JPH03201261A - ディスク記憶装置のパワーセーブ運転方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はラップトツブ形等の電池で給電される計算機用
に適する固定ディスク装置等のディスク記憶装置のパワ
ーセーブ運転方式に関する。

〔従来の技術〕

上述のラップトツブ形計算機等を可搬パーソナルコンピ
ュータとして利用するには電池給電の必要があり、電池
の寿命ないし充電後の可使用時間を延ばすために消費電
力を極力減少させることが要求される。よく知られてい
るように計算機系の消費電力は本体よりむしろ周辺装置
の方が多く、とくに外部記憶装置として不可欠なディス
ク記憶装置はディスクの駆動やヘッドの操作にモータを
用いるので小形のものでもＩＯＷ程度の電力消費があり
、その圧縮が要請されている。

これに対する最も簡単な解決策としては、従来から計算
機のキーボードにコマンドを入れることにより、ディス
ク記憶装置の運転を必要に応じて随時発停できるように
なっている。

他の従来技術では、ディスク記憶装置が計算機から数分
程度の時間内アクセスされない場合そのモータを自動停
止させて置き、計算機から再度アクセスされた時にモー
タを再起動させて運転を再開する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述のユーザがディスク記憶装置を人為的に発
停させる従来手段では、キーボード入力に手間が掛かる
ので電力消費をきめ細かく削減するのは実際上困難であ
る。また、非アクセス時にモータを自動停止させる従来
技術では、電力消費の削減効果はこれよりかなり高いが
、運転の中断状態からモータを再起動させて再開状態に
入れるまでにふつう最低１０秒程度を要するので、とく
にディスク記憶装置に間歇的にアクセスするような用途
では平均アクセスタイムが非常に長くなってしまう、こ
のため、モータを自動停止させるまでの時間を前述のよ
うに数分程度に設定せざるを得なくなるので、電力消費
をきめ細かく削減できるとは必ずしもいえない。

本発明は電力消費を従来よりもきめ細かく削減できるデ
ィスク記憶装置のパワーセーブ運転方式を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、ディスク記憶装置内にその主な回路系
統ごとに給電を制御可能な給電制御回路を設け、読み書
き動作が中断してから第１の時限の経過後にヘッド操作
系への給電を、第１の時限よりも長い第２の時限の経過
後にディスク駆動系への給電を断つパワーセーブ手段を
ディスク記憶装置のプロセッサ内に組み込み、第１の時
限経過後から第２の時限経過前までの間はヘッド操作系
によりヘッドを給電が断たれた当時の位置に保持するこ
とにより上述の目的が達成される。なお、むしろ当然で
はあるが給電制御回路とプロセッサに対しては、第１と
第２の時限の経過のいかんに関せず常時給電が維持され
るものとする。

計算機のふつうの使用状態では、上記構成中の第１の時
限を数秒程度、第２の時限を数分程度にそれぞれ設定す
るのが好適である。

また、上記構成にいうように第一１の時限経過後から第
２の時限経過前までの間はヘッド操作系によりヘッドを
給電が断たれた当時の位置に保持するためには、ヘッド
操作系内に簡単な構造のものでも機械的なロック機構を
設けるのが一般的には確実であるが、ヘッド操作系自体
にその現在位置を保持する機能が備わっている場合には
、かかる機構をとくに設ける必要はもちろんない、とく
にステッピングモータは給電停止時にもその可動子位置
の保持機能を備えるので、これをヘッド操作モータとし
て用いるのが有利である。

第１の時限経過後に給電を断つ回路系統には、上記構成
中のヘッド操作系のほかに読み書き信号を扱う信号回路
系を、さらには読み書きデータを扱うデータ回路系をも
含ませるのが、電力消費を削減する上で有利である。逆
に、給電を常時維持すべき回路には、上記の給電制御回
路とプロセッサのほか、プロセッサを計算機と接続する
インタフェース回路がある場合は、当然これを含ませる
必要がある。

〔作用〕

本発明方式においても読み書き動作の中断時にディスク
駆動用やヘッド操作用のモータを自動的に停止させて電
力消費を削減するが、自動停止までの時限を従来より短
い第１の時限と、従来と同程度の第２の時限とに分け、
第１の時限経過後にはヘッド操作系のみを停止させ、第
２の時限経過後にディスク駆動系をも停止させることに
より、第１の時限後にヘッド操作系を停止させる分だけ
従来より電力消費を減少させ、かつ第１の時限後の運転
の中断状態から運転状態にすぐ復帰できるようにするも
のである。

なお、計算機があるジョブを実行中にディスク記憶装置
にアクセスする時間間隔の分布は秒単位から分単位まで
の広範囲に亘り得るが、本発明では上述の第１の時限を
頻度分布中の大部分例えば８０％の時間間隔がそれより
も長くなるよう例えば数秒程度に設定することにより、
ヘッド操作系を頻繁に自動停止させて電力消費をきめ細
かく削減することができる。

しかし、かかる第１の時限でディスクまで停止させてし
まうと、読み書き可能な状態まで復帰するのに前述のよ
うに少なくともＩＯ秒程度を要してアクセスタイムが非
常に長くなるほか、ふつうはヘッドをいわゆるシツピン
グゾーンまで移動させてからディスクを停止させるので
、復帰時を含めるとヘッドの往復移動に余分な時間が掛
かる。

そこで、本発明では第１の時限より長く例えば数分に設
定された第２の時限が経過した時始めてディスク駆動系
への給電を断つようにし、さらに上記構成にいうように
第１の時限後のヘッド位置をヘッド操作系への給電が断
たれた時のまま保持することにより、ヘッドの移動に上
述の往復移動のような余分な時間を掛けずに正規の運転
状態にすぐ復帰できるようにする。

〔実施例〕

以下、図を参照しながら本発明の具体実施例を説明する
。第１図は本発明によるパワーセーブ運転方式を実施し
たディスク記憶装置の構成例を示すものである。

第１図に示されたディスク記憶装置ｆ８０は、いわゆる
コントローラ内蔵形の固定ディスク装置で、通例のよう
にそのディスク１の駆動用にはスピンドルモータ４１と
その駆動回路４２とを含むディスク駆動系４０が設けら
れ、ディスク１の各面に対応するヘッド２の位置操作用
にはそれを担持するキャリッジ５１とこれと密に機械結
合されたヘッド操作モータ５２とその駆動回路５３を含
むヘッド操作系５゜が設けられている。なお、この実施
例ではヘッド操作モータ５２にはスピンドルモータが用
いられるものとする。

本発明方式を構成する給電制御回路１ｏはこれらディス
ク駆動系４０およびヘッド操作系５ｏへの電源電圧Ｖの
給電を制御するもので、この実施例では２個のトランジ
スタスイッチ１１と１２を含む、プロセッサ２０は計算
機との連系用とディスク記憶装置の全体制御用であって
、本発明を構成するパワーセーブ手段３０がそのソフト
ウェアとして組込まれており、２ビツト構威の給電制御
信号Ｓを上述の給電制御回路ｌＯに与える。

信号回路系６０はディスク１への読み書き信号の処理用
で、通例のようにすべてのヘッド２に接続されたリード
ライト回路６１と読取信号用の復調回路６２とデータ分
離やエンコード・デコード機能を持つ信号処理回路６３
を含み、この実施例ではそれへの給電がヘッド操作系５
０と同時に制御されるようになっている。データ回路系
７０は読み書き信号と読み書きデータ間の相互変換機能
をもつデータ専用の小形プロセッサである。

なお、プロセッサ２０は、上述の給電制御回路ｌＯのほ
かにヘッド操作系５０と信号回路系６０とデータ回路系
７０をも制御し、内部バス２１とインタフェース回路２
２と外部バス２３を介して図示しない計算機と接続され
ており、インタフェース回路２２とともに給電制御回路
１０を介することなくディスク記憶装置の運転中室に給
電される。また、データ回路系７０についてはふつうは
常時給電とするのがよいが、場合によっては信号回路系
６０と同様にヘッド操作系５０と同時にそれへの給電が
制御されるようにしてもよい。

以上でディスク記憶装置８０の概要構成の説明を終えた
ので、次に第２図に示されたパワーセーブ手段３０の動
作の流れを参照しながら本発明方式の全体動作を説明す
る。

インタフェース回路２３は外部バス２４上に計算機から
選択信号ＳＬが来るのを見ており、ディスク記憶装置８
０を指定する選択信号ＳＬが到来すると内部バス２１を
外部バス２３と接続するので、プロセッサ２０内のパワ
ーセーブ手段３０は最初のステップｓ１でこれを受け、
続くステップＳ２で給電制御信号Ｓをこの例ではＯにす
ることにより給電制御回路１ｏのスイッチ１１と１２を
いずれもオン状態にする。これによってディスク記憶装
置８０内のすべての回路系が給電される。

次のステップＳ３ではモード変数Ｍの値によっ゛て動作
が振り分けられ、モード変数Ｍがその前の状態が第１の
時限の経過後であったことを示す１であれば動作はステ
ップＳ５に移され、第２の時限の経過後であったことを
示す２であればステップｓ４に移される。

ステップＳ４は、前の状態が第２の時限経過後であって
ディスク駆動系４０への給電が断たれていた場合に、ス
テップＳ２による給電によってそれまで停止していたデ
ィスクｌが正規の回転状態になって読み書き動作を可能
になるまでの時間を待つためのタイマ動作ステップであ
って、このタイマにあらかじめ設定された例えば数秒か
らｌＯ秒程度の時間の経過後に動作はステップＳ４に移
される。このステップＳ５では後述の時限動作用の時間
変数ｔがＯにセットされる。

次のステップＳ６は選択信号ＳＬに付随して計算機側か
ら指定された読み書き動作を行なうステップであって、
これには通常のようにヘッド２を所定のトラックにまで
移動させた上でそれからデータを読み出して計算機に送
り、あるいは逆に計算機から送られて来るデータをそれ
に書き込む動作が含まれる。このステップＳ６の動作終
了後に動作の流れは最初のステップＳｌに戻され、これ
に応じてインタフェース回路２０は再び選択信号ＳＬの
到来待ち状態になる。

しかし、パワーセーブ手段３０側ではその動作がステッ
プＳｌからステップＳ７に移り、給電制御信号Ｓが１と
比較される。読み書き動作の終了直後のその値は０であ
るから、動作はステップＳ８に入り時間変数ｔが第１の
時限Ｔ１より小か否かが判定される。最初はもちろん然
りで、動作はステップＳ９に移って時間変数ｔに時間単
位Δｔを加算した上で流れをステップＳ１に戻す。

選択信号ＳＬを受けない状態が続き、時間変数ｔがステ
ップＳ９での逐次加算の結果第１の時限Ｔ１に達すると
、動作はステップＳ８からステップＳＩＯに移り、給電
制御回路１０に対する給電制御信号Ｓが１にされ同時に
モード変数Ｍもｌにされる。これにより給電制御回路１
０はそのスイッチ１１をオフするので、ヘッド操作系５
０と信号回路系６０への給電が断たれる。これによりデ
ィスク記憶装置は消費電力が約半分に減少したモード１
の状態に入り、ヘッド操作系５０はヘッド２をこの例で
はステッピングモータ５２の可動子値ｌの維持機能を利
用して給電断時の位置に保持する。

このモードｌの状態で選択信号ＳＬを受けると、動作は
ステップＳｌからステップＳ２に入り給電制御信号Ｓを
０にすることによりヘッド操作系５０等への給電を復活
する。モード変数Ｍはこの時ｌであるから、以後の動作
はステップＳ３からステップＳ５に飛び直ちにステップ
Ｓ６での読み書き動作を開始することができる。従って
、ユーザである計算機側からヘッド操作系５０が一時停
止していなかった時と同じアクセスタイムでディスク記
憶装置８０にアクセスすることができる。

第１の時限Ｔ１の経過後にも選択信号ＳＬが到来しない
場合、給電制御信号Ｓの値が１なので動作はステップＳ
７からステップＳｌｌを経てステップ３１２に入り、時
間変数ｔが第２の時限Ｔ２より小か否かを判定する。第
１の時限Ｔｌ後の暫くの間は判定結果は然りと出るので
、動作はステップＳ７に入って選択信号ＳＬが到来しな
い限り時間変数ｔへの加算動作を継続する。さらに時間
が経過し時間変数ｔが第２の時限Ｔ２に達した時、動作
はステップ３１２からステップ３１３に入る。

この第２の時限↑２の経過後はディスクを停止させるの
であるが、固定ディスク装置ではディスクのデータ記録
面がヘッドと触れて傷付かないようディスクの停止前に
ヘッドをシツピングゾーンに置くのが望ましいので、ス
テップＳ１３では給電制御信号Ｓを０にしてヘッド操作
手段５０への給電を一旦復活させ、ヘッドをシツピング
ゾーンに退避させた上で、次のステップＳ１４で給電制
御信号Ｓを２にしてディスク駆動系４０とヘッド操作系
５０への給電を断つ、これにより、プロセッサ２０とイ
ンタフェース回路２３とこの例ではデータ回路系７０と
だけが給電されてディスク記憶装置の消費電力が３０％
程度に削減されたモード２の状態に入る。

さらにこのステップＳ１４ではモード変数Ｍを２とした
上で流れを最初のステップＳｌに戻し、以後はこのステ
ップ３１からステップＳ７とＳｌｌを経て元に帰る動作
ループ内で選択信号ＳＬの到来を待つ。

選択信号ＳＬが到来した運転再開時には、前に説明した
ステップＳ４のタイマ動作を経てステップＳ６で読み書
き動作が行なわれる。

以上説明した実施例に限定され−ず、本発明方式はその
要旨内で種々のＢ様で実施をすることができる。第１図
のディスク記憶装置の構成や第２図の動作の流れはあく
まで例示であり、場合に応じて容易に変更を加えること
が可能である。また、モード１でデータ回路系７０への
給電も断つようにし、あるいは給電制御回路ＩＯ内のス
イッチ数を増して電力消費を削減するためにより細かな
動作を行なわせることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明方式では、ディスク記憶装置
内の主な回路系統ごとに給電を制御する給電制御回路を
設け、読み書き動作中断後の第１の時限後にヘッド操作
系への給電を、第２の時限の経過後にディスク駆動系へ
の給電をそれぞれ断つパワーセーブ手段をプロセッサ内
に組み込み、第１と第２の時限の間はヘッドをヘッド操
作系への給電が断たれた当時の位置に保持させることに
より、従来よりもディスク記憶装置の電力消費を従来よ
りもきめ細かく削減することができる。

本発明方式によるこの電力消費の削減は、前述のように
第１の時限後のモード１では５０％程度、第２の時限後
のモード２では７０％程度である。

なお、前述のように計纂機があるジップを実行中にディ
スク記憶装置にアクセスする時間間隔の分布は秒単位か
ら分単位までの広範囲に亘るが、時間間隔の頻度分布は
一般に秒単位の短時間側に高く、分単位の時間間隔は全
体の２０〜４０％程度である。従って、読み書き動作の
中断後の所定時限経過後にモータを全面停止させる従来
方式では、運転を中断状態から再開状態に入れるまでに
長時間を要し平均アクセスタイムが長くなるため自動停
止時限を数分程度に設定せざるを得ないので、電力消費
削減の機会の３０％程度しか利用されていなかったこと
になる。

これに比べて、本発明方式では第１の時限を適正に設定
すれば前述のように電力消費削減の機会の８０％程度を
利用でき、これと従来との差の５０％の機会を有効利用
しながら、その際にディスク記憶装置の電力消芦の５０
％程度を削減できる。

【図面の簡単な説明】

図はすべて本発明に関し、第１図は本発明によるパワー
セーブ運転方式を実施したディスク記憶装置の構成例を
示すその構成回路図、第２図は本発明方式を構成するパ
ワーセーブ手段の動作を例示する流れ図である０図にお
いて、 １：ディスク、２：ヘッド、１０：給電制御回路、１１
．１２　　：　）ランジスタスイッチ、２０：プロセッ
サ、２１：内部バス、２２：インタフェース回路、２３
：外部バス、３０：パワーセーブ手段、４０：ディスク
駆動系、４１ニスピンドルモータ、４２：駆動回路、５
０：ヘッド操作系、５１：キャリッジ、５２：ヘッド操
作モータ、５３：駆動回路、６０：信号回路系、６１：
リードライト回路、６２：復調回路、６３：信号処理回
路、７０：データ回路系、８０：ディスク記憶装置、Ｍ
：運転モード変数、Ｓ：給電制御信号、ＳＬ：選択信号
、５ｌ−３１４：パワーセーブ手段の動作ステップ、Ｔ
Ｉ＝第１の時限、Ｔｌ第２の時限、ｔ：時間変数、Δｔ
：時間単位、Ｖ：給電用電源電圧、８ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスク記憶装置の読み書き動作の中断時にその消費電
   力を節約するための運転方式であって、ディスク記憶装
   置内にその主な回路系統ごとに給電を制御可能な給電制
   御回路を設けるとともに、読み書き動作が中断してから
   第１の時限の経過後にはヘッド操作系への給電を、第１
   の時限よりも長い第２の時限の経過後にはディスク駆動
   系への給電をそれぞれ給電制御回路を介して断つパワー
   セーブ手段をディスク記憶装置のプロセッサ内に組み込
   み、第１の時限の経過後から第２の時限の経過前までの
   間はヘッド操作系によってヘッドをそれへの給電が断た
   れた当時の位置に保持させ、給電制御回路とプロセッサ
   に対しては第１と第２の時限の経過のいかんに関せず常
   時給電を維持するようにしたことを特徴とするディスク
   記憶装置のパワーセーブ運転方式。