[Manual] Construir tu ordenador. Parte 1, El disco duro.

Hemos visto que a la hora de hacer un ordenador, necesitábamos una placa base, también necesitábamos un procesador y por último habíamos visto que necesitábamos RAM. Pero claro aún nos faltan algunos de los componentes necesarios y principales de un ordenador, esta vez vamos a dedicar el post al Disco duro.

Un disco duro es un dispositivo magnético de almacenamiento no volátil de datos, y para que nos entendamos, un disco duro es el dispositivo que nos permite guardar los datos y que no se borran al apagar el ordenador (no volátil), al contrario que con la memoria RAM, además su funcionamiento es mediante unas agujas magnéticas que leen, borran, o graban nuevos datos, lo cual hace que no sea electrónico, si no mecánico. Y dado que decíamos que el procesador es el cerebro del ordenador, la RAM es su pensamiento, el disco duro es su memoria, es donde guarda toda la información que almacenamos en el ordenador, desde el sistema operativo hasta la película que nos estamos descargando de Internet.

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). Si alguna llega a tocarlo, causaría muchos daños en el disco, debido a lo rápido que giran los platos (actualmente la velocidad más normal es de 7.200 rpm que en kilómetros hora, serían de 120Km/h en su borde exterior).

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 cabezal; equivale a dar el número de cara, ya que hay un cabezal por cara.
• 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.

Partes de un disco duro:

Al abrir un disco duro, nos encontramos con: (no hagais esto en casa, al menos que no funcione el disco duro)

• Platos en donde se graban los datos
• Cabezal de lectura/escritura
• Motor que hace girar los platos
• Electroimán que mueve el cabeza
• Circuito electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora y memoria caché
• Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad
• Caja, que ha de proteger de la suciedad (aunque a veces no está al vacío)

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

• Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda en situarse la aguja en el cilindro deseado; es la suma de la latencia y el tiempo medio de búsqueda.
• Tiempo medio de Búsqueda (seek): Es la mitad del tiempo que tarda la aguja en ir de la periferia al centro del disco.
• Latencia: Tiempo que tarda el disco en girar media vuelta, que equivale al promedio del tiempo de acceso (tiempo medio de acceso). Una vez que la aguja del disco duro se sitúa en el cilindro el disco debe girar hasta que el dato se sitúe bajo la cabeza; el tiempo en que esto ocurre es, en promedio, el tiempo que tarda el disco en dar medio giro; por este motivo la latencia es diferente a la velocidad de giro, pero es aproximadamente proporcional a ésta.
• Tiempo de acceso máximo: Tiempo máximo que tarda la aguja en situarse en el cilindro deseado. Es el doble del Tiempo medio de acceso.
• Tiempo pista a pista: Tiempo de saltar de la pista actual a la adyacente.
• Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información al ordenador. Puede ser velocidad sostenida o de pico.
• Interfaz: Medio de comunicación entre el disco duro y el ordenador. Puede ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB o Firewire.
• Velocidad de rotación: Número de revoluciones por minuto de los platos. Ultimamente: 7200rpm.

La capacidad de los actuales discos duros es de varios cientos de Gigabytes (1GB =1024 MB; 1MB =1024KB; 1KB=1024Bytes; 1Byte=8bits), e incluso algunos llegan al tamaño de Terabytes o 1024GB, esta altísima capacidad de almacenamiento es posible gracias a nuevas técnicas de escritura y forma de organización de los datos en la superficie de los platos. Así mismo, también se ha mejorado la forma de comunicación de los discos duros con otras partes del ordenador, se ha pasado del conector IDE/ATA al SATA y después de este a una versión mejorada del mismo llamada SATA2, esto incrementó de manera significativa el volumen de datos que puede enviar el disco duro al ordenador, pasando del más rápido de los IDE (el Ultra ATA/133) que podía comunicarse a 139 MB por segundo, al SATA2 cuya velocidad ya supera los 3GB por segundo. Esta increíble capacidad de los discos duro SATA se consiguió dotándolos de nuevos de comunicación y energía.

En la fotografía superior podemos ver cómo el conector IDE es muchísimo más ancho que el SATA.

Los discos duros llevan muchísimos años sin sufrir modificaciones, salvo las comentadas de los conectores, todos siguen utilizando el mismo sistema mecánico, pero una nueva tecnología está surgiendo, que dará pie a revolucionar el sistema de almacenamiento, esta nueva tecnología es la memoria SSD (solid state disk, en castellano, Disco de Estado Sólido). Entre estas memorias se encuentran las llamadas Flash, típicas de tarjetas de memoria de cualquier cámara digital, por ejemplo.

Un disco de estado sólido es un dispositivo de almacenamiento secundario hecho con componentes electrónicos de estado sólido para su uso en computadoras en reemplazo de una unidad de disco duro convencional.

Consta de una memoria no volátil en lugar de los platos giratorios y cabezal que son encontrados en las unidades de disco duro convencionales. Sin partes móviles, un disco de estado sólido pretende eliminar el tiempo de búsqueda, latencia y otros retrasos electromecánicos y fallos asociadas con las unidades de disco duro.

Al ser inmune a las vibraciones externas, lo hace especialmente apto para su uso en ordenadores. Pero por ahora es una tecnología muy verde y estos dispositivos no gozan de tanta capacidad como los actuales discos duros (recordemos que algunos ya llegan al terabyte), y son muy caros (rondan los 1.000 euros). Pero aún con todo, son un claro sustituto de los discos duros magnéticos gracias a que sus latencias son mínimas y que reducen los tiempos de carga hasta en un 60%.

Aunque a mayor capacidad de almacenamiento más datos podemos guardar, quizás esto sea muy goloso para la basura informática, así que no os olvidéis de utilizar los programas para el mantenimiento de vuestros equipos que os hemos comentado.