用于减少数据存储系统中的相邻轨道干扰效应的方法
【专利摘要】公开了一种用于诸如硬盘驱动器之类的数据存储设备的改进的操作的系统和方法。可以通过将逻辑块地址周期性地进行重新映射来减少用于数据重写的开销，以避免对具有较低数据写入速率的数据块的过度相邻轨道干扰效应。可以采用间接系统来将数据“热点”映射为与空闲数据块邻接的新的位置。在不可能紧挨空闲数据块写入数据的情况下，可以在预定数量的写入操作之后周期性地移动有效的LBA。
【专利说明】
用于减少数据存储系统中的相邻轨道干扰效应的方法
技术领域
[0001]本发明涉及数据存储设备，并且具体地涉及具有紧密靠近的物理数据存储位置、具有各种不同的数据写入速率的数据存储设备。
【背景技术】
[0002]数据存储设备采用诸如硬盘驱动器之类的旋转数据存储介质。在硬驱动器中，使用生成使盘内的各磁畴(magnetic domain)在两个方向之一上对准的高定位磁场的写入头(write head)来将数据写入到盘介质。在一些情况下，磁化方向相对于盘的平面向上或向下(垂直的磁记录或PMR)。在其它情况下，磁化方向处于盘的平面内。在所有情况下，随后可以使用读取头(read head)来读出该数据。典型地将写入头和读取头集成在单个装配内。为了实现稳定地增加(典型地以比特/平方英寸为单位测量的)数据存储密度(其现在实现接近112比特/平方英寸的等级)，存储个体比特的磁区域的大小必须减少到纳米级别。
[0003]为了实现这些增加的数据存储密度，数据轨道的尺寸(宽度)正在稳定地减小，并且轨道与轨道的间隔也对应地减少，结果是各邻接轨道之间的磁干扰效应(相邻轨道干扰，ATI)以及各附近轨道之间的磁干扰效应(远轨道干扰，FTI)正在变成对于维护数据完整性的日益严重的问题。当前对该问题的解决方案是，在任何给定的轨道上并且在空闲时间中(即，在主机计算机不向HDD传送读取命令或写入命令的时段中)监控写入的总数量，执行背景介质扫描。在背景介质扫描期间，使用更低的纠正级别(即，更少的纠错码比特)一一如果轨道可以被读取但受损，则其被刷新(即，将同一数据重写到盘介质上的该同一物理位置中)。读出这些数据和重写操作所需的时间可能影响HDD的整体性能，并且是不期望的。
[0004]因此，将有利的是，在数据存储系统中提供了一种通过减少HDD操作的开销来改进对ATI效应(effect)和FTI效应的控制的方法，从而提高HDD的整体性能。
[0005]还将有利的是，提供了一种用于避免对数据块的ATI效应和FTI效应的方法，从而减少或消除对于将同一数据重写到这些数据块中的需要，以及HDD操作的对应开销。
[0006]另一优点将是，提供了一种用于将逻辑块地址(LBA)从一个物理数据位置重新映射到另一物理数据位置、以实现减少在其处正在发生非常高且连续的数据写入速率的盘存储介质上的“热点”的方法。
【发明内容】
[0007]—些实施例提供了用于具有彼此紧密靠近的数据存储位置并且具有各种不同的数据写入速率的硬盘驱动器或其它数据存储设备中的改进的数据存储(读取和写入)的方法。这些存储位置的紧密靠近可能引起磁干扰效应(相邻轨道干扰ATI或远轨道干扰FTI)，导致数据比特的磁化的降低，并且因此需要在数据读出期间使用更多的纠错码比特。当需要数量增加的错误比特时，数据解码算法将会更慢，导致HDD读出性能的降低。
[0008]其它实施例提供了一种用于通过减少HDD操作的开销来改进对ATI效应和FTI效应的控制的方法，从而提高HDD的总体性能。
[0009]—些实施例提供了一种用于避免或大幅度(substantially)减少对数据块的ATI效应和FTI效应的方法，从而减少或消除对于将同一数据重写到这些数据块中的需要，以及HDD操作的对应开销。
[0010]还有其它实施例提供了一种用于将逻辑块地址(LBA)从一个物理数据位置重新映射到另一物理数据位置、以实现减少在其处正在发生非常高且连续的数据写入速率的盘存储介质上的“热点”的方法。
【附图说明】
[0011 ]图1是数据存储系统的实施例的示意图；
[0012]图2是示出由于相邻轨道干扰(ATI)而引起的数据的部分擦除的、未采用本发明的硬盘驱动器上的写入过程的示意图；
[0013]图3是在较小数据块的情况下的根据本发明的实施例的改进的写入过程的示意图；
[0014]图4是在较小数据块和双侧ATI挤压的情况下的根据本发明的实施例的改进的写入过程的示意图；
[0015]图5A是示出已有数据的、在不存在本发明的情况下的写入过程的示意图；
[0016]图5B是示出对已有数据的ATI效应的、在不存在本发明的情况下的写入过程的示意图；
[0017]图6是示出已有数据的根据本发明的实施例的改进的写入过程的示意图；
[0018]图7是示出对已有数据的最小化的ATI效应的根据本发明的实施例的改进的写入过程的示意图；
[0019]图8是示出对已有数据的最小化的ATI效应的来自图7的改进的写入过程的示意图；
[0020]图9是示出对已有数据的最小化的ATI效应的来自图8的改进的写入过程的示意图。
【具体实施方式】
[0021]实施例可以提供用于减少由于相邻轨道干扰(ATI)而引起的数据丢失的优于现有方法的一个或多个优点。一些益处也可以用于减少远轨道干扰(FTI)的影响。并非所有实施例都可以提供所有益处。将参照这些益处来描述实施例，但这些实施例并非意图是限定性的。各种修改、替换和等同物落入本文的实施例以及权利要求中所限定的精神和范围内。
[0022]数据存储系统
[0023]图1是数据存储系统100的实施例的示意图。系统100包括主机计算机102、存储设备104(诸如硬盘驱动器)以及主机计算机102与存储设备104之间的接口 106。主机计算机102包括处理器108、主机操作系统(OS)IlO以及控制代码112。存储设备或硬盘驱动器104包括控制器114，该控制器被耦接到数据通道116。存储设备104包括臂118，所述臂承载包含读取元件120和写入元件122的读取/写入头。
[0024]在操作中，主机计算机102中的主机操作系统110将命令发送到存储设备104。响应于这些命令，存储设备104对盘表面124执行所请求的功能(诸如，读取数据、写入数据以及擦除数据)。控制器114使得写入元件122在盘124的可写入表面上在轨道128中记录数据的磁图案(pattern)。控制器114通过将伺服回路锁定为典型地位于伺服辐条或伺服区中的预定伺服定位突发(burst)图案，将读取头120和写入头122定位在盘126的可记录或可写入表面124之上。预定伺服定位图案可以包括前序字段、伺服同步标志、轨道/扇区标识(ID)字段、多个位置误差信号(PES)字段以及在突发字段之后的多个可重复耗尽(RRO)字段。
[0025]根据本发明的一些实施例，系统100包括例如以闪存、动态随机存取存储器(DRAM)或静态随机存取存储器(SRAM)中的一个或多个实现的缓存(cache)存储器130。
[0026]采用足以理解的简化形式来示出包括主机计算机102和存储设备或硬盘驱动器104的系统100。所示的主机计算机102连同存储设备或硬盘驱动器104—起并非意图暗示架构性限制或功能性限制。可以通过各种硬件实现方式和系统以及各种其它内部硬件设备来使用本发明。
[0027]图2至图9的示意图中的符号
[0028]图2至图9是在不存在本发明的实施例以及存在本发明的实施例的这两种情况下的各种写入过程的示意图。在这些附图中已经采用标准符号，以促进理解数据写入过程的各种优点，以及这些改进的写入过程与先前所采用的写入过程有何不同。在图2-图9中，由水平矩形表示硬驱动器数据存储设备上的数据存储轨道，诸如图2中的轨道201、202和203或图6-图9中的轨道601-613。在这些轨道表示矩形的最左边，示出轨道编号(诸如，图2中用于轨道201的“I”、用于轨道202的“2”)。在当前硬盘驱动器中，轨道的数量范围可以达到几十万(例如300，000)个，其中每个轨道可以至少包括几百个扇区(在一些情况下达到1000)，并且其中每个扇区可以包含达到4kB的数据或更多。轨道、扇区和扇区内的字节的数量的细节不是本发明的部分。在图2-图4中，较小数据块被示为轨道内的较小矩形一一例如图2中的轨道201中的数据块210。在图5A-图9中，较大数据块被示为轨道内的较大矩形——例如图5A中的轨道501中的数据块511。如果数据块包含当前(S卩，在附图所表示的时间段内)写入或先前写入的数据，则该数据块将被示为阴影。阴影的暗度表示数据块内的数据比特的“强度(strength)”或磁化程度一一因此，例如在图5B中，当前正在写入数据块503和505，因而数据是“强的(strong)”，所以块503和505的阴影比较暗。相较而言，数据块564表示由于由邻接(neighboring)数据块503和505的写入引起的双侧相邻轨道干扰(ATI)而已经被部分擦除的数据，因而块564的阴影比较亮。在当前正在将数据写入到数据块中时，用更暗的轮廓示出该块——例如图2中的块210或图5B中的块563。
[0029]包含先前所存储的数据的块含有词语“数据”。当前正在写入的块也包含数据，但另外使用词语“写入”，以指示在该图所表示的时间段内正在写入该数据，而该数据在该图所表示的时间段之前并不存在于此。如果正在写入块，则这指示间接(indirect1n)系统已经将物理位置(轨道，以及扇区或扇区群组)映射为逻辑块地址(LBA)。空闲(spare)数据块并未被映射为LBA，并且因而不能接收所写入的数据。如果(大或小的)数据块含有缩写“ATI”，则这表示该数据块当前正在经历某种程度的相邻轨道干扰(在此情况下，该数据块还可以含有词语“当前”)，或者该数据块先前已经经历过一些ATI效应(在此情况下，该数据块还可以含有词语“先前”)。取决于数据已经遭遇的ATI事件的数量，信号强度的丢失程度的范围可以从可忽略到严重得足以导致该数据块中所存储的一些或所有数据丢失(即，即使使用采用所有错误比特的复杂纠错码(ECC)处理，数据仍然不能够完全恢复)。在所有情况下，信号强度的丢失程度可以由数据读出过程所需的纠错比特的数量来表征(characterize)。换言之，“强”数据(S卩，已经经历最小ATI或无ATI的数据)可能仅需要八个ECC比特，而降级(degraded)的(“弱”)数据可能需要使用12、16或甚至更多个ECC比特。读取“弱”数据的缺点在于，读出过程可能因需要更高级别的纠错而大幅度减慢，从而降低HDD的数据读出速率。在数据块内，缩写“UI”代表“不重要”，并且总是结合缩写“ATI”(见上)来使用。ATI只有在数据块内没有数据时才是“不重要”的一一如果不存在要被降级的数据，则相邻轨道干扰不会使得数据降级。“空闲”所表示的数据块当前不包含任何用户数据一一这并非暗示这些数据块先前尚未被写入;根据本发明的方法可能的是，这仅指示曾经被写入在该数据块中的任何数据后来都已经被重写到另一数据块中。当间接系统将数据从第一块移出到第二块时，这对应于LBA从第一块重新映射到第二块。
[0030]在一些数据块内，示出例如“xlO”或“xlOOO”的符号。对于还含有“写入”的数据块，“xlO”将是在该特定附图所表示的时间段期间所产生的数据写入周期的数量一一参见图2中的数据块210。对于还含有“数据”的数据块，“xlO”将表示已经影响该数据块内的数据的擦除ATI事件的数量一一关于图2中的数据块212。在一些附图中，箭头指示数据流，S卩，根据实施例如何将特定的逻辑块地址(LBA)重新映射到不同的物理地址(数据块)。
[0031]数据块具有大量标签(诸如图2的左上方的数据块210)，其指示三件事情:(I)数据块的物理位置(即，轨道，以及扇区或扇区群组)，(2)已经存储或当前正在写入的具体数据，或者不存在已经存储或当前正在写入的数据，以及(3)可能已经产生的ATI擦除的程度。因此，在图2-图9中，由于新数据被写入到数据块中，或者由于数据块在新数据被写入到一个或两个邻接数据块期间受到ATI的影响，因此轨道和扇区内的该数据块的同一物理位置可能具有不同的标签。此外，如果数据块遭遇导致数据的显著弱化(数据比特的部分消磁)的ATI效应，则即使在附图内并未重写该数据块，其数据块数量也将改变。作为示例，比较图7和图8:由于数据块752和754的物理位置以及存储在此的数据并未改变，因此它们均出现在这两个附图中，但是图7中的数据块753正在写入一百次(“xlOO”)而图8中的该同一数据块现在是空闲的(被标记为“853”)，这是因为先前已经映射为位置753的逻辑块地址现在映射为块858。另一示例是图2中的数据块序列212、222、232和242，它们表示具有由于数据块210至240中的写入而被ATI效应逐渐弱化的相同先前写入的数据的数据块。
[0032]对于较小数据块的具有固定写入的ATI问题
[0033]图2是示出在不存在本发明的情况下由于写入过程中的相邻轨道干扰(ATI)而引起的数据的部分擦除的硬盘驱动器上的写入过程的示意图200。重复四次示出三个轨道201、202和203，以表示图2的从上到下的时间序列一一在该时间序列上，初始标记为210的数据块使得数据在其中写入十次(“xlO” )，并且然后在稍后时段，数据已经一百次写入到同一数据块中(“xlOO”)一一由于这可能并非同一数据，因此同一数据块已经重新标记为“220”，因而数据块符号指示物理位置(轨道以及扇区或扇区群组)以及还有数据二者，或者指示不存在已经存储或当前正在写入到此的数据。在又稍后时间段，该同一数据块已经使得数据一千次写入到其中(“xlOOO”)，并且再次，由于这可能并非同一数据，因此数据块已经重新标记为“230”。最后，在附图的底部，数据现在已经五千次(“X5000”)写入到该同一数据块中，并且数据块已经重新标记为“240”。邻接正在写入的该数据块的数据块包含在图2中假设为在图2所表示的时间段期间并未随后重写的先前所写入的数据。这意味着，轨道202中的磁存储介质经受重复的相邻轨道干扰(ATI)事件，而并未执行任何数据刷新操作。因此，很有可能的是，在对于块210产生写入操作期间从写入头的侧边发出的杂散磁场将弱化数据块212，并且数据块220中的写入将弱化数据块222，数据块230中的写入将弱化数据块232，并且最终数据块240中的写入将弱化数据块242。数据块212、222、232和242的逐渐较亮的阴影表示出这种弱化，这将指示逐渐需要采用更多数量的ECC错误比特，从而需要更长的数据读出时间。在到达底部的第四集合的轨道201-203所表示的时间之前，随着在图2所表示的时间段之前已写入到该数据块中的用户数据的丢失，数据块242可能已经变得不可读取。该图清楚地表示不期望或甚至不可接受的结果，可以通过改进的写入方法来防止该结果。在图2的时间段上，尚未进行逻辑块地址(LBA)的重新分配，因而被映射为与数据块210对应的LBA的数据还被写入到数据块220、230和240，这导致写入的过度高级别的“热点”，结果是数据块212、222、232和242所表示的邻接LBA中的数据的降级。虽然在块212、222、232以及然后242中所存储的实际数据应当是相同的，但随着磁化缓慢减少，通过逐渐消失的阴影并且通过对数据块重新编号来指示该数据的逐渐弱化并且可能甚至丢失。
[0034]对于较小数据块使用根据一些实施例的写入方法来减少或消除ATI
[0035]图3是在较小数据块的情况下根据本发明的实施例的改进的写入过程的示意图300。示出轨道301-303的四个重复，表示图3的时间帧内的四个顺序时段。特定逻辑块地址(LBA)初始地映射为数据块311，然后重新映射为数据块322，然后重新映射为数据块333，并且最终重新映射为数据块345。根据本发明的实施例的间接系统可以执行该顺序的重新映射，以防止图2中所示的过度ATI效应，并且因而保留邻接数据块中先前所存储的数据。例如，在将初始映射为块311的LBA重新映射为块322之前，数据块314仅遭遇十个ATI事件。数据块325是块322的邻接块，但由于块325不包含数据，因此它被标记为“空闲ATI UI”，这指示:它是“空闲”(即，不包含数据)，它已经遭遇ATI效应，并且由于它是空闲的，因此这些ATI效应是不重要的(“UI”)。因为块322的其它邻接块(未示出)可能包含数据，所以在十个写入(“xlO”)之后，将被映射为块322的LBA重新映射为块333。图3中的很多数据块是空闲的，例如块312、313、315、316、317、321、325、332、336、342和343——这意味着，这些物理块至少在图3所表示的时间段的部分内并未被映射为LBA。还存在包含先前所存储的数据的多个块(诸如，块314、318、319和348)，其中在图3的时间段内并未重写数据(然而，这些数据块在整个图3中保持映射为相同LBA，S卩，它们在图3内绝不是空闲的)。如果数据块维持不受写入或ATI效应而改变，则其将保持相同标记。因此，例如，从上到下四次示出从未被写入并且从未受至IjATI影响的空闲块317。反之，由数据块312首先表示的物理地址(“空闲”一一即，未被映射为LBA)随后(在映射为LBA之后)被写入并且重新标记为322。接下来，同一物理位置从该LBA解除映射，现在变为空闲数据块332，并且最终该空闲数据块受到ATI的影响，再次在图3的底部重新标记为342(但仍然未映射到任何LBA)。数据块314在块311的写入期间初始受到ATI的影响，然后保持不受随后ATI事件的影响，因而维持标记314直到图3的底部。
[0036]图4是在较小数据块和双侧ATI挤压(squeeze)的情况下根据本发明的一个实施例的改进的写入过程的示意图400。示出了轨道401-403的四个重复，表示图4的时间帧内的四个顺序时段。示出了空闲数据块412、413、415、416、418、421、425、426、427、432、433、438、445和446——这些块表示至少在图4的时间段的部分内未映射为LBA的物理位置。块414、419、439和444包含在图4所表示的时间段期间未重写的先前所存储的数据一一这些块在整个图4中被映射为相同LBA。在该图的左上方，数据十次写入到块411和417两者中，导致块414中先前所存储的数据的“双倍挤压”一一这由符号“ATI x20数据”指示，其中“x20”示出来自块411的“XI O” AT I和来自块417的“x I O” AT I的组合AT I数据擦除效应。在这种“双倍挤压”的情况下，由于ATI效应而引起的数据的擦除速率在块414中加倍。通过将初始对应于块411的LBA的映射改变到块422(如箭头所指示的)，并且还通过将初始对应于块417的LBA的映射改变到块423(如箭头所指示的)，该方法可以防止块414中的数据的丢失。一旦可能使用根据本发明的实施例所修改的HDD的间接系统来产生了这种重新映射，块414内就没有另外的ATI事件发生一一因而在轨道401-403的四次重复中，该先前所存储的数据块保持标记“414”(并且还保持其初始LBA映射)。
[0037]如图4所示，在达到预定写入计数(在该示例中，为十个写入(“xlO”))之后的所有情况下，初始去往块411的LBA映射首先被移动到块422，然后移动到块435，并且最终移动到块447。类似地，在已经达到预定写入计数(在该示例中，为十个写入(“xlO”))之后的所有情况下，初始去往块417的LBA映射首先被移动到块423，然后移动到块436，并且最终移动到块448 ο如果邻接数据块未映射到LBA，则其为“空闲”的，诸如块415。为了指示对块415的ATI效应，随后该块在数据写入到邻接块422中时(在该邻接块从“空闲” 412改变为“写入xl O” 422之后)被标记为“425”一一这意味着，即使ATI效应由于没有存储的数据而成为不重要的，块编号也可以改变，以指示对不包含数据的块的ATI效应。
[0038]有意思的示例是块444，其中在整个图4中并未重写数据，然而三个不同的ATI事件影响(具有同一 LBA映射的)在该同一物理数据块中所存储的数据。在图4的顶部，组合的两个ATI事件给出“ATI x20”状况，并且稍后在底部，由于将数据写入到邻接块447中，发生另一“ATI xlO”事件一一结果是，现在块444已经遭遇三十个ATI事件。因而，该方法可以通过允许错误的余量来允许多个ATI事件的组合一一例如，如果已知五十个ATI事件足以引起块中未重写的数据的某种弱化，则邻接块中的写入周期的数量(在此示为十个)需要足够较小，使得在多个写入周期的情况下，ATI事件的总数量将仍小于最大可接受数量(S卩，在该示例中五十个)。
[0039]在没有实施例的情况下对于数据存储系统的较大数据块的具有固定写入的ATI问题
[0040]在一些情况下，包含很多顺序扇区(在一些情况下甚至包含轨道内的所有扇区)的数据块可以被映射为单个LBA，并且因而在一个长写入操作中写入。图5Α-图9示出了这种可能性的示例。
[0041]图5Α是示出已有数据的在不存在本发明的情况下的写入过程的示意图500。示出了空闲数据块511、513、515-518和520，还示出了包含在图5Α的时间帧期间未重写的先前所存储的数据的块512、514和519。图5Α表示在图5Β所示的写入操作之前的数据存储介质的状况。
[0042]图5Β是示出在不存在本发明的情况下由于写入过程中的相邻轨道干扰(ATI)而引起的数据的部分擦除的写入过程的示意图550。数据块563和565现在映射为LBA，并且经历一千次写入操作(“xlOOO”)。因此，块562中先前所写入的数据已经由于单侧ATI而大幅度降级。由于块564处于块563与565之间，因此其遭遇两倍数量的ATI擦除事件(双侧ATI)—一这情况由图中的几乎消失的阴影指示，表示大幅度磁弱化，并且甚至可能丧失该数据的可读性。块566也遭遇一千个ATI事件，但由于块566未映射为LBA并且因而是“空闲”的而且没有数据，所以块566所遭受的这一千个ATI事件是不重要的。距轨道563和565较远的块517-520不受在此所示的写入操作影响一一这是假设远轨道干扰(FTI)较不重要，FTI可能对远到正在写入的轨道的任一侧的30个轨道这样的轨道中所存储的数据产生影响。本发明的方法的实施例可以用于纠正FTI以及ATI。
[0043]对于较大数据块使用写入方法来减少或消除ATI
[0044]图6是示出已有数据的根据本发明的实施例的改进的写入过程的示意图600。示出了空闲数据块651、653和655-662，还示出了包含在图6的时间帧期间未重写的先前所存储的数据的块652、654和663。图6表示在图7-图9中所示的写入操作之前的数据存储介质的状况。
[0045]图7-图9分别是示出没有由于ATI效应而引起已有数据的丢失的、根据本发明的实施例的改进的写入过程的时间顺序示意图700、800和900。
[0046]图7示出“空闲”数据块651、756和657-662，以及包含在图7所表示的时间段内未重写的先前所存储的数据的块752、754和663。数据块753和755在图7的时间段内均写入一百次(“xlOO” )，引起块752中的数据的部分ATI擦除。对于块752，由于块752的其它邻接块(即，块651)并未正在被写入，因此该ATI效应是“单侧”的。然而，由于块754的邻接块753和755都正在被写入，因此块754经历多达两倍的ATI (双侧ATI)。然而，通过将块753和755中的写入的总数量限制为一百个周期，块754中的ATI擦除的程度可以仍保持为可接受的水平，即保持为不引起需要显著更高级别的ECC错误比特使用的水平。块756也具有由于块755的写入而引起的单侧ATI效应，然而，由于空闲块756中不存在预先写入的数据(S卩，间接系统尚未将该空闲块映射为LBA)，因此正如所示的，该ATI不重要。图7中的其它数据块在图7的时间段期间没有受到ATI的影响。
[0047]图8是示出在比图7所示的时间段更晚的时间段时没有由于ATI效应而引起已有数据的丢失的图7的改进的写入过程的示意图800。在图7所示的块753和755的一百个写入之后，间接系统已经将先前与块753和755关联的LBA分别重新映射为数据块858和859，如图所示。因此，块752和754不再经历ATI擦除，并且保持不受影响，因而块752和754在整个图8的剩余部分中保留相同块标记752和754。该示例中的间接系统能够定位图7中的两个空闲块——块658和659，所述块658和659与其它空闲块(分别为块657和660)邻接。因此，图8中对块858和859的数据写入将不会引起任何预先写入的数据的ATI擦除，这与图7的情况不同。虽然图8示出了将对块858和859的写入数量限制为一百个写入周期的间接系统，但这是较不重要的，或甚至在此情况下是不必要的。应当注意，由于块858和859都正在重复地重写(即，被映射为这两个块的LBA正在接收重复的写入命令)，因此，来自块858的写入对块859的AT I效应以及来自块859的写入对块858的相似AT I效应并不显著。
[0048]图9是示出在比图8所示的时间段更晚的时间段时没有由于ATI效应而引起已有数据的丢失的图8的改进的写入过程的示意图900。在图8所示的块858和859的一百个写入之后，间接系统已经将先前与块858和859关联的LBA分别重新映射为数据块960和961，如图所示。至于图8，该示例中的间接系统能够定位图8中的两个空闲块——块860和661，所述块860和661与已经是空闲的块(S卩，块662)或在它们关联的LBA的重新映射之后将变为空闲的块(即，块859)邻接。因此，对块960和961的数据写入也将不会引起任何先前所写入的数据的ATI擦除，如图8中的情况，但不是图7的情况。因此，虽然图9示出了将对块960和961的写入数量限制为一百个写入周期的间接系统，但这是较不重要的，或甚至在此情况下是不必要的。应当注意，由于块960和961都正在重复地重写(S卩，被映射为这两个块的LBA正在接收重复的写入命令)，因此来自块961的写入对块960的AT I效应以及来自块960的写入对块961的相似ATI效应并不显著。
[0049]方法的实现方式
[0050]可以使用HDD的已有间接系统来实现所述方法。间接系统用于将逻辑块地址(LBA)映射为物理盘表面(例如，图1中的表面124)上的物理地址(轨道和扇区编号)。所述方法可以对于每个数据块采用写入计数器，以保持跟踪在该物理位置处的写入周期的数量。应当注意，由于在(邻接轨道上的)各邻接物理数据块之间发生ATI效应，并且ATI效应与LBA地址无关，因此所述方法可以涉及数据块的物理位置。然而，所述方法可以采用LBA的重新映射，以实现减少或消除在各物理数据块之间的ATI效应。
[0051 ]可替换实施例
[0052]虽然已经在硬盘驱动器的情况下描述了实施例，但应当理解的是，可以进行各种改变、置换和替换。此外，本申请的范围并非意图受限于说明书中所描述的过程、机器、制造品、物质组分、手段、方法和步骤的特定实施例。根据实施例的公开，本领域技术人员应当理解，可以利用基本上执行与在此所描述的对应实施例相同功能或实现与其基本上相同结果的目前已有的或待稍后开发的过程、机器、制造品、物质组分、手段、方法或步骤。相应地，所附权利要求意图在其范围内包括这些过程、机器、制造品、物质组分、手段、方法或步骤。
【主权项】
1.一种用于减少数据存储系统中的相邻轨道干扰效应的方法，包括步骤: 将数据存储系统配置为具有: 硬驱动器数据存储设备，包括旋转的数据存储介质，其中数据存储介质包括多个数据轨道，并且其中每个数据轨道包括多个数据块； 写入头，用于在数据块中存储数据； 读取头，用于从所述写入头所写入的数据块读取数据；以及 用于写入周期计数器阵列的存储装置，对于每个数据块包括一个写入周期计数器； 执行用于将数据写入到数据块的算法，包括步骤: 将写入周期计数器初始化为零； 接收将要在第一数据块位置处写入到数据存储设备的数据块； 将第一数据块位置的写入周期计数器递增I;以及 将第一数据块位置的写入周期计数器的值与预定最大相邻轨道干扰ATI极限计数进行比较，其中: 如果第一数据块位置的写入周期计数器超过预定最大ATI极限计数，则: 在数据存储设备上定位第二数据块位置，并且将数据写入到第二数据块位置;并且 重置第一数据块位置的写入周期计数器和第二数据块位置的写入周期计数器；以及 返回到接收将要写入的数据块的步骤。2.如权利要求1所述的方法，其中，在数据存储设备上定位第二数据块位置并且将数据写入到第二数据块位置的步骤包括:定位具有至少一个相邻空闲数据块的数据块位置。3.如权利要求1所述的方法，其中，预定最大ATI极限计数被设置为远小于将导致对相邻数据块的实质性ATI效应的ATI事件数量的值。4.如权利要求3所述的方法，其中，预定最大ATI极限计数优选地不大于200。5.如权利要求4所述的方法，其中，预定最大ATI极限计数更优选地不大于50。6.如权利要求5所述的方法，其中，预定最大ATI极限计数最优选地不大于10。7.一种用于减少数据存储系统中的相邻轨道干扰效应的方法，包括步骤: 将数据存储系统配置为具有: 硬驱动器数据存储设备，包括旋转的数据存储介质，其中数据存储介质包括多个数据轨道，并且其中每个数据轨道包括多个数据块； 写入头，用于在数据块中存储数据； 读取头，用于从所述写入头所写入的数据块读取数据；以及 用于写入周期计数器阵列的存储装置，对于每个数据块包括一个写入周期计数器； 执行用于将数据写入到数据块的算法，包括步骤: 将写入周期计数器初始化为零； 接收将要在第一数据块位置处写入到数据存储设备的数据块； 将第一数据块位置的写入周期计数器递增I;以及 将第一数据块位置的写入周期计数器的值与预定最大相邻轨道干扰ATI极限计数进行比较，其中预定最大ATI极限计数被设置为远小于将导致对数据块的实质性ATI效应的ATI事件数量的值，并且其中: 如果第一数据块位置的写入周期计数器超过预定最大ATI极限计数，则: 在数据存储设备上定位第二数据块位置，并且将数据写入到第二数据块位置，其中在数据存储设备上定位第二数据块位置并且将数据写入到第二数据块位置的步骤包括:定位具有至少一个相邻空闲数据块的数据块位置;并且重置第二数据块位置的写入周期计数器；以及返回到接收将要写入的数据块的步骤。8.如权利要求7所述的方法，其中，预定最大ATI极限计数优选地不大于200。9.如权利要求8所述的方法，其中，预定最大ATI极限计数更优选地不大于50。10.如权利要求9所述的方法，其中，预定最大ATI极限计数最优选地不大于10。
【文档编号】G11B33/14GK105845161SQ201610080146
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】T.邓恩, Y.冯
【申请人】Hgst荷兰公司