[发明专利]一种新式机械硬盘及其快速寻址结构

说明书

技术领域

本发明涉及机械硬盘技术领域，特别涉及一种新式机械硬盘的快速寻址结构。本发明还涉及一种包括上述快速寻址结构的新式机械硬盘。

背景技术

随着微电子技术和半导体技术的发展，越来越多的精细电子设备已得到广泛使用。

在存储领域，硬盘是一种广泛使用且物美价廉的存储设备，尤其是其中的机械硬盘。自1956年IBM展示了全球第一款机械硬盘(HDD，Hard Disk Drive)以来，机械硬盘历经“温切斯特/Winchester”技术、MR(Magneto Resistive，磁阻)技术、巨磁阻效应磁头、垂直存储技术等的改革发展，现已成为各种计算机的绝对主流存储技术。

目前，传统的机械硬盘结构主要包括盘片、磁头、盘片转轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部分。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。信息通过离磁性表面很近的磁头，由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，信息可以通过相反的方式读取。

机械硬盘在进行读写时，需要磁头在盘片上进行寻址。在现有技术中，磁头首先需要确定磁盘地址(柱面号，磁头号，扇区号)和内存地址(源/目)，当需要从磁盘读取数据时，系统会将数据逻辑地址传给磁盘，磁盘的控制电路按照寻址逻辑将逻辑地址翻译成物理地址，即确定即将读写的数据在某个磁道和扇区，为了读写对应扇区的数据，需要将磁头放到这个扇区上方，为了实现这一点，首先必须找到柱面，即磁头需要移动对准相应磁道，这个过程叫做寻道，所耗费时间叫做寻道时间。然后目标扇区旋转到磁头下，即磁盘旋转将目标扇区旋转到磁头下，该过程耗费的时间叫做旋转时间。整体来看，任意一次访盘请求(读/写)完成过程由三个动作组成，即寻道(时间)，磁头移动定位到指定磁道；旋转延迟(时间)，等待指定扇区从磁头下旋转经过；数据传输(时间)，数据在磁盘与内存之间的实际传输过程。其中，机械硬盘的寻道时间相对较长，这极大影响了机械硬盘的速写速率，限制了机械硬盘的发展。

因此，如何克服机械硬盘的寻道时间过长带来的读写速率慢的困难，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新式机械硬盘的快速寻址结构，能够克服机械硬盘的寻道时间过长带来的读写速率慢的困难，提高读写速率。本发明的另一目的是提供一种包括上述快速寻址结构的新式机械硬盘。

为解决上述技术问题，本发明提供一种新式机械硬盘的快速寻址结构，包括若干个同心分布且直径各异的筒片和设置于相邻两个所述筒片之间的空隙内的多组磁头；各所述筒片的外表面为存储面，所述存储面上沿其轴向方向堆叠有若干个呈环形的磁道，各所述磁道上其沿周向划分有若干个扇区；每组所述磁头的数量与其对应的所述筒片上的磁道数量相同，且各所述磁头分别位于各自对应的磁道上方。

优选地，每组所述磁头在各自对应的所述筒片的外表面上沿其周向方向均匀分布。

优选地，每组所述磁头内的相邻两个所述磁头的夹角为1～5°。

优选地，相邻两组所述磁头内的各个所述磁头在各所述筒片的径向上交错分布。

本发明还提供一种新式机械硬盘，包括壳体和设置于所述壳体内的快速寻址结构，其中，所述快速寻址结构具体为上述任一项所述的快速寻址结构。

本发明所提供的新式机械硬盘的快速寻址结构，主要包括筒片、磁道和磁头。其中，筒片呈同心圆分布有多个，且直径各异。在各个筒片的外表面上设置有存储面，且在各存储面上沿筒片的轴向方向堆叠有若干个呈环形的磁道，并且各圈磁道在周向方向上划分为多个扇区。如此，各个磁道上的相同圆心角内的各个扇区组成一个扇面，同时各个筒片上位于相同高度的各个磁道组成一个柱面。而磁头设置在相邻两个筒片之间的空间内，包括若干组，每一组磁头对应一个筒片的存储面。每组磁头的数量与各自对应的筒片上的磁道数量相同，且每组磁头中的各个磁头分别对应该筒片上的各个磁道。如此，本发明所提供的新式机械硬盘的快速寻址结构，当系统开始在硬盘上进行读写操作时，各个筒片高速旋转，而磁头保持静止不动，由于每一组磁头中的各个磁头均对应着一个筒片上的各个磁道，相当于每个磁道都已经被正确寻找，因此，在筒片的存储面上读写数据时，系统无需进行寻道操作，只需花费旋转延迟时间和数据传输时间，等待对应磁道上的对应扇区从磁头下旋转经过即可，相比于现有技术，系统在硬盘上读写数据时，跳过了寻道操作，节省了寻道时间，大幅降低了系统对硬盘的每次访盘请求的耗费时间，提高了硬盘的数据读写效率和反应速度。

附图说明