Disco duro: ¿qué es? Características de los discos duros. ¿Qué es un disco duro o disco duro?

El término " disco duro" es una abreviatura de " unidad de disco duro» ( disco duro). Nombre en inglés - " Unidad de disco duro» ( disco duro o HMDD con la adición de la palabra " Magnético"). Además de la abreviatura "disco duro", existen otros nombres de jerga para este dispositivo: " Winchester" (o " tornillo»), « disco duro" (o " duro»).

Nombre " Winchester“Según una de las versiones, el disco se obtuvo gracias a IBM, que lanzó el modelo de disco duro 3340 en 1973, que por primera vez combinaba platos de disco y cabezales de lectura en una sola carcasa. Al desarrollar el variador, los ingenieros utilizaron la designación interna " 30-30 ", lo que significó dos módulos de 30 MB cada uno con un diseño máximo.

Gerente de proyecto Kenneth Haughton En consonancia con el nombre del popular rifle de caza (en ese momento) "Winchester 30-30", propuso llamar al disco en desarrollo "Winchester". Sin embargo, en Estados Unidos y Europa allá por los años 1990. El nombre "Winchester" prácticamente ha caído en desuso. Pero en el idioma ruso se ha conservado e incluso ha recibido un estatus semioficial. En la jerga informática se ha abreviado como " tornillo", que es la versión más utilizada del nombre.

disco duro es un dispositivo para almacenar información que funciona según el principio de grabación magnética. El disco duro se utiliza como principal dispositivo de almacenamiento de datos en la mayoría de las computadoras modernas.

En HDD, a diferencia del llamado "disquete" (o disquete), la información se registra en placas duras (aluminio, vidrio o cerámica) recubiertas con una fina capa de material ferromagnético, que suele ser dióxido de cromo. Los discos duros utilizan uno o más platos en un eje común.

En el modo operativo, los cabezales de lectura no tocan las placas debido a la capa de flujo de aire que se forma en la superficie de las placas durante su rápida rotación. Entre el cabezal y el plato se mantiene una distancia de varios nanómetros (en los discos modernos es de unos 10 nm). Cuando los discos no giran, los cabezales se ubican en el propio husillo o en una zona segura fuera del disco, donde se excluye su contacto mecánico con los discos. La ausencia de contacto mecánico entre piezas garantiza una larga vida útil del dispositivo.

Inicialmente, existía en el mercado una gran variedad de discos duros, fabricados por muchas empresas. Con una mayor competencia, la mayoría de los fabricantes pasaron a producir otros tipos de productos o fueron comprados por competidores.

La empresa dejó una huella bastante notable en la historia del ferrocarril. Cuántico. Otro líder en la producción de discos fue la empresa. maxtor, que compró la división de discos duros de Quantum en 2001. En 2006, Maxtor y Seagate se fusionaron. A mediados de los 90. habia una empresa famosa Conner, que también se fusionó con Seagate.

A principios de los 90 había una empresa. micropolis, que produjo costosos discos duros de primera calidad. Sin embargo, al producir los primeros discos de 7200 rpm (los primeros del sector), utilizó cojinetes de eje principal inutilizables de Nidec. Micropolis sufrió grandes pérdidas en términos de rentabilidad y fue comprada por el mismo Seagate.

Hoy en día, la mayoría de los discos duros son producidos por un pequeño número de empresas: Seagate, Samsung, Digital occidental, antigua división IBM, ahora propiedad Hitachi. Antes de 2009 fujitsu produjo discos duros para portátiles pero luego transfirió toda su producción a la empresa toshiba. Toshiba es ahora el principal fabricante de discos duros para portátiles de 1,8 y 2,5 pulgadas.

14.05.2010

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Última edición: 2011-11-17 17:06:09

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Nosotros, los usuarios de computadoras personales, a menudo nos encontramos con la abreviatura HDD. Y el deseo de saber qué es un HDD, dónde está y para qué sirve está justificado.

HDD significa "unidad de disco duro". En pocas palabras, es un disco duro. Poco a poco se están convirtiendo en una cosa del pasado, siendo sustituidos por los SSD, pero los HDD ocuparán su nicho de mercado durante mucho tiempo.

¿Por qué el disco es "duro"?

No hay ningún nombre para HDD en una computadora. Disco duro, disco duro, disco duro, tornillo: solo una pequeña lista de sus nombres. ¿Por qué "unidad de disco duro"?

A diferencia de los disquetes (disquetes), los datos de los discos duros se registran en placas duras y, a su vez, están cubiertas con una capa de material ferromagnético. Se les llama nada más que "discos magnéticos". Un disco duro utiliza uno o más platos en un eje. Los dispositivos de lectura (cabezales) no tocan la superficie de las placas durante el funcionamiento. Esto se explica de forma sencilla: con la rápida rotación de las placas, se forma una capa de flujo de aire entrante. La distancia entre el dispositivo de lectura y la superficie de trabajo es muy pequeña: sólo unos pocos nanómetros, y la capa de aire, que elimina el contacto mecánico, garantiza una larga vida útil. Si las placas no giran a la velocidad adecuada, entonces los cabezales se encuentran en la llamada zona de "estacionamiento", fuera de los límites de las placas.

Una propiedad distintiva de un disco duro en una computadora es que el medio de almacenamiento se combina con una unidad, así como con un bloque de componentes electrónicos necesarios en una carcasa.

Principales características del disco duro

Como cualquier dispositivo técnico, un disco duro tiene una serie de características, a partir de las cuales se pueden sacar conclusiones sobre su relevancia.

• La capacidad es una de las cantidades más importantes. Caracteriza la cantidad de datos que puede almacenar la unidad.
• Dimensiones (factor de forma). Las variaciones más comunes son 3,5 y 2,5 pulgadas. Define el ancho del dispositivo.
• Velocidad de rotación del eje y cabezal. El número de sus revoluciones por minuto. El parámetro afecta significativamente la velocidad de acceso a los datos y directamente la velocidad de su transferencia. Las opciones más habituales: 4200, 5400, 7200, 10.000 rpm.
• El número de operaciones de E/S por segundo. Para los discos modernos, este número se acerca a 50 (con acceso aleatorio a los datos, con acceso secuencial, es correspondientemente mayor: alrededor de 100);
• El consumo de energía es un parámetro importante para los dispositivos portátiles (estamos hablando de portátiles/netbooks).
• Tamaño del búfer. El búfer es la memoria intermedia. Su propósito es suavizar las diferencias en las velocidades de lectura/escritura. En los discos duros modernos suele estar entre 8 y 64 megabytes.

Espero que hayamos podido comprender qué es un disco duro en una computadora e incluso ampliar un poco nuestros horizontes en el mundo del hardware informático.

Número de operaciones de E/S por segundo(Inglés) IOPS) - para discos modernos esto es aproximadamente 50 operaciones/s con acceso aleatorio a la unidad y aproximadamente 100 operaciones/s con acceso secuencial.

Consumo de energía- un factor importante para los dispositivos móviles.

Resistencia al impacto(Inglés) Clasificación de choque G) - la resistencia del variador a golpes o sobretensiones repentinas, medida en unidades de sobrecarga permitida en estado encendido y apagado.

Tasa de transferencia de datos(Inglés) Tasa de transferencia) con acceso secuencial:

• área del disco interno: de 44,2 a 74,5 MB/s;
• zona del disco externo: 60,0 a 111,4 MB/s.

Capacidad de búfer- un buffer es una memoria intermedia diseñada para suavizar las diferencias en la velocidad de lectura/escritura y la velocidad de transferencia a través de la interfaz. En los discos modernos suele variar entre 8 y 64 MB.

Nivel de ruido

Arandelas de silicona para fijación de discos duros. Reducir la vibración y el ruido.

Nivel de ruido- el ruido producido por la mecánica del accionamiento durante su funcionamiento. Indicado en decibeles. Las unidades silenciosas se consideran dispositivos con un nivel de ruido de aproximadamente 26 dB o menos. El ruido consiste en el ruido de rotación del husillo (incluido el ruido aerodinámico) y el ruido de posicionamiento.

Para reducir el ruido de los discos duros, se utilizan los siguientes métodos:

Fabricantes

Inicialmente, existía en el mercado una amplia variedad de discos duros, producidos por muchas empresas. Debido al aumento de la competencia, el rápido crecimiento de la capacidad que requiere tecnología moderna y la caída de los márgenes de beneficio, la mayoría de los fabricantes fueron adquiridos por competidores o cambiaron a otros tipos de productos.

Actualmente, debido a la promoción de discos externos en el mercado y al desarrollo de tecnologías tipo SSD, ha vuelto a aumentar el número de empresas que ofrecen soluciones listas para usar.

Dispositivo

El disco duro consta de una zona hermética y una unidad electrónica.

Hermozona

Disco duro Samsung HD753LJ desmontado con una capacidad de 750 GB

disco duro desmontado

La zona hermética incluye una carcasa de aleación duradera, discos (placas) con revestimiento magnético, en algunos modelos separados por separadores, así como un bloque de cabezal con un dispositivo de posicionamiento y un accionamiento de husillo eléctrico.

Contrariamente a la creencia popular, la gran mayoría de dispositivos no cuentan con vacío dentro del área de contención. Algunos fabricantes lo sellan (de ahí el nombre) y lo llenan con aire purificado y seco o gases neutros, en particular nitrógeno, e instalan una fina membrana de metal o plástico para igualar la presión. (En este caso, hay un pequeño bolsillo dentro de la caja del disco duro para un paquete de gel de sílice, que absorbe el vapor de agua que queda dentro de la caja después de sellarla). Otros fabricantes igualan la presión a través de un pequeño orificio con un filtro capaz de atrapar partículas muy pequeñas (de unos pocos micrómetros). Sin embargo, en este caso también se iguala la humedad y también pueden penetrar gases nocivos. La igualación de presión es necesaria para evitar la deformación del cuerpo de la zona de contención durante los cambios de presión atmosférica (por ejemplo, en un avión) y temperatura, así como cuando el dispositivo se calienta durante el funcionamiento.

Las partículas de polvo que se encuentran en la zona hermética durante el montaje y caen sobre la superficie del disco, durante la rotación, son transportadas a otro filtro: el colector de polvo.

Los discos (placas), por regla general, están hechos de una aleación de metal. Aunque hubo intentos de fabricarlas con plástico e incluso con vidrio (IBM), estas placas resultaron ser frágiles y de corta duración. Ambos planos de las placas, como una cinta magnética, están cubiertos del polvo ferromagnético más fino: óxidos de hierro, manganeso y otros metales. La composición exacta y la tecnología de aplicación son un secreto comercial. La mayoría de los dispositivos económicos contienen una o dos placas, pero hay modelos con más placas.

Los discos están fijados rígidamente al husillo. Durante el funcionamiento, el husillo gira a una velocidad de varios miles de revoluciones por minuto (de 3.600 a 15.000). A esta velocidad, se crea un potente flujo de aire cerca de la superficie de la placa, que levanta los cabezales y los hace flotar sobre la superficie de la placa. La forma de los cabezales se calcula para garantizar la distancia óptima a la placa durante el funcionamiento. Hasta que los discos aceleren a la velocidad requerida para que los cabezales “despeguen”, dispositivo de estacionamiento sostiene las cabezas en zona de aparcamiento. Esto evita daños a los cabezales y a la superficie de trabajo de las placas. El motor del husillo del disco duro es síncrono trifásico, lo que garantiza la estabilidad de rotación de los discos magnéticos montados en el eje (husillo) del motor. El estator del motor contiene tres devanados conectados en estrella con una derivación en el medio y el rotor es un imán seccional permanente.

El separador (separador) es una placa de plástico o aluminio ubicada entre las placas de los discos magnéticos y encima de la placa superior del disco magnético. Se utiliza para igualar los flujos de aire dentro del área de contención.

Dispositivo de posicionamiento

Disco duro desmontado. Placa superior del estator del motor solenoide extraída

Dispositivo de posicionamiento del cabezal (servoaccionamiento, jarg. solenoide) es un motor solenoide de baja inercia. Consiste en un par fijo de potentes imanes permanentes de neodimio, así como una bobina (solenoide) en un soporte móvil de la unidad principal.

El principio de funcionamiento del motor es el siguiente: el devanado está ubicado dentro del estator (generalmente dos imanes fijos), la corriente suministrada con diferentes intensidades y polaridades lo obliga a posicionar con precisión el soporte (balancín) con las cabezas a lo largo de una dirección radial. camino. El tiempo que se tarda en buscar datos en la superficie de las placas depende de la velocidad del dispositivo de posicionamiento.

Cada unidad tiene una zona especial llamada zona de estacionamiento, donde los cabezales se detienen cuando la unidad está apagada o está en uno de los modos de bajo consumo. En estado de estacionamiento, el soporte (balancín) del bloque principal está en su posición extrema y descansa contra el tope de carrera. Durante las operaciones de acceso a la información (lectura/escritura), una de las fuentes de ruido es la vibración debido a los impactos de los soportes que sujetan los cabezales magnéticos contra los topes de carrera durante el proceso de retorno de los cabezales a la posición cero. Para reducir el ruido, se instalan arandelas amortiguadoras de goma blanda en los topes de carrera. Puede reducir significativamente el ruido de un disco duro utilizando software cambiando los parámetros de los modos de aceleración y desaceleración de la unidad principal. Para ello, se ha desarrollado una tecnología especial: la gestión acústica automática. Oficialmente, la capacidad de controlar mediante programación el nivel de ruido de un disco duro apareció en el estándar ATA /ATAPI-6 (para hacer esto, es necesario cambiar el valor de la variable de control), aunque algunos fabricantes han realizado implementaciones experimentales antes.

Unidad electrónica

La unidad de interfaz conecta la electrónica del disco duro con el resto del sistema.

La unidad de control es un sistema de control que recibe señales eléctricas de posicionamiento del cabezal y genera acciones de control con una unidad de bobina móvil, conmutando flujos de información desde varios cabezales, controlando el funcionamiento de todos los demás componentes (por ejemplo, controlando la velocidad del husillo), recibiendo y procesando señales de los sensores del dispositivo (el sistema de sensores puede incluir un acelerómetro uniaxial utilizado como sensor de impacto, un acelerómetro triaxial utilizado como sensor de caída libre, un sensor de presión, un sensor de aceleración angular, un sensor de temperatura).

El bloque ROM almacena programas de control para unidades de control y procesamiento de señales digitales, así como información de servicio del disco duro.

La memoria intermedia suaviza la diferencia de velocidad entre la parte de la interfaz y la unidad (se utiliza memoria estática de alta velocidad). Aumentar el tamaño de la memoria intermedia en algunos casos le permite aumentar la velocidad de la unidad.

La unidad de procesamiento de señales digitales limpia la señal analógica leída y la decodifica (extrae información digital). Se utilizan varios métodos para el procesamiento digital, por ejemplo, el método PRML (Máxima probabilidad de respuesta parcial: máxima probabilidad con una respuesta incompleta). La señal recibida se compara con las muestras. En este caso, se selecciona una muestra que sea más similar en forma y características de sincronización a la señal que se está decodificando.

Formateo de bajo nivel

En la etapa final de ensamblaje del dispositivo, se formatean las superficies de las placas: se forman pistas y sectores sobre ellas. El método específico lo determina el fabricante y/o el estándar, pero como mínimo, cada pista está marcada con una marca magnética que indica su inicio.

Existen utilidades que pueden probar los sectores físicos de un disco y ver y editar sus datos de servicio hasta cierto punto. Las capacidades específicas de dichas utilidades dependen en gran medida del modelo de disco y de la información técnica conocida por el autor del software para la familia de modelos correspondiente.

Geometría del disco magnético.

Para aprovechar el espacio, las superficies de los platos del disco se dividen en pistas- áreas de anillos concéntricos. Cada pista está dividida en secciones iguales. sectores. El direccionamiento CHS supone que todas las pistas en un área de disco determinada tienen el mismo número de sectores.

Cilindro- un conjunto de pistas equidistantes del centro en todas las superficies de trabajo de los platos del disco duro. numero de cabeza especifica la superficie de trabajo que se utilizará (es decir, la pista específica del cilindro), y número de sector- un sector específico de la pista.

Para utilizar el direccionamiento CHS necesita saber geometría Disco utilizado: el número total de cilindros, culatas y sectores que contiene. Inicialmente, esta información debía ingresarse manualmente; en el estándar ATA-1, se introdujo la función de geometría automática (el comando Identificar unidad).

La influencia de la geometría en la velocidad de las operaciones del disco.

La geometría del disco duro afecta la velocidad de lectura y escritura. Más cerca del borde exterior del plato del disco, aumenta la longitud de las pistas (se pueden acomodar más sectores) y, en consecuencia, la cantidad de datos que el dispositivo puede leer o escribir por revolución. En este caso, la velocidad de lectura puede variar de 50 a 30 MB/s. Conociendo esta característica, es recomendable colocar aquí las particiones raíz de los sistemas operativos. La numeración de sectores comienza desde el borde exterior del disco desde cero. En GParted, el borde exterior del disco se encuentra a la izquierda (en el diagrama) y en la parte superior (en la lista).

Características de la geometría de los discos duros con controladores integrados.

Zonificación

En las placas de los discos duros modernos, las pistas están agrupadas en varias zonas. Grabación por zonas). Todas las pistas de una zona tienen el mismo número de sectores. Sin embargo, hay más sectores en las pistas de las zonas exteriores que en las pistas de las interiores. Esto permite, utilizando una mayor longitud de pistas externas, conseguir una densidad de grabación más uniforme, aumentando la capacidad del plato con la misma tecnología de producción.

Sectores de reserva

Para aumentar la vida útil del disco, es posible que haya sectores de repuesto adicionales en cada pista. Si ocurre un error incorregible en algún sector, este sector puede ser reemplazado por uno de reserva. reasignación). Los datos almacenados en él se pueden perder o restaurar mediante ECC y la capacidad del disco seguirá siendo la misma. Hay dos tablas de reasignación: una se completa en fábrica y la otra durante la operación. Los límites de zona, el número de sectores por pista para cada zona y las tablas de reasignación de sectores se almacenan en la ROM electrónica.

Geometría lógica

A medida que crecía la capacidad de los discos duros fabricados, su geometría física ya no encajaba en las limitaciones impuestas por las interfaces de software y hardware (ver: Capacidad del disco duro). Además, las pistas con diferentes números de sectores no son compatibles con el método de direccionamiento CHS. Como resultado, los controladores de disco comenzaron a informar no reales, sino ficticios, geometría lógica, que se ajusta a las limitaciones de las interfaces, pero no se corresponde con la realidad. Por lo tanto, los números máximos de sector y cabezal para la mayoría de los modelos son 63 y 255 (los valores máximos posibles en las funciones de interrupción BIOS INT 13h), y el número de cilindros se selecciona de acuerdo con la capacidad del disco. La geometría física del disco en sí no se puede obtener durante el funcionamiento normal y otras partes del sistema la desconocen.

Direccionamiento de datos

El área de datos mínima direccionable en un disco duro es sector. El tamaño del sector es tradicionalmente de 512 bytes. En 2006, IDEMA anunció una transición a un tamaño de sector de 4096 bytes, que se prevé completará en 2010.

Western Digital ya ha anunciado el uso de una nueva tecnología de formateo llamada Formato Avanzado y ha lanzado una serie de unidades que utilizan la nueva tecnología. Esta serie incluye las líneas AARS/EARS y BPVT.

Antes de utilizar una unidad con tecnología de formato avanzado en Windows XP, debe realizar un procedimiento de alineación utilizando una utilidad especial. Si las particiones del disco se crean con Windows Vista, Windows 7 y Mac OS, no es necesaria la alineación.

Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 y Windows Server 2008 R2 tienen soporte limitado para unidades de sector grande.

Hay 2 formas principales de direccionar sectores en un disco: sector-culata-cilindro(Inglés) sector-culata-cilindro, CHS) Y direccionamiento de bloque lineal(Inglés) direccionamiento de bloque lineal, LBA).

CHS

Con este método, el sector se aborda por su posición física en el disco con 3 coordenadas: número de cilindro, número de cabeza Y número de sector. En discos de más de 528.482.304 bytes (504 MB) con controladores integrados, estas coordenadas ya no corresponden a la posición física del sector en el disco y son "coordenadas lógicas" (ver).

LBBA

Con este método, la dirección de los bloques de datos en el medio se especifica mediante una dirección lineal lógica. El direccionamiento LBA comenzó a implementarse y utilizarse en 1994 junto con el estándar EIDE (Extended IDE). La necesidad de LBA se debió, en particular, a la aparición de discos de gran capacidad, que no podían explotarse plenamente con los antiguos esquemas de direccionamiento.

El método LBA corresponde al Mapeo de Sectores para SCSI. El BIOS del controlador SCSI realiza estas tareas automáticamente, es decir, el método de direccionamiento lógico era originalmente característico de la interfaz SCSI.

Tecnologías de registro de datos.

El principio de funcionamiento de los discos duros es similar al funcionamiento de las grabadoras. La superficie de trabajo del disco se mueve con respecto al cabezal de lectura (por ejemplo, en forma de un inductor con un espacio en el circuito magnético). Cuando se suministra una corriente eléctrica alterna (durante la grabación) a la bobina del cabezal, el campo magnético alterno resultante del espacio del cabezal afecta el ferroimán de la superficie del disco y cambia la dirección del vector de magnetización del dominio dependiendo de la intensidad de la señal. Durante la lectura, el movimiento de los dominios en el espacio del cabezal provoca un cambio en el flujo magnético en el circuito magnético del cabezal, lo que provoca la aparición de una señal eléctrica alterna en la bobina debido al efecto de la inducción electromagnética.

Recientemente, el efecto magnetorresistivo se ha utilizado para la lectura y se utilizan cabezales magnetorresistivos en los discos. En ellos, un cambio en el campo magnético conduce a un cambio en la resistencia, dependiendo del cambio en la intensidad del campo magnético. Estos cabezales permiten aumentar la probabilidad de una lectura fiable de la información (especialmente con altas densidades de registro de información).

Método de grabación longitudinal

Los discos duros de grabación perpendicular están disponibles en el mercado desde 2005.

Método de grabación termomagnético.

Método de grabación termomagnético. Grabación magnética asistida por calor, HAMR ) es actualmente el más prometedor de los existentes; ahora se está desarrollando activamente. Este método utiliza calentamiento puntual del disco, lo que permite que el cabezal magnetice áreas muy pequeñas de su superficie. Una vez que el disco se enfría, la magnetización queda “fijada”. En 2009 sólo estaban disponibles muestras experimentales cuya densidad de grabación era de 150 Gbit/cm². Los especialistas de Hitachi consideran que el límite para esta tecnología es de 2,3-3,1 Tbit/cm², los representantes de Seagate Technology, de 7,75 Tbit/cm².

Medios de almacenamiento estructurados

Medio de almacenamiento estructurado (estampado) Medios con patrones de bits), es una tecnología prometedora para almacenar datos en un medio magnético, utilizando una serie de celdas magnéticas idénticas para registrar datos, cada una de las cuales corresponde a un bit de información, a diferencia de las tecnologías modernas de grabación magnética, en las que un bit de información es grabado en varios dominios magnéticos.

Método de autoensamblaje de polímeros.

Actualmente, el último avance en el campo del aumento del volumen de discos duros es el método de autoensamblaje de polímeros (14 de noviembre de 2012).

Comparación de interfaces

	Ancho de banda, Mbit/s	Longitud máxima del cable, m	¿Se requiere un cable de alimentación?	Número de unidades por canal	Número de conductores en el cable.	Otras características
UltraATA /133	1064	0,46	Sí (3,5") / No (2,5")	2	40/80	Controlador+2Esclavo, el intercambio en caliente no es posible
SATA-300	3000	1	Sí	1	7	Host/Esclavo, intercambiable en caliente en algunos controladores
SATA-600	6144	sin datos	Sí	1	7
FireWire/400	400			63	4/6
FireWire/800	800	4,5 (con conexión en cadena hasta 72 m)	Sí/No (según la interfaz y el tipo de unidad)	63	9	los dispositivos son iguales, es posible el intercambio en caliente
USB 2.0	480	5 (con conexión serie, mediante hubs, hasta 72 m)		127	4
USB 3.0	4800	sin datos	Sí/No (según el tipo de unidad)	sin datos	9	Bidireccional, compatible con USB 2.0
Ultra-320 SCSI	2560	12	Sí	16	50/68	los dispositivos son iguales, es posible el intercambio en caliente
SAS	3000	8	Sí	Más de 16384		intercambio en caliente; Es posible conectar dispositivos SATA a controladores SAS.
eSATA	3000	2	Sí	1 (con multiplicador de puertos hasta 15)	7	Host/Esclavo, intercambiable en caliente

Historial de progreso de la unidad

Mercado de discos duros

Consecuencias de las inundaciones en Tailandia (2011)

Como resultado de la inundación, se inundaron varias zonas industriales donde se encuentran fábricas de discos duros, lo que, según los expertos, provocó una escasez de discos duros en el mercado mundial. Según Piper Jaffray, en el cuarto trimestre de 2011 la escasez de discos duros en el mercado mundial será de 60 a 80 millones de unidades, con una demanda de 180 millones. Al 9 de noviembre de 2011, los precios de los discos duros ya habían aumentado; entre un 10 y un 60%. A mediados de 2012, el nivel de producción y los precios de los discos duros volvieron a sus niveles anteriores.

Ver también

Notas

1. Guía de referencia: unidades de disco duro (inglés). - Descripción general de la tecnología de discos duros. Archivado desde el original el 23 de agosto de 2011. Consultado el 28 de julio de 2009.
2. http://www.storagereview.com/guide/histEarly.html Guía de referencia: unidades de disco duro: primeras unidades de disco (inglés)
3. Archivos de IBM: instalación de almacenamiento de acceso directo IBM 3340
4. ¿Disco duro o disco duro?
5. Seagate presentó un disco duro de 4 TB
6. Medallista 545XE (inglés). Seagate (17 de agosto de 1994). (enlace inaccesible - historia) Consultado el 8 de diciembre de 2008.(enlace inaccesible - historia)
   La especificación del disco Medalist 545xe (Seagate ST3660A) establece los siguientes parámetros: volumen formateado 545,5 MB y geometría 1057 cilindros × 16 cabezas × 63 sectores × 512 bytes por sector = 545,513,472 bytes. Sin embargo, el volumen declarado de 545,5 se obtiene de la geometría sólo si se divide por 1000 × 1000; dividir por 1024x1024 da un valor de 520,2.
   Barracuda 7200.9 Disco duro PATA de 320 GB (ST3320833A) (inglés). Seagate. - Pestaña Especificaciones Técnicas. Archivado desde el original el 23 de agosto de 2011. Consultado el 8 de diciembre de 2008.
   Otro ejemplo: el volumen indicado es 320 GB y el número de sectores disponibles es 625.142.448 Sin embargo, si se multiplica el número de sectores por su tamaño (512), el resultado será 320.072.933.376, de aquí “320” se obtiene sólo dividiendo. por 1000³, al dividir por 1024³ resulta solo 298.
7. Base de conocimientos de Seagate. Estándares para medir la capacidad de almacenamiento (ruso)
8. http://www.hitachigst.com/hdd/support/15k147/15k147.htm
9. http://www.seagate.com/products/notebook/momentus.html (enlace inaccesible - historia)
10. Revisión de Scythe Quiet Drive en thg.ru
11. Toshiba: comunicado de prensa del 1 de octubre de 2009
12. Seagate completa la adquisición de la división de discos duros de Samsung | Seagate
13. Dispositivo de disco duro. R.LAB (23 de junio de 2010). Archivado desde el original el 3 de febrero de 2012.
14. Enfrentamiento con un disco duro (llegar al fondo de los discos duros), partes 1-3 / Publicaciones / alta tecnología
15. Una colección de utilidades para diagnóstico de bajo nivel y reparación de discos duros. ???. Archivado
16. Utilidad para diagnosticar y reparar discos duros UDMA-3000 con módulos para muchos modelos. ???. Archivado desde el original el 23 de agosto de 2011. ¿Verificado???.

¡Hola amigos! ¿Qué es un disco duro? o disco duro? Un disco duro es una unidad de disco duro magnético. Abreviado como HDD o unidad de disco duro (magnético): HDD o MHDD. El primer disco duro fue lanzado por IBM en 1956 y tenía unas dimensiones de aproximadamente un metro cúbico y era capaz de almacenar hasta 3,5 MB de información (ver la imagen de la izquierda de Wikipedia). Constaba de 50 discos magnéticos con un diámetro de 610 mm. La superficie de los discos estaba recubierta de hierro puro, lo que permitía magnetizar áreas y almacenar datos. Este disco duro pesa 971 kg y formó parte de la primera computadora IBM 305 RAMAC de producción. Más tecnología se desarrolló y alcanzó lo que ve en sus computadoras de escritorio y portátiles. Un disco duro también se llama disco duro, disco duro o, para abreviar, tornillo. El nombre Winchester proviene de los años 70. En ese momento, IBM lanzó una nueva computadora con un disco duro más moderno, que constaba de dos gabinetes, cada uno de los cuales almacenaba hasta 30 MB de información. Se hizo una analogía con el rifle Winchester, que usaba el cartucho 30-30. Probablemente, después de esto, los discos duros, probablemente para siempre (al menos entre la población de habla rusa), recibieron el nombre de disco duro o, para abreviar, tornillo.

Un disco duro moderno consta de:

• alojamiento
• unidad electrónica
• unidad de posicionamiento del actuador
• bloque con placas magnéticas

Veamos cada uno con más detalle.

Marco. Es como la carrocería de un coche. Todo depende de él. La tarea principal es proporcionar la rigidez y estanqueidad necesarias. La rigidez es necesaria para proteger el disco de daños externos. Estanqueidad: para evitar que entren partículas extrañas en el disco. La carcasa está hecha de una aleación conductora de calor, ya que el calor se genera durante el funcionamiento del dispositivo y debe disiparse de alguna manera. Puede leer más sobre la refrigeración del disco duro. Para igualar las presiones dentro y fuera de la carcasa, se hace una pequeña ventana con una placa de metal flexible.

Unidad electrónica

Consta de:

• bloque de interfaz
• búfer o caché
• unidad de control

La unidad de interfaz es responsable de conectar el disco duro a la computadora. ROM, un dispositivo de almacenamiento permanente, registra información de servicio y firmware de disco. El búfer es una memoria caché similar a la RAM. Contiene información de uso frecuente, lo que aumenta el rendimiento del disco duro. La velocidad de lectura de la caché se está acercando a la velocidad máxima para la interfaz del disco. Actualmente, la interfaz más común es SATA III con un rendimiento máximo de 6 Gbit/s. La unidad de control es responsable del funcionamiento de todo el dispositivo. Monitoriza la velocidad de rotación del bloque con placas magnéticas y la posición del bloque con actuadores.

Consiste en un actuador (un dispositivo para escribir y leer información), un soporte (en el que funciona todo) y un variador. El variador recibe comandos sobre dónde leer y dónde escribir información desde la unidad de control. (La imagen a continuación está tomada del sitio http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Bloque con placas de memoria. Consta de un variador, discos o placas y separadores. Estos últimos se utilizan para fijar una cierta distancia entre las placas. En la unidad se montan discos con separadores. Este último mantiene una velocidad de rotación constante.

2. ¿Cómo funciona un disco duro?

Cuando enciende la computadora, la unidad de control suministra energía a la unidad con discos magnéticos y espera hasta que ésta alcance la velocidad de rotación especificada. Tan pronto como esto sucede, la computadora recibe una señal de que el disco duro está listo. Luego viene la solicitud de información. Entra en juego una unidad de posicionamiento que ajusta la posición deseada del actuador. Los datos se leen y van al bloque de interfaz y de allí a la RAM.

Hasta ahora los actuadores tocaban discos magnéticos. A medida que aumentaba la velocidad de este último, se requería una tecnología diferente. En este caso, el actuador flotaba sobre la superficie magnética y tocaba el disco en un lugar determinado. La tecnología avanzó, las velocidades de rotación de las placas aumentaron y el bloque con actuadores comenzó a estacionarse fuera de las placas. Es decir, los actuadores se ubican junto a las placas hasta que se alcanza la velocidad de rotación requerida de los discos magnéticos.

Debido a la alta velocidad de rotación de los discos, se crea un flujo de aire que eleva el cabezal del actuador por encima de la superficie. El mismo flujo de aire expulsa las partículas de polvo atrapadas en el interior desde la superficie hacia un filtro especial en la carcasa. También hay un adsorbente en el estuche para eliminar la humedad residual.

En los discos duros modernos, la distancia entre el cabezal de lectura y la superficie del platino magnético< 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.

Cada placa magnética está dividida en pistas anulares de unos 60 nm de ancho. Estos últimos, a su vez, se dividen en clusters. Normalmente, un clúster tiene 4 KB. Cada bit de información representa un pad en una pista que puede estar magnetizado -1 o no -0. Estos sitios también se denominan dominios. Cuanto menor sea el tamaño de esta área, más información cabrá en la pista y más capacidad tendrá el disco duro. Al inicio del desarrollo se utilizó grabación longitudinal. El sitio estaba ubicado a lo largo del camino. Posteriormente, esta tecnología fue sustituida por la grabación perpendicular, que permitió aumentar la densidad de datos y, a su vez, aumentar la capacidad del disco duro.

El conjunto de pistas equidistantes del centro de rotación del motor se denomina cilindro.

Antes de que los discos duros superaran el límite de capacidad de 500 MB, el sistema de posicionamiento CHS (cylinder-head-sector) era suficiente. Con el crecimiento en volumen, en 1994 se adoptó el sistema de posicionamiento LBA (direccionamiento de bloques lineales). En el caso de CHS, el disco duro era transparente para los sistemas operativos. Mediante el direccionamiento lineal, el sistema accede al sector deseado del disco duro y la unidad de control del disco duro comprende dónde se encuentra físicamente este sector.

Unidad de posicionamiento del actuador. Impulsado por un motor solenoide. Este último consta de un estator y una bobina. El estator consta de uno o dos potentes imanes permanentes de neodimio. El posicionamiento preciso del soporte con los cabezales se produce aplicando un voltaje de cierta fuerza a la bobina (imagen tomada de http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

La velocidad de posicionamiento de la cabeza y, en consecuencia, el tiempo de acceso a la información depende de la fuerza de los imanes. Este último en discos duros varía de 3 a 12 ms. Cuanto más corto sea el tiempo, más rápido y más caro será el disco duro. WD tiene tres series de discos duros: verde, azul y negro. El verde utiliza un imán de neodimio y una velocidad de husillo de 5400 rpm. Esto da como resultado un rendimiento bastante modesto, pero una eficiencia decente y un bajo consumo de energía. Los discos azules utilizan el mismo imán y la velocidad de rotación aumenta a 7200 rpm. En términos de características de velocidad, ocupa una posición intermedia entre los HDD verdes y negros. Los negros utilizan dos imanes y una velocidad de 7200 rpm. Esto le permite lograr el máximo rendimiento. Puede aumentar aún más el rendimiento aumentando la velocidad de rotación del motor con placas magnéticas a 10.000 o 15.000 rpm. Estos discos tienen un tiempo mínimo de acceso a la información y se utilizan principalmente en servidores. Unidades de estado sólido con velocidad de acceso< 1 мс пока остаются вне конкуренции.

Los discos duros producen dos tipos de ruido cuando funcionan. Por discos magnéticos que giran rápidamente y por el impacto del bloque con cabezales sobre el limitador. Esto último ocurre cuando el bloque con cabezas vuelve a la posición de estacionamiento. Para reducir este impacto, los fabricantes instalan almohadillas de goma, pero a veces esto no ayuda, especialmente en el caso de ruedas rápidas. Hay dos formas de reducir el ruido del disco duro. La primera es fabricar soportes amortiguadores en la carcasa de la PC. Puedes leer más sobre esto. La segunda forma es utilizar la tecnología AAM, sobre la que escribí con más detalle.

3. Producción y fabricantes de discos duros.

Al principio había alrededor de 70 fabricantes de discos duros. Gracias a la competencia, sólo quedan tres. Se trata de Toshiba, Seagate y WD. En el siguiente diagrama puedes ver en qué años se realizaron las adquisiciones.

Producción. En el taller de mecanizado, las piezas en bruto se cortan a partir de piezas cilíndricas de aluminio. Luego, a las piezas se les da la forma deseada, posiblemente también en tornos. Después de que las piezas de trabajo se envían al taller de pulido, donde las superficies se pulen al nivel requerido. Luego se realiza el control y las piezas se envían al taller de recubrimiento magnético. Entonces el control vuelve a ocurrir. Luego se ensambla el disco duro y se formatea a bajo nivel. En este proceso, las placas magnéticas se dividen en pistas y se comprueba si hay sectores rotos o ilegibles. Estos últimos son inmediatamente marcados para impedir el registro de información en ellos. Cada pista tiene una determinada reserva de sectores. Es a partir de esta reserva que se reemplazan las áreas defectuosas descubiertas durante la operación.

Por otra parte, es necesario decir acerca de la producción de cabezales para leer y escribir información. En los discos duros modernos, cada actuador consta de dos cabezales, uno para lectura y otro para escritura. La complejidad de producir cabezales es comparable a la complejidad de producir procesadores; también se utiliza la fotolitografía. El diseño de los cabezales es un secreto de producción.

Conclusión

En el artículo tocamos un poco de historia proporcionando una imagen del primer disco duro lanzado en 1956. Dijeron que una posible razón para llamar a los discos duros magnéticos en una palabra corta: tornillo. Luego nos fijamos en la composición del disco duro, lo que se esconde dentro de su carcasa. Intentamos prestar atención a cada bloque por separado. Examinamos el funcionamiento del disco duro. Al final, descubrimos los fabricantes y la producción de HDD en sí. Espero que hayas progresado conmigo en el tema HDD.

Uno de los componentes principales de cualquier computadora es un disco magnético duro, que se utiliza como dispositivo de almacenamiento de información permanente.

Este dispositivo tiene varios nombres “informales”: disco duro, disco duro o “tornillo”.

¿Por qué un disco duro se llama disco duro?

Los discos duros de las computadoras comenzaron a llamarse Winchester en Estados Unidos en los años 70 del siglo XX. Luego, IBM lanzó el primer análogo de los discos duros modernos: un dispositivo que consta de dos gabinetes, dentro de los cuales se encontraban discos magnéticos con una capacidad de 30 MB cada uno.

Estaba marcado con la inscripción "30x30"; exactamente la misma inscripción estaba presente en el rifle de la famosa compañía "Winchester". Al principio, los discos duros se llamaban "discos duros" en broma, pero pronto el nombre se adhirió firmemente a ellos y se volvió casi oficial.

¿Cómo funciona el disco duro de una computadora?

El principio de funcionamiento del disco duro de una computadora no ha cambiado durante varias décadas. Por supuesto, los detalles técnicos han sufrido cambios importantes, pero las características principales del diseño siguen siendo las mismas que hace cuarenta años.

El disco duro consta de varios discos finos de vidrio o aluminio, sobre cuya superficie se aplica una fina capa de dióxido de cromo. Los discos se fijan estrictamente paralelos entre sí en el eje y se cubren con una carcasa de aluminio. Además, dentro de la carcasa hay un bloque de cabezas magnéticas.

El motor eléctrico pone en movimiento los discos y estos comienzan a girar a una velocidad constante. Los flujos de aire resultantes mantienen los cabezales a cierta distancia de la superficie de los discos, para que no se produzcan rayones ni abrasiones.

La capa superior del disco duro se utiliza para escribir y leer información. Este trabajo se realiza mediante cabezales magnéticos que se mueven sobre la superficie de los discos, encontrando las posiciones deseadas mediante marcas especiales en el disco.

Por supuesto, los diámetros de los discos duros modernos han disminuido significativamente en comparación con los primeros modelos y la capacidad de información, por el contrario, ha aumentado cientos de miles de veces. Sin embargo, los primeros discos duros tenían aproximadamente la misma estructura básica.

Escribir información en el disco duro

El proceso de escritura y lectura de información se basa en un código binario: la presencia o ausencia de una señal. El bloque de información así cifrado, convertido en oscilaciones de corriente eléctrica, se suministra al bloque de cabezales magnéticos del disco duro.


Los cabezales encuentran el área deseada del disco y convierten las fluctuaciones de corriente en fluctuaciones del campo magnético. En este caso, se crean áreas microscópicas en la superficie del disco: algunas están magnetizadas, otras no. De este modo, el código de grabación binario se transfiere al disco duro.

El proceso de lectura de información es similar: un bloque de cabezas magnéticas pasa sobre el área deseada del disco y, debido a la presencia de oscilaciones en el campo magnético generado por la superficie del disco, el voltaje eléctrico en las cabezas aumenta o disminuye.

La información leída va a donde se procesa y se muestra en la pantalla. El monitor nos muestra un texto o una imagen que se encuentra almacenada en el disco duro.

Formatear tu disco duro

El proceso de formatear un disco duro es similar a borrar información de una junta escolar. Los cabezales magnéticos destruyen por completo todo lo que estaba escrito anteriormente en el disco y dividen su superficie en sectores para nuevas grabaciones. También se formatean los discos nuevos: esto es necesario para agilizar el proceso de escritura y lectura.

Presentación de información en el disco duro.

La información se escribe en el disco duro no al azar, sino en forma de círculos (pistas) ubicados uno dentro del otro. Un disco duro consta de varios discos y cada cabezal es responsable de un lado de un disco, pero todos se mueven simultáneamente a la misma profundidad.

Por lo tanto, la información se registra en varios discos a la vez, cuyas pistas forman una superficie cilíndrica. Los discos se dividen en sectores, y una pista de sector contiene 512 bytes.

La presentación lógica de la información es diferente de su disposición física. Durante el formateo, el disco duro se divide en las llamadas unidades lógicas, cada una de las cuales está designada con una letra latina. El tamaño de cada unidad lógica se asigna de forma arbitraria, a petición del propietario de la computadora.


Esta presentación de información ha sido elegida para comodidad de los usuarios. Para convertir coordenadas lógicas en físicas, hay un traductor especial ubicado en la caja del disco duro.