤드가 위치할 경우에 상기 자기헤드로 인가되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 오버라이트 특성 최적화 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 쓰기 동작이 저온에서 진행되어 소정의 상온에 도달될 때까지, 상기 자기헤드로 인가되는 오버 슈트 컨트롤(OSC)은 점진적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 오버라이트 특성 최적화 방법.
  10. 삭제
  11. 제6항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따른 하드디스크 드라이브용 자기헤드의 쓰기 특성 최적화 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체.
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KR20050064708A (ko) * 2003-12-24 2005-06-29 삼성전자주식회사 하드디스크 드라이브의 기록 전류 제어 방법

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