DE19632373A1 - Verfahren zur Verwaltung von Schreib- bzw. Leseköpfen bei Festplatten und Wechselmedien - Google Patents

Description

Bei herkömmlichen Festplatten ist immer nur 1 Schreib- bzw. Lesekopf tätig. Um mehrere Plattenoberflächen zu lesen bzw. zu beschreiben, muß auf die jeweiligen Köpfe der zugehörigen Datenoberfläche umgeschaltet werden.

Derzeit gibt es drei Arten von Mappings (Verwaltungen):

• 1. Vertikales Mapping
• 2. Horizontales Mapping
• 3. Zonenweises horizontales Mapping
  (Zeitschrift: "c′t Magazin für Computertechnik"; Heft 4/1996, Artikel:"Platten- Karussell", Seiten 268-274)

Durch diese herkömmliche Art der Verwaltung, bei der nur 1 Schreib- bzw. Lesekopf tätig ist, kann bei einer Umdrehung der Festplatte nur 1 Spur einer Datenoberfläche gelesen bzw. beschrieben werden, dadurch wird der Datenstrom, der an den Computer weitergeleitet wird, auf derzeit 4-7 MB pro Sekunde reduziert.

Bei herkömmlichen Festplatten muß die Spur häufig gewechselt und auf die verschiedenen Köpfe umgeschaltet werden, das Umschalten auf die verschieden Köpfe und das Wechseln der Spur erfordern viel Zeit.

Auf jede Datenoberfläche müssen die kompletten Servoinformationen, die zur Positionierung der Köpfe notwendig sind, aufgezeichnet werden, was viel Speicherplatz für nicht nutzbare Daten in Anspruch nimmt.

Diese 3 Probleme werden durch die in Patentanspruch 1 und 2 aufgeführten Merkmale der Parallelfestplatte und des parallel-seriellen Wandlers gelöst.

Durch die parallele also zeitgleiche Nutzung der Schreib- bzw. Leseköpfe kann der Datenstrom, von Computer und Festplatte, um die Zahl der in der Festplatte oder im Wechselmedium verwendeten Datenoberflächen erhöht werden.

Eine Festplatte mit 2 Platten und 4 Datenoberflächen sollte einen Datendurchsatz von 16 bis 28 MB erreichen können.

Durch die parallele Datenverarbeitung ist es nur noch notwendig, die Servoinformationen auf einer Datenoberfläche nicht mehr auf allen unterzubringen oder die Servoinformationen auf alle Datenoberflächen zu verteilen, dadurch wird Speicherplatz für nutzbare Daten frei. Eine Festplatte mit 2 Platten und 4 Datenoberflächen (herkömmliches Verfahren 1 GB) könnte mit der parallelen Datenverarbeitung ca. 4 GB Speicherkapazität erreichen.

Durch die parallele Verwaltung aller Schreib- bzw. Leseköpfe können mehr Daten in 1 Spur/1 Sektor untergebracht werden, so daß die Schreib- bzw. Leseköpfe nicht mehr so oft die Spur wechseln müssen und die mittlere Zugriffszeit auf die Daten verkürzt wird.

Es folgt die Beschreibung der Erfindung anhand des Beispiels einer Festplatte mit 2 Platten und 4 Datenoberflächen und 4 Schreib- bzw. Leseköpfen, die an einer beweglichen Spindel parallel (wie bei herkömmlichen Festplatten) hin- und herbewegt werden können, um alle Spuren und Sektoren zu erreichen. (siehe Fig. 1).

Dieses System kann auf Festplatten mit beliebig vielen Datenoberflächen, ebenso auf wechselbare Medien, wechselbare Festplatten, Diskettenlaufwerke übertragen werden. Bei einer Festplatte mit 2 Platten und 4 Datenoberflächen und 4 Schreib- bzw. Leseköpfen wird folgender Schreibvorgang beschrieben.

Die seriellen Daten, die vom Festplatten-Controller kommen, werden in einen Cache-Speicher eingelesen. Dieser Cache-Speicher muß mindestens soviel Bit speichern können, wie die Festplatte Schreibköpfe besitzt, in diesem Fall mindestens 4 Bit. Der Cache-Speicher muß die Eigenschaft haben, daß jeweils soviel Bit gleichzeitig parallel ausgelesen werden können wie die Festplatte Schreibköpfe hat. Aus diesem Cache-Speicher werden 4 Bit parallel in der immer gleichen Reihenfolge vom parallel-seriellen Wandler an die Schreibköpfe der Festplatten weitergeleitet. (siehe Fig. 2).

Bit A vom Festplatten-Controller gelangt in den Cache-Speicher, Bit B, Bit C und Bit D gelangen in dieser Reihenfolge vom Controller in den Cache-Speicher. Dann wieder Bit A, Bit B, Bit C, Bit D, Bit A usw. Sobald so viele Bit in den Cache-Speicher geladen sind, wie die Festplatte Schreibköpfe besitzt, liest der parallel-serielle Wandler diese Daten aus und leitet sie zeitgleich an die Schreibköpfe weiter. Das heißt, er leitet Bit A an Schreibkopf 1 weiter, Bit B an Schreibkopf 2, Bit C an Schreibkopf 3, Bit D an Schreibkopf 4, Bit A an Schreibkopf 1 usw.

Die jeweiligen Bit, die hier mit Buchstaben bezeichnet sind, sind duale Informationen.

Es folgt die Beschreibung des Lesevorgangs bei einer Festplatte mit 2 Platten und 4 Daten-oberflächen und 4 Schreib- bzw. Leseköpfen.

Kopf 1 liest in der selben Spur/Zone/Sektor wie Kopf 2, 3 und 4 nur auf ihrer zugehörigen Datenoberfläche. Die Bit′s aller Köpfe werden zeitgleich gelesen. (siehe Fig. 3).

Diese parallel gelesenen Bit′s gelangen zeitgleich in 4 getrennte Cache-Speicher. Diese Cache-Speicher müssen mindestens 1 Bit groß sein. Der parallel-serielle Wandler liest diese Bit der Reihe nach aus den Cache-Speichern aus und leitet sie in der selben Reihenfolge an den Festplattencontroller weiter. Das heißt Bit A von Kopf 1 gelangt als erstes Bit an den Ausgang des parallel-seriellen Wandlers. Dann folgen Bit B, Bit C, Bit D, Bit A, immer in derselben Reihenfolge und werden an den Festplatten-Controller weitergeleitet.

Auf diese Weise wird die vollständige Dateninformation wiederhergestellt. Bei diesem Verfahren wird ein Plattenstapel mit mehreren Datenoberflächen so verwaltet wie eine einzelne Datenoberfläche.

Claims (2)

1. Verfahren zur Verwaltung von Schreib- bzw. Leseköpfen bei Festplatten und Wechselmedien sowie deren technische Umsetzung gekennzeichnet durch eine parallele Datenverarbeitung bei Festplatten und Wechselmedien, bei der alle Lese- bzw. Schreibköpfe zeitgleich Daten lesen bzw. schreiben und diese Daten in einem parallel-seriellen Wandler in herkömmliche Datenworte umgewandelt werden.

2. Verwendung eines parallel-seriellen Datenwandlers, der serielle Daten in parallele Daten umwandelt und an die Schreibköpfe weitergibt und der parallele Daten in serielle Daten der Leseköpfe umwandelt sowie Zwischenschaltung von Cache-Speichern.