使用区段重定位对数据存储装置进行数据管理的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]数据存储装置(Data Storage Device，DSD)常常用于将数据记录到存储媒介上或者再现来自存储媒介的数据。一种存储媒介类型包括旋转磁盘，其中DSD的磁头能够在磁盘表面上的磁道中读取并写入数据。
[0002]为了从磁盘的表面存取数据，磁头在寻道操作期间搜寻数据在磁盘上的位置。长久的寻道操作由于较长时间从磁盘存取数据，能够导致DSD的性能降低。
【附图说明】
[0003]根据下文结合附图阐述的【具体实施方式】，本公开的实施例的特征和优点将更加明显。提供附图和相关描述以示出本公开的实施例并不限制所要求保护的范围。
[0004]图1是描绘根据一个实施例的数据存储装置(DSD)的框图。
[0005]图2示出根据一个实施例的多个区段的存取计数的一个示例直方图。
[0006]图3描绘根据一个实施例的磁盘媒介上的初始区段位置。
[0007]图4描绘根据一个实施例在重定位之后的图3的区段。
[0008]图5是根据一个实施例的区段重定位过程的流程图。
[0009]图6A描绘根据一个实施例的具有其相应存取计数的区段的区块。
[0010]图6B描绘根据一个实施例的图6A的区段的区块的再划分。
[0011]图6C描绘根据一个实施例识别具有大于或等于阈值的存取计数的区段。
[0012]图7A描绘根据一个实施例的图6C的识别区段的物理映射的初始逻辑。
[0013]图7B示出根据一个实施例、在更新映射以考虑数据的重定位之后图6C的识别区段的物理映射的逻辑。
【具体实施方式】
[0014]在下面的【具体实施方式】中，阐述许多具体细节以提供对本公开的完整理解。但是，对于本领域的技术人员而言明显的是，所公开的各种实施例可以在没有这些具体细节中的一些的情况下实践。在其它实例中，为避免不必要地模糊各种实施例，熟知的结构和技术将不被详细示出。
[0015]图1示出根据一个实施例的系统100，该系统100包括主机101和数据存储装置(DSD) 106ο系统100能够是，例如，计算机系统(例如，服务器、台式计算机、移动/膝上型电脑、平板电脑、智能电话等)或者其它电子设备，诸如数字视频录像机(DVR)。鉴于此，系统100可以是单机系统或网络的部分。本领域的技术人员将理解，系统100和DSD 106能够包括比图1所示的那些元件多或少的元件，并且所公开的过程能够在其它环境中实现。
[0016]在图1的示例实施例中，DSD 106包括固态存储器128和磁盘150两者以存储数据。鉴于此，DSD 106能够被称为固态混合驱动器(Solid-state Hybrid Drive，SSHD)，其包括固态非易失性存储器(NVM)媒介和磁盘NVM媒介两者。在其它实施例中，磁盘150或固态存储器128中的每个可以分别由多个硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD)或多个固态驱动器(Solid-State Drive，SSD)代替，使得DSD 106包括HDD或SSD的合并体。在又一些实施例中，DSD 106的NVM媒介可以只包括磁盘150而不包括固态存储器128。
[0017]DSD 106包括控制器120，其包括电路，诸如用于执行指令的一个或更多个处理器，并且能够包括微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、硬连线逻辑件、模拟电路和/或它们的组合。在一种实施方式中，控制器120能够包括片上系统(SoC)。
[0018]主机接口 126被配置成将DSD 106与主机101接口，并且可以根据标准(诸如，例如PCIe总线接口(PCI express)、串行高级技术附件(SATA)、或串行连接SCSI (SAS))进行接口。如本领域的技术人员将理解的，主机接口 126能够被包括作为控制器120的部分。
[0019]在图1的示例中，磁盘150通过主轴电机(未示出)旋转。DSD 106还包括连接到致动器130的远端的磁头136，该磁头136通过音圈电机(VCM) 132旋转，以便相对于磁盘150定位磁头136。控制器120能够使用VCM控制信号30和SM控制信号34分别控制磁头136的位置和磁盘150的旋转。
[0020]如本领域的技术人员理解的，磁盘150可以构成磁盘组的部分，其中附加的磁盘在磁盘150下方径向对齐。另外，磁头136可以构成包括附加磁头的磁头堆叠组件的部分，其中每个磁头经布置以从磁盘组中磁盘的对应表面读取数据并将数据写入到所述对应表面。
[0021]磁盘150包括若干径向隔开的同心磁道(未示出)，以便在磁盘150的表面上将数据从磁盘150的内径(ID)部分存储到外径(OD)部分。在图1的示例中，磁盘150上的磁道被分组成区段152，其中每个磁道被划分为沿磁道周向隔开的若干扇区。在其它实施例中，区段152可以包括磁道内的扇区组而不是磁道组。
[0022]磁盘150还包括多个成角度地隔开的伺服楔子(servo wedge) 154Q_154N，每个伺服楔子可以包括嵌入的伺服信息，该伺服信息能够由磁头136读取以确定磁头136在磁盘150上方的位置。例如，每个伺服楔子154。-15\可以包括交替磁转换的图案(伺服脉冲)，其可以由磁头136读取并用于估计磁头136相对于磁盘200的位置。
[0023]除磁盘150以外，DSD 106的NVM媒介还包括用于存储数据的固态存储器128。虽然本文的描述一般涉及固态存储器，但应当理解，固态存储器可以包括多种类型的存储器设备中的一种或更多种，诸如快闪集成电路、硫系RAM(C-RAM)、相变存储器(PC-RAMSPRAM)、可编程金属化单元RAM(PMC-RAM或PMCM)、奥沃尼克统一存储器(Ovonic UnifiedMemory, 0UM)、电阻式RAM (RRAM)、NAND存储器(例如，单级单元(SLC)存储器、多级单元(MLC)存储器、或它们的任何组合)、NOR存储器、EEPR0M、铁电存储器(FeRAM)、磁阻RAM(MRAM)、其他分立的NVM芯片、或它们的任何组合。
[0024]易失性存储器140能够包括例如动态随机存取存储器(DRAM)，其能够由DSD 106用于临时存储数据。存储在易失性存储器140中的数据能够包括从NVM媒介(例如，磁盘150或固态存储器128)读取的数据、将被写入到NVM媒介的数据、从DSD 106的固件加载以便由控制器120执行的指令、或在执行DSD 106的固件时使用的数据。
[0025]如图1的实施例所示，易失性存储器140存储转换表22，该转换表22提供主机101使用以寻址数据的逻辑块地址(LBA)和指示磁盘150上或固态存储器128中的物理位置的物理地址(例如，物理块地址(PBA))之间的映射。在一个实施方式中，转换表的备份副本存储在磁盘150上，该副本被更新以说明存储在易失性存储器140中的转换表22的变化。在其它实施例中，转换表22可以存储在不同位置，诸如在固态存储器128中。转换表22在下面参考图7A和图7B更详细描述。
[0026]在操作时，主机接口 126经由主机接口 126