Disco Duro: ¿Qué es?, ¿Cómo Funcionan?, y sus Tipos
En la actualidad, casi todos conocemos y tenemos entendido la función del Disco Duro, este mismo, es un dispositivo de almacenamiento utilizado para guardar/almacenar contenido digital; este sería el concepto más sencillo, debido a que es algo corto y fácil de recordar.
No obstante, aunque este concepto no este equivocado, es una idea bastante simple de lo que verdaderamente es el disco duro, siendo este uno de los componentes más importantes en cualquier computador/servidor. Por consiguiente, en este artículo te desglosaremos los aspectos más relevantes a saber de estas unidades.
Nota: Este artículo fue actualizado con la finalidad de corregir ciertos errores y enfocarnos únicamente en las unidades de almacenamiento mecánico (HDD).
Tipos de Discos Duros
Las unidades de almacenamiento mecánico se dividen por diversos factores tales como: factor de forma, interfaz de conexión, velocidad, uso, almacenamiento, etc. No obstante, para hacer las cosas más fáciles de entender, explicaremos los discos duros sin etiquetar ninguno dentro de una categoría.
¿Qué es un Disco Duro mecánico (HDD)?
Los Discos Duros Mecánicos, como lo dice su nombre, poseen partes mecánicas, estos utilizan uno o más discos sólidos que giran a gran velocidad (más o menos 7200 RPM) mientras la unidad esté encendida; utilizando un motor impulsado por electricidad e imanes para guardar el contenido digital.
Componentes de un Disco Duro Mecánico (HDD)
Los discos duros mecánicos están compuestos por diversos componentes electrónicos, sin embargo, a nuestro parecer estos son los más importantes:
- Platos (Platters): Los platos son los discos dentro de su unidad de almacenamiento donde se guardan sus datos.
- Husillo (Spindle): El husillo es el punto central que mantienen los platos en su posición y el motor que hace girar dichos platos cuando sea necesario.
- Actuador (Actuator): El actuador es el motor encargado de recibir las instrucciones de la placa de circuito integrada en la unidad de almacenamiento, que a la vez controla el movimiento del brazo de lectura/escritura mientras supervisa la transferencia de datos de la unidad.
- Brazo y cabeza de lectura/escritura: En este caso, un mismo componente se divide en dos partes que trabajan a la vez, el brazo de lectura/escritura se encarga de controlar el movimiento del cabezal de lectura/escritura, este mismo cabezal se encarga de leer y escribir en los platos de la unidad de almacenamiento.
- Placa Lógica: La placa lógica se encarga de mantener el movimiento dentro de la unidad, gestionar la energía del mismo y controlar el flujo de datos de entrada/salida del disco duro.
¿Cómo Funciona un Disco Duro?
Para entender el funcionamiento de un disco duro es necesario saber que la mayor parte de estas unidades de almacenamiento poseen varios platos integrados, donde cada plato tiene dos caras (inferior y superior), dichas caras se dividen en sectores y pista que organizan los datos, con la finalidad que la cabeza de escritura/lectura acceda o escriba a estos de una forma eficiente.
¿Cómo se Leen los Datos?
En palabras simples, la operación de lectura se ejecuta al momento que el ordenador envía una solicitud de lectura al controlador de disco con el fin de acceder a un dato, dicho controlador activa el actuador de disco para hacer girar los platos, del mismo modo la cabeza de lectura/escritura se activa y dirige hacia la ubicación (pista y sector) donde se encuentran los datos solicitados, una vez ubicados el controlador de disco envía los datos solicitados a la memoria principal (RAM) del ordenador.
¿Cómo se Escriben los Datos?
En el caso de la operación de escritura, el proceso es bastante similar, el ordenador envía una solicitud de escritura al controlador de disco con el fin de escribir un dato, dicho controlador activa el actuador de disco para hacer girar los platos, del mismo modo la cabeza de lectura/escritura se activa y dirige hacia la ubicación (pista y sector) donde se escribirán los datos mediante la magnetización del plato, finalmente, el controlador de disco almacena/actualiza la ubicación de los datos escritos mediante la tabla de asignación de archivos (FAT).
Factor de Forma de un Disco Duro (HDD)
Dentro de los discos duros (HDD), existen dos categorías de tamaño: 3.5 y 2.5; no obstante, dichas unidades poseen diferencias más allá de su tamaño.
- HDD (3.5): Estos discos duros están enfocados a computadores de sobremesa, teniendo una velocidad entre 7.200 RPM y 15.000 RPM (Esto depende del disco duro, por lo que 7.200 RPM sería el estándar de escritura).
- HDD (2.5): Estos son utilizados en computadores portátiles/laptops, los cuales tienen un bajo consumo en comparación con su contraparte. Estos pueden tener una velocidad de 5.400 RPM (Lo cual es ideal para su uso en portátiles/laptops); es necesario recalcar que existen discos duros HDD 2.5 con mayor RPM, más, estos son usados en otros ámbitos.
Durabilidad y Capacidad de Almacenamiento
Los discos duros tienen una durabilidad que se mide en MTTF, es decir, estas unidades poseen una cierta cantidad de horas de uso hasta que su funcionamiento falle por completo. En la actualidad este tiempo de vida ha aumentado hasta 1.7 millones de horas.
En el caso del almacenamiento, este tipo de unidades se caracteriza por tener una capacidad masiva para almacenar datos, en la actualidad la capacidad de almacenamiento más frecuente es la 1 TB en adelante, aunque se pueden encontrar de menor tamaño.
¿Qué es una interfaz de Conexión en un Disco Duro?
En informática, una interfaz es la conexión física entre dos componentes, en el caso de los discos duros, cuando hablamos de interfaz, nos estamos refiriendo al bus (cable/conector) que utilizamos para la transferencia de datos entre la placa base y la unidad de almacenamiento.
Existen varios tipos de interfaz (PCIe, IDE, SAS, SATA, etc.) y tenemos más que claro que cada uno se merece su artículo donde se hable al detalle de estos, no obstante, en este artículo hablaremos de los que pueden ser utilizados en unidades de almacenamiento mecánico.
Nota: Decidimos darle su propio artículo al bus PCI Express
Interfaz SCSI
SCSI (Small Computer System Interface) es una interfaz para la transmisión de datos entre diversos dispositivos (discos duros, escáneres, grabadoras, etc.) mediante un bus conectado a la placa base/tarjeta controladora del ordenador principal.
En un principio los discos duros SCSI eran utilizados en servidores y computadoras personales (Commodore Amiga y Apple Macintosh), no obstante, con el paso del tiempo estos discos comenzaron a ser desplazados debido al bajo coste de la interfaz IDE.
Al ser una interfaz antigua, con el pasar de los años anduvieron renovando las especificaciones, de esta forma, la interfaz no quedaría obsoleta en cuanto a velocidad y potencia, como resultado la interfaz SCSI posee las siguientes versiones:
A pesar de que varios fabricantes ofrecen RAID basado en discos SATA a un menor coste, en la actualidad, los discos duros SCSI siguen siendo bastante populares en servidores y estaciones de trabajo de gama alta.
Interfaz SAS
SAS (Serial Attached SCSI), es una interfaz para la transmisión de datos en serie, es la sucesora de la interfaz paralela SCSI, no obstante, esta sigue utilizando comandos de su predecesor; fue lanzada en 2003, teniendo como primera versión el SAS 300 (375MBps), la cual era un poco mejor en velocidad tomando en cuenta a su predecesor, el Ultra 640 SCSI (320MBps).
Al ser el sucesor de la interfaz paralela SCSI, es necesario saber las principales diferencias, mejoras y beneficios que trae la interfaz SAS:
- Aumento de la velocidad: Aunque en su primera versión (SAS 300) la diferencia de velocidad de MBps no era tan abismal, con el pasar de los años, dicha diferencia se fue haciendo cada vez más grande, llegando en la actualidad a velocidades de hasta 2800MBps.
- Conexión y desconexión: La interfaz SAS permite la conexión y desconexión rápida, mientras el ordenador este aun encendido, sin necesidad de apagarlo o reiniciar.
- Tasa de transferencia constante: La interfaz SAS puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo, aumentando la velocidad de transferencia al incrementar el número de dispositivos conectados, esto elimina por completo la limitación de 16 dispositivos de su predecesor.
- Compatibilidad con SATA: La interfaz SAS es capaz de funcionar por controladores SATA (No funcionará a la inversa), no obstante, la velocidad se verá afectada.
Como en el caso de su predecesor, SAS tiene varias versiones, por consiguiente, al ser lanzada en 2003 y seguir usándose en la actualidad posee las siguientes versiones:
Interfaz IDE/P-ATA
IDE (Integrated Drive Electronics) también llamado P-ATA (Parallel ATA), es una interfaz de conexión para discos duros, disqueteras, grabadoras y lectoras de CD/DVD. Los discos duros que utilizan esta interfaz pueden encontrarse en computadoras antiguas, en tiendas de computación o en internet a un bajo costo.
Al ser una interfaz antigua, sus velocidades no son de sorprender hoy en día, aun así, no está de más mencionar lo que en antaño era innovación:
Interfaz SATA/S-ATA
Serial ATA o SATA (Serial Advanced Technology Attachment), es una interfaz de conexión estándar para discos duros (HDD y SSD), lectoras de CD/DVD y Blu-ray; la conexión SATA es la sucesora de la antigua interfaz IDE/P-ATA, en la actualidad es la opción más estandarizada debido a lo asequible que son los discos duros poseedores de esta interfaz.
Nota: SATA utiliza el protocolo AHCI para mejorar el rendimiento de las unidades de almacenamiento Mecánico.
Actualmente, existen 3 tipos de discos SATA, las cuales pueden ser distinguidas por sus velocidades relativas:
Nota: Las unidades de almacenamiento mecánico no aprovechan al máximo la velocidad de esta interfaz.
¿Los Discos Duros Valen la Pena en 2023?
A pesar de que hoy en día existen alternativas (SSD) mucho más rápidas que las unidades mecánicas, es necesario resaltar la inmensa capacidad de almacenamiento que nos ofrecen los discos duros mecánicos a un costo mucho menor, por lo tanto, una unidad de almacenamiento mecánico siempre valdrá la pena solo si es combinada con una unidad de estado sólido (SSD).
