DISCOS DUROS

·      ÍNDICE.

1.    DENINICIÓN

2.    CRONOLOGÍA

3.    COMPONENTES FÍSICOS

4.    CARACTERÍSTICAS DEL DISCO DURO

5.    TIPOLOGÍA

5.1.       INTERNO/EXTERNO

5.2.       POR TIPO DE INTERFACES

5.3.       DEPENDIENDO DE ORDENADOR PORTATIL O SOBREMESA

5.4.       POR TAMAÑOS

6.    FUNCIONANMIENTO

7.    UNIDADES DE ESTADO SÓLODO O SSD

8.    DAÑOS EN EL DISCO DURO

9.    FABRICANTES

10. CURIOSIDADES

1.   DEFINICIÓN.

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.

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2.   CRONOLOGÍA.

ü  1956: BM desarrolla el primer sistema de almacenamiento en disco magnético. RAMAC (iniciales en inglés de "Sistema de Contabilidad con Memoria de Acceso Aleatorio" ("Random Access Memory ACcounting System")), podía almacenar 5 Mc (Megacaracteres no MegaBytes) en 50 platos de 24 pulgadas cada uno. Se empleaban 7bits y no 8 para almacenar la información.

ü  1957: El primer RAMAC destinado a ser usado en la industria del automóvil estadounidense fue instalado en la Chrysler's MOPAR Division. Sustituyó a un gigantesco fichero que era parte del sistema de procesamiento para el control de inventario y pedidos de piezas de MOPAR.

ü  1961: IBM inventa el primer disco duro en el que las cabezas no entran en contacto con los platos. Se conoce a este sistema como “air bearing”, algo así como rodamiento de aire. Alarga la vida del sistema al no existir rozamiento entre cabezas y el disco. También terminó la producción del RAMAC.

ü  1962: El RAMAC pasa a ser obsoleto con el lanzamiento del IBM 1401, siendo retirado del mercado en 1969.

ü  1963: IBM introduce el primer sistema de discos extraíbles.

ü  1970: Aparece el “disquete” o floppy de 8 pulgadas.

ü 1973: IBM crea el disco “Winchester hard disk drive” , el precursor de los discos duros actuales. Tenía 2 platos con una capacidad de 30MB.

ü  1976: Shugart inventa el disquete de 5 y ¼ “.

ü  1980: Seagate Technology presenta el primer disco duro para microordenadores, el ST506, que puede almacenar hasta 5 MB. Phillips presenta su tecnología de almacenamiento óptica, crea el CD o compact disc.

ü  1986: Aparece el standard “Integrated Drive Electronics (IDE)”.Se definen entre otros la forma en la que fluyen los datos entre la cpu y el disco.Más tarde sería ampliado y superado por ATA. ATA define juegos de registros y comandos que permiten hacer más cosas con el interface IDE, como manejar unidades de cinta, cdroms...

Se completan las especificaciones de SCSI (Small Computer System Interface). Es el protocolo mediante el cual se gestiona el flujo de datos y control entre procesador y periféricos. Permite emplear el bus para otros aspectos aparte de almacenamiento, como scanners, impresoras, etc.

La definición del estándar permitió hasta 7 dispositivos en el bus.

ü 1988: Aparecen las especificaciones RAID ”Redundant Arrays of Inexpensive Disks” Inicialmente apareció como el método para agrupar muchos discos duros pequeños simulando ser un único disco lógico de mayor tamaño. Este Array de discos tenía un rendimiento mejor que un único disco. Los desarrollos posteriores de RAID han llevado a varios tipos de arrays que se conocen como niveles RAID que ofrecen distinto rendimiento y/o protección contra fallos físicos en los discos.

ü  1991 : Aparece el primer disco con cabezales de tecnología MagnetoResistiva (MR). Aparecen los primeros HDs de 2.5 pulgadas.

ü  1992: Se crea la tecnología SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) una tecnología que incorporarán todos los discos desde entonces que permite a éstos hacer un análisis de su propio estado.

ü  1993: Western Digital presenta “Enhanced IDE” (EIDE). El nuevo standard se fundirá con ATA en un futuro. Soporta velocidades de transferencia más rápidas y discos de mayor capacidad.Por supuesto manteniendo compaibilidad con ATAPI.

ü  1996: Seagate introduce el primer disco de 10,000 RPM –la familia Cheetah. IBM presenta los primeros HDs con cabezales GMR (Giant Magneto Resistive).

ü  1997: Aparece Ultra ATA con una velocidad máxima de transferencia de hasta 33 MBps, dejando obsoleto a EIDE.

ü  1999: IBM lanza el Microdrive el disco duro más pequeño del mundo con un diámetro de plato de 1”.

ü  2000: Seagate presenta el primer disco duro a 15,000 RPM.

ü  2001: Hewlett-Packard comenzó a vender unidades que graban datos en DVD+RW y CD-RW. Los discos duros para PC superaron los 100 GB.

ü  2002: Se supera el límite que permitía hasta ahora el standard ATA de 137GB.

ü  2003: Aparece el standard S-ATA (Serial ATA).

ü  2005: Toshiba introduce el registro perpendicular (perpendicular recording) en discos duros comerciales.

ü  2007: Hitachi rompe el record en almacenamiento por disco duro, creando un disco de 1 TB ( 1TB = 1000 GB = 1 Millon de Megabytes).

ü  2010: Seagate anuncia el lanzamiento de la primera unidad externa con una capacidad de 3 terabytes. El nuevo disco de 3,5″ se conecta a través de una interfaz USB 2.0, y viene con software Memeo, lo que permite realizar de manera automática copias de seguridad.

ü  2010: Western Digital lanza el primer disco duro para sistemas de escritorio con tres terabytes de espacio. El disco es un Western Digital Caviar edición "Green" con cuatro platos de 750 GB cada uno, cuyo número de modelo es WD30EZRSDTL. Utiliza la misma interfaz SATA que conocemos de forma general, aunque este nuevo nivel de capacidad nos presenta una limitación muy importante existente en los ordenadores, que es su incapacidad para detectar unidades mayores a 2.19 TB utilizando un BIOS convencional. Para reducir al mínimo cualquier problema de compatibilidad, Western Digital entregará con estos discos duros una controladora con interfaz PCI Express, asegurando así que el sistema operativo detecte a la perfección al nuevo disco. Sin embargo, estas unidades no pueden ser instaladas como discos de "booteo", a menos que se utilice la tecnología EFI y un sistema operativo de 64 bits. Tanto Windows Vista como Windows 7 son compatibles con discos de este tamaño, pero la existencia de un BIOS convencional en el ordenador hace que la controladora sea necesaria. Por otro lado, los sistemas de Apple no la requieren, ya que utilizan EFI desde hace tiempo. Windows XP es incompatible con este disco.

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3.   COMPONENTES FÍSICOS.

Los componentes físicos de una unidad de disco duro son:

Componentes de un disco duro. De izquierda a derecha, fila superior: tapa, carcasa, plato, eje; fila inferior: espuma aislante, circuito impreso de control, cabezal de lectura / escritura, actuador e imán, tornillos.

LOS DISCOS (PLATTERS): Cada uno de los discos que hay dentro del disco duro. 
Convencionalmente los discos duros están compuestos por varios platos, es decir varios discos de material magnético montados sobre un eje central. Estos discos normalmente tienen dos caras que pueden usarse para el almacenamiento de datos, si bien suele reservarse una para almacenar información de control.

Están elaborados de compuestos de vidrio, cerámica o aluminio finalmente pulidos y revestidos por ambos lados con una capa muy delgada de una aleación metálica. Los discos están unidos a un eje y un motor que los hace girar a una velocidad constante entre las 3600 y 7200 RPM. El diámetro de los platos oscila entre los 5cm y 13 cm.

LAS CABEZAS (HEAD): Es la parte de la unidad de disco que escribe y lee los datos del disco.

Se mueven radialmente mientras el disco gira (siempre en el mismo sentido). Cada plato posee dos diminutos cabezales, uno en cada cara. Estos cabezales se encuentran flotando sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo, a una distancia de unos 3 o 4 nanómetros.  Estos cabezales generan señales eléctricas que alteran los campos magnéticos del disco, dando forma a la información. Esto reduce el desgaste en la superficie del disco durante la operación normal, cualquier polvo o impureza puede dañar suavemente las cabezas o el medio.

Su funcionamiento consiste en una bobina de hilo que se acciona según el campo magnético que detecte sobre el soporte magnético, produciendo una pequeña corriente que es detectada y amplificada por la electrónica de la unidad de disco.

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

MOTOR DE LAS CABEZAS: Mecanismo que mueve las cabezas de lectura/escritura a través de la superficie de los platos de la unidad de disco.

EL ACTUADOR: Es un motor que mueve la estructura que contiene las cabezas de lectura entre el centro y el borde externo de los discos. Un “actuador” usa la fuerza de un electromagneto empujado contra magnetos fijos para mover las cabezas a través del disco.

La controladora manda más corriente a través del electromagneto para mover las cabezas cerca del borde del disco. En caso de una pérdida de poder, un resorte mueve la cabeza nuevamente hacia el centro del disco sobre una zona donde no se guardan datos. Dado que todas las cabezas están unidas al mismo “rotor” ellas se mueven al unísono. Mientras que lógicamente la capacidad de un disco duro puede ser medida según los siguientes parámetros.

Partes que componen una bobina de voz típica:

1.-Brazo actuador, donde van montadas las cabezas magnéticas

2.-Bobina de desplazamiento

3.-Conjunto de imanes que producen al campo magnético necesario para el desplazamiento de la bobina.

Mientras que lógicamente la capacidad de un disco duro puede ser medida según los siguientes parámetros:

PISTA: Es la trayectoria circular trazada a través de la superficie circular del plato de un disco por la cabeza de lectura / escritura. Cada pista está formada por uno o más Cluster.

Cada disco se divide en pistas concéntricas numeradas desde la parte exterior hacia la interior (pista 0, pista 1, pista 2, etc., la pista 0 está en el borde exterior). Cuantas más pistas tenga un disco mayor capacidad de almacenamiento tendrá. Sobre las pistas se graba la información (pueden compararse a los renglones de los cuadernos que utilizan los niños para escribir).

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 esta formada por uno o más cluster.

El conjunto de pistas con el mismo número, situadas en los diferentes platos, se denomina cilindro. Así por ejemplo, el cilindro 0 será el conjunto formado por la pista 0 del primer plato, la pista 0 del segundo plato, etc. Un disco duro posee, por tanto, tantos cilindros como pistas hay en un plato. El sistema operativo utiliza los cilindros para acceder a los datos más rápidamente que manejando sólo pistas individuales.

SECTORES: Cada pista se subdivide en sectores, del mismo modo en que una tarta se divide en porciones. El número de sectores no es fijo.

Es la unidad básica de almacenamiento de datos sobre discos duros. En la mayoría de los discos duros los sectores son de 512 Bytes cada uno, cuatro sectores constituyen un Cluster.

CLUSTER: Es un grupo de sectores que es la unidad más pequeña de almacenamiento reconocida por el DOS. Normalmente 4 sectores de 512 bytes constituyen un Cluster (racimo), y uno o más Cluster forman una pista.

RESUMEN:

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4.   CARACTERÍSTICAS DE UN DISCO DURO.

Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:

• Capacidad de almacenamiento: Hace referencia a la cantidad de información que puede almacenar el disco duro. Esta capacidad se mide en Gigabytes (Gb).

• Velocidad de rotación: Es la velocidad a la que giran los platos del disco cuya regla es que a mayor velocidad de rotación mayor será la transferencia de datos, pero a su vez será mayor ruido y también mayor calor generado por el disco. La velocidad de rotación se mide en revoluciones por minuto (RPM).

• Tiempo de acceso: Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos. Éste es uno de los factores más importantes a la hora de escoger un disco duro. Valores inferiores asegurarán mayor eficiencia. Es la suma de varias velocidades:
• El tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando busca datos.
• El tiempo que tarda la cabeza lectora en buscar la pista con los datos saltando de una en otra.
• El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto en la pista.

Por lo tanto el tiempo de acceso es la combinación de tres factores:

• Tiempo de búsqueda: Es el intervalo tiempo que el toma a las cabezas de lectura/escritura moverse desde su posición actual hasta la pista donde esta localizada la información deseada. Como la pista deseada puede estar localizada en el otro lado del disco o en una pista adyacente, el tiempo de búsqueda varía en cada búsqueda. Un tiempo de búsqueda bajo es algo muy importante para un buen rendimiento del disco duro.

• Latencia: Cada pista de un disco duro contiene múltiples sectores, una vez que la cabeza de lectura/escritura encuentra la pista correcta, las cabezas permanece en el lugar inactivas hasta que el sector pasa por debajo de ellas, este tiempo de espera se llama latencia. La latencia promedio es el tiempo para que el disco una vez que está en la pista correcta encuentre el sector deseado, es decir, es el tiempo que tarda el disco en dar media vuelta.

• Command Overhead: Tiempo que le toma a la controladora procesar un requerimiento de datos. Este incluye determinar la localización física del dato en el disco correcto, direccionar al "actuador" para mover el rotor a la pista correcta, leer el dato, redireccionarlo al computador.

• Tasa de transferencia de datos: Esta medida indica la cantidad de datos que un disco puede leer o escribir en la parte más exterior del disco en un periodo de un segundo.

Es una medida de la cantidad de datos a que el sistema puede acceder durante normalmente un segundo, esta determinada por la tasa de transferencia externa y la interna. Estas tasas varían en relación con la densidad de datos del disco, la velocidad de giro del disco y la ubicación de los datos.

Realmente consiste en la velocidad con la que son transferidos los datos al PC, claro está, después de haberlos encontrado.

Para encontrar los datos, el disco duro sigue una serie de pasos, los cuales determinarán en parte la velocidad con la que puede encontrar y leer un sector.

• Memoria Caché: Es una memoria que va incluida en la controladora del disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben en el disco duro se almacenan primeramente en esta memoria.

• Índice de transferencia: Este índice hace referencia a la cantidad de información que el disco puede enviar al microprocesador por unidad de tiempo. Puede ser transferencia sostenida o de pico. Los discos actuales tienen índices de transferencia que varían mucho entre sí según los modelos.

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5.   TIPOLOGIA.

5.1. INTERNO Y EXTERNOS.

Esta clasificación sólo nos proporcionará información sobre la ubicación del disco, es decir, si el mismo se encuentra dentro de la carcasa del ordenador o bien fuera de la misma, conectándose al PC mediante un cable USB o Firewire.

• Interno: La mayoría de los discos duros son internos (es decir, se encuentran dentro de la estructura o armazón de la computadora), lo que dificulta su extracción y traslado. Para revertir esta situación, existen los discos duros externos o discos duros portátiles, que funcionan por fuera de la computadora y que facilitan su transporte.

• Externo: Existen discos rígidos externos de pequeña dimensión y poca capacidad de almacenamiento (unos 2 GB) conocidos como microdiscos, mientras que otros son discos rígidos tradicionales con una carcasa que permite adaptarlos al uso externos y que pueden almacenar cientos de GB. Dentro de los discos duros externos tenemos los discos FireWire, USB y los nuevos SATA.

Las memorias USB, los CD-R y los CD-RW suponen una competencia para los discos duros externos, ya que también permiten el almacenamiento de archivos digitales y el mayor intercambio de información.

Un disco duro multimedia es un dispositivo externo en el cual se pueden introducir archivos multimedia y visualizarlos en la pantalla de un televisor. Se conecta al él mediante unos cables de entrada y salida de audio y vídeo, y al ordenador por un puerto USB de alta velocidad. Realmente, es un disco duro tradicional con interfaz SATA o bien IDE, el cual se ha introducido en una caja especialmente diseñada y con un firmware que permite la lectura de archivos multimedia. No necesita la ayuda de ningún otro aparato para que sus archivos puedan ser visualizados.

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5.2. POR TIPO DE INTERFAZ.

• MFM Y RLL: Los discos duros MFM (Modified Frequency Modulation) y RLL (Run Lenght Limited) fueron de los primeros discos duros que se difundieron en el mercado computacional de las PCs. Aún hoy en día se emplean algunos de estos sistemas ya considerados exóticos. La mayoría de veces se encuentran estos discos siendo aún utilizados en controles industriales o viejas plantas de telecomunicación. El disco duro MFM tenía una altura total de 5¼" y una capacidad de memoria de 20 MB. Este tipo de disco duro todavía se instalaba en los primeros sistemas de PC en los años 1990/91. En cambio el disco duro RLL tenía 30 MB de capacidad.

Normalmente los discos duros MFM y RLL se corresponden con los interfaces ST -506 o ESDI, que son los más antiguos. y los procedimientos de codificación más avanzados como ARLL o ERLL se emplean en los discos duros más modernos que usan un interfaz IDE o SCSI. Esto no significa que no encontremos discos duros IDE que utilicen codificación MFM. Es decir, que puede formatearse un disco duro IDE para aceptar una codificación de datos MFM o RLL, pero no sería lo más óptimo.

• SCSI: Aunque al principio competían a nivel usuario con los discos IDE, hoy día sólo se los puede encontrar en algunos servidores. Para usarlos es necesario instalar una tarjeta controladora. Permite conectar hasta quince periféricos en cadena. La última versión del estándar, Ultra4 SCSI, alcanza picos de transferencia de datos de 320 MBps.

• IDE / EIDE: Es el nombre que reciben todos los discos duros que cumplen las especificaciones ATA. Se caracterizan por incluir la mayor parte de las funciones de control en el dispositivo y no en una controladora externa. Normalmente los PCs tienen dos canales IDE, con hasta dos discos en cada uno. Usan cables de cuarenta hilos, y alcanzan hasta 33 MBps.

• Serial ATA: Es la interfaz que se espera sustituya a corto plazo a los discos IDE. Entre sus ventajas están una mayor tasa de transferencia de datos (150 frente a 133 MBps) y un cable más largo (hasta un metro de longitud en vez de 40 cm) y delgado (sólo siete hilos en lugar de ochenta) que proporciona mayor flexibilidad en la instalación física de los discos y mejor ventilación de aire en el interior de la caja.
• Serial ATA2: Ofrece y se presenta en el mismo formato que su antecesor SATA, pero con transferencias hasta de 3GB/s.

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5.3. DEPENDIENDO DEL ORDENADOR PORTÁTIL O SOBREMESA.

Los discos duros para portátil difieren de los discos duros normales básicamente en su tamaño aunque también en su diseño interior pues están preparados para sufrir más golpes debido a la movilidad de los equipos que lo contiene. En el disco duro es donde los ordenadores portátiles suelen tener su talón de Aquiles, pues si juntamos su movilidad, todo lo que se mueve sufre golpes, y su reducido tamaño incapaz en muchas ocasiones de ventilar el interior del ordenador tenemos un cóctel explosivo. La escasa ventilación de un portátil hará que el disco duro sufra numerosos >cambios térmicos< y exceso de calor en sus circuitos, factores de alto riesgo para la conservación de los datos del disco duro.

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5.4. POR TAMAÑO.

• 8 pulgadas: 241,3×117,5×362 mm. En 1979, Shugart Associates sacó el primer factor de forma compatible con los disco duros, SA1000, teniendo las mismas dimensiones y siendo compatible con la interfaz de 8 pulgadas de las disqueteras. Había dos versiones disponibles, la de la misma altura y la de la mitad (58,7mm).

• 5,25 pulgadas: 146,1×41,4×203 mm. Fue el primero usado por los discos duros de Seagate en 1980 con el mismo tamaño y altura máxima de los FDD de 5¼ pulgadas, por ejemplo: 82,5 mm máximo. Éste es dos veces tan alto como el factor de 8 pulgadas, que comúnmente se usa hoy; por ejemplo: 41,4 mm (1,64 pulgadas). La mayoría de los modelos de unidades ópticas (DVD/CD) de 120 mm usan el tamaño del factor de forma de media altura de 5¼, pero también para discos duros. El modelo Quantum Bigfoot es el último que se usó a finales de los 90'.

• 3,5 pulgadas: 101,6×25,4×146 mm. Fue el primero usado por los discos duros de Rodine que tienen el mismo tamaño que las disqueteras de 3½, 41,4 mm de altura. Hoy ha sido en gran parte remplazado por la línea "slim" de 25,4mm (1 pulgada), o "low-profile" que es usado en la mayoría de los discos duros.

• 2,5 pulgadas: 69,85×9,5-15×100 mm. Fue introducido por PrairieTek en 1988 y no se corresponde con el tamaño de las lectoras de disquete. Este es frecuentemente usado por los discos duros de los equipos móviles (portátiles, reproductores de música, etc...) y en 2008 fue reemplazado por unidades de 3,5 pulgadas de la clase multiplataforma. Hoy en día la dominante de este factor de forma son las unidades para portátiles de 9,5 mm, pero las unidades de mayor capacidad tienen una altura de 12,5 mm.

• 1,8 pulgadas: 54×8×71 mm. Fue introducido por Integral Peripherals en 1993 y se involucró con ATA-7 LIF con las dimensiones indicadas y su uso se incrementa en reproductores de audio digital y su subnotebook. La variante original posee de 2GB a 5GB y cabe en una ranura de expansión de tarjeta de ordenador personal. Son usados normalmente en iPods y discos duros basados en MP3.

• 1 pulgadas: 42,8×5×36,4 mm. Fue introducido en 1999 por IBM y Microdrive, apto para los slots tipo 2 de compact flash, Samsung llama al mismo factor como 1,3 pulgadas.

• 0,85 pulgadas: 24×5×32 mm. Toshiba anunció este factor de forma el 8 de enero de 2004 para usarse en móviles y aplicaciones similares, incluyendo SD/MMC slot compatible con disco duro optimizado para vídeo y almacenamiento para micromóviles de 4G. Toshiba actualmente vende versiones de 4GB (MK4001MTD) y 8GB (MK8003MTD) 5 y tienen el Record Guinness del disco duro más pequeño.

Los principales fabricantes suspendieron la investigación de nuevos productos para 1 pulgada (1,3 pulgadas) y 0,85 pulgadas en 2007, debido a la caída de precios de las memorias flash, aunque Samsung introdujo en el 2008 con el SpidPoint A1 otra unidad de 1,3 pulgadas.

El nombre de "pulgada" para los factores de forma normalmente no identifica ningún producto actual (son especificadas en milímetros para los factores de forma más recientes), pero estos indican el tamaño relativo del disco, para interés de la continuidad histórica.

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6.   Funcionamiento. 

Un disco duro suele tener:

• Platos en donde se graban los datos.
• Cabezal de lectura/escritura.
• Motor que hace girar los platos.
• Electroimán que mueve el cabezal.
• Circuito electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora, memoria caché.
• Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad.
• Caja, que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer algún filtro de aire.

En la base del disco duro se encuentra la placa lógica. Cuando el sistema operativo o el software ordenan una tarea al disco duro, la placa lógica o circuito impreso de la unidad es quien, después de recibir la información a través del controlador del disco, procesa la orden. Lo que hace la placa lógica es convertir la orden en impulsos eléctricos que obligan al mecanismo de los cabezales a desplazar a estos a lo largo de la superficie de los platos. Todos los cabezales se desplazan a la vez por el mismo mecanismo mediante un resorte. Cuando la corriente aumenta, los cabezales vuelven al centro de los discos, cuando el flujo eléctrico desciende, el resorte tira de los cabezales hacia atrás, hacia el borde exterior de los discos. Este mecanismo alinea con gran precisión los cabezales con las pistas que forman círculos concéntricos sobre la superficie de los platos. Entonces, la placa lógica vuelve a entrar en acción indicando a los cabezales el momento justo en que pueden empezar a escribir/leer. Los cabezales graban (escriben) los datos procedentes del controlador alineando las partículas magnéticas sobre la superficie de los platos y los recuperan (leen) mediante la detección de las polaridades de las partículas alineadas. Si la partícula tiene una carga magnética positiva significa un "1" si tiene una carga negativa representa un "0". Esta sencilla nomenclatura basta en el sistema binario para almacenar toda una novela o una base de datos.

Habitualmente los discos duros están compuestos por varios platos, es decir varios discos de material magnético montados sobre un eje central. Estos discos normalmente tienen dos caras que pueden usarse para el almacenamiento de datos, si bien suele reservarse una para almacenar información de control.

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7.   UNIDAD DE ESTADO SÓLIDO O SSD.

SSD proviene de la siglas de ("Solid State Drive") ó unidad en estado sólido, no es correcto llamarlos "discos de estado sólido", ya que carecen de ejes internos giratorios, cabezas y platos (discos) a diferencia de los disquetes y discos duros. Son dispositivos basados en chips de memoria flash (una tecnología alterna poco conocida utiliza memoria DRAM alimentada por baterías), esto es 100% electrónico, por lo que no tiene partes mecánicas en movimiento que produzcan fricción. Permite el almacenamiento y borrado de la información (archivos de Office, videos, música, etc.), de manera rápida, sencilla y segura; siendo conectado internamente por medio del conector SATA de la tarjeta principal ("Motherboard"), externamente por medio de un puerto eSATA ó también por medio de el puerto USB.

Es un dispositivo de almacenamiento de datos que usa una memoria no volátil, como la memoria flash, o una memoria volátil como la SDRAM, para almacenar datos, en lugar de los platos giratorios magnéticos encontrados en los discos duros convencionales. En comparación con los discos duros tradicionales, las unidades de estado sólido son menos susceptibles a golpes, son prácticamente inaudibles y tienen un menor tiempo de acceso y de latencia. Los SSD hacen uso de la misma interfaz que los discos duros, y por tanto son fácilmente intercambiables sin tener que recurrir a adaptadores o tarjetas de expansión para compatibilizarlos con el equipo.

Los discos que no son discos: Las Unidades de estado sólido han sido categorizadas repetidas veces como "discos", cuando es totalmente incorrecto denominarlas así, puesto que a diferencia de sus predecesores, sus datos no se almacenan sobre superficies cilíndricas ni platos. Esta confusión conlleva habitualmente a creer que "SSD" significa Solid State Disk, en vez de Solid State Drive

Compiten actualmente en el mercado contra discos duros de 2.5" (utilizados en computadoras portátiles), e inclusive últimamente contra los discos duros 3.5" para computadoras de escritorio; también comienzan a competir contra las memorias USB, ya que las unidades SSD cuentan con conectores que les permiten ser utilizados como unidades extraíbles.

Características generales del SSD:

• Son mas resistentes a pérdidas de datos en caso de golpes y vibraciones ya que no tienen partes móviles.
• Pueden permanecer con la información almacenada hasta por 10 años sin necesidad de alimentación eléctrica.
• No generan ruido y el calor es mínimo, lo que alarga su vida útil al no funcionar a altas temperaturas.
• Se utilizan en el mercado en las computadoras portátiles denominadas Netbook ó computadoras preparadas para uso en red y computadoras de escritorio.
• Contemplan una larga vida de dispositivo ("Mean Time Between Failure") ó tiempo promedio anterior a la falla de 1,000,000 de horas.
• Tienen un muy bajo consumo de electricidad, por ello son ideales para computadoras portátiles.

Ventajas e inconvenientes:

Ventajas:

• Los dispositivos de estado sólido que usan flash tienen varias ventajas únicas frente a los discos duros mecánicos:
• Arranque más rápido, al no tener platos que necesiten tomar una velocidad constante.
• Gran velocidad de escritura.
• Mayor rapidez de lectura, incluso 10 veces más que los discos duros tradicionales más rápidos gracias a RAIDs internos en un mismo SSD.
• Baja latencia de lectura y escritura, cientos de veces más rápido que los discos mecánicos.
• Lanzamiento y arranque de aplicaciones en menor tiempo - Resultado de la mayor velocidad de lectura y especialmente del tiempo de búsqueda. Pero solo si la aplicación reside en flash y es más dependiente de la velocidad de lectura que de otros aspectos.
• Menor consumo de energía y producción de calor - Resultado de no tener elementos mecánicos.
• Sin ruido - La misma carencia de partes mecánicas los hace completamente inaudibles.
• Mejorado el tiempo medio entre fallos, superando 2 millones de horas, muy superior al de los discos duros.
• Seguridad - permitiendo una muy rápida "limpieza" de los datos almacenados.
• Rendimiento determinístico - a diferencia de los discos duros mecánicos, el rendimiento de los SSD es constante y determinístico a través del almacenamiento entero. El tiempo de "búsqueda" constante.
• El rendimiento no se deteriora mientras el medio se llena.
• Menor peso y tamaño que un disco duro tradicional de similar capacidad.
• Resistente - Soporta caídas, golpes y vibraciones sin estropearse y sin descalibrarse como pasaba con los antiguos discos duros, gracias a carecer de elementos mecánicos.
• Borrado más seguro e irrecuperable de datos; es decir, no es necesario hacer uso del Algoritmo Gutmann para cerciorarse totalmente del borrado de un archivo.

Limitaciones:

• Los dispositivos de estado sólido que usan flash tienen también varias desventajas:
• Precio - Los precios de las memorias flash son considerablemente más altos en relación precio/gigabyte, la principal razón de su baja demanda. Sin embargo, esta no es una desventaja técnica. Según se establezcan en el mercado irá mermando su precio y comparándose a los discos duros mecánicos, que en teoría son más caros de producir al llevar piezas metálicas.
• Menor recuperación - Después de un fallo físico se pierden completamente los datos pues la celda es destruida, mientras que en un disco duro normal que sufre daño mecánico los datos son frecuentemente recuperables usando ayuda de expertos.
• Vida útil - En cualquier caso, reducir el tamaño del transistor implica reducir la vida útil de las memorias NAND, se espera que esto se solucione con sistemas utilizando memristores

Antiguas desventajas ya solucionadas:

• Degradación de rendimiento al cabo de mucho uso en las memorias NAND (solucionado, en parte, con el sistema TRIM).
• Menor velocidad en operaciones E/S secuenciales. (Ya se ha conseguido una velocidad similar).
• Vulnerabilidad contra ciertos tipo de efectos - Incluyendo pérdida de energía abrupta (en los SSD basado en DRAM), campos magnéticos y cargas estáticas comparados con los discos duros normales (que almacenan los datos dentro de una jaula de Faraday).
• Capacidad - A día de hoy, tienen menor capacidad máxima que la de un disco duro convencional. (Actualmente, es incluso mayor a la de los discos duros normales).

Unidades híbridas.

Las unidades híbridas son aquellas que combinan las ventajas de las unidades mecánicas convencionales con las de las unidades de estado sólido. Consisten en acoplar un conjunto de unidades de memoria flash dentro de la unidad mecánica, utilizando el área de estado sólido para el almacenamiento dinámico de datos de uso frecuente (determinado por el software de la unidad) y el área mecánica para el almacenamiento masivo de datos. Con esto se logra un rendimiento cercano al de unidades de estado sólido a un costo sustancialmente menor. En el mercado actual (2011), Seagate ofrece su modelo "Momentus XT" con esta tecnología.

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8.   DAÑOS EN EL DISCO DURO.

El daño físico causado a un disco duro puede ser mecánico o eléctrico en la naturaleza. En términos simples, el daño físico se refiere a la destrucción o daño causado a un componente de hardware. Un disco duro es físicamente dañado debido al choque excesivo, dejado caer al suelo, roto, caído en el agua o fuego etc.

El daño físico causado a unos medios de almacenaje puede ser reparado reemplazando el componente dañado o reparando la pieza de repuesto. Los medios de almacenaje como unidad de disco duro y cintas son manejados con el cuidado extenso, donde ellos son tratados con instrumentos variados y equipos.

La recuperación de datos no es siempre exitosa, y hay casos en los que este proceso no obtiene resultados con éxito. Por ejemplo, un disco duro que contenga sus discos magnéticos internos totalmente rayados, es irrecuperable. Si el disco duro ha sufrido un formateado rápido pero se encuentra físicamente en perfecto estado, la recuperación de los datos es prácticamente un 100% posible, siendo más difícil o imposible si los datos se han reescrito con información nueva, con lo que lo anterior se borra para siempre.

Los daños lógicos, donde ocurre un desbalance de las cargas negativas y positivas en los sectores, que determina que se pierda la capacidad de ordenarlas, y la posibilidad de almacenar la información. Esta clase de daños es reparable en el 90% de los casos. Cuando se trata de daños menores, con formatear el disco duro o la partición donde se detecte el error puede solucionarse el problema; en otros casos, es necesario un formatear a bajo nivel o formatear el disco en 0, para eliminar las particiones y cualquier vestigio de información que quede en el disco duro.

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9.   FABRICANTES.

Entre los principales fabricantes de discos rígidos, se encuentran:

• 1988: Tandon vendió su división de fabricación de discos duros a Western Digital, que era un renombrado diseñador de controladores.
• 1989: Seagate compró el negocio de discos de alta calidad de Control Data, como parte del abandono de Control Data en la creación de hardware.
• 1990: Maxtor compró MiniScribe que estaba en bancarrota, haciéndolo el núcleo de su división de discos de gama baja.
• 1994: Quantum compró la división de almacenamiento de Digital Equipment otorgando al usuario una gama de discos de alta calidad llamada ProDrive, igual que la gama tape drive de Digital Linear Tape.
• 1995: Conner Peripherals, que fue fundada por uno de los cofundadores de Seagate junto con personal de MiniScribe, anunciaron una fusión con Seagate, la cual se completó a principios de 1996.
• 1996: JTS se fusionó con Atari, permitiendo a JTS llevar a producción su gama de discos. Atari fue vendida a Hasbro en 1998, mientras que JTS sufrió una bancarrota en 1999.
• 2000: Quantum vendió su división de discos a Maxtor para concentrarse en las unidades de cintas y los equipos de respaldo.
• 2003: Siguiendo la controversia en los fallos masivos en su modelo Deskstar 75GXP, pioneer IBM vendió la mayor parte de su división de discos a Hitachi, renombrándose como Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST.
• 2003: Western Digital compró Read-Rite Corp., quien producía los cabezales utilizados en los discos duros, por 95,4 millones de dólares en metálico.
• 2005: Seagate y Maxtor anuncian un acuerdo bajo el que Seagate adquiriría todo el stock de Maxtor. Esta adquisición fue aprobada por los cuerpos regulatorios, y cerrada el 19 de mayo de 2006.
• 2007: Western Digital adquiere Komag U.S.A., un fabricante del material que recubre los platos de los discos duros.
• 2009: Toshiba adquiere la división de HDD de Fujitsu y TrekStor se declara en bancarrota, aunque ese mismo año consiguen un nuevo inversor para mantener la empresa a flote.
• 2011: Western Digital adquiere Hitachi GST y Seagate compra la división de HDD de Samsung.

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10.   CURIOSIDADES.

• El estándar IDE surgió a raíz de un encargo que la firma Compaq le hizo a la compañía Western Digital. Compaq necesitaba una controladora compatible con el estándar ST506, pero debido a la falta de espacio en el interior de los equipos a los que iba dirigida, ésta debía implementar la circuitería de control en el propio disco duro. Está claro que la necesidad es la madre de la inventiva, ¿verdad?

• En antiguos discos duros (sobre todo MFM) era imprescindible, antes de apagar el equipo para moverlo de sitio, ejecutar una utilidad especial para "aparcar" las cabezas de la unidad. Con esta operación se depositaban los cabezales en una zona segura del disco, de forma que no pudieran dañar la superficie del disco en caso de movimientos o vibraciones. En la actualidad este proceso lo realiza la unidad de forma automática al ser desconectada (podéis comprobar cómo al apagar el PC, durante un segundo se ilumina el led del disco duro), y no se concibe un disco duro que no incluya esta característica.

• Formatear un disco duro IDE a bajo nivel puede ser perjudicial para el mismo. Durante el proceso, que el fabricante realiza en sus instalaciones antes de sacarlo al público, se graban en él las marcas de direcciones y los números de sector. Volver a realizar este proceso en circunstancias o con software no apropiados, puede dañar definitivamente la unidad, hacerla más lenta o generarle sectores defectuosos e irrecuperables. En realidad, el formateo a bajo nivel sólo está justificado en casos muy concretos, como la aparición progresiva de errores a nivel lógico, y nunca por infección de virus (el caso más frecuente). Ciertamente, algunos vicios de la época MFM son bastante difíciles de ser desterrados...

• Algunos modelos de discos duros, de diversos fabricantes, sufrían una anomalía con cierta frecuencia, consistente en la paralización del motor que da giro al eje del disco (especialmente tras varios días de falta de uso del equipo por parte del usuario, o también por acumulación de humedad); el resultado era la imposibilidad de iniciar el sistema desde el disco duro. La solución, no demasiado "científica", por cierto, era sacar el disco y propinarle un par de buenos golpes (no demasiado fuertes, claro); y mano de santo. Lo que no podemos describir aquí es el cambio de color en la cara del dueño del ordenador, al ser testigo de semejante "reparación".

• Tamaño real de los discos duros:

Las medidas:

0,1 = 1 BIT

8 BITS = 1 BYTE

1024 BYTES = 1 KILOBYTE

1024 KILOBYTES = 1 MEGABYTE

1024 MEGABYTES = 1 GIGABYTE

1024 GIGABYTES = 1 TERABYTE

Hay que convertirlas del sistema decimal al binario:

En decimal

En binario

Para conocer la cantidad exacta de gigas que se usan en un disco duro, hay que realizar un sencillo cálculo:

Se cogen los bytes que componen un gigabyte en código decimal, se dividen entre los bytes que componen un gigabyte en código binario, el resultado se multiplica por 100 y el resultado es…

El 93,13%, por lo que al hacer una regla de tres directa aplicada a los tamaños de disco duro más convencionales nos sale:

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