JP2004515019A - インテリジェントデータ記憶装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(関連出願)
本願は、2000年8月23日付出願の、米国仮出願第60/227,622号の優先権を主張する。
【0002】
(発明の分野)
本発明は、一般的にはディスクドライブに関し、特にインテリジェント記憶素子に関する。
【0003】
(発明の背景)
データ記憶装置の分野において、自立統合形適応データ記憶ユニットは入手できない。代表的なハードディスクドライブは、アプリケーションへの特化を考慮していないので適応性をもたない。アプリケーションデータ記憶装置の技術は、簡易なポータビリティの提供を考慮していない。従来のアプローチでは、データ記憶ユニットと通信するコンピュータに対しインタフェースを備え、その場合コンピュータは記憶ユニットと分離されていて、記憶ユニット自身は記憶するよう指示されたことの記憶以上の機能性はもたない。インタフェースにおける抽象のレイヤのために、非効率が存在する。例えば、データ記憶装置に記憶されているアプリケーションデータは、そのデータの処理および提示からは除外され、それは一般に接続されたコンピュータにより行われる。
コンピュータ技術における伝統的なアプローチが与えるアプリケーションデータのポータビリティは劣ったものである。そのわけは、そのデータを処理するアプリケーションは、そのアプリケーションデータに結合していないからである。一般に、コンピュータ上で実行されるアプリケーションは、ユーザまたはコンピュータプラットホームに依存する。その結果、ディスクドライブ上のデータは、コンピュータ毎に異なって提示される。例えば、ユーザが1つのコンピュータにおいてアプリケーションデータを展開するものとすると、そのデータの別のコンピュータにおける提示は異なったものとならざるをえない。そのわけは、アプリケーションソフトウェアの他のコンピュータにおけるセットアップは異なったものとなるためである。従って、アプリケーションデータは、個人の専有物とはならない。ポータビリティの問題は、ハードディスクドライブを設置する時にユーザが直面する典型的な困難によっても示される。一般に、ハードディスクドライブをコンピュータ内に設置する時は、そのディスクドライブをコンピュータと共に適正に動作するよう構成するために、かなりの努力を費やさなければならない。ハードディスクの設置は、一般にコンピュータの再ブートを含み、ハードディスクドライブを認識するための、コンピュータシステムのドライブインタフェースの再構成を含みうる。この問題は、ディスクドライブの処理力が極めて小さいために生じる。この処理力はコンピュータ内にあり、コンピュータはディスクドライブと共に動作するように構成されなければならない。
【0004】
大量データ記憶装置に関する従来のアプローチにおけるもう1つの問題は、アプリケーションデータと、そのデータを用いるアプリケータとの間に、結合がない結果として生じる。ハードディスクドライブからデータを読取り、またそれへデータを書込むために必要な抽象的な多重レイヤから、非効率が起こる。従来のアプローチにおいては、コンピュータ上で実行されるアプリケーションは、ファイルシステムと対話してデータディスクからデータを検索する。ファイルシステムは、論理ブロックアドレスを物理ブロックアドレスへマッピングする。その後、物理ブロックアドレスは、シリンダヘッドセクタへマッピングされる。しばしば、データ記憶装置の内容を別のデータ記憶装置へ送るためには、再送(redirection)が必要となる。さらに、データ記憶装置からのデータにアクセスするために、コンピュータの製造業者が用いるドライバおよびインタフェースは、一般に、さまざまな異なるバス構造および記憶装置と共に動作するように一般化される。その結果、コンピュータと特定のハードディスクドライブとの間の対話は、特定のハードディスクドライブの技術的特徴を利用しなくても部分的に最適となる。マッピング、再送、および一般化されたドライバは、記憶装置からのデータの部分的に最適な検索を与える抽象である。
【0005】
さらに、従来のデータ記憶システムは、ハードディスクの追加なしには、ユーザに特化したアプリケーションに適応しえない。典型的なハードディスクドライブは、カストマイズしえない。例えば、典型的なハードディスクドライブは、ウェブサーバとして働くようにプログラムされることはできない。典型的なデータ記憶装置を用いるアプリケーションが、そのデータ記憶装置を特化された、または専用のアプリケーションにおいて用いるためには、追加のインタフェースを備えなければならない。さらに、データ記憶装置の製造業者は、コンピュータ産業において生じている、データ記憶装置の機能性の増加と同時の小形化の傾向を利用し得ていない。
従って、改善されたポータビリティ、適応性、および個人の専用物とされるアプリケーションデータを備えたインテリジェント記憶素子への要求が存在している。
【0006】
(発明の要約)
この背景に対し、本発明のさまざまな実施例が発展せしめられた。本発明のさまざまな実施例は、ハードデータドライブに記憶されているアプリケーションデータを、そのアプリケーションデータを処理し提示するアプリケーションにしっかりと結合させることに関する。データをアプリケーションにしっかりと結合させることにより、ハードディスクドライブは、カストマイズされた目的に役立つインテリジェント記憶素子と見ることができる。このインテリジェント記憶素子は、個人の専有物とされたアプリケーションデータのポータビリティを改善できる。いっしょに動作する1つより多くのインテリジェント記憶素子は、分散処理を可能にすることができる。
【0007】
ディスクドライブは、アプリケーションプログラムを含む汎用オペレーティングシステムを走らせるマイクロプロセッサを含む。オペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラムを記憶するメモリが含まれている。ディスクドライブは、通信ネットワークに接続されており、入出力モジュールが、その通信ネットワークに接続されたノードと通信する。
本発明の特徴である、これらの特徴および他の特徴ならびに利点は、以下の詳細な説明を読み関連する図面を検討することにより明らかとなろう。
【0008】
(詳細な説明)
図1には、本発明の実施例により構成されたディスクドライブ100が示されている。ディスクドライブ100は、ディスクドライブ100のさまざまな部品が取付けられたベース102を含む。部分的に切取って示されている頂部カバー104は、従来のようにベース102と協働してディスクドライブのための内部密封環境を形成する。部品には、1つまたはそれ以上のディスク108を一定の高速度で回転させるスピンドルモータ106が含まれる。情報は、ディスク108に隣接して配置された軸受シャフトアセンブリ112の回りに探索動作中に回転するアクチュエータアセンブリ110の使用により、ディスク108上のトラックに書込まれ、またそれらのトラックから読取られる。アクチュエータアセンブリ110は、ディスク108に向かって延びる複数のアクチュエータアーム114を含み、それぞれのアクチュエータアーム114からは1つまたはそれ以上のフレクシャ(flexure)116が延びている。それぞれのフレクシャ116の末端部にはヘッド118が取付けられており、それは、ヘッド118が関連するディスク108の対応する表面上に接近して飛行することを可能にする空気軸受スライダを含む。
【0009】
探索動作中に、ヘッド118のトラック位置はボイスコイルモータ(VCM)124により制御され、そのモータは一般に、アクチュエータアセンブリ110に取付けられたコイル126と、コイル126を包み込む磁界を作る1つまたはそれ以上の永久磁石128とを含む。制御された電流をコイル126に印加すると、磁石128とコイル126との間に磁気的相互作用が生じるので、コイル126は公知のローレンツの関係により移動する。コイル126が移動すると、アクチュエータアセンブリ110は軸受軸アセンブリ112の回りに旋回し、ヘッド118はディスク108の表面を横切って移動する。
【0010】
スピンドルモータ106は、ディスクドライブ100が長時間使用されなかった時は、一般に消勢される。ドライブモータが消勢された時は、ヘッド118は、ディスク108の内径近くのパークゾーン120上へ移動される。ヘッド118は、ヘッドがパーキングした時にアクチュエータアセンブリ110の意図しない回転を防止するアクチュエータラッチ装置の使用により、パークゾーン120上に固定される。
【0011】
フレックスアセンブリ130は、動作中のアクチュエータアセンブリ110の旋回移動を許容しつつ、アクチュエータアセンブリ110に対し必要な電気接続路を提供する。フレックスアセンブリは、ヘッドワイヤ(図示せず)が接続されたプリント回路板132を含む。このヘッドワイヤは、アクチュエータアーム114およびフレクシャ116に沿ってヘッド118まで走っている。プリント回路板132は、一般に、書込み動作中にヘッド118に印加される書込み電流を制御する回路と、読取り動作中にヘッド118が発生する読取り電流を増幅する前置増幅器とを含む。フレックスアセンブリは、ベースデッキ102を貫通して、ディスクドライブ100の底面に取付けられたディスクドライブプリント回路板(図示せず)へ通信するための、フレックスブラケット134で終わる。
【0012】
図2は、本発明の実施例を用いる代表的な環境200を示す。インテリジェント記憶素子202は、アプリケーションデータを用いるアプリケーションソフトウェアを、データ記憶ディスク204上に記憶されているアプリケーションデータに結合させる。インテリジェント記憶素子(ISE)202内の中央処理装置(CPU)206は、汎用オペレーティングシステム(OS)を走らせる。このOSは、アプリケーションプログラムを、より大きいプロセス内のプロセスまたはスレッドとして実行するように動作できる。CPU206は、本技術分野において公知の任意のマイクロプロセッサでありうる。例には、インテル、モトローラ、またはマッハZ(MachZ)系のマイクロプロセッサが含まれる。オペレーティングシステムのソフトウェアは、好ましくはデータ記憶ディスク204上に記憶され、ISE202がパワーアップされた時にメモリ媒体208内へロードされる。基本入出力システム(BIOS)はブートコードを含み、これは、メモリ媒体208およびデータ記憶ディスク204の組合せ上に存在する。メモリ媒体208は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、または電気的に消去可能なプログラム可能ROM(EEPROM)を含みうるが、これらに限られるわけではない。CPU206は、メモリ媒体208に動作可能に接続され、またローカルメモリを含んでおり、それによりCPU206は、パワーアップされた時に、OSをローカルメモリ内へロードして、OSを実行することができる。
【0013】
CPU206はまた、外部ネットワーク212に対するインタフェースをなす入出力モジュール210にも接続されている。入出力モジュール210は、好ましくは、データを受信、送信、および記憶するための、受信部、送信部、およびデータバッファを用いる。入出力モジュール210は、通信リンク214に接続され、入出力モジュール210はこれを経て、ネットワーク212上において通信するノードと通信する。ノードは、コンピュータ、セルラ電話機、パーソナルディジタルアシスタント、または別のインテリジェント記憶素子を含むが、これらに限られるわけではない、任意のコンピュータ化された装置でありうる。通信リンク214は、直接有線接続、パケットプロトコル有線ネットワーク、または無線ネットワークを含むが、これらに限られるわけではない、任意の通信接続でありうる。ISE202には、ISE202に電力を供給する電源216が接続されている。電源216は、好ましくは、電源218からの交流電力をISE202に適する直流電力に変換する、小さいフォームファクタの電力アダプタとする。
【0014】
ISE202の1つの実施例は、リナックス(Linux)オペレーティングシステム(OS)を含み、イーサネット(R)接続214を経てローカルエリアネットワーク(LAN)212により通信する。LANにより通信するノードは、ISE202へデータを送信し、またISE202からデータを受信する。入出力モジュール210は、ハイパーテキストトランスポートプロトコル(HTTP)を含むが、これに限られるわけではない、任意の通信プロトコルをサポートする。従って、ISE202は、ISE202に関連する1つまたはそれ以上の一様なリソースロケータを有する。入出力モジュール210は、LANに接続されたノードとの間でハイパーテキストマークアップ言語(HTML)データを送受信する。ISE202において実行される1つのアプリケーションは、ネットワークファイルシステム(NFS)であり、これは、データ記憶ディスク204上に記憶されているデータの、LAN上のノードによる共用を可能にする。NFSを用いると、ISE202に記憶されているデータは、遠隔ノード上に、あたかもそのデータがそのノードにとってローカルなものであるかのように現れる。当業者は、本発明による入出力モジュール210の多くの別の実施例を認識するであろう。
【0015】
ISE202は、好ましくは、8.89cm(3.5インチ)のフォームファクタのディスクドライブアセンブリとする。ISE202の他の実施例は、8.89cm(3.5インチ)よりも小さいフォームファクタのアセンブリとして実施される。例えば、ISE202は、手のひらサイズのもので、簡易なポータビリティのために個人のポケットに入れられるものと想像される。従って、ISE202は、大量のデータ記憶装置、簡易なポータビリティ、および実行可能なソフトウェアアプリケーションの利点を有する。ISE202は、オペレーティングシステム、ファイルシステム、および通信リンク214を経てのネットワーク212へのアクセスファイルおよび通信ファイルデータのためのデータ記憶ディスク媒体204を有する、ネットワーク212上のネットワークノードとして見られる。ファイルシステムはファイルを管理し、オペレーティングシステムおよびデータ記憶ディスクアクセス技術と統合されている。ファイルシステムは、データ記憶ディスク204にアクセスする方法およびシステムを利用して、ファイルの検索および記憶装置を、従来技術のアプローチよりも効率的に、かつ高速にするように設計できる。
【0016】
図3は、ISE302の代表的な実施例が実施されている環境300を示す。代表的なインテリジェント記憶素子(ISE)302は、いくつかのシステム部品への接続を行うドッキングステーション304に接続されている。ドッキングステーション304は、好ましくは、ISE302上のコネクタ(図示せず)と対をなして接続するコネクタポート306を含む。コネクタポート306を経てISE302と操作可能な通信を行うシステム部品の例には、キーボード308、マウス310、モニタ312、プリンタ314、およびスピーカ316がある。モデム318に対する接続317もまたドッキングステーション304により備えられているので、ISE302は、広域ネットワーク322を経て遠隔コンピュータ320と操作可能な通信を行う。コネクタポート306はまた、遠隔コンピュータ320への通信を提供するローカルエリアネットワーク324への接続をも行う。遠隔コンピュータ320は、ISE302がネットワークの1つ(322または324)を経てアクセスしうる、遠隔アプリケーションプログラム326を有する。
【0017】
ISE302は、CPU328、メモリ330、入出力モジュール332、およびサーボ制御システム334を含む。メモリ330は、基本入出力システム(BIOS)336、オペレーティングシステム338、アプリケーションプログラム340、プログラムデータ342、およびディスクバッファ343を有するが、これらに限られるわけではない、システムメモリ331を含む。アプリケーションプログラム340は、表計算、ワードプロセッサ、およびデータベースプログラムのような、汎用生産性ソフトウェア、ならびに、給料支払い簿、棚卸し表、および他の経理目的、のための特注のパッケージプログラムを含む。ISE302の論理部品は、ハードウェア論理またはソフトウェア内、またはソフトウェアおよびハードウェア論理の組合せ内に実現される。システムメモリ331は、ISE302の部品に対し動的に割当てられる。例えば、アプリケーションプログラム340が少ないメモリしか要求しない時は、フリーメモリが入出力モジュール332またはディスクバッファ343に割当てられる。
【0018】
当業者は、図示されている論理部品が、なんらかの組合せ内に1つまたはそれ以上の部品として統合できることを認識するであろう。例えば、CPU328、メモリ330、および入出力モジュール332は、単一シリコンチップ上に実現できる。メモリ330は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、電気的に消去可能なプログラム可能読取り専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、またはデータディスク(例えば、図1の108)でありうるが、これらに限られるわけではない。スタートアップ中などに、ISE302内の素子間で情報を転送するのを助ける基本ルーチンを含む基本入出力システム336(BIOS)は、一般にROM内に記憶されている。RAMは、一般に、CPU328により直ちにアクセス可能な、かつ/または現在CPU328により操作されている、データおよび/またはプログラムモジュールを含む。
【0019】
制限としてではなく、例として、図3は、オペレーティングシステム338、アプリケーションプログラム340、プログラムデータ342、およびディスクバッファ343のようなデータアイテムを示している。システムメモリ331のこれらのデータアイテムは、それぞれが異なるメモリ媒体上、または同じメモリ媒体の異なる区画内に物理的に配置される。例えば、オペレーティングシステム338およびはアプリケーションデータ340は、ディスク108上に存在し、一方プログラムデータ342は、ISE302内のEEPROM上に存在する。パワーアップ時に、CPU328は、オペレーティングシステム338を同期ダイナミックランダムアクセスメモリ(SDRAM)チップ内へロードし、このSDRAMからのオペレーティングシステム338を実行する。同様にして、アプリケーションプログラム340は、アプリケーションが用いられる時に、高速メモリチップ内へロードされ、そのメモリチップから実行される。メモリはISE302内に有利に統合され、それによりメモリモデルの圧縮および冗長部品の消去が考慮される。さらに、ISE302の特定の実施においては、ISE302により行われる部品統合により、バッファ343が不必要となることが想像される。このようにして、CPU328は、(204のような)データ記憶ディスクから直接読取り、またそれへ直接書込む。
【0020】
CPU328は、オペレーティングシステム338を走らせる。オペレーティングシステム338は、アプリケーションプログラム340を走らせるように動作できる。CPUは、サーボ制御システム334と操作可能に通信し、ISE302内のデータ記憶ディスク上のデータを検索し、またそこへデータを記憶させる。CPU328はまた、入出力モジュール332と操作可能な通信を行い、外部部品へデータを送信し、また外部部品からデータを受信する。例えば、アプリケーションプログラム340は、キーボード308からユーザ入力を受取るワードプロセッシングプログラムである。キーボード308から受取った入力は入出力モジュール332に入り、CPU328により処理される。キーボード入力に応答して、データが入出力モジュール332を経てモニタ312へ送られ、それによりユーザに対しての情報がモニタ312上にディスプレイされる。ユーザがデータを保存することを選択した時は、CPU328はサーボ制御システム334にアクセスし、データをメモリ330内のデータ記憶ディスク上に保存する。サーボ制御システム334および対応するメモリ330内のデータ記憶ディスクは、機能的にサーボシステムおよび図1に示されているディスク108と類似している。ISE302は、8.89cm(3.5インチ)のフォームファクタのケース内にあるものと想像される。
【0021】
ハードディスクへのデータの保存のプロセスは、特定のアプリケーションまたはISEのタイプに対し最適化される。図3に示されている実施例は、オペレーティングシステム、ファイルシステム、およびディスク媒体の緊密な結合を考慮したものである。従って、論理ブロックアドレス(LBA)抽象の必要はない。ファイルシステムは、ハードディスクアセンブリ(HDA)の実施の詳細な知識を利用するように設計され、または修正される。論理ブロックアドレスの探索の詳細は、ISEのファイルシステム内に組込むことができるので、ISEのユーザにとってはトランスペアレントとなる。例えば、LBA1は、物理的にLBA2に隣接している必要はない。従って、ISEは、ディスクアクセスにおいて、より効率的かつ高速にすることができる。
【0022】
図3に示されているシステムの別の実施例は、キオスク(kiosk)システムであり、その場合キオスクは、さまざまな場所において利用でき、小形軽量のISE302はキオスクの場所に持参することができる。例えば、キオスクを飛行機のシートの裏側に置けば、ユーザのISE302をそのキオスク内にドッキングさせ、飛行機上において計算することができる。キオスクはまた、ビデオ、サウンド、印刷、ネットワーク技術、キーボード、およびマウスの諸機能を提供できる点において、キオスクは機能的にドッキングステーション304に類似している。
【0023】
図4は、インテリジェント記憶素子402の実施例を用いる環境400の論理ブロック図を示す。インテリジェント記憶素子(ISE)402は通信バス404に接続され、それによりISE402は、バス404を経て通信するいくつかの部品とのインタフェースを形成する。バス404上の代表的な部品は、キーボード406、マウス408のようなポインティング装置、モニタ410、モデム412、および遠隔コンピュータ414である。ISE402は、バス404に操作可能に接続されたコネクタポート416を含む。コネクタポート416は、バス404からのデータをISE402内のシステムバス418へ通信するよう機能する。
【0024】
ISE402は、入出力モジュール420を含み、それによりデータは、ISE402からバス404へ、またその逆に通信される。入出力モジュール420は、ビデオインタフェース422、ネットワークインタフェース424、直列インタフェース426、工業標準アーキテクチャ(ISA)インタフェース428、および統合電子ドライブ(IDE)インタフェース430を含む。ISE402はまた、データ記憶ディスク432のような大量記憶媒体を含む。モジュール422、424、426、428、および430のそれぞれは、一般に関連するバッファを含み、それは、バス404とISE402との間の高速データ転送を容易にする。データ記憶ディスク432に書込まれるべきデータは、バス404からインタフェース422、424、426、428、および430の1つへ送られた後に、読書きチャネル434へ送られ、このチャネルはそのデータをエンコードして直列化する。
【0025】
読書きチャネル434はまた、必要な書込み電流信号をヘッド436に供給する。ISE402に前に記憶されたデータを検索するときは、ヘッド436から読取り信号が発生して読書きチャネル434へ供給され、このチャネルは、検索されたデータを処理してインタフェース422、424、426、428、および430へ出力し、後にバス404へ転送されるようにする。やはり図4に示されているように、マイクロプロセッサ438は、システム制御線路440を経てインタフェース422、424、426、428、および430に操作可能に接続されている。システム制御線路440は、一般に、制御線路、データ線路、および割込み線路を含む。マイクロプロセッサ438は、モトローラまたはインテルのマイクロプロセッサを含むが、これらに限られるわけではない、本技術分野において公知の任意のマイクロプロセッサでありうる。マイクロプロセッサ438は、ISE402のためのトップレベルの通信および制御を、一般にマイクロプロセッサメモリ(MEM)442内に記憶されているマイクロプロセッサ438のためのプログラミングと共に提供する。MEM442は、マイクロプロセッサ438のためのランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、および他の常駐メモリのソースを含むことができる。さらに、マイクロプロセッサ438は、スピンドルおよびサーボ制御装置444のための制御信号を供給する。
【0026】
図4の実施例内のISE402は、好ましくは、8.89cm(3.5インチ)のフォームファクタのアセンブリとする。前述のように、ISE402は、簡易なポータビリティのために、もっと小さいフォームファクタで実施されてもよい。このようにして、ISE402は、好ましくは、典型的なハードディスクドライブのサイズよりも大きくなく、一般にコンピュータ内に常駐する通信インタフェース部品を統合する。ビデオインタフェース422は、好ましくは、ビデオ信号によりモニタ410を駆動するハードウェアおよびソフトウェア部品を含む。ネットワークインタフェース424は、バス404上またはバス404外のネットワークメッセージを送受信する動作を行いうるハードウェアおよびソフトウェアを含むので、ISE402は、バス404上のコンピュータ414と通信できる。ネットワークインタフェース424は、一般に、コンピュータ414に対する通信の1つの可能な手段としてのモデム412と通信できる。遠隔コンピュータ414は、本技術分野において公知の、任意のコンピュータ化された通信装置でありうる。制限としてではなく、例として、遠隔コンピュータ414は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバコンピュータ、またはパーソナルディジタルアシスタント(PDA)のようなハンドヘルド装置でありうる。直列インタフェース426は、好ましくは、マウス408およびキーボード406と対話する動作を行いうるハードウェアおよびソフトウェアを含む。
【0027】
ISAインタフェース428は、好ましくは、バス404に接続された周辺装置と対話する動作を行いうるハードウェアおよびソフトウェアを含む。周辺装置には、スピーカ、プリンタ、スキャナ、およびディジタルカメラが含まれるが、これらに限られるわけではない。IDEインタフェース430は、好ましくは、IDEバスとインタフェースする動作を行いうるハードウェアおよびソフトウェアを含む。1つの実施例においては、IDEインタフェース430は、他のインタフェース422、424、426、および428と、マイクロプロセッサ438との間をインタフェースする働きをする。
【0028】
図5は、本発明の実施例を実施するための適切なネットワーク環境500を示す。図5の環境500は、分散処理アプリケーションのために特に適している。図5は、バス502を経て相互に操作可能な通信をするインテリジェント記憶素子501のクラスタ524を示している。多重インテリジェント記憶素子がネットワークまたは通信バスに接続された時は、処理は、それらのインテリジェント記憶素子間に分散される。これは、多重プロセッサを用いる並列処理を考慮しており、計算の性能を改善できる。
【0029】
インテリジェント記憶素子(ISE)501は、ISE501間の通信を伝えるバス502に接続されている。バス502は、ISE501上のコネクタに適合する接続点504を含み、それによりISE501は、バス502に接続できる。前述のように、それぞれのISE501は、1つまたはそれ以上のアプリケーションプログラムを走らせる動作を行いうる中央処理装置を含む。図5の分散処理システムにおいて、マスタISE506はマスタ機能を行う。マスタISE506は、構造的に他のISE501と相違はない。相違は、マスタISE506が行う機能のみにある。マスタ機能は、ISE501間へのタスクの分散、タスクの優先順位づけ、バスからのデータの受信、および対応するISE501へのデータの送受信を含むが、これらに限られるわけではない。
【0030】
通信バス502は、任意のプロトコルをサポートする任意の構造でありうる。バス構造の例は、統合ドライブ電子装置(IDE)、小形コンピュータシステムインタフェース(SCSI)、周辺部品相互接続(PCI)、および拡張工業標準アーキテクチャ(EISA)である。バス502はまた、所有権を主張できるプロトコルをサポートする所有権を主張できる構造でありうる。バス502上で利用されるバスプロトコルは、時分割多重化(TDM)、トークンリング、パケットベース、または専用ワイヤの各スキームを含むが、これらに限られるわけではない。バスアーキテクチャは、同期的または非同期的のものでありうる。当業者は、ISE501およびバス502が、さまざまな通信構成のいずれを実現するためにも適応できることを認識するであろう。
【0031】
図5にはまた、1つまたはそれ以上のISE501と操作可能に通信する通信ネットワーク503が示されている。制限としてではなく、例として、通信ネットワーク503は、有線ネットワーク、直接有線接続、または無線ネットワークでありうる。有線ネットワークの例は、イーサネット(R)または電話ネットワークである。無線の例は、音響、RF、赤外線および他の無線媒体を含む。好ましくは、通信ネットワーク503およびISE501は、ハイパーテキストトランスポートプロトコル(HTTP)、送信プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)、ファイル転送プロトコル(FTP)、またはネットワークファイルシステム(NFS)のようなプロトコルをサポートする。それぞれのISE501は、ネットワークコネクタ522を経てネットワーク503に接続されている。本技術分野において公知のネットワークコネクタ522の例は、RJ−11、RJ−45、またはRJ−48である。それぞれのISE501は、ネットワーク503に対する別々の接続を維持できる。
【0032】
好ましくは、それぞれのISE501は、関連する独自の識別子を有し、それによりバスデータを、特定のISE501に関連させることができる。1つの実施例においては、この識別子はインターネットプロトコル(IP)アドレスである。ネットワーク503上のノードは、マスタISE506のIPアドレスを用い、クラスタ524へ通信する。マスタISE506は、ネットワーク503からデータを受信し、それに応答して、そのデータを関連するISE501へ分散する。マスタISE506は、一般に、特定のISE508へ送られるいずれのデータにも識別子を添付するので、特定のISE508のみがそのデータを受取る。このようにして、外部ノードに対し、クラスタ524は独自のIPアドレスを有し、クラスタ524内の個々のISE501はサブグループアドレスを有する。マスタISE506は、ネットワーク502から受信した情報をフィルタすることによりマスキング機能を行い、ISE501に対し適切に情報を分散する。ISE501は、マスタISE506から受信したデータに応答してデータを処理し、データをバスを経て他のISE501へ送る。バス502のプロトコルに依拠して、ISE501へ送られ、またISE501から送られたデータは、さまざまな時刻にバス502を経て送信される。例えば、そのプロトコルは、それぞれのISE501がデータを送信する時間の単位を与えるタイムフレームを規定する。もう1つの例として、ISE501からのデータは、マスタISE506からの命令に応答して送られる。
【0033】
処理は、特定のアプリケーションに適する任意の様式で分散される。例えば、eメールアプリケーション、ワードプロセッシングアプリケーション、およびインターネットブラウジングアプリケーションを含む典型的なオフィスコンピュータシステムにおいては、クラスタ524内のそれぞれのISE501がアプリケーションの1つを割当てられる。1つのISEは、eメールおよびワードプロセッシングのような他のアプリケーションにおいて用いる画像を処理する画像処理タスクを与えられる。あるいは、全クラスタ524により単一のアプリケーションプログラムを実行することもでき、その場合は、アプリケーションプログラム内のサブタスクがISE501間に分散される。マスタISE506は、どのようにタスクを分散すべきかの決定において、ルールベースシステムを用いることができる。ルールベースシステムは、画像処理タスクをISEに分散するかどうかの決定において、特定のISEの処理力を考慮する。プロセスは、動的または静的に分散される。例えば、マスタISE506は、タスクがバス502上に受取られる毎に、ルールを用いてタスクを分散する。
【0034】
図5の実施例は、故障回復を考慮している。故障回復は、もしISEの1つが故障すれば、1つのISEを別のISEの代わりに用いる。例えば、もしマスタISE506が故障すれば、バックアップISE508がマスタISE506になることができる。バックアップISE508は、好ましくは、タスクの優先順位およびISE501への分散を表すデータを有する。従って、ISE506およびISE508は冗長マスタである。
【0035】
図5にはまた、通信バス502に接続された部品が示されている。代表的な部品は、モニタ510、キーボード512、およびマウス514である。キーボード512およびマウス514は、コネクタ516によりバス502に接続されている。コネクタ516は、コンピュータシステムにおいて一般に用いられているPS−2コネクタでありうる。モニタ510は、コネクタ518を経てバス502に接続されている。コネクタ518は、たいていのコンピュータシステムにおいて一般に用いられている15ピンDコネクタでありうる。モニタ510、キーボード512、およびマウス514は、ユーザが、ISE501上で走っているアプリケーションと対話できるようにする。例えば、マウス514から得られるマウスポインタの移動は、マウスの移動を表すデータを含む信号を、バス502を経てマスタISE506へ送る。マスタISE506は、その信号がモニタ510上の表示に関連するデータを含むことを決定する。次に、マスタISE506は、その信号を、モニタの表示を更新するタスクを行うISE501へ送ることができるので、マウスポインタに新しい位置を与えることができる。電源520はバスに接続され、ISE500へ電力を供給する。電源は、好ましくは、直流(DC)電力を供給する小さいフォームファクタの外部電力アダプタとする。
【0036】
図6は、図5に示されているシステムのような分散処理システムに係わる代表的な方法の諸ステップを示す操作フロー600である。ISE501のようなISEは、接続操作604において通信バスに接続される。割当て操作606は、優先順位およびタスクをISE501間に割当てる。好ましくは、1次マスタISE506のような1次マスタISEが、割当て操作606において、優先順位およびタスクをISE501間に割当てる。割当て操作606中に、2次マスタISE508のような2次マスタISEは、1次マスタISE506を適正な動作のためにモニタするタスクを割当てられる。割当て操作606において割当てられるタスクは、ワードプロセッシング、eメール、計算、または課金のタスクを含むが、これらに限られるわけではない、任意のコンピュータタスクである。分散操作608においては、最初のマスタISE506、または2次マスタISE508が、通信バスからデータを受取り、そのデータを関連するISE501へ分散する。決定操作610においては、1次マスタ506が破損しているかどうかが決定される。好ましくは、決定操作610は、2次マスタISE508のような他のISEの1つにより行われる。もし1次マスタISE506が破損していなければ、分散操作608はデータの分散を続ける。一方、もし1次マスタISE506が破損していれば、スイッチング操作612が、1次マスタISE506から2次マスタISE508へスイッチする。次に、2次マスタISE508が、分散操作608においてデータを分散する。処理は、クラスタ524がパワーダウンされるまでこのようにして継続される。
【0037】
要約すると、本発明の実施例は、(102のような)ベースプレート上に取付けられた、(204のような)データディスクを有する、(202のような)データ記憶装置と見られる。この実施例は、データを(204のような)データディスクから読取り、またそれへ書込む、(118のような)トランスジューサを有する(114のような)アクチュエータアームを含む。実施例はさらに、(114のような)アクチュエータアームと通信してアクチュエータアームを(204のような)データディスク上で移動させることができる(334のような)サーボ制御装置を有する、(102のような)ベースプレートに固着されたプリント回路板(PCB)を含む。さらに、実施例は、(334のような)サーボ制御装置への制御信号を発生して(338のような)オペレーティングシステムを走らせる、PCBに接続された(328のような)中央処理装置(CPU)を含む。(338のような)オペレーティングシステムは、(331のような)メモリに記憶されている。このメモリはさらに、(340のような)アプリケーションプログラムを記憶し、これが(328のような)CPUに接続されるので、(340のような)アプリケーションプログラムは、(328のような)CPUにより実行される。このデータ記憶装置は(324のような)通信ネットワークに接続され、(324のような)通信ネットワークに接続されている(320のような)ノードに対し通信できる(332のような)入出力モジュールを含む。
【0038】
もう1つの実施例は、(300のような)コンピュータシステムと見られ、これは、(302のような)データ記憶装置を受入れる(306のような)コネクタポートを有する(304のような)ドッキングステーションを含む。(302のような)データ記憶装置は、(328のような)マイクロプロセッサと、(328のような)マイクロプロセッサに接続された、(338のような)オペレーティングシステムを記憶している(331のような)メモリとを有する。(338のような)オペレーティングシステムは、好ましくは、(340のような)アプリケーションプログラムの実行動作が可能なものとする。(328のような)マイクロプロセッサは、(338のような)オペレーティングシステムを実行する。さらに、(324のような)通信ネットワークに操作可能に接続された(332のような)入出力モジュール、および(104のような)データ記憶ディスクが含まれている。(302のような)データ記憶装置は、好ましくは、(324のような)ネットワークに接続される。コンピュータシステムはさらに、(324のような)通信ネットワークに対する(306のような)接続を含む。
【0039】
実施例はまた、コンピュータ処理タスクの(600のような)分散方法とも見られ、この方法は、(501のような)インテリジェント記憶素子を(502のような)通信バスに(604のように)接続し、タスクを(501のような)インテリジェント記憶素子のそれぞれに(606のように)割当て、タスクの(606のような)割当てに基づきデータを(501のような)インテリジェント記憶素子間に(608のように)分散する。実施例はさらに、(506のような)1次マスタインテリジェント記憶素子が破損しているかどうかを(610のように)決定し、もし(506のような)1次マスタインテリジェント記憶素子が破損していれば(508のような)2次マスタインテリジェント記憶素子を(612のように)使用することを含む。
【0040】
本発明が、前述の目的および利点、ならびに固有の目的および利点を十分達成しうることは明らかである。好ましい実施例を開示の目的で説明してきたが、本発明の範囲内に属するさまざまな変更および改変を行うことができる。例えば、インテリジェント記憶素子は、ネットワークに接続された部品間の通信を提供する同列間通信モジュールを含むことができる。また、インテリジェント記憶素子は、ユーザのプライバシーを保護するセキュリティモジュールを有することもできる。当業者にとって容易に連想され、また添付の特許請求の範囲に開示され且つ定められている本発明の精神に包含される、多数の他の変更を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の実施例を取入れたディスクドライブの平面図で、主要な内部部品を示している。
【図2】
図1のディスクドライブの機能ブロック図である。
【図3】
図1のインテリジェント記憶素子の機能ブロック図である。
【図4】
図1のディスクドライブのための適切な計算環境を示す。
【図5】
図1に示されているディスクドライブを実現する分散処理システムを示す。
【図6】
図5に示されているシステムのような分散処理システムに関連する、代表的な方法の諸ステップを示すフロー制御ダイアグラムである。
Claims (15)
- 8.89cm(3.5インチ)以下のフォームファクタのアセンブリをなすデータ記憶装置において、
ベースプレート上に回転自在に取付けられたデータディスクと、
前記データディスクからデータを読取り、また前記データディスクにデータを書込むトランスジューサを有する、前記データディスクに隣接するアクチュエータアームと、
前記データディスク上において前記アクチュエータアームを移動させるために前記アクチュエータアームと操作可能な通信を行うサーボ制御装置を有する、前記ベースプレートに固着されたプリント回路板(PCB)と、
前記PCBに接続され、前記サーボ制御装置への制御信号を発生し、またオペレーティングシステムを走らせる中央処理装置(CPU)と、
アプリケーションプログラムを記憶するメモリであって、前記CPUに操作可能に接続され、それにより前記アプリケーションプログラムが前記CPUにより実行される前記メモリと、
を含む前記データ記憶装置。 - 前記データ記憶装置は通信ネットワークに接続され、さらに、
前記通信ネットワークに接続されたノードへ通信する入出力モジュール、
を含む請求項1記載のデータ記憶装置。 - 前記入出力モジュールは、ハイパーテキストトランスポートプロトコルを用いて前記ネットワーク上のノードへ通信する動作を行いうるネットワークインタフェースモジュールを含む請求項2記載のデータ記憶装置。
- 前記入出力モジュールは、前記通信ネットワークを経てビデオモニタを駆動する動作を行いうるビデオインタフェースモジュールをさらに含む請求項3記載のデータ記憶装置。
- 前記データ記憶装置は、8.89cm(3.5インチ)のフォームファクタのアセンブリである請求項4記載のデータ記憶装置。
- 前記データディスク上に記憶されたファイルデータを管理するファイルシステムをさらに含み、前記ファイルシステムは前記サーボ制御装置と直接通信する請求項5記載のデータ記憶装置。
- データ記憶装置を受入れるコネクタポートを有するドッキングステーションと、
マイクロプロセッサと、アプリケーションプログラムを実行する動作を行いうる前記マイクロプロセッサに操作可能に接続されたオペレーティングシステムを記憶するメモリであって、前記マイクロプロセッサは前記オペレーティングシステムを実行する前記メモリと、通信ネットワークに操作可能に接続された入出力モジュールと、データ記憶ディスクと、を有するデータ記憶装置であって、前記記憶装置は前記コネクタポートに接続されている前記データ記憶装置と、
を含むコンピュータシステム。 - 前記ドッキングステーションは通信ネットワークに対する接続を含む請求項7記載のコンピュータシステム。
- 前記入出力モジュールは、ハイパーテキストトランスポートプロトコルを用いて前記通信ネットワーク上のノードと操作可能に通信する請求項7記載のコンピュータシステム。
- コンピュータ処理タスクを分散する方法において、
複数のインテリジェント記憶素子を通信バスに接続するステップであって、それぞれのインテリジェント記憶素子はマイクロプロセッサ、コネクタポート、入出力モジュール、データディスク、および前記データディスクから読取り、また前記データディスクに書込むためのサーボ制御装置を含む前記接続するステップと、
前記複数のインテリジェント記憶素子のそれぞれにタスクを割当てるステップと、
前記タスクを割当てるステップに基づき前記複数のインテリジェント記憶素子間にデータを分散するステップと、
を含む前記方法。 - 1次マスタインテリジェント記憶素子が破損しているかどうかを決定するステップと、
もし1次マスタインテリジェント記憶素子が破損していれば、2次マスタインテリジェント記憶素子へスイッチするステップと、
をさらに含む請求項10記載の方法。 - 前記割当てるステップは、
第1のアプリケーションプログラムを選択するステップと、
前記第1のアプリケーションプログラムを第1のインテリジェント記憶素子に割当てるステップと、
第2のアプリケーションプログラムを選択するステップと、
前記第2のアプリケーションプログラムを第2のインテリジェント記憶素子に割当てるステップと、
を含む請求項11記載の方法。 - 8.89cm(3.5インチ)以下のフォームファクタのアセンブリをなすデータ記憶装置において、
アプリケーションプログラムを実行するマイクロプロセッサと、
データディスクと、
前記データディスクに隣接して回転自在に取付けられ、トランスジューサヘッドを前記データディスクに対して位置決めするアクチュエータアセンブリと、
前記アクチュエータアセンブリを制御するサーボ制御モジュールと、
オペレーティングシステムを含むメモリであって、マイクロプロセッサに操作可能に接続され、それにより前記マイクロプロセッサは前記オペレーティングシステムを走らせる前記メモリと、
前記マイクロプロセッサおよび前記メモリに操作可能に接続された通信手段であって、前記データ記憶装置に記憶されているデータを通信バス上のノードへ通信する前記通信手段と、
を含む前記データ記憶装置。 - 前記データ記憶装置は通信ネットワークに接続され、さらに、
前記通信ネットワーク上のノードからデータを受信する動作を行いうる入出力モジュール、
を含む請求項13記載のデータ記憶装置。 - 前記入出力モジュールは、ハイパーテキストトランスポートプロトコルを用いて前記通信ネットワーク上のノードと操作可能に通信する請求項14記載のデータ記憶装置。
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