专利名称：使用磁间距损耗评估数据存储设备的方法和系统的制作方法
技术领域：
各种实施方式及其组合涉及通过确定磁间距损耗来评估数据存储设备。
背景技术：
数据存储子系统包括各种用于使读/写磁头写入数据存储介质以及从数据存储 介质进行读取的组件。记录通道是数据格式控制和数据存储介质之间的路径。在记录通道 内，将写入信号传输到读/写磁头的传感器以便在数据存储介质上记录数据，并且由布置 在读/写磁头上的读取传感器生成读取信号。存储设备的许多潜在故障机制之一是重放信号质量或幅度的降级。重放信号的降 级可能由几种情况引起，例如磁头到存储介质的间距增加、磁头和存储介质之间的气膜厚 度增加、在磁头空气轴承表面上形成静止介质碎片微粒、在写入或读取磁头传感器的磁隙 中随着时间的流逝出现极尖沉降等。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种评估数据存储设备的性能的方法。此类评估的结果 可以用于故障预测、存储设备设计、存储设备优化。所述方法建立总体有效损耗参数阈值，确定所述数据存储设备的实际总体有效损 耗参数，并且如果所述实际总体有效损耗参数大于所述总体有效损耗参数阈值，则所述方 法使数据存储设备停止服务。在另一个实施例中，提供了一种包括计算机可读介质的制品，所述计算机可读介 质包括布置在其中的计算机可读程序代码以评估数据存储设备的性能。所述计算机可读程 序代码包括一系列计算机可读程序步骤，用于实现检索预定总体有效损耗参数阈值，确定 所述数据存储设备的实际总体有效损耗参数，以及如果所述实际总体有效损耗参数大于所 述总体有效损耗参数阈值，则生成使所述数据存储设备停止服务的消息。在再一个实施例中，提供了一种编码在计算机可读介质中并可与可编程计算机处 理器一起使用以评估磁记录系统的性能的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括计算 机可读程序代码，所述计算机可读程序代码使所述可编程处理器检索预定总体有效损耗参 数阈值，确定数据存储设备的实际总体有效损耗参数，以及如果所述实际总体有效损耗参 数大于所述总体有效损耗参数阈值，则使所述数据存储设备停止服务。
通过结合附图阅读以下详细描述，将更好地理解本发明，在所述附图中，相同的标 号用于指定相同的元素，这些附图是图1是其中实现本发明的各实施例的示例性硬件和软件环境的图示；图2是图1的示例性带驱动单元的图示；图3A概述了申请人的方法的特定初始步骤；
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图3B概述了申请人的方法的特定附加步骤；图3C概述了申请人的方法的特定附加步骤；图4以图形方式示出了两组FIR抽头(tap)值，其中在捕获第一组抽头值之后的 时间捕获第二组抽头值；图5以图形方式示出了来自初始时间tl和后续时间t2的FIR幅度响应，其中时 间t2在磁记录系统的某次使用之后；以及图6以图形方式示出了 FIR幅度响应比曲线和华莱士间距损耗参数(Wallace spacing loss parameter)到此曲线的最小均方(LMS)拟合。
具体实施例方式参考附图在以下描述中的优选实施例中描述了本发明，其中相同的编号表示相同 或相似的元素。在整个说明书中，对“一个实施例”、“某一实施例”或类似语言的引用指结 合该实施例描述的特定特性、结构或特征包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个 说明书中出现的短语“在一个实施例中”、“在某个实施例中”和类似语言可以但不一定全部 指同一实施例。本发明的所述特性、结构或特征可以以任何适合的方式组合在一个或多个实施例 中。在以下描述中，叙述了许多特定细节以彻底理解本发明的实施例。但是，相关领域的技 术人员将意识到，可以在没有一个或多个特定细节或可以通过其他方法、组件、材料等实现 本发明。在其他情况下，没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作以避免未重点突出本 发明的各方面。通常作为逻辑流程图给出所包括的示意性流程图。因此，示出的顺序和标记的步 骤指示提供的方法的一个实施例。可以构想在功能、逻辑或效应上与示出的方法的一个或 多个步骤或其各部分等价的其他步骤和方法。此外，所采用的格式和符号用于解释所述方 法的逻辑步骤，并且被理解为并非限制所述方法的范围。虽然可以在流程图中采用各种箭 头类型和线型，但是它们被理解为并非限制对应方法的范围。实际上，可以使用某些箭头或 其他连接符来仅指示所述方法的逻辑流程。例如，箭头可以指示所示方法的枚举步骤之间 的未指定持续时间的等待或监视周期。此外，特定方法发生的顺序可以严格遵循也可以不 严格遵循示出的对应步骤的顺序。在此，在使用多个带驱动器和多个磁带存储介质的数据存储实施例中描述申请人 的发明。此描述不应被视为进行限制。相反，申请人的发明可用于总体评估存储设备的性 能。现在参考图1，示出了其中实现本发明的一个实施例的硬件和软件环境。主计算机 102除了其他程序之外还包括存储管理程序104。在特定实施例中，主计算机102包括单个 计算机。在备选实施例中，主计算机102包括一个或多个大型计算机、一个或多个工作站、 一个或多个个人计算机以及它们的组合等。通过通信链路108、110和112在主计算机102与由数据存储及检索系统(例如， 数据存储及检索系统106)管理的辅助存储设备之间传输信息。通信链路108、110和112 包括诸如RS-232电缆或RS-422电缆之类的串行互连、以太网互连、SCSI互连、光纤通道互 连、ESCON互连、FICON互连、局域网(LAN)、专用广域网(WAN)、公用广域网、存储区域网络(SAN)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、因特网以及它们的组合等。在图1中示出的实施例中，数据存储及检索系统106包括数据存储设备114和 116。在备选实施例中，数据存储及检索系统106包括单个数据存储设备。在备选实施例中， 数据存储及检索系统106包括两个以上的数据存储设备。在数据存储及检索系统106内，以可移除方式布置多个便携式带存储介质118。在 特定实施例中，多个带存储介质118容纳在多个便携式带盒120中。可以以可移除的方式 将每个此类便携式带盒布置在适合的数据存储设备中。数据存储及检索系统106还包括用于管理数据存储设备114和116以及多个便携 式带盒120的程序逻辑。在特定实施例中，每个数据存储设备114和116包括诸如控制器 122和124之类的控制器，所述控制器包括此类程序逻辑。在备选实施例中，数据存储及检索系统106和主计算机102可以共同位于单个装 置上。在此情况下，主计算机102可以与另一个主计算机相连，以便例如出于安全性或其他 原因而将一组库命令或协议转换为另一组命令/协议，或将库命令从一个通信接口转换到 另一个通信接口。数据存储及检索系统106包括计算机系统，并例如管理多个带驱动器和带盒。在 此类实施例中，数据存储设备114和116可以是本领域中公知的任何适合的带驱动器，例 如TotalStoragetm 3590带驱动器(TotalStorage是IBM公司的商标)。类似地，带盒120 可以是本领域中公知的任何适合的带盒设备，例如ECCST、Magstar, TotalStoragetm 3420、 3480、3490E、3580、3590 带盒等。现在参考图2，示出了示例性带驱动单元200。当写入诸如磁带202之类的磁带存 储介质时，所述带介质的一部分布置在诸如带盘204之类的第一可转动带盘上，并且所述 带介质的一部分布置在诸如带盘206之类的第二可转动带盘上。移动所述可转动带盘以使 带存储介质202经过磁头208从一个带盘移动到另一个带盘上。磁头208包括写入磁头 210，其中当带存储介质202经过写入磁头210时，写入磁头210将信息编码到此介质中。如 本领域的技术人员将理解的，磁头208可以包括未在图2中示出的其他元件和组件。在图2中示出的实施例中，磁头208与控制器214通信。在特定实施例中，将控制 器214与磁头208集成。此外，在图2中示出的实施例中，控制器214包括处理器216和数 据缓冲器218。控制器214与计算机可读介质220通信。指令222被编码在计算机可读介 质220中。在特定实施例中，计算机可读介质220与控制器214集成。在图2中示出的实施 例中，带盘204、带盘206、磁头208、控制器214以及计算机可读介质220布置在带驱动单 元200内。如本领域的技术人员将理解的，带驱动单元200可以包括未在图2中示出的其 他元件和组件。在图2中示出的实施例中，主计算机102与数据存储设备200通信。此外，在图2 中示出的实施例中，主计算机102包括处理器242、计算机可读介质244以及编码在计算机 可读介质244中的计算机可读程序代码246。图3A概述了申请人的用于评估数据存储设备的性能的方法。如本领域的技术人 员将理解的，读取元件210检测在移动顺序信息存储介质202中编码的数据。读取元件210 在读取通道中包括一个对写入顺序信息存储介质200的数据进行解码的元件。此类读取通
5道还包括有限脉冲响应(FIR)滤波器(有时被称为中线性滤波器(mid-linear filter))。FIR滤波器是在数字信号处理(DSP)应用中使用的一种数字滤波器。FIR滤波器 用于修改理想部分响应最大似然(PRML)通道的频率响应。当记录通道的频率响应由于使 用通道硬件而随时间变化时，FIR滤波器补偿非线性信号损耗以尝试保持与理想PRML通道 频率响应匹配。此外，FIR抽头是指示实现滤波器所需的存储器量、所需的计算量以及滤波 器可以执行的“滤波”量的系数/延时对。申请人:的用于评估数据存储设备的性能的方法使用多个FIR抽头。现在参考图 3A，在步骤305所述方法提供包括FIR滤波器(包括(N)个抽头)的数据存储设备，其中 (N)大于或等于1。在特定实施例中，(N)大于1。在特定实施例中，(N)大于5。在步骤310，所述方法在时间tl使用除了其他元素之外还包括FIR滤波器的读取 通道来解码顺序信息存储介质。在特定实施例中，步骤310由诸如控制器214(图2)之类 的布置在步骤305的数据存储设备中的控制器执行。在特定实施例中，步骤310由诸如处 理器242 (图2)之类的布置在与步骤305的数据存储设备通信的主计算机(如主计算机 102 (图2))内的处理器执行。在特定实施例中，初始时间tl是在销售带驱动单元并且制造商测量(η)个FIR抽 头之前的某一时间。在其他实施例中，时间tl是在销售带驱动单元之后但在使用带驱动单 元之前的某一时间。在此类实施例中，由带驱动单元的购买者测量(η)个FIR抽头。在其 他实施例中，时间tl出现在带驱动器的使用期限内的任一时间。在步骤315，所述方法测量第(η)个FIR抽头，其中(η)初始设为1。在特定实施 例中，步骤315由诸如控制器214(图2)之类的布置在步骤305的数据存储设备中的控制 器执行。在特定实施例中，步骤315由诸如处理器242(图2)之类的布置在与步骤305的 数据存储设备通信的主计算机(如主计算机102 (图2))内的处理器执行。在步骤320，所述方法保存至少一个在时间tl的第(η)个FIR抽头值。在特定实 施例中，在时间tl的第(η)个FIR抽头值被编码在诸如计算机可读介质220之类的布置在 步骤305的数据存储设备中的计算机可读介质中。在特定实施例中，在时间tl的第(η)个 FIR抽头值被编码在诸如计算机可读介质244之类的布置在与步骤305的数据存储设备通 信的主计算机内的计算机可读介质中。在特定实施例中，步骤320由诸如控制器214(图2) 之类的布置在步骤305的数据存储设备中的控制器执行。在特定实施例中，步骤320由诸 如处理器242 (图2)之类的布置在与步骤305的数据存储设备通信的主计算机(如主计算 机102 (图2))内的处理器执行。在步骤325，所述方法判定是否已监视所有(N)个FIR抽头，S卩(η)是否等于(N)。 在特定实施例中，步骤325由诸如控制器214(图2)之类的布置在步骤305的数据存储设 备中的控制器执行。在特定实施例中，步骤325由诸如处理器242(图2)之类的布置在与 步骤305的数据存储设备通信的主计算机(如主计算机102 (图2))内的处理器执行。如果所述方法在步骤325判定尚未监视所有(N)个FIR抽头，则所述方法从步骤 325转到步骤330，其中所述方法递增(η)。所述方法从步骤330转到步骤315并如在此描 述的那样继续。备选地，如果所述方法在步骤325判定已监视所有(N)个FIR抽头，则所述方法从 步骤325转到步骤335，其中所述方法在时间t2 (其中时间t2晚于时间tl，即在时间tl之后)使用除了其他元素之外还包括FIR滤波器的读取通道解码顺序信息存储介质。在特定 实施例中，步骤335的顺序信息存储介质与在步骤310中使用的顺序信息存储介质相同。在 特定实施例中，步骤335的顺序信息存储介质与在步骤310中使用的顺序信息存储介质不 同。在特定实施例中，步骤335由诸如控制器214(图2)之类的布置在步骤305的数 据存储设备中的控制器执行。在特定实施例中，步骤335由诸如处理器242(图2)之类的 布置在与步骤305的数据存储设备通信的主计算机(如主计算机102 (图2))内的处理器 执行。在步骤340，所述方法测量第(j)个FIR抽头，其中(j)初始设为1。在特定实施 例中，步骤315的第(η)个FIR抽头对应于步骤340的第(j)个FIR抽头。在特定实施例 中，步骤340由诸如控制器214(图2)之类的布置在步骤305的数据存储设备中的控制器 执行。在特定实施例中，步骤340由诸如处理器242(图2)之类的布置在与步骤305的数 据存储设备通信的主计算机(如主计算机102 (图2))内的处理器执行。在步骤345，所述方法保存至少一个在时间t2的第(j)个FIR抽头值。在特定实 施例中，在时间t2的第(j)个FIR抽头值被编码在诸如计算机可读介质220之类的布置在 步骤305的数据存储设备中的计算机可读介质中。在特定实施例中，在时间t2的第(j)个 FIR抽头值被编码在诸如计算机可读介质244之类的布置在与步骤305的数据存储设备通 信的主计算机内的计算机可读介质中。在特定实施例中，步骤345由诸如控制器214(图2) 之类的布置在步骤305的数据存储设备中的控制器执行。在特定实施例中，步骤345由诸 如处理器242 (图2)之类的布置在与步骤305的数据存储设备通信的主计算机(如主计算 机102 (图2))内的处理器执行。在步骤350，所述方法判定是否已在时间t2监视所有(N)个FIR抽头，S卩(j)是否 等于(N)。在特定实施例中，步骤350由诸如控制器214 (图2)之类的布置在步骤305的数 据存储设备中的控制器执行。在特定实施例中，步骤350由诸如处理器242(图2)之类的 布置在与步骤305的数据存储设备通信的主计算机(如主计算机102 (图2))内的处理器 执行。如果所述方法在步骤350判定在时间t2尚未监视所有(N)个FIR抽头，则所述方 法从步骤350转到步骤355，其中所述方法递增(η)。所述方法从步骤355转到步骤340并 如在此描述的那样继续。图4以图形方式示出了两组FIR抽头值。在t2测量第二组FIR抽头值，并且因此 在第一组FIR抽头值之后并在步骤305的数据存储设备的某一使用量之后获得第二组FIR 抽头值。如果所述方法在步骤350判定在时间t2已监视所有(N)个FIR抽头，则所述方法 从步骤350转到步骤360，其中所述方法通过计算在时间tl获得的(N)个FIR抽头值的傅 立叶变换来形成传递函数(η)。在特定实施例中，步骤360由诸如控制器214(图2)之类的 布置在步骤305的数据存储设备中的控制器执行。在特定实施例中，步骤360由诸如处理器 242 (图2)之类的布置在与步骤305的数据存储设备通信的主计算机(如主计算机102 (图 2))内的处理器执行。在步骤365，所述方法通过计算在时间t2获得的(N)个FIR抽头值的傅立叶变换来形成传递函数(j)。在特定实施例中，步骤365由诸如控制器214 (图2)之类的布置在步 骤305的数据存储设备中的控制器执行。在特定实施例中，步骤365由诸如处理器242(图 2)之类的布置在与步骤305的数据存储设备通信的主计算机(如主计算机102 (图2))内 的处理器执行。(N)个FIR抽头的傅立叶变换将读取均衡器传递函数或信号衰减幅度计算为反磁 通空间密度的函数，如图5中所示，其中传递函数幅度在其最大值处被正规化为1。在步骤370，所述方法通过将步骤365的(j)FIR传递函数除以步骤360的(n)FIR 传递函数来形成FIR幅度响应比曲线。在特定实施例中，步骤370由诸如控制器214 (图2) 之类的布置在步骤305的数据存储设备中的控制器执行。在特定实施例中，步骤370由诸 如处理器242 (图2)之类的布置在与步骤305的数据存储设备通信的主计算机(如主计算 机102 (图2))内的处理器执行。可以通过华莱士间距损耗函数将步骤370的FIR幅度响应比曲线计算为
权利要求
1. 一种评估数据存储设备的性能的方法，所述方法包括建立总体有效损耗参数阈值；确定所述数据存储设备的实际总体有效损耗参数；如果所述实际总体有效损耗参数大于所述总体有效损耗参数阈值，则在运行上使所述 数据存储设备停止服务。
2.如权利要求1中所述的方法，还包括如果所述实际总体有效损耗参数不大于所述总体有效损耗参数阈值，则在运行上使用 所述实际总体有效损耗参数来确定当所述数据存储设备的总体有效损耗参数将大于所述 总体有效损耗参数阈值时的未来时间；以及安排在所述未来时间评估所述数据存储设备。
3.如权利要求1中所述的方法，其中确定实际总体有效损耗参数包括在时间tl测量第一多个有限脉冲响应FIR抽头；以及通过计算所述第一多个FIR抽头的傅立叶变换确定第一 FIR传递函数。
4.如权利要求3中所述的方法，还包括在时间t2测量第二多个FIR抽头；以及通过计算所述第二多个FIR抽头的傅立叶变换确定第二 FIR传递函数；其中时间t2在时间tl之后。
5.如权利要求4中所述的方法，还包括使用所述第一FIR传递函数和所述第二 FIR传 递函数确定时间t2与时间tl之间的FIR幅度响应比。
6.如权利要求5中所述的方法，还包括使用华莱士间距损耗函数以及所述时间t2与 时间tl之间的FIR幅度响应比来计算所述实际有效损耗参数。
7.如权利要求6中所述的方法，还包括求解总体有效损耗参数(d)
8.一种系统，其包括适于执行根据权利要求1-7中的任一权利要求的方法的所有步骤 的装置。
全文摘要
本发明涉及一种使用磁间距损耗评估数据存储设备的方法和系统。一种评估磁记录系统的性能的方法包括在时间t1测量第一组有限脉冲响应滤波器抽头值，在时间t2测量第二组有限脉冲响应滤波器抽头值，其中时间t2在时间t1之后，以及使用所述第一组抽头值和所述第二组抽头值计算实际损耗参数。所述方法然后将所述实际损耗参数与总体有效损耗阈值相比较。
文档编号G11B5/58GK102005210SQ20101026627
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月27日 优先权日2009年8月28日
发明者E·R·克里斯腾森, W·S·恰尔内斯基 申请人:国际商业机器公司