[发明专利]一种优化磁盘存储容量的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种磁盘驱动器，尤其是一种可优化磁盘存储容量的磁盘信息存储方法。

【背景技术】

现有的磁盘驱动器包括一底座及一与底座充分密封的上盖。所述底座与上盖的密封空间内收容一个或多个磁盘，它们覆盖有磁介质且装设在以恒定高速旋转的主轴马达轴上。信息通过一排磁头存储在磁盘的若干圆环形轨道上，磁头悬挂在由电子控制的驱动体磁头臂的末端。在传统的磁盘驱动器中，音圈马达遵循兹定律，音圈马达驱动磁头臂将磁头定位在存储信息的一叠磁盘所需要的径向位置。当磁盘通电旋转时，音圈马达在伺服系统的引导下使磁头定位在旋转磁盘所储存的数据上。磁盘旋转会产生空气挤压，在磁头与磁盘之间形成一层很薄的大约零点三微米的空气膜，使得磁头飞在盘面之上从若干狭窄环形磁轨上读写数据。

在理想状态下，环形磁道上交错设有伺服数据段和数据存储段。可改写的数据存储段夹在伺服数据段之间，每一伺服数据段包含有使得磁头选择磁道和定位数据存储段位置的固定的编码信息，并保证读写磁头可沿着磁道中线精准地运动。每一次磁盘一般在安装磁盘驱动器之前或者之后被格式化，所述格式化动作将确定若干磁道，并在每一磁道上写入伺服数据，从而使得磁头顺利地定位读写数据。磁道特征包括宽度(width)和间距(pitch)，宽度是指磁道在径向上两边缘之间的距离；间距是指相邻两磁道中线在径向上的距离。理想状态下，磁道上的伺服数据段和数据存储段具有相同的环状宽度。但是，在实际运用中，磁道上伺服数据段和数据存储段的环状宽度是变化的。如果由伺服编码信息决定的磁头的实际位置和目标位置不一致，磁盘会产生一个定位错误信号(PES)使得驱动臂重新定位磁头。通常，伺服磁道的径向间距(pitch)不必和数据磁道的径向间距一样，但是，间距之间的比率应该是一个不变的常量。

因为磁头和磁道之间的夹角随着磁头在盘面上的滑动在不断变化的，使得最小可接受的数据磁道间距也是随之变化的。一般，会选定的数据磁道间距一个常量值，并以此为基础最大化磁盘的数据存储容量。或者，通过伺服磁道间距的改变使得数据磁道弯曲变形。在这种方式下，伺服磁道间距和数据磁道间距一直保持着一种一致性关系。比如，数据磁道间距和伺服磁道间距的比率可以是2/3，1/1，或者其它比率，总之，从整个磁盘盘面来看这个比率是固定的。

定义磁道间距有不同的方法。美国专利申请号2005/0041322揭示了一个磁盘被分成若干径向区域，每个区域给定一个径向宽度。每个区域具有相同的伺服磁道间距。实际上整个磁盘盘面的伺服磁道间距都是相同的。但是在每个径向区域内，数据磁道间距和伺服磁道间距的比率是变化的。具体是通过在每个径向区域设置一个系数来实现的，当磁头位于该径向区域的时候，根据所述系数和给定比率的计算结果引导所述磁头从伺服磁道位置找到数据磁道的位置。所述申请进一步揭示了另一种实施方式。该方式中，伺服磁道间距是变化的，但是数据磁道间距和伺服磁道间距的比率是不变的，因此，实际上是每个径向区域的伺服磁道间距的变化控制着数据磁道间距。

但是，传统提高磁头寻道性能和磁盘容量的方法仅限于通过伺服磁道本身的变化或者在限定区域内的间距比率变化来实现的。不能在盘面上平稳连续变换数据密度，同时也难以再提高磁盘存储容量。

因此，亟待一种新的提高磁头寻道性能和磁盘容量的方法以克服现有技术中存在的缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的是提出一种能够独立平稳变换数据磁道间距和伺服磁道间距，优化磁头读写数据性能的优化磁盘存储容量的方法。

本发明的另一目的是提出一种利于不同磁头和磁头臂寻道的优化磁盘存储容量的方法。

本发明的又一目的是提出一种磁盘驱动器，该磁盘驱动器可支持具有不同数据存储密度的磁盘。

本发明的再一目的是提出一种通过独立变换数据磁道间距和伺服磁道间距，从而提高磁盘存储容量的方法。

本发明的又一目的是提出一种不与磁盘格式化操作相冲突，允许磁盘格式化操作改变的优化磁盘存储容量的方法。