[发明专利]用于透明的使损耗均匀化的硬盘扇区/轨道重新映射

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年8月22日向美国专利和商标局提交的、所分配的序 列号为60/965722的临时申请的优先权以及由该临时申请产生的所有权益。

技术领域

本原理总地涉及存储设备上的数据写入，并且更具体地涉及用于重新映 射以便在存储设备文件系统中使损耗均匀化(wear leveling)的方法和系统。

背景技术

与数据存储相关联的一个常见问题是存储介质上文件系统的部分的损 坏。一些数字视频记录软件利用固定的轨道提供可以被用来暂停或倒回实况 电视的“暂停缓冲器”。其它软件将允许该文件系统决定在硬盘上的什么地方 存储该记录。该方式的缺点是某些硬盘轨道将接收大多数的写入，使得那些 轨道比该硬盘的其余部分的损耗速率更高。

与数据存储和读取相关联的另一关注点包括效率。例如，在将数据写入 到存储设备或者从存储设备读取数据时，可能时，通常希望利用最少量的资 源。为了处理这些关注点，典型地采用包括存储介质的相对一小部分的高速 缓冲存储器系统。由于高速缓冲存储器的大小，从高速缓冲存储器中读取数 据通常比从存储介质的主盘片(main platter)读取数据快得多。在许多高速 缓冲存储器系统中，在将数据写入到存储介质的主盘片之前，将数据写入到 高速缓冲存储器。另外，将数据写入到盘片(platter)也可能以与实现写入的 原始命令的顺序不同的顺序发生。高速缓冲存储器系统一般以使在写入操作 期间存储介质的扫描最少化的方式来将数据写入盘片。在高速缓冲存储器中 在盘片上写入的顺序趋于更依赖于存储介质上的写入定位，而不是发出写入 命令的顺序。

相应地，需要一种提供高效数据写入的数据存储系统。

发明内容

本发明针对将每个轨道的写入计数存储在该轨道上或者替代地存储在硬 盘中的NVRAM中。大多数硬盘已经具有重新映射变为不可写入的扇区的机 制。该机制被用来在轨道写入计数变得太高时重新映射全部轨道。具有非常 高写入计数的轨道可以被硬盘固件映射到具有非常低写入计数的轨道。通过 基于写入的数目来自动地重新映射这些轨道，可以跨盘片更均匀地分布损耗， 由此在无需对应用软件进行修改的情况下提高了硬盘的服务寿命。

本发明可以有利地用于视频记录环境下，例如在PVR中，其要求被压缩 的数字视频内容的准确的和及时的记录。

附图说明

通过结合附图考虑以下具体描述，将容易理解本原理的教导，附图中：

图1是依据本发明的方面的个人视频记录器的示例实现的框图。

图2是依据本发明的方面的用于将数据写入存储设备的系统的示例实现 的框图。

图3是依据本发明的方面的图2的系统的示例实现的流程图。

应理解，附图是用于图示本原理的构思的目的，并且不必须是用于例示 本原理的唯一可能配置。为了便于理解，已经在可能时使用相同的附图标记 来指定各图共有的相同的元素。

具体实施方式

本发明针对将每个轨道的写入计数存储在该轨道上或者替代地存储在硬 盘中的NVRAM中。大多数硬盘已经具有重新映射变为不可写入的扇区的机 制。该机制被用来在轨道写入计数变得太高时重新映射全部轨道。具有非常 高写入计数的轨道可以被硬盘固件映射到具有非常低写入计数的轨道。通过 基于写入的数目自动地重新映射这些轨道，可以跨盘片更均匀地分布损耗， 由此在无需对应用软件进行修改的情况下提高了硬盘的服务寿命。

一些DVR应用将特定轨道专门用于暂停缓冲器。结果，对于这些轨道上 的扇区的写入的数目可能比其它轨道上的写入循环(write cycle)的数目大得 多。这些轨道上的磁性材料可能比其余轨道上的磁性材料耗损速率更高，由 此人为地降低了驱动器的整体使用期限。

可以跟踪对于每个扇区/轨道的写入的数据，并且在HD控制器级上重新 映射扇区，以便解决该问题并且在驱动器上均匀地分布写入。在不显著地影 响性能的情况下，该操作将必须对于应用是透明的，并且必须考虑分段 (fragmentation)和寻道时间(seek time)。全部轨道的重新映射而不是独立 扇区的重新映射可以有助于解决伴随这种方式的分段和性能问题。

在许多DVR应用中，不可能或者不希望在应用程序级或者OS级处实现 算法来应对这些问题。鼓励HD制造商开发替代方法以严格地在HD级克服 这些问题。