DISCO DURO

 

En informática, un disco duro o disco rígido (en inglés Hard Disk Drive, HDD) es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.

HISTORIA

Al principio los discos duros eran extraíbles, sin embargo, hoy en día típicamente vienen todos sellados (a excepción de un hueco de ventilación para filtrar e igualar la presión del aire).

El primer disco duro, aparecido en 1956, fue el Ramac I, presentado con la computadora IBM 350: pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Más grande que una nevera actual, este disco duro trabajaba todavía con válvulas de vacío y requería una consola separada para su manejo.

Su gran mérito consistía en el que el tiempo requerido para el acceso era relativamente constante entre algunas posiciones de memoria, a diferencia de las cintas magnéticas, donde para encontrar una información dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato buscado, teniendo muy diferentes tiempos de acceso para cada posición.

La tecnología inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consistía en recubrir con material magnético un disco de metal que era formateado en pistas concéntricas, que luego eran divididas en sectores. El cabezal magnético codificaba información al magnetizar diminutas secciones del disco duro, empleando un código binario de «ceros» y «unos». Los bits o dígitos binarios así grabados pueden permanecer intactos años. Originalmente, cada bit tenía una disposición horizontal en la superficie magnética del disco, pero luego se descubrió cómo registrar la información de una manera más compacta.

DIRECCIONAMIENTO

• Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
• Cara: cada uno de los dos lados de un plato.
• Cabeza: número de cabezales.
• Pistas: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior.
• Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente (una de cada cara).

• Sector: cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo, siendo el estándar actual 512 bytes, aunque próximamente serán 4 KiB. Antiguamente el número de sectores por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció la tecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que aumenta el número de sectores en las pistas exteriores, y utiliza más eficientemente el disco duro. Así las pistas se agrupan en zonas de pistas de igual cantidad de sectores. Cuanto más lejos del centro de cada plato se encuentra una zona, ésta contiene una mayor cantidad de sectores en sus pistas. Además mediante ZBR, cuando se leen sectores de cilindros más externos la tasa de transferencia de bits por segundo es mayor; por tener la misma velocidad angular que cilindros internos pero mayor cantidad de sectores

TIPOS DE DISCOS

Discos Duros SCSI: Son discos duros de gran capacidad de almacenamiento (desde 5 Gbyte hasta 23 Gbytes). Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 mseg y su velocidad de transmisión secuencial de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).

Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador, lo que los vuelve más rápidos.

En los últimos años han empezado a desarrollarse nuevas tecnologías de discos duros que permiten superar las limitaciones de capacidad de transferencia de información de los discos IDEA y SCSI, y que incrementan la capacidad total de almacenamiento.

Ultra-SCSI y Ultra-SCSI-2: También se las conoce como tecnologías FAST20, siendo consideradas por los expertos como un paso intermedio hacia las interfaces seriales. Ultra-SCSI y Ultra-SCSI-2 representan la última mejora de la tecnología SCSI, que aprovecha las grandes capacidades de los buses locales. Ultra-SCSI y Ultra-SCSI-2 implementan el nuevo protocolo SCSI-3, permitiendo un incremento en la velocidad de transferencia de información hasta 40 MBps para conexiones de 16 bits y hasta 80 Mbpss para conexiones de 32 bits. Ultra-SCSI y Ultra-SCSI-2 siguen siendo implementaciones paralelas en las que se ha duplicado la velocidad del reloj del bus, pudiendo coexistir con dispositivos SCSI de tecnologías anteriores, pero por eficiencia es preferible que esos otros dispositivos se conecten a adaptadores independientes.

Serial Storage Architecture: La Arquitectura de Almacenamiento Serial (Serial Storage Architecture / SSA), desarrollada por IBM, es una implementación serial del conjunto de comandos de la tecnología SCSI-2. SSA no ha sido implementada como un bus sino más bien como una serie de pequeños saltos independientes entre hasta 126 dispositivos autoconfigurables (self-configuring) y conectables en caliente (hot-pluggable).

Uno de los atributos más importantes de SSA es su "Reutilización Espacial", que permite la existencia de más tráfico en un bus e incrementa el ancho de banda. La mayor limitación de la tecnología SSA es el ancho de banda máximo de 20 MBps para cualquier componente de la cadena, pero el bus puede soportar hasta 80 MBps. IBM considera a SSA como una solución universal y económica para almacenamiento local.

Fibre Channel: Esta tecnología se basa en el trabajo realizado por el Comité de Canales de Fibra (Fiber-Channel Committee) de la IEEE. Fibre Channel (FC) es una interfaz serial que, a pesar de su nombre (muy parecido a fiber ....), no requiere conexiones de fibra óptica (puede utilizar cable de cobre o fibra óptica, indistintamente). Está basada en comandos SCSI-3, que soportan hasta 126 dispositivos autoconfigurables y conectables en caliente, en conexión tipo margarita. Fibre Channel está evolucionando hacia varias topologías que incluyen Punto a Punto (Point-Point), Estructura Conmutable (Fabric), y Cadena Arbitrada (Arbitrated Loop), con diversas velocidades de transferencia, de hasta 100 MBps simultáneamente en cada dirección (hasta 200 MBps en conexiones análogas a full duplex).

• Fibre Channel Punto a Punto establece una conexión entre diferentes dispositivos, proveyendo un ancho de banda total de 100 MBps para cada dispositivo. Sin embargo, solamente un componente puede transmitir o recibir al mismo tiempo sobre una conexión. A pesar de que esto proporciona una mayor velocidad de transmisión que SSA, muchos dispositivos que deseen transmitir o recibir al mismo tiempo deberán esperar que se libere el bus.

• Los dispositivos Fibre Channel de Estructura Conmutable son conocidos como elementos que funcionan de modo similar a switches y ruteadores (sobre redes de dispositivos en lugar de redes de computadores). Pueden consistir de uno o varios elementos que posibilitan que puedan introducirse nuevos componentes o nuevas tecnologías, sin perturbar a los nodos en el extremo exterior de la estructura conmutable ni a la estructura previamente existente. En una estructura conmutable cualquier nodo puede hablar con cualquier otro nodo. La estructura conmutable realiza el ruteo apropiado para proveer un servicio par a par (peer-peer).

• Fibre Channel en Cadena Arbitrada implementa un algoritmo de distribución equitativa, similar a FDDI, para asegurar que todos los dispositivos tengan igualdad de posibilidad de acceso al bus. Sin embargo, se deben configurar apropiadamente los sistemas para evitar congestión.
• Los promotores de Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) argumentan que esta tecnología tolera mejor la falla de los discos, y debido a sus lazos cercanos con los canales de fibra puede ser utilizada como una interconexión universal tanto para sistemas como para almacenamiento. Empresas como Adaptec, BusLogic, Hewlett-Packard, Q-Logic, Quantum, NCR y Seagate están detrás de su desarrollo. Los partidarios de la tecnología SSA argumentan que los defectos de FC-AL son su alto costo y su alto consumo de energía. IBM apoya ambas interfaces: SSA para almacenamiento y Fiber Channel para interconexión de sistemas.