使用磁間距損耗評估數據存儲設備的方法和系統的製作方法

2023-09-18 03:48:15 1

專利名稱：使用磁間距損耗評估數據存儲設備的方法和系統的製作方法
技術領域：
各種實施方式及其組合涉及通過確定磁間距損耗來評估數據存儲設備。
背景技術：
數據存儲子系統包括各種用於使讀/寫磁頭寫入數據存儲介質以及從數據存儲 介質進行讀取的組件。記錄通道是數據格式控制和數據存儲介質之間的路徑。在記錄通道 內，將寫入信號傳輸到讀/寫磁頭的傳感器以便在數據存儲介質上記錄數據，並且由布置 在讀/寫磁頭上的讀取傳感器生成讀取信號。存儲設備的許多潛在故障機制之一是重放信號質量或幅度的降級。重放信號的降 級可能由幾種情況引起，例如磁頭到存儲介質的間距增加、磁頭和存儲介質之間的氣膜厚 度增加、在磁頭空氣軸承表面上形成靜止介質碎片微粒、在寫入或讀取磁頭傳感器的磁隙 中隨著時間的流逝出現極尖沉降等。

發明內容
在一個實施例中，提供了一種評估數據存儲設備的性能的方法。此類評估的結果 可以用於故障預測、存儲設備設計、存儲設備優化。所述方法建立總體有效損耗參數閾值，確定所述數據存儲設備的實際總體有效損 耗參數，並且如果所述實際總體有效損耗參數大於所述總體有效損耗參數閾值，則所述方 法使數據存儲設備停止服務。在另一個實施例中，提供了一種包括計算機可讀介質的製品，所述計算機可讀介 質包括布置在其中的計算機可讀程序代碼以評估數據存儲設備的性能。所述計算機可讀程 序代碼包括一系列計算機可讀程序步驟，用於實現檢索預定總體有效損耗參數閾值，確定 所述數據存儲設備的實際總體有效損耗參數，以及如果所述實際總體有效損耗參數大於所 述總體有效損耗參數閾值，則生成使所述數據存儲設備停止服務的消息。在再一個實施例中，提供了一種編碼在計算機可讀介質中並可與可編程計算機處 理器一起使用以評估磁記錄系統的性能的電腦程式產品。所述電腦程式產品包括計算 機可讀程序代碼，所述計算機可讀程序代碼使所述可編程處理器檢索預定總體有效損耗參 數閾值，確定數據存儲設備的實際總體有效損耗參數，以及如果所述實際總體有效損耗參 數大於所述總體有效損耗參數閾值，則使所述數據存儲設備停止服務。


通過結合附圖閱讀以下詳細描述，將更好地理解本發明，在所述附圖中，相同的標 號用於指定相同的元素，這些附圖是圖1是其中實現本發明的各實施例的示例性硬體和軟體環境的圖示；圖2是圖1的示例性帶驅動單元的圖示；圖3A概述了申請人的方法的特定初始步驟；
3
圖3B概述了申請人的方法的特定附加步驟；圖3C概述了申請人的方法的特定附加步驟；圖4以圖形方式示出了兩組FIR抽頭(tap)值，其中在捕獲第一組抽頭值之後的 時間捕獲第二組抽頭值；圖5以圖形方式示出了來自初始時間tl和後續時間t2的FIR幅度響應，其中時 間t2在磁記錄系統的某次使用之後；以及圖6以圖形方式示出了 FIR幅度響應比曲線和華萊士間距損耗參數(Wallace spacing loss parameter)到此曲線的最小均方(LMS)擬合。
具體實施例方式參考附圖在以下描述中的優選實施例中描述了本發明，其中相同的編號表示相同 或相似的元素。在整個說明書中，對「一個實施例」、「某一實施例」或類似語言的引用指結 合該實施例描述的特定特性、結構或特徵包括在本發明的至少一個實施例中。因此，在整個 說明書中出現的短語「在一個實施例中」、「在某個實施例中」和類似語言可以但不一定全部 指同一實施例。本發明的所述特性、結構或特徵可以以任何適合的方式組合在一個或多個實施例 中。在以下描述中，敘述了許多特定細節以徹底理解本發明的實施例。但是，相關領域的技 術人員將意識到，可以在沒有一個或多個特定細節或可以通過其他方法、組件、材料等實現 本發明。在其他情況下，沒有詳細示出或描述公知的結構、材料或操作以避免未重點突出本 發明的各方面。通常作為邏輯流程圖給出所包括的示意性流程圖。因此，示出的順序和標記的步 驟指示提供的方法的一個實施例。可以構想在功能、邏輯或效應上與示出的方法的一個或 多個步驟或其各部分等價的其他步驟和方法。此外，所採用的格式和符號用於解釋所述方 法的邏輯步驟，並且被理解為並非限制所述方法的範圍。雖然可以在流程圖中採用各種箭 頭類型和線型，但是它們被理解為並非限制對應方法的範圍。實際上，可以使用某些箭頭或 其他連接符來僅指示所述方法的邏輯流程。例如，箭頭可以指示所示方法的枚舉步驟之間 的未指定持續時間的等待或監視周期。此外，特定方法發生的順序可以嚴格遵循也可以不 嚴格遵循示出的對應步驟的順序。在此，在使用多個帶驅動器和多個磁帶存儲介質的數據存儲實施例中描述申請人 的發明。此描述不應被視為進行限制。相反，申請人的發明可用於總體評估存儲設備的性 能。現在參考圖1，示出了其中實現本發明的一個實施例的硬體和軟體環境。主計算機 102除了其他程序之外還包括存儲管理程序104。在特定實施例中，主計算機102包括單個 計算機。在備選實施例中，主計算機102包括一個或多個大型計算機、一個或多個工作站、 一個或多個個人計算機以及它們的組合等。通過通信鏈路108、110和112在主計算機102與由數據存儲及檢索系統(例如， 數據存儲及檢索系統106)管理的輔助存儲設備之間傳輸信息。通信鏈路108、110和112 包括諸如RS-232電纜或RS-422電纜之類的串行互連、乙太網互連、SCSI互連、光纖通道互 連、ESCON互連、FICON互連、區域網(LAN)、專用廣域網(WAN)、公用廣域網、存儲區域網絡(SAN)、傳輸控制協議/網際協議(TCP/IP)、網際網路以及它們的組合等。在圖1中示出的實施例中，數據存儲及檢索系統106包括數據存儲設備114和 116。在備選實施例中，數據存儲及檢索系統106包括單個數據存儲設備。在備選實施例中， 數據存儲及檢索系統106包括兩個以上的數據存儲設備。在數據存儲及檢索系統106內，以可移除方式布置多個可攜式帶存儲介質118。在 特定實施例中，多個帶存儲介質118容納在多個可攜式帶盒120中。可以以可移除的方式 將每個此類可攜式帶盒布置在適合的數據存儲設備中。數據存儲及檢索系統106還包括用於管理數據存儲設備114和116以及多個便攜 式帶盒120的程序邏輯。在特定實施例中，每個數據存儲設備114和116包括諸如控制器 122和124之類的控制器，所述控制器包括此類程序邏輯。在備選實施例中，數據存儲及檢索系統106和主計算機102可以共同位於單個裝 置上。在此情況下，主計算機102可以與另一個主計算機相連，以便例如出於安全性或其他 原因而將一組庫命令或協議轉換為另一組命令/協議，或將庫命令從一個通信接口轉換到 另一個通信接口。數據存儲及檢索系統106包括計算機系統，並例如管理多個帶驅動器和帶盒。在 此類實施例中，數據存儲設備114和116可以是本領域中公知的任何適合的帶驅動器，例 如TotalStoragetm 3590帶驅動器(TotalStorage是IBM公司的商標)。類似地，帶盒120 可以是本領域中公知的任何適合的帶盒設備，例如ECCST、Magstar, TotalStoragetm 3420、 3480、3490E、3580、3590 帶盒等。現在參考圖2，示出了示例性帶驅動單元200。當寫入諸如磁帶202之類的磁帶存 儲介質時，所述帶介質的一部分布置在諸如帶盤204之類的第一可轉動帶盤上，並且所述 帶介質的一部分布置在諸如帶盤206之類的第二可轉動帶盤上。移動所述可轉動帶盤以使 帶存儲介質202經過磁頭208從一個帶盤移動到另一個帶盤上。磁頭208包括寫入磁頭 210，其中當帶存儲介質202經過寫入磁頭210時，寫入磁頭210將信息編碼到此介質中。如 本領域的技術人員將理解的，磁頭208可以包括未在圖2中示出的其他元件和組件。在圖2中示出的實施例中，磁頭208與控制器214通信。在特定實施例中，將控制 器214與磁頭208集成。此外，在圖2中示出的實施例中，控制器214包括處理器216和數 據緩衝器218。控制器214與計算機可讀介質220通信。指令222被編碼在計算機可讀介 質220中。在特定實施例中，計算機可讀介質220與控制器214集成。在圖2中示出的實施 例中，帶盤204、帶盤206、磁頭208、控制器214以及計算機可讀介質220布置在帶驅動單 元200內。如本領域的技術人員將理解的，帶驅動單元200可以包括未在圖2中示出的其 他元件和組件。在圖2中示出的實施例中，主計算機102與數據存儲設備200通信。此外，在圖2 中示出的實施例中，主計算機102包括處理器242、計算機可讀介質244以及編碼在計算機 可讀介質244中的計算機可讀程序代碼246。圖3A概述了申請人的用於評估數據存儲設備的性能的方法。如本領域的技術人 員將理解的，讀取元件210檢測在移動順序信息存儲介質202中編碼的數據。讀取元件210 在讀取通道中包括一個對寫入順序信息存儲介質200的數據進行解碼的元件。此類讀取通
5道還包括有限脈衝響應(FIR)濾波器(有時被稱為中線性濾波器(mid-linear filter))。FIR濾波器是在數位訊號處理(DSP)應用中使用的一種數字濾波器。FIR濾波器 用於修改理想部分響應最大似然(PRML)通道的頻率響應。當記錄通道的頻率響應由於使 用通道硬體而隨時間變化時，FIR濾波器補償非線性信號損耗以嘗試保持與理想PRML通道 頻率響應匹配。此外，FIR抽頭是指示實現濾波器所需的存儲器量、所需的計算量以及濾波 器可以執行的「濾波」量的係數/延時對。申請人:的用於評估數據存儲設備的性能的方法使用多個FIR抽頭。現在參考圖 3A，在步驟305所述方法提供包括FIR濾波器(包括(N)個抽頭)的數據存儲設備，其中 (N)大於或等於1。在特定實施例中，(N)大於1。在特定實施例中，(N)大於5。在步驟310，所述方法在時間tl使用除了其他元素之外還包括FIR濾波器的讀取 通道來解碼順序信息存儲介質。在特定實施例中，步驟310由諸如控制器214(圖2)之類 的布置在步驟305的數據存儲設備中的控制器執行。在特定實施例中，步驟310由諸如處 理器242 (圖2)之類的布置在與步驟305的數據存儲設備通信的主計算機(如主計算機 102 (圖2))內的處理器執行。在特定實施例中，初始時間tl是在銷售帶驅動單元並且製造商測量(η)個FIR抽 頭之前的某一時間。在其他實施例中，時間tl是在銷售帶驅動單元之後但在使用帶驅動單 元之前的某一時間。在此類實施例中，由帶驅動單元的購買者測量(η)個FIR抽頭。在其 他實施例中，時間tl出現在帶驅動器的使用期限內的任一時間。在步驟315，所述方法測量第(η)個FIR抽頭，其中(η)初始設為1。在特定實施 例中，步驟315由諸如控制器214(圖2)之類的布置在步驟305的數據存儲設備中的控制 器執行。在特定實施例中，步驟315由諸如處理器242(圖2)之類的布置在與步驟305的 數據存儲設備通信的主計算機(如主計算機102 (圖2))內的處理器執行。在步驟320，所述方法保存至少一個在時間tl的第(η)個FIR抽頭值。在特定實 施例中，在時間tl的第(η)個FIR抽頭值被編碼在諸如計算機可讀介質220之類的布置在 步驟305的數據存儲設備中的計算機可讀介質中。在特定實施例中，在時間tl的第(η)個 FIR抽頭值被編碼在諸如計算機可讀介質244之類的布置在與步驟305的數據存儲設備通 信的主計算機內的計算機可讀介質中。在特定實施例中，步驟320由諸如控制器214(圖2) 之類的布置在步驟305的數據存儲設備中的控制器執行。在特定實施例中，步驟320由諸 如處理器242 (圖2)之類的布置在與步驟305的數據存儲設備通信的主計算機(如主計算 機102 (圖2))內的處理器執行。在步驟325，所述方法判定是否已監視所有(N)個FIR抽頭，S卩(η)是否等於(N)。 在特定實施例中，步驟325由諸如控制器214(圖2)之類的布置在步驟305的數據存儲設 備中的控制器執行。在特定實施例中，步驟325由諸如處理器242(圖2)之類的布置在與 步驟305的數據存儲設備通信的主計算機(如主計算機102 (圖2))內的處理器執行。如果所述方法在步驟325判定尚未監視所有(N)個FIR抽頭，則所述方法從步驟 325轉到步驟330，其中所述方法遞增(η)。所述方法從步驟330轉到步驟315並如在此描 述的那樣繼續。備選地，如果所述方法在步驟325判定已監視所有(N)個FIR抽頭，則所述方法從 步驟325轉到步驟335，其中所述方法在時間t2 (其中時間t2晚於時間tl，即在時間tl之後)使用除了其他元素之外還包括FIR濾波器的讀取通道解碼順序信息存儲介質。在特定 實施例中，步驟335的順序信息存儲介質與在步驟310中使用的順序信息存儲介質相同。在 特定實施例中，步驟335的順序信息存儲介質與在步驟310中使用的順序信息存儲介質不 同。在特定實施例中，步驟335由諸如控制器214(圖2)之類的布置在步驟305的數 據存儲設備中的控制器執行。在特定實施例中，步驟335由諸如處理器242(圖2)之類的 布置在與步驟305的數據存儲設備通信的主計算機(如主計算機102 (圖2))內的處理器 執行。在步驟340，所述方法測量第(j)個FIR抽頭，其中(j)初始設為1。在特定實施 例中，步驟315的第(η)個FIR抽頭對應於步驟340的第(j)個FIR抽頭。在特定實施例 中，步驟340由諸如控制器214(圖2)之類的布置在步驟305的數據存儲設備中的控制器 執行。在特定實施例中，步驟340由諸如處理器242(圖2)之類的布置在與步驟305的數 據存儲設備通信的主計算機(如主計算機102 (圖2))內的處理器執行。在步驟345，所述方法保存至少一個在時間t2的第(j)個FIR抽頭值。在特定實 施例中，在時間t2的第(j)個FIR抽頭值被編碼在諸如計算機可讀介質220之類的布置在 步驟305的數據存儲設備中的計算機可讀介質中。在特定實施例中，在時間t2的第(j)個 FIR抽頭值被編碼在諸如計算機可讀介質244之類的布置在與步驟305的數據存儲設備通 信的主計算機內的計算機可讀介質中。在特定實施例中，步驟345由諸如控制器214(圖2) 之類的布置在步驟305的數據存儲設備中的控制器執行。在特定實施例中，步驟345由諸 如處理器242 (圖2)之類的布置在與步驟305的數據存儲設備通信的主計算機(如主計算 機102 (圖2))內的處理器執行。在步驟350，所述方法判定是否已在時間t2監視所有(N)個FIR抽頭，S卩(j)是否 等於(N)。在特定實施例中，步驟350由諸如控制器214 (圖2)之類的布置在步驟305的數 據存儲設備中的控制器執行。在特定實施例中，步驟350由諸如處理器242(圖2)之類的 布置在與步驟305的數據存儲設備通信的主計算機(如主計算機102 (圖2))內的處理器 執行。如果所述方法在步驟350判定在時間t2尚未監視所有(N)個FIR抽頭，則所述方 法從步驟350轉到步驟355，其中所述方法遞增(η)。所述方法從步驟355轉到步驟340並 如在此描述的那樣繼續。圖4以圖形方式示出了兩組FIR抽頭值。在t2測量第二組FIR抽頭值，並且因此 在第一組FIR抽頭值之後並在步驟305的數據存儲設備的某一使用量之後獲得第二組FIR 抽頭值。如果所述方法在步驟350判定在時間t2已監視所有(N)個FIR抽頭，則所述方法 從步驟350轉到步驟360，其中所述方法通過計算在時間tl獲得的(N)個FIR抽頭值的傅 立葉變換來形成傳遞函數(η)。在特定實施例中，步驟360由諸如控制器214(圖2)之類的 布置在步驟305的數據存儲設備中的控制器執行。在特定實施例中，步驟360由諸如處理器 242 (圖2)之類的布置在與步驟305的數據存儲設備通信的主計算機(如主計算機102 (圖 2))內的處理器執行。在步驟365，所述方法通過計算在時間t2獲得的(N)個FIR抽頭值的傅立葉變換來形成傳遞函數(j)。在特定實施例中，步驟365由諸如控制器214 (圖2)之類的布置在步 驟305的數據存儲設備中的控制器執行。在特定實施例中，步驟365由諸如處理器242(圖 2)之類的布置在與步驟305的數據存儲設備通信的主計算機(如主計算機102 (圖2))內 的處理器執行。(N)個FIR抽頭的傅立葉變換將讀取均衡器傳遞函數或信號衰減幅度計算為反磁 通空間密度的函數，如圖5中所示，其中傳遞函數幅度在其最大值處被正規化為1。在步驟370，所述方法通過將步驟365的(j)FIR傳遞函數除以步驟360的(n)FIR 傳遞函數來形成FIR幅度響應比曲線。在特定實施例中，步驟370由諸如控制器214 (圖2) 之類的布置在步驟305的數據存儲設備中的控制器執行。在特定實施例中，步驟370由諸 如處理器242 (圖2)之類的布置在與步驟305的數據存儲設備通信的主計算機(如主計算 機102 (圖2))內的處理器執行。可以通過華萊士間距損耗函數將步驟370的FIR幅度響應比曲線計算為
權利要求
1. 一種評估數據存儲設備的性能的方法，所述方法包括建立總體有效損耗參數閾值；確定所述數據存儲設備的實際總體有效損耗參數；如果所述實際總體有效損耗參數大於所述總體有效損耗參數閾值，則在運行上使所述 數據存儲設備停止服務。
2.如權利要求1中所述的方法，還包括如果所述實際總體有效損耗參數不大於所述總體有效損耗參數閾值，則在運行上使用 所述實際總體有效損耗參數來確定當所述數據存儲設備的總體有效損耗參數將大於所述 總體有效損耗參數閾值時的未來時間；以及安排在所述未來時間評估所述數據存儲設備。
3.如權利要求1中所述的方法，其中確定實際總體有效損耗參數包括在時間tl測量第一多個有限脈衝響應FIR抽頭；以及通過計算所述第一多個FIR抽頭的傅立葉變換確定第一 FIR傳遞函數。
4.如權利要求3中所述的方法，還包括在時間t2測量第二多個FIR抽頭；以及通過計算所述第二多個FIR抽頭的傅立葉變換確定第二 FIR傳遞函數；其中時間t2在時間tl之後。
5.如權利要求4中所述的方法，還包括使用所述第一FIR傳遞函數和所述第二 FIR傳 遞函數確定時間t2與時間tl之間的FIR幅度響應比。
6.如權利要求5中所述的方法，還包括使用華萊士間距損耗函數以及所述時間t2與 時間tl之間的FIR幅度響應比來計算所述實際有效損耗參數。
7.如權利要求6中所述的方法，還包括求解總體有效損耗參數(d)
8.一種系統，其包括適於執行根據權利要求1-7中的任一權利要求的方法的所有步驟 的裝置。
全文摘要
本發明涉及一種使用磁間距損耗評估數據存儲設備的方法和系統。一種評估磁記錄系統的性能的方法包括在時間t1測量第一組有限脈衝響應濾波器抽頭值，在時間t2測量第二組有限脈衝響應濾波器抽頭值，其中時間t2在時間t1之後，以及使用所述第一組抽頭值和所述第二組抽頭值計算實際損耗參數。所述方法然後將所述實際損耗參數與總體有效損耗閾值相比較。
文檔編號G11B5/58GK102005210SQ20101026627
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月27日 優先權日2009年8月28日
發明者E·R·克裡斯騰森, W·S·恰爾內斯基 申請人:國際商業機器公司