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INGRIT NIVIA Y JAVIER HERNÁNDEZ - ARQUITECTURA DEL PC - GRUPO MIERCOLES

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Familiarizar al usuario con uno de los componentes mas importante del computador como lo es el disco duro, indicando los aspectos generales de este dispositivo, brindando las herramientas necesarias para que pueda seleccionar el que mas se ajuste a sus necesidades u optimizar el disco duro que ya posea.


OBJETIVOS ESPECÍFICOS

* Comprender los conceptos de disco duro, generalidades.

* Analizar el disco duro desde los aspectos tipo de conexión, velocidad y capacidad.

* Tener conocimiento a la hora de comprar y/o adquirir un disco duro.



     

INTRODUCCION

En este tutorial usted encontrará desde la definición de disco duro hasta sub-estructura física, repasando un poco de historia de estos dispositivos y abordando temas como los tipos de conexión, la capacidad y velocidad, que le servirá para asesorarse y así pueda optimizar el uso de su disco duro o6 tenga mas herramientas al momento de elegir cual comprar en el mercado si su deseo es adquirir uno.

¿QUÉ ES?

Se denomina disco duro al dispositivo encargado de almacenar gran cantidad de información en el computador. Los discos duros son el principal elemento de la memoria secundaria de un computador, es allí donde reposa el software como el sistema operativo, los programas que utilizamos y donde podemos almacenar nuestras fotos y música favorita, entre otro tipo de información.

Es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil (porque los contenidos almacenados no se pierden aunque no se encuentre encendido) y que emplea un sistema de grabación magnético para guardar los datos digitales.

El disco duro consiste de uno o varios platos o discos rígidos unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada, en tanto, sobre cada plato y en cada una de sus caras, se encuentra situado un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.

TIPOS DE CONEXIÓN

Interfaces

En esta sección abordaremos los diferentes tipos de conexiones de los discos duros IDE ATA: los cables de datos, sus conectores y la alimentación de las unidades de disco (cables, conexiones y tensiones asociadas a cada pin).
Cables de datos: PATA y SATA
En la última revisión del interfaz ATA paralelo se utiliza un cable “plano” de 80 hilos en los que tenemos 16 líneas dedicadas a control y 16 dedicadas a la transmisión de datos. Sin embargo el SATA utiliza un cable con un número mínimo de hilos y una longitud máxima de 1 metro. Por tanto tenemos unos cables más finos y más largos con lo que se puede mejorar la ventilación y posición de los componentes de nuestro PC.
Cable IDE Paralelo de 80 hilos
Los conectores HOST, MASTER, SLAVE se pueden distinguir fácilmente por sus colores. El conector azul debe ir en la placa base, el negro conectarse al dispositivo maestro y el gris al dispositivo esclavo. Aunque parezca que son intercambiables (hilos en paralelo), esto no es así. De hecho, el conector gris (SLAVE) no tiene conexión en el pin (28) CSEL con los otros dos conectores y estos están unidos a través de la placa base a la masa del ordenador (0 V). Incluso, en algunos cables se puede observar que está cortado (falta una parte) o si desmontamos el conector como en la figura de abajo, podemos observar cómo no está conectado al cable que proviene del host.

Cable PATA de 80 hilos                        Conector para disco Esclavo (Gris) donde se observa la falta de                                                                                 conexionado de CSEL

 

En la actualidad se suelen suministrar cables paralelos sin el formato plano lo que sin duda mejora la ventilación del sistema y hace que por dentro la caja quede mas limpia.

Cable IDE SATA.

En cuanto al cableado de datos SATA podemos destacar la “finura” y manejabilidad con respecto de los anteriores. Otras diferencias, diríamos más importantes son:

Cada cable tiene sólo dos conectores lo que implica que la conexión con el host (placa base) es punto a punto, esto facilita enormemente la configuración de los dispositivos IDE.

Esquema pines SATA en Placa Base Cable SATA con conexiones a 90o

                                 

Cables de alimentación y conectores de alimentación: PATA y SATA.

Aunque existe una especificación del conector de alimentación con 5V, 12V y 3.3V del Serial ATA, muchos de los equipos existentes en el mercado no tienen conectores de alimentación de este tipo. Debido a esto, una gran mayoría de discos duros contienen ambos tipos de conectores conectores: el SATA con 15 pines y el estándar PATA con 4. En cualquier caso cabe destacar que no se deben utilizar los dos conectores a la vez (aunque existan y tengamos conectores o conversores).

Discos duro PATA con sus conectores típicos

Disco duro SATA con conectores de alimentación SATA y PATA

En las siguientes figuras mostramos las tensiones y conectores utilizados en los discos duros PATA.

Fuente: http://recursostic.educacion.es/observatorio/web/ca/equipamiento-tecnologico/hardware/280-francisco-javier-estelles

VELOCIDAD

La velocidad de transmisión, tanto de escritura como de lectura en un disco duro, depende del tipo de disco duro, la velocidad de rotación y la interfaz que se use para su conexión (IDE, SATA, SCSI, USB, etc).

Por ejemplo, la velocidad de transferencia máxima de un disco duro SATA 1 alcanza los 192 MB/seg, en tanto los de SATA 2 los 384 MB/seg. Dichas velocidades son las óptimas o, en otras palabras, son las velocidades máximas que pueden transferir dichas tecnologías.

En la práctica, los discos duros alcanzan velocidades menores, dependiendo de múltiples factores. Un disco duro de 7200 revoluciones por minuto, tiene un promedio de transferencia del disco duro a la memoria buffer de 70 MB por segundo.

Un disco duro que tiene un número más alto de revoluciones por minutos, podrá trabajar a velocidades mayores. Lo mismo para un disco duro que ha sido desfragmentado, trabajará más rápido.
FUENTE: http://www.alegsa.com.ar/Diccionario/C/11713.php

CAPACIDAD

Estas unidades en vez de ir de 1000 en 1000 van de 1024 en 1024, es decir la capacidad que tiempo para almacenar datos.
Capacidad real de almacenamiento: comercialmente los discos duros se venden redondeando gigabytes, es decir por ejemplo un disco de 500 GB al formatearlo se queda en unos 465 GB, es decir que se “pierden” 35 GB, pero esto se debe a que los fabricantes de discos duros interpretan la capacidad de almacenamiento de 1.000 en 1.000 en lugar de 1.024 en 1.024 que es la “medida” que se basa en lenguaje binario (Base2), no en Decimal (Base10), y en menor medida en Hexadecimal (Base16).
Si contamos usando el Sistema Decimal (Base10), que es el que utilizan los fabricantes de discos duros, tendríamos estos resultados:

 si contamos usando el Sistema Binario (Base2), que es el que se utiliza en informática, tendríamos estos otros resultados:

Para saber la capacidad real de un disco duro bastaría con aplicar la siguiente fórmula (Es una regla de tres directa, a mayor tamaño, mayor pérdida de capacidad):

Cuyo resultado es del 93,13%. Ya sólo queda aplicar una regla de tres directa al tamaño del disco duro, dando estos resultados:

También incluidos los próximos discos de 2,5 y 3 TB que se comercializaran en el mercado en un futuro próximo.
Como se puede apreciar a mayor capacidad de almacenamiento, mayor cantidad de GB “perdidos”, es decir en un disco duro de 500 Gb se “pierden” unos 35 GB (Se queda en 465 GB), pero un disco duro de 1 TB (1.000 GB) se queda en unos 931 GB (Pierde 69 GB).

 Fuente: http://silverfenix7.wordpress.com/2010/02/18/capacidad-real-de-almacenamiento-de-los-discos-duros/

TIPO DE DISCO DURO

1.Primer tipo de disco duro S.A.S 

2.Segundo tipo de disco duro S.C.S.I 

3.Tercer tipo de disco duro IDE/ATA Y PATA 

4.Cuarto tipo de disco duro SATA Y SATA 2 

1) SAS Es un estándar para dispositivos de alta velocidad que incluye discos duros entre sus especificaciones, a diferencia de los estándar S.C.S.I que es paralelo. Necesita tarjetas controladoras S.A.S para trabajar y ser instalados, soportan unos cables de una longitud de hasta 6 metros lo cual permite conectar hasta 24 dispositivos, tiene también la característica de HOT PLUG (se puede conectar y desconectar en caliente) se utilizan normalmente para servidores. 

2) S.C.S.I Que significa pequeña interfaz para computadoras, también necesita una controladora para funcionar, también se puede conectar y desconectar en caliente su cable de datos los encontraremos de 40- 50- 68- 80 conectores. 

TIPOS DE DISCOS DUROS S.C.S.I 

1) S.C.S.I 1Que utiliza un cable de 50 pines, que la longitud de sus cables son de 6 metros, que la velocidad de trasmisión de datos son de 5 Mg/segundo, que permite hasta 7 dispositivos como máximo y el bus de trabajo es de 8 bits. 

2) S.C.S.I 2 Diferencia con el S.C.S.I la velocidad de transferencia en vez de ser 5Mg/segundo son de 10, Mg/segundo y su cable en vez de ser de 6 metros es de 3 metros, y todo lo demás es lo mismo. Así se llama concretamente se llama FAX y estas son sus características y ahí otro tipo. 

WIDE Significa ancho utiliza 68 pines, permite hasta 16 dispositivos y la anchura del cable de 3 metros y su tipo de bus trabaja a 16 bits. 

TIPOS DE SPI Que significa ultra S.C.S.I 

1) ULTRA Es un dispositivo que trabaja a 16 bits, y de 34 pines tiene su cable, 20 Mg/segundo es su velocidad, la longitud máxima de su cable son de 10 centímetros por dispositivo y admite hasta 15 dispositivos. 

2) ULTRA WIDE A diferencia del Ultra es que trabaja 40Mg/segundo y la longitud máxima de su cable es de 1.5 metros, sus conectores son de 68 pines y es de 16 bits y admite 15 dispositivos. 

3) ULTRA 2 Va a 16 Bits y su velocidad es de 80Mg/segundo tiene 68 pines y 12 metros de cable y hasta 15 dispositivos. 

FIREWIRE Es un conector que trabaja a 400 Mg/ bytes por segundo, ese puerto sirve para cámaras de video, la última versión de esta conexión alcanza hasta los 32 Gigabytes/ por segundo, el máximo del cable son de 100 metros, y soporta hasta 63 dispositivos. 

S.S.A Es un dispositivo exclusivo de IBM 

FC –AL Es un Dispositivo de disco duro que puede utilizar fibra óptica y con su longitud de 10 kilómetros o podría ser el cable coaxial hasta 24 metros y con su velocidad de 100Mg/por segundo. 

3) IDE/ATA Y PATA 

IDE= Componente Electrónico Integrado 

ATA= Tecnología Avanzada de Contacto 

PATA= Tecnología Paralela Avanzada 

El disco duro tiene 40 conectores, velocidad de transferencia es de 66 100 133 Megabyte por segundo, se puede conectar un máximo de 2 dispositivos por conector de bus. Tamaños de discos duro de (3,5 y de 2,5) y también los hay de 8 pulgadas, y también los hay de 5,25pulgadas.Las siguientes medidas 0,85 y de 1.80 pulgadas y de 1 pulgada 

DISCO DURO SATA Significa Tecnología Avanzada de Contacto, el cable de conexión es de 7 contactos y trabaja a una velocidad de 150Megabytes/segundo permite un solo dispositivo por cable que es de 1 metro y permite conectar y desconectar en caliente. 

DISCO DURO SATA 2 La diferencia con el SATA es que trabaja a 300Megabytes/segundo. 

CARACTERÍSTICAS DE LOS DISCO DUROS EN GENERAL 

FSB Significa Transporte Frontal Interno esta es la velocidad de transferencias de datos del disco duro. 

CACHE Es una memoria SRAM que almacena los datos de los que se ha accedido recientemente. 

La Memoria máxima de cache de un disco duro es de 128Megabytes 

RPM Revoluciones por minuto de un Disco Duro. 

Fuente: www.equipotecnico.es

¿CÓMO ORGANIZAR LA INFORMACIÓN?

Un aspecto importante y bastante útil para organizar la información es particionar el disco duro (es recomendable hacerlo en discos de 80GB en adelante) de forma que tengamos clasificados nuestros archivos y aplicaciones. No es útil por ejemplo para hacer y guardar una copia de seguridad de los programas o archivos que consideremos realmente importantes, también podría servirnos para encontrar mas fácilmente la información. Podríamos dividir la unidad en tres partes, una de ellas podría contener solo los datos o archivos del sistema, una segunda para documentos que utilicemos en nuestras labores diarias,plantillas, cartas, reportes, etc. Y una tercera división podría ser donde guardemos los documentos de entretenimiento, como música, juegos y demás.

¿CÓMO FUNCIONA UN DISCO DURO POR DENTRO?

PARTE 1

PARTE 2

DISCO DURO SOLIDO

Todo lo que debes saber sobre las unidades de estado sólido (SSD)

Poco a poco han ido reemplazando a los discos tradicionales, gracias a su portabilidad. ¿Qué significa esto para tus futuros gadgets?

Reiteradamente tocamos este tema y creemos que es momento de explicarlo como corresponde. Hablamos de las unidades de estado sólido, también conocidas como SSD por las siglas en inglés Solid State Drive, dispositivos que ahora se encuentran de manera común y silvestre en toda clase de computadoras y han entrado en reemplazo a los discos duros.

¿Pero qué son? ¿Cuál es su diferencia con los discos duros? ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas? ¿Por qué todos los fabricantes de PC ahora las usan? De la forma más directa posible intentaremos responder éstas y otras preguntas, develando todo lo que necesitas saber sobre los SSD y sus aparentes misterios...

 SD versus disco duro

Durante años, la solución para el almacenamiento masivo de datos en una computadora ha sido un disco duro. Éste guarda los archivos del sistema operativo instalado, la música, los videos, etcétera, dependiendo de platos giratorios que mantienen la información y son leidos por un cabezal muy al estilo tornamesa.

Pero los SSD funcionan diferente. Asimilándose a una memoria RAM, estas nuevas unidades de almacenamiento intercambian el disco giratorio por pequeños chips de memoria flash para entregar capacidad, siendo innecesario un cabezal para leer datos ya que todo se hace electrónicamente mediante una controladora.

Esto le permite al SSD no tener partes móviles, es decir, no poseer piezas que se están moviendo físicamente como un disco que gira junto a un cabezal que busca sectores, permitiendo que la nueva tecnología sea de menor tamaño físico y presente una serie de otras ventajas que la colocan por sobre el disco duro tradicional.

Ventajas del SSD

Al estar conformado por memorias flash que son semiconductores de estado sólido, veremos algunas ventajas que podemos ilustrar de la siguiente forma: imaginen la competencia entre un lector de CDs y un pendrive o memoria flash extraíble. Acá es lo mismo, pues se cambia el modelo de almacenamiento desde discos que giran a chips sólidos electrónicos.

Por eso, la ventaja más evidente es la resistencia a golpes y maltratos, ya que al no haber partes móviles, la unidad es menos delicada. Por mucho tiempo vimos en los discos duros sistemas de protección de caídas, las que frenaban al disco duro si es que venía una caída fuerte. Ahora eso ya no es necesario, pues al igual que un pendrive, por dentro no hay nada que se mueva y pueda ser dañado.

Pero la ventaja más importante viene por el lado del rendimiento. Los discos duros son tecnología vieja, tal como un CD lo es a un pendrive, ya que los chips de memoria facultan al computador para acceder de manera más veloz a la información, lo que se hace a la velocidad que permiten los semiconductores y la controladora. En cambio, en un disco duro el plato giraba y el cabezal tenía que ubicar el archivo físicamente, demorando la tarea.

Así, vemos que un disco duro moderno alcanza velocidades de escritura y lectura de datos cercanas a los 100MB/seg, en un disco que gira a 5400RPM o 7200RPM. Por otro lado, un SSD promedio alcanza fácilmente los 500MB/seg.Esto afecta directamente al usuario, ya que a mayor velocidad de los datos en un PC, más rápido se cargan los programas y se inicia el sistema operativo.

Los tiempos de acceso también mejoran en un SSD respecto a un disco duro. Porque al depender únicamente de la velocidad del semiconductor, un SSD demora cerca de 0,08ms en encontrar la información que busca y comenzar la transferencia, mientras que el tiempo promedio en que un disco duro tarda en hacer lo mismo es de 12ms. Así, otra ventaja de los SSD es su reducido tiempo de respuesta para llevar a cabo órdenes.

Con un SSD también disfrutamos de un menor ruido, ya que no hay cabezal leyendo y escribiendo datos en un plato, al mismo tiempo que la ausencia de dicha labor y los motores asociados disminuye el consumo energético del dispositivo, mientras que se reduce la temperatura a la que funciona y se eliminan las vibraciones.

Desventajas de un SSD 

Suena todo maravilloso con una unidad de estado sólido, ¿pero hay desventajas? Como pasa en la vida, las cosas buenas cuestan caro, por lo que asoma como principal desventaja de los SSD su elevado precio en relación a los discos duros tradicionales. 500GB de capacidad en un SSD actualmente cuestan entre USD$400 y USD$500 en Estados Unidos, mientras que un disco duro de igual capacidad se encuentra por USD$60. Y eso que las memorias bajaron considerablemente de precio en los últimos meses.

Es por eso que en general las computadoras pre-ensambladas (como notebooks) que traen SSD también vienen con poca capacidad de almacenamiento, siendo posible encontrar equipos económicos con 500GB en disco duro, así como equipos costosos con 128GB pero de SSD, por lo que el tema del espacio debe ser considerado si se opta por utilizar una unidad de estado sólido.

Por otro lado, cuando comenzaron a ser comercializados estos productos eran asociados a otros problemas que hoy ya están en el pasado. Primero, la degradación de los chips de memoria reducía el rendimiento de las unidades después de mucho tiempo de uso. Apareció entonces la tecnología TRIM que al ser integrada en el producto, mejoró esta situación y permitió que dicho problema hoy quede en el olvido.

Tipos de SSD

Hay varias formas de clasificar las unidades de estado sólido. Primero, haremos la diferenciación en relación al modo en que se conectan a la computadora, existiendo dos clases de puertos principales por los que podemos hacer la conexión entre estos dispositivos y la placa madre del PC:

·         SATA: Es el puerto más común por el que hoy también se conectan los discos duros. En su versión para PC de escritorio, consta de un delgado cable que va de la unidad a la placa madre. Existe además mSATA, que sólo otorga el puerto para conectar directamente, sirviendo para notebooks y portátiles.

·         PCI Express: Utilizado comúnmente por las tarjetas de video en una computadora de escritorio, este puerto es de alta velocidad para modelos de rendimiento profesional que rondan los 1000MB/seg o 2000MB/seg, siendo grandes tarjetas (en la foto) que abren una nueva categoría de SSD para usuarios exigentes y que poseen mucho dinero, ya que son costosas.PD: Samsung está comenzando a fabricar pequeños SSD PCI Express para notebooks en forma masiva, así que ojo.

Por otro lado, podemos diferenciar los SSD según el tipo de memoria utilizado:

·         Memoria NAND Flash: Las de uso más común, son un chip de silicio que también se utiliza en pendrives y posee una memoria no volátil, es decir, incluso cuando no posee energía es capaz de guardar los datos que tiene grabados.

·         Memoria DRAM: Más costosos y menos comunes, los módulos de memoria DRAM son los mismos que se utilizan en las memorias RAM, permitiendo una mayor velocidad y tiempos de respuesta menores. Son poco adecuados para SSD de uso cotidiano ya que requieren de electricidad continua para "recordar" los datos que tienen grabados, sin embargo, ofrecen un rendimiento excepcional.

Finalmente, haremos la distinción entre los tipos de tecnologías que son utilizadas para conformar las memorias flash NAND, existiendo tres categorías:

·         Single Level Cell (SLC): Cuando se obtiene una oblea de silicio y se corta para obtener un único chip de memoria, nacen las unidades SLC. Al ser simples, son las más rápidas y de menor consumo energético, aunque son las más costosas de fabricar de todas. Se pueden escribir sólo en dos estados (bloque vacío o bloque lleno) y de ahí vienen sus propiedades positivas.

·         Multi-Level Cell (MLC): Cuando se apilan varias capas de una oblea de silicio, obtenemos un chips de memoria flash NAND. Es de la uso más común porque son más densas y se consigue mayor capacidad en el mismo espacio, significando además un precio más reducido (tres veces más económico que SLC). Sin embargo, los chips son más lentos y menos longevos que los SLC. Se escriben en cuatro estados (en la imagen).

·         Triple Level Cell (TLC): Los más económicos de todos: valen un 30% menos que los MLC. Son de gran densidad y por ende, se puede obtener gran capacidad de almacenamiento digital en poco espacio físico y se escriben en ocho estados, viniendo de allí su economía. Pero son más lentos que los MLC y tienen un tiempo de vida menor, ya que permiten sólo entre 1.000 y 5.000 ciclos de escritura y lectura hasta quedar inservibles (SLC: 100.000 ciclos, MLC: 10.000 ciclos).

Un poco de historia de los SSD...

Aunque sea difícil de creer, el primer dispositivo que puede ser considerado como una unidad de estado sólido fue el modelo Bulk Core de la empresa Dataram, estrenado en el mercado el año 1976. Contenía ocho módulos de memoria con capacidad de 256KB cada uno, entregando 2MB de almacenamiento total en un chasis de 50 centímetros de ancho. Costaba cerca de USD$10.000 en la época, lo que hoy en día podrían ser USD$40.000 si consideramos la inflación económica. Y es que consistía en módulos de memoria RAM más que chips particularmente hechos para SSDs, como los MLC o SLC actuales que claramente en ese entonces no existían, por lo que era necesario apilar memorias RAM para lograr el mismo objetivo.

De ahí en adelante los productos que existieron mantuvieron la esencia de ser "discos de memoria RAM", tal como el primogénito, costando una cantidad brutal de dinero para ser adquiridos. Eso hasta el año 1988, cuando el fabricante Digipro creó las primeras memorias flash para almacenamiento masivo. Llamados NOR flash, estos chips permitían módulos de hasta 16MB de capacidad por USD$5.000.

Durante toda la década de los 90 el rubro continuó desarrollándose principalmente en el área de los servidores profesionales, hasta que en 2003 la empresa Transcend estrenó un modelo que se conectaba a PCs del mercado general a través de un puerto Parallel ATA IDE, siendo el de uso más común en la época. El modelo más amplio era de 512MB y utilizaba memorias flash, por lo que podría decirse fue el primer producto que honestamente buscó masificarse.

De ahí en más vendría la llegada en masa de los SSD: desde 2006 en adelante Samsung, Sandisk, Intel y varios otros fabricantes se especializaron en esta clase de productos, desarrollándose las tecnologías SLC, MLC, TRIM y varias más de las vistas hoy. Podría decirse que el desarrollo fue rápido, ya que en menos de siete años pasamos de tener costosos módulos de 32GB hasta económicos 250GB, integrándose de forma masiva en varios modelos de notebooks y ofreciéndose además por un bajo precio en unidades independientes para actualizar toda clase de PCs.

Así, sin duda hoy vivimos la mejor época de los SSD, ya que el precio de las memorias flash ha bajado considerablemente durante los últimos meses y eso ha permitido romper la barrera psicológica de "un GB por dólar", encontrándose modelos que incluso llegan a costos menores. La época dorada de esta tecnología, podría decirse, está recién comenzando.

¿CÓMO INSTALAR UN DISCO DURO?

En el siguiente video se puede observar como se instala un Disco duro en la torre de un computador de escritorio.

Video elaborado por Javier A. Hernández F. coautor del blog.