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公開番号2025100949
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-04
出願番号2024076265
出願日2024-05-09
発明の名称ディスク媒体を含むデータ記憶デバイスのためのヘッド速度ディレーティング
出願人ウェスタンデジタルテクノロジーズインコーポレーテッド
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類G11B 21/08 20060101AFI20250627BHJP(情報記憶)
要約【課題】データ記憶デバイス(DSD)及びDSDを動作させる方法を提供する。
【解決手段】DSDは、少なくとも1つのヘッドと、ボイスコイルモータ(VCM)と、を含む。緊急電源オフ(EPO)状態の間、少なくとも1つのヘッドを損傷させることに対する予防措置として、ディスク上のターゲット場所においてデータを読み取るか又は書き込むコマンドを実行するために、少なくとも1つのヘッドを移動させるための速度上限は、ターゲット場所がディスクの外径(OD)領域にあることと、少なくとも1つのヘッドを移動させるのに必要な方向が、内径(ID)からODへの方向であることと、開始位置が、OD領域位置から少なくとも所定の閾値と同じくらい半径方向に離れていることとに応じて、低減される。
【選択図】図3B
特許請求の範囲【請求項１】
データ記憶デバイス（ＤＳＤ）であって、
データを記憶するように構成されたディスクと、
前記ディスクを回転させるように構成されたスピンドルモータと、
前記ディスク上でデータを読み取り、かつ書き込むように構成された少なくとも１つのヘッドと、
前記ディスク上で前記少なくとも１つのヘッドを移動させるように構成されたボイスコイルモータ（ＶＣＭ）と、
回路であって、
前記ディスクの外径（ＯＤ）領域内のターゲット場所においてデータを読み取るか、又は書き込むコマンドを受信し、
前記ターゲット場所に前記少なくとも１つのヘッドを移動させるための速度上限であって、
前記ターゲット場所に前記少なくとも１つのヘッドを移動させるのに必要な方向が、前記ディスクを横切る内径（ＩＤ）からＯＤへの方向であることと、
前記少なくとも１つのヘッドを移動させるための開始位置が、ＯＤ領域位置から少なくとも所定の閾値と同じくらい半径方向に離れていることとに応じて、低減される、速度上限を低減させ、
前記コマンドを実行するために、低減された前記速度上限を使用して前記ターゲット場所に前記少なくとも１つのヘッドを移動させるように構成されている、回路と、を備える、ＤＳＤ。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記ＯＤ領域位置が、前記ＯＤ領域の境界、前記ターゲット場所についての前記ディスク上の環状トラック、又は前記ＯＤ領域内の所定の位置に対応する、請求項１に記載のＤＳＤ。
【請求項３】
前記回路は、前記ＯＤ領域の外側境界により近い前記ターゲット場所が、前記外側境界からより遠い前記ＯＤ領域内の別のターゲット場所に対するよりも大きい前記速度上限の低減に対応するように、前記ＯＤ領域内の前記ターゲット場所の相対位置に少なくとも部分的に基づいて前記速度上限を低減させるように更に構成されている、請求項１に記載のＤＳＤ。
【請求項４】
前記回路が、前記ターゲット場所に到達する前の前記ディスクの回転量と関連付けられている、前記ターゲット場所に前記少なくとも１つのヘッドを移動させるための設定を調整することによって、前記速度上限を低減させるように更に構成されている、請求項１に記載のＤＳＤ。
【請求項５】
前記回路が、前記ＤＳＤによって実行されるコマンドをスケジューリングするための回転位置最適化（ＲＰＯ）アルゴリズムの一部として、調整された前記設定を使用するように更に構成されている、請求項４に記載のＤＳＤ。
【請求項６】
前記回路が、
前記ＤＳＤの温度条件、前記スピンドルモータの特性、及び前記ＶＣＭの特性のうちの少なくとも１つを含む、前記ＤＳＤの１つ以上の動作状態を決定し、
前記ＤＳＤの前記１つ以上の決定された動作状態に少なくとも部分的に基づいて、前記速度上限を低減させるように更に構成されている、請求項１に記載のＤＳＤ。
【請求項７】
前記回路が、
前記コマンドについてのデータサイズ、前記ディスク上で実行されるべき保留中のコマンドの数、及び前記ターゲット場所に前記少なくとも１つのヘッドを移動させるための半径方向距離のうちの少なくとも１つを含む、前記ＤＳＤの１つ以上のパフォーマンス要因を決定し、
前記ＤＳＤの前記１つ以上の決定されたパフォーマンス要因に少なくとも部分的に基づいて、前記速度上限を低減させるように更に構成されている、請求項１に記載のＤＳＤ。
【請求項８】
前記回路が、
前記ＤＳＤについての緊急電源オフ（ＥＰＯ）事象のカウントを決定し、
ＥＰＯ事象の決定された前記カウントに少なくとも部分的に基づいて、前記速度上限を低減させるように更に構成されている、請求項１に記載のＤＳＤ。
【請求項９】
前記回路が、
前記ＤＳＤについての最後の緊急電源オフ（ＥＰＯ）事象からの時間の指示を決定し、
前記最後のＥＰＯ事象からの前記時間の決定された前記指示に少なくとも部分的に基づいて、前記速度上限を低減させるように更に構成されている、請求項１に記載のＤＳＤ。
【請求項１０】
データ記憶デバイス（ＤＳＤ）を動作させる方法であって、前記方法が、
前記ＤＳＤのディスク上でデータを読み取るか、又は書き込むコマンドを受信することと、
前記コマンドを実行するために、前記ディスクを横切る内径（ＩＤ）から外径（ＯＤ）への方向に、前記ディスクのＯＤ領域内のターゲット場所に前記ＤＳＤの少なくとも１つのヘッドを移動させるための速度ディレーティング設定であって、前記少なくとも１つのヘッドを移動させるための開始位置がＯＤ領域位置から少なくとも所定の閾値と同じくらい半径方向に離れていることに少なくとも部分的に基づいて決定される、速度ディレーティング設定を決定することと、
前記コマンドを実行するために、決定された前記速度ディレーティング設定に基づいて、前記ターゲット場所に前記少なくとも１つのヘッドを移動させることと、を含み、前記速度ディレーティング設定が、前記ＤＳＤの緊急電源オフ（ＥＰＯ）状態の間、前記少なくとも１つのヘッドを損傷させることに対する予防措置として機能する、方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
データ記憶デバイス（Data Storage Device、ＤＳＤ）は、データを磁気的に記憶するために使用される１つ以上のディスクを含み得る。このようなＤＳＤでは、ヘッドを使用してディスクからデータを磁気的に読み取り、かつディスク上にデータを磁気的に書き込むためにディスクが回転している間、ヘッドがディスクの表面上で作動する。ヘッドはスライダアセンブリによって支持され、スライダアセンブリは、空気軸受、又はディスクの高速回転によって引き起こされる空気の揚力に起因して、ディスク表面上を約５ナノメートルで浮動する。ＤＳＤのパワーアップ、パワーダウン、又は低電力状態などの間、回転しているディスク表面上をヘッドが移動又は浮動していないとき、ヘッドは、ディスク及びヘッドへの損傷を防止するために、ディスクの外径付近のランプ上にパーキング又はアンロードされている。
続きを表示（約 3,600 文字）【０００２】
ヘッドがディスク上を浮動している間に予期せぬ電力損失（すなわち、緊急電源オフ（Emergency Power Off、ＥＰＯ）事象）があった場合、ヘッドは、回転しているディスクの減速によって引き起こされる揚力の低減に起因してヘッドがディスク表面に衝突することを防止することを助けるために、キャパシタ、又はディスクの連続回転を使用することなどによって、ＤＳＤに残っている可能性がある電力を使用してランプに迅速に移動する。このようなＥＰＯ事象では、ヘッドがあまりにも速い速度でランプに当たった場合にヘッドを損傷するリスクもあり、これにより、ヘッドスライダアセンブリがランプから跳ね返る（すなわち、「ヘッドスライダフラッピング」）可能性がある。
【０００３】
ＤＳＤが物理的に小さくなり、かつディスク上に記憶されるデータの量が多くなるにつれて、ＥＰＯ事象の間、ヘッドが損傷するリスクが増加する。例えば、ＤＳＤのディスクパック内で互いに重なり合って円周方向に整列するディスクの数を増加させることにより、重ねられたディスク間の空間の量を減少させることができ、これにより、ランプは、より急勾配になり、かつＥＰＯ事象の間、ヘッドが当たったときにヘッドスライダフラッピングを引き起こす可能性がより高くなり得る。しかしながら、起こり得るＥＰＯ事象の間、損傷を防止するために通常動作中のヘッドの最大速度を低下させることは、ヘッドのより遅い移動に起因してパフォーマンスを低下させる可能性があり、ランプと重なり得るディスクの未使用外径領域のサイズを増加させる可能性があり、又はより低い最大速度に起因してヘッドがディスクに衝突した場合に、起こり得るデータ損失に対する保護として機能し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本開示の実施形態の特徴及び利点は、図面と併せて解釈されるときに、以下に記載される詳細な説明からより明らかになるであろう。図面及び関連する説明は、本開示の実施形態を例解するように、かつ特許請求の範囲の範囲を限定しないように、提供される。
１つ以上の実施形態による、例示的なデータ記憶デバイス（ＤＳＤ）のブロック図である。
先行技術によるＤＳＤのヘッド軌道のグラフである。
１つ以上の実施形態による、ＤＳＤのディレートされたヘッド軌道のグラフである。
１つ以上の実施形態による、ディスクの外径（Outer Diameter、ＯＤ）領域内の異なるターゲット場所についてのディレートされたヘッド軌道のグラフである。
１つ以上の実施形態による、速度ディレーティング設定の調整に基づく、図３Ａのターゲット場所に対する異なるディレートされた速度上限のグラフである。
１つ以上の実施形態による、速度上限低減プロセスのフローチャートである。
１つ以上の実施形態による、速度ディレーティング設定決定プロセスのフローチャートである。
１つ以上の実施形態による、決定されたＤＳＤ動作状態及びＤＳＤパフォーマンス要因のうちの少なくとも１つに基づく速度上限低減プロセスのフローチャートである。
１つ以上の実施形態による、決定された緊急電源オフ（ＥＰＯ）カウント及び最後のＥＰＯ事象からの時間の指示のうちの少なくとも１つに基づく速度上限低減プロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するために、数多くの具体的な詳細が記載される。しかしながら、開示された様々な実施形態が、これらの具体的な詳細のうちの一部を伴わずに実施され得ることが、当業者には明らかであろう。他の例では、様々な実施形態を不必要に不明瞭にすることを避けるために、周知の構造及び技術は詳細に示されていない。
【０００６】
例示的なシステム環境
図１は、１つ以上の実施形態による、ホスト１０１からデータを受信するデータ記憶デバイス（ＤＳＤ）１０６の一例を示す。図１の例に示すように、ＤＳＤ１０６は、磁気ディスク１５０の形態の不揮発性メモリ（ＮＶＭ）を含む。この点に関して、ＤＳＤ１０６は、回転磁気ディスクを含むので、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）とみなすことができる。他の実施形態では、ＤＳＤ１０６は、ディスク１５０に加えて、フラッシュメモリ又は他の不揮発性ソリッドステートメモリなどの他のＮＶＭ媒体を含み得る。
【０００７】
本開示を参照して当業者によって理解されるように、ディスク１５０は、ディスク１５０と円周方向に整列された複数のディスクを含むディスクパックの一部を形成し得る。そのような実装形態では、ヘッド１３６は、ディスクパック内の対応するディスク表面からデータを読み取り、かつそこにデータを書き込むように構成されたヘッドを含む、ヘッドスタックアセンブリ（Head Stack Assembly、ＨＳＡ）の一部を形成し得る。この点に関して、ヘッド１３６は、ディスク１５０の下の別のヘッドとともに移動して、ディスク１５０の底面上でデータを読み取り、かつ書き込み得る。本明細書で使用される場合、「少なくとも１つのヘッド」は、ヘッド１３６などの単一のヘッド、又はヘッド１３６及びディスク１５０の反対側のヘッドなどの一緒に移動する複数のヘッド、又はＨＳＡを形成するヘッドを指すことができる。
【０００８】
図１に示すように、ディスク１５０は、外側境界１５４及び内側境界１５６によって画定される外径（ＯＤ）領域１５２を含み、これは、ＯＤ領域１５２のデータ書き込み可能限界に対応し得る。ディスク１５０は、スピンドルモータ（Spindle Motor、ＳＭ、ＳｐｉｎｄｌｅＭｏｔｏｒ）１３４によって回転し、ヘッド１３６は、ディスク１５０の表面上でデータを読み取りかつ書き込むように位置決めされる。より詳細には、ヘッド１３６は、ボイスコイルモータ（Voice Coil Motor、ＶＣＭ）１３２によって回転するアクチュエータ１３０の遠位端に接続され、ディスク１５０上にヘッド１３６を位置決めして、ディスク１５０上の環状トラックでデータを読み取り、又は環状トラックにデータを書き込む。回路１２０のサーボシステムは、ＳＭ制御信号３１を用いてディスク１５０の回転を制御し、ＶＣＭ制御信号３０を用いてヘッド１３６の位置を制御する。
【０００９】
図１の例では、ＤＳＤ１０６は、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（Digital Signal Processor、ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（Application-Specific Integrated Circuit、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array、ＦＰＧＡ）、ハードワイヤードロジック、アナログ回路、及び／又はそれらの組み合わせなど、命令を実行するための１つ以上のプロセッサを含み得る、回路１２０を含む。一実装形態では、回路１２０は、システムオンチップ（System on a Chip、ＳｏＣ）を含み得、ＳｏＣはまた、メモリ１４０又は他のローカルメモリを含み得る。
【００１０】
インターフェース１２６は、ＤＳＤ１０６がホスト１０１と通信することを可能にするように構成されており、例えば、シリアルアドバンストテクノロジーアタッチメント（Serial Advanced Technology Attachment、ＳＡＴＡ）、ペリフェラルコンポーネントインターコネクトエクスプレス（Peripheral Component Interconnect express、ＰＣＩｅ）、スモールコンピュータシステムインターフェース（Small Computer System Interface、ＳＣＳＩ）、シリアルアタッチドＳＣＳＩ（Serial Attached SCSI、ＳＡＳ）、イーサネット、若しくはＷｉＦｉ、及び／又は１つ以上の他の規格を使用し得る。当業者には理解されるように、インターフェース１２６は、回路１２０の一部として含まれ得る。図１は、ホスト１０１とＤＳＤ１０６との共同配置を示しているが、他の実装形態では、これら２つは、物理的に共同配置される必要はない。そのような実装形態では、ＤＳＤ１０６は、ホスト１０１から離れて位置し、ネットワークインターフェースを介してホスト１０１に接続され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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