En informática, la unidad
de disco duro o unidad de disco rígido (en inglés: Hard Disk
Drive, HDD) es el dispositivo de almacenamiento de datos que emplea
un sistema de grabación magnética para almacenar archivos 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. Es memoria no volátil.
El primer disco duro fue inventado por
IBM, en 1956. A lo
largo de los años, han disminuido los precios de los discos duros, al mismo
tiempo que han multiplicado su capacidad, siendo la principal opción de almacenamiento secundario para computadoras personales, desde su
aparición en los años 1960.1 Los discos
duros han mantenido su posición dominante gracias a los constantes incrementos
en la densidad de grabación, que se ha mantenido a la par de las necesidades de
almacenamiento secundario.1
Los tamaños también han variado mucho,
desde los primeros discos IBM hasta los formatos estandarizados actualmente: 3,5 pulgadas los
modelos para PC y servidores, y 2,5
pulgadas los modelos para dispositivos portátiles. Todos se comunican con la computadora a través
del controlador de disco, empleando una interfaz estandarizada. Los más comunes hasta
los años 2000 han sido IDE (también llamado ATA o PATA), SCSI (generalmente usado en servidores y estaciones de trabajo). Desde el 2000 en
adelante ha ido masificándose el uso de los SATA. Existe además FC (empleado
exclusivamente en servidores).
Para poder utilizar un disco duro, un sistema operativo debe
aplicar un formato de bajo nivel que defina
una o más particiones. La operación de formateo requiere el uso de una
fracción del espacio disponible en el disco, que dependerá del sistema de archivos o formato empleado. Además, los fabricantes de discos
duros, unidades de estado sólido y tarjetas flash miden la capacidad de los mismos usando prefijos del Sistema Internacional, que
emplean múltiplos de potencias de 1000 según la normativa IEC e IEEE, en lugar
de los prefijos binarios, que
emplean múltiplos de potencias de 1024, y son los usados por sistemas operativos de Microsoft. Esto
provoca que en algunos sistemas operativos sea representado como múltiplos 1024
o como 1000, y por tanto existan confusiones, por ejemplo un disco duro de
500 GB, en
algunos sistemas operativos será representado como 465 GiB (es decir gibibytes;
1 GiB = 1024 MiB) y en
otros como 500 GB.
Historia
Al principio los discos duros eran extraíbles, sin
embargo, hoy en día típicamente vienen todos sellados (a excepción de un hueco
de ventilación para filtrar e igualar la presión del aire).
El primer disco duro, aparecido en 1956, fue el Ramac I, presentado
con la computadora IBM 350: pesaba una
tonelada y su capacidad era de 5 MB. Más grande
que un frigorífico actual, este disco duro trabajaba todavía con válvulas de vacío y requería una consola separada para su manejo.
Su gran mérito consistía en el que el tiempo requerido
para el acceso era relativamente constante entre algunas posiciones de memoria,
a diferencia de las cintas magnéticas, donde para encontrar una información
dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato
buscado, teniendo muy diferentes tiempos de acceso para cada posición.
La tecnología inicial aplicada a los discos duros era
relativamente simple. Consistía en recubrir con material magnético un disco de
metal que era formateado en pistas concéntricas, que luego eran divididas en
sectores. El cabezal magnético codificaba información al magnetizar diminutas
secciones del disco duro, empleando un código binario de «ceros» y «unos». Los
bits o dígitos binarios así grabados pueden permanecer intactos durante años.
Originalmente, cada bit tenía una disposición horizontal en la superficie
magnética del disco, pero luego se descubrió cómo registrar la información de
una manera más compacta.
El mérito del francés Albert Fert y al alemán Peter Grünberg (ambos premio Nobel de Física por sus
contribuciones en el campo del almacenamiento magnético) fue el descubrimiento
del fenómeno conocido como magnetorresistencia gigante, que permitió
construir cabezales de lectura y grabación más sensibles, y compactar más los
bits en la superficie del disco duro. De estos descubrimientos, realizados en
forma independiente por estos investigadores, se desprendió un crecimiento
espectacular en la capacidad de almacenamiento en los discos duros, que se
elevó un 60 % anual en la década de 1990.
En 1992, los discos
duros de 3,5 pulgadas alojaban 250 MB, mientras que 10 años después habían
superado 40 GB (40 000 MB). En la actualidad, ya contamos en el
uso cotidiano con discos duros de más de 5 TB, esto es,
5000 GB (5 000 000 MB).
En 2001 fue
lanzado el iPod, que empleaba
un disco duro que ofrecía una capacidad alta para la época. Junto a la
simplicidad, calidad y elegancia del dispositivo, este fue un factor clave para
su éxito.
En 2005 los primeros teléfonos móviles que incluían discos duros fueron presentados por Samsung
y Nokia, aunque no tuvieron mucho éxito ya que las memorias flash los acabaron
desplazando, debido al aumento de capacidad, mayor resistencia y menor consumo
de energía.
Estructura lógica
Dentro del disco se encuentran:
- El registro de arranque principal (Master
Boot Record, MBR), en el bloque o sector de arranque, que
contiene la tabla de particiones.
- Las particiones de disco,
necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.
Estructura física
Componentes de una unidad de 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.
Dentro de la unidad de disco duro hay
uno o varios discos (de
aluminio o cristal) concéntricos llamados platos
(normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 o 7 según el modelo), y que
giran todos a la vez sobre el mismo eje, al que
están unidos. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) está
formado por un conjunto de brazos paralelos a los platos, alineados
verticalmente y que también se desplazan de forma simultánea, en cuya punta
están las cabezas de lectura/escritura. Por norma general hay una cabeza de
lectura/escritura para cada superficie de cada plato. Los cabezales pueden
moverse hacia el interior o el exterior de los platos, lo cual combinado con la
rotación de los mismos permite que los cabezales puedan alcanzar cualquier
posición de la superficie de los platos.
Cada plato posee dos “ojos”, y es
necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara. Si se observa
el esquema Cilindro-Cabeza-Sector, a primera vista se ven 4 brazos, uno
para cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene dos
cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara
inferior. Por tanto, hay ocho cabezas para leer cuatro platos, aunque por
cuestiones comerciales, no siempre se usan todas las caras de los discos y
existen discos duros con un número impar de cabezas, o con cabezas
deshabilitadas. Los cabezales de lectura/escritura no tocan el disco, sino que
pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros), debido a
una finísima película de aire que se forma entre los cabezales y los platos
cuando los discos giran (algunos discos incluyen un sistema que impide que los
cabezales pasen por encima de los platos hasta que alcancen una velocidad de
giro que garantice la formación de esta película). Si alguna de las cabezas
llega a tocar una superficie de un plato, causaría muchos daños en él,
rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7200 revoluciones por minuto se mueve a
129 km/h en el borde
de un disco de 3,5 pulgadas).
Cilindro, Cabezal y Sector.
B es un sector geométrico (azul),
Direccionamiento
Hay varios conceptos para referirse a
zonas del disco:
- Plato: cada uno de los discos que hay dentro de la unidad
de disco duro.
- Cara: cada uno de los dos lados de un plato.
- Cabezal: número de cabeza o cabezal por cada cara.
- Pista: una circunferencia dentro de una cara; la pista
cero (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, aunque
la IDEMA2 ha creado un comité que impulsa llevarlo a 4 KiB. 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 grabación de bits por zonas (Zone Bit Recording, ZBR) que aumenta el número de sectores en
las pistas exteriores, y utiliza más eficientemente el disco duro. Así las
pistas se agrupan en zonas de pistas de igual cantidad de sectores. Cuanto
más lejos del centro de cada plato se encuentra una zona, ésta contiene
una mayor cantidad de sectores en sus pistas. Además mediante ZBR, cuando
se leen sectores de cilindros más externos la tasa de transferencia de
bits por segundo es mayor; por tener la misma velocidad angular que
cilindros internos pero mayor cantidad de sectores.3
- Sector geométrico: son los sectores contiguos pero de pistas
diferentes.
- Clúster: es un conjunto de sectores.
El primer sistema de direccionamiento
que se usó fue el Cilindro-Cabezal-Sector (Cylinder-Head-Sector, CHS),
ya que con estos tres valores se puede situar un dato cualquiera del disco. Más
adelante se creó otro sistema más sencillo, que actualmente se usa: direccionamiento
de bloques lógicos (Logical Block Addressing, LBA),
que consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno
un único número.
Factor de Forma
Seis unidades de disco duro con carcasas abiertas
mostrando platos y cabezales; 8, 5¼, 3½, 2½, 1⅛ y 1 pulgadas de diámetro de los
discos que representan.
El más temprano "factor de
forma" de los discos duros, heredó sus dimensiones de las disqueteras.
Pueden ser montados en los mismos chasis y así los discos duros con factor de
forma, pasaron a llamarse coloquialmente tipos FDD "floppy-disk drives"
(en inglés).
La compatibilidad del "factor de
forma" continua siendo de 3½ pulgadas (8,89 cm) incluso después de haber
sacado otros tipos de disquetes con unas dimensiones más pequeñas.
- 8 pulgadas: 241,3×117,5×362 mm (9,5×4,624×14,25 pulgadas).
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 (58,7 mm).
- 5,25 pulgadas: 146,1×41,4×203 mm (5,75×1,63×8 pulgadas). Este
factor de forma es 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 (4×1×5.75 pulgadas).
Este factor de forma es 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 25,4 mm (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 (2,75×0,374-0,59×3,945
pulgadas).
Este factor de forma se introdujo 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.
Este factor de forma se introdujo 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 2 GB a 5 GB 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.
Este factor de forma se introdujo 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 4 GB (MK4001MTD) y 8 GB (MK8003MTD) 5 y tienen el récord 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.
Características de un disco duro
Las características que se deben tener
en cuenta en un disco duro son:
- Tiempo medio de
acceso: tiempo medio que
tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del
Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista), Tiempo de lectura/escritura
y la Latencia media (situarse en el sector).
- Tiempo medio de
búsqueda: tiempo medio que
tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo
empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más
central del disco.
- Tiempo de
lectura/escritura:
tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información:
Depende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el
tamaño de bloque, el número de cabezales, el tiempo por vuelta y la
cantidad de sectores por pista.
- Latencia media: tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el
sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa
del disco.
- Velocidad de rotación: Es la velocidad a la que gira el disco duro, más
exactamente, la velocidad a la que giran el/los platos del disco, que es
donde se almacenan magnéticamente los datos. La regla es: a mayor
velocidad de rotación, más alta será la transferencia de datos, pero también
mayor será el ruido y mayor será el calor generado por el disco duro. Se
mide en número revoluciones por minuto ( RPM). No debe comprarse un disco
duro IDE de menos de 5400RPM (ya hay discos IDE de 7200RPM), a menos que
te lo den a un muy buen precio, ni un disco SCSI de menos de 7200RPM (los
hay de 10.000RPM). Una velocidad de 5400RPM permitirá una transferencia
entre 10MB y 16MB por segundo con los datos que están en la parte exterior
del cilindro o plato, algo menos en el interior.revoluciones por minuto de
los platos. A mayor velocidad de rotación, menor
latencia media.
- Tasa de transferencia: velocidad a la que puede transferir la información
a la computadora una
vez que la aguja está situada en la pista y sector correctos. Puede
ser velocidad sostenida o de pico.
Otras
características son:
- Caché de pista: es una memoria tipo flash dentro del disco duro.
- Interfaz:
medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede
ser IDE/ATA,
SCSI,
SATA, USB,
Firewire, Serial
Attached SCSI
- Landz: zona sobre las que aparcan las cabezas una vez se
apaga la computadora.
Conectores
Tipos
de conexión de datos
Las unidades de discos duros pueden
tener distintos tipos de conexión o interfaces de datos con la placa base. Cada
unidad de disco rígido puede tener una de las siguientes opciones:
Cuando se conecta indirectamente con
la placa base (por ejemplo: a través del puerto USB) se
denomina disco
duro portátil o externo.
IDE, ATA
o PATA
La interfaz ATA (Advanced Technology Attachment) o PATA
(Parallel ATA), originalmente conocido como IDE (Integrated Device
Electronics o Integrated Drive Electronics), controla los
dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced
Technology Attachment Packet Interface) o unidades de discos ópticos como
lectoras o grabadoras de CD y DVD.
Son planos, anchos y alargados.
SATA
Serial
ATA o SATA es el más novedoso de los estándares de
conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de datos.
Notablemente más rápido y eficiente
que IDE.
Físicamente es mucho más pequeño y
cómodo que los IDE, además de permitir conexión
en caliente (hot plug).
Existen
tres versiones:
- SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (descatalogado),
- SATA 2 de hasta 300 MB/s, el más extendido en la
actualidad;
- SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se está empezando a
hacer lugar en el mercado.
SCSI
Las interfaces Small Computer
System Interface (SCSI) son interfaces preparadas para discos duros
de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotación.
Se presentan bajo tres
especificaciones:
- SCSI Estándar (Standard SCSI),
- SCSI Rápido (Fast SCSI) y
- SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI).
Su tiempo medio de acceso puede llegar
a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de información puede
alcanzar teóricamente los 5 Mbit/s en los discos
SCSI Estándares, los 10 Mbit/s en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbit/s en
los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).
Un controlador SCSI puede manejar
hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisy chain). A
diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al
microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia.
SAS
Serial
Attached SCSI (SAS) es la interfaz de transferencia de datos en
serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para
interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la
conexión y desconexión en caliente. Una de las principales características es
que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos
conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para
cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16
dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología
SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI.
Además, el conector es el mismo que en
la interfaz SATA y
permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de
velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser
utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no
reconoce discos SAS.
Fuente
de alimentación
Funcionamiento mecánico
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.
Integridad
Debido a la distancia extremadamente
pequeña entre los cabezales y la superficie del disco, cualquier contaminación
de los cabezales de lectura/escritura o las fuentes puede dar lugar a un
accidente en los cabezales, un fallo del disco en el que el cabezal raya la
superficie de la fuente, a menudo moliendo la fina película magnética y
causando la pérdida de datos. Estos accidentes pueden ser causados por un fallo
electrónico, un repentino corte en el suministro eléctrico, golpes físicos, el
desgaste, la corrosión o debido a
que los cabezales o las fuentes sean de pobre fabricación.
El eje del sistema del disco duro
depende de la presión del aire dentro del recinto para sostener los cabezales y
su correcta altura mientras el disco gira. Un disco duro requiere un cierto
rango de presiones de aire para funcionar correctamente. La conexión al entorno
exterior y la presión se produce a través de un pequeño agujero en el recinto
(cerca de 0,5 mm de diámetro) normalmente con un filtro en su interior
(filtro de respiración, ver abajo). Si la presión del aire es demasiado baja,
entonces no hay suficiente impulso para el cabezal, que se acerca demasiado al
disco, y se da el riesgo de fallos y pérdidas de datos. Son necesarios discos
fabricados especialmente para operaciones de gran altitud, sobre 3.000 m.
Hay que tener en cuenta que los aviones modernos tienen una cabina presurizada
cuya presión interior equivale normalmente a una altitud de 2.600 m como
máximo. Por lo tanto los discos duros ordinarios se pueden usar de manera
segura en los vuelos. Los discos modernos incluyen sensores de temperatura y se
ajustan a las condiciones del entorno. Los agujeros de ventilación se pueden
ver en todos los discos (normalmente tienen una pegatina a su lado que advierte
al usuario de no cubrir el agujero). El aire dentro del disco operativo está en
constante movimiento siendo barrido por la fricción del plato.
Este aire pasa a través de un filtro de recirculación interna para quitar
cualquier contaminante que se hubiera quedado de su fabricación, alguna
partícula o componente químico que de alguna forma hubiera entrado en el
recinto, y cualquier partícula generada en una operación normal. Una humedad muy alta durante
un periodo largo puede corroer los cabezales y los platos.
Para los cabezales resistentes al
magnetismo grandes (GMR) en particular, un incidente
minoritario debido a la contaminación (que no se disipa la superficie magnética
del disco) llega a dar lugar a un sobrecalentamiento temporal en el cabezal,
debido a la fricción con la superficie del disco, y puede hacer que los datos
no se puedan leer durante un periodo corto de tiempo hasta que la temperatura
del cabezal se estabilice (también conocido como “aspereza térmica”, un
problema que en parte puede ser tratado con el filtro electrónico apropiado de
la señal de lectura).
Los componentes electrónicos del disco
duro controlan el movimiento del accionador y la rotación del disco, y realiza
lecturas y escrituras necesitadas por el controlador de disco. El firmware de los discos
modernos es capaz de programar lecturas y escrituras de forma eficiente en la
superficie de los discos y de reasignar sectores que hayan fallado.
Mantenimiento y cuidado
Los discos duros también necesitan
cuidado, siga las siguientes instrucciones para evitar la perdida de datos y
evitar que el disco duro quede inservible:
- No quitar la etiqueta
ligeramente plateada que se encuentra a los lados y/o algunas veces en la
parte frontal, esto puede causar que entre polvo y raye el disco, asimismo
el polvo que pueda contener electricidad puede mover los datos y causar
daños.
- No tapar los agujeros
pequeños, ya que son un filtro de aire y puede causar sobrecalentamiento.
- Realizar
periódicamente copias de seguridad en discos DVD, Blu-ray o en un disco duro externo de la información
importante, eventos como apagones o ataques de virus pueden dañar el disco
duro o la información, si ocurre un apagón desconectar el ordenador. Si se
usa un servicio de alojamiento de
archivos, no
debe ser la única opción ni se debe guardar ahí información delicada o
crítica, pues el servicio puede fallar, ser clausurado o atacado.
- Se recomienda crear
al menos dos particiones: Una para el sistema operativo y los programas y
otra para los datos del usuario. De esta forma se pueden facilitar la
copia de seguridad y la restauración, al posibilitar retroceder o
reinstalar completamente el sistema operativo sin perder los datos
personales en el proceso.
- Optimizar (desfragmentar)
el disco duro regularmente usando la herramienta incluida en el sistema
operativo o un programa de otro fabricante para reducir el desgaste,
facilitar la recuperación en caso de un problema, y mantener una buena
velocidad de respuesta. Se recomienda una frecuencia de cuatro a seis
meses dependiendo del uso.
- Descargar y usar un
programa que lea los datos de los sensores del disco duro (S.M.A.R.T.), para vigilar la condición del disco duro. Si
indica que está en peligro, copiar la información importante y reemplazar
el disco duro lo más pronto posible para evitar la pérdida de información.
- Evitar que el disco
sufra golpes físicos, especialmente durante su funcionamiento. Los
circuitos, cabezales y discos pueden dañarse.
- Si el disco duro
presenta problemas de confiabilidad, un funcionamiento anormalmente lento
o aparecen sin razón aparente archivos dañados o ilegibles, analizarlo con
un comprobador de disco. También se recomienda realizar una comprobación
de rutina cada cierta cantidad de meses para detectar errores menores y
corregirlos antes de que se agraven.
Galería de imágenes
Disco duro
de una laptop
Unidad de
disco duro de 2½" que está abierto, exponiendo su funcionamiento interno.
Disco duro Western Digital Scorpio Blue de 500 GB con conexiones SATA; es común
en computadoras portátiles.
Interior de
un disco duro; se aprecia la superficie de un plato y el
cabezal de lectura/escritura retraído, a la izquierda.
Cabezal del disco duro.
Cabezal de
disco duro IBM sobre el plato del disco.
Pila de
cabezales de disco duro Western Digital (WD2500JS-00MHB0).
Un peine, 3
brazos, 6 cabezales, 3 platos.
Cabeza de
disco duro sobre plato rayado. Rayaduras en el plato producidas por golpes
mientras la unidad estaba en funcionamiento.
Cables IDE,
con 40 pines (izquierda) y 80 pines (derecha).
Cable cinta para
conectar la placa base con dos
dispositivos IDE (p.e.: disco rígido o lectora de CD).
Comparación
de cables ATA de 40 y 80 pines y SATA.
Zócalo con
canal de indexación para conector IDC (Insulation-Displacement
Connector, conector por desplazamiento del aislante).
Partes y
conexiones de un disco rígido SATA.
Cable
delgado SATA utilizado para conectar una delgada unidad óptica a la interfaz
SATA poder obtener de la placa base, y conector Molex para fuente de
alimentación.
Presente y futuro
Actualmente la nueva generación de
discos duros utiliza la tecnología de grabación perpendicular (PMR), la cual
permite mayor densidad de almacenamiento. También existen discos llamados
"Ecológicos" (GP – Green Power), los cuales hacen un uso más
eficiente de la energía.
Comparativa
de SSD y HDD
Las unidades de estado sólido tienen el mismo
uso que los discos duros y emplean las mismas interfaces, pero no están
formadas por discos mecánicos, sino por memorias de circuitos
integrados para almacenar la información. El uso de esta clase de
dispositivos anteriormente se limitaba a las supercomputadoras, por su
elevado precio, aunque ahora son muchísimo más asequibles para el mercado
doméstico.4
La unidad de estado sólido o SSD
(acrónimo inglés de Solid-State Drive) es el dispositivo de almacenamiento de datos que puede
estar construido con memoria
no volátil o con memoria
volátil. Las no volátiles son unidades de estado sólido que como
dispositivos electrónicos, están construidos en la actualidad con chips de memoria flash. No son
discos, pero juegan el mismo papel a efectos prácticos aportando ventajas pero
también inconvenientes tecnológicos como la corrupción de las celdas de memoria
con cada escritura, lo que acorta la vida útil de estos dispositivos y aumenta
el riesgo de corrupción de los datos5 . No
obstante, la industria está empezando a vislumbrar en el mercado la posibilidad
de que en el futuro ese tipo de unidades de estado sólido termine
sustituyendo al disco duro para implementar el manejo de memorias
no volátiles en el campo de la ingeniería informática.
Esos soportes son muy rápidos ya que
no tienen partes móviles o mecánicas y consumen menos energía. Todos esto les
hace muy fiables y físicamente duraderos. Sin embargo, su costo por GB es aún
muy elevado respecto al mismo coste de GB en un formato de tecnología de HDD,
siendo un índice muy importante cuando hablamos de las altas necesidades de
almacenamiento que hoy se miden en orden de Terabytes.6
A pesar de ello, la industria apuesta
por esta vía de solución tecnológica para el consumo doméstico7 aunque se
ha de considerar que estos sistemas han de ser integrados correctamente8 tal y como
se está realizando en el campo de la alta computación.9 Unido a la
reducción progresiva de costes, quizás esa tecnología recorra el camino de
aplicarse como método general de archivos de datos informáticos energéticamente
respetuosos con el medio natural si optimiza su función lógica dentro de los
sistemas operativos actuales.10
Los discos que no son discos
Las unidades de estado sólido han sido
categorizadas repetidas veces como "discos", cuando es totalmente
incorrecto denominarlas así, porque a diferencia de sus predecesores, sus datos
no se almacenan sobre superficies cilíndricas ni platos. Esta confusión
conlleva habitualmente a creer, erróneamente, que SSD significa Solid
State Disk, en vez del correcto significado: Solid State Drive,
es decir, unidad de estado sólido o dispositivo de
estado sólido.
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 2012, Seagate ofreció
el modelo "Momentus XT", con esta tecnología.11
Fabricantes
Los recursos tecnológicos y el saber
hacer requeridos para el desarrollo y la producción de discos modernos implica
que desde 2007, más del 98 %
de los discos duros del mundo son fabricados por un conjunto de grandes
empresas: Seagate (que ahora es
propietaria de Maxtor y Quantum), Western Digital
(propietaria de Hitachi, a la que
a su vez fue propietaria de la antigua división de fabricación de discos de IBM) y Fujitsu, que sigue
haciendo discos
portátiles y discos de servidores, pero dejó de hacer discos para
computadoras de escritorio en 2001, y el resto lo
vendió a Western Digital. Toshiba es uno de los
principales fabricantes de discos duros para portátiles de 2,5
pulgadas y 1,8 pulgadas. TrekStor es un fabricante alemán que en 2009 tuvo problemas de
insolvencia, pero que actualmente sigue en activo. ExcelStor es un pequeño
fabricante chino de discos duros.
Decenas de exfabricantes de discos
duros han terminado con sus empresas fusionadas o han cerrado sus divisiones de
discos duros, a medida que la capacidad de los dispositivos y la demanda de los
productos aumentó, los beneficios eran menores y el mercado sufrió un significativa
consolidación a finales de los años 1980 y finales
de los años 1990. La
primera víctima en el mercado de las PC fue Computer Memories Inc.; después
de un incidente con 20 MB defectuosos en discos en 1985, la reputación de
CMI nunca se recuperó, y salieron del mercado de los discos duros en 1987. Otro notable
fracaso fue el de MiniScribe, quien quebró en 1990: después se
descubrió que tenía en marcha un fraude e inflaba el número de ventas durante
varios años. Otras muchas pequeñas compañías (como Kalok, Microscience, LaPine,
Areal, Priam y PrairieTek) tampoco sobrevivieron a la expulsión, y habían
desaparecido para 1993; Micropolis fue capaz
de aguantar hasta 1997, y JTS, un recién llegado a escena, duró
solamente unos años y desapareció hacia 1999, aunque después
intentó fabricar discos duros en India. Su vuelta a la
fama se debió a la creación de un nuevo formato de tamaño de 3” para portátiles. Quantum e Integral
también investigaron el formato de 3”, pero finalmente se dieron por vencidos. Rodime fue también un importante fabricante
durante la década de 1980, pero dejó
de hacer discos en la década de 1990 en medio
de la reestructuración y ahora se concentra en la tecnología de la concesión de
licencias; tienen varias patentes relacionadas con el formato de 3,5“.
- 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 Corporation 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 un 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.
- 2014: Seagate anuncia el primer disco duro de 8 TB en el mercado
de consumo general, con formato de 3,5 pulgadas y conectividad tipo SATA III a 6Gbps, compatible con computadoras de escritorio.12
Véase también
- Desfragmentación
- Disco duro
portátil
- Eje (disco duro)
- Formato de disco
- Jumper
(informática)
- Partición de
disco
- Periférico
(informática)
- Plato (disco
duro)
- Registro
de arranque principal
- Sistema de
archivos
- Tabla de
particiones GUID
- Unidad de
estado sólido
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