KR20170114998A - 슁글드 자기 기록 인터밴드 트랙 피치 튜닝 - Google Patents

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KR20170114998A
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시게이트 테크놀로지 엘엘씨
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Abstract

회전가능 데이터 저장 매체 상에 슁글드 자기 기록(SMR) 트랙들을 포지셔닝시키기 위한 방법 및 장치가 기재된다. 몇몇 실시예들에서, 부분적으로 중첩된 트랙들의 제 1 밴드는 제 1 트랙 피치에서 매체에 기입된다. 인접한, 부분적으로 중첩된 트랙들의 제 2 밴드는 제 1 트랙 피치에서 매체에 기입된다. 제 2 밴드는, 제 1 밴드에서의 마지막 기입된 트랙에 관한 제 2 트랙 피치에서 제 1 기입된 트랙을 갖는다. 제 2 트랙 피치는, 제 1 트랙 피치에서 기입된 인접 트랙을 사용하여 테스트 트랙에 대해 설정된 에러 레이트에 대한 응답으로 결정된다.

Description

슁글드 자기 기록 인터밴드 트랙 피치 튜닝{SHINGLED MAGNETIC RECORDING INTERBAND TRACK PITCH TUNING}
본 개시내용의 다양한 실시예들은 일반적으로, 회전가능(rotatable) 데이터 저장 매체 상에 슁글드 자기 기록(SMR; shingled magnetic recording) 트랙들을 포지셔닝시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
몇몇 실시예들에서, 부분적으로 중첩하는(overlapping) 트랙들의 제 1 밴드(band)는 제 1 트랙 피치(pitch)에서 매체에 기입된다. 인접한, 부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 2 밴드는 제 1 트랙 피치에서 매체에 기입된다. 제 2 밴드는, 제 2 트랙 피치에서 제 1 밴드의 마지막 기입 트랙에 인접한 제 1 기입 트랙을 갖는다. 제 2 트랙 피치는, 제 1 트랙 피치에서 기입된 인접 트랙을 사용하여 테스트 트랙에 대해 설정된 에러 레이트(error rate)에 대한 응답으로 결정된다.
다른 실시예들에서, 방법은, 회전가능 데이터 기록 매체에 인접한 데이터 트랜스듀서(transducer)를 사용하여 테스트 트랙에 테스트 패턴을 기입하는 단계; 제 1 트랙 피치 값에서 매체의 제 1 방사상(radial) 방향으로 테스트 트랙과 부분적으로 중첩하는 제 1 인접 트랙을 기입하는 단계; 테스트 트랙에 관하여 제 1 트랙 피치에서 제 1 인접 트랙을 유지하면서, 매체의, 대향하는 제 2 방사상 방향으로 테스트 트랙과 부분적으로 중첩하는 제 2 인접 트랙을 기입하는 단계, 테스트 트랙으로부터 초기 에러 레이트 값을 측정하는 단계, 및 제 2 인접 트랙을 재기입하고 그리고 테스트 트랙으로부터의 업데이트된 에러 레이트 값을 결정함으로써, 타겟(target) 트랙에 대한 특정된 에러 레이트 값이 제 2 인접 트랙에 대한 최종 스퀴즈(squeeze) 거리에 도달될 때까지 제 2 인접 트랙을 테스트 트랙을 향해 반복적으로 전진(advance)시키는 단계를 수행하는 단계; 최종 스퀴즈 거리에 대한 응답으로 제 2 트랙 피치 값을 결정하는 단계; 및 부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 1 및 제 2 밴드들을 매체에 기입하는 단계의 순차적인 단계들을 가지며, 제 1 및 제 2 밴드들 각각에서의 트랙들 각각은 제 1 트랙 피치에서 기입되고, 제 1 밴드에서의 마지막 트랙 및 제 2 밴드에서의 제 1 트랙은 제 2 트랙 피치에서 기입된다.
추가적인 실시예들에서, 데이터 저장 디바이스는, 회전가능 데이터 기록 매체에 인접하게 제어가능하게 포지셔닝가능한 데이터 판독/기입 트랜스듀서를 포함한다. 제어 회로는, 부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 1 밴드를 상기 제 1 밴드의 제 1 트랙의 중심과 제 2 트랙의 중심 간의 거리를 포함하는 제 1 트랙 피치에서 매체에 기입하고, 후속하여, 부분적으로 중첩하는 트랙들의 인접한 제 2 밴드를 제 1 트랙 피치에서 회전가능 기록 매체에 기입하도록 구성되며, 부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 2 밴드는 부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 1 밴드의 마지막 기입 트랙에 인접한 제 1 기입 트랙을 포함한다. 제 2 밴드의 제 1 기입 트랙은, 제 1 트랙 피치보다 더 큰, 제 1 밴드의 마지막 기입 트랙으로부터의 제 2 트랙 피치에 제어 회로에 의해 배치된다. 트랙 피치 결정 회로는, 단면(single sided) 트랙 스퀴즈 동작을 사용하여 제 1 트랙 피치를 선택하도록 구성되고, 그리고 제 1 인접 트랙을 타겟 트랙에 관하여 제 1 트랙 피치에서 유지하면서 대향하는 제 2 인접 트랙의 포지션을 타겟 트랙에 관하여 조정하는 양면(double sided) 트랙 스퀴즈 동작을 사용하여 제 2 트랙 피치를 선택하도록 구성된다.
다양한 실시예들의 이들 및 다른 특징들은 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명을 검토함으로써 이해될 수 있다.
도 1은, 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따라 구성 및 동작되는 데이터 저장 디바이스의 간략화된 기능 블록도이다.
도 2는, 몇몇 실시예들에 따른 하드 디스크 드라이브(HDD)로 특성화된 도 1의 데이터 저장 디바이스의 양상들의 개략적 표현이다.
도 3은, 도 2의 트랜스듀서(헤드)의 기능 블록 표현이다.
도 4는, 도 2의 데이터 기록 표면 상에 정의된 서보(servo) 및 데이터 트랙들에 대한 예시적인 포맷을 도시한다.
도 5는 몇몇 실시예들에 따른, 도 2의 기록 표면 상의 서보 트랙들 및 슁글드 자기 기록(SMR) 데이터 트랙들 간의 관계를 도시한다.
도 6은, 도 5에 도시된 트랙 피치 값들을 설정하기 위한 몇몇 실시예들에 따라 구성 및 동작되는 트랙 피치 결정 엔진의 기능 블록도이다.
도 7a-7b는 양면 트랙 스퀴즈 분석을 수행하기 위한 방법을 도시한다.
도 8a-8b는 기록 표면 상의 최내경(ID; innermost diameter)으로부터의 방향에서 단면 트랙 스퀴즈 분석을 수행하기 위한 방법을 도시한다.
도 9a-9b는 기록 표면 상의 최외경(OD; outermost diameter)으로부터의 방향에서 단면 트랙 스퀴즈 분석을 수행하기 위한 방법을 도시한다.
도 10은 몇몇 실시예들에 따른, 도 6의 트랙 피치 결정 엔진에 의해 수행되는 단계들을 예시하는 트랙 피치 결정 루틴에 대한 흐름도이다.
도 11은 몇몇 실시예들에서의, 도 10의 루틴을 사용하여 평가된 트랙들을 도시한다.
도 12는, 도 10의 루틴을 사용하여 달성된 트랙 밀도 및 성능에서의 개선들을 도시하는 테스트 데이터의 그래픽 표현이다.
본 개시내용은 일반적으로 데이터 저장 시스템들에 관한 것으로, 더 상세하게는, 데이터 저장 디바이스의 자기 기록 디스크와 같은 데이터 기록 표면 상의 데이터 트랙들의 어레인지먼트(arrangement)들을 향상시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
데이터 저장 디바이스들은 빠르고 효율적인 방식으로 호스트 디바이스에 데이터를 저장하고 그로부터 데이터를 리트리브(retrieve)한다. 그러한 디바이스들에는 종종, 최상위 레벨 제어 회로(제어기) 및 하나 또는 그 초과의 형태들의 데이터 저장 매체들, 이를테면 하드 디스크 드라이브(HDD)들 및 하이브리드 데이터 저장 디바이스(HDSD; hybrid data storage device)들에서 사용되는 회전가능 자기 기록 매체들(디스크들)이 제공된다.
HDD들 및 HDSD들은 일반적으로 회전가능 자기 기록 매체들을 일정한 각속도로 회전하도록 배열한다. 데이터 판독/기입 트랜스듀서(헤드)들의 대응하는 어레이는 매체들의 기록 표면들에 걸쳐 이동함으로써 동심(concentric) 데이터 트랙들을 따라 배열되는 고정된 사이즈의 섹터들에 데이터를 기입하고 그리고 데이터를 판독한다. 데이터 트랙들에 대해 원하는 관계로 트랜스듀서들을 유지하기 위해 서보 제어 회로에 의해 사용되는 포지션 정보를 제공하기 위해, 임베딩된(Embedded) 서보 데이터가 기록 표면들 상에 공급될 수 있다.
슁글드 자기 기록(SMR) 기술들이 사용되어 회전가능 매체의 데이터 저장 용량을 향상시킬 수 있다. 일반적으로, SMR 기술들은, 후속하여 기입되는 데이터의 트랙들이 앞서 기입된 트랙들에 부분적으로 중첩하는 그러한 방식으로 기록 표면에 데이터를 기입하는 것을 수반한다. 데이터 트랙들은 동심 트랙들의 밴드들로 배열될 수 있다. 인접 밴드들 간에 작은 인터밴드(inter-band) 갭(gap)들이 제공될 수 있다.
데이터 트랜스듀서의 기입 엘리먼트는, 연관된 판독 엘리먼트의 유효 자기 감지 판독 폭보다 실질적으로 더 큰 유효 자기장 기입 폭을 갖는 것이 일반적이다. 이는, 제 1 트랙이 기입 엘리먼트의 폭에 관하여 설정된 상대적으로 더 넓은 초기 폭으로 기입되게 한다. 제 1 트랙의 일부와 중첩하는 제 1 트랙과 동일한 폭을 갖는 제 2 트랙이 기입될 수 있다. 제 1 트랙의 오버라이팅(overwrite)되지 않은 부분은 최종 제 1 트랙이 되고, 일반적으로 판독 엘리먼트의 폭과 동일하거나 또는 그보다 약간 더 큰 최종 폭을 갖는다. 최종 제 2 트랙을 정의하기 위해, 제 2 트랙을 부분적으로 오버라이팅하는 제 3 트랙이 다음에 기입되는 그러한 식이다.
몇몇 경우들에서, 기입 엘리먼트는, 기입 엘리먼트의 일 측 상의 프린징(fringing) 필드가 기입 엘리먼트의 대향하는 측 상의 프린징 필드보다 상대적으로 더 넓도록, 비대칭 자기장 기입 응답을 가질 수 있다. 비대칭 기입 응답은 기입 엘리먼트의 구성의 함수일 수 있다. 로터리 액츄에이터(rotary actuator)의 사용은, 매체의 반경에 걸쳐 판독 엘리먼트와 기입 엘리먼트 간의 경사각(skew angle)에서의 변화들을 유도할 수 있고, 경사각에서의 변화들은 또한 기입 비대칭성을 유도 및/또는 변경할 수 있다.
매체 상의 주어진 방사상 포지션에 대해, 기입 방향은, 후속 트랙에 의해 오버라이팅되는 앞선 트랙의 부분이 트랜스듀서의 더 넓은 프린징 필드를 갖는 측과 연관된 부분이도록 선택될 수 있다. 몇몇 SMR 기입 방식들은, 매체의 상이한 방사상 위치들에서 상이한 방향들의 오버라이팅을 이용한다.
SMR의 사용은 자기 기록 표면의 데이터 저장 용량을 증가시킬 수 있다. 판독 엘리먼트 폭에 매칭하도록 최종 트랙들의 폭들을 좁히는 것은, 더 많은 데이터 트랙들이 주어진 영역 내에 배치되는 것을 허용한다. 그러나, SMR 기입 기술들은 또한 다수의 제한들로 인해 어려움을 겪을 수 있다.
관측되는 하나의 제한은, 각각의 밴드에 기입된 제 1 트랙에 대한 비트 에러 레이트(BER) 값에서의 증가이다. 오직 단일 인접 트랙에 의해 오버라이팅되는(스퀴즈되는) 밴드 내의 나머지 트랙들과는 달리, 각각의 밴드의 제 1 트랙은 일반적으로 다음 밴드의 마지막 기입 트랙에 바로 인접해 있다. 결과적으로, 각각의 밴드의 제 1 트랙은 2개의 대향하는 방향들로부터 스퀴즈될 수 있는데, 즉, 각각의 밴드의 제 1 기입 트랙은 그 밴드의 제 2 트랙 및 인접 밴드의 마지막 트랙 둘 모두에 의해 부분적으로 오버라이팅될 수 있다. 따라서, 선택된 밴드의 마지막 트랙을 재기입하는 것은 의도치 않게, 다음 인접 밴드의 제 1 트랙을, 이러한 후자의 트랙으로부터의 복원이 악영향을 받을 정도로 오버라이팅할 수 있다.
따라서, 본원에 개시된 다양한 실시예들은 일반적으로, 데이터 저장 매체에 대한 슁글드 자기 기록을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 아래에 설명되는 바와 같이, 몇몇 실시예들은, 부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 1 밴드를, 제 1 밴드의 제 1 트랙의 중심과 제 2 트랙의 중심 간의 일 거리를 포함하는 제 1 트랙 피치에서 회전가능 기록 매체에 기입하도록 동작하는 제어 회로를 이용한다.
제어 회로는 추가로, 부분적으로 중첩하는 트랙들의 인접한 제 2 밴드를 제 1 트랙 피치에서 회전가능 기록 매체에 기입하도록 동작한다. 트랙들의 제 2 밴드에는, 제 1 밴드의 마지막 트랙과 제 2 밴드의 제 2 트랙 간에 더 큰 제 2 트랙 피치가 제공되도록, 트랙들의 제 1 밴드에 관하여 선택된 간격이 제공된다.
제 1 및 제 2 트랙 피치 값들은 다양한 트랙 스퀴즈 분석들을 수행함으로써 획득된다. 이들 분석들은 디바이스 제작 동안 수행되는 것으로 고려될 수 있지만, 그 분석들이 고객 환경에서의 디바이스의 현장 사용 동안 대안적으로 또는 부가적으로 수행될 수 있으므로 그러한 것이 제한적인 것은 아니다. 분석들은 각각 단면 트랙 스퀴즈 동작들 및 양면 트랙 스퀴즈 동작들로 특성화된다.
아래에 설명되는 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 단면 트랙 스퀴즈 동작들은, 선택된 위치에서 테스트 트랙을 기입하고 그에 후속하여 테스트 트랙의 선택된 측으로부터 인접 트랙을 기입하는 것을 수반한다. 최내경(ID) 단면 트랙 스퀴즈 동작은, 매체의 ID의 방향에서 테스트 트랙의 그 측 상에 인접 트랙을 기입한다. 최외경(OD) 단면 트랙 스퀴즈 동작은, 매체의 OD의 방향에서 테스트 트랙의 그 측 상에 인접 트랙을 기입한다. 이들 동작들 각각은 결국 동일한 테스트 트랙에서 수행될 수 있다.
연속적으로 기입된 인접 트랙들은 테스트 트랙에 점점 더 가깝게 기입되고, 매번 테스트 트랙에 대한 에러 레이트 값이 결정된다. 일 트랙의 중심으로부터 다음 트랙의 중심까지의 트랙 피치 거리로서 특성화되는 전체 스퀴즈(SQZ) 값은, 미리결정된 임계치에 대응하는 에러 레이트 값을 제공하는 것으로 결정된다. 이러한 테스팅이 계속됨에 따라, 침해(encroaching) 트랙들에 의한 테스트 트랙의 부분적 중첩이 발생할 것임이 고려된다. 필요한 경우, 테스트 트랙은, 인접 트랙이 이동될 때마다를 포함하여 필요한 때에 재기입될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 단면 트랙 스퀴즈 동작에 대한 2개의 스퀴즈 값들 중 더 큰 값은, 테스트 트랙의 근방에 기입될 각각의 밴드에서의 사용을 위한 제 1 트랙 피치 값으로서의 사용을 위해 선택된다. (예컨대, ID를 향한 또는 OD를 향한) 트랙들의 슁글링(shingling)의 방향이 또한, 선택된 스퀴즈 값에 기초하여 선택된다.
그 후에, 다른 테스트 트랙이 기입되고, 제 1 인접 트랙이 테스트 트랙에 접하게(next to) 기입된다. 제 1 인접 트랙은 선택된 트랙 피치에서 선택된 방향으로 있다. 양면 트랙 스퀴즈 동작은 제 1 인접 트랙의 반대측에 제 2 인접 트랙을 기입함으로써 수행된다. 앞에서와 같이, 제 2 인접 트랙은, 특정된 에러 레이트 값에 도달될 때까지 테스트 트랙에 점점 더 가깝게 이동된다. 제 2 트랙 피치 값은 제 2 인접 트랙의 위치에 기초하여 선택된다. 이러한 값은, 시스템 변수들(예컨대, 오프트랙(offtrack) 기입 에러들 등)을 처리하기 위해 작은 상수 값에 의해 디레이팅(derate)될 수 있다.
이러한 방식에서, 슁글드 트랙들의 각각의 밴드 내의 인트라밴드(intraband) 트랙 피치(TP1) 및 슁글드 트랙들의 인접 밴드들 간의 인터밴드 트랙 피치(TP2) 둘 모두는 효율적으로 그리고 효과적으로 선택될 수 있다. 개시된 실시예들은, 매체 상의 전체 트랙 밀도를 증가시키면서 각각의 밴드의 제 1 트랙에 대한 개선된 에러 레이트 성능을 달성할 수 있음이 발견되었다.
본 개시내용의 다양한 실시예들의 이들 및 다른 특징들 및 이점들은, 데이터 저장 디바이스(100)의 간략화된 기능 블록 표현을 제공하는 도 1의 검토를 시작으로 이해될 수 있다. 디바이스(100)는 제어기(제어 회로)(102) 및 메모리 모듈(104)을 포함한다. 제어기(102)는, 디바이스가 호스트 디바이스와 인터페이싱(interface)하는 경우에 최상위 레벨 통신 및 제어 기능들을 제공하는 하드웨어 또는 프로그래밍가능 프로세서 기반 제어 회로이다.
메모리(104) 내의 저장을 위해 호스트 디바이스로부터 데이터가 전달된다. 메모리는 다양한 형태들을 취할 수 있는데, 도 2에 기재된 바와 같은 회전가능 자기 기록 매체들을 포함한다.
도 2는, 몇몇 실시예들에 따른 도 1의 데이터 저장 디바이스(100)의 개략적 표현이다. 도 2의 디바이스(100)는 하드 디스크 드라이브(HDD)로서 특성화되지만, 다른 형태들의 디바이스들, 이를테면 하이브리드 데이터 저장 디바이스(HDSD)들이 활용될 수 있다. 인지될 바와 같이, HDSD들은 상이한 형태들의 비-휘발성 메모리 저장소들, 이를테면 회전가능 자기 기록 디스크들 및 고체-상태 반도체 메모리(예컨대, 플래시 메모리 등)를 활용하는 경향이 있다.
도 2의 디바이스(100)는, 중심 축(110)을 중심으로 일정한 고속으로 스핀들(spindle) 모터(108)에 의해 회전되는 하나 또는 그 초과의 회전가능 자기 기록 매체들(106)을 포함한다. 복수의 동심 트랙들(하나가 (112)로 표시됨)이 다양한 디스크 기록 표면들 상에 정의되고, 데이터 판독/기입 트랜스듀서(헤드)들(114)의 대응하는 어레이에 의해 액세스된다.
헤드들(114)은, 디스크들(106)의 가장 바깥쪽 둘레에 인접한 중앙 액츄에이터 축(118)을 중심으로 피벗(pivot)하는 로터리 액츄에이터 어셈블리(116)에 의해 지지된다. 보이스 코일 모터(VCM; voice coil motor)의 코일(120)은 영구 자석들(도시되지 않음)의 어레이에 의한 자기장에 침지(immerse)된다. 코일(120)에 대한 전류의 제어된 인가는, 축(118)을 중심으로 한 액츄에이터(116)의 제어된 회전 및 디스크 표면에 걸친 헤드들(114)의 제어된 방사상 운동을 유도한다.
전치증폭기(preamplifier)/드라이버 회로(프리앰프(preamp))(122)가 헤드들(114) 각각에 동작가능하게 커플링되고, 예컨대, 액츄에이터 어셈블리(116)의 측부에 탑재될 수 있다. 호스트 디바이스와 디스크들(106) 간의 데이터 전달들은 프리앰프(122) 및 판독/기입 채널(124)을 사용하여 수행된다. 데이터 기입 동작 동안, 디스크들에 기입될 데이터는 호스트로부터 버퍼 메모리(도시되지 않음)에 버퍼링되고, 판독/기입 채널(124)에 의해 인코딩되어, 프리앰프(122)에 공급되는 주파수 변조된 기입 신호를 공급한다. 프리앰프(122)는 양방향 기입 전류들을 생성하여 연관된 헤드(114)의 기입 엘리먼트(125)(도 3 참조)에 인가함으로써, 연관된 디스크의 기록 층에 자기 플럭스 트랜지션(magnetic flux transition)들의 시퀀스(sequence)의 형태로 데이터를 기입한다.
후속 판독 동작 동안, 리트리브될 데이터가 상주하고 있는 대응하는 트랙(112)에 판독 센서(126)(도 3)가 정렬된다. 헤드(114)는 프리앰프(122)에 의해 프리컨디셔닝(precondition)되고 판독/기입 채널(124)에 의해 프로세싱되어 원래 기입된 데이터를 복원시키는 리드백(readback) 신호를 출력한다. 리드백 데이터는 요청 호스트 디바이스로의 전달 때까지 버퍼 메모리에 배치된다.
도 2에서 서보 제어 회로가 (128)로 표시된다. 서보 제어 회로(128)는 판독 및 기입 동작들 동안 각각의 헤드들(114)의 폐쇄 루프 포지션 제어를 제공한다. 일반적으로, 디스크 표면으로부터 트랜스듀싱(transduce)된 복조된 서보 데이터는 서보 제어 회로(128)에 공급되어 주어진 트랙과 연관된 헤드의 상대적인 포지션의 표시를 제공한다. 아래에 설명되는 바와 같이, 서보 데이터는, 많은 휠 상의 스포크(spoke)들 같은, 디스크(106) 상의 표면에 걸쳐 연장되는 서보 웨지(wedge)들(129)로서 배열될 수 있다. 3개의 그러한 웨지들이 도 2에 도시되지만, 웨지들은 디스크의 전체 둘레를 빙 둘러 원주상으로(circumferentially) 연장된다는 것이 인지될 것이다. 웨지들의 통상적인 수는 200-400 등일 수 있다.
서보 제어 회로(128)는, 커맨딩(command)된 타겟 포지션에 기초하여 헤드의 포지션을 조정하기 위해, 전류 커맨드 신호를 코일(120)에 출력한다. 서보 회로(128)는 다수의 상이한 서보 포지셔닝 모드들에서 동작하도록 적응될 수 있는데, 선택된 헤드가 초기 트랙으로부터 타겟 트랙으로 이동되는 탐색(seek) 모드, 및 연관된 헤드가 선택된 트랙을 따르게 되는 트랙 추종(following) 모드를 포함한다.
도 4는 몇몇 실시예들에 따른, 도 2로부터의 예시적인 트랙(112)의 배열을 도시한다. 다른 어레인지먼트들이 사용될 수 있다. 다수의 이격된 서보(S) 필드들(130)이 도 2로부터의 방사상으로 배열된 서보 웨지들(129)을 형성한다. 서보 필드들(130)의 인접 쌍들 간의 영역들은 일련의 데이터 블록들 또는 데이터 섹터들(132)을 정의하기 위해 사용된다. 데이터 섹터들 각각은 고정된 양의 인코딩된 사용자 데이터, 이를테면 512 바이트 등을 저장한다.
각각의 서보 필드(130)에 대한 예시적인 포맷은, 동기화(sync) 필드(134), 인덱스 필드(136), 그레이(Gray) 코드(트랙 ID) 필드(138), 서보 포지셔닝 필드들 PS1 및 PS2(140, 142), 및 보상 필드(144)를 포함하는 것으로 도 4에 도시된다. 다른 포맷들이 사용될 수 있다. 일반적으로, sync 필드(134)는 트랜스듀서(114)에 인접한 서보 필드(130)의 서보 회로 통로(passage)에 시그널링하기 위한 고유 비트 시퀀스이다. 인덱스 필드(136)는 서보 필드의 각도 포지션을 나타내고, 그레이 코드 필드(138)는 디스크 표면 상에서의 서보 필드의 방사상 포지션을 나타낸다.
PS1 및 PS2 필드들(140, 142)은 도시된 바와 같이 가변적인 극성들을 갖는 교번하는 서보 버스트 필드들이다. 예를 들어, PS1 필드들(140)은 각각 방사상으로 정렬된 포지티브(+) 버스트 필드들(146) 및 네거티브(-) 버스트 필드들(148)로서 배열된다. 서보 널(null)들(150)이 각각의 인접한 쌍의 버스트들(146, 148) 간의 접합부(juncture)에서 정의된다.
유사하게, PS2 필드들(142)은 각각 방사상으로 정렬된 포지티브(+) 버스트 필드들(146) 및 네거티브(-) 버스트 필드들(148)로서 배열된다. 서보 널(null)들(156)이 각각의 인접한 쌍의 버스트들(152, 154) 간의 접합점에서 정의된다. PS1 및 PS2 필드들은 절반-트랙(half-track) 위치들에서 널들(150, 156)을 정의하도록 방사상으로 오프셋(offset)된다.
도 5는, 도 4의 서보 필드들(130)로부터 형성된 다수의, 소위 서보 트랙들(160)을 도시한다. 일반적으로, 각각의 서보 트랙(160)은, 서보 널들(150)에 공칭적으로(nominally) 대응하는 중심라인 및 서보 널들(156)에 의해 정의되는 경계들을 갖는 것으로 보일 수 있다. 다른 관례들이 사용될 수 있다.
슁글드 자기 기록(SMR)은, 디스크(106)의 데이터 기록 표면 면적의 적어도 일부에 대해 도 2의 디바이스(100)에 의해 활용되는 것으로 고려된다. 따라서, 도 5는 부분적으로 중첩하는 데이터 트랙들(170)의 2개의 밴드들, 즉, 제 1 밴드(172)(밴드 A) 및 제 2 밴드(174)(밴드 B)를 도시한다. 제 1 밴드와 제 2 밴드 간에 작은 갭이 제공된다. 도 5의 각각의 엘리먼트들의 상대적인 사이즈들 및 간격들은 단지 예시의 목적들만을 위한 상관관계에 있으며, 요구되는 경우 조정될 수 있다.
제 1 밴드(172)(밴드 A)는 총 6개의 트랙들(170)을 가지며, 편의를 위해 트랙들 A-1 내지 A-6으로 표시된다. 제 2 밴드(밴드 B)는 총 4개의 트랙들(170)을 가지며, 트랙들 B-1 내지 B-4로 표시된다. 각각의 밴드들은 임의의 적절한 개별적인 수의 트랙들을 가질 수 있음이 유의될 것이다. 둘 모두의 밴드들은 선택된 방향(예컨대, 디스크(106)의 OD를 향함)으로 슁글링된 것으로 도시되지만, 그러한 것은 단지 예시적이며 반드시 제한하는 것은 아니다.
도 5는, 각각의 밴드들(172, 174)에 의해 활용되는 상이한 트랙 피치 값들을 더 도시한다. 제 1 트랙 피치 값(TP1)은 각각의 밴드의 트랙들에 대한 인트라밴드 트랙 피치 값을 표현한다. 참고로, 트랙 피치는, 밴드의 제 1 트랙(이를테면 트랙 A-1)의 중심으로부터 밴드의 제 2 트랙(이를테면 트랙 A-2)의 중심까지의 방사상 분리 거리에 공칭적으로 대응한다. 본원에서 사용되는 바와 같은 트랙 피치는 라이트-인된(written-in) 트랙 피치, 즉, 처음에 기입된 바와 같은 트랙들의 중심들임이 유의될 것이다.
더 상세하게는, 데이터 트랙 A-1의 기입 동안, 서보 제어 회로(128)는, 인접한 서보 트랙들(160)로부터의 포지션 정보를 활용하여 기입 엘리먼트(126, 도 3)를 파선(176)에 의해 정의된 반경에 포지셔닝시키고, 그에 의해, 이러한 중심라인을 갖는 트랙 A-1이 기입된다. 후속하여, 서보 제어 회로(128)는 파선(178)에 의해 정의되는 반경에 기입 엘리먼트들을 포지셔닝시키기 위해 서보 트랙들(160)을 사용하며, 그에 의해, 자신의 중심라인으로서 라인(178)을 갖는 데이터 트랙 A-2가 기입되고 마지막 데이터 트랙 A-6이 기입될 때까지 그러한 식으로 이루어진다. 위에 언급된 바와 같이, 트랙 A-6은 밴드(172) 내의 다른 트랙들에 의해 부분적으로 중첩되지 않는다. 트랙들 A-1 내지 A-6의 각각의 인접 쌍은 이러한 제 1 트랙 피치 값 TP1에서 공칭적으로 기입된다.
도 5는 제 2 트랙 피치 값(TP2)을 추가로 도시한다. TP2 값은 밴드 A의 마지막 트랙(예컨대, 트랙 A-6) 및 밴드 B의 제 1 트랙(예컨대, 트랙 B-1)에 대한 인터밴드 트랙 피치를 표현한다. TP2는 TP1보다 더 크고(TP2>TP1), 일반적으로는 트랙 A-6의 기입 중심라인(라인 180)으로부터 트랙 B-1의 기입 중심라인(라인 182)까지의 거리로서 정의될 수 있음을 유의한다.
반드시 제한하는 것은 아니지만, 도 5에 도시된 밴드들 A 및 B와 같은 트랙들의 밴드들은 종종 비교적 큰 데이터 세트들을 저장하기 위해 온-더-플라이(on-the-fly)로 기입된다. 예를 들어, 저장 디바이스(100)는, 다수의 트랙들에 걸쳐 있을 많은 섹터들(예컨대, 도 4의 (132))을 수반하는 데이터의 세트를 기입하기 위한 스트리밍된 기입 커맨드를 수신할 수 있다. 응답으로, 디바이스(100)는, 전체 데이터 세트가 디스크(106)에 기록될 때까지 트랙들을 차례로 기입함으로써 데이터 전달을 개시하도록 동작할 수 있다. 데이터 세트는 그 이후 일 단위로서 관리될 수 있다. 다른 실시예들에서, 밴드들의 사이즈들 및 위치들은 미리결정되고, 새로운 데이터가 디바이스에 제공되는 경우 필요한 따라 채워진다.
밴드들은 종종 슁글링의 방향으로 순차적으로 기입된다. 이러한 방식에서, 정상 상황들 하에서, 도 5의 밴드 A에 대응하는 데이터 세트가 먼저 기입되고 그에 후속하여 밴드 B에 대응하는 데이터 세트가 기입될 것이다.
주어진 밴드 내의 선택된 섹터들에 대한 업데이트들은 디바이스(100)에 의해 수행될 수 있다. 데이터 섹터들의 위치에 의존하여, 밴드의 트랙들 중 일부 또는 전부가 판독되고, 로컬 메모리(예컨대, 데이터 버퍼 등)에 일시적으로 저장되고 그리고 그 후 재-기입될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 트랙 A-2 상의 선택된 섹터(또는 섹터들)가 업데이트될 필요가 있으면, 트랙들 A-3 내지 A-6의 컨텐츠들이 버퍼링될 수 있고, 업데이트된 데이터가 트랙 A-2에 기입되고, 그 후, 트랙들 A-3 내지 A-6이 매체에 재기입될 수 있다.
일반적으로, 밴드의 최종 트랙(예컨대, 트랙 A-6)에 대한 업데이트들은 일반적으로는 밴드의 트랙들의 버퍼링 및 재기입을 요구하지 않는다. 그러나, 주어진 밴드의 마지막 트랙, 이를테면 밴드 A의 트랙 A-6의 재기입은 인접 밴드의 제 1 트랙, 이를테면 밴드 B의 트랙 B-1과 부분적으로 중첩(스퀴즈)하는 경향이 있을 것임이 유의될 것이다. 잠정적으로 불리한 시나리오에서, 트랙 A-6(예컨대, 밴드 A의 마지막 트랙)을 업데이트하는 것은, 한 번이든 또는 다수 회이든 간에, 밴드 B의 데이터 전부의 (제자리 또는 디스크(106) 상의 새로운 상이한 위치로의) 재기입을 요구할 수 있다.
도 6은, 도 5로부터의 각각의 제 1 및 제 2 트랙 피치 값들(TP1 및 TP2)을 설정하기 위한 다양한 실시예들에 따라 구성 및 동작되는 트랙 피치 결정 엔진(190)에 대한 기능 블록도이다.
엔진(190)은 다양한 형태들을 취할 수 있지만, 일반적으로, 저장 디바이스에 통합되거나 또는 적절한 호스트 인터페이스를 사용하여 저장 디바이스와 통신하는 제어 회로를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 엔진(190)은 디바이스(100)의 최상위 레벨 제어기 회로(예컨대, 제어기(102), 도 1)의 일부를 형성하고, 따라서, 적절한 시간들에서의 실행을 위해 적절한 메모리 위치에 저장되는 연관된 메모리를 갖는 하드웨어 회로 또는 프로그래밍가능 프로세서일 수 있다. 다른 실시예들에서, 엔진의 적어도 일부들은, 테스트 프로토콜 데이터 및 명령들을 저장 디바이스(100)에 통신하는 컴퓨터 또는 다른 프로세싱 디바이스와 같은 별개의 호스트 디바이스에서 오프로딩(offload)될 수 있다.
일반적으로, 엔진(190)은, 도 2로부터의 서보 회로(128) 및 R/W 채널(124)을 포함하는 다양한 회로들과 통신한다. 데이터 값들은 로컬 메모리(192), 이를테면 이러한 목적에 대해 이용가능한 휘발성 또는 비-휘발성 메모리에 저장될 수 있다. 최종 트랙 피치 값들은 비-휘발성 메모리, 이를테면 선택된 파라미터 데이터 트랙들에 저장될 수 있고, 트랙들의 밴드들을 매체들에 기입할 시에 시스템에 의한 사용을 위해 필요한 경우 리콜(recall)될 수 있다. 전체 디스크 표면에 걸친 사용을 위해 단일 세트의 트랙 피치 값들이 식별될 수 있거나, 또는 경사, 판독기/기입기 오프셋들 등을 포함하는 다양한 팩터들을 고려하여 각각의 디스크 표면의 상이한 구역들에 대해 개별적인 트랙 피치 값들(및 슁글링 방향들 등)이 선택될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 각각의 디스크 표면은 복수의 동심 구역들 또는 방사상 구역들로 분할될 수 있고, 상이한 세트의 트랙 피치 값들 및 다른 파라미터들이 각각의 구역에서의 사용을 위해 설정된다.
엔진(190)은, 주어진 위치에 대한 최종 트랙 피치 값들 TP1 및 TP2에 도달하기 위해 다수의 상이한 타입들의 분석들을 수행하도록 구성된다. 도 7a-7b는 몇몇 실시예들에 따른, 엔진(190)에 의해 수행될 수 있는 양면 트랙 스퀴즈 동작을 나타낸다. 동작은 또한 때때로, TPIC-DSS(Track-Per-Inch Capability Double Sided Squeeze) 동작으로 지칭된다. 양면 스퀴즈 동작은, 2개의 대향하는 방향들로부터 트랙 스퀴즈를 적용함으로써, 선택된 트랙을 평가한다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 3개의 데이터 트랙들(170)이 트랙 N-1, 트랙 N, 및 트랙 N+1로 표시된다. 트랙 N은 또한 타겟 트랙(또는 베이스라인 트랙)으로 지칭되고, 트랙들 N-1 및 N+1은 인접 트랙들로 지칭된다. 일반적으로, 동작 동안, 타겟 트랙 N이 먼저 기입되고, 타겟 트랙 N의 대향하는 측들 상에서의 인접 트랙들 N-1 및 N+1의 기입이 그에 후속한다. 트랙들은, 반복 패턴(예컨대, 2T 패턴), 랜덤 또는 의사-랜덤(pseudo-random) 시퀀스, 실제 테스트 데이터 등을 포함하는 임의의 적절한 데이터로 기입될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 에러 정정 코드들(ECC)이 데이터에 대해 생성되어 트랙(들) 상에 저장될 수 있다.
초기 트랙 피치는 각각의 트랙들에 대해 선택된다. 이러한 트랙 피치는 도 7a에 TPA로 표시되고, 트랙들 N-1과 N 및 트랙들 N과 N+1의 라이트-인된 중심라인들 간의 방사상 분리 거리에 공칭적으로 대응한다. 도 7a 및 7b의 본 논의는 동일한 반대측의 스퀴즈 거리들이 연속적으로 적용되는 것을 고려하지만, 이는, 아래에 설명되는 바와 같이, 반드시 그러한 것은 아니다. 그럼에도 불구하고, 적어도 처음에 대칭적인 진행을 사용하여 도 7a-7b의 테스팅 루틴을 설명하는 것이 도움이 되는 것으로 믿어지는데, 그러한 프로세싱이 몇몇 상황들에서 유용할 수 있기 때문이다.
무관하게, 일단 인접 트랙들 N-1 및 N+1이 기입되면, 그에 저장된 데이터에 대한 에러 레이트 값을 평가하기 위해 판독 동작이 타겟 트랙 N에 대해 수행된다. 임의의 수의 상이한 형태들의 에러 레이트 값들이 사용될 수 있다. 몇몇 경우들에서, (정정가능하든 또는 정정가능하지 않든 간에) 적어도 하나의 판독 에러를 겪는 타겟 트랙 N 상의 데이터 섹터들의 카운트와 같은 데이터 섹터 고장률(SFR; sector failure rate)이 사용될 수 있다. 다른 경우들에서, 전체 비트 에러 레이트(BER) 또는 다른 메트릭이 사용되어 판독 에러 레이트를 평가할 수 있다.
ECC 데이터가 타겟 트랙에 기입되면, 선택된 수의 에러들까지 검출 및 정정하기 위한 ECC의 동작이 활용되어 에러 레이트 메트릭을 형성할 수 있다. 다른 경우들에서, 타겟 트랙으로부터의 미가공(raw) 리드백 데이터가 버퍼에 배치될 수 있고, XOR(exclusive-or) 연산과 같은 로직 비교 연산이 사용되어, 리드백 데이터를 매체에 기입된 데이터의 카피와 비교함으로써 리드백 데이터에서의 비트 변화들을 검출할 수 있다. 초기 결함 스캔은, 그러한 결함-기반 에러들이 평가에 포함되지 않도록 결함 위치들을 검출 및 할당해제(deallocate)하기 위해, 인접 트랙들의 기입에 앞서 수행될 수 있다.
일단 타겟 트랙 N에 대한 초기 에러 레이트 값이 결정되면, 엔진(190)은, 도 7b에서 표현된 바와 같이, 새로운 감소된 트랙 피치(TPB)에서 인접 트랙들 N-1 및 N+1을 적어도 재기입하는 것을 진행한다. 애플리케이션에 의존하여, 타겟 트랙 N은 또한 인접 트랙들의 재기입에 앞서 재기입될 수 있다. 제 2 에러 레이트는 이러한 새로운 감소된 간격(스퀴즈)에 기초하여 타겟 트랙 N으로부터 획득된다. 전술한 프로세싱은, 측정된 에러 레이트가 미리결정된 임계치에 도달할 때까지 더 많은 양들의 양면 트랙 스퀴즈들로 계속된다.
도 8a-8b는 몇몇 실시예들에 따른, 엔진(190)에 의해 수행될 수 있는 단면 트랙 스퀴즈 동작을 예시한다. 동작은, 내경(ID; inner diameter) 단면 트랙 스퀴즈 동작 또는 TPIC-IP-SS(Tracks-Per-Inch Capability, Inner Diameter, Single Sided)로 칭해진다.
도 8a에서, 타겟 트랙 N이 기입되고, 후속하여 인접 트랙 N+1이 트랙 N의 ID 측 상에 기입된다(예컨대, 트랙 N+1이 트랙 N보다 디스크(106)의 회전 중심에 더 가까움). 트랙 N+1은 초기 트랙 피치 값 TPC에서 기입된다. 앞에서와 같이, 트랙 N에 대해 에러 레이트 값이 결정되고, 도 8b에 도시된 바와 같이 프로세스가 반복되며, 여기서, 트랙 N+1은 더 작은 트랙 피치 TPD에서 기입된다. 이러한 프로세싱은, 미리결정된 임계 값을 충족하는 에러 레이트 값을 제공하는 가장 작은 트랙 피치 값이 ID 방향으로부터 결정될 때까지 계속된다.
도 9a-9b는 외경(OD; outer diameter) 방향으로부터 수행되는 단면 트랙 스퀴즈 동작을 도시하며, 또한, TPIC-OD-SS(Tracks-Per-Inch Capability, Outer Diameter, Single Sided)로 지칭된다. 이러한 경우에서, 트랙 N은 앞에서와 같이 기입되고, 후속하여 초기 간격 TPE에서 (트랙 N의 OD 측 상에) 트랙 N-1이 기입되고, 트랙 N에 대한 에러 레이트 값이 측정된다. 프로세스는, 더 작은 간격 TPF가 활용되는 도 9b에 도시된 바와 같이 계속된다. 앞에서와 같이, 수용가능한 에러 레이트 성능을 달성하는 최소 간격이 결정된다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른, 도 6의 트랙 피치 결정 엔진(190)에 의해 수행되는 단계들을 예시하는 트랙 피치 결정 루틴(200)을 제공한다. 도 7a-9b의 다양한 양면 및 단면 스퀴즈 분석들이 루틴의 동작 동안 엔진에 의해 수행됨이 인식될 것이다. 위에 언급된 바와 같이, 몇몇 경우들에서, 엔진(190)은 프로그래밍가능 프로세서의 형태를 취할 수 있고, 이러한 경우에서, 적절한 프로그래밍 명령들이 메모리에 저장되고 루틴에 기재된 다양한 단계들을 수행하도록 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
처음에, 루틴(200)은 특정 매체 상의 단일 위치만을 평가하도록 배열된다. 이는 예시의 간략화를 위해 제공되었다. 로컬 메모리(192)(도 6)로의 저장을 위한 적절한 파라미터 값들을 수용하기 위해 주어진 저장 디바이스에서의 각각의 헤드/디스크 결합에 대한 상이한 방사상 위치들에서 다양한 단계들이 다수회 반복될 수 있음이 이해될 것이다.
루틴은, 데이터 트랜스듀서(예컨대, 도 2-3의 (114))가 회전가능 저장 매체(예컨대, 도 2의 디스크(106))의 데이터 기록 표면에 인접한 선택된 위치에 포지셔닝되는 단계(202)에서 시작된다. 이 시점에서, 엔진(190)은 단계(204)에서, 도 8a-8b에서 위에 논의된 바와 같이, ID 측 인접 트랙(예컨대, N+1)이 타겟 트랙(예컨대, N)에 인접에 인접하게 기입되고 그리고 타겟 에러 레이트가 획득될 때까지 연속적으로 더 가깝게 이동되도록, TPIC-ID-SS 측정을 수행하는 것을 진행한다.
몇몇 실시예들에서, 이는, 1.0의 공칭(중첩되지 않은) 트랙 피치 값에 기초하여 정규화될 수 있는 일부 선택된 값의 트랙 피치 스퀴즈 거리를 제공할 것이다. 스퀴즈 거리는, 기입 동작인 계속 실행될 수 있는 공칭 트랙 중심으로부터의 최대 편차를 표현하는 최대 허용가능 기입 장애 임계치(WFT; write fault threshold) 거리만큼 추가로 감소될 수 있다. 통상적인 WFT 값은, 예를 들어, 트랙 폭의 15%일 수 있는데, 트랙의 중심으로부터 이러한 양의 거리보다 더 먼 헤드의 이동이 데이터의 추가적인 기입에서 기입 장애의 선언 및 일시적인 중단을 초래하도록 이루어진다.
구체적인 예를 사용하여, 임계 에러 레이트를 초래하는 단계(204) 동안 획득된 방사상 트랙 피치 값이 공칭 트랙 피치의 40%라고 가정한다. 다른 방식으로 말하자면, 도 8a의 TPC가 100%(TPC=1.0)로 셋팅되면, 도 8b의 TPD는 공칭적으로 0.4(TPD=0.4)이다. 기입 장애 임계치가 15%(WFT=0.15)면, 최종 스퀴즈 값 SQZ-PCT는 다음과 같이 설정될 수 있다.
Figure pat00001
그리고, 내부 방향 측 스퀴즈를 표시하는 값 TPIC-ID-SS는 다음과 같이 주어진다.
Figure pat00002
도 10의 루틴은 블록(206)에서 계속되고, 여기서, 도 9a-9b에서 위에 논의된 바와 같이, 외경 단면 스퀴즈 동작을 사용하여 전술한 단계들이 반복된다. 도 9b로부터의 최종 트랙 피치 값 TPF가 60%의 정규화된 트랙 피치 값(TPF=0.6)을 제공하고 WFT가 15%로(WFT=0.15)로 유지된다고 가정하면, 다음과 같다.
Figure pat00003
그리고, 외부 방향 측 스퀴즈를 표시하는 값 TPIC-OD-SS는 다음과 같이 주어진다.
Figure pat00004
다음으로, 도 10의 단계(208)에서 도시된 바와 같이, 값 TPIC-SSS는 앞서 계산된 TPIC-ID-SS 및 TPIC-OD-SS 값들의 최대 값으로 선택되는데, 즉, 다음과 같다.
Figure pat00005
그러므로, 본 예에서, OD 스퀴즈 값은 ID 값에 비해 더 많은 양의 스퀴즈를 제공한다. 그 후에, 인트라밴드 트랙 피치 값 TP1(도 5 참조)이 다음과 같이 주어진다.
Figure pat00006
다시 말해서, 테스트 트랙 N의 근방에 후속하여 기입된 트랙들의 밴드들은, 각각의 밴드 내에서, TP1의 공칭 트랙 간격을 사용하여 기입될 것이다. 슁글링의 방향은 선택된 TPIC-SSS 값에 기초할 것이며, 이러한 경우에서는 OD 측이다.
루틴은, 도 7a-7b에 일반적으로 기재된 바와 같은 양면 스퀴즈 분석을 수행하기 위해 단계(212)에서 계속된다. 그러나, 이러한 양면 스퀴즈 측정은 단계(210)로부터 획득된 TP1 값 및 방향을 활용한다. 즉, 인접 트랙 스퀴즈 거리(이러한 경우에서, OD 인접 트랙 N-1)는 일정하게 유지되는 반면, 다른 인접 트랙 스퀴즈 거리(이러한 경우에서, ID 인접 트랙 N+1)는 최종 에러 레이트 임계치를 충족시키도록 감소된다.
이는, 타겟 트랙 N 및 인접 트랙들 N-1 및 N+1을 도시하는 도 11에 예시된다. 위에 기재된 예를 사용하여, OD 측 인접 트랙 N-1은 설정된 인트라밴드 트랙 피치 값 TP1에서 기입된다. 트랙들 N-1 및 N의 상대적인 포지셔닝은 평가 동안 일정하게 유지된다. 그 후에, ID 측 인접 트랙 N+1은 특정된 에러 레이트(예컨대, 섹터 고장률 등)가 달성될 때까지 타겟 트랙 N을 향해 전진된다.
이는, ID 측 인접 트랙 N+1에 대한 정규화된 트랙 피치의 퍼센티지로서의 스퀴즈 값을 초래한다. 이러한 값은 (ID 측에 대한) 도 7b에서의 값 TPB로 볼 수 있다. 앞에서와 같이, 전체 SQZ-PCT 값을 제공하기 위해 기입 장애 임계치(WFT)에 대한 조정이 다음과 같이 이루어진다.
Figure pat00007
가변 방향(이러한 경우에서, ID)으로부터의 양면 스퀴즈를 표시하는 값 TPIC-DSS가 다음과 같이 주어진다.
Figure pat00008
그리고, 중간 트랙 피치 값 TP-D가 다음과 같이 결정된다.
Figure pat00009
그 후에, 인터밴드 간격에 대한 최종 제 2 트랙 피치 값 TP2(도 5 참조)가 다음과 같이 계산된다.
Figure pat00010
이러한 방식에서, 일 밴드의 마지막 트랙과 다음 인접 밴드의 제 1 트랙 간의 거리를 설정하는 최종 제 2 트랙 피치 값 TP2는, TP-D 값과 TP1 값의 차이에 상수 곱셈기(multiplier) C를 곱한 것으로 제공된다. 상수 곱셈기 C는 인접 트랙 간섭(ATI; adjacent track interference)을 견딜 능력과 같은 다양한 우발적인 사건(contingency)들을 수용한다. C=1.5의 값은 더 큰 위험성들의 ATI로 더 공격적인(aggressive) 더 높은 밀도의 간격을 제공한다. C=2.0의 값은 더 많은 마진(margin)을 제공하지만 그 대가로 밀도가 더 낮다. C에 대해 임의의 적절한 상수 값이 사용될 수 있다.
이러한 값들로부터, 이제, 전술한 계산들을 사용하는 디스크 상의 임의의 주어진 밴드가 다음의 총 밴드 방사상 간격 BRS(band radial space) 또는 디스크에 걸친 방사상 폭을 갖는 것을 알 수 있다.
Figure pat00011
여기서, TPB는 밴드 당 총 트랙들의 수를 표현한다.
도 10의 흐름으로 다시 돌아가서, 최종 인터밴드 트랙 피치 TP2는 전술한 논의에 따라 단계(214)에서 결정되고, 그 후에, 단계(216)에서, 결정된 트랙 피치 값들 TP1 및 TP2 뿐만 아니라 슁글링의 방향 등과 같은 다른 파라미터들이 기입 동작들 동안의 후속 사용을 위해 적절한 메모리에 저장된다.
이러한 시점에서, 도 10의 루틴은, 도 11에 의해 예시된 바와 같이, 인트라밴드(예컨대, TP1) 및 인터밴드(예컨대, TP2) 간격에 대한 트랙 피치 값들을 계산하기 위한 종래 기술 방법들에 대한 향상들을 제공한다는 것이 인식될 것이다. 몇몇 종래의 방법들에서, 각각의 TP1 및 TP2 값들은 독립적으로 계산되는데, 즉, 도 8a-9b에 도시된 바와 같이 TP1이 그리고 도 7에 도시된 바와 같이 TP2가 계산된다. 대조적으로, 도 10-11의 방법은 인터밴드 트랙 피치 값 TP2의 계산을 TP1의 함수로 만든다. 이는, 경험적 분석을 통해, 상당히 개선된 에러 레이트 성능 및 향상된 트랙 밀도들을 제공한다는 것이 발견되었다.
이러한 목적을 위해, 도 12는 전술한 논의에 따른 실세계 HDD들을 평가하는 것으로부터 획득되는 경험적 데이터의 그래픽 표현이다. 도 12는 위에 개시된 기술들을 사용하는 제 1 에러 성능 곡선(220) 및 종래의 기술을 사용하는 제 2 에러 성능 곡선(222)(여기서, TP1 값의 함수가 아닌 제 2 트랙 간격 값 TP2를 셋팅하기 위해 (도 7a-7b에서와 같은) 양면 스퀴즈 테스트가 수행됨)을 도시한다. 수평 파선 곡선은 특정된 최소 (정규화된) 섹터 고장률(SFR) 값에 대응한다.
도 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 제안된 튜닝 방법(커브 220)은 종래의 방법(커브 222)에 비해 부가적인 마진을 제공한다. 제안된 인터-밴드 TPIC_DSS 튜닝은 타겟 SFR에서 포화될 수 있다는 것이 발견되었다. 이것은, 테스트 트랙의 일 측만이 TPIC_SSS에서 스퀴즈되는 경우, 테스트 트랙 상의 SFR이 타겟 SFR과 동일할 것이기 때문이다. 넌-SMR(non-SMR) 측 상의 스퀴즈 퍼센티지는, 테스트 트랙이 ATI에 의해 더 이상 영향을 받지 않고 SFR이 변하지 않을 때까지 계속 완화될 수 있다.
추가적인 경험적 분석은, 본원에서 구현되는 바와 같은 방법이 공칭적으로 동일한 SFR 성능을 갖는 주어진 밴드의 각각의 트랙(제 1 트랙을 포함함)을 제공할 수 있음을 나타내었다. 일 예에서, 종래의 방법(커브 222)을 사용하는 각각의 밴드의 제 1 트랙은 약 55%의 SFR 열화를 제공한 반면, 개시된 방법(커브 220)을 사용하는 각각의 밴드의 제 1 트랙은 약 0.12%의 무시가능한 SFR 열화를 제공했다.
마지막으로, 추가적인 경험적 분석들은, 몇몇 경우들에서, 인접 밴드의 제 1 트랙에 대해 특정된 레벨들의 SFR을 유지하면서 상수 곱셈기 C가 완전히 제거(예컨대, C=1)될 수 있음을 나타냈다. 이러한 이점은, 기존 방법에 비해, 주어진 매체 상에 배치될 수 있는 트랙들의 총 수를 현저하게 증가시킨다.
이제, 본원에 제시된 다양한 실시예들이 다수의 이점들을 제공할 수 있음이 인식될 것이다. 인트라밴드 트랙 피치 값들(예컨대, TP1)의 함수인 인터밴드 트랙 피치 값들(예컨대, TP2)을 제공하는 것은, 디바이스의 전체 트랙 밀도 및 그에 따른 데이터 저장 용량을 유지 또는 개선하면서 각각의 밴드의 제 1 트랙의 에러 레이트 성능을 상당히 개선한다는 것이 발견되었다. 이 방법은 특히 하드 드라이브들 뿐만 아니라 다른 형태들의 저장 디바이스들에서의 슁글드 자기 기록(SMR) 시스템들에 적합하다.
본 개시내용의 다양한 실시예들의 다수의 특성들 및 이점들이 전술한 설명에서 다양한 실시예들의 구조 및 기능의 세부사항들과 함께 기재되었지만, 상세한 설명은 단지 예시적이며, 첨부된 청구항들이 표현되는 용어들의 넓은 일반적인 의미에 의해 표시되는 전체 범위까지, 특히 본 개시내용의 원리들 내의 부분들의 어레인지먼트들 및 구조에 관하여 변경들이 세부적으로 이루어질 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (20)

  1. 방법으로서,
    부분적으로 중첩하는(overlapping) 트랙들의 제 1 밴드(band)를 제 1 트랙 피치(pitch)에서 회전가능 기록 매체에 기입하는 단계; 및
    인접한, 부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 2 밴드를 상기 제 1 트랙 피치에서 상기 회전가능 기록 매체에 기입하는 단계를 포함하며,
    상기 제 2 밴드는 상기 제 1 밴드의 마지막 기입 트랙에 인접한 제 1 기입 트랙을 포함하고,
    상기 제 2 밴드의 제 1 기입 트랙은, 상기 제 1 트랙 피치에서 기입된 인접 트랙을 사용하여 테스트 트랙에 대해 설정된 에러 레이트(error rate)에 대한 응답으로 결정된, 상기 제 1 밴드의 마지막 기입 트랙으로부터의 제 2 트랙 피치에 배치되는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매체 상에 제 1 타겟(target) 트랙을 기입하는 단계 및 특정된 에러 레이트 값이 제 1 최종 중첩 거리에 대해 상기 타겟 트랙으로부터 획득될 때까지, 상기 제 1 타겟 트랙에 대한 연속적으로 더 큰 중첩 거리들로, 상기 제 1 타겟 트랙의 제 1 선택된 측 상에 제 1 인접 트랙을 반복적으로 기입하는 단계를 포함하는 제 1 단면 트랙 스퀴즈(single sided track squeeze) 동작을 수행하는 단계;
    상기 매체 상에 제 2 타겟 트랙을 기입하는 단계 및 상기 특정된 에러 레이트 값이 제 2 최종 중첩 거리에 대해 획득될 때까지, 상기 제 2 타겟 트랙에 대한 연속적으로 더 가깝고 더 큰 중첩 거리들에서, 상기 제 2 타겟 트랙의, 대향하는(opposing) 제 2 선택된 측 상에 제 2 인접 트랙을 반복적으로 기입하는 단계를 포함하는 제 2 단면 트랙 스퀴즈 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 제 1 최종 중첩 거리 또는 상기 제 2 최종 중첩 거리 중 더 큰 최종 중첩 거리에 관하여 상기 제 1 트랙 피치를 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 트랙 피치는 추가로, 상기 타겟 트랙과 연관된 기입 장애 임계(WFT; write fault threshold) 값에 관하여 선택되는, 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 최종 중첩 거리 또는 상기 제 2 최종 중첩 거리 중 더 큰 최종 중첩 거리에 대한 응답으로 상기 제 1 밴드 및 상기 제 2 밴드의 트랙들 각각에 대한 슁글링(shingling) 방향을 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 매체 상에 제 3 테스트 트랙을 기입하는 단계, 상기 제 1 최종 중첩 거리 또는 상기 제 2 최종 중첩 거리 중 더 큰 최종 중첩 거리에 대응하는, 상기 타겟 트랙의 상기 제 1 선택된 측 또는 상기 제 2 선택된 측 상에 상기 제 3 테스트 트랙에 관하여 상기 제 1 트랙 피치에서 제 3 인접 트랙을 기입하는 단계, 및 상기 특정된 에러 레이트 값이 제 3 최종 중첩 거리에 대해 획득될 때까지, 제 3 타겟 트랙에 대해 연속적으로 더 큰 중첩 거리들에서 상기 타겟 트랙의 상기 제 1 선택된 측 또는 상기 제 2 선택된 측 중 남아 있는 선택된 측 상에 제 4 인접 트랙을 반복적으로 기입하는 단계를 포함하는 양면(double sided) 트랙 스퀴즈 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 제 3 최종 중첩 거리 및 상기 제 1 트랙 피치에 관하여 상기 제 2 트랙 피치를 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 매체 상의 선택된 위치에서 테스트 트랙에 테스트 패턴을 기입하는 단계;
    상기 제 1 트랙 피치 값에서 상기 매체의 제 1 방사상(radial) 방향으로 상기 테스트 트랙과 부분적으로 중첩하는 제 1 인접 트랙을 기입하는 단계;
    상기 테스트 트랙에 관하여 상기 제 1 트랙 피치에서 상기 제 1 인접 트랙을 유지하면서, 상기 매체의, 대향하는 제 2 방사상 방향으로 상기 테스트 트랙과 부분적으로 중첩하는 제 2 인접 트랙을 기입하는 단계, 상기 테스트 트랙으로부터 초기 에러 레이트 값을 측정하는 단계, 및 상기 제 2 인접 트랙을 재기입하고 그리고 상기 테스트 트랙으로부터의 업데이트된 에러 레이트 값을 결정함으로써, 타겟 트랙에 대한 특정된 에러 레이트 값이 상기 제 2 인접 트랙에 대해 최종 스퀴즈 거리에 도달될 때까지 상기 제 2 인접 트랙을 상기 테스트 트랙을 향해 반복적으로 전진(advance)시키는 단계를 수행하는 단계; 및
    상기 최종 스퀴즈 거리에 대한 응답으로 상기 제 2 트랙 피치 값을 결정하는 단계
    의 선행 단계들을 더 포함하는, 방법.
  7. 방법으로서,
    회전가능 데이터 기록 매체에 인접한 데이터 트랜스듀서(transducer)를 사용하여 테스트 트랙에 테스트 패턴을 기입하는 단계;
    제 1 트랙 피치 값에서 상기 매체의 제 1 방사상 방향으로 상기 테스트 트랙과 부분적으로 중첩하는 제 1 인접 트랙을 기입하는 단계;
    상기 테스트 트랙에 관하여 상기 제 1 트랙 피치에서 상기 제 1 인접 트랙을 유지하면서, 상기 매체의, 대향하는 제 2 방사상 방향으로 상기 테스트 트랙과 부분적으로 중첩하는 제 2 인접 트랙을 기입하는 단계, 상기 테스트 트랙으로부터 초기 에러 레이트 값을 측정하는 단계, 및 상기 제 2 인접 트랙을 재기입하고 그리고 상기 테스트 트랙으로부터의 업데이트된 에러 레이트 값을 결정함으로써, 타겟 트랙에 대한 특정된 에러 레이트 값이 상기 제 2 인접 트랙에 대해 최종 스퀴즈 거리에 도달될 때까지 상기 제 2 인접 트랙을 상기 테스트 트랙을 향해 반복적으로 전진시키는 단계를 수행하는 단계;
    상기 최종 스퀴즈 거리에 대한 응답으로 제 2 트랙 피치 값을 결정하는 단계; 및
    부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 1 밴드 및 제 2 밴드를 상기 매체에 기입하는 단계
    의 순차적인 단계들을 포함하며,
    상기 제 1 밴드 및 상기 제 2 밴드 각각의 트랙들 각각은 상기 제 1 트랙 피치에서 기입되고, 상기 제 1 밴드의 마지막 트랙 및 상기 제 2 밴드의 제 1 트랙은 상기 제 2 트랙 피치에서 기입되는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 매체 상에 제 1 타겟 트랙을 기입하는 단계 및 특정된 에러 레이트 값이 제 1 최종 중첩 거리에 대해 상기 타겟 트랙으로부터 획득될 때까지, 상기 제 1 타겟 트랙에 대한 연속적으로 더 큰 중첩 거리들로, 상기 제 1 타겟 트랙의 제 1 선택된 측 상에 제 1 인접 트랙을 반복적으로 기입하는 단계를 포함하는 제 1 단면 트랙 스퀴즈 동작을 수행하는 단계;
    상기 매체 상에 제 2 타겟 트랙을 기입하는 단계 및 상기 특정된 에러 레이트 값이 제 2 최종 중첩 거리에 대해 획득될 때까지, 상기 제 2 타겟 트랙에 대한 연속적으로 더 가깝고 더 큰 중첩 거리들에서, 상기 제 2 타겟 트랙의, 대향하는 제 2 선택된 측 상에 제 2 인접 트랙을 반복적으로 기입하는 단계를 포함하는 제 2 단면 트랙 스퀴즈 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 제 1 최종 중첩 거리 또는 상기 제 2 최종 중첩 거리 중 더 큰 최종 중첩 거리에 관하여 상기 제 1 트랙 피치를 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 트랙 피치는 추가로, 상기 타겟 트랙과 연관된 기입 장애 임계(WFT) 값에 관하여 선택되는, 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 최종 중첩 거리 또는 상기 제 2 최종 중첩 거리 중 더 큰 최종 중첩 거리에 대한 응답으로 상기 제 1 밴드 및 상기 제 2 밴드의 트랙들 각각에 대한 슁글링 방향을 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 트랙 피치는,
    상기 매체 상의 테스트 트랙에 테스트 패턴을 기입하는 단계;
    상기 매체의 상기 제 1 방사상 방향으로 상기 테스트 트랙과 부분적으로 중첩하는 제 3 인접 트랙을 기입하는 단계;
    초기 에러 레이트 값을 결정하기 위해 상기 테스트 트랙으로부터 상기 테스트 패턴을 판독하는 단계;
    상기 제 3 인접 트랙을 재기입하고 그리고 업데이트된 에러 레이트 값을 결정함으로써, 상기 타겟 트랙에 대한 특정된 에러 레이트 값이 상기 제 3 인접 트랙에 대해 제 1 최종 스퀴즈 거리에 도달될 때까지 상기 제 3 인접 트랙을 상기 테스트 트랙을 향해 반복적으로 전진시키는 단계;
    상기 테스트 트랙에 상기 테스트 패턴을 재기입하는 단계;
    상기 매체의 상기 대향하는 제 2 방사상 방향으로 상기 테스트 트랙과 부분적으로 중첩하는 제 4 인접 트랙을 기입하는 단계;
    초기 에러 레이트 값을 결정하기 위해 상기 테스트 트랙으로부터 상기 테스트 패턴을 판독하는 단계;
    상기 제 4 인접 트랙을 재기입하고 그리고 업데이트된 에러 레이트 값을 결정함으로써, 상기 타겟 트랙에 대한 특정된 에러 레이트 값이 상기 제 3 인접 트랙에 대한 제 2 최종 스퀴즈 거리에 도달될 때까지 상기 제 4 인접 트랙을 상기 테스트 트랙을 향해 반복적으로 전진시키는 단계; 및
    상기 제 1 최종 스퀴즈 거리 또는 상기 제 2 최종 스퀴즈 거리 중 더 큰 최종 스퀴즈 거리에 관하여 상기 제 1 트랙 피치를 선택하는 단계
    를 포함하는 선행 단계들에 의해 결정되는, 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 트랙 피치는 상기 제 1 트랙 피치보다 더 크고, 상기 제 1 트랙 피치의 함수인, 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 매체는 회전가능 자기 기록 디스크인, 방법.
  14. 데이터 저장 디바이스로서,
    회전가능 데이터 기록 매체에 인접하게 제어가능하게 포지셔닝가능한 데이터 판독/기입 트랜스듀서;
    부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 1 밴드를 상기 제 1 밴드의 제 1 트랙의 중심과 제 2 트랙의 중심 간의 거리를 포함하는 제 1 트랙 피치에서 상기 매체에 기입하고, 후속하여, 인접한, 부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 2 밴드를 상기 제 1 트랙 피치에서 상기 회전가능 기록 매체에 기입하도록 구성되는 제어 회로 ― 상기 부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 2 밴드는 상기 부분적으로 중첩하는 트랙들의 제 1 밴드의 마지막 기입 트랙에 인접한 제 1 기입 트랙을 포함하고, 상기 제 2 밴드의 제 1 기입 트랙은, 상기 제 1 트랙 피치보다 더 큰, 상기 제 1 밴드의 마지막 기입 트랙으로부터의 제 2 트랙 피치에 상기 제어 회로에 의해 배치됨 ―; 및
    단면 트랙 스퀴즈 동작을 사용하여 상기 제 1 트랙 피치를 선택하도록 구성되고 그리고 제 1 인접 트랙을 타겟 트랙에 관하여 상기 제 1 트랙 피치에서 유지하면서 대향하는 제 2 인접 트랙의 포지션을 상기 타겟 트랙에 관하여 조정하는 양면 트랙 스퀴즈 동작을 사용하여 상기 제 2 트랙 피치를 선택하도록 구성되는 트랙 피치 결정 회로를 포함하는, 데이터 저장 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 트랙 피치 결정 회로는, 프로세서에 의해 실행되는 경우,
    테스트 패턴을 제 2 테스트 트랙에 기입하고,
    상기 매체의 제 1 방사상 방향으로 상기 제 2 테스트 트랙과 부분적으로 중첩하는 제 3 인접 트랙을 기입하고,
    초기 에러 레이트 값을 결정하기 위해 상기 제 2 테스트 트랙으로부터 상기 테스트 패턴을 판독하고,
    상기 제 3 인접 트랙을 재기입하고 그리고 업데이트된 에러 레이트 값을 결정함으로써, 제 2 타겟 트랙에 대한 특정된 에러 레이트 값이 상기 제 3 인접 트랙에 대해 제 1 최종 스퀴즈 거리에 도달될 때까지 상기 제 3 인접 트랙을 상기 제 2 테스트 트랙을 향해 반복적으로 전진시키고;
    상기 제 2 테스트 트랙에 상기 테스트 패턴을 재기입하고;
    상기 매체의 상기 대향하는 제 2 방사상 방향으로 상기 제 2 테스트 트랙과 부분적으로 중첩하는 제 4 인접 트랙을 기입하고;
    초기 에러 레이트 값을 결정하기 위해 상기 제 2 테스트 트랙으로부터 상기 테스트 패턴을 판독하고,
    상기 제 4 인접 트랙을 재기입하고 그리고 업데이트된 에러 레이트 값을 결정함으로써, 상기 제 2 타겟 트랙에 대한 특정된 에러 레이트 값이 상기 제 3 인접 트랙에 대해 제 2 최종 스퀴즈 거리에 도달될 때까지 상기 제 4 인접 트랙을 상기 제 2 테스트 트랙을 향해 반복적으로 전진시키고; 그리고
    상기 제 1 최종 스퀴즈 거리 또는 상기 제 2 최종 스퀴즈 거리 중 더 큰 최종 스퀴즈 거리에 관하여 상기 제 1 트랙 피치를 선택
    하는 것에 의해 상기 단면 트랙 스퀴즈 동작을 수행하는, 메모리에 저장된 연관된 프로그래밍을 갖는 프로그래밍가능 프로세서를 포함하는, 데이터 저장 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 트랙 피치는 추가로, 상기 제 2 타겟 트랙과 연관된 기입 장애 임계(WFT) 값에 관하여 선택되는, 데이터 저장 디바이스.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 트랙 피치 결정 회로는 추가로, 상기 제 1 최종 스퀴즈 거리 또는 상기 제 2 최종 스퀴즈 거리 중 더 큰 최종 스퀴즈 거리에 대한 응답으로 상기 제 1 밴드 및 상기 제 2 밴드의 트랙들 각각에 대한 슁글링 방향을 선택하도록 구성되는, 데이터 저장 디바이스.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 데이터 기록 매체는 자기 기록 디스크인, 데이터 저장 디바이스.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 트랙 피치 결정 회로는 추가로, 상기 매체를 복수의 동심 구역들로 배열하고 그리고 상기 구역들 각각에서의 부분적으로 중첩하는 트랙들의 밴드들을 기입하는데 사용하기 위한 제 1 트랙 피치 값, 제 2 트랙 피치 값, 및 슁글링 방향을 결정하도록 동작하는, 데이터 저장 디바이스.
  20. 제 14 항에 있어서,
    하드 디스크 드라이브(HDD)로서 특성화되며,
    상기 제어 회로는 프로그래밍가능 제어기 회로, 판독/기입 채널 및 서보 제어 회로를 포함하는, 데이터 저장 디바이스.
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