CN106796806A

CN106796806A - 双致动器硬盘驱动器

Info

Publication number: CN106796806A
Application number: CN201580054166.4A
Authority: CN
Inventors: 陈财清; 席蔚亚; 金超; 詹智勇
Original assignee: Agency for Science Technology and Research Singapore
Current assignee: Agency for Science Technology and Research Singapore
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2017-05-31
Also published as: US20180226091A1; JP2017537423A; SG11201702708SA; EP3201919A4; EP3201919A1; WO2016053193A1

Abstract

描述了与硬盘驱动器相关的实现的系统和方法。本公开至少部分地涉及用于在多致动器多盘系统中写入数据的方法，以及用于执行该方法的多致动器盘系统。该方法包括接收数据并且将数据分割成至少第一预定部分和第二预定部分。该方法还包括使用多个致动器中的第一致动器将数据的第一预定部分写入到多致动器多盘系统的第一盘表面上，同时使用多个致动器中的第二致动器将数据的第二预定部分写入到多致动器多盘系统的第二盘表面上。

Description

双致动器硬盘驱动器

技术领域

本发明涉及硬盘驱动器(HDD)的领域。特别地，本发明涉及具有双致动器的HDD。

背景技术

常规硬盘驱动器(HDD)中的读/写机构通常包括控制单个致动器的音圈电机。

常规HDD中的单个致动器臂支撑一个致动器臂。每个致动器由一个或多个致动器臂、一个或多个音圈(每个具有或不具有线轴)以及一个枢轴盒轴承组件组成。每个致动器臂形成用于悬架的安装件，悬架具有一个或多个读写磁记录头。在读/写操作期间，音圈电机移动致动器臂以将读/写磁头定位在磁盘盘片上的目标位置处。然后在目标位置处执行读/写操作。

当前的研究旨在增加HDD的数据传送速率。已提出增加常规HDD的数据传送速率的各种方法，包括增加磁盘盘片的每分钟转数(RPM)。尽管这些方法为增加数据传送速率提供了可行的选择，但它们有几个缺点。例如，由于复杂的轴承设计，具有增加的RPM能力的主轴电机的成本高。这增加了这些HDD的制造成本，增加的成本又转嫁给消费者。而且，以高RPM执行的HDD生成更多的热，这对硬盘驱动器盘片不利。没有在适当位置的有效冷却机制，以高RPM执行的HDD将更容易遭受硬盘驱动器故障。此外，由于HDD内的湍流空气流，增加磁盘盘片的RPM增加了头堆栈组件(HSA)的振动。HSA中的振动也危及HDD的记录可靠性。

因此，需要的是HDD中的稳健读/写机构，其能够在保持磁盘盘片的低RPM的同时增加HDD的数据传送速率。根据结合本公开的附图和该背景进行的后续详细描述和附带权利要求，其它期望的特征和特性将变得明显。

发明内容

根据本公开，提供了一种用于在多致动器多盘系统中写入数据的方法，所述方法包括：

接收数据；

将数据分割成至少第一预定部分和第二预定部分；以及

使用多个致动器中的第一致动器将数据的第一预定部分写入到所述多致动器多盘系统的第一盘表面上，同时使用多个致动器中的第二致动器将数据的第二预定部分写入到所述多致动器多盘系统的第二盘表面上。

根据本公开，也提供了一种用于在多致动器多盘系统中读取数据的方法，所述方法包括：

接收关于存储数据的位置的信息；

使用多个致动器中的第一致动器从所述多致动器多盘系统的盘的盘表面读取数据的第一预定部分，同时使用多个致动器中的第二致动器从所述多致动器多盘系统的盘的盘表面读取数据的第二预定部分；以及

至少将数据的第一预定部分与数据的第二预定部分组合。

根据本公开，还提供了一种用于在多致动器多盘系统中读取读数据和写入写数据的方法，所述方法包括：

接收关于存储读数据的位置的信息，读数据包括第一预定部分；

使用多个致动器中的第一致动器从所述多致动器多盘系统的盘的第一盘表面读取读数据的第一预定部分；

接收包括所述第一预定部分的写数据；以及

使用多个致动器中的第二致动器将写数据的第一预定部分写入所述多致动器多盘系统的盘的第二盘表面上。

从第一接口接收第一数据；

从第二接口接收第二数据；以及

使用多个致动器中的耦接到所述第一接口的第一致动器将第一数据写入到所述多致动器多盘系统的盘的第一盘表面上，同时

使用多个致动器中的耦接到所述第二接口的第二致动器将数据的第二预定部分写入到所述多致动器多盘系统的盘的第二盘表面上。

本公开也提供了一种用于在多致动器多盘系统中读取数据的方法，所述方法包括：

接收关于存储数据的位置的信息；

使用多个致动器中的耦接到第一接口的第一致动器从所述多致动器多盘系统的盘的第一盘表面读取第一数据，同时

使用多个致动器中的耦接到第二接口的第二致动器从所述多致动器多盘系统的盘的第二盘表面读取第二数据；以及

至少将第一数据和第二数据组合。

本公开还提供了一种用于在多致动器多盘系统中写入数据的方法，所述方法包括：

从第一接口接收第一数据；

从第二接口接收第二数据；以及

本公开还提供了一种用于在多致动器多盘系统中读取数据的方法，所述方法包括：

接收关于存储数据的位置的信息；

至少将第一数据和第二数据组合。

本公开也提供了一种单壳多盘硬盘驱动器(HDD)，其包括：

第一盘表面；

第二盘表面；

用于向所述第一盘表面写入的第一致动器；以及

用于向所述第二盘表面写入的第二致动器，所述第二致动器分离地定位并且独立于所述第一致动器操作，

其中，所述第一盘表面的逻辑块地址(LBA)被分配成不同于所述第二盘表面的LBA，使得能够从所述第一盘表面的LBA确定所述第二盘表面的LBA。

附图说明

附图用于示出各种实施例并且解释HDD及其适用的方法中的各种原理和优点，如本文中所述。

图1A和图1B示出了具有双致动器的硬盘驱动器(HDD)的俯视透视图。

图2A至图2I示出了用于双致动器双系统的致动器布置。

图3A至图3C示出了单接口和双接口HDD的俯视透视图。

图4是表示写入处理的流程图。

图5是表示读取处理的流程图。

图6A至6C示出了多致动器、多盘硬盘驱动器(HDD)中的逻辑块地址(LBA)分配。

图7提供了系统的示意图，该系统提供如图1教导的HDD。

技术人员将领会，图中的元件为了简单和清楚而被示出并且不必按比例绘制。例如，框图或流程图中的一些元件的尺寸可以相对于其它元件被放大以帮助改善对本实施例的理解。

具体实施方式

如本文所使用的，以单数叙述并且在前面有单词“一”的元件或步骤应当被理解为不排除多个元件或步骤，除非明确地叙述这样的排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也包含所述特征的附加实施例的存在。

尽管本文描述的系统和方法可以用于各种不同类型的数据文件，但是本文描述的示例性数据文件将是文本文件、视频文件、音频文件、压缩文件、图像文件、各种格式的文件(例如XML、HTML)及其组合。每个数据文件可以作为单个文件发送，并且通过在下文中将被称为硬盘驱动器(HDD)的系统中的智能接口进行分段(例如，分割成数据的第一预定部分和数据的第二预定部分)，或者可以作为一个或多个段被发送。可以以与完整文件相同的方式在HDD接口处接收一个或多个段。

除非另有规定，否则对方法步骤的引用也旨在表示能够使计算机执行该方法步骤的程序代码，并且因此也表示能够执行方法步骤的计算机系统。

在图1A和1B中示出了根据本发明的实施例的多致动器HDD 10。HDD 10包括多个硬盘11，所述多个硬盘形成安装到主轴电机毂13的堆栈12。每个盘11具有磁性涂层。HDD 10包括两个致动器14a、14b，每个致动器具有的多个致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii，如图2A中所示。每个致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii支撑相应的悬架16，一个或多个读/写头18位于所述悬架的端部处。

为HDD选择的形状因子可以是任何期望的形状因子。例如，形状因子可以是3.5英寸的形状因子，其中HDD的长度约为147mm，宽度约为101.6mm，并且高度约为26mm。堆栈12中的盘20a、20b可以是英寸的盘，在盘之间是用于一个或多个致动器臂的空间。

如图1B中所示，HDD 10具有单个输入/输出(I/O)接口13，数据通过所述接口被接收并且发送到致动器14，并且数据从所述接口从致动器14被接收并且发送到别处。

参考图2A至2D，致动器可以提供臂的各种配置。在图2A中，致动器14a、14b均包括两个臂14ai、14aii、14bi、14bii。第一盘20a提供两个相对的表面22、24，并且第二盘20b也提供两个相对的表面26、28。在每种情况下，一个致动器的单个读/写头相对于每个表面定位，使得另一致动器在相应的表面附近没有读/写头。例如，对于盘20a，臂14bi、14bii和致动器14b相对于相应的表面22、24定位，从而便于从/向那些表面22、24读取和写入。类似地，对于盘20b，臂14ai、14aii以及致动器14a相对于相应的表面26、28定位，从而便于从/向那些表面26、28读取和写入。在一个致动器的读/写头18定位成用于从/向相应的表面26、28读取和写入的情况下，另一致动器不具有定位成从该表面读取或向该表面写入的任何读/写头。

图2A的致动器14a、14b是相同的，而图2B示出了替代布置，其中致动器30a、30b是不同的。致动器30a提供两个致动器臂30ai、30aii，其在盘32、34之间延伸并且支撑用于从那些盘32、34的相应的底表面和顶表面读取/向其写入的读/写头。相比之下，由臂30bi、30bii支撑的读/写头从那些盘32、34的相对的相应顶和底表面读取/向其写入。

另外，在图2A的致动器14a、14b均服务于相应的盘20a、20b的情况下，图2B的每个盘32、34由来自致动器30a、30b的每一个的读/写头服务。

图2C提供了类似于图2A的布置，除了致动器36a，36b是不同的。致动器36a类似于致动器14a。然而，致动器36b包括延伸的电机轴38。

图2D示出了类似于图2B的布置，其中每个盘40、42由来自每个致动器44a、44b的读/写头服务。然而，在图2B的布置需要不同的致动器30a、30b的情况下，图2D的布置使用相同的致动器44a、44b，但是一个致动器44a、44b相对于另一致动器44a、44b反转。

图2E至2I示出了另外的致动器布置，其中每个致动器提供四个致动器臂。在实践中，图2A至2D中所示的概念可以被缩放以适应任何合适数量的盘，其中单独的读/写头为每个盘的每个表面服务。值得注意的是，图2E、2F和2H示出了可以采用相同致动器的布置，而图2G和2I提供了致动器不同的布置。

参考图3A至3C，根据本文教导的HDD可以采用单个接口、两个接口或三个或更多个接口，通过所述接口数据被接收以便写入堆栈12，并且通过所述接口可以传输从堆栈12读取的数据。

图3A中所示的布置提供了包括单个接口48的HDD 46。单个接口48接收将由两个致动器(未示出)写入的数据文件(例如，文本文件、声音文件或视频文件)，并且将构成该数据文件的数据分发到多个致动器。单个接口48也指示致动器从堆栈12(接口可以从堆栈重建数据文件以便从HDD传输)读取数据，并且控制安装有盘的主轴电机毂52的旋转。

单个接口48是智能接口。智能接口48包括其上存储有计算机程序代码的计算机可读介质50。计算机程序代码控制智能接口48以确保数据文件被准确地分发和重建，并且确保堆栈12中的数据的参考(reference)(例如指针)，使得数据可以在将来被定位。参考可以存储在接口48中或者远离HDD。替代地，用于控制智能接口48的计算机程序代码以及用于操作HDD的其它固件代码可以存储在HDD内部的非易失性存储空间中。这样的固件代码可以存储在诸如盘11的磁介质上。

当数据文件到达时，智能接口48确定存储该数据文件的位置，并且将信号发送到主轴电机毂52以开始在特定方向上的旋转。在堆栈12中的盘的表面由一个以上致动器臂和因此一个以上读/写头服务的情况下，离智能接口48确定应当开始写入文件的位置的最近的读/写头将为其中N是服务于特定盘表面的致动器臂的数量。因此，对于每个致动器具有服务于特定盘表面的臂的双致动器布置(即，两个致动器)，相应臂上最近的读/写头将在离开该读/写头的盘的至多圈处。

参考图4，示出了用于分发文件的处理。将领会可以使用任何特定的文件分发处理。例如，对于符合廉价/独立磁盘冗余阵列(RAID)0级的配置(即，没有奇偶校验信息的数据条带化)，可以应用以下写入处理400：

步骤402：接收数据文件(写入数据可以包括一个或多个段或预定部分)。

步骤404：逐步分段数据文件。

步骤406：将段发送到致动器。

步骤408：将数据写入盘。

读取处理500也可以由如图5中所示的智能接口48应用。对于RAID0存储配置，读取处理500可以包括：

步骤502：识别期望的数据文件或段的起始点(读取数据可以包括一个或多个段或预定部分)。

步骤504：逐步读取数据段。

步骤506：重建数据文件。

进一步参考图4，步骤402包括通过端口56(参见图3A)接收数据文件409。数据文件可以包括文本文件、视频文件、音频文件或任何其它文件类型。

接口48然后在步骤404解构或分段文件。分段可以包括将文件分割成相等大小的段410。对于RAID0存储配置，段必须具有相等的大小。在数据文件409不能被精确地分割成段的情况下，可以填充最终段412(其会比段410短)，如阴影字节所示。可以使用各种方法来确定大小。由于智能接口48从段重建数据文件，因此一种方法将是选择在后续的读取处理期间在由一个致动器中读取段所花费的时间内可以由智能接口组合的段大小。换句话说，在每个致动器已将相应的段发送到智能接口之后，智能接口将在致动器读取并发送另一段到智能接口所花费的相同时间内完成组合那些段。因此致动器和智能接口在读取/重建处理期间具有约100％的利用率。

对于其它存储方法，可以以其它方式分段数据文件。例如，数据文件可以根据任何其它方法被分割或以其它方式分发。

一旦被分段，文件段就被发送到致动器414、416(步骤406)。如图4中所示，段被分开并被依次发送到每个致动器——段的分配可以根据RAID配置或其它存储方案、文件类型等改变。图4示出了提供N个致动器的情况，其中对于x在0和N-1之间的情况，第(x+1)段被给予第一致动器。类似地，每个第N段被发送到第N个致动器。根据RAID0存储配置并且参考图4中的双致动器布置的两个致动器，将段按顺序发送给致动器414、416。例如，在具有两个致动器414、416的情况下，将第一段(即数据文件的第一预定部分)发送给一个致动器414，将第二段(即数据文件的第一预定部分)发送给另一致动器416，将第三段发送给致动器414，将第四段发送给致动器416，依此类推。

每个致动器414、416也带有识别用于写入相应段的位置的指针。这向相应的致动器414、416通知：

i)将段发送到的合适致动器臂420、422、424、426；

ii)在该臂420、422、424、426支撑一个以上读/写头428的情况下，将该段发送到的特定读/写头；以及

iii)将致动器臂420、422、424、426定位在哪个位置，使得读/写头428位于盘418的表面上的正确磁道上方。

在采用例如RAID0存储配置的传统存储方法中，段将被分布在多个盘上。因此存储配置由将相应的段发送到多个HDD的外部源(例如CPU)来实现。因此每个HDD接收其相应的段，并且将该段视为用于存储目的的完整数据文件。换句话说，不由HDD进行段的进一步分段。

在本实施例中，HDD使用智能接口48执行分段。因此，智能接口48将盘的单个堆栈12视为均由相应的致动器服务的多个独立的存储设施。以该方式控制读取和写入使得RAID存储方法能够在盘上实现，盘事实上不是独立的。

该方法以与使用多个HDD相同的方式使用一个双致动器HDD的堆栈12，通过仅提供用于服务每个盘表面的单个致动器臂被增强。因此由致动器414的(一个或多个)致动器臂服务的一组盘表面对于由致动器416的(一个或多个)致动器臂服务的一组盘表面是不同的并且不是不重叠的。

用于在堆栈12中的盘的表面上存储数据的位置的索引可以遵循任何期望的索引方案。例如，标准字节寻址方案可以用于索引(即寻址或定位)盘表面上的数据的单独的字节。然而，可以设想智能接口48将适合于大数据块的有效存储。因此可以使用逻辑块地址(LBA)方案来代替字节寻址方案。根据LBA技术，使用单个数字来寻址数据块(例如在步骤404下创建的段)。

参考图6A至6D示出了LBA方案的示例性使用，其示出了图2A的致动器和盘布置的示意图。每个盘表面600、602、604、606被分割成多个扇区608。目前有8个这样的扇区，但是可以采用任何期望的数量。而且，根据步骤404创建的段的大小可以被选择为等于能够存储在相应的盘扇区中的最大段。

在图6A至6D中：

盘20b的上侧600由致动器14a的致动器臂14ai服务；

盘20b的下侧604由致动器14a的致动器臂14aii服务；

盘20a的上侧602由致动器14b的致动器臂14bi服务；以及

盘20a的下侧606由致动器14b的致动器臂14bii服务。

使用LBA方案将数据顺序地写入盘的扇区(或从其读取)。例如，第一段410可以发送到臂14ai以便写入到表面600上；第二段410可以发送到臂14bi以便写入到表面602上；第三段410可以发送到臂14aii以便写入到表面604上；并且第四段410可以发送到臂14bii以便写入到表面606上。值得注意的是，根据RAID0存储配置，该分段写入方案以与四个独立的HDD相同的方式使用堆栈12。

为了尽可能缩短读/写时间，可能期望在数据将被读取或写入时，读取的数据或将写入数据的位置在每个相应的臂14ai、14aii、14bi、14bii的读/写头下方。在本实施例中，智能接口48对用于写入数据的位置进行索引，使得用于每个致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii的相应写入位置同时在相应的臂14ai、14aii、14bi、14bii的读/写头下方。

在本双致动器实施例中，智能接口48定位段，使得致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii中的任何一个的定位与一个或多个其它致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii的位置相关。换句话说，可以从一个或多个其它致动器臂的位置确定一个致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii的位置。而且，每个致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii的位置相对偏移等于的量，其中2π是整圆中的弧度数，M是致动器的数量。因此，对于如图所示的双致动器系统，致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii之间的偏移将为π弧度或180°。

如图6A至6D中所示，盘表面600的第0扇区向盘表面602的第0扇区偏移180°。此外，盘表面604的第8扇区向盘表面606的第8扇区偏移180°。而且，盘表面604、606的第8扇区在表面600、602的相应第0个扇区的正下方。这使得智能接口48能够将单个位置存储在存储器中，以识别多个数据段。

根据步骤406，数据段被发送到每个致动器414、416。特别地，每个致动器基本上同时接收将由每个致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii的每个读/写头写入的数据。使用段中的至少一个，提供位置索引，致动器414、416可以通过所述位置索引定位其臂14ai、14aii、14bi、14bii以将数据写入盘20a、20b。由于每个致动器的臂14ai、14aii、14bi、14bii中的每一个都旋转到相同位置，因此仅需要单个位置索引。而且，由于致动器14a的致动器臂14ai、14aii的位置之间的偏移是恒定的，因此可以使用相同的位置索引来确定致动器臂14bi、14bii的位置。

一旦段被发送到致动器14a、14b，致动器通过在文件写入过程中涉及的所有读/写头同时写入它们相应的盘表面600、602、604、606。该处理对于RAID0存储配置特别有效，原因是该配置尝试保持存储在每个HDD上的每个文件的数据段的数量相等。

尽管使用本文教导在写入(和读取，如下所述)速度方面具有优点，但是所有致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii相对于它们相应的盘表面600、602、604、606的一致位置也尽可能地平衡施加到每个臂14ai、14aii、14bi、14bii的力。这确保位置错误检测和其它校正措施可以一致地应用于所有致动器臂14ai、14aii、14bi、14bii。

取决于数据文件重建的能力，智能接口48也可以跨盘表面分布数据文件的段。换句话说，可以基于数据文件的类型分配数据文件的段。例如，文本文件可以容易地被重建并且因此可以被分段并写入多个盘表面。作为对比，视频文件的段彼此相邻地存储(例如在相同的盘表面上)可能是更理想的，以便于无错误的重建。

参考图5，读取处理500包括在步骤502识别期望的数据文件的起始点。为此，智能接口48可以从接口48中的存储器或远程保持的存储器查找每个数据段的起始位置。在参考图6A至6D描述的实施例中，智能接口48仅需要从存储器查找单个位置。该单个位置指示用于致动器臂中的一个的数据段的起始位置。然而，由于致动器臂将数据写入公共扇区或位于盘上的公共竖直位置处的扇区(即在相同位置，但是在盘的相对侧)，因此从存储器提取单个数据段的起始位置将使所有致动器臂能够适当地定位，由此能够同时从每个致动器臂的读/写头读取。所以，识别存储器中的期望数据文件的起始点可以包括提取单个参考并将单个参考转发到每个致动器。这使每个致动器的一个或多个臂能够定位在相应数据段的起始处，可以从这些相应数据段重建数据文件。优选地，单个参考将使每个致动器的两个或更多个臂能够定位在相应数据段的起始处，可以从这些相应数据段重建数据文件。

一旦作为步骤502的结果已这样定位致动器臂，则根据步骤504逐步读取数据段。逐步读取可以包括依次从每个致动器(通过其读/写头)或致动器臂顺序读取数据段。然而，在单个参考用于在数据文件的相应段的起始处定位一个以上致动器臂的情况下，逐步读取数据段包括通过这样定位的每个致动器臂同时读取数据段。通过一个致动器臂读取的数据段将与通过其它一个或多个致动器臂读取的一个或多个数据段不同。而且，由臂同时读取的数据段应当共同地包括数据文件的连续部分。换句话说，如果数据段将被级联，则它们将构成由读取处理500重建的数据文件的连续数据部分。

一旦每个致动器臂的每个读/写头已完成读取段，则智能接口48提供新参考，致动器可以通过所述新参考定位它们的相应臂以便读取下一个段或下一段组。术语“组段”是指由致动器臂的集合同时读取的段，所述致动器臂的读/写头在该相关时间点正在执行读取操作。作为提供新参考的替代方案，可以将位置信息写入盘(例如，在段的端部处或在相应盘的位置数据层上的一个或多个字节)以使致动器臂在到达相应段的端部时能够重新定位。另一个替代方案是读/写头继续通读离盘的旋转轴线相同的距离处的下一个盘扇区(即读/写磁头不移动)，直到所有相关扇区都被读取，并且然后根据需要移动支撑相应的读/写头的致动器臂。

在智能接口48发送索引、指针或其它参考数据以便在堆栈12中的盘上定位文件和文件段的情况下，该参考数据可以由智能接口48在本地(即HDD内)存储或远程地存储。出于速度性能，期望参考数据位于本地。

一旦段已由读/写头读取，它们被传输到智能接口48。智能接口然后重建数据文件。在数据文件大并且需要从一个或多个致动器进行多次读取的情况下，随着每个读/写头执行每个读取处理，数据文件被逐步重建。智能接口48然后顺序地级联这些段以重建数据文件。

一旦被重建，数据文件就以与向不执行任何数据分段的HDD连接的单个接口提出请求相同的方式从单个接口发送。以该方式，计算机系统可以使用图2A至2D中所示的HDD来存储大数据文件而不必将那些文件分段以便存储在独立的存储介质中。

智能接口48也可以控制致动器14a、14b中的一个以执行读取操作，同时控制另一个致动器14a、14b以执行写入操作。在致动器14a、14b的臂14ai、14aii、14bi、14bii均读取和写入不同表面的情况下(即，每个盘表面仅由单个致动器臂服务)，被写入的磁道、段或扇区和正被读取的那些磁道、段或扇区之间没有冲突。另外，可以在HDD内创建备份，其中例如在读取操作期间从一个盘表面读取的数据在写入操作期间被写入(例如，同时)到不同的盘表面。读取和写入可以由相同的致动器14a、14b或不同的致动器14a、14b执行。

图3B和3C示出了双接口HDD的两个实施例。双接口HDD提供两个数据接口以便从两个来源接收数据。替代地，数据可以从相同的源接收并且以与两个独立的HDD相同的方式被处理。

由于一个致动器的臂的读/写头将不同的盘表面读取和写入(即，服务)到另一个致动器的臂的读/写头，因此由一个致动器服务的盘表面实际上形成第一存储设备(例如，第一HDD)，并且由第二致动器服务的表面实际上形成第二存储设备(例如，第二HDD)。使用该布置，包括M个致动器的单个HDD可以用于复制M个独立的存储设备。

数据可以以与读/写到多个HDD的情况相同的方式通过每个接口被写入或读取。替代地，两个接口可以通信，使得对于段被发送到两个接口的特定数据文件，通过每个接口可访问的致动器臂相对定位成用于写入(以与如图6A至6D中所述的相同方式)，使得后续的读取操作或处理导致数据段基本上同时通过两个接口输送。

类似的方法可以用于致动器臂的相对定位从而以将导致它们经常被同时读取的方式从相关的文件读取数据段。例如，可以通过一个接口读取定义用于呈现数据的屏幕布局的文件，同时可以从第二接口读取定义期望呈现方案(例如，颜色、菜单选项等)的数据。

每个数据接口可以也能够控制多个致动器，使得两个接口控制四个或更多个致动器。替代地，每个接口可以是具有与第一计算系统连接的一个接口和与第二计算系统连接的第二接口的智能接口。这使得图3B和3C的HDD能够将从不同的计算系统接收的指令映射到相同的存储架构。因此每个接口能够以与上面关于图4至6所述相同的方式向HDD中的所有致动器(例如，当前双致动器HDD中的两个致动器)发送读取和写入命令。

另外，接口可以通信，使得当一个接口正在读取或写入时，另一个接口等待执行读取或写入处理。这确保没有冲突的读取或写入指令。接口也可以通信以确定哪个接口正在请求从或向盘的部分(例如，扇区或磁道)读取或写入数据，所述盘的部分比其它接口试图读取或写入的盘的部分更靠近读/写头的当前位置。因此取决于与读/写头的当前位置的接近度来读取或写入数据。所以该方法优化了跨多个接口的HDD的总体读/写时间。

为了可以通过两个智能接口读取相同的文件，智能接口可以使用公共库或公共存储介质来存储位置数据，通过所述位置数据来定位用于读取和写入的致动器的相应致动器臂。当写入文件时，库或存储介质用可以通过两个接口参考的新的文件位置或索引数据进行更新。

使用上述的控制方法，两个接口可以独立地用于控制HDD中的所有致动器。所以HDD可以用作使用不同格式和不同的存储方案存储数据的存储介质，只要不同的格式和方案不会导致存储或读取的冲突。例如，一个接口不应当控制致动器改写旨在通过其它接口可访问的数据。

使用双接口、双致动器HDD执行的读取和写入操作可以与用于两个单独的、单个致动器HDDS的读取和写入操作相同，除了可以将特定扇区或磁道分配给一个接口以避免与通过其它接口写入的数据冲突。该分配可以是固定的，例如，特定扇区或磁道被预先分配给每个接口。替代地，该分配可以是动态的，例如，可以在“根据需要”的基础上分配扇区或磁道，直到已经分配所有扇区或磁道。在分配扇区或磁道之后，该扇区或磁道不能由另一致动器访问，直至存储在其上的数据被删除。

当两个接口用作不同的接口时，堆栈12中的盘的表面可以被分配给两个致动器中的一个。因此HDD可以以与两个传统HDD由一个计算系统或两个计算系统寻址的相同的方式被使用。在两个接口均与两个致动器进行通信或者相互作用以控制由致动器执行的读取和写入操作的情况下，致动器可以使用任何标准协议，两个计算系统将通过所述协议向单个服务器或存储设备请求数据或向其发送数据。在两个接口均与两个致动器通信的情况下，参考(例如，位置索引)可以存储在公共存储设备或库中。在两个接口均与两个致动器通信的情况下，接口可以以与关于图6和处理400和500描述的相同的方式通过致动器读取和写入。将注意到，必要时进行扇区和/或磁道分配以实现通过一个接口访问的数据的分离，其不应当通过其它接口访问。

在任何上述写入处理中，将领会奇偶校验信息也可以写入HDD。奇偶校验信息可以写入特定盘表面。换句话说，特定盘表面(或就此而言的盘)可以被保留用于存储奇偶校验信息。奇偶校验信息使得能够确定正被读取或写入的数据是否有错误。奇偶校验信息也可以使得在盘、扇区或磁道故障的情况下能够重建数据。在特定表面被保留用于奇偶校验信息的情况下，为了将数据存储在堆栈12中而实现的存储方案可以类似于RAID 3级(RAID3)配置中采用的，其中存储介质阵列的单个存储介质被保留用于奇偶校验信息。

由于堆栈12中的盘全部安装到相同的主轴电机毂并且因此以相同的速度旋转，并且可以控制致动器以将臂相对于相应的盘表面(那些臂的读/写头向相应的盘表面写入和从相应的盘表面读取)定位在相同位置处，因此本布置可以能够使用RAID 2级(RAID2)。值得注意的是，RAID2提供极高的数据传送速率，但使用汉明码进行纠错。对于多个HDD，它几乎不具有优势，并且被认为在商业上无法使用。然而，其可以根据本文中所述的方法在单个HDD中成功地实现。替代地，可以使用RAID 5级(RAID5)来提供简单的XOR(异或)奇偶校验实现，其中HDD缓冲数据扇区、计算奇偶校验扇区并且将数据和奇偶校验扇区写入堆栈。

不是为了奇偶校验信息而保留盘表面，而是可以将奇偶校验信息与数据段一起条带化到各个盘表面上。数据条带化和奇偶校验写入的处理将由技术人员理解，例如从各种RAID 3级到6级配置。

一旦已将奇偶校验信息写入一个盘表面，或者已与数据一起条带化到多个盘表面上，它就可以用于识别并潜在地纠正数据错误。可以使用异或(即XOR)奇偶校验方案来计算奇偶校验信息。在XOR奇偶校验方案中，数据段(可以是如上所述的段或字、字符串等)包含具有值‘1’的位的已知数量。所以XOR奇偶校验位根据数据段中的‘1’的数量是偶数还是奇数设置为‘1’或‘0’。典型地，在数据段中的‘1’的数量为偶数的情况下XOR位将被设置为‘1’，在数据段中的‘1’的数量为奇数的情况下设置为‘0’。因此XOR计算将使用校验和(checksum)例程，提供用于校验数据段中的“1”的和的奇偶校验位。在每种情况下，校验和处理将产生‘1’以证明XOR计算已经成功并且因此数据是准确的(除非在段中有两位错误，尽管这不太可能)。在XOR计算的期望结果为‘0’的情况下可以使用类似的处理。

尽管对于RAID0不使用奇偶校验，但是对于使用奇偶校验位的其它存储方案，即使在已检测到错误的情况下也可以重建数据。本领域技术人员将理解使用XOR计算的数据重建。

图7示出了存储接口700的示例性配置。存储接口700可以包括HDD，例如如上所述的双致动器HDD。

计算系统700也包括用于执行指令的处理器702。指令可以存储在例如存储区域704或其它计算机可读介质中。处理器702可以包括一个或多个处理单元(例如，在多核配置中)。存储区域704也可以存储HDD内的盘上的数据文件和文件段的起始位置的索引或参考的库。

处理器702可以可操作地耦接到通信接口706，使得存储接口700能够与诸如用户计算设备的远程设备或另一存储接口700进行通信。例如，通信接口706可以经由因特网从客户端系统接收请求。

处理器702也可以可操作地耦接到存储设备708。存储设备708是适合于存储和/或检索数据的任何计算机操作的硬件，并且当前包括磁硬盘的堆栈。在其它实施例中，存储设备708在存储接口700外部并且/或者由多个存储接口700访问，例如图3B和3C的双接口实施例就是如此。例如，存储设备708可以包括多个存储单元，例如廉价磁盘冗余阵列(RAID)配置中的其它硬盘或固态盘。存储设备708可以包括存储区域网络(SAN)和/或网络附属存储(NAS)系统。

在一些实施例中，处理器702经由HDD适配器710可操作地耦接到存储设备708。HDD适配器710是能够向处理器702提供对存储设备708的访问的任何部件。HDD适配器710可以包括例如高级技术附件(ATA)适配器、串行ATA(SATA)适配器、小型计算机系统接口(SCSI)适配器、RAID控制器、SAN适配器、网络适配器和/或使处理器702能够访问存储设备708的任何部件。

在操作中，耦接到存储器设备(包括存储器设备704和存储设备708)的处理器702从HDD 708中的盘的盘表面读取数据、将数据写入HDD 708中的盘的表面、如上面关于图4和5所述重建数据和段数据并且也生成和存储用于定位写入HDD 708的盘表面的数据的索引。

可以通过在诸如存储器设备704或存储设备708的非暂时性计算机可读介质上具体化的计算机程序指示存储接口700执行读取、写入、重建、分段和索引处理。存储在设备704、708上的程序将包括至少一个代码段，并且最可能包括数千个代码段，其可由计算机执行以指示计算机执行所请求的操作。将领会允许具有涉及HDD 708的读取和写入处理的存储接口700的复杂操作的例程和程序可以存储在HDD 708上，例如在HDD中的专用空间、盘或盘表面中。

类似地，可以远程地存储程序。为此，存储接口700可以构成用于在HDD上执行读取、写入、分段、重建和索引操作的基于网络的系统的客户端计算机HDD。

本文中所述的双致动器HDD可以以较低的每分钟转数(RPM)提供比单个致动器HDD更高的数据传送速率。较低的RPM导致在HDD内生成的热量较少，因此减小了冷却需求、减小了HDD热故障的可能性并且增加了HDD的寿命。而且，通过实现备份(例如，在一个致动器从一个表面读取同时另一个致动器将读取的数据写入相同HDD内的不同表面的情况下)，可以实现冗余和备份而不需要第二HDD。

根据本教导的双致动器HDD可以实际上包括：位于延伸的基座外壳上的单个主轴电机；携带能够存储数字信息的一个、两个或更多个磁性介质或盘的单个旋转电机——如果使用多个磁性介质，介质可以通过间隔环分离并且使用诸如弹簧盘夹、环形螺母或替代的紧固机构的夹紧部件保持就位；两个或更多个致动器，每个致动器是具有头传感器的旋转头堆栈致动器组件，每个头传感器访问不同的盘介质表面以进行读/写操作，使得头传感器被专门分配到介质表面；两个音圈磁轭组件或音圈电机(VCM)，每一个将一个或两个磁体保持在上或下钢轭中，并且当电流通过线圈绕组(其是头堆栈致动器组件的一部分)时提供电磁致动；两个惯性闩锁，其具有钩以便在非操作状态下施加的预定义冲击的情况下抓住头堆栈；两个斜坡停放装置，用于当硬盘处于低怠速或非操作模式时停放并保护在盘介质周边外部的头堆栈致动器组件；两个静电过滤器，其促进硬盘驱动器的更快的颗粒清洁，过滤器被分离地间隔并由基座外壳延伸部保持，所述基座外壳延伸部形成护罩特征以最小化头-盘区域上游的湍流；用于将上述部件和子部件封闭在基座外壳内的延伸的顶盖，所述盖使用螺钉或替代的紧固件固定到基座外壳周边，并且具有穿过头堆栈组件中心轴承的紧固孔特征以用于减震，可选地，孔可以设在盖的中心处以便固定到主轴电机轴以减轻谐振和机械振动；顶盖上的垫圈或集成式就位垫圈(FIPG)，其密封硬盘驱动器以免受外部污染物或微粒影响；以及一个或多个吸收性呼吸器或干燥剂过滤器，用于吸收在驱动期间从部件施加到致动器的气体或蒸汽污染物。

当组装在基座外壳上时，两个头堆栈致动器组件可以以彼此不同的高度就位。它们也可以彼此间隔180°，并且它们的中心沿着电机中心排列，或者可以使用不同的间隔，例如在使用三个或更多个致动器的情况下，或者在用不同的间隔会优化冲程和存取要求的情况下。头堆栈致动器组件在构造上可以是模块化的，使得可以适应变化的臂长度、臂到臂的角度间隔。

鉴于本公开，本教导的许多修改和变化对本领域技术人员将是显而易见的。所有这样的修改和变化旨在落在本公开的范围内。而且，在可能的范围内，形成本文中所述的一个实施例的特征可以用于一个或多个其它实施例中以增强或替代一个或多个其它实施例的特征。所有这些使用、替代和替换旨在落在本公开的范围内。

Claims

1.一种用于在多致动器多盘系统中写入数据的方法，所述方法包括：

接收数据；

将数据分割成至少第一预定部分和第二预定部分；以及

2.根据权利要求1所述的方法，其中，分割步骤包括分割数据以优化所述多致动器多盘系统内的并行数据存储。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，分割数据以优化所述多致动器多盘系统内的并行数据存储包括将数据分割成大小相等的多个段。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，将数据分割成大小相等的多个段包括填充所述多个段中的至少一个段以与所述多个段中的其它段的大小相等。

5.一种用于在多致动器多盘系统中读取数据的方法，所述方法包括：

接收关于存储数据的位置的信息；

至少将数据的第一预定部分与数据的第二预定部分组合。

6.一种用于在多致动器多盘系统中读取读数据和写入写数据的方法，所述方法包括：

接收包括所述第一预定部分的写数据；以及

7.根据权利要求6所述的方法，其中，读取步骤和写入步骤至少部分地同时发生。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，读数据包括第二预定部分，所述方法还包括在写入所述第一预定部分的同时读取所述第二预定部分。

9.一种用于在多致动器多盘系统中写入数据的方法，所述方法包括：

从第一接口接收第一数据；

从第二接口接收第二数据；以及

10.一种用于在多致动器多盘系统中读取数据的方法，所述方法包括：

接收关于存储数据的位置的信息；

至少将第一数据和第二数据组合。

11.根据权利要求5或10所述的方法，其中，组合步骤包括组合数据以优化所述多致动器多盘系统内的数据的读取。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，组合数据以优化数据的读取包括在使用所述第一致动器从所述多致动器多盘系统的盘的盘表面读取数据的第三预定部分和使用所述第二致动器从所述多致动器多盘系统的盘的盘表面读取数据的第四预定部分期间，组合数据的第一预定部分和数据的第二预定部分。

13.一种用于在多致动器多盘系统中读取读数据和写入写数据的方法，所述方法包括：

从第一接口接收写数据；

接收关于存储读数据的位置的信息；以及

使用多个致动器中的耦接到第一接口的第一致动器将写数据写入到所述多致动器多盘系统的第一盘的盘表面上，同时

使用多个致动器中的耦接到第二接口的第二致动器从所述多致动器多盘系统的盘的第二盘表面读取读数据。

14.根据权利要求1、6、9、10和13中任一项所述的方法，其中，所述第一盘表面与所述第二盘表面不同。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一盘表面和所述第二盘表面是所述多致动器多盘系统中的单个盘的相对表面。

16.根据权利要求1、6、9和13中任一项所述的方法，其中，写入步骤还包括将奇偶校验信息写入到所述多致动器多盘系统的盘表面中的任意一个或多个上，以便于重建存储在所述表面中的任意一个或多个上的数据。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述奇偶校验信息被确定成使得能够使用校验和例程计算数据精度。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述校验和例程使用XOR计算。

19.根据权利要求1、6、9和13中任一项所述的方法，其中，以字节可寻址格式和/或块可寻址格式写入数据。

20.根据权利要求6所述的方法，其中，以字节可寻址格式和/或块可寻址格式读取和写入数据。

21.根据权利要求5、6、10和13中任一项所述的方法，其中，读取步骤还包括从所述多致动器多盘系统的所述表面中的任意一个或多个读取奇偶校验信息，以便于重建存储在所述表面中的任意一个或多个上的数据。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，使用所述奇偶校验信息的XOR计算和预定部分中的一个或多个来重建存储在所述表面中的任意一个或多个上的数据。

23.一种单壳多盘硬盘驱动器(HDD)，其包括：

第一盘表面；

第二盘表面；

用于向所述第一盘表面写入的第一致动器；以及

24.根据权利要求20所述的单壳多盘HDD，其中，所述第二致动器被定位成与所述第一致动器相距180度，并且所述第一盘的预定LBA被定位成与所述第二盘的相应的预定LBA相距180度。