Ahora
vamos a hablar sobre lo que es un disco duro de estado sólido
y también sobre lo que es un disco duro de rotación entonces
vamos a comenzar por entender que es un disco duro.
Un
disco duro es un dispositivo de almacenamiento no volátil que emplea
un sistema de grabación magnética para almacenar datos
digitales, ahora que ya sabemos que es un disco duro vamos a hablar sobre lo
que son los discos duros de rotación y de estado sólido.
DISCO
DURO DE ROTACIÓN.
Un
disco duro es uno de los dispositivos más importantes del computador ya que en
el podemos almacenar toda nuestra información hoy
en día el disco duro puede almacenar una gran cantidad de gigabytes a
diferencia de los primeros discos que empezaron con una capacidad no más de 4
MB. El disco duro está formado por una serie de discos o platos
que están ubicados dentro de la carcasa del aparato, estos platos
normalmente van desde 2 hasta 4 su estructura es de aluminio o cristal estos
giran rápidamente al ser impulsado por un motor, los platos
son constituidos por pistas, que son las circunferencias de cada cara, las
pistas están divididas por sectores que no tienen un tamaño fijo
aunque normalmente son de 512 bytes siendo este la unidad más pequeña de
almacenamiento del disco duro.
Para
que los cabezales puedan acceder a toda la superficie del plato, éste gira
sobre el centro y los cabezales se desplazan de forma perpendicular al sentido
de movimiento.
El
tiempo de búsqueda de un disco duro depende de su velocidad de rotación medida
en RPM. La capacidad de un disco depende de la densidad de bits por plato y el
número de platos. Normalmente un plato almacena datos por las dos caras. Cada
plato almacena los datos en círculos llamados pistas, cada pista se divide en
sectores.
El
disco duro está dando vueltas desde que se enciende el ordenador, con el
desgaste mecánico que esto conlleva. Es por ello que los ordenadores actuales
los desconectan al cabo de un tiempo de no ser necesarios. Al estar
desconectados y volver a ponerse en marcha debido a que el usuario quiere hacer
una operación con ellos, es necesario un tiempo de aceleración para llegar a
las RPM adecuadas.
Para
evitar ralladuras en la superficie del disco que dañarían de forma irreversible
la sustancia magnética que lo recubre, los discos duros están envasados al
vacío. La distancia que separa el disco del cabezal es muy pequeña, pero no hay
contacto físico. Una mota de polvo sobre la superficie del disco sería como una
montaña que chocaría contra el cabezal. Es por ello muy importante no mover, ni
mucho menos golpear el disco mientras está en marcha, ya que el cabezal tocaría
la superficie y la rallaría, perdiendo así la información. Cuando el disco está
apagado se apartan los cabezales, de tal manera que es seguro transpórtalos.
Otro
aspecto a tener en cuenta cuando se trabaja con un disco duro es la
fragmentación Esto consiste en la pérdida de velocidad de acceso debido a que
los ficheros están distribuidos en diferentes trozos del disco y los cabezales
pierden tiempo saltando de un trozo a otro buscándolos por el disco. Esta
fragmentación se produce al grabar información en el disco. El ordenador busca
los clúster libres y allí la graba, no preocupándose si estos están contiguos.
DISCOS
DUROS DE ESTADO SOLIDO
Las
unidades de estado sólido podrían ser consideradas las sucesoras de los discos
duros. En comparación con los discos duros, son más rápidas, ocupan menos
espacio, consumen menos energía, son más silenciosas y son menos susceptibles
de sufrir daños por golpes, ya que no tienen partes móviles. La desventaja
respecto a los discos duros es que, por ahora, son más caras, tienen menos
capacidad y duran menos tiempo. Ahora se utilizan principalmente en notebooks.
Físicamente
están formadas por chips de memoria flash, similares a los chips de la memoria
RAM, pero que no pierden los datos cuando se pierde la alimentación eléctrica
(Rodil-Pardo, 2010).
Estos
ofrecen un almacenamiento de estado sólido (conocido como memoria flash), que
es una tecnología que guarda datos en circuitos borrables regrabables, y no en
discos que giran o en una cinta que se enreda. Se utiliza mucho en dispositivos
laptop, PDAs, y teléfonos celulares.
El
almacenamiento de estado sólido es portátil y ofrece un acceso bastante rápido
a los datos. Es una solución ideal para guardar datos en dispositivos móviles y
transportar datos de un dispositivo a otro.
- El almacenamiento de estado sólido contiene
una retícula de circuitos. Cada celda en la retícula contiene dos transistores
que funcionan como compuertas. Cuando las compuertas se abren, fluye la
corriente y la celda tiene un valor que representa un bit “1”. Cuando las
compuertas se cierran mediante un proceso llamado canalización de
Fowler-Nordheim, la celda tiene un valor que representa un bit “0”. Se requiere muy poca corriente eléctrica para
abrir o cerrar las compuertas, lo cual hace ideal el almacenamiento de estado
sólido para dispositivos que funcionan con baterías, como las cámaras digitales
y los PDAs. Una vez guardado los datos, se vuelven no volátiles: el chip
conserva los datos sin necesidad de una fuente externa de corriente. El almacenamiento de estado sólido aporta un acceso
rápido a los datos porque no incluye partes móviles y es muy durable;
prácticamente es indiferente a la vibración, los campos magnéticos o las
fluctuaciones extremas de temperatura. Una desventaja es que en la actualidad,
la capacidad del almacenamiento de estado sólido no alcanza la capacidad que
uno quisiera.
- OPCIONES DE ALMACENAMIENTO.
- Existen
varios tipos. Los formatos para estas pequeñas tarjetas planas son
CompactFlash, Multimedia, SecureDigital (SD) y SmartMedia. Existiendo también
memorias flash USB y las unidades U3 de estado sólido que sirven para guardar
archivos de datos de computadoras y programas (Jamrich-Oja, 2008).
- PARTE FÍSICA DEL DISCO DURO.
Platos: También llamados discos. Estos discos están
elaborados de aluminio o vidrio recubiertos en su superficie por un
material ferromagnético apilados alrededor de un eje que gira gracias a un
motor, a una velocidad muy rápida. El diámetro de los platos
oscila entre los 5cm y 13 cm.
Impulsor de Cabezal: Es un motor que mueve los cabezales
sobre el disco hasta llegar a la pista adecuada, donde esperan que los sectores
correspondientes giren bajo ellos para ejecutar de manera efectiva la
lectura/escritura.
La superficie de un disco está
dividida en unos elementos llamadas pistas concéntricas, donde se almacena la información. Las pistas están numeradas desde la
parte exterior comenzando por el 0. Las cabezas se mueven entre la pista 0 a la
pista más interna.
Cilindro: Es el conjunto de pistas concéntricas
de cada cara de cada plato, los cuales están situadas unas encima de las otras.
Lo que se logra con esto es que la cabeza no tiene que moverse para poder acceder a las diferentes pistas de un
mismo cilindro. Dado que las cabezas de lectura/escritura están alineadas unas
con otras, la controladora de disco duro puede escribir en todas las pistas del
cilindro sin mover el rotor. Cada pista está formada por uno o más clúster.
Sector: Las pistas están divididas en
sectores, el número de sectores es variable. Un sector es la unidad básica de
almacenamiento de datos sobre los discos duros. Los discos duros almacenan los
datos en pedazos gruesos llamados sectores, la mayoría de los discos duros usan
sectores de 512 bytes cada uno. Comúnmente es la controladora del disco duro
quien determina el tamaño de un sector en el momento en que el disco es
formateado, en cambio en algunos modelos de disco duro se permite especificar
el tamaño de un sector.
Clúster: Es un grupo de sectores, cuyo tamaño depende de la
capacidad del disco.
- Las unidades de estado solido también conocidas como SSD están basadas en un circuito integrado semiconductor, hecho en una única pieza (memoria RAM o memoria FLASH).
Tomando en cuenta algunas observaciones podemos detallar lo siguiente:
- Las memorias SLC del ingles "Single Level Store" almacenan los datos en celdas de un nivel simple, lo que resulta en rapidez, confiabilidad y menor consumo de energía.
- Las memorias MLC del ingles "Multi Level Cell" almacenan los datos en multiples niveles por celda, y esto permite almacenar mas datos (bits) en cada celda.
Llegando a comparar estos dos tipos de memoria MLC almacena mas datos que SLC y de acuerdo a su coste MLC es mucho menor en precio que SLC.
- PARTE MECÁNICA DEL DISCO DURO.
El formato físico
El primer disco duro comercial tenía un
formato de 24”, el tamaño de una lavadora. En la actualidad el formato
utilizado casi en exclusiva en PC es el de 3,5”, en ocasiones los platos son
sensiblemente más pequeños pero se mantiene el tamaño de la carcasa por
compatibilidad. En el mundo portátil los tamaños más comunes son el de 2,5” y
el de 1,8”.
La
capacidad
El primer disco duro comercial tenía algo más
de 4 MB de capacidad. Con el paso del tiempo la capacidad de los discos duros
ha crecido exponencialmente a medida que se han ido desarrollando las
tecnologías de fabricación, aumentando la densidad de los discos y con nuevos
métodos de grabación que permiten un uso más eficiente del espacio disponible.
En la actualidad la capacidad más común en los discos duros es del orden de
cientos de gigabytes (GB), alcanzado ya el terabyte (TB), 1.000 GB.
Velocidad
de rotación
Velocidad angular a la que giran los platos,
medida en revoluciones por minuto (rpm). Los discos duros modernos de gama
media tienen una velocidad de 7.200 rpm. Los discos duros portátiles ofrecen
una velocidad menor, de 5.400 rpm. Existen velocidades mayores (10.000-15.000
rpm), pero se utilizan en equipos destinados a un uso profesional. Cuanto mayor
sea la velocidad de rotación tardaremos menos en situarnos en el sector en que
está situada la información requerida.
Velocidad
interna
Este parámetro está influenciado por la
velocidad de giro y por la velocidad de las partes mecánicas. Corresponde al
flujo máximo de datos que se puede leer/escribir en un determinado momento. Hay
que tener en cuenta que a medida que el disco se llena este se vuelve más
lento.
Tenemos
en cuenta dos velocidades:
- Velocidad máxima de transferencia interna:
valor en condiciones teóricas y para cantidades mínimas de datos.
- Velocidad sostenida: indica el rendimiento
al leer contenido en cantidades apreciables de datos.
Velocidad
externa
Velocidad a la que la interfaz transmite los
datos entre la “salida” del disco duro (buffer) y el resto de los componentes
del PC.
Tiempos
de búsqueda y latencia
Al tratarse de un dispositivo mecánico, el
acceso a los datos lleva cierto tiempo, milisegundos (ms), frente a los nanosegundos
(ns) de un dispositivo sin partes móviles:
- Tiempo de búsqueda medio: tiempo medio que
tarda la aguja en situarse en la pista deseada. Ronda los 8,5 ms.
- Latencia rotacional media: al llegar la
cabeza a la pista que contiene el sector que buscamos esta tiene que
encontrarlo. Este valor representa el tiempo medio que tarda en alcanzarse el
sector requerido.
- Tiempo medio de acceso: tiempo que tarda la
cabeza en situarse en la pista y el sector adecuado. Es la suma del tiempo de
búsqueda medio, la latencia rotacional media y del tiempo de escritura/lectura.
4. REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
- RODIL,
Jiménez Irene, y PARDO, de Vega Camino (2010).Operaciones Auxiliares con
tecnologías de la información y la comunicación. 3ra. Edición. Ed. Paraninfo.
- JAMRICH,
Parsons June, y OJA, Dan (2008). Conceptos de Computación: Nuevas Perspectivas.
10ma. Edición. Santa Fe-Argentina.
