JP2010146630A - ディスク・ドライブ及びディスク・アレイ・システム - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク・ドライブにおけるスピンドル・モータのスピン・アップを、ユーザ・ニーズや使用状況に対応してより適切に制御する。
【解決手段】本発明の一実施形態のＨＤＤ１は、スピンドル・モータのスピン・アップ制御に特徴を有している。ＨＤＤは、電源投入からのスピン・アップ・モードとパワー・セーブ・モードからのスピン・アップの双方のモードが設定可能である。具体的には、スピン・アップにおける最大電流を設定することができる。このようにスピン・アップ・モードを設定することができることで、システムの電源状況に応じた適切なＨＤＤを実装することができる。本形態のＨＤＤは、ディスク・アレイ・システムに特に好適である。
【選択図】図２

Description

本発明はディスク・ドライブ及びディスク・アレイ・システムに関し、特に、ディスク・ドライブに実装されたスピンドル・モータのスピン・アップに関する。

近年、データを記憶するストレージ装置は、その用途によって、ソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）とハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）とに棲み分けがされつつある。ＳＳＤの最も大きな利点は、そのデータ転送速度が速いことである。一方、記憶容量あたりのコストが高く、書換え可能回数が限られていることから、ＨＤＤの方が優れている点も多い。そのため、頻繁なアクセスや大容量が必要なユーザは、ＨＤＤを選択してストレージ装置に使用することが予想される。

特に、大容量のＨＤＤは、サーバとのしてのニーズが高い。このようなサーバにおいては、耐障害性を優先させて、複数のＨＤＤがＲＡＩＤ化されていることがほとんどである。ＲＡＩＤシステムに使用されるいくつかのインターフェースの一つに、ＳＡＴＡインターフェースがある。ＨＤＤは、ＳＡＴＡインターフェースにより、ＲＡＩＤコントローラと通信を行う。このＳＡＴＡインターフェースにおいて、スタッガード・スピン・アップと呼ばれる技術が存在する。

スタッガード・スピン・アップは、電源投入からのスピンドル・モータのスピン・アップにおいて、システムの電源に負担をかけないための技術である。具体的には、接続されている複数ＨＤＤの電源投入において、ＲＡＩＤコントローラが順次選択したＨＤＤからスピンドル・モータのスピン・アップを開始する。スピン・アップ・タイミングをＨＤＤの間でずらすことで、システムの起動は遅くなるが、電源投入におけるピーク電力を低減することができる。

また、光ディスク・ドライブにおいて、目的に応じてスピンドル・モータの起動方法を変えることが提案されている（特許文献１を参照）。この技術は、例えば、消費電力の削減を目的とする場合、起動時間短縮を目的とする場合、あるいはアクセスを速くすることを目的とする場合など、異なる目的に応じてスピンドル・モータの起動電流値を変化させる。
特開２００２−３２９５２号公報

しかし、ＨＤＤがスピンドル・モータをスピン・アップする必要があるのは、ＨＤＤの電源投入時のみではない。電子機器への低消費電力への要求の高まりにより、ＨＤＤのパワー・セーブ・モードが活用されている。パワー・セーブ・モードは、スタンバイ・モードやスリープ・モードなどと呼ばれている。このようなパワー・セーブ・モードにおいては、消費電力を低減するために、ＨＤＤは、スピンドル・モータの回転を停止させる。

上記のスタッガード・スピン・アップは、ＨＤＤの電源投入におけるスピン・アップを制御するものであり、パワー・セーブ・モードからのスピン・アップを対象するものではない。従って、ＲＡＩＤ内の全てあるは多くのＨＤＤがパワー・セーブ・モードにある場合、そのパワー・セーブ・モードからの復帰におけるピーク電力が増大し、システムの電源に大きな負荷を与える。

また、高機能のＲＡＩＤコントローラであれば、個々のＨＤＤのパワー・セーブ・モードからの復帰タイミングを調整することで、システム電源への負荷を低減することができる。しかし、エントリ・クラスのサーバのように機能を限定したシステムにおいて電源への負荷を低減する要求が存在しており、むしろ、そのようなシステムにおいてはシステム電源に許される能力も限定されたものとなりなすい。

一方、高性能のＲＡＩＤにおいては、ピーク電力によらず常に高速の起動を要求されることもある。このように、汎用品としてのＨＤＤは、様々な異なる性格を有するシステムに実装されうる。より速い起動を要求するシステムもあれば、ピーク電力の低減をより強く要求するシステムも存在する。従って、ＨＤＤが、実装されるシステムに応じたスピン・アップ制御を行う機能を備えていることが望まれる。

本発明の一態様のディスク・ドライブは、データを記憶するディスクを回転するスピンドル・モータと、電源投入からの前記スピンドル・モータのスピン・アップ・モードの設定データと、パワー・セーブ・モードからの前記スピンドル・モータのスピン・アップ・モードを設定データと、を格納している不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納されている設定データに従って、前記電源投入からの前記スピン・アップ及び前記パワー・セーブ・モードからの前記スピン・アップのそれぞれのモードを決定するコントローラと、前記電源投入からの前記スピン・アップ及び前記パワー・セーブ・モードからの前記スピン・アップのそれぞれにおいて、前記コントローラが決定したモードにおいて前記スピンドル・モータをスピン・アップするモータ・ドライバとを有する。これにより、ディスク・ドライブにおけるスピンドル・モータのスピン・アップを、ユーザ・ニーズや使用状況に対応してより適切に制御することができる。

前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードと前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードのそれぞれにおいて、スピン・アップ最大電流の設定が可能であることが好ましい。これにより、電源の最大電流と起動時間をユーザ・ニーズに応じて適切に設定することができる。
前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードのそれぞれにおいて、スピン・アップ開始遅延時間の設定が可能であることが好ましい。これにより、複数のディスク・ドライブが存在するシステムにおいて、スピン・アップにおける最大電流を抑制するための処理をドライブ側で行うことができる。

前記コントローラは、前記決定された電源投入からのスピン・アップのモードと前記パワー・セーブからのスピン・アップをホストに通知することが好ましい。これにより、ホストが、複数ドライブをより適切に管理することができる。
好ましくは、前記コントローラは、ホストからのコマンドに応答して前記パワー・セーブ・モードから復帰する。これにより、システムの状況に応じてパワー・セーブ・モードを制御することができる。

前記ディスク・ドライブは、前記スピンドル・モータが停止している第１パワー・セーブ・モードと前記スピンドル・モータの回転が減少されている第２パワー・セーブ・モードとを有し、前記コントーラは、前記第１パワー・セーブ・モードと前記第２パワー・セーブ・モードのそれぞれについて、設定データに従ってスピン・アップ・モードを決定する。これにより、システムに応じてより適切なパワー・セーブを行うことができる。
前記ディスク・ドライブは、前記スピンドル・モータが停止している第１パワー・セーブ・モードと前記スピンドル・モータの回転が減少されている第２パワー・セーブ・モードとを有し、前記コントローラが設定データに従って決定した一つのスピン・アップ・モードが前記第１パワー・セーブ・モードと前記第２パワー・セーブ・モードに対応づけられる。これにより、設定をよりシンプルなものとすることができる。

本発明の他の態様は、複数のディスク・ドライブと、ユーザ・データを分割し、分割したデータのそれぞれを前記複数のディスク・ドライブに格納することを指示するシステム・コントローラとを有するディスク・アレイ・システムである。前記複数のディスク・ドライブのそれぞれは、電源投入からの前記スピンドル・モータのスピン・アップ・モードの設定データと、パワー・セーブ・モードからの前記スピンドル・モータのスピン・アップ・モードを設定データと、を格納している不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納されている設定データに従って、前記電源投入からの前記スピン・アップ及び前記パワー・セーブ・モードからの前記スピン・アップのそれぞれのモードを決定するコントローラと、前記電源投入からの前記スピン・アップ及び前記パワー・セーブ・モードからの前記スピン・アップのそれぞれにおいて、前記コントローラが決定したモードにおいて前記スピンドル・モータをスピン・アップするモータ・ドライバとを有する。これにより、複数のドライブが存在するシステムにおいて、ディスク・ドライブにおけるスピンドル・モータのスピン・アップを、ユーザ・ニーズや使用状況に対応してより適切に制御することができる。

前記コントローラは、前記複数のディスク・ドライブの電源投入において、それぞれのスピン・アップ・タイミングをずらす。これにより、システム状況に応じて電源投入における電源への負荷を低減する。
前記システム・コントローラは、前記複数のディスク・ドライブを複数のグループに分割してデータの格納を制御し、同一グループのディスク・ドライブにおける前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードと前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードのそれぞれのスピン・アップ最大電流の設定が同一である。これにより、格納データをドライブのグループ単位で管理するシステムなどにおいて、適切なスピン・アップを行うことができる。

前記複数のディスク・ドライブは、決定された電源投入からのスピン・アップのモードと前記パワー・セーブからのスピン・アップを前記システム・コントローラに通知し、前記システム・コントローラは、前記複数のディスク・ドライブのスピン・アップ・モードを管理し、前記複数のディスク・ドライブのスピン・アップ・モードに応じて、前記複数のディスク・ドライブのパワー・セーブ・モードからの復帰を制御する。これにより、コントローラが適切にドライブのスピン・アップを管理することができる。

本発明によれは、ディスク・ドライブにおけるスピンドル・モータのスピン・アップを、ユーザ・ニーズや使用状況に対応してより適切に制御することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。以下においては、ディスク・ドライブの一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）について、本発明の実施形態を説明する。

本形態のＨＤＤは、スピンドル・モータのスピン・アップ制御に特徴を有している。ＨＤＤは、電源投入からのスピン・アップ・モードとパワー・セーブ・モードからのスピン・アップの双方のモードが設定可能である。このようにスピン・アップ・モードを設定することができることで、システムの電源状況に応じた適切なＨＤＤを実装することができる。本形態のＨＤＤは、ディスク・アレイ・システムに特に好適である。

図１は、本形態におけるディスク・アレイ・システムの構成を模式的に示すブロック図である。図１の構成において、ホスト６は、ディスク・アレイ・システムに対してコマンドを発行することにより、データの書き込み／読み出しを行う。ディスク・アレイ・システムは、ホスト・インタフェース回路５、システム・コントローラ３、データ転送回路４、ドライブ・インタフェース回路２、そして複数のＨＤＤ１ａ〜１ｇを有している。

システム・コントローラ３は、ホスト・インタフェース回路５を介して、ホスト６からコマンドを受信し、ディスク・アレイ・システムの各要素を制御することで、ＨＤＤ１ａ〜１ｇへのデータの書き込み及び読み出しを制御する。ライト処理において、ホスト６からデータは、転送回路４及びドライブ・インターフェース回路２を介して、ＨＤＤ１ａ〜１ｇに書き込まれる。また、リード処理においては、ＨＤＤ１ａ〜１ｇから読み出されたユーザ・データは、ドライブ・インターフェース回路２及び転送回路４を介してホスト６に転送される。

ＨＤＤ１ａ〜１ｇは、ＲＡＩＤ（Redundant Array Inexpensive Disks）構成となるように接続されている。図１の構成においては、ＨＤＤ１ａ〜ＨＤＤ１ｃが一つのＲＡＩＤグループを構成し、ＨＤＤ１ｄ〜ＨＤＤ１ｆが他の一つのＲＡＩＤグループを構成し、さらに、ＨＤＤ１ｇ〜ＨＤＤ１ｉが他の一つのＲＡＩＤグループを構成している。システム・コントローラ３は、ホスト６から転送されたユーザ・データを複数のデータ・ブロックに分割し（ストライピング）、一つのＲＡＩＤグループ内の各ＨＤＤに振り分けて格納する。

本形態において、各ＲＡＩＤグループには、プライオリティ・レベルが付されている。具体的には、ＨＤＤ１ａ〜ＨＤＤ１ｃのＲＡＩＤグループはハイ・プライオリティが与えられ、ＨＤＤ１ｄ〜ＨＤＤ１ｆのＲＡＩＤグループはミドル・プライオリティが与えられ、ＨＤＤ１ｇ〜ＨＤＤ１ｉのＲＡＩＤグループはロー・プライオリティが与えられている。ホスト６から転送されるユーザ・データにプライオリティ・レベルが付され、そのプライオリティ・レベルと合致するＲＡＩＤグループに格納される。

ユーザ・データをいずれのプライオリティ・レベルのＲＡＩＤに格納するかを決定するのは、システム・コントローラ３であってもよいしホスト６であってもよい。図１の構成例においては、一つのＲＡＩＤグループに一つのプライオリティ・レベルが割り当てられているが、複数のＲＡＩＤグループに一つのプライオリティ・レベルを割り当ててもよい。ユーザ・データは、同一のプライオリティ・レベルのＲＡＩＤグループに格納する、あるいは、ユーザ・データのプライオリティ・レベル以上のレベルを有するＲＡＩＤグループに格納するようにしてもよい。

本形態のＲＡＩＤシステムにおいて、ＨＤＤ１ａ〜１ｉは、そのプライオリティ・レベルに応じたスピン・アップ・モードが設定されている。スピン・アップは、ＨＤＤのスピンドル・モータ（磁気ディスク）の回転速度を、データ・アクセスのための回転速度まで上げるオペレーションである。好ましい態様において、ＨＤＤ１ａ〜１ｉは、電源投入からのスピン・アップと、パワー・セーブ・モードからのスピン・アップのモードとを、個別に設定することができる。これにより、ＨＤＤ１ａ〜１ｉが実装されているシステムに応じてより適切にスピンドル・モータのスピン・アップを制御することができる。

また、好ましい態様において、ＨＤＤ１ａ〜１ｇにおけるスピン・アップにおける最大電流（スピン・アップ電流）が、スピンアップ・モードにおいて設定可能な可変数となっている。スピン・アップ電流が大きいほど、スピンドル・モータの回転速度をより早く所定の回転速度まで上げることができる。つまり、ディスク・アクセスまでの待ち時間をより短縮することができる。一方、スピン・アップ電流が大きいとピーク電力が増加し、システム電源への負担が大きくなる。

このように、好ましい態様のＨＤＤ１ａ〜１ｉは、そのプライオリティ・レベルに応じて、電源投入からのスピン・アップに加え、パワー・セーブ・モードからのスピン・アップにおけるスピン・アップ電流を設定することができる。パワー・セーブ・モードにおいて、ＨＤＤ１ａ〜１ｉの電源はＯＮであるが、スピンドル・モータの回転が停止している、あるいは、スピンドル・モータがデータ・アクセスにおける回転速度よりも遅い速度で回転している。このように、電源投入からのスピン・アップとパワー・セーブ・モードからのスピン・アップのそれぞれのスピン・アップ電流を設定可能とすることで、ＨＤＤ１ａ〜１ｇが実装されているシステムに応じてより適切にスピンドル・モータのスピン・アップを制御することができる。

図２（ａ）は、ＨＤＤ１ａ〜１ｉの好ましいスピン・アップ・モード設定の一例を示している。ＨＤＤ１ａ〜１ｉは、二つのパワー・セーブ・モードを有している。第１のパワー・セーブ・モードはスタンバイ・モードであり、そのモードにおいて、ＨＤＤ１ａ〜１ｉはスピンドル・モータの回転を停止する。第２のパワー・セーブ・モードは低速回転モードであり、スピンドル・モータは回転しているが、その回転速度はヘッドが磁気ディスクにアクセスするときの回転速度よりも遅い。第１のパワー・セーブ・モードがより大きな消費電力低減を行うことができるが、スピン・アップを開始してからレディになるまでより時間が必要である。

図２（ａ）の例において、２．０Ａと１．５Ａの二つのスピン・アップ最大電流がＨＤＤ１ａ〜１ｇに設定されている。図２（ｂ）に示すように、スピン・アップにおけるＶＣＭ電流の大きさは、０Ａから急激に最大電流２．０Ａあるいは１．５Ａまで増加し、その後、所定期間最大電流値に維持される。スピンドル・モータの回転速度が特定の速度に達する、あるいはスピン・アップ開始から特定時間が経過すると、その後は、ＰＩＤ制御に移行しＶＣＭ電流の大きさは減少する。

図２（ａ）の例では、ハイ・プライオリティのＨＤＤ１ａ〜ＨＤＤ１ｃは、電源投入と第１及び第２のパワー・セーブ・モードからのスピン・アップの、全てのスピン・アップにおいて、２．０Ａの最大スピンアップ電流をスピンドル・モータに与える。一方、ロー・プライオリティのＨＤＤ１ｇ〜ＨＤＤ１ｉは、全てのスピン・アップにおいて、１．５Ａの最大スピンアップ電流をスピンドル・モータに与える。ミドル・プライオリティのＨＤＤ１ｄ〜ＨＤＤ１ｆは、低速回転からのスピン・アップにおいて１．５Ａの最大スピンアップ電流をスピンドル・モータに与え、他のスピン・アップにおいて２．０Ａの最大スピンアップ電流をスピンドル・モータに与える。

プライオリティが高いデータは、それだけ速いアクセスが要求される。そのため、高いプライオリティのデータを格納しているＨＤＤのスピン・アップを早め、低いプライオリティのデータを格納するＨＤＤのスピン・アップ最大電流を小さくすることで、システム全体としてのパフォーマンスと電源負荷の低減を図ることができる。また、低速回転のパワー・セーブ・モードからの復帰では、レディになるまでの時間は停止状態からのスピン・アップよりも短い。そのため、ミドル・プライオリティのＨＤＤ１ｄ〜ＨＤＤ１ｆは、低速回転からのスピン・アップにおいて１．５Ａの最大スピンアップ電流をスピンドル・モータに与えて、パフォーマンスと電源負荷の低減を図る。

ＨＤＤが複数のパワー・セーブ・モードを有している場合、それぞれのパワー・セーブ・モードについて、個別にスピン・アップ最大電流を設定することで、システムへの適応性を高めることができる。一方、ＨＤＤの設定及び制御のシンプリシティの点から、スピン・アップ最大電流の設定を電源投入とパワー・セーブ・モードからの復帰の二つに分類し、複数のパワー・セーブ・モードに対して一つのスピン・アップ最大電流を設定可能とするようにしてもよい。

好ましい態様において、スピン・アップ・モードは、設定可能な変数として、スピン・アップ開始の遅延時間を有している。ＨＤＤ１ａ〜１ｉは、電源投入あるいはパワー・セーブ・モードからの復帰処理を開始してから、設定されている遅延時間が経過した後にスピンドル・モータのスピン・アップを開始する。このように、ＨＤＤ毎にスピン・アップ開始遅延時間を設定可能とすることで、システム・コントローラ３が制御することなく、システム全体のピーク電流低減とパフォーマンス維持とを図ることができる。

図３（ａ）、（ｂ）は、ＨＤＤ１ａ〜１ｉのスピン・アップ開始遅延時間の設定例を示している。図３（ａ）の設定例においては、同一プライオリティ・レベルの全てのＨＤＤに対して同一の設定がなされている。また、電源投入からのスピン・アップにおいては、全てのＨＤＤ１ａ〜１ｉに同一遅延時間が設定される。具体的には、電源投入からのスピン・アップにおいては、全てのＨＤＤ１ａ〜１ｉに０．０秒の遅延時間が設定されている。スタンバイ・モードからのスピン・アップにおいては、プライオリティ・ハイ、ミドルそしてローのそれぞれのグループのＨＤＤに対して、０．０秒、０．３秒そして０．６秒の遅延時間が設定されている。低速回転のパワー・セーブ・モードからのスピン・アップの設定は、スタンバイ・モードからのスピン・アップと同じである。

このように、プライオリティ・レベルに応じてＨＤＤ１ａ〜１ｉのスピン・アップ開始時間を調整することは、システムの全ＨＤＤのパワー・セーブ・モードの制御を同時に行うシステムにおいて特に有用である。システム全体のピーク電流を少なくしながら、プライオリティ・レベルの高いＨＤＤは、より早くレディ状態にすることができる。図３（ａ）の設定例にも示すように、遅延時間は、スピン・アップを開始のモード（電源投入あるいはいずれかのパワー・セーブ・モード）及びプライオリティに応じて適切な値を選択し、異なるプライオリティ・グループが同一の遅延時間設定を有していてもよい。

図３（ｂ）の設定例においては、同一プライオリティ・レベルのグループに属するＨＤＤが、異なる遅延時間の設定を有している。図３（ｂ）は、ミドル・プライオリティ・グループのＨＤＤ１ｄ〜ＨＤＤｆの設定例を示している。この設定例においては、全てのＨＤＤ１ｄ〜ＨＤＤｆに異なる遅延時間が設定されている。このように、同一プライオリティ・グループのＨＤＤに対して異なる遅延時間を設定することで、同一プライオリティ・グループのＨＤＤのパワー・セーブ・モードの制御を同時に行うシステムにおいてシステム全体のピーク電流を少なくすることができる。なお、同一グループの一部のＨＤＤが同一の遅延時間設定を有していてもよい。

このように、本形態のＨＤＤは、実装されるシステムに応じたスピン・アップ・モードの設定を行うことができる。以下においては、ＨＤＤのスピン・アップ・モードの設定方法及びその設定に従ったＨＤＤのオペレーションについて、具体的に説明する。図４は、ＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。ＨＤＤ１は、エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０を有している。回路基板２０上に、リード・ライト・チャネル（ＲＷチャネル）２１、モータ・ドライバ・ユニット２２、ハードウェアであるハードディスク・コントローラ（ＨＤＣ）とＭＰＵの集積回路（ＨＤＣ／ＭＰＵ）２３及びＲＡＭ２４などの各回路が実装されている。

エンクロージャ１０内において、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１４は所定の角速度で磁気ディスク１１を回転する。磁気ディスク１１は、データを記憶するメディアである。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、モータ・ドライバ・ユニット２２がＳＰＭ１４を駆動する。各ヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク上を浮上するスライダと、スライダに固定され磁気信号と電気信号との間の変換（データの読み書き）を行うヘッド素子部とを備えている。各ヘッド・スライダ１２はアクチュエータ１６の先端部に固定されている。アクチュエータ１６はボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５に連結され、回動軸を中心に回動することによって、ヘッド・スライダ１２を回転する磁気ディスク１１上においてその半径方向に移動する。

モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従ってＶＣＭ１５を駆動する。アーム電子回路（ＡＥ：Arm Electronics）１３は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って複数のヘッド・スライダ１２の中から磁気ディスク１１にアクセス（リードもしくはライト）するヘッド・スライダ１２を選択し、リード／ライト信号の増幅を行う。

ＲＷチャネル２１は、リード処理において、ＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、その後、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。デコード処理されたデータは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。また、ＲＷチャネル２１は、ライト処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、さらに、コード変調されたデータをライト信号に変換してＡＥ１３に供給する。

コントローラの一例であるＨＤＣ／ＭＰＵ２３において、ＭＰＵ２３は、磁気ディスク１１あるいはＥＥＰＲＯＭ２５からＲＡＭ２４あるいはＨＤＣ内のＳＲＡＭにロードされたファーム・ウェアに従って動作する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライト処理制御、コマンド実行順序の管理、サーボ信号を使用したヘッド・ポジショニング制御（サーボ制御）、ホスト５１との間のインターフェース制御、ディフェクト管理、エラー対応処理など、データ処理に関する必要な処理及びＨＤＤ１の全体制御を実行する。

本形態において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、特に、設定データに従ったスピン・アップ制御を行う。適系的には、ＭＰＵがファームウェアと設定データに従ってスピン・アップ制御を行う。上述のように、モータ・ドライバ・ユニット２２がＳＰＭ１３に電流を供給して駆動する。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から得た制御データに従って、ＳＰＭ１３に電流を供給する。

ＳＰＭ１３のスピン・アップ・オペレーションにおいても、それは同様である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、モータ・ドライバ・ユニット２２に対して、設定されているスピン・アップ・モードに対応するスピン・アップ・プロファイルを規定するデータを渡す。モータ・ドライバ・ユニット２２は、そのプロファイルに従ってＳＰＭ１３のスピン・アップを行う。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が渡すスピン・アップ・プロファイルは、スピン・アップにおける最大電流値のほか、ＳＰＭ１３のフィード・バック制御におけるパラメータ、さらに、フィード・バック制御に移行するまでの時間や回転速度などの情報を含む。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの指示により、スピン・アップを開始する。従って、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、設置データの遅延時間に従ったタイミングで、モータ・ドライバ・ユニット２２に対してスピン・アップの開始を指示する。

図５は、ＨＤＤ１内に保存されている設定データの一例を示している。電源投入後のスピン・アップ前に磁気ディスク１１にアクセスすることはできないため、設定データは、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ２５内に格納されている。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、電源投入後にＥＥＰＲＯＭ２５から設定データを取得し、ＤＲＡＭ２４もしくはＳＲＡＭに格納する。図５に示す設定データ例は、スピン・アップ最大電流値とスピン・アップ開始遅延時間の双方を特定している。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、電源投入後のスピン・アップのため、モータ・ドライバ・ユニット２２に対して、２．０Ａの電流値を含むスピン・アップ・プロファイルデータを渡し、さらに、スピン・アップの開始を指示する。低速回転もパワー・セーブ・モードからのスピン・アップにおいては、モータ・ドライバ・ユニット２２に対して１．５Ａの電流値を含むスピン・アップ・プロファイル・データを渡し、さらに、スピン・アップの開始を指示する。

スタンバイ・モードからのスピン・アップにおいて、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、遅延時間の設定データに従って、０．３秒の経過を待って、モータ・ドライバ・ユニット２２に対して、２．０Ａの電流値を含むスピン・アップ・プロファイル・データを渡し、さらに、スピン・アップの開始を指示する。あるいは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、先にスピン・アップ・プロファイルを渡した後に、遅延時間が経過してからスピン・アップ開始を指示してもよい。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、電源が投入されると、ＨＤＤ１の起動処理を開始する。その起動処理において、上記スピン・アップ処理も行われる。一方、スタンバイ・モードや低回転モードからレディ状態（通常状態）への復帰処理を、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＨＤＤ１にとってのホスト装置であるシステム・コントローラ３からのコマンドに応じて開始する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、システム・コントローラ３からコマンドを受信してから、設定されている遅延時間が経過した後に、スピン・アップ開始をモータ・ドライバ・ユニット２２に指示する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、レディ状態からパワー・セーブ・モードへの移行も、システム・コントローラ３からのコマンドにより行う。

あるいは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、内部制御処理として、パワー・セーブ・モードへの移行及びパワー・セーブ・モードから復帰を行ってもよい。例えば、システム・コントローラ３からのアクセスが規定時間を越えて存在していない場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、パワー・セーブ・モードに移行する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、システム・コントローラ３からリード／ライトのコマンドを受信すると、パワー・セーブ・モードから復帰する。あるいは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が現在のモードをシステム・コントローラ３に予め報告しておくことで、システム・コントローラ３がパワー・セーブ・モードからの復帰をコマンドにより指示してもよい。

好ましくは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、システム・コントローラ３からの復帰コマンドによらず、内部処理でパワー・セーブ・モードから復帰する場合、遅延時間の設定にかかわりなく、遅延なくＳＰＭ１３のスピン・アップを開始する。システム・コントローラ３の管理下にない処理において、システム電源のピーク電流低減のために他のＨＤＤのスピン・アップ・タイミングと同期することが難しいため、通常のスピン・アップによりパフォーマンスの低下を避ける。

このように、それぞれのＨＤＤが異なるスピン・アップ・モードを設定されている場合、それらを制御するシステム・コントローラ３が、各ＨＤＤの設定を知っておくことが好ましい。そのため、好ましい態様において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、システム・コントローラ３に対して、自己のスピン・アップ・モード設定を通知する。この通知は、システム・コントローラ３からのコマンドに応答して、あるいは、電源投入における起動処理において自発的に行うことができる。

システム・コントローラ３は、システムに内に接続されているＨＤＤ１ａ〜１ｉの設定データを取得し、それを管理テーブルに登録する。システム・コントローラ３は、ＨＤＤ１ａ〜１ｉの電力制御（電源投入及びパワー・セーブ・モードからの復帰における電力制御）において、この管理テーブルを参照して、ＨＤＤ１ａ〜１ｉの電源投入及びパワー・セーブ・モードからの復帰指示を行う。

ＨＤＤ１のスピン・アップ・モードの設定の変更は、ＨＤＤ１をシステムに実装する前あるいはシステムに実装した後に行う。例えば、ＨＤＤ１の製造工程において、予めスピン・アップ・モード設定を登録する。システム設計者は、適切なスピン・アップ・モード設定のＨＤＤを選択した、システムに実装する。あるいは、システム・コントローラ３はＨＤＤ１に対してコマンドにより、スピン・アップ・モードの設定を指示する。これにより、システム状況に応じたスピン・アップ・モードを設定することができる。この場合、システム・コントローラ３は各ＨＤＤのスピン・アップ・モードを管理テーブルに登録して、その後の処理で使用する。

以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、本発明を、磁気ディスクと異なる記憶ディスクを有するディスク・ドライブに適用することができる。本発明は、ディスク・アレイ・システム及びそれに使用するディスク・ドライブに特に好適であるが、外部ストレージとして単独のディスク・ドライブを有するシステム及びそれに使用するディスク・ドライブにも適用することができる。

スピン・アップ・モード設定において、最大電流と遅延時間の双方を設定できることが好ましいが、その一方のみを設定できるようにしてもよい。また、遅延時間の設定は、パワー・セーブ・モードのみにおいて行うことがでいるようにしてもよい。そのような場合、例えば、電源投入におけるスピン・アップ開始タイミングを、システム・コントローラの制御により対応することができる。

本実施形態におけるディスク・アレイ・システムの構成を模式的に示すブロック図である。 本実施形態において、ディスク・アレイ・システムに接続されているＨＤＤの好ましいスピン・アップ最大電流の設定の一例を示す図である。 本実施形態において、ディスク・アレイ・システムに接続されているＨＤＤの好ましいスピン・アップ開始遅延時間の設定の一例を示す図である。 本実施形態に係るＨＤＤの全体構成を模式的に示すブロック図である。 本実施形態において、ＨＤＤ内に保存されているスピン・アップ・モードの設定データの一例を示す図である。

符号の説明

１ ハード・ディスク・ドライブ、２ ドライブ・インターフェース回路
３ システム・コントローラ、４ データ転送回路、５ ホスト・インターフェース回路
６ ホスト装置、１、１ａ〜１ｉ ハードディスク・ドライブ、１０ エンクロージャ
１１ 磁気ディスク、１２ ヘッド・スライダ
１３ アーム・エレクトロニクス（ＡＥ）、１４ スピンドル・モータ
１５ ボイス・コイル・モータ、１６ アクチュエータ、２０ 回路基板
２１ リード・ライト・チャネル、２２ モータ・ドライバ・ユニット
２３ ＨＤＣ／ＭＰＵ、２４ ＲＡＭ、２５ ＥＥＰＲＯＭ

Claims (13)

1. データを記憶するディスクを回転するスピンドル・モータと、
   電源投入からの前記スピンドル・モータのスピン・アップ・モードの設定データと、パワー・セーブ・モードからの前記スピンドル・モータのスピン・アップ・モードを設定データと、を格納している不揮発性メモリと、
   前記不揮発性メモリに格納されている設定データに従って、前記電源投入からの前記スピン・アップ及び前記パワー・セーブ・モードからの前記スピン・アップのそれぞれのモードを決定するコントローラと、
   前記電源投入からの前記スピン・アップ及び前記パワー・セーブ・モードからの前記スピン・アップのそれぞれにおいて、前記コントローラが決定したモードにおいて前記スピンドル・モータをスピン・アップするモータ・ドライバと、
   を有する、ディスク・ドライブ。
2. 前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードと前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードのそれぞれにおいて、スピン・アップ最大電流の設定が可能である、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
3. 前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードのそれぞれにおいて、スピン・アップ開始遅延時間の設定が可能である、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
4. 前記コントローラは、前記決定された電源投入からのスピン・アップのモードと前記パワー・セーブからのスピン・アップをホストに通知する、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
5. 前記コントローラは、ホストからのコマンドに応答して前記パワー・セーブ・モードから復帰する、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
6. 前記ディスク・ドライブは、前記スピンドル・モータが停止している第１パワー・セーブ・モードと前記スピンドル・モータの回転が減少されている第２パワー・セーブ・モードとを有し、
   前記コントーラは、前記第１パワー・セーブ・モードと前記第２パワー・セーブ・モードのそれぞれについて、設定データに従ってスピン・アップ・モードを決定する、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
7. 前記ディスク・ドライブは、前記スピンドル・モータが停止している第１パワー・セーブ・モードと前記スピンドル・モータの回転が減少されている第２パワー・セーブ・モードとを有し、
   前記コントローラが設定データに従って決定した一つのスピン・アップ・モードが前記第１パワー・セーブ・モードと前記第２パワー・セーブ・モードに対応づけられる、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
8. 複数のディスク・ドライブと、
   ユーザ・データを分割し、分割したデータのそれぞれを前記複数のディスク・ドライブに格納することを指示するシステム・コントローラと、を有し、
   前記複数のディスク・ドライブのそれぞれは、
   電源投入からの前記スピンドル・モータのスピン・アップ・モードの設定データと、パワー・セーブ・モードからの前記スピンドル・モータのスピン・アップ・モードを設定データと、を格納している不揮発性メモリと、
   前記不揮発性メモリに格納されている設定データに従って、前記電源投入からの前記スピン・アップ及び前記パワー・セーブ・モードからの前記スピン・アップのそれぞれのモードを決定するコントローラと、
   前記電源投入からの前記スピン・アップ及び前記パワー・セーブ・モードからの前記スピン・アップのそれぞれにおいて、前記コントローラが決定したモードにおいて前記スピンドル・モータをスピン・アップするモータ・ドライバと、
   を有する、ディスク・アレイ・システム。
9. 前記コントローラは、前記複数のディスク・ドライブの電源投入において、それぞれのスピン・アップ・タイミングをずらす、
   請求項８に記載のディスク・アレイ・システム。
10. 前記複数のディスク・ドライブにおいて、前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードと前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードのそれぞれにおいて、スピン・アップ最大電流の設定が可能である、
    請求項８に記載のディスク・アレイ・システム。
11. 前記システム・コントローラは、前記複数のディスク・ドライブを複数のグループに分割してデータの格納を制御し、
    同一グループのディスク・ドライブにおける前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードと前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードのそれぞれのスピン・アップ最大電流の設定が同一である、
    請求項１０に記載のディスク・アレイ・システム。
12. 前記複数のディスク・ドライブにおいて、前記パワー・セーブ・モードからのスピン・アップ・モードからのスピン・アップ・モードにおいて、スピン・アップ開始遅延時間の設定が可能である、
    請求項８に記載のディスク・アレイ・システム。
13. 前記複数のディスク・ドライブは、決定された電源投入からのスピン・アップのモードと前記パワー・セーブからのスピン・アップを前記システム・コントローラに通知し、
    前記システム・コントローラは、前記複数のディスク・ドライブのスピン・アップ・モードを管理し、
    前記複数のディスク・ドライブのスピン・アップ・モードに応じて、前記複数のディスク・ドライブのパワー・セーブ・モードからの復帰を制御する、
    請求項８に記載のディスク・アレイ・システム。

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