EL DISCO DURO

El disco duro es un dispositivo de almacenamiento de datos, utilizado para almacenar todos los programas y archivos dentro de un computador. El disco duro es capaz de guardar la información, sin verse en la necesidad de ser alimentado por una corriente eléctrica. 

CARACTERÍSTICAS EN UN  DISCO DURO.

En la actualidad, los discos duros poseen ciertas características, que influyen en la hora de ponerlos en funcionamiento; entre ellas se encuentran:

La Capacidad.

La capacidad de almacenaje varía en función del tamaño. Cuanta más capacidad tengamos mayor tamaño de información y programas podremos guardar; por ende, mediante los siguientes datos, observaremos las unidades de medida de la capacidad más conocidas:

1 Terabyte = 1024 GB

1 Gigabyte = 1024 MB

1 Megabyte = 1024 KB

1 Kilobyte = 1024 Bytes

1 Byte = 8 bits

1 Bit = 1 (uno) o 0 (cero)

La Velocidad De Transferencia. 

La velocidad de transferencia es definida como la cantidad de información que es capaz de leer o escribir por segundo el dispositivo. 

Revoluciones Por Minuto (RPM).

Las revoluciones por minuto indican  el número de rotaciones completadas por los discos duros en cada minuto. No es extraño encontrar discos de 7200 o más revoluciones por minuto.

La Latencia.

La latencia es el tiempo que tarda el disco duro en localizar un dato. Lo ideal es tener una latencia de lo más baja posible, y una velocidad de transferencia muy alta.

TIPO DE TECNOLOGÍA 

MAGNÉTICA. 

 

El soporte magnético es un medio de almacenamiento de datos en los que se utilizan las propiedades magnéticas de los materiales para almacenar información digital. En el caso de los discos duros, estos en su interior poseen varios discos, en los cuales, se almacena la información usando campos magnéticos, mientras estos giran y el cabezal se encarga de leer y escribir.

FLASH.     

La memoria flash permite la lectura y escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación. Gracias a ello, la tecnología flash, mediante impulsos eléctricos, permite velocidades de funcionamiento mucho más elevados.

ESTADO SÓLIDO O SSD.

 

La unidad de estado sólido  es un tipo de dispositivo de almacenamiento de datos, que utiliza una memoria no volátil, como la memoria flash, para almacenar datos, en lugar de los discos magnéticos usados en los discos duros. En las SSD no existen partes móviles, con lo cual el acceso se realiza de manera más rápida, son más resistentes a golpes, consumen menos, no hacen ruido, entre otras cosas que benefician al usuario; Nos obstante, su único problema es que son mucho más costosos que un disco duro mecánico.

 

INTERFAZ

   

La interfaz hace referencia al tipo de conector usado para conectarse a otros dispositivos. entre ellos se encuentran: 

- Los IDE.

- Los Sata.

- Los PCI Express.

- Los M.2.

- Los mSATA.

- Los SATA Express.

En la actualidad los puertos PCIe usados en los SSD son los que alcanzan una mayor velocidad.

Las interfaces  que podemos encontrar en los discos duros según su localización, son las siguientes:

- Intero.

El disco duro se encuentran en el interior de la torre.

- Externo.

Los discos duros externos se conectan al equipo de cómputo a través de una conexión USB o SATA externa.

COMPONENTES DEL DISCO DURO

 

Los discos duros (HDD) están conformados por los siguientes componentes:

COMPONENTES FÍSICOS.

1. CABEZA DE LECTURA Y  ESCRITURA:  

Es la parte del disco duro que escribe y lee los datos del disco. 

2. DISCO:

Los discos duros están compuestos por varios discos de material magnético,  montados sobre un eje central.  Estos discos normalmente tienen dos caras que pueden usarse para el almacenamiento de datos.

3. EJE: 

  

Es la parte del disco duro que actúa como soporte, sobre el cual están montados y giran los platos del disco duro.

4. IMPULSOR DE CABEZA: 

  

Es el mecanismo que mueve las cabezas de lectura y escritura radialmente,  a través de la superficie de los platos del disco duro.

5. PLACA DE CIRCUITO IMPRESO:

Se ubica en la parte posterior de la carcasa del disco duro. Todo el proceso de lectura y escritura está controlado por esta placa, y esa es la parte de un disco duro que principalmente conecta el disco duro a la placa base del ordenador mediante el uso de un solo cable de interfaz. Controla el flujo de datos desde y hacia el disco.

COMPONENTES LÓGICOS.

1) CILINDRO: 

Es una pila tridimensional de pistas verticales de los múltiples platos.

2)  PISTA: 

Es la trayectoria circular trazada a través de la superficie del plato de un disco por la cabeza de lectura y escritura.

3) SECTOR:

Es la unidad básica de almacenamiento de datos sobre discos duros. 

COMPONENTES DEL SSD

Las unidades de estado sólido (SSD) están conformados fundamentalmente de los siguientes componentes:

LA MEMORIA FLASH.

La memoria Flash es quién soporta la información, y una pieza muy valiosa, que representa el costo de la unidad.

Existen 5 tipos básicos de memorias flash:

PCIe SSD.

En un disco PCIe SSD la unidad se conecta a un puerto PCI Express como si fuera una tarjeta interna adicional. De esta forma pueden funcionar mucho más rápido y no estar limitado por el estándar SATA.

Sata SSD.

Utiliza el mismo conector Sata que un disco duro normal.

SLC (Single Layer Cell): Escribe un bit por celda.

MLC (Multi Layer Cell): Escribe dos bits por celda. Pueden almacenar cuatro estados. Tenemos 00, 01, 10, 11.

TLC (Triple Layer Cell): Escribe 3 bits por celda. Pueden almacenar ocho estados. Tenemos 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.

1) Controladores y Firmware.

La controladora es quien hace la diferencia. Se trata de un pequeño procesador que juntamente con el firmware decide cómo, cuándo y dónde la información es escrita y leída. Coordina interfaz, caché y memoria flash.

2) Interface (Sata 3, SAS, PCIe; NVMe).

La interface es el software que comunica el SSD y la placa base. Los tipos de firmware más usados son SATAIII, SAS, PCI Express y NVMe. Algunos de estos tienen importantes limitaciones, por ejemplo, SATA solo permite hasta 600 GB/Seg de ancho de banda, en cambio, el NVMe PCIex obtiene los mejores rendimientos.

3) Caché (Memoria RAM)

Se trata de memoria RAM que se usa como archivo temporal antes de la escritura definitiva en la memoria flash. Es una memoria volátil, en caso de pérdida súbita de energía, la información que contiene puede perderse. Algunos modelos ofrecen opciones de seguridad que impiden que se pierda.

TIPOS DE CONEXIÓN

SATA.

SATA es una interfaz de bus de computadoras usado para la transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento.

SATA III.

Puede alcanzar velocidades hasta los 600 MB/s. Existen dos conectores, uno para discos de 3.5 pulgadas y los 2.5 usados en laptops.

Una ventaja de usar el estándar SATA es que gracias a la tecnología RAID que implementan algunas placas base permite crear un sistema que sea más tolerable a los fallos. Usando varios discos duros, permite que tus datos estén más seguros ya que en caso de fallar uno de ellos la información se encuentra dividida entre los otros.

 ESTÁNDARES RELACIONADOS CON SATA:

- SATA 3.1.

 

También conocido como mini Sata ya que es un conector pensado para dispositivos móviles.

- E SATA.

 

La variedad que consigue dar conexión sata para dispositivos externos. Se puede llegar a dos metros de cable.

- E SATA P. 

 

En este caso se lleva la conexión eléctrica a través del cable SATA permitiendo quitar un cable de los dispositivos externos.

VERSIONES DE SATA 

- SATA 1.0.

 

Empieza con una velocidad de 1.5 Gigabits por segundo. Es más, de diez veces superior a la máxima alcanzada por los últimos IDE.

- SATA 2.0.

 

Se dobla la capacidad de transferir datos, pasamos de 1.5 a 3 Gigabits por segundo. En realidad, y debido a que se utiliza bits y códigos de control, se usa tan solo el 80% del ancho de banda o sea que tenemos 2.4 Gigabits por segundo. 

- SATA 3.0.

 

Se vuelve a duplicar la velocidad. Alcanza los 6 Gigabits por segundo, o sea quitando los códigos de control nos da una velocidad de 600 Megabytes por segundo.

PCI-EXPRESS.

 

PCI Express es la conexión de siempre de las tarjetas de expansión del PC, se usa por tanto para conectar las tarjetas gráficas entre otros dispositivos. Se utiliza este conector porque es mucho más rápido que el SATA.

SATA EXPRESS.

 

SATA Express está pensado para los computadores de sobremesa. Este tipo de conector está pensado para poder conectar discos duros SATA o PCI Express. Funciona hasta un 40% más rápido que SATA III. De esta forma es posible ahorrar espacio.

CONECTORES MÁS PEQUEÑOS.

- M Sata.

 

También conocido como mini SATA. Lo puedes encontrar en algunas placas base y notebook. Mismas limitaciones que SATA. Es para discos de 1.8 pulgadas.

- M. 2—M. 2.

Es una evolución de m SATA. Puede en algunos casos permitir la conexión de dispositivos PCI Express depende del montador del equipo. Existen dos variantes M. 2 SATA SSD y M. 2 PCI-Express SSD donde el protocolo es sata Express.

CÓMO TRANSMITEN LOS DATOS LOS DISCOS DUROS Y LAS UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO

DISCOS DUROS (HDD).

Los datos se almacenan en el interior de unas pequeñas pistas centrales en la superficie del plato; durante la fabricación se crean hasta doscientas mil pistas en el disco, cada pista está dividida en sectores, el mapa de las pistas y de los sectores que hay en el circuito impreso, le dice al cabezal dónde tiene que leer y escribir exactamente la información. 

La superficie del disco es suave y brillante, en donde hay una película magnética que memoriza toda la información; los cabezales magnetizan las secciones microscópicas de la película y almacenan los datos empleado un código binario de unos o ceros, cada uno o cero se llama bit; Los bits tiene más o menos valor según la orientación de su campo magnético, ya sea positivo o negativo, sin embargo, es muy fácil acumular bits; Una fotografía de alta calidad puede medir veintinueve millones de bits y necesitar doce sesiones del plato, parece enorme, pero, en realidad una grandiosa cantidad de bits puede caber en un sitio extremadamente pequeño; cada cm2 de la superficie del plato tiene treinta y un mil millones de bits.

Un disco duro almacena y recupera una enorme cantidad de información a grandes velocidades, gracias al poder del magnetismo, la brillante superficie del disco duro puede almacenar el contenido de gran variedad de archivos o cientos de imágenes con mucha facilidad; el disco duro es un maravilloso aparato de reducción, que comprime montañas de datos en pequeños bits con tan solo pulsar una tecla. 

UNIDADES DE ESTADO SÓLIDO (SSD).

 

En el caso de las SSD, se hace uso de unos chips llamado NAND Flash, que es donde se acumula la información, siendo una memoria de carácter no volátil, es decir, que no pierde la información al interrumpir o ser cortada el flujo de energía. Luego de la memoria Flash, Está la controladora, la cual, es un chipset que se encarga de gestionar o manejar la capacidad de memoria que se tiene, y cómo deben comunicarse los chipsets junto con la controladora, por medio del bus de datos. También encontramos en algunos casos lo que es una memoria ROM que viene incluida en la controladora, en donde se encuentra el firmware, que es un código inicial que permite el funcionamiento directo con el hardware físico, es decir, es lo que comunica a la unidad con el computador, generando un correcto funcionamiento. Por último, se encuentra una memoria caché, en donde se almacena la información (los posicionamientos) que se usa frecuentemente para garantizar una mayor velocidad.

LA COMPRA DE UN DISCO DURO

A la hora de comprar un disco duro, Debemos de tener en cuenta lo siguiente:

RPM O VELOCIDAD DE ROTACIÓN. 

Se indicará el número de vueltas que los discos duros dan en un minuto. 

INTERFAZ DE DISCO DURO. 

A la hora de conectar el disco duro a la tarjeta madre es indispensable usar un conector. En este apartado el fabricante indica que tipo de conexión necesitas.

TAMAÑO DE MEMORIA CACHÉ. 

El disco duro utiliza esta pequeña memoria para acelerar su funcionamiento. Cuanto mayor sea esta, mucho mejor.

VELOCIDAD O TASA DE TRANSFERENCIA. 

Normalmente indicará la máxima cantidad de información que es capaz de transferir en un sólo segundo. Está relacionado con la interfaz del disco duro. 

PROMEDIO DE LATENCIA. 

Debido a las características físicas de un disco duro este necesita un tiempo determinado para encontrar el sector donde se requiere leer o escribir. Este número está directamente relacionado con la velocidad de rotación, a más vueltas por minuto menos tiempo para encontrar los datos.