KR20160105326A - 적응형 hamr 전력 데이터 저장 디바이스 - Google Patents

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Abstract

데이터 저장 디바이스는 적어도, 레이저를 갖고 제어기에 연결되는 열 보조 자기 기록 헤드로 구성될 수 있다. 열 보조 자기 기록 헤드는, 인접한 데이터 저장 매체 상에 저장된 제 1 및 제 2 데이터 비트들에 근접하게 포지셔닝될 수 있다. 제 1 레이저 전력은, 제 1 데이터 비트가 제 2 데이터 비트와 상이한 자기 극성인 것에 응답하여 레이저에 의해 적용될 수 있고, 상이한 제 2 레이저 전력은, 제 1 및 제 2 데이터 비트들이 공통 자기 극성을 갖는 것에 응답하여 레이저에 의해 적용될 수 있다.

Description

적응형 HAMR 전력 데이터 저장 디바이스{ADAPTIVE HAMR POWER DATA STORAGE DEVICE}
여러 실시예들에 따르면, 데이터 저장 디바이스는, 레이저를 갖고, 제어기에 연결되고, 그리고 인접 데이터 저장 매체 상에 저장된 제 1 및 제 2 데이터 비트들에 근접하게 포지셔닝되는 열 보조 자기 기록 헤드(heat assisted magnetic recording head)를 갖는다. 제 1 레이저 전력은, 제 1 데이터 비트가 제 2 데이터 비트와 상이한 자기 극성인 것에 응답하여 레이저에 의해 적용되고, 상이한 제 2 레이저 전력은, 제 1 및 제 2 데이터 비트들이 공통 자기 극성을 갖는 것에 응답하여 레이저에 의해 적용된다.
도 1은 일부 실시예들에 따라 구성 및 동작되는 예시적인 데이터 저장 시스템의 부분의 라인 표현(line representation)이다.
도 2a 및 2b는 각각, 다양한 실시예들에 따라 배열되는 예시적인 데이터 저장 디바이스의 부분들의 라인 표현들을 디스플레이한다.
도 3a 및 3b는 각각, 여러 실시예들에 따라 구성 및 동작되는 데이터 저장 디바이스의 예시적인 전치증폭기(preamplifier) 부분들을 도시한다.
도 4는 일부 실시예들에 따라 구성되는 예시적인 데이터 저장 디바이스의 구조 및 동작 부분들의 라인 표현들을 도시한다.
도 5는 다양한 실시예들에 따라 배열되는 예시적인 데이터 저장 디바이스의 구조 및 동작 부분들을 예시한다.
도 6은 여러 실시예들에 따라 구성되는 예시적인 데이터 저장 디바이스의 구조적 및 동작 부분들을 제공한다.
도 7은 일부 실시예들에 따라 수행되는 예시적인 열화 완화 루틴(degradation mitigation routine)을 플로팅(plot)한다.
모바일 컴퓨팅 디바이스들의 사용이 생성되는 데이터, 전달되는 데이터, 및 저장되는 데이터의 양을 증가시킴에 따라, 2.5" & 3.5" 디스크 드라이브들과 같은 공통 폼 팩터(form factor)에서 더 큰 데이터 저장 용량들을 제공하기 위해, 데이터 저장 디바이스 상의 데이터 밀도가 상승되어 왔다. 열 보조 자기 기록(HAMR; heat assisted magnetic recording)과 같은 기입 보조 기술들의 출현은, 회전형(rotating) 데이터 저장 매체 상의 데이터 면밀도(areal data density)를 증가시켜 큰 데이터 저장 디바이스 용량들을 제공했다. 그러나, HAMR 데이터 저장 디바이스에서의 열 적용의 적절한 제어는, 예를 들어, 일정한 전력이 적용되는 것과 비교하여 부가적인 저장 면밀도 또는 기록된 신호 품질을 제공할 수 있다. 따라서, 데이터 저장 매체에 대한 열 적용을 더 양호하게 제어하는 HAMR 데이터 저장 실시예들에 대한 관심이 계속되고 있다.
따라서, 다양한 실시예들에서, 데이터 저장 디바이스는, 레이저를 갖도록 구성되고, 제어기에 연결되고, 그리고 인접 데이터 저장 매체 상에 저장된 제 1 및 제 2 데이터 비트들에 근접하게 포지셔닝되는 열 보조 자기 기록헤드를 갖는다. 제 1 레이저 전력은, 제 1 데이터 비트가 제 2 데이터 비트와 상이한 자기 극성인 것에 응답하여 레이저에 의해 적용되고, 상이한 제 2 레이저 전력은, 제 1 및 제 2 데이터 비트들이 공통 자기 극성을 갖는 것에 응답하여 레이저에 의해 적용된다. 레이저 전력 및 레이저 공급 열의 파형 쉐이프(shpae)를 제어하는 능력은, 데이터 저장 디바이스가 HAMR 매체들 상에 기록되는 신호의 품질을 개선하게 한다.
도 1은 다양한 실시예들이 실시될 수 있는 데이터 저장 시스템(100)의 부분의 블록 표현을 디스플레이한다. 요구되거나 제한하는 것은 아니지만, 데이터 저장 시스템(100)은, 동종(similar) 또는 이종(dissimilar) 구성들, 이를테면 동종 또는 이종의 데이터 타입, 용량, 속도, 및 물리적 크기를 갖는 하나 또는 그 초과의 데이터 저장 디바이스들(102)을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 회전형 하드 디스크 드라이브 데이터 저장 디바이스(102)는 마이크로 프로세서 또는 주문형 집적 회로(ASIC; application specific integrated circuit)와 같은 로컬 프로세서(104)에 연결되고 그에 의해 제어된다. 적어도 하나의 고체-상태(solid-state) 데이터 저장 디바이스, 또는 버퍼가 일시적인 및/또는 영구적인 데이터 저장 능력들을 공급하도록 프로세서(104)에 함께 연결될 수 있음을 유의한다.
데이터 저장 디바이스(102)는, 에어 베어링(air bearing)(110)(데이터 액세스 동작들을 수행(conduct)하기 위해 그 에어 베어링 상에서 트랜스듀싱 헤드(transducing head)(112)가 플라잉(fly)함)을 생성하도록 중앙 스핀들(spindle)(108)을 통해 회전하는 임의의 개수의 데이터 저장 매체들(106)로 구성될 수 있다. 트랜스듀싱 헤드(112)는, 짐벌(gimbal)과 같은 서스펜션(suspension)(120)을 통해 액추에이터(actuator)(118)에 통상적으로 부착되는 임의의 개수의 컴퓨팅 컴포넌트들, 이를테면 데이터 기입기(114) 및 판독기(116)를 포함할 수 있다. 트랜스듀싱 헤드(112) 및 어셈블리(assembly)는, 데이터 비트들(122)을 개별적으로 및 집합적으로 판독 및 저장하기 위해, 데이터 저장 매체(106) 상의 데이터 비트들 및 데이터 트랙들에 걸쳐 데이터 기입기(114) 및 판독기(116) 엘리먼트들의 포지셔닝을 용이하게 하는 마이크로액추에이터(microactuator)들, 가열기들, 접촉 검출 센서들, 슬라이더 보디, 및 전기적 상호접속부들과 같은 다른 컴포넌트들로 이루어질 수 있음이 고려된다.
더 작은 데이터 트랙들(124)에 데이터 비트들(122)이 서로 더 근접하게 배치되는 것을 수용하여 더 큰 데이터 용량 및 데이터 면밀도를 제공하기 위해, 트랜스듀싱 헤드(112)는 HAMR 어셈블리(126)를 이용할 수 있으며, 이는, 데이터 저장 매체(106)의 부분들을 가열하여, 비-열 보조 기록(non-heat assisted recording) 환경과 비교할 경우 데이터 기입기(114)가 고-밀도 자기 신호를 더 효과적으로 기입하게 한다.
HAMR 어셈블리(126)는, 트랜스듀싱 헤드(112)의 서스펜딩(suspend)된 부분 상에 부분적으로 또는 완전히 포함되어 기입 동안 데이터 저장 매체(106)의 부분들을 일시적으로 가열함으로써, 선택된 데이터 비트(들)(122)의 자기 보자력(magnetic coercivity)을 낮아지게 하여, 미리결정된 극성의 자기 플럭스(fulx)가 미리결정된 자기 상태를 기입하게 할 수 있다.
데이터 저장 매체(106)는 임의의 개수의 열 생성 수단을 통해 가열될 수 있는데, 이를테면, 데이터 비트(들)(122)가 데이터 저장 매체들의 퀴리 온도(curie temperature)를 넘게(past) 하고, 데이터 기입기(114)로부터의 자기 플럭스가 데이터 비트(122)를 자화시키게 허용하도록 광 에너지의 빔을 근접 장 트랜스듀서(near field transducer)(130)를 통해 전달하는 레이저 다이오드(128)를 통해 가열될 수 있다. HAMR 어셈블리(126)에 의해 생성되는 열의 제어는 기록되는 자기 신호의 품질에 대응할 수 있다. 예를 들어, 너무 낮은 열 에너지는 불량하게 기록된 신호 품질을 초래할 수 있고, 너무 높은 열 에너지는 인접 데이터가 소거되게 하고 그리고/또는 기록된 신호가 열화되게 하는 것을 초래할 수 있다.
전치증폭기에서 레지스터를 셋팅하는 것은 HAMR 어셈블리(126)에 의해 공급되는 열 에너지의 양을 제어할 수 있음이 고려된다. 전치증폭기는, 기입-인에이블(write-enable) 신호가 어써팅(assert)되는 경우, 프로그래밍된 레지스터 값을 적용되는 전류로 변환하기 위해, 디지털-투-아날로그 변환기(DAC; digital-to-analog converter) 및 트랜스컨덕턴스(transconductance) 증폭기를 포함할 수 있다. 레이저(128)가 전치증폭기에서 인에이블링(enable)되지만 기입-인에이블 신호가 어써팅되지 않은 경우, 전치 증폭기는, 소거 조건들을 야기하기에는 너무 낮지만 레이저(128)를 활성 상태로 트랜지션(transition)하는데 수반되는 시간의 양을 최소화하는 바이어스 전류를 레이저(128)에 공급하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 레이저 다이오드(128) 및 근접 장 트랜스듀서(130)를 특징으로 할 수 있는 HAMR 어셈블리(126)의 가열 수단은, 가변적 자기 사이즈들 및 쉐이프들을 갖는 기록 패턴을 생성할 수 있다. 도 2a 및 2b는 각각 일부 실시예들에 따른, 적어도 하나의 HAMR 데이터 기입기를 이용하는 예시적인 데이터 저장 디바이스(130)의 자기 매체 상태의 부분들의 평면도(top view) 라인 표현들을 예시한다. 도 2a에서, 데이터 저장 디바이스(140)는, 데이터 비트들을 인코딩하는 자기화된 영역들(144)로서 트랜스듀싱 헤드에 의해 판독되는 복수의 자기 극성들을 저장하는 데이터 트랙(142)을 갖게 디스플레이된다.
도시된 바와 같이, HAMR 데이터 기입기는 데이터 트랙(142) 상의 데이터 밀도가 증가되는 것을 허용할 수 있지만, 비-균일하게(non-uniformly) 쉐이핑(shape)되는 자기 영역들(144)을 생성할 수 있다. 즉, 데이터 비트들을 저장하는 자기 영역(144)의 크로스-트랙(cross-track) 폭(146)은 영역의 다운-트랙(down-track) 길이(148)의 함수로써 변할 수 있다(즉, 동일한 값의 연속적인 비트들의 개수에 따라 변함). 기입기로부터 적용되는 자기장과 커플링되는 HAMR 어셈블리로부터의 에너지는, 상이한 자기 길이(magnetic length)들을 갖는 영역들에서 다양한 리딩(leading)(150) 및 트레일링(trailing)(152) 곡률도(curvature)들 및 폭들을 생성할 수 있다. 짧은 일-비트 영역(154)과 같은 짧은 자기 영역들은, 영역(156)과 같이 동일한 극성의 다수의 비트들을 저장하는 영역들보다 더 작은 폭을 가짐을 유의한다.
도 2b는 데이터 트랙(142)의 데이터 선밀도(linear data density)에 의존하여 도 2a의 데이터 트랙(142) 상에 저장될 수 있는 복수의 상이한 데이터 비트들(144)을 디스플레이한다. 도시된 바와 같이, 작은 데이터 비트 선밀도는, 이전에 기입된 비트들의 데이터 패턴 또는 자기 극성에 관계없이, 유사하게 쉐이핑 및 사이징(size)되는 HAMR 데이터 비트들(144)을 제공하는데 있어 데이터 저장 매체의 특정한 부분에 비해 HAMR 어셈블리에 더 많은 시간을 제공한다. 증가된 데이터 선밀도를 제공하기 위해 데이터 비트들(154 및 156)을 서로 더 근접하게 포지셔닝시키는 것은, HAMR 어셈블리가 자기 극성을 스위칭시키고 데이터를 기입해야 하는 시간을 감소시킬 수 있으며, 이는, 상이한 크로스-트랙 폭들(146), 다운-트랙 길이들(148), 리딩 엣지 쉐이프들(150), 및 트레일링 엣지 쉐이프들(152)을 갖는 HAMR 데이터 비트들(154 및 156)을 초래할 수 있다.
데이터 스트림에 대한 증가된 데이터 선밀도 및 자기 극성에서의 트랜지션들은, 판독 및 구별하기가 어려운 상이하게 사이징 및 쉐이핑된 자기 영역들을 초래할 수 있음이 도 2a 및 2b로부터 인식될 수 있다. 그러므로, 다양한 실시예들은, 더욱더 균일한 HAMR 데이터 비트 쉐이프들 및 사이즈들을 제공하기 위해, 데이터 선밀도 및 데이터 패턴에 대한 적응 능력을 갖도록 HAMR 데이터 기입기 및 시스템을 구성한다. 다시 말해서, 여러 실시예들은, 더 일관된 쉐이프 및 사이즈를 갖는 자기 영역들을 제공하기 위해, 연속적인 데이터 비트들의 프로그래밍된 자기 극성들에 응답하여 상이한 가열 전력들 사이를 트랜지션함으로써, 기입되는 데이터 비트들의 간격 및 데이터 패턴에 적응한다.
도 3a 및 3b는 각각, 적용된 에너지를 변조함으로써 도 2a의 자기 영역들과 비교할 경우 더 균일한 폭을 갖는 HAMR 데이터 비트들을 기록하기 위한 다양한 실시예들에 따라 배열되는 데이터 저장 시스템(160)의 예시적인 전치증폭기 부분들의 블록 표현들이다. 데이터 저장 시스템(160)은, 제어기로부터 차동 기입-데이터 신호를 수신하고 그리고 기입 지연 회로(164) 및 펄스(pulse) 생성기(166)에 양-극성(bi-polar) 디지털 신호를 출력하는 비교기(162)를 갖는다. 기입 지연 회로(164)는, 펄스 및 자기 위상 조정을 허용할 수 있는 다양한 증분(increment)들, 이를테면 1% 및 10%의 사전셋팅된(preset) 기입 신호 시간 지연들을 허용하는 프로그래밍가능한 셀을 가질 수 있다. 펄스 생성기(166)는, 예를 들어, 대칭적(168) 및 비대칭적(170) 펄스 파형들에 의해 도시된 바와 같은 다양한 상이한 펄스 쉐이프들을 제공할 수 있는 듀얼 엣지 리-트리거링가능(dual edge re-triggerable) 펄스 생성기일 수 있다. 여러 실시예들에 따라, 도 3에 도시된 것들 외의 펄스 쉐이프들이 적용될 수 있음을 유의한다.
지연 회로(164)로부터의 출력 신호는, 트랜스듀싱 헤드(178)의 데이터 기입기(176) 부분에 대한 기입 전류를 제어하기 위한 기입 DAC(174)로부터의 전류-제어 신호와 함께 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(operational transconductance amplifier)(172)로 입력된다. 도시되진 않았지만, 증폭기(172)는, 트랜지션 프리-엠퍼시스(pre-emphasis)와 같은 신호 등화(equalization)를 인에이블링하는 제어들을 가질 수 있다. 펄스 생성기(166)로부터의 신호들은 레이저 DAC(182)로부터의 레이저 전류 제어들과 함께 합산되어 기입 드라이버(180)에 공급된다. 기입기 드라이버(180)는, 생성된 파형을 갖는 레이저 전류를 트랜스듀싱 헤드(178)의 HAMR 어셈블리(184)에 출력하는 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기일 수 있다. 데이터 저장 시스템(160)의 구성은, 베이스라인(baseline) 레이저 전류에 부가되는 펄스를 펄스 생성기(166)가 출력하게 트리거링하기 위한 WDATA 신호에서의 트랜지션들을 허용한다.
펄스가 전송되는 동안 부가적인 자기 트랜지션들이 발생하는 이벤트에서, 펄스 생성기(166)는, 기입 지연 회로(164)와의 결합으로 구현되는 새로운 펄스를 시작할 수 있다. 도 3a 및 3b의 전치증폭기의 동작을 통해, 레이저 전류는 연속 모드 또는 펄스형(pulsed) 모드에서 HAMR 어셈블리(184)에 공급될 수 있다. 연속 모드에서, 주목할 만하게는 기입 동작의 시작에서의 부스팅 전류를 제외하고, 레이저 전력은 일반적으로 기입 동안 일정하게 유지된다. 펄스형 모드 동안, HAMR 어셈블리(184)는 비트 셀당 한 회(1T) 펄싱(pulse)하며, 이는 타겟(target) 데이터 저장 매체의 평균 열을 감소시키고 비트 셀들 사이의 트랜지션 선명도(sharpness)를 증가시킨다. 펄싱 동작의 제어는, 데이터 판독 채널로부터의 차동 쌍의 제어 신호들을 전치증폭기에 부가함으로써 제공될 수 있으며, 이는, 신호들의 트랜지션이, 전치증폭기 제어 레지스터들에서 셋팅되는 파형 및 지속기간에 의해 정의되는 레이저 전류의 버스트(burst)를 레이저 다이오드에 전송하도록 전치증폭기를 트리거링하게 한다.
변하는 환경 및 데이터 패턴들에 적응하는 레이저 전류/전력을 제공하도록 전치증폭기 펄싱 회로를 레버리징(leverage)함으로써, 데이터 기입기 차동 쌍이 데이터 기입기 입력 및 HAMR 펄싱 입력으로 이어질 수 있음을 유의한다. 일부 실시예들에 따르면, 전치증폭기 타이밍 파라미터들 및 전류 값들은, 레이저 전류를 부스팅하기 위해 데이터 기입기 자기 극성들에서의 트랜지션들을 사용하는 연속 파형을 제공하도록 조정된다.
도 3b는 적용된 에너지를 변조함으로써, 도 2a의 자기 영역들과 비교할 경우 더 균일한 폭을 갖는 HAMR 데이터 비트들을 기록하기 위한 다양한 실시예들에 따라 배열되는 데이터 저장 시스템(190)의 예시적인 전치증폭기 부분 중 일 부분의 블록 표현에 대한 대안적인 실시예이다. 데이터 저장 시스템(190)은, 제어기로부터 차동 기입-데이터 신호(WDATA)를 수신하고 그리고 양-극성 디지털 신호를 기입 지연 회로(194), D 플립-플롭(206), 및 XOR 게이트(208)에 출력하는 비교기(192)를 갖는다. 기입 지연 회로(194)는, 레이저 및 자기 위상 조정을 허용할 수 있는 다양한 증분들, 이를테면 1% 및 10%의 사전셋팅된 기입 신호 시간 지연들을 허용하는 프로그래밍가능한 셀을 가질 수 있다.
지연 회로(194)로부터의 출력 신호는, 트랜스듀싱 헤드(200)의 데이터 기입기(220) 부분에 대한 기입 전류를 제어하기 위한 기입 DAC(198)로부터의 전류-제어 신호와 함께 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(196)에 입력된다. 도시되진 않았지만, 증폭기(196)는, 트랜지션 프리-엠퍼시스와 같은 신호 등화를 인에이블링하는 제어들을 가질 수 있다.
데이터 저장 시스템(190)은 추가로, 제어기 ASIC으로부터 2T 클록 신호를 수신하는 비교기(202)를 포함한다. 비교기(202)로부터의 클록의 트랜지션들로부터 1T 클록을 생성하기 위해 단안정 멀티바이브레이터(monostable multivibrator)(204)가 사용된다. 대안적으로, ASIC 제어기로부터 1T 클록을 공급함으로써 단안정이 제거될 수 있지만, 이것은, 제어기로부터 전치증폭기로 송신되는 클록 주파수를 더블링(double)시키는 단점을 갖는다. 단안정(204)으로부터의 1T 클록 신호는 D 플립-플롭(206) 및 카운터(210)에 공급된다.
D 플립-플롭(206)과 XOR 게이트(208)의 결합은, 카운터(210)를 리셋(reset)하는데 사용되는 자기 트랜지션 검출을 생성한다. 이러한 회로의 적절한 동작을 위해, 클록 트랜지션들은 WDATA 트랜지션들보다 약간 나중에 수신되어야 함을 유의한다. 클로킹(clocking)의 이러한 지연은 제어기에서 또는 전치증폭기에서 수행될 수 있다. 비교기 회로의 동작은, 자기 트랜지션이 검출될 때는 언제나 카운터가 상태 0으로 리셋되도록 이루어진다. 자기 트랜지션이 일 클록 상에서 검출되지 않으면, 카운터는 증분된다. 카운터(210)로부터의 출력은 멀티플렉서 회로(214)에 공급된다. 멀티플렉서(214)는 일 세트의 레이저 전류 레지스터들(212)로부터 레이저 전류 값을 선택한다. 멀티플렉서 회로(214)의 출력은 디지털 투 아날로그 변환기 회로(216)에 공급되고, 이는 트랜스컨덕턴스 증폭기(218)에 공급되어 기록 헤드(200)의 레이저 다이오드(222)에 공급되는 전류를 생성한다.
데이터 저장 시스템(190) 회로의 이러한 어레인지먼트(arrangement)는, 레이저 전류 대 트랜지션 폭의 프로그램적 제어를 허용하여 도 2a의 균일한 폭 제어를 용이하게 한다.
도 4는 환경 및 데이터 패턴 조건들에 관계없이 균일한 비트 셀 쉐이프들 및 사이즈들을 제공하기 위한 다양한 실시예들에 따른, 도 3의 전치증폭기에 의해 생성될 수 있는 예시적인 레이저 파형(230)을 그래프로 나타낸다. 파형(230)은, 공통 데이터 트랙(236) 상에 포지셔닝되는 순차적 데이터 비트들(234) 상에서 자기 트랜지션들(1)이 수행되는 동안 베이스라인 레이저 전류 레벨(232)이 유지되는 연속 레이저 동작 모드에 대응한다. 다시 말해서, 순차적 데이터 비트들(194)이 상이한 자기 극성들을 갖는 경우, 베이스라인 연속 레이저 전류는 유지된다.
순차적 데이터 비트들(234)이 공통 자기 극성(0)을 갖는 것에 응답하여, 영역들(238)에 의해 예시되는 단계들에서, 베이스라인 레이저 전류 레벨(232)은 급작스럽게 감소되거나 또는 점진적으로 감소된다. 레이저 전류는 임의의 양 또는 퍼센티지, 이를테면 1%, 5%, 또는 25%만큼 감소되어, 공통 자기 극성으로 기입되는 낮은 데이터 선밀도 데이터 비트들(234)에 대한 기입 폭을 최적화할 수 있다. 여러 실시예들은, 다양한 트랜스듀싱 헤드 및 매체 특성들, 이를테면 온도, 플라이 높이, 및 기입 코일 활성도(activity)에 의존하여 레이저 전류 레벨 및 파형을 튜닝(tune)함으로써, 베이스라인 레이저 전류 레벨(232) 및 감소되는 레이저 전류 영역들(238)을 최적화하며, 가장 높은 데이터 면 용량(areal data capacity)을 달성한다.
파형(230)은, 대응하는 데이터 저장 매체에 기입되는 데이터 패턴에 기초하여 레이저 전력이 어떻게 최적화될 수 있는지를 예시한다. 데이터 기입 전류는 또한, 데이터 패턴에 응답하여 최적화될 수 있음을 유의한다. 영역들(238)에서의 레이저 전력의 감소를 통해, 데이터 기입기 HAMR 어셈블리의 근접 장 트랜스듀서 부분으로의 전력이 감소되어, HAMR 어셈블리 신뢰도를 증가시키고 전체 전력 소모를 감소시킨다. 그러나, 최적화된 레이저 전력은 연속 레이저 동작 모드에 제한되지 않는다.
도 5는 펄스형 레이저 동작 모드에서 HAMR 데이터 기입을 최적화하기 위한 일부 실시예들에 따른, 도 3의 전치증폭기에 의해 생성될 수 있는 예시적인 파형(240)을 그래프로 나타낸다. 펄스형 파형(240)은, 데이터 비트들(244) 사이에 트랜지션이 발견되는(experienced) 경우 전치증폭기가 상승된 펄스 레이저 전류 값(242)을 어떻게 제공할 수 있는지, 그리고 공통 데이터 트랙(250) 상에 저장된 순차적 데이터 비트들(246)에서 공통 자기 극성이 존재하는 경우 전치증폭기가 하나 또는 그 초과의 감소된 펄스 레이저 전류 값들(246 및 248)을 어떻게 제공할 수 있는지를 예시한다. 데이터 비트(244) 패턴에 응답하여 임의의 대칭적 또는 비대칭적 펄스 파형이 선택적으로 적용될 수 있으므로, 도 5에 도시된 포물선형 대칭적 레이저 전류 펄스들이 요구되거나 제한하는 것은 아님을 유의한다.
레이저 전류 파형들의 펄싱은, 전치증폭기가 동종 또는 이종의 연속적인 펄스들을 적용하게 하여, 여러가지 다양한 데이터 패턴들 및 환경 조건들을 수용함으로써 거의 균일한 HAMR 데이터 비트(244) 물리적 사이즈들을 제공할 수 있다. 도시된 바와 같이, 이종의 자기 극성들을 갖는 연속적인 데이터 비트들(244)은 전치증폭기가 상승된 레이저 전류 값(242)을 전송하는 것에 대응한다. 연속적인 데이터 비트들(244)이 공통 자기 극성을 갖는 것에 응답하여 단일의 감소된 레이저 전류 값(246)이 적용될 수 있지만, 일부 실시예들은, 제 1 감소된 값(246)으로부터 제 2 감소된 값(248)으로 점진적으로 레이저 전류를 감소시킨다. 전치증폭기는 레이저 전류를 제 2 값(248)보다 더 낮게 추가로 감소시킬 수 있음이 고려된다.
도 5의 파형(240)은 레이저 전류가 사이클링(cycle)되는 경우 각각의 펄스에 대해 파형을 적용하고, 도 4의 파형(230)은 상승된 레이저 전류(232)를 유지하는 연속 파형을 적용함이 인식될 수 있다. 도 6은 균일한 비트 셀 쉐이프들 및 사이즈들을 제공하기 위한 여러 실시예들에 따른, 도 3의 전치증폭기에 의해 생성될 수 있는 예시적인 레이저 파형(260)을 디스플레이한다. 파형(260)은, 데이터 트랙(266) 상의 데이터 비트들(264)의 데이터 패턴에 관계없이 베이스라인 레이저 전류(262)를 유지함으로써 파형들(230 및 240)의 양상(aspect)들을 결합시킨다.
파형(260)은, 레이저 전류를 상승된 전류 값(268)으로 범핑(bump)시킴으로써, HAMR 데이터 기입기 자기 극성들 및 이종의 연속적인 데이터 비트들(264)에서의 트랜지션들에 응답한다. 범핑된 레이저 전류는, 대칭적이거나 비대칭적인 그리고 전체 파형(220)에 독립적인 파형(270)을 가질 수 있다. 그러므로, 범핑된 레이저 전류 값(268)은 베이스라인 레이저 전류(262)로부터의 증가(272)에 의해 정의될 수 있다. 베이스라인 레이저 전류(262)의 유지와 범핑된 전류 값(268)의 결합은 높은 데이터 선밀도 환경들에서의 소거 조건들의 위험성을 감소시키며, 이는 데이터 저장 매체의 인치(inch) 당 데이터 트랙 밀도를 증가시킨다. 일부 실시예들에서, 범핑된 파형들(270)은, 데이터 비트 트랜지션(1)이 발생할 때마다 방향을 변경하는 데이터 기입 전류에 의해 트리거링된다.
도 7은 여러 실시예들에 따라 수행되는 예시적인 적응형 HAMR 전력 루틴(280)을 예시한다. 루틴(280)은, 단계(282)에서 데이터 저장 매체에 근접하게 포지셔닝될 HAMR 어셈블리를 이용하는 적어도 하나의 트랜스듀싱 헤드로 시작된다. 데이터 저장 매체의 상이한 표면들 상에 저장된 데이터 비트들 상에서 데이터 액세스 동작들을 동시에 수행하는 다수의 별개의 트랜스듀싱 헤드들이 에어 베어링 표면들에 의해 단일 데이터 저장 매체로부터 분리됨이 고려된다.
데이터 저장 매체 표면 상의 데이터 비트 자기 극성들의 패턴은, 극성 트랜지션이 존재하는지를 결정하기 위한 판단(284)에서 평가된다. 이종의 연속적인 데이터 비트 극성들은, 단계(286)를 트리거링하여 레이저 전력 오버슈트를 이용함으로써, 레이저 전류(또는 전력) 값을 증가시켜 하나 또는 그 초과의 데이터 비트들을 기입하게 한다. 판단(284)이 어떠한 트랜지션도 존재하지 않는다고 결정하면, 단계(288)는, 판단(284)으로 돌아가기 이전에, 더 낮은 레이저 전류(또는 전력) 값을 이용하여 적어도 하나의 데이터 비트를 기입한다. 단계들(286 및 288)은, 도 4에 도시된 바와 같은 연속 파형으로, 도 5에 도시된 바와 같은 펄스형 파형들로, 또는 도 6에 도시된 바와 같은 범핑된 파형들로 수행될 수 있음을 유의한다.
다음으로, 단계(290)는, 단계들(286 및/또는 288)에서 선택된 레이저 전력 파형 사이즈를 보완하기 위해 레이저 전력 파형 쉐이프를 조정한다. 레이저 전력 값 및 파형의 조정은, 레이저 전력 및 파형 보상을 허용하기 위해 전치증폭기에서 데이터 기입 신호를 지연시키는 단계(292)에 대응한다. 레이저 전력 및 파형 조정들은, 단계(292)의 기입 신호 지연을 무효화(negate)하기 위한 예방적인(proactive) 방식으로 구현될 수 있음을 유의한다. 지연된 기입 신호 및 적응된 레이저 파형은 단계(294)에서 합쳐져(come together) 적어도 하나의 데이터 비트를 기입한다. 단계(294)에서 기입되는 데이터 비트(들)는 단계들(286, 288, 및 290)을 이용하여, 앞서 기입된 데이터 패턴, 기입될 데이터 패턴, 및 HAMR 데이터 기입이 수행될 환경, 이를테면 디바이스 온도 및 트랜스듀싱 헤드 경사각(skew angle)에 적응될 수 있다.
단계들 및 판단들이 부가될 수 있는 것처럼 다양한 양상들이 변경되고 제거될 수 있으므로, 루틴(280)은 요구되거나 제한하는 것은 아님을 유의한다. 예를 들어, 여러 실시예들은, 다수의 공통 데이터 비트 자기 극성들에 응답하여 점진적인 더 낮은 레이저 전류(또는 전력) 값들을 수행할 수 있다. 기입될 데이터 패턴의 함수로써 HAMR 데이터 기입 동작 동안 레이저 전력(또는 전류)을 변경하는 것을 통해, HAMR 데이터 비트들은 증가된 데이터 선밀도를 제공하는 더 균일한 쉐이프들 및 사이즈들을 가질 수 있다. 자기 극성들이 트랜지션하는 것에 응답하는, 가외의(extra) 레이저 전류 또는 전력의 응용은, 거의 균일한 쉐이프 및 사이즈로 데이터 비트를 기입할 충분한 전력을 보장할 수 있다. 한편, 동종의 자기 극성들에 응답하는, 적용되는 레이저 전류 또는 전력에서의 감소는, 소거 조건들의 위험성을 감소시킨다.
각각의 자기 트랜지션 시 전송되는 미리-정의된 펄싱 파형을 사용하여, 레이저 전력 또는 전류를 적응시키는 능력은, 대칭적 및/또는 비대칭적 파형들이 거의 균일한 쉐이프들 및 사이즈들을 갖는 HAMR 데이터 비트들을 제공하게 한다. 일부 실시예들에서, 레이저 전류 파형 폭 및/또는 진폭은, 트랜스듀싱 헤드의 플라이-높이, 데이터 기입 레이트(rate), 디바이스 온도, 및 가열기 포지션과 같은 환경 조건들에 응답하여 튜닝된다. 기입 지연 회로의 포함으로, 전치증폭기 회로를 변경함이 없이 전치증폭기는 레이저 전류 진폭 및 파형 쉐이프를 보상할 수 있다. 즉, 전치증폭기는, 튜닝된 레이저 전류 출력을 생성하도록 자신의 기존 펄싱 회로를 레버리징할 수 있다. 예를 들어, 데이터 기입기 차동 쌍은 데이터 기입기 및 HAMR 펄싱 입력들 둘 모두에 연결될 수 있다. 다른 비-제한적인 예로서, 전치증폭기 타이밍 파라미터들 및 전류 값들은, 연속 레이저 전류 파형을 제공하고 그리고 데이터 기입기 자기 트랜지션들을 사용하여 레이저 전류를 부스팅하도록 조정될 수 있다.
본 개시내용의 다양한 실시예들의 다수의 특성들이 다양한 실시예들의 구조 및 기능의 세부사항들과 함께 전술한 설명에서 기재되었지만, 이러한 상세한 설명은 단지 예시적이고, 세부사항들 특히 첨부된 청구항들에 표현되는 용어들의 광범위한 일반적 의미에 의해 표시되는 전체 범위에 대해 본 기술의 원리들 내에서 부분들의 어레인지먼트들 및 구조에 관해 변경들이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 특정한 엘리먼트들은 본 개시내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 특정한 애플리케이션에 의존하여 변할 수 있다.

Claims (20)

  1. 방법으로서,
    데이터 저장 매체에 저장된 제 1 데이터 비트 및 제 2 데이터 비트에 근접하게 열 보조 자기 기록(HAMR; heat assisted magnetic recording) 헤드를 포지셔닝(position)시키는 단계 ― 상기 HAMR 헤드는 레이저를 포함하고 제어기에 연결됨 ―;
    상기 제 1 데이터 비트가 상기 제 2 데이터 비트와 상이한 것에 응답하여, 상기 레이저를 이용하여 제 1 레이저 전력을 적용하는 단계; 및
    상기 제 1 데이터 비트가 상기 제 2 데이터 비트와 동일한 것임에 응답하여, 상기 레이저를 이용하여 제 2 레이저 전력을 적용하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 레이저 전력 및 상기 제 2 레이저 전력은 상이한, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 비트 및 상기 제 2 데이터 비트는 반대의 자기 극성들을 가짐으로써 상이한, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 레이저 전력은 상기 제 1 레이저 전력보다 더 큰, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제 1 레이저 전력 및 상기 제 2 레이저 전력의 펄스형(pulsed) 적용을 위해 제 1 파형 및 제 2 파형을 상기 레이저에 제공하는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제 1 파형이 구현될 때까지 상기 HAMR 헤드를 이용하여 데이터를 기입하는 것을 지연시키는, 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 파형은 제 1 펄스 쉐이프(shape)를 갖고, 상기 제 2 파형은 제 2 펄스 쉐이프를 가지며, 상기 제 1 펄스 쉐이프 및 상기 제 2 펄스 쉐이프는 상이한, 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 파형은 상이한 폭 및 진폭을 가짐으로써 상기 제 2 파형과 상이한, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상이한 폭 및 진폭은, 측정된 HAMR 헤드 플라이 높이(fly height) 및 데이터 레이트(rate)에 응답하여 상기 제어기에 의해 선택되는, 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 저장 매체는, 상기 제 1 레이저 전력 및 상기 제 2 레이저 전력을 이용하여 가열되며, 상기 제 1 레이저 전력 및 상기 제 2 레이저 전력 각각은, 근접-장 트랜스듀서(near-field transducer)를 통해 커플링되는 레이저 다이오드를 통과하는 상이한 전류들을 이용하여 생성되는, 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저는, 상기 HAMR 헤드가 상기 제 1 데이터 비트로부터 상기 제 2 데이터 비트로 플라잉(fly)하는 동안 활성 상태에서 유지되는, 방법.
  11. 장치로서,
    데이터 저장 매체에 저장된 제 1 데이터 비트 및 제 2 데이터 비트에 근접하게 포지셔닝되는 열 보조 자기 기록(HAMR) 헤드를 포함하며,
    상기 HAMR 헤드는 레이저를 포함하고, 상기 제 1 데이터 비트가 상기 제 2 데이터 비트와 상이한 것에 응답하여 제 1 레이저 전력을 제공하고 그리고 상기 제 1 데이터 비트가 상기 제 2 데이터 비트와 동일한 것임에 응답하여 제 2 레이저 전력을 제공하도록 적응되는 제어기에 연결되며,
    상기 제 1 레이저 전력 및 상기 제 2 레이저 전력은 상이한, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 HAMR 헤드의 기입 폴(write pole)에 연결되는 비교기 및 기입 드라이버를 포함하며, 상기 비교기 및 레이저 드라이버는 상기 레이저에 연결되는, 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어기는 펄스 생성기 및 기입 지연 회로를 포함하는, 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기입 지연 회로는 복수의 상이한 지연 시간들로 프로그래밍가능한, 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 기입 드라이버 및 레이저 드라이버는 별개의 레이저 및 기입 전류 소스들에 개별적으로 연결되는, 장치.
  16. 방법으로서,
    데이터 저장 매체에 저장된 제 1 데이터 비트 및 제 2 데이터 비트에 근접하게 열 보조 자기 기록(HAMR) 헤드를 포지셔닝시키는 단계 ― 상기 HAMR 헤드는 레이저 및 기입 폴을 포함하고 제어기에 연결됨 ―;
    상기 제 1 데이터 비트가 상기 제 2 데이터 비트와 상이한 자기 극성인 것에 응답하여, 상기 레이저를 이용하여 제 1 레이저 전력을 적용하는 단계;
    상기 기입 폴을 이용하여 상기 제 1 데이터 비트에 제 1 극성을 기입하는 단계;
    상기 제 1 데이터 비트가 상기 제 2 데이터 비트와 공통 자기 극성을 갖는 것에 응답하여, 상기 레이저를 이용하여 제 2 레이저 전력을 적용하는 단계 ― 상기 제 1 레이저 전력 및 상기 제 2 레이저 전력은 상이함 ―; 및
    상기 기입 폴을 이용하여 상기 제 2 데이터 비트에 제 2 극성을 기입하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 HAMR 헤드에 연결되는 전치증폭기(preamp), 및 제어기는, 각각의 기입 단계에 대해 적어도 하나의 연속 파형을 상기 레이저에 제공하는, 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제 1 연속 파형은 비대칭적인, 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    제 1 연속 파형은 대칭적이고, 제 2 연속 파형은 비대칭적인, 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 연속 파형은, 상기 HAMR 헤드가 상기 제 1 데이터 비트를 기입하는 경우 상기 레이저에 제공되고, 상기 제 2 연속 파형은, 상기 HAMR 헤드가 상기 제 2 데이터 비트를 기입하는 경우 상기 레이저에 제공되는, 방법.
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