KR20090087261A - Hard disk drive and access method thereof - Google Patents

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KR20090087261A
KR20090087261A KR1020080012599A KR20080012599A KR20090087261A KR 20090087261 A KR20090087261 A KR 20090087261A KR 1020080012599 A KR1020080012599 A KR 1020080012599A KR 20080012599 A KR20080012599 A KR 20080012599A KR 20090087261 A KR20090087261 A KR 20090087261A
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이승동
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주식회사 다산네트웍스
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Abstract

A hard disk drive and an access method thereof are provided to keep data and recover default sector when an error occurs, by storing the same data copies in several locations on a disk. A hard disk drive(1) includes a disk(10), a head(20), and a controller(30). The head records the same data in several locations on the disk surface or reads out the same data recorded in several locations. The controller operates the head to read the recorded data in the fastest access time.

Description

하드디스크 드라이브 및 그 엑세스 방법 {Hard disk drive and access method thereof}Hard disk drive and access method {Hard disk drive and access method

본 발명은 하드디스크 드라이브 및 그 엑세스 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접근시간이 단축된 하드디스크 드라이브 및 그 엑세스 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hard disk drive and an access method thereof, and more particularly, to a hard disk drive and a method of access thereof having shortened access time.

하드디스크 드라이브(hard disk drive)는 자성체를 입힌 원판형 디스크를 회전시키면서 데이터를 저장하고 읽어내는 보조기억장치이다. 디스크 위에는 트랙이라고 하는 동심원이 그려져 있으며, 이 동심원 안에 데이터를 전자적으로 기록하게 되는데 헤드는 트랙에 정보를 기록하거나 읽어내는 역할을 한다.A hard disk drive is a secondary memory device that stores and reads data while rotating a magnetic disk coated disk. Concentric circles called tracks are drawn on the disk, and data is recorded electronically in the concentric circles, and the head is used to record or read information on the track.

하드디스크 드라이브는 가격이 싸고 기억용량이 크기 때문에 컴퓨터에 많이 사용된다. 나아가 하드디스크 드라이브는 컴퓨터뿐만 아니라 HDD 레코더, 휴대 전화, 자동차 네비게이션, 휴대용 음악 플레이어, 캠코터, 오락기 등 그 이용 분야도 점점 다양해지고 있다.Hard disk drives are often used in computers because of their low cost and large storage capacity. Furthermore, hard disk drives are not only computers, but also are increasingly used in HDD recorders, mobile phones, car navigation systems, portable music players, camcoasters, and entertainment devices.

하드디스크 드라이브의 속도는 용량과 더불어 하드디스크 드라이브의 성능을 나타내는 중요한 기준 중 하나이다. 하드디스크 드라이브의 속도를 측정하는 지표 로는 전송시간(Transfer time) 및 접근시간(Access time)이 있다. 그 중 접근시간은 데이터를 읽어들이거나 기록하기 위해 하드디스크 드라이브의 헤드의 위치를 디스크 표면 위의 특정 트랙으로 이동시키는 데 소요되는 시간으로써, 접근시간이 빠를수록 하드디스크 드라이브의 작동속도는 빠르며 성능이 우수한 것으로 인식된다.The speed of a hard disk drive is one of the important criteria that indicates the performance of a hard disk drive along with its capacity. Indicators for measuring the speed of a hard disk drive include transfer time and access time. Among them, the access time is the time required to move the position of the head of the hard disk drive to a specific track on the surface of the disk to read or write data. The faster the access time, the faster the performance of the hard disk drive and the faster the performance. It is recognized that this is excellent.

접근시간을 단축하기 위해 다양한 장치 및 방법들이 제안되었다. 그 중 디스크의 회전속도를 높이는 방법이 제안되었는데, 이러한 방법은 디스크의 잦은 진동 또는 과열 등의 기계적인 문제점이 발생할 수 있다. 또 다른 방법으로는 디스크의 동일면에 여러 개의 헤드를 배치하는 방법이 있는데, 이러한 방법은 여러 개의 헤드를 일괄적으로 제어하기 어려우며 과열 등의 문제점이 발생할 수 있다.Various devices and methods have been proposed to shorten the access time. Among them, a method of increasing the rotational speed of the disk has been proposed, which may cause mechanical problems such as frequent vibration or overheating of the disk. Another method is to arrange a plurality of heads on the same surface of the disk, it is difficult to control the plurality of heads in a batch and problems such as overheating may occur.

따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 접근시간이 단축된 하드디스크 드라이브 및 그 엑세스 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a hard disk drive and a method of access thereof, which have been devised to solve the above-mentioned problems of the related art.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 접근시간이 단축된 하드디스크 드라이브 및 그 엑세스 방법을 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention proposes a hard disk drive and a method of access thereof shortened access time.

보다 구체적으로는 본 발명의 일 양상에 따르면 전술한 목적은, 데이터가 저장되는 디스크, 디스크 표면의 복수의 위치에 동일한 데이터를 기록하거나 복수의 위치에 기록된 동일한 데이터를 판독하는 헤드 및 동일한 데이터가 기록된 복수의 위치 중 접근시간이 가장 빠른 위치에 기록된 데이터를 판독하도록 헤드를 작동시키는 제어부를 포함하는 하드디스크 드라이브에 의해 달성된다.More specifically, in accordance with an aspect of the present invention, the above object is to provide a disk in which data is stored, a head for recording the same data at a plurality of locations on the surface of the disk or reading the same data recorded at the plurality of locations, and the same data. An access time of the plurality of recorded positions is achieved by a hard disk drive including a control unit for operating the head to read data recorded at the earliest position.

한편 본 발명의 다른 양상에 따르면 전술한 목적은, 디스크 표면의 복수의 위치에 동일한 데이터를 저장하는 데이터 기록부 및 동일한 데이터가 저장된 복수의 위치 중 접근시간이 가장 빠른 위치에 기록된 데이터를 읽는 데이터 판독부를 포함하는 하드디스크 드라이브에 의해서도 달성된다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, the above object is a data recording unit for storing the same data in a plurality of positions on the surface of the disk and a data read for reading the data recorded at the position of the fastest access time among the plurality of positions in which the same data is stored. It is also achieved by a hard disk drive containing a wealth.

한편 본 발명의 또 다른 양상에 따르면 전술한 목적은, 디스크 표면의 복수의 위치에 동일한 데이터를 기록하는 단계 및 동일한 데이터가 기록된 복수의 위치 중 접근시간이 가장 빠른 위치에 기록된 데이터를 판독하는 단계를 포함하는 하드 디스크 드라이브의 엑세스 방법에 의해서도 달성된다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, the above object is to record the same data in a plurality of positions on the surface of the disc and to read the data recorded in the position with the fastest access time among the plurality of positions in which the same data is recorded. It is also achieved by a method of accessing a hard disk drive comprising the steps.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면 접근시간이 단축된 하드디스크 드라이브 및 그 엑세스 방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, a hard disk drive and a method of access thereof having shortened access time are provided.

즉 하드디스크 드라이브의 기계적인 부분을 크게 변경하지 않고서도 디스크 표면의 서로 다른 위치에 동일한 데이터가 기록되도록 제어하여 헤드의 접근속도를 향상시키는 효과가 있다.In other words, it is possible to improve the access speed of the head by controlling the same data to be recorded at different positions on the disk surface without significantly changing the mechanical part of the hard disk drive.

나아가 디스크 표면의 복수의 위치에 동일한 데이터 사본을 저장함으로써 섹터에 오류가 발생하는 불량 섹터의 경우에도 디스크의 다른 위치에 저장된 사본을 이용하여 데이터를 보존하거나 이를 통해 불량 섹터를 복구할 수 있다. 또한 장애 허용성(fault tolerance, resilience)을 높일 수 있는 효과가 있다.Furthermore, by storing the same copy of the data in a plurality of locations on the surface of the disk, even in the case of a bad sector in which a sector fails, the copy stored in another location of the disk can be used to preserve the data or thereby recover the bad sector. It also has the effect of increasing fault tolerance (resilience).

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention; In the following description of the present invention, if it is determined that detailed descriptions of related well-known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브(1)의 개관도이다.1 is an overview view of a hard disk drive 1 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 하드디스크 드라이브(1)는 디스크(10), 헤드(20) 및 제어부(30)를 포함한다. 나아가 스핀들(12), 엑츄에이터(22), 엑츄에이터 모터(24)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the hard disk drive 1 includes a disk 10, a head 20, and a controller 30. Furthermore, the spindle 12 may further include an actuator 22 and an actuator motor 24.

디스크(10)는 표면의 서로 다른 위치에 동일한 데이터가 저장된다. 플래터(platter)라고도 불리는 디스크(10)는 스핀들(12,spindle)에 의해 회전 가능하며, 데이터는 액츄에이터 모터(24,actuator motor)에 의해 회전되는 액츄에이터(22)와 연결된 헤드(20)에 의해 엑세스된다. 이때 엑츄에이터(22)는 디스크(10) 상에 기록된 데이터를 엑세스할 수 있도록 헤드(20)를 플라잉(flying)시킨다.The disk 10 stores the same data in different locations on the surface. The disk 10, also called a platter, is rotatable by a spindle 12 and data is accessed by a head 20 connected with an actuator 22 that is rotated by an actuator motor 24. do. At this time, the actuator 22 may fly the head 20 so that the data recorded on the disk 10 can be accessed.

구체적으로 하드디스크 드라이브(1)는 여러 개의 동일한 데이터를 디스크(10)의 한 면에 저장한다. 예를 들면 디스크(10) 한 면의 서로 다른 두 위치에 동일한 데이터를 저장할 수 있다. 또는 디스크 표면의 세 개 이상의 서로 다른 위치에 동일한 데이터를 각각 저장할 수 있다. 여기서 동일한 데이터는 디스크 표면의 서로 다른 위치에 무작위로 저장될 수 있으나, 디스크 표면의 균등하게 분할되는 위치에 각각 저장될 수 있다. 예를 들면 디스크 표면의 이분할 또는 삼분할되는 위치에 해당되는 섹터(secter)에 동일한 데이터가 저장될 수 있다.Specifically, the hard disk drive 1 stores several identical data on one side of the disk 10. For example, the same data may be stored in two different locations on one side of the disk 10. Alternatively, the same data can be stored in three or more different locations on the disk surface. Here, the same data may be randomly stored at different locations on the disk surface, but may be stored at evenly divided locations on the disk surface. For example, the same data may be stored in a sector corresponding to a position which is divided into two parts or three parts of the disk surface.

헤드(20)는 디스크(10) 일 면의 서로 다른 위치에 동일한 데이터를 기록하거나 서로 다른 위치에 기록된 동일한 데이터 중 특정 데이터를 판독한다. 이때 헤드(20)는 디스크(10) 표면으로부터 생성되는 자기의 변화를 감지하여 디스크(10)에 기록된 정보를 판독한다. 또한 전류가 헤드(20)로 공급되어 디스크(10)에 데이터 를 기록한다. 전류는 자기장을 발생시키고 발생한 자기장은 디스크(10) 표면을 자화시켜 데이터를 기록할 수 있다.The head 20 writes the same data at different positions on one surface of the disc 10 or reads specific data among the same data recorded at different positions. At this time, the head 20 senses a change in magnetism generated from the surface of the disk 10 and reads the information recorded on the disk 10. In addition, current is supplied to the head 20 to write data to the disk 10. The current generates a magnetic field, and the generated magnetic field magnetizes the surface of the disk 10 to record data.

한편 제어부(30)는 디스크(10) 표면의 다른 위치들에 동일한 데이터를 저장하도록 헤드(10)를 제어한다. 또는 동일한 데이터가 기록된 디스크(10)의 서로 다른 위치 중 접근시간이 가장 빠른 위치에 기록된 데이터를 판독하도록 헤드(10)를 제어한다. 접근시간은 헤드의 위치를 디스크의 특정 데이터가 저장된 위치에 이동시키는 데 소요되는 시간이다. 접근시간이 향상됨에 따라 디스크 이용속도가 빨라질 수 있다. 나아가 복수 개의 동일한 데이터 중 어느 하나가 불량하더라도 나머지 다른 데이터를 판독할 수 있으므로 데이터가 훼손 없이 보존되므로 데이터 이용률이 향상될 수 있다. 제어부(30)는 호스트로부터 전송된 데이터를 제어한다. 호스트는 컴퓨터뿐만 아니라 HDD 레코더, 휴대 전화, 자동차 네비게이션, 휴대용 음악 플레이어, 캠코터, 오락기 등일 수 있으나 이 외의 다양한 전자 장치가 가능하다.Meanwhile, the controller 30 controls the head 10 to store the same data at different positions on the surface of the disk 10. Alternatively, the head 10 is controlled to read data recorded at a position where the access time is the fastest among different positions of the disc 10 on which the same data is recorded. The access time is the time taken to move the head position to the position where the specific data of the disk is stored. As access time improves, disk utilization may increase. Furthermore, even if any one of the plurality of the same data is bad, the remaining other data can be read, so that the data utilization rate can be improved since the data is preserved without being damaged. The controller 30 controls the data transmitted from the host. The host may be not only a computer but also a HDD recorder, a mobile phone, a car navigation device, a portable music player, a camcoaster, a game machine, etc., but various other electronic devices are possible.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 제어부(30)의 구성도이다.2 is a block diagram of a control unit 30 of a hard disk drive according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 하드디스크 드라이브의 제어부(30)는 데이터 기록부(100) 및 데이터 판독부(110)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the control unit 30 of the hard disk drive includes a data recording unit 100 and a data reading unit 110.

데이터 기록부(100)는 디스크 표면의 서로 다른 위치에 동일한 데이터를 저장한다. 데이터 기록부(100)는 동일한 데이터를 디스크 표면에 무작위로 저장할 수 있으나, 디스크 표면의 균등하게 분할되는 위치에 각각 저장할 수 있다. 이 경 우 평균접근시간(Average access time)은 균등하게 분할되는 수인 n분의 1로 감소할 수 있다. 평균접근시간은 하드디스크 드라이브에서 특정 데이터의 판독 또는 기록이 끝난 후부터 다음 데이터의 판독 또는 기록이 끝날 때까지 소요되는 평균시간을 말한다.The data recorder 100 stores the same data at different positions on the disk surface. The data recorder 100 may randomly store the same data on the disk surface, but may store the same data in equally divided positions on the disk surface. In this case, average access time can be reduced to one-nth, an evenly divided number. The average access time is the average time taken from the end of reading or writing specific data from the hard disk drive to the end of reading or writing the next data.

데이터 판독부(110)는 데이터 기록부(100)를 통해 동일한 데이터가 저장된 디스크의 여러 위치 중 접근시간이 가장 빠른 위치에 기록된 데이터를 읽는다. 이때 데이터 판독부(110)는 디스크 표면의 여러 위치 중 현재의 헤드 위치와 가장 근접한 위치에 저장된 데이터를 읽는다. 접근시간은 헤드의 위치를 디스크 표면의 특정 위치에 이동시키는 데 소요되는 시간이다.The data reading unit 110 reads the data recorded in the position where the access time is fastest among the various positions of the disk on which the same data is stored through the data recording unit 100. At this time, the data reading unit 110 reads the data stored at the position closest to the current head position among the various positions on the disk surface. Access time is the time taken to move the head position to a specific position on the disk surface.

구체적으로 제어부(30)는 서보 메카니즘(Servo mechanism)을 통해 헤드를 디스크 상의 동일한 데이터가 저장된 서로 다른 위치들 중 현재의 헤드 위치와 가장 가까운 위치에 해당되는 트랙에 선택적으로 위치시킨다. In detail, the controller 30 selectively positions the head on a track corresponding to a position closest to the current head position among different positions where the same data on the disk is stored through a servo mechanism.

이때 헤드를 특정 트랙에 위치시키는 것은 트랙 탐색(track seek) 및 트랙 추종(track following)으로 이루어지는 두 단계의 서보 제어에 의해 실행될 수 있다. 트랙 탐색은 동일한 데이터가 저장된 디스크의 여러 위치들 중 현재 헤드가 위치한 트랙으로부터 가장 근접한 트랙으로 헤드를 이동시키는 단계이다. 트랙 추종은 트랙 탐색을 통해 이동된 헤드가 트랙을 정확하게 추종하는 단계로써 헤드가 일단 하나의 트랙에 위치되는 경우 정확한 독출 또는 기록을 위해 헤드를 트랙의 중심선을 추종하도록 유지시킨다.At this time, positioning the head on a specific track can be performed by two stages of servo control consisting of track seek and track following. Track search is the step of moving the head from the track in which the current head is located to the nearest track among the various positions of the disc on which the same data is stored. Track following is a step in which a head moved through track search accurately follows a track and keeps the head following the track's centerline for accurate reading or writing once the head is located on one track.

이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브(1)는 동일한 데 이터가 기록된 디스크의 여러 위치들을 탐색하여 탐색된 위치들로부터 현재 헤드의 위치와의 거리를 계산한다. 계산 결과 가장 근접한 거리의 위치에 헤드를 위치시키도록 제어한다. 이때 데이터 판독부(110)를 통해 헤드가 위치한 트랙의 데이터를 읽도록 통제할 수 있다.To this end, the hard disk drive 1 according to an exemplary embodiment of the present invention searches for various positions of the disk on which the same data is recorded, and calculates a distance from the found positions to the current head position. As a result of the calculation, it is controlled to position the head at the position of the nearest distance. At this time, the data reading unit 110 may control to read data of the track where the head is located.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 동작을 설명하기 위한 참조도이다.3 is a reference diagram for describing an operation of a hard disk drive according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 하드디스크 드라이브의 데이터 기록부(100)는 디스크(10) 표면의 복수의 위치에 동일한 데이터를 기록한다. 예를 들면 도 3과 같이 디스크(10) 표면 트랙의 서로 다른 세 개의 섹터에 동일한 데이터를 기록할 수 있다. 이때 호스트, 예를 들면 컴퓨터로부터 들어온 쓰기 요청에 따라 데이터를 여러 개의 복사본으로 분산하여 디스크(10) 일 면의 서로 다른 위치에 기록할 수 있다.Referring to FIG. 3, the data recording unit 100 of the hard disk drive records the same data at a plurality of positions on the surface of the disk 10. For example, the same data can be recorded in three different sectors of the surface track of the disk 10 as shown in FIG. In this case, the data may be distributed into multiple copies according to a write request from a host, for example, a computer, and recorded in different locations on one surface of the disk 10.

한편 데이터 판독부(110)는 데이터 기록부(100)를 통해 동일한 데이터가 저장된 디스크의 여러 위치들 중 접근시간이 가장 빠른 위치에 기록된 데이터를 읽는다. 예를 들면 도 3과 같이 현재의 헤드 위치와 가장 근접한 위치에 헤드를 위치시켜 데이터를 판독할 수 있다. 즉 쓰기 동작으로 기록된 복수 개의 저장본 중 현재의 헤드 위치에서 가장 빨리 엑세스할 수 있는 디스크의 섹터를 찾아서 읽은 후 호스트, 예를 들면 컴퓨터의 요청에 응답할 수 있다.On the other hand, the data reading unit 110 reads the data recorded in the position where the access time is fastest among the various positions of the disk on which the same data is stored through the data recording unit 100. For example, as shown in FIG. 3, the head may be positioned at the position closest to the current head position to read data. In other words, among the plurality of storages recorded by the write operation, the sector of the disk which can be quickly accessed at the current head position is found and read, and then responded to a request of a host, for example, a computer.

나아가 데이터 판독부(110)는 접근시간이 가장 빠른 위치의 섹터가 불량할 경우 디스크의 여러 위치들 중 불량한 섹터에서 접근시간이 가장 빠른 위치의 섹터에 기록된 데이터를 판독할 수 있다. 불량 섹터는 하드디스크 드라이브에서 물리 적 손상이나 자기적 결함으로 정보를 기록할 수 없거나 정보의 저장이 불안정한 상태로 된 영역으로서, 사용 중에 발생할 수 있다. 이 경우 불량 섹터들에 정보가 저장될 경우에는 데이터 저장이 불안정해지므로 데이터가 손실될 가능성이 있다. Further, when the sector at the position with the fastest access time is bad, the data reading unit 110 may read data recorded in the sector at the position with the fastest access time from the bad sector among the various positions of the disk. Bad sectors are areas in the hard disk drive where information could not be recorded due to physical damage or magnetic defects or the storage of information became unstable, which can occur during use. In this case, when the information is stored in the bad sectors, data storage becomes unstable, which may lead to data loss.

그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브는 데이터의 복사본을 포함함에 따라, 하나의 불량 섹터가 발생한 경우에도 복사본이 존재하는 다른 섹터를 통해 데이터를 읽거나 복구할 수 있다. 즉 잉여의 복사본이 존재하므로, 한 섹터에서의 오류 발생율이 E라고 가정하면 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 오류 발생율은 En으로 감소될 수 있다.However, since a hard disk drive according to an embodiment of the present invention includes a copy of data, even if one bad sector occurs, the hard disk drive may read or recover data through another sector in which the copy exists. That is, since there is a redundant copy, assuming that the error rate in one sector is E, the error rate of the hard disk drive according to the embodiment of the present invention can be reduced to E n .

또한 평균고장간격(Mean Time Between Failures : 이하 MTBF라 칭함) 또한 향상될 수 있다. 여기서 MTBF는 신뢰도 척도의 하나로 수리 가능한 장치의 어떤 고장과 다음 고장 사이, 즉 수리 완료로부터 다음 고장까지 고장없이 작동되는 시간의 평균값이다. 평균값은 가동중인 시간의 총 합을 고장 횟수로 나누어 계산할 수 있는데, 디스크의 불량 섹터를 잉여의 다른 섹터로 대체 가능함에 따라 MTBF를 연장할 수 있다.Mean Time Between Failures (MTBF) can also be improved. Here MTBF is one of the reliability measures, which is the average of the number of hours of failure-free operation between the failure of the repairable device and the next failure, that is, from completion of the repair to the next failure. The average value can be calculated by dividing the total number of uptimes by the number of failures, and the MTBF can be extended as the bad sectors on the disk can be replaced by a surplus of other sectors.

나아가 장애 허용성(fault tolerance, resilience)을 높일 수 있다. 장애 허용성은 정전이나 하드웨어 등에 장애가 발생하여 정상적으로 작동할 수 없는 상황이 발생하였을 때 데이터가 분실되거나 진행 중인 작업이 훼손되는 사태가 일어나지 않도록 컴퓨터가 대응하는 능력이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브는 동일한 데이터의 잉여 복사본이 디스크에 저장되므로 이러한 대응 능력이 향상되어 장애 허용성을 높일 수 있다.Furthermore, fault tolerance and resilience can be increased. Fault tolerance is a computer's ability to prevent data loss or ongoing work being damaged when a power failure or hardware failure occurs that prevents normal operation. In the hard disk drive according to the exemplary embodiment of the present invention, since redundant copies of the same data are stored on the disk, the corresponding capability may be improved to increase fault tolerance.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 디스크 상의 트랙에 구성된 데이터 포맷도이다.4 is a data format diagram organized on tracks on a disc of a hard disc drive according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 헤드에 대응되는 트랙은 서보 섹터와 데이터 섹터가 서로 번갈아가며 위치되는데, 서보 섹터는 트랙 탐색 및 트랙 추종 등의 서보 제어를 실행하며 데이터 섹터는 데이터를 기록하기 위해 마련된다. 여기서 데이터 섹터는 ID필드(IDentification field)와 데이터 필드로 구분되는데, ID필드에는 해당 데이터 섹터를 식별하기 위한 헤더 정보가 기록되고 데이터필드에는 데이터가 기록된다. 데이터 섹터 전후 위치에는 서보 섹터가 위치한다. 데이터 섹터는 도 4와 같이 동일한 데이터 필드, 예를 들면 제1 데이터필드를 포함하는 데이터 섹터가 트랙의 서로 다른 섹터에 중복 저장될 수 있다.Referring to FIG. 4, the track corresponding to the head is alternately located between the servo sector and the data sector. The servo sector executes servo control such as track search and track following, and the data sector is provided to record data. Here, the data sector is divided into an ID field and an data field. In the ID field, header information for identifying the data sector is recorded, and data is recorded in the data field. Servo sectors are located before and after the data sectors. As shown in FIG. 4, a data sector including the same data field, for example, a first data field, may be redundantly stored in different sectors of a track.

한편 데이터 섹터는 논리블록주소(Logical Block Address : 이하 LBA라 칭함)로 구분되며, 엑세스할 때 한 섹터를 블록 단위로 정해 첫 번째 섹터를 0번으로 일련번호를 매긴 다음 그 번호를 주소 삼아 물리적인 실린더와 헤드, 그리고 섹터의 3차원 주소로 바꿔 지정된다. LBA가 나타내는 실린더 수, 헤드 수, 섹터 수는 모두 실제의 물리적인 수와 다르며 논리적인 방법으로 데이터 주소를 다시 구성한 것이다. On the other hand, data sectors are divided into logical block addresses (hereinafter referred to as LBAs) .When accessing, one sector is designated as a block unit, the first sector is serially numbered 0, and then the physical address is addressed. It is specified with the three-dimensional address of the cylinder, head, and sector. The number of cylinders, heads, and sectors represented by the LBA are all different from the actual physical numbers, and the data addresses are reconstructed in a logical way.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 엑세스 시간을 설명하기 위한 참조도이다.5 is a reference diagram illustrating an access time of a hard disk drive according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 도 5와 같이 데이터를 디스크의 서로 다른 위치들(100a, 100b)에 저장함으로써 데이터가 헤드에 도달되는 시간을 줄일 수 있다. 즉 디스크의 회전각도를 단위시간당 각변위량인 각속도로 나눈 값을 접근시간으로 계산하면, 현재 헤드(20)의 위치와 멀리 떨어진 섹터(100a)의 접근시간은 현재 헤드(20)의 위치와 가까이 위치하는 섹터(100b)보다 더 느리다. 따라서 데이터 판독시 헤드(20)가 가까이 위치한 섹터(100b)에 위치되도록 함으로써, 접근시간이 단축되어 하드디스크 드라이브의 작업 속도가 빨라지며 성능이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 5, as shown in FIG. 5, the data is stored in different positions 100a and 100b of the disk, thereby reducing the time for which the data reaches the head. That is, when the rotation angle of the disk is divided by the angular velocity, which is the angular displacement per unit time, as the access time, the approach time of the sector 100a far from the position of the current head 20 is located close to the position of the current head 20. Is slower than sector 100b. Therefore, when the data is read, the head 20 is located in a sector 100b located close to each other, thereby reducing the access time, thereby increasing the working speed of the hard disk drive and improving performance.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 데이터 기록 방법을 설명하기 위한 참조도이다.6A and 6B are reference diagrams for describing a data recording method of a hard disk drive according to various embodiments of the present disclosure.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 동일한 데이터가 기록된 섹터는 도 6a와 같이 디스크의 이등분되는 위치들(200a, 200b)에 존재할 수 있다. 또는 도 6b와 같이 디스크의 삼등분되는 위치들(300a, 300b, 300c)에 존재할 수 있다. 디스크의 n등분으로 데이터를 기록하는 방법을 통해 잉여의 복사본을 디스크 표면에 저장할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 일 실시예일 뿐 이 외의 다양한 실시예가 구현 가능하다.6A and 6B, sectors in which the same data is recorded may be present in the divided portions 200a and 200b of the disc as shown in FIG. 6A. Or in three divided positions 300a, 300b, 300c of the disk. By recording data in n equal parts of the disk, redundant copies can be stored on the disk surface. However, this method is only one embodiment and various other embodiments may be implemented.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 엑세스 방법을 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of accessing a hard disk drive according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 하드디스크 드라이브는 디스크 표면의 복수의 위치에 동일한 데이터를 기록한다(S100). 이때 디스크 표면의 서로 다른 위치, 예를 들면 디스크의 n등분되는 위치에 데이터가 기록될 수 있다.Referring to FIG. 7, the hard disk drive writes the same data to a plurality of locations on the disk surface (S100). In this case, data may be recorded at different positions on the surface of the disc, for example, n equal portions of the disc.

그리고 동일한 데이터가 기록된 복수의 위치 중 접근시간이 가장 빠른 위치 에 기록된 데이터를 판독하는데, 우선 동일한 데이터가 기록된 복수의 위치 중 접근시간이 가장 빠른 위치에 헤드를 위치시킨다(S110). 이때 동일한 데이터가 기록된 디스크의 서로 다른 위치를 탐색하여 현재의 헤드 위치와의 거리 계산을 기초로 가장 근접한 거리에 있는 위치에 헤드를 위치시킬 수 있다. 나아가 접근시간이 가장 빠른 위치의 섹터가 불량할 경우 복수의 위치들 중 불량한 섹터에서 접근시간이 가장 빠른 위치의 섹터에 기록된 데이터를 판독할 수 있다. 이어서 헤드가 위치하는 섹터에 기록된 데이터를 판독한다(S120).Then, the data recorded in the position where the access time is the fastest among the plurality of positions where the same data is recorded is read. First, the head is positioned at the position where the access time is the fastest among the plurality of positions where the same data is recorded (S110). At this time, the head may be positioned at the position closest to the distance based on the distance calculation with the current head position by searching for different positions of the disc on which the same data is recorded. Further, when the sector at the position with the fastest access time is bad, data recorded in the sector at the position with the fastest access time can be read from the bad sector among the plurality of positions. Subsequently, data recorded in the sector in which the head is located is read (S120).

요약하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브 및 그 엑세스 방법은 하드디스크 드라이브의 기계적인 부분을 크게 변경하지 않고서도 디스크 표면의 서로 다른 위치에 동일한 데이터가 기록되도록 제어하여 헤드의 접근속도를 향상시킬 수 있다. 나아가 디스크 표면의 서로 다른 위치에 동일한 데이터의 사본을 저장함으로써 섹터에 오류가 발생하는 불량 섹터의 경우에도 디스크의 다른 위치에 저장된 사본을 이용하거나 이를 통해 불량 섹터를 복구하거나 보존할 수 있다.In summary, the hard disk drive and its access method according to an embodiment of the present invention controls the access speed of the head by controlling the same data to be written at different locations on the surface of the disk without significantly changing the mechanical part of the hard disk drive. Can improve. Furthermore, by storing copies of the same data in different locations on the surface of the disc, even in the case of bad sectors in which sectors fail, the copies stored in different locations on the disc can be used to recover or preserve bad sectors.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위 에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown not in the above description but in the claims, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 개관도,1 is an overview of a hard disk drive according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 제어부의 구성도,2 is a block diagram of a control unit of a hard disk drive according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 동작을 설명하기 위한 참조도,3 is a reference diagram for explaining an operation of a hard disk drive according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 디스크 상의 트랙에 구성된 데이터 포맷도,4 is a data format diagram organized on tracks on a disc of a hard disc drive according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 엑세스 시간을 설명하기 위한 참조도,5 is a reference diagram for explaining an access time of a hard disk drive according to an embodiment of the present invention;

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 데이터 기록 방법을 설명하기 위한 참조도,6A and 6B are reference diagrams for describing a data recording method of a hard disk drive according to various embodiments of the present disclosure;

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 엑세스 방법을 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of accessing a hard disk drive according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 하드디스크 드라이브 10 : 디스크1: hard disk drive 10: disk

12 : 스핀들 20 : 헤드12: spindle 20: head

22 : 액츄에이터 24 : 엑츄에이터 모터22: actuator 24: actuator motor

30 : 제어부 100 : 데이터 기록부30 control unit 100 data recording unit

110 : 데이터 판독부110: data reading unit

Claims (8)

데이터가 저장되는 디스크;A disk on which data is stored; 상기 디스크 표면의 복수의 위치에 동일한 데이터를 기록하거나 상기 복수의 위치에 기록된 동일한 데이터를 판독하는 헤드; 및A head for recording the same data at a plurality of positions on the surface of the disc or reading the same data recorded at the plurality of positions; And 상기 동일한 데이터가 기록된 상기 복수의 위치 중 접근시간이 가장 빠른 위치에 기록된 데이터를 판독하도록 상기 헤드를 작동시키는 제어부를 포함하는 하드디스크 드라이브.And a control unit for operating the head to read data recorded at a position where the access time is the fastest among the plurality of positions at which the same data is recorded. 디스크 표면의 복수의 위치에 동일한 데이터를 저장하는 데이터 기록부; 및A data recording section for storing the same data in a plurality of positions on the surface of the disc; And 상기 동일한 데이터가 저장된 상기 복수의 위치 중 접근시간이 가장 빠른 위치에 기록된 데이터를 읽는 데이터 판독부를 포함하는 하드디스크 드라이브.And a data reading unit which reads data recorded at a position where the access time is the fastest among the plurality of positions in which the same data is stored. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 데이터 기록부는 상기 동일한 데이터를 상기 디스크 표면의 균등하게 분할되는 위치에 각각 저장하는 하드디스크 드라이브.And the data recording section stores the same data at equally divided positions on the surface of the disk. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 데이터 판독부는 상기 디스크 표면의 복수의 위치 중 현재의 헤드 위치와 가장 근접한 위치에 저장된 데이터를 읽는 하드디스크 드라이브.And the data reading unit reads data stored at a position closest to a current head position among a plurality of positions on the surface of the disc. (a) 디스크 표면의 복수의 위치에 동일한 데이터를 기록하는 단계; 및(a) recording the same data at a plurality of locations on the surface of the disc; And (b) 상기 동일한 데이터가 기록된 상기 복수의 위치 중 접근시간이 가장 빠른 위치에 기록된 데이터를 판독하는 단계를 포함하는 하드디스크 드라이브의 엑세스 방법.and (b) reading the data recorded at a position where the access time is the fastest among the plurality of positions at which the same data is recorded. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 (b) 단계는 상기 접근시간이 가장 빠른 위치의 섹터가 불량하면 상기 복수의 위치 중 상기 불량한 섹터에서 접근시간이 가장 빠른 위치에 기록된 데이터를 판독하는 하드디스크 드라이브의 엑세스 방법.The step (b) is a method for accessing a hard disk drive, when the sector of the position having the earliest access time is defective, reading the data recorded at the position with the fastest access time from the bad sector among the plurality of positions. 제 5 항에 있어서, 상기 (b) 단계는The method of claim 5, wherein step (b) (b1) 상기 동일한 데이터가 기록된 상기 복수의 위치 중 상기 접근시간이 가장 빠른 위치에 헤드를 위치시키는 단계; 및(b1) positioning the head at a position where the access time is fastest among the plurality of positions at which the same data is recorded; And (b2) 상기 헤드가 위치하는 섹터에 기록된 데이터를 판독하는 단계를 포함하는 하드디스크 드라이브의 엑세스 방법.(b2) accessing a hard disk drive, comprising reading data recorded in a sector in which the head is located. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 (b1) 단계는 상기 동일한 데이터가 기록된 상기 복수의 위치를 탐색하여 현재의 헤드 위치와의 거리 계산을 기초로 가장 근접한 위치에 상기 헤드를 위 치시키는 하드디스크 드라이브의 엑세스 방법.The step (b1) is a method for accessing a hard disk drive in which the head is located at the closest position based on a distance calculation with a current head position by searching the plurality of positions where the same data is recorded.
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