基于硬盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的電力節(jié)約的制作方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]便攜式計(jì)算裝置不斷受到兩個(gè)相反的要求:來(lái)自有限容量的電源(例如電池)的更長(zhǎng)操作時(shí)間以及提供更大容量和更快存取的更大效用至存儲(chǔ)能力。作為響應(yīng)，便攜式計(jì)算裝置的制造商不斷采用越來(lái)越新的電力和存儲(chǔ)技術(shù)，連同對(duì)此的不斷改進(jìn)，努力提供以越來(lái)越快速的存取同時(shí)還提供更長(zhǎng)的操作時(shí)間的方式存儲(chǔ)越來(lái)越增大的數(shù)據(jù)量的計(jì)算裝置。
[0002]回答這些沖突要求的努力已經(jīng)導(dǎo)致涉足各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，包含固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)，諸如FLASH。可惜，盡管此類固態(tài)技術(shù)的確提供了更快的存儲(chǔ)裝置存取，同時(shí)還比鐵磁硬驅(qū)消耗的電力少得多，但關(guān)注點(diǎn)仍停留在其內(nèi)的存儲(chǔ)單元的有限生命周期上。從而，硬驅(qū)保持期望的存儲(chǔ)技術(shù)用于廣泛的應(yīng)用。
[0003]隨著硬驅(qū)的這個(gè)不斷受歡迎性，已經(jīng)對(duì)降低它們的功耗(特別是電機(jī)的)進(jìn)行了各種努力，它們用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)其上磁存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的鐵磁盤片介質(zhì)。一個(gè)正在進(jìn)行的方法已經(jīng)依賴于不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度，以允許它們的盤片介質(zhì)做得越來(lái)越小，使得需要更少的能量來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)它們的盤片介質(zhì)。然而，盡管在硬驅(qū)的物理尺寸上的此類減小上有相當(dāng)大的進(jìn)展，但它們繼續(xù)采用必須由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的任何尺寸或形狀的因素已經(jīng)限制了用這種方式可達(dá)成的功耗上的降低程度。
[0004]另一方法一直以來(lái)都是關(guān)閉硬盤驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)，并且當(dāng)在最近時(shí)段內(nèi)已經(jīng)發(fā)生和/或期望發(fā)生很少存取或沒(méi)有存取以存儲(chǔ)或檢索數(shù)據(jù)時(shí)，允許盤片介質(zhì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。雖然這通過(guò)那些電機(jī)完全消除了電力消耗，同時(shí)他們保持關(guān)閉，但這施加了功耗上的短暫但顯著的增加，不管何時(shí)那些電機(jī)必須再次打開以將盤片介質(zhì)旋轉(zhuǎn)加快回到正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度，由此還在對(duì)所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任何存取時(shí)施加了延遲，起因于不得不等待直到盤片完全旋轉(zhuǎn)加快到正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度為止。它相對(duì)于本文描述的實(shí)施例需要的這些以及其它考慮因素。
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1說(shuō)明了合并了硬驅(qū)的計(jì)算裝置的實(shí)施例。
[0006]圖2說(shuō)明了圖1實(shí)施例的一部分，描繪了各種可能的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
[0007]圖3a和圖3b說(shuō)明了圖1實(shí)施例隨時(shí)間的操作的兩個(gè)變形。
[0008]圖4說(shuō)明了圖1實(shí)施例的一部分，描繪了各種可能實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
[0009]圖5說(shuō)明了圖1實(shí)施例的一部分，描繪了各種可能實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
[0010]圖6說(shuō)明了第一邏輯流程的實(shí)施例。
[0011]圖7說(shuō)明了第二邏輯流程的實(shí)施例。
[0012]圖8說(shuō)明了第三邏輯流程的實(shí)施例。
[0013]圖9說(shuō)明了處理架構(gòu)的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0014]各種實(shí)施例一般針對(duì)硬驅(qū)的省電模式，其采用循環(huán)地循環(huán)用其電機(jī)驅(qū)動(dòng)其盤片介質(zhì)，引起在允許轉(zhuǎn)動(dòng)盤片介質(zhì)以減慢到下閾值與將盤片介質(zhì)旋轉(zhuǎn)加快回到上閾值轉(zhuǎn)動(dòng)速度之間的循環(huán)。更確切地說(shuō)，在這個(gè)省電模式期間，給硬驅(qū)電機(jī)斷電以允許盤片介質(zhì)用摩擦力自由旋轉(zhuǎn)，不可避免地使盤片介質(zhì)旋轉(zhuǎn)越來(lái)越慢，直到達(dá)到下閾值轉(zhuǎn)動(dòng)速度為止。然后，再次給硬驅(qū)電機(jī)上電以將盤片介質(zhì)旋轉(zhuǎn)加快回到上轉(zhuǎn)動(dòng)速度，之后再次給硬驅(qū)電機(jī)斷電，以再次允許盤片介質(zhì)再次自由旋轉(zhuǎn)。
[0015]在一些實(shí)施例中，上閾值轉(zhuǎn)動(dòng)速度是在用于數(shù)據(jù)存取目的的正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度與下閾值速度之間選擇的速度。在其它實(shí)施例中，上閾值轉(zhuǎn)動(dòng)速度可與正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同。在任一此類實(shí)施例中，上和下轉(zhuǎn)動(dòng)速度被選擇成達(dá)到電力節(jié)約與存取數(shù)據(jù)的延遲之間的期望平衡。上和下閾值轉(zhuǎn)動(dòng)速度是非零轉(zhuǎn)動(dòng)速度(非零使得盤片介質(zhì)旋轉(zhuǎn))，其可選擇成產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)加快和自由旋轉(zhuǎn)的循環(huán)，這傾向于平衡電機(jī)的電力消耗與由當(dāng)期望存取以存儲(chǔ)和/或檢索數(shù)據(jù)時(shí)不得不等待盤片介質(zhì)再次旋轉(zhuǎn)加快到正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度而引起的延遲。
[0016]當(dāng)被允許自由旋轉(zhuǎn)(例如，當(dāng)未被電機(jī)驅(qū)動(dòng)以用于存取的正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度和/或以上閾值轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)動(dòng))時(shí)，以類似于飛輪的方式采用早先傳給盤片介質(zhì)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，以保持盤片旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間。僅周圍空氣以及像軸承等的此類必要的機(jī)械支撐組件的不可避免的摩擦就提供了使轉(zhuǎn)動(dòng)速度隨時(shí)間下降使得達(dá)到觸發(fā)重新旋轉(zhuǎn)加快的下閾值轉(zhuǎn)動(dòng)速度的力。
[0017]在各種實(shí)施例中，從采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)盤片介質(zhì)以正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)變到允許盤片介質(zhì)自由旋轉(zhuǎn)可由在選擇的時(shí)段內(nèi)沒(méi)有對(duì)存儲(chǔ)或檢索數(shù)據(jù)的存取的發(fā)生而觸發(fā)，使得假定硬驅(qū)不需要保持在完全供電狀態(tài)下準(zhǔn)備存取。備選地，此類轉(zhuǎn)變可搶先由處理器電路確定沒(méi)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或檢索操作要立即發(fā)生而觸發(fā)。類似地，在各種實(shí)施例中，轉(zhuǎn)變到給電機(jī)上電以驅(qū)動(dòng)盤片介質(zhì)以用于存取的正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度可由接收到與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或檢索操作關(guān)聯(lián)的信號(hào)而觸發(fā)。備選地，在上閾值轉(zhuǎn)動(dòng)速度是用于數(shù)據(jù)存取的正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度的實(shí)施例中，可等待從自由旋轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)加快到那個(gè)上閾值轉(zhuǎn)換速度的轉(zhuǎn)變，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或檢索操作僅在盤片介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)加快作為盤片介質(zhì)旋轉(zhuǎn)減慢達(dá)到下閾值轉(zhuǎn)動(dòng)速度之后才開始，其中緩沖和引起此類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索操作靠機(jī)會(huì)發(fā)生。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，例如，方法包括:驅(qū)動(dòng)硬驅(qū)的盤片介質(zhì)以選擇的正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)盤片介質(zhì)以正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，檢索存儲(chǔ)在盤片介質(zhì)上的數(shù)據(jù)；停止驅(qū)動(dòng)盤片介質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)以允許盤片介質(zhì)在傳給盤片介質(zhì)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性下轉(zhuǎn)動(dòng)；監(jiān)視盤片介質(zhì)的當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)速度；以及重新開始驅(qū)動(dòng)盤片介質(zhì)基于落到選擇成低于正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度的下閾值轉(zhuǎn)動(dòng)速度的當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)動(dòng)。描述了其它實(shí)施例，并要求保護(hù)。
[0019]—般參考本文使用的符號(hào)和命名，隨后的詳細(xì)描述部分可依據(jù)在計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行的程序過(guò)程呈現(xiàn)。這些過(guò)程描述和表示是本領(lǐng)域技術(shù)人員用于最高效地將它們工作的實(shí)質(zhì)傳達(dá)給本領(lǐng)域其它技術(shù)人員。過(guò)程在此并且一般被視為導(dǎo)致期望結(jié)果的前后一致的操作序列。這些操作是需要物理量的物理操控的操作。通常，盡管不是必要的，但這些量采取能夠被存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移、組合、比較和以另外方式操控的電、磁或光信號(hào)的形式。已經(jīng)證明方便的是，有時(shí)主要出于常見用法的原因，將這些信號(hào)稱為位、值、單元、符號(hào)、字符、項(xiàng)、數(shù)字等等。然而，應(yīng)該注意，所有這些和類似的術(shù)語(yǔ)都與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)，并且僅僅是應(yīng)用于這些量的方便標(biāo)簽。
[0020]進(jìn)一步說(shuō)，這些操控經(jīng)常用諸如添加或比較的術(shù)語(yǔ)提及，這些術(shù)語(yǔ)一般與人操作員執(zhí)行的心理操作關(guān)聯(lián)。然而，人操作員的此類能力不是必要的，或者在多數(shù)情況下在形成一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例一部分的本文描述的任何操作中不是可取的。而是，這些操作是機(jī)器操作。用于執(zhí)行各種實(shí)施例的操作的有用機(jī)器包含由在其內(nèi)存儲(chǔ)的根據(jù)本文教導(dǎo)所寫的計(jì)算機(jī)程序有選擇地激活或配置的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，和/或包含為了所需目的專門構(gòu)造的設(shè)備。各種實(shí)施例還涉及用于執(zhí)行這些操作的設(shè)備或系統(tǒng)。這些設(shè)備可為了所需目的專門構(gòu)造，或可包括通用計(jì)算機(jī)。用于各種各樣這些機(jī)器的所需結(jié)構(gòu)根據(jù)給出的描述將顯而易見。
[0021]現(xiàn)在參考附圖，其中通篇相似的附圖標(biāo)記用于指相似的單元。在如下描述中，為了說(shuō)明的目的，闡述了大量特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)其的透徹理解。然而，可能顯然的是，新穎的實(shí)施例沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)也可實(shí)行。在其它實(shí)例中，眾所周知的結(jié)構(gòu)和裝置以框圖形式示出了以便便于其描述。意圖是涵蓋權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有修改、等效方案和備選。
[0022]圖1說(shuō)明了在外部耦合到硬驅(qū)162和/或在內(nèi)部合并硬驅(qū)162的計(jì)算裝置1000的框圖。計(jì)算裝置1000可以是各種類型計(jì)算裝置中的任何裝置，包含而非限制，臺(tái)式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)錄入終端、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、超級(jí)本計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、手持個(gè)人數(shù)據(jù)助理、智能電話、合并到衣服中的體戴式計(jì)算裝置、集成到車輛(例如轎車、自行車、輪椅等)中的計(jì)算裝置、服務(wù)器、服務(wù)器集群、服務(wù)器場(chǎng)等。
[0023]計(jì)算裝置可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(未示出)耦合到各種其它計(jì)算裝置中的任何裝置。那個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以是可能被限制于在單個(gè)建筑物或其它相對(duì)有限的區(qū)域內(nèi)延伸的單個(gè)網(wǎng)絡(luò)、可能延伸相當(dāng)大距離的連接的網(wǎng)絡(luò)的組合，和/或可包含因特網(wǎng)。從而，此類網(wǎng)絡(luò)可基于可交換信號(hào)的各種通信技術(shù)中的任何技術(shù)(或組合)，包含而非限制，采用電學(xué)和/或光學(xué)傳導(dǎo)電纜布線的有線技術(shù)以及采用紅外、射頻或其它形式無(wú)線發(fā)射的無(wú)線技術(shù)。
[0024]在各種實(shí)施例中，計(jì)算裝置1000合并了處理器電路150 (扮演主處理器電路的角色)、存儲(chǔ)控制例程140的存儲(chǔ)裝置160、電源101和接口 190中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，硬驅(qū)162是耦合到計(jì)算裝置1000的外部裝置，并且不合并到計(jì)算裝置1000本身中。在此類實(shí)施例中，硬驅(qū)162可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)耦合到計(jì)算裝置1000，計(jì)算裝置1000還經(jīng)由接口 190耦合到該網(wǎng)絡(luò)，其可能是計(jì)算裝置1000可與一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)算裝置交換數(shù)據(jù)的正好相同的網(wǎng)絡(luò)。在其它實(shí)施例中，硬盤驅(qū)動(dòng)器162被合并到計(jì)算裝置1000中，可能作為存儲(chǔ)裝置160的組件。在此類實(shí)施例中，存儲(chǔ)裝置160可包括存儲(chǔ)裝置控制器165b，通過(guò)其硬驅(qū)162耦合到計(jì)算裝置1000的至少一些其它組件，以便由處理器電路150存取。
[0025]在各種實(shí)施例中，硬驅(qū)162包括控制器600、電機(jī)623和盤片介質(zhì)626中的一個(gè)或多個(gè)?？刂破?00包括處理器電路650 (扮演控制器處理器電路的角色)、存儲(chǔ)裝置660、線圈驅(qū)動(dòng)611、轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)器612和接口 690中的一個(gè)或多個(gè)。存儲(chǔ)裝置660存儲(chǔ)數(shù)據(jù)緩沖器632、配置數(shù)據(jù)634和控制例程640中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，控制器600還可合并電源610和電力回路613之一或二者。在未給硬驅(qū)162提供來(lái)自外部源(諸如計(jì)算裝置1000的電源101)的電力的實(shí)施例中，可存在電源601。
[0026]如將更詳細(xì)說(shuō)明的，電機(jī)623機(jī)械上耦合到盤片介質(zhì)626，并且線圈驅(qū)動(dòng)611電氣耦合到電機(jī)623的線圈以循環(huán)地向那些線圈提供電力以使電機(jī)623轉(zhuǎn)動(dòng)盤片介質(zhì)626。轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)器612還電氣耦合到電機(jī)623的線圈以監(jiān)視電機(jī)623的轉(zhuǎn)動(dòng)速度(并且作為擴(kuò)充，監(jiān)視盤片介質(zhì)626的轉(zhuǎn)動(dòng)速度)。盤片介質(zhì)626可由采用存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的各種技術(shù)中的任何技術(shù)(包含各種磁和/或光技術(shù)中的任何技術(shù))的各種材料中的任何材料構(gòu)成。這也將更詳細(xì)說(shuō)明，硬盤162經(jīng)由接口 690耦合到計(jì)算裝置1000的組件(例如接口 190和/或存儲(chǔ)裝置控制器165b)。
[0027]硬驅(qū)162 (其中處理器電路650作為控制器處理器電路的角色至少執(zhí)行控制例程640)定義基本上可與在至少由處理器電路150作為主處理器電路的角色執(zhí)行控制例程140的計(jì)算裝置1000的許多剩余內(nèi)定義的主操作環(huán)境隔離的操作環(huán)境。更確切地說(shuō)，可給處理器電路150提供有限的或不提供對(duì)存儲(chǔ)裝置660和/或硬驅(qū)162內(nèi)的其它組件的存取，由此防止處理器150至少對(duì)控制例程640 (或者如存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置660中的或者由處理器電路650所執(zhí)行的)的未授權(quán)存取。備選地，在其它實(shí)施例中，單個(gè)處理器電路可執(zhí)行如處理器電路150和650中的每個(gè)單獨(dú)執(zhí)行的本文給出的功能，使得存在單個(gè)操作環(huán)境。
[0028]應(yīng)該指出，盡管硬驅(qū)162在本文中被描繪和討論為合并了執(zhí)行控制例程的處理器電路，以使硬驅(qū)162執(zhí)行本文描述的各種功能，這只是可實(shí)現(xiàn)硬驅(qū)162的方式的一個(gè)示例。其它實(shí)施例也是可能的，其中硬驅(qū)162的邏輯方法基本上或者完全用基于硬件的數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)，其中不執(zhí)行任何形式例程的指令。在此類實(shí)現(xiàn)中，可使用一個(gè)或多個(gè)分立邏輯組件和/或可編程邏輯器件。不同的說(shuō)法是，硬驅(qū)162包括用各種方式中的任何方式實(shí)現(xiàn)的邏輯(除了其機(jī)械組件之外)，其使硬驅(qū)162執(zhí)行本文描述的各種功能。
[0029]在執(zhí)行控制例程640時(shí)，使處理器電路650操作接口 690以向計(jì)算裝置1000的一個(gè)或多個(gè)組件發(fā)送信號(hào)并從計(jì)算裝置1000的一個(gè)或多個(gè)組件接收信號(hào)。那些信號(hào)輸送存儲(chǔ)在盤片介質(zhì)626上和/或從盤片介質(zhì)626檢索的數(shù)據(jù)，連同與此類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或檢索操作關(guān)聯(lián)的命令和/或狀態(tài)指示。使處理器電路650在數(shù)據(jù)緩沖器632內(nèi)緩沖保存在存儲(chǔ)裝置660內(nèi)的此類數(shù)據(jù)，以解決數(shù)據(jù)能夠通過(guò)接口 690傳送的與數(shù)據(jù)能夠從盤片介質(zhì)626寫入和/或讀取的數(shù)據(jù)速率上的不匹配。
[0030]在硬驅(qū)162在完全供電模式下正常操作期間，控制例程640使處理器電路650操作線圈驅(qū)動(dòng)611電氣驅(qū)動(dòng)電機(jī)623內(nèi)的線圈，以使電機(jī)623以用于存取盤片介質(zhì)626以便存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)的選擇的正常轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)動(dòng)盤