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Motherboard y Componentes

Hard disk

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Hard disk:

El disco duro es un dispositivo de almacenamiento 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. En este tipo de disco se encuentra dentro de la carcasa una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos. Hay distintos estándares a la hora de comunicar un disco duro con la computadora. Existen distintos tipos de interfaces las más comunes son: Integrated Drive Electronics (IDE, también llamado ATA) , SCSI generalmente usado en servidores, SATA, este último estandarizado en el año 2004 y FC exclusivo para servidores.

Tal y como sale de fábrica, el disco duro no puede ser utilizado por un sistema operativo. Antes tenemos que definir en él un formato de bajo nivel, una o más particiones y luego hemos de darles un formato que pueda ser entendido por nuestro sistema.

Dentro del disco se encuentran:

 

Estructura física:

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).

Cabezal de lectura/escritura

 

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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).

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Si hablamos de disco rígido podemos citar a los distintos tipos de conexión que poseen los mismos con la placa madre, es decir pueden ser SATA, IDE o SCSI.

 

IDE:

El puerto IDE (Integrated device Electronics) o ATA (Advanced Technology Attachment) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) y además añade dispositivos como las unidades CD-ROM.

Con la aparición del bus PCI, las controladoras IDE casi siempre están incluidas en la placa base, inicialmente como un chip, para pasar a formar parte del chipset. Suele presentarse como dos conectores para dos dispositivos cada uno. De los dos discos duros, uno tiene que estar como esclavo y el otro como maestro para que la controladora sepa a/de qué dispositivo mandar/recibir los datos. La configuración se realiza mediante jumpers. Habitualmente, un disco duro puede estar configurado de una de estas tres formas:

  • Como Maestro ('Master'). Si es el único dispositivo en el cable, debe tener esta configuración, aunque a veces también funciona si está como esclavo. Si hay otro dispositivo, el otro debe estar como esclavo.
  • Como Esclavo ('slave'). Debe haber otro dispositivo que sea maestro.
  • Selección por cable (cable select). El dispositivo será maestro o esclavo en función de su posición en el cable. Si hay otro dispositivo, también debe estar configurado como cable select. Si el dispositivo es el único en el cable, debe estar situado en la posición de maestro. Para distinguir el conector en el que se conectará el primer bus Ide (Ide 1) se utilizan colores distintos.

Este diseño (dos dispositivos a un bus) tiene el inconveniente de que mientras se accede a un dispositivo el otro dispositivo del mismo conector IDE no se puede usar. En algunos chipset (Intel FX triton) no se podría usar siquiera el otro IDE a la vez.

Este inconveniente está resuelto en S-ATA y en SCSI, que pueden usar dos dispositivos por canal.

Los discos IDE están mucho más extendidos que los SCSI debido a su precio mucho más bajo. El rendimiento de IDE es menor que SCSI pero se están reduciendo las diferencias. El UDMA hace la función del Bus Mastering en SCSI con lo que se reduce la carga de la CPU y aumenta la velocidad y el Serial ATA permite que cada disco duro trabaje sin interferir a los demás.

De todos modos aunque SCSI es superior se empieza a considerar la alternativa S-ATA para sistemas informáticos de gama alta ya que su rendimiento no es mucho menor y su diferencia de precio sí resulta más ventajosa.

 

 

Serial ATA:

Es una interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede ser el disco duro, u otros dispositivos de altas prestaciones que están siendo todavía desarrollados. Serial ATA sustituye a la tradicional Parallel ATA o P-ATA (estándar que también se conoce como IDE o ATA). El S-ATA proporciona mayores velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varios discos, mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para conectar discos en caliente (con la computadora encendida).

Los usuarios del interfaz SATA se benefician de mejores velocidades, dispositivos de almacenamientos actualizables de manera más simple y configuración más sencilla.

Al referirse a velocidades de transmisión, conviene recordar que en ocasiones se confunden las unidades de medida, y que las especificaciones de la capa física se refieren a la tasa real de datos, mientras que otras especificaciones se refieren a capacidades lógicas.

La primera generación especifica en velocidades de 1.5 Gbit por segundo, también conocida por SATA 1.5 Gb/s o Serial ATA-150. Actualmente se comercializan dispositivos SATA II, a 3 Gb/s, también conocida como Serial ATA-300. Se está desarrollando SATA 6 Gbit/s que incluye una velocidad de 6.0 Gbit/s estándar, pero que no entrará en el mercado hasta 2009.

Conector de 7 pines y cable para Serial ATA.

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Ventajas de SATA:

  • Velocidades de transferencias de datos más rápidas.
  • Más ancho de banda.
  • Más potencial para los aumentos de velocidad en generaciones futuras.
  • Mejor integridad de los datos gracias al nuevo set de comandos avanzado.
  • Cables más compactos que facilitan la ventilación interna de los ordenadores.
  • Longitud máxima del cable de hasta 2 metros.
  • Diseño de conector que permite HotPlug.
  • Reducción de pineado que permite la escalabilidad RAID.
  • Compatibilidad software y drivers existentes de Parallel ATA.

 

Inconvenientes de SATA:

  • En los discos SATA, de primera generación, el índice de dispositivos con fallo es del 20%.

 

Cables y conexiones:

Los conectores y los cables son la diferencia más visible entre las unidades SATA y las PATA. Al contrario que los PATA se usa el mismo conector en los discos duros de equipos de escritorio o servidores (3,5 pulgadas) y los de los portátiles (2,5 pulgadas). Esto permite usar los discos duros de 2,5 pulgadas en los sistemas de escritorio sin necesidad de usar adaptadores a la vez que disminuyen los costes.

Por otra parte los dispositivos SATA tienen dos tipos de cables de conexión, de señal y de fuerza. La forma concreta depende de la posición relativa del dispositivo respecto al controlador host. A este respecto caben tres posibilidades:

  • Dispositivo interno conectado directamente al controlador host.
  • Dispositivo interno conectado a una salida del controlador host mediante cables de alimentación y señal.
  • Dispositivo externo conectado al controlador host mediante un cable de señal. En este caso, el dispositivo dispone de su propia fuente de alimentación.

Un cable de alimentación de 15 pines Serial ATA

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Unidad de estado sólido - (Disco duro solid state)

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Unidad de estado sólido  (hard disk)

 

Una unidad de estado sólido o SSD (del inglés solid state drive) es un dispositivo de almacenamiento de datos que usa memoria no volátil tales como flash, o memoria volátil como la SDRAM, para almacenar datos, en lugar de los platos giratorios encontrados en los discos duros convencionales. Aunque técnicamente no son discos a veces se traduce erróneamente en español la 'D' de SSD como disk cuando en realidad representa la palabra drive, que podría traducirse como unidad o dispositivo.

Una unidad 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, como memoria auxiliar o para la fabricación de unidades híbridas compuestas por SSD y disco duro.

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, una unidad de estado sólido pretende reducir drásticamente el tiempo de búsqueda, latencia y otros, esperando diferenciarse positivamente de sus primos hermanos los discos duros.

Al ser inmune a las vibraciones externas, lo hace especialmente apto para su uso en computadoras móviles (instaladas p.ej. en aviones, automotores, computadoras portátiles, etc.).

 

Ventajas y desventajas

Los dispositivos de estado sólido basados en Flash tienen varias ventajas únicas:

  • Arranque más rápido.
  • Gran velocidad de escritura
  • Mayor rapidez de lectura - Incluso hasta 10 veces más que los discos duros tradicionales más rápidos gracias al RAID.
  • Baja latencia de lectura y escritura, cientos de veces más rápido que los discos mecánicos.
  • Lanzamiento y arranque de aplicaciones en menor tiempo - Resultado de la mayor velocidad de lectura y especialmente del tiempo de búsqueda. Pero solo si la aplicación reside en flash y es más dependiente de la velocidad de lectura que de otros aspectos.
  • Menor consumo de energía y producción de calor - Resultado de no tener partes mecánicas.
  • Sin ruido - La misma carencia de partes mecánicas los hace completamente silenciosos.
  • Mejorado el tiempo medio entre fallos hasta 2 millones de horas, muy superior al de los discos duros que no llegan a 1 millón
  • Seguridad - permitiendo una muy rápida "limpieza" de los datos almacenados.
  • Rendimiento deterministico - a diferencia de los discos duros mecánicos, el rendimiento de los SSD es constante y deterministico a través del almacenamiento entero. El tiempo de "búsqueda" constante, y el rendimiento no se deteriora mientras el medio se llena. (Véase Desfragmentación)
  • Menor peso y (dependiendo del tipo) tamaño.
  • Resistente - Soporta golpes y vibraciones sin estropearse y sin descalibrarse como pasaba con los antiguos Discos Duros

Los dispositivos de estado sólido basados en flash tienen también varias desventajas:

  • Precio - Los precios de las memorias flash en el 2009 son considerablemente más altos.
  • Menor velocidad en operaciones I/O secuenciales. (En 2009 la velocidad es similar)
  • Menor recuperación - Después de un fallo mecánico los datos son completamente perdidos pues la celda es destruida, mientras que en un disco duro normal que sufre daño mecánico los datos son frecuentemente recuperables usando ayuda de expertos.
  • Vulnerabilidad contra ciertos tipo de efectos - Incluyendo pérdida de energía abrupta (especialmente en los SSD basado en DRAM), campos magnéticos y cargas estáticas comparados con los discos duros normales (que almacenan los datos dentro de una Jaula de Faraday).
  • Capacidad - En 2009 tienen menor capacidad que la de un disco duro convencional que llega a los 2,5 Terabytes
  • Degradación de rendimiento al cabo de mucho uso en las memorias NAND

 

Para visitar la página web de algún manufacturero, de un “click” en el nombre de este:

Samsung Hard Disk

Hitachi Hard Disk

Seagate Hard Disk

Western Digital

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