[发明专利]具有对数据磁道的写的自适应计数的盘驱动器

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及磁记录硬盘驱动器(HDD)，且更具体地说涉及对数据磁道的写入数量进行计数以最小化写期间的相邻磁道侵占(ATE)的影响的具有高数据磁道密度的HDD。

背景技术

具有高数据密度的HDD需要具有高数据磁道密度，这意味着将同心数据磁道更紧密地挤压在一起。高磁道密度增加了相邻磁道侵占(ATE)的问题。当在与正写入的磁道相邻的磁道中存储的旧数据在对数据磁道的多次写入之后变得恶化时发生ATE。ATE通常转化为误码率(BER)的增加，导致HDD的性能和可靠性的恶化。

解决ATE问题的一个方法是对每个磁道的写入数量进行计数。当已经对磁道进行写入达预定次数时，读取然后重写该磁道及其两侧的一个或多个相邻磁道。因为避免了单个磁道的大量重复性写入，所以不会增大ATE的影响。在US 7,567,400B2中描述了该方法，将其受让给与本申请相同的受让人。但是，因为HDD可能具有非常大数量的磁道，例如，几十万个，所以可能需要分配大量的存储器来存储每个磁道的计数。

因此需要的是以使得有效使用存储器且仍然有效地解决ATE问题的方式对数据磁道的写进行计数的HDD。

发明内容

本发明涉及使用对数据磁道的写的自适应计数以最小化ATE的影响的HDD。将磁道分组为片段且将计数器与每个片段相关联，但是片段中的磁道数量不固定，而是根据对片段的写入数量变化或适应。因此片段可具有“粗造”的粒度，意味着其具有相对大数量的磁道，或“精细”的粒度，意味着其具有相对小数量的磁道。当对粗糙的片段的写入数量的计数增大然后达到预定阈值时，将该片段划分为多个具有较少磁道的更精细的片段。原始片段不再存在且不需要存储器来存储其计数。该处理继续且片段继续被划分为具有较少磁道的更精细粒度的片段，直到片段达到预定最小数量的磁道，例如仅一个磁道为止。当对具有最小数量磁道的片段的写入数量的计数达到预定阈值时，读取和重写在该片段中的所有磁道以及与该片段径向相邻和该片段两侧上的磁道，优选地重写到相同磁道，且对该片段的计数器被复位到零。

该自适应计数还可扩展到单个磁道之外，扩展到磁道内的单独的数据扇区。当对仅具有一个磁道的片段的写入数量的计数达到预定阈值时，代替读取和重写该单个磁道，可在被划分为多个子片段的一个磁道的片段的情况下继续操作，其中每个子片段包括该磁道的多个数据扇区。

本发明还包括在导致该片段的重新分组的存储器中的计数器的“无用单元收集”(GC)处理。可在自适应计数已经运行的预定时间之后，例如在固定时间之后规律地(比如在HDD起动时、在空闲时间期间、或当使用的存储器接近对于自适应计数处理分配的存储器时)执行GC。在GC处理中，将片段识别为自从上次GC起还没有被写入的片段，将那些片段重新分组为更粗糙粒度的片段，且释放那些片段的计数器。

为了更全面地理解本发明的性质和优点，应该结合附图参考以下的详细说明。

附图说明

图1是根据本发明的磁记录硬盘驱动器(HDD)的框图。

图2是图示在写期间的相邻磁道侵占(ATE)问题的盘和相关联的读/写头的截面图。

图3是图示用于对HDD的所有数据磁道的写入数量进行计数的、本发明的自适应计数方法的一个实现的决策树。

图4A-图4B是在根据本发明的自适应计数操作之前(图4A)和之后(图4B)的盘的图示说明。

具体实施方式

图1是根据本发明的磁记录盘驱动器(HDD)10的框图。HDD 10包括硬盘控制器(HDC)12，其可以包括微控制器或微处理器和/或由微控制器或微处理器实现。控制器12运行存储器14中存储的、且具体表现下面进一步描述的逻辑和算法的计算机程序。存储器14可与控制器12分开或作为控制器芯片上的嵌入式存储器。还可以以微代码或控制器12可访问的其他类型的存储器来实现计算机程序。

控制器12连接到与主计算机18通信的主机接口16。主计算机18可以是根据电池电力操作的便携式计算机。主机接口16可以是任意现有的计算机-HDD接口，比如串行ATA(高级技术附加装置)或SCSI(小型计算机系统接口)。