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`US 20070083785Al
`
`c19) United States
`c12) Patent Application Publication
`Sutardja
`
`c10) Pub. No.: US 2007 /0083785 Al
`Apr. 12, 2007
`(43) Pub. Date:
`
`(54) SYSTEM WITH HIGH POWER AND LOW
`POWER PROCESSORS AND THREAD
`TRANSFER
`
`(76)
`
`Inventor: Sehat Sutardja, Los Altos Hills, CA
`(US)
`
`Correspondence Address:
`HARNESS, DICKEY & PIERCE P.L.C.
`5445 CORPORATE DRIVE
`SUITE 200
`TROY, MI 48098 (US)
`
`(21) Appl. No.:
`
`11/523,996
`
`(22)
`
`Filed:
`
`Sep. 20, 2006
`
`Related U.S. Application Data
`
`(63)
`
`Continuation-in-part of application No. 11/503,016,
`filed on Aug. 11, 2006, and which is a continuation(cid:173)
`in-part of application No. 10/865,368, filed on Jun.
`10, 2004, and which is a continuation-in-part of
`application No. 11/322,447, filed on Dec. 29, 2005.
`
`(60)
`
`Provisional application No. 60/825,368, filed on Sep.
`12, 2006. Provisional application No. 60/823,453,
`filed on Aug. 24, 2006. Provisional application No.
`
`60/822,015, filed on Aug. 10, 2006. Provisional appli(cid:173)
`cation No. 60/820,867, filed on Jul. 31, 2006. Provi(cid:173)
`sional application No. 60/799,151, filed on May 10,
`2006. Provisional application No. 60/678,249, filed
`on May 5, 2005.
`
`Publication Classification
`
`Int. Cl.
`(51)
`G06F 1100
`(2006.01)
`0~ vs.a .............................................................. nm~
`
`(57)
`
`ABSTRACT
`
`A system on chip (SOC) includes first and second processors
`and a control module. The first processor implemented by
`the SOC has active and inactive states and processes first and
`second sets of threads during the active state. The second
`processor implemented by the SOC has active and inactive
`states, wherein the second processor consumes less power
`when operating in the active state than the first processor
`operating in the active state. The control module, imple(cid:173)
`mented by the SOC communicates with the first and second
`processors, selectively transfers the second set of threads
`from the first processor to the second processor and selects
`the inactive state of the first processor. The second processor
`processes the second set of threads.
`
`Active
`
`8
`
`f60
`
`Micro drive
`
`66
`~ 6 5
`
`9 ~
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`
`1/0 Interface
`
`6
`
`7
`
`11
`
`12
`
`Flash and/or
`HOD with
`FLASH IF
`
`69
`
`13
`
`14
`
`15
`
`Secondary
`CPU
`
`Secondary
`GPU
`
`62
`
`64
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0001
`
`

`

`Patent Application Publication Apr. 12, 2007 Sheet 1 of 47
`
`US 2007/0083785 Al
`
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`
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`
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`
`System Bus
`
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`
`PCI Bus
`
`Bus
`
`Management
`
`System
`
`PCI Slots
`
`36
`
`c20
`
`GPU
`
`34
`
`25
`
`33
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0003
`
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`
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`
`FIG. 2A
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`Petitioner Samsung Ex-1008, 0006
`
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`
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`
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`
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`
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`
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`
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`
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`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0007
`
`

`

`Patent Application Publication Apr. 12, 2007 Sheet 7 of 47
`
`US 2007/0083785 Al
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`
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`
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`
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`
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`
`Bus
`
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`
`System
`
`PCI Bus
`
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`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0009
`
`

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`Flash and/or HOD
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`1/0 Chipset
`
`FIG. 4A
`
`22
`
`32
`
`PCI Bus
`
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`
`ISA Bus
`
`40
`
`Bus
`
`Management
`
`System
`
`~:~:·~:~::>~:~~~~:~:~:
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`36
`
`27
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0010
`
`

`

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`--.J
`0
`0
`N
`N
`
`~
`
`158
`
`154
`
`Memory
`
`Memory
`
`FIG. 48
`
`113
`
`44
`
`108
`
`GPU
`
`Secondary
`
`Flash IF
`HOD with
`
`Flash and/or
`
`llil~{i~I~l
`
`43
`
`11:~il~\%t~
`
`41
`
`ISA Bus
`
`40
`
`LPDD
`
`1/0 Chipset
`
`Bus
`
`Management
`
`System
`
`PCI Bus
`
`-"·...,>,..:·-..:,,\ .. ',S'•,".
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`
`System Bus
`
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`
`26
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`Active
`
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`
`,.,:lnactiv.e,:.,
`
`/,,· ,••' ,✓ ....... ,,J / /_,, ~/
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0011
`
`

`

`Patent Application Publication Apr. 12, 2007 Sheet 11 of 47
`
`US 2007/0083785 Al
`
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`
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`
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`
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`(")
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0012
`
`

`

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`.... 0 =
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`.... 0 =
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`
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`~ .....
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`(')
`
`('D = .....
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`""O
`
`Flash IF
`HDD with
`
`Flash IF
`
`Host
`
`317
`
`315
`
`I
`
`LPDD Maint. Module
`
`308 \.
`
`LPDD
`/312
`
`I ~
`
`HPDD
`
`310
`
`I I Adaptive Storage Module
`
`306\.
`
`FIG. 6
`
`LUB Module
`
`304~
`
`Drive Control Module
`
`.,,-254
`
`Caching Hierarchy
`
`HP Nonvolatile Memory
`
`LP Nonvolatile Memory
`
`Volatile Memory
`
`~268
`
`270
`
`-
`
`✓250
`
`L2 Cache
`
`L 1 Cache
`
`CPU (GPU)
`
`FIG. 5
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0013
`
`

`

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`N
`
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`
`"e
`
`(')
`
`I
`
`I
`t
`
`I
`
`~ 370
`
`transfer is complete.
`Turn off HPDD when
`
`368
`
`LPDD.
`
`and retrieve data from
`
`Transfer data to µ-344
`
`LPDD.
`
`366
`
`I Transfer LUB I
`
`to HPDD
`
`L_
`
`360
`
`from LPDD
`Retrieve data
`
`356
`
`N
`
`"':v§ u ffici e nt"'-..
`
`Turn off HPDD. µ
`
`-
`
`y
`
`Power HPDD
`
`N
`
`336~
`
`I
`
`FIG. 7A
`
`Tv
`
`"--....r~;~est?/
`
`330
`
`334-,
`
`Ni
`
`328
`
`y _/ vUllll,lt::IIL '<....._
`
`320
`
`)-I
`
`Start
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0014
`
`

`

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`QO
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`0
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`0
`0
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`> ....
`
`370
`
`368
`
`transfer is complete.
`Turn off HPDD when
`
`LPDD.
`
`and retrieve data from
`Transfer data to LPDD
`
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`.... 0 =
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`.... 0 =
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`
`--:i
`0
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`N
`
`~
`
`FIG. 7B
`
`to HPDD
`
`~ Transfer LUB
`
`366
`
`360
`
`from HPDD
`
`1 Retrieve data 1
`378
`
`I
`
`from LPDD
`>-.i Retrieve data
`
`356
`
`320
`
`Start
`
`344
`
`364
`
`340
`
`N
`
`330
`
`328
`
`LPDD.
`
`Transfer data to
`
`Turn off HPDD.
`
`336
`
`334
`
`on HPDD
`Store data
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0015
`
`

`

`Ul
`QO
`-....J
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`QO
`0
`0
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`0
`0
`N
`rJJ
`c
`
`> ....
`
`FIG. 7D
`
`FIG. 7C
`
`t :-: ....
`.... 0 =
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`
`~ .....
`
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`rJJ =(cid:173)
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`-....J
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`
`Ul
`
`('D
`
`-....J
`0
`0
`N
`N
`
`~
`
`395
`
`soon to HPDD.
`
`file that are unlikely to be used
`moving old files and/or other
`
`Perform housekeeping such as
`
`from LPDD
`Retrieve data
`
`356
`
`344
`
`LPDD.
`
`Transfer data to
`
`Store data on HPDD.
`
`,---.-394
`
`392
`
`Start
`
`320
`
`Start
`
`y
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0016
`
`

`

`Ul
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`QO
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`0
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`0
`0
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`
`FIG. 88
`
`FIG. SA
`
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`4
`
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`
`Module
`Control
`Storage
`Adaptive
`
`System
`Operating
`
`)430
`
`-,
`
`-
`
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`
`,J
`
`I
`
`I HPDD
`
`Memory
`
`HP Nonvolative
`
`~426
`
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`
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`
`BUS(ES) "'
`
`J
`
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`
`.
`
`~
`I
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`
`Flash IF
`HDD with
`
`I
`I Flash
`I LPDD
`
`Memory
`
`LP Nonvolatile
`
`,,-416
`;I.
`
`r-424
`
`--,,,
`
`-
`
`...
`
`J
`
`Memory
`Volatile
`
`22
`
`~
`
`414
`
`Module
`Control
`Storage
`Adaptive
`
`,,.
`
`-
`
`-
`
`...
`
`BUS(ES)
`
`Module
`
`Cache Control
`
`;-411
`
`)
`
`V-416
`
`-
`
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`
`..
`
`-
`
`,,.
`
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`
`426
`
`I
`...
`I -
`
`Flash
`
`Memory
`
`LP Nonvolatile
`
`r-424
`
`....
`
`J
`
`Memory
`Volatile
`
`I HOD with
`I
`I LPDD
`
`I
`
`I HPDD
`
`Memory
`
`HP Nonvolative
`,
`
`Flash IF
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0017
`
`

`

`t :-: ....
`.... 0 =
`"-= = O" -....
`.... 0 =
`t "e -....
`
`Ul
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`
`(')
`
`~ .....
`
`(')
`
`('D = .....
`"-= ~ .....
`
`474
`
`nonvolatile memory
`
`Store data in LP
`
`Store in HPDD
`
`468
`
`FIG. 9
`
`Start
`
`429
`
`414
`
`431
`
`Flash IF
`HOD with
`
`Flash IF
`
`Host
`
`424'
`
`LPDD
`
`HPDD
`
`426'
`
`400-3
`
`440 f
`
`Module
`Control
`Storage
`Adaptive
`
`Module
`Control
`Host
`
`fJG_._8C
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0018
`
`

`

`:-: ....
`> "e
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`.... 0
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`...
`""O = O"
`.... 0 =
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`~ .....
`
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`
`0 ....
`QO
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`.....
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`
`('D
`('D
`
`-....J
`.i;...
`
`-....J
`0
`0
`N
`N
`
`~
`
`594
`
`Determine burst period to I
`Determine playback length. r
`
`minimize power consumption ~ 598
`
`I
`
`FIG. 12
`
`length.
`
`memory and/or playback
`capacity of nonvolatile
`based on spin-up time,
`
`FIG. 10
`
`~W JJUWt::I IIIUU~
`
`I"
`
`97
`
`)._,,-582
`
`Start
`
`(
`
`580~
`
`A
`
`H
`
`A
`
`L
`
`D4
`
`03
`
`02
`
`D1
`
`LastUse Manual
`
`5G
`
`SOM
`
`2G
`
`10M
`
`Size
`
`45
`
`45
`
`67
`
`1
`
`48
`
`0
`
`0
`
`10
`
`File B
`
`File A
`
`Program B
`
`Program A
`
`Data Block Descriptor LP _Ctr HP _Ctr
`
`/490
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0019
`
`

`

`Ul
`QO
`-....J
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`QO
`0
`
`> ....
`
`0
`0
`N
`rJJ
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`
`-....J --- 0
`
`FIG. 11 B
`
`FIG. 11A
`
`:-: ....
`Operating I =
`> "e
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`= ""O =
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`~ .....
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`> "e
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`0 ....
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`1,0
`
`('D
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`
`-....J
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`N
`N
`
`~
`
`522
`
`Module
`
`Reduction
`
`Power
`Drive
`
`System
`
`~
`(')
`
`542
`
`(')
`
`I 500-2
`
`~ I BUS(ES)
`
`I~
`
`I
`
`II HOD with
`I
`I LPDD
`
`Flash IF
`
`Flash
`
`522
`
`11
`
`I
`
`Module
`
`1 1
`
`Reduction
`
`Power
`'I I Drive
`
`I
`I
`I BUS(ES) I~
`
`526
`
`534
`
`Memory
`
`LP Nonvolatile
`
`Memory
`
`I Volatile
`
`r53o
`
`Module
`
`Cache Control
`
`520
`
`I 500-1
`
`526
`
`I
`
`I
`
`I I
`
`HPDD
`
`Memory
`
`HP Nonvolative
`
`538
`
`Flash IF
`HD~
`
`I I
`I
`
`Flash
`
`HPDD
`Memory
`
`LP Nonvolatile
`
`534
`
`530
`
`Memory
`Volatile
`
`I I HPDD
`
`Memory
`
`HP Nonvolative
`
`538
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0020
`
`

`

`Ul
`QO
`-....J
`~
`QO
`0
`
`> ....
`
`0
`0
`N
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`0 ....
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`
`0
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`
`('D
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`=
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`.... 0 = ""O = O" -....
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`
`(')
`
`~ .....
`
`(')
`
`-....J
`0
`0
`N
`N
`
`~
`
`531
`
`I .,).--648
`
`' '
`
`LPDD
`
`I
`
`I
`
`FIG. 13
`
`650
`
`Module
`
`Drive Control
`
`Module
`Control
`Host
`
`HPDD
`
`651
`
`' '
`
`I
`
`Host
`
`Multi-Disk Drive System L44
`
`... ----. ------------·-· -----............ -.... -....................... --------·--
`Host H HOD with
`
`./ .. 640
`
`l ,-655
`
`Flash IF 1-
`
`Flash IF
`
`529
`
`-
`
`522
`
`653
`
`Host H HOD with
`
`Flash IF
`
`Flash IF
`
`534'
`
`LPDD
`
`538'
`
`HPDD
`tf
`r 500-3
`
`-
`
`Module
`Reduction
`
`Power
`Drive
`
`Module
`
`Host Control
`
`560
`
`FIG. 11C
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0021
`
`

`

`t :-: ....
`.... 0 =
`""O = O" -....
`.... 0 =
`t "e -....
`
`~ .....
`
`(')
`
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`
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`
`('D = .....
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`""O
`
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`rJJ =(cid:173)
`
`('D
`('D
`
`-....J
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`-....J
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`N
`
`~
`
`\_648
`
`I
`I
`I
`I
`
`I ~55a
`
`½ ·---------·-···---J
`
`660
`
`Preamp
`
`i7-644
`
`I
`I
`I
`I
`
`I : . . I
`
`I
`
`668
`669
`664
`
`670
`
`Preamp
`
`--------------------
`
`FIG. 14
`
`················----------------------------------------------------------------------------~
`
`674
`
`Channel
`
`Read
`
`VCM
`Spindle
`
`672
`678
`
`676
`
`Channel
`
`Read
`
`VCM
`Spindle
`
`653
`
`Module
`Control
`Host
`
`651
`
`Processor
`
`Buffer
`
`657
`
`656
`
`"
`I .,
`650 -----.. :
`
`•
`
`I
`
`·-···-····················································-························-·-------·····---684
`
`r-------·--------·--------------------------------·-·-----·····-····
`
`I
`
`Disk Drive SOC
`
`Multi-Disk Drive System
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0022
`
`

`

`Patent Application Publication Apr. 12, 2007 Sheet 22 of 47
`
`US 2007/0083785 Al
`
`N
`co
`(0
`
`0
`0 a.
`
`....J
`
`"'=t"
`LO
`<D
`
`co
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`FIG. 16
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`FIG. 17
`
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`
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`
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`651
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`678
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`Channel
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`VCM
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`Interface
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`Multi-Disk Drive System
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0025
`
`

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`FIG. 20
`
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`
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`
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`
`Read data from
`
`766
`
`Memory
`
`from Volatile
`Read data
`
`y
`
`memory
`
`file in nonvolatile
`
`Store data in paging
`
`754
`
`Memo
`Volatile
`
`Use
`
`750
`
`740
`
`Start
`
`FIG. 19
`
`End
`
`paging memory
`
`Allocate part of nonvolatile memory for
`
`728
`
`724
`
`N
`
`720
`
`Start
`
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`
`Flash IF
`HOD with
`
`710
`
`:'-702
`
`708
`
`LPDD
`
`Flash
`
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`
`Nonvolatile
`
`memory
`Volatile
`
`700
`
`Bus(es)
`
`System
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`
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`
`FIG. 18
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0026
`
`

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`FIG. 22A
`
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`Disk Array
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`
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`
`Module
`
`Management
`
`842
`
`Controller
`
`Servers/Clients
`
`834-1
`
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`
`Prior Art
`FIG. 21
`
`816
`
`HPDDs
`
`808
`
`Disk Array
`
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`~814
`
`Module
`
`Management
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`Array
`
`804
`
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`
`Controller
`Disk Array
`
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`
`Servers/Clients
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0027
`
`

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`Petitioner Samsung Ex-1008, 0028
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`Servers/Clients
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`Module
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`Management
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`Array
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`844
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`Controller
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`Servers/Clients
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0029
`
`

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`
`Management
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`Controller
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`Servers/Clients
`
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`
`FIG. 238
`
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`
`844
`
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`I
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`I
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`842
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`
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`
`Controller
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`Servers/Clients
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`
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`
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`Petitioner Samsung Ex-1008, 0031
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`Patent Application Publication Apr. 12, 2007 Sheet 31 of 47
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`US 2007/0083785 Al
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`
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`
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`
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`
`1142
`
`Memory Controller
`
`1116
`
`1112
`
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`
`Read Channel
`
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`
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`
`1144
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`
`Servo Controller
`
`MPIF/SAIUDM
`
`1122
`
`Host
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`1140
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`HD D ;;,;;ih·F,·as·h·if ········· ............ I .................................. .
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`••• 1100
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`
`i I Flash Memo,y I r 1106
`
`\
`
`Petitioner Samsung Ex-1008, 0033
`
`

`

`Patent Application Publication Apr. 12, 2007 Sheet 33 of 47
`
`US 2007/0083785 Al
`
`1152
`
`1150
`
`Fifo_empty
`
`clk2_cnt
`
`Fifo_lF
`
`clk_clr
`
`Flash
`FIFO
`Wrapper
`
`Flash
`Register
`
`Flash
`.__ _ ___.1-------1- Ctrl
`
`BM_IF
`
`clk2_clr
`
`Host IF
`
`dir
`
`active
`
`Flash
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`FIG. 28
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`Petitioner Samsung Ex-1008, 0034
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`Patent Application Publication Apr. 12, 2007 Sheet 34 of 47
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`US 2007/0083785 Al
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`Petitioner Samsung Ex-1008, 0035
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`Patent Application Publication Apr. 12, 2007 Sheet 35 of 47
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`Petitioner Samsung Ex-1008, 0036
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`FIG. 31A
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`1314
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`Control Module
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`1308
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`1312
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`-Program Counters
`-Checkpoints
`-Registers
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`Register File
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`1306
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`Petitioner Samsung Ex-1008, 0037
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`FIG. 31 B
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`1358
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`Counters
`-Program
`-Checkpoints,
`-Registers,
`Register File
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`1360
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`Transistors
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`LP Processor
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`Program Counters
`Registers, Checkpoints,
`
`1364
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`Control Module
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`1370
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`1354
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`Counters
`-Program
`-Checkpoints,
`-Registers,
`Register File
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`1356
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