数据存储设备的减振的制作方法
【专利说明】数据存储设备的减振
[0001]相关专利的交叉引用
[0002]本申请要求2014年5月16日提交的美国临时申请案N0.61/994，330 (代理人档案号码T7430.P)的优先权，该申请案以引用的方式整体并入本文中。
【背景技术】
[0003]数据存储设备(DSD)通常用于将数据记录到存储介质上或者从存储介质再现数据。一种类型的存储介质包括旋转磁盘，其中DSD的磁头可以在磁盘表面上的磁道中读取和写入数据。然而，当带有磁盘的DSD受到振动时，在磁盘上写数据会变得更容易出错，因为当在磁盘上写入数据时振动可以引起磁头的运动。
【附图说明】
[0004]当结合附图时，根据以下结合附图提出的详细描述，本发明的实施例的特征和优点将变得的更加明显。附图和相关的描述被提供以说明本公开的实施例，而不限制所要求的范围。
[0005]图1是根据实施例描述数据存储设备(DSD)的框图。
[0006]图2是根据实施例描述数据在固态存储器的专用段中的存储的图示。
[0007]图3是根据实施例描述数据在固态存储器的高速缓存段中的存储的图示。
[0008]图4是根据实施例描述数据在磁盘上的存储的图示。
[0009]图5是根据实施例的振动状况期间写入过程的流程图。
[0010]图6是根据另一实施例的振动状况期间写入过程的流程图。
[0011]图7是根据实施例的用于在振动状况期间存储数据的节流过程(throttlingprocess)的流程图。
[0012]图8是根据另一实施例的用于在振动状况期间存储数据的节流过程的流程图。
[0013]图9是根据实施例描述节流延迟随着固态存储器的剩余数据存储容量的减少而增加的图形。
[0014]图10是根据实施例说明振动状况期间写吞吐量性能的图形。
【具体实施方式】
[0015]在以下的详细描述中，许多具体细节被阐述以提供对本公开的全面理解。然而，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被实现，这对于所属领域的普通技术人员来说将是明显的。在其他实例中，所熟知的结构和技术没有详细示出，以避免不必要地模糊各种实施例。
[0016]图1根据实施例示出计算机系统100，该计算机系统包括主机101和数据存储设备(DSD) 106。计算机系统100可以是诸如计算机系统(如服务器、台式计算机、移动/膝上型计算机、平板计算机、智能手机等)或诸如数字录像机(DVR)的其他电子设备。在这方面，计算机系统100可以是独立系统或网络的一部分。所属领域的技术人员将了解，系统100和DSD 106可以包括比图1所示的那些元件更多或更少，并且所公开的过程可以在其他环境中实现。
[0017]在图1的示例实施例中，DSD 106包括用于存储数据的固态存储器128以及磁盘150。在这方面，DSD 106可以被认为是固态混合驱动器(SSHD)，因为其既包括固态非易失性存储器(NVM)介质又包括磁盘NVM介质。在其他实施例中，磁盘150或固态存储器128中的每个都可以分别由多个硬盘驱动器(HDD)或多个固态驱动器(SSD)替代，使得DSD 106包括HDD和/或SSD的池。
[0018]DSD 106包括控制器120，该控制器包括诸如用于执行指令的一个或更多处理器，并且可以包括微控制器、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、模拟电路和/或其的组合。在一种实施方式中，控制器120可以包括片上系统(SoC)。
[0019]主机接口 126被配置为将DSD 106与主机101连接，并且可以根据诸如PCIexpress (PCIe)、串行高级技术附件(SATA)或串行连接SCSI (SAS)的标准来连接。正如所属领域的技术人员将理解的，主机接口 126可以被包括作为控制器120的一部分。
[0020]传感器142检测DSD 106的振动状况并且基于所检测的状况向控制器120提供输入。在这方面，传感器142可以包括加速计或能够检测振动的其它类型的传感器。在其他实施例中，传感器142可以被省略，并且主机101可以向DSD 106提供表明计算机系统100或DSD 106的振动状况的输入。
[0021]在图1的示例中，磁盘150由主轴电机(未示出)来旋转。DSD 106还包括连接到致动器130的远端的磁头136，其中该致动器130由音圈电机(VCM) 132旋转以相对于磁盘150定位磁头136。控制器120可以使用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。
[0022]如所属领域技术人员所了解的，磁盘150可以形成在磁盘150下方具有径向对齐的附加磁盘的磁盘组的一部分。另外，磁头136可以形成磁头堆叠组件的一部分，该磁头堆叠组件包括附加磁头，每个磁头被设置为从磁盘组中的磁盘的相应表面读取数据和将数据写入到磁盘组中的磁盘的相应表面。
[0023]磁盘150包括用于在磁盘150的表面上存储数据的多个径向隔开、同心的磁道152。每个磁道152被划分成多个扇区(未不出)，这些扇区沿磁道周向隔开。
[0024]在某些实施方式中，磁盘150上的磁道由磁头136的写元件使用搭迭式磁记录(SMR)写入，以便与相邻磁道重叠。SMR提供增加能够通过类似屋顶叠瓦一样重叠磁道来存储在磁盘150上的指定区域中的数据量的方法。非重叠部分接着用作可以被磁头136的读元件读取的窄磁道。
[0025]虽然通过SMR，每英寸更高的磁道数目通常是可能的，但是当DSD106在振动状况期间振动时，磁盘150上的更高的磁道密度会使磁盘150上的磁道的写入更易于出错误。在一个示例中，振动状况可以产生自计算机系统100的扬声器所生成的声音。由于现代的DSD中磁道位置的紧密度容限，当磁头试图写入数据时，相对小的振动可以导致磁头136移动偏离磁道，从而导致写错误。
[0026]为了缓解上述对振动的脆弱性，并且如以下更详细讨论的，控制器120可以将振动状况期间的数据存储定向至固态存储器128而非磁盘150，以帮助避免写错误。
[0027]虽然在此的描述通常指固态存储器，要理解的是固态存储器可以包括一个或更多各种类型的存储器设备，例如闪存集成电路、硫系化合物RAM(C-RAM)、相变存储器(PC-RAM或者PRAM)、可编程金属化单元RAM(PMC_RAM或PMCm)、双向统一存储器(OUM)、电阻RAM(RRAM)、NAND存储器(例如，单级单元(SLC)存储器、多级单元(MLC)存储器或其任何组合)、NOR存储器，EEPR0M、铁电存储器(FeRAM)、磁阻RAM(MRAM)、其他分立NVM芯片或者它们的任意组合。
[0028]易失性存储器140可以包括诸如动态随机存取存储器(DRAM)，该DRAM可以由DSD106用来暂时存储数据。存储在易失性存储器140中的数据可以包括从NVM介质(例如，磁盘150或固态存储器128)读取的数据、被写入到NVM介质的数据、从DSD 106的固件加载以便由控制器120执行的指令，或者在执行DSD 106的固件中所使用的数据。
[0029]在操作中，主机接口 126经由主机接口 126接收来自主机101的读和写命令，以便从DSD 106的NVM介质读取数据并向其写入数据。响应于来自主机101的写命令，控制器120可以将写命令的将要写入的数据缓存到易失性存储器140中。
[0030]对于将写入到磁盘150的数据，控制器120可以将缓存的数据编码到写信号32中，该写信号32被提供给磁头136，用于磁性写入数据至磁盘150的表面。
[0031]响应于对存储在磁盘150上的数据的读取命令，控制器120通过VCM控制信号30定位磁头136，以磁性读取存储在磁盘150的表面上的数据。磁头136将所读取的数据作为读取信号32发送至控制器120以便解码，并且该数据被缓存在易失性存储器140中以便传输到主机101。
[0032]对于要存储在固态存储器128中的数据，控制器120接收来自主机接口 126的数据并且可以将数据缓存在易失性存储器140中。在一个实施方式中，该数据随后被编码成固态存储器128的充电单元(未示出)的电荷值，以存储数据。
[0033]响应于对存储在固态存储器128中的数据的读取命令，在一个实施方式中，控制器120读取固态存储器128中的单元的