Dispositivos E/S: Disco Duro

El disco duro es un dispositivo de almacenamiento magnetico de alta capacidad no volátil, es decir conserva la información que le ha sido almacenada de forma correcta aun con la perdida de energía, emplea un sistema de grabación magnética digital, es donde en la mayoría de los casos se encuentra almacenado el sistema operativo de la computadora

Dentro de un disco duro hay varios platos (entre 2 y 4), que son discos (de aluminio o cristal)

concéntricos y que giran todos a la vez. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) es un conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia dentro o fuera según convenga, todos a la vez. En la punta de dichos brazos están las cabezas de lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal pueden leer tanto zonas interiores como exteriores del disco.
Cada plato tiene dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara (no es una cabeza por plato, sino una por cara). Si se mira el esquema Cilindro-Cabeza-Sector (más abajo), a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros) ó 3 millonésimas de milímetro. Si alguna llega a tocarlo, causaría muchos daños en el disco, rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.500 revoluciones por minuto se mueve a 120 km/h en el borde).

Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:
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;
Pista: 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. 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 usa más eficientemente el disco duro.

Velocidad de giro: Es la velocidad a la que giran los discos magnéticos. La velocidad normal de giro de los discos duros actuales está en 7200 rpm, pero es normal encontrar discos más lentos en 2.5’’, que giran a 5400 rpm. En discos profesionales la velocidad de giro puede llegar a las 10000 rpm o incluso las 15000 rpm. Este parámetro influye en la velocidad de acceso al disco, aunque en los discos de 2.5’’ se compensa en buena parte por el menor diámetro de los discos magnéticos.

IDE: Dentro de este grupo, que ha sido el más utilizado hasta hace tan solo uno o dos años, se encuadran los discos del tipo ATA/PATA. En cuanto a las velocidades de estos discos, han ido aumentando a través de los años, y sin las siguientes:

- ATA-1, utilizado en los primeros discos duros. Soportaba solamente el modo PIO.
- ATA-2, que soporta por primera vez transferencia rápida de datos y modo DMA.

- ATA-3, que es una evolución muy mejorada del ATA2.

- ATA-4, conocido también como Ultra ATA o DMA 33, con una velocidad de transferencia o ancho de banda de 33MB/s. En la actualidad estos tipos están completamente en desuso, y ninguna placa base actual los soporta.

- ATA-5, conocido también como Ultra ATA/66, con un ancho de banda de 66MB/s, que ha sido el más utilizado hasta hace unos años, y el único de los que soporta las placas actuales que se puede montar en fajas de 40 hilos.

- ATA-6, o Ultra ATA/100. Es el más utilizado en la actualidad cuando nos referimos a discos IDE o ATA/PATA (Pararell ATA). Tiene un ancho de banda de 100MB/s.

- ATA-7, o Ultra ATA/133, con un ancho de banda de 133MB/s. Es el más avanzado y rápido de los discos ATA, pero por varias razones no se ha llegado a utilizar de una forma generalizada.

Tanto los discos ATA-6 como los ATA-7 necesitan forzosamente utilizarse con fajas de 80 hilos, de los que 39 son de datos y los restantes son simples aislantes o separadores, para evitar posibles interferencias (de hecho estas fajas utilizan los terminales de 39 contactos + 1 de posicionamiento, normalmente eliminado).

SATA: Son los discos utilizados en la actualidad. Estos discos no van conectados a zócalos IDE, por lo que no tienen las limitaciones inherentes a dicho sistema (es decir, dos dispositivos por conector, configurados como Master y Slave o como Cable Select), sino que van conectados directamente a un puerto SATA (Serial ATA), cada disco de forma independiente, determinándose el disco de inicio del sistema en la propia BIOS.

El número de conectores SATA en una placa base depende tan solo de la capacidad del chipset que se monte, siendo lo más habitual que cuenten con 4 o 6 puertos SATA, aunque existen placas con un número mayor. SATA no utiliza las fajas de 80 hilos, sino cables planos de 7 hilos, mucho más estrechos, que permiten entre otras cosas una mejor refrigeración del sistema y una mayor longitud en los cables. En cuanto a las tomas de alimentación también son diferentes, aunque con los mismos voltajes que los empleados en los discos IDE, si bien están en un orden diferente. Hay algunos discos SATA que llevan ambos tipos de tomas de alimentacióncomo por ejemplo algunos modelos de Western Digital o de Samsung, aunque no es lo más habitual. En cuanto a los tipos de SATA existentes, son los siguientes: -

SATA o SATA 1, con una velocidad de transmisiónde 150MB/s, llamado también SATA 1.5Gb Este tipo ya prácticamente no se utiliza, a pesar de su reciente aparición.

SATA 2, con una velocidad de transmisiónde 300MB/s, conocido también como SATA 3Gb Es el tipo más utilizado, y suelen tener un jumper para poder utilizarlos como SATA 1.

SATA 6Gb, con una velocidad de transmisión de 600MBs ya ha comenzado a comercializarse, aunque es posible que tarde aún unos meses en llegar a nuestros mercados.

SCSI: Los discos SCSI son discos de uso profesional, pensados más que nada para servidores. Se trata de discos de una alta velocidad y fiabilidad… pero también de un alto costo (bastante más caros que un disco SATA). Suelen tener también una menor capacidad y normalmente se montan en sistemas RAID