El Disco Duro

Las  plazas de toros se dividen en tendidos. Cuando el torero da la vuelta al ruedo, los  va pasando y saludando al público que le ovaciona. Cada tendido tiene la barrera, como zona mas cercana a la arena y la andanada, la mas lejana.

¿Qué tiene que ver la tauromaquia con la informática? Nada, pero pongo este ejemplo porque el disco duro de un ordenador se divide de forma similar. Los tendidos corresponden a sectores del disco  y la barrera, andanadas y gradas intermedias serian surcos (tracs). El público, los datos.

Este componente de los ordenadores contiene la información que se procesa y la que sirve para procesar. Tanto programas que se cargan en la memoria RAM como los datos que estos necesitan se encuentran en él. Varias arandelas magneticas girando de media a 7500 revoluciones por minuto son leídas e interpretadas. Un Controlador va contando las marcas entre los sectores, posicionándola en el segmento correspondiente y mandándola a la memoria que el procesador lee. Porque, repito, este solo ve lo que hay en ella. 

La estructura de la cadena de datos es de tal manera que no hace falta que un conjunto se encuentre en sectores adyacentes. Cuando se escriben se van poniendo en los huecos que encuentra. El sistema de borrar seria similar a que espectadores de diferentes gradas y tendidos abandonaran la plaza. Quedarían huecos. Si viniera entonces un autocar de turistas no estarían todos juntos, irían llenando los huecos. Esto seria la escritura. Una marca en cada uno permitiría saber que a la hora de agruparlos pertenecen al autobús.

 

 

 

DiskMaster Boot Record (MBR)

Decíamos la semana anterior que el disco duro está organizado como una plaza de toros. En estas, son las gradas más cercanas a la arena las mejores. En el disco es al contrario, mejor las más alejadas. La razón es que la velocidad lineal de las circunferencias de mayor radio es mayor y, así mismo, la inducción magnética que, como se dijo, definen los bits.
Igual que en las plazas existe el palco real, en el disco duro hay una región especial llamada el sector cero o Master Boot Record (MBR). Es el sector de arranque. Cuando encendemos el ordenador, lo primero que hace el BIOS es leerlo. En sus 512 Bytes encuentra el número de otro sector donde se encuentra el programa que carga y arranca el sistema operativo. Cuando apagamos mal el Windows, por ejemplo, aparece un menú que, entre otras cosas, propone arrancar en forma segura. Es una parte de ese programa de arranque.
Existen programas llamados boot managers que permiten arrancar a elección diversos sistemas operativos instalados en un mismo ordenador. Estos lo que hacen es modificar el boot sector y reemplazar la información por la suya. Se puede uno imaginar que si algo va mal, se carga el código original y el computador no arranca. Hay entonces que partir desde el CD de instalación del sistema y arrancar un programa de reparación que lo deja en "estado de fábrica".

 

Desfragmentar

Cuando se escribe en un disco, al principio se  van llenándo secuencialmente los sectores y los documentos están completamente en los que son adyacentes. Con el tiempo, vamos borrando y escribiendo. Se crean huecos y llega el momento que escribir es ir rellenándolos. Un documento está, entonces, parte aquí, parte allá´. Se dice que el disco está fragmentado. Existe un  programa que junta los datos y el proceso de lectura y escritura se hace más rápido. Es la llamada desfragmentación del disco

Disco SSD

 Es una simulación de un disco duro en la que los datos no se almacenan en arandelas magnéticas, sino que utilizan memoria flash. el dispositivo tiene un controlador, esto es, una electrónica que simula un disco duro normal. El computador no necesita instalar software adicional como drivers u otros programas para funcionar. No nota que le han puesto  otra  cosa. Aconsejo si alguien compra un sistema que le de importancia a a si tiene uno instalado. Merece la pena. Se se instala por separado, como orientación podemos decir que 500 GBytes cuestan unos 189 €.

Sus Ventajas son:

  • Arranque más rápido, al no tener platos que necesiten tomar una velocidad constante.
  • Gran velocidad de escritura.
  • Mayor rapidez de lectura, incluso 10 veces más que los discos duros tradicionales más rápidos gracias a RAIDs internos en un mismo SSD.
  • 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 elementos mecánicos.
  • Sin ruido - La misma carencia de partes mecánicas los hace completamente inaudibles.
  • Mejorado el tiempo medio entre fallos, superando 2 millones de horas, muy superior al de los discos duros.
  • Seguridad - permitiendo una muy rápida "limpieza" de los datos almacenados.
  • Rendimiento determinista - a diferencia de los discos duros mecánicos, el rendimiento de los SSD es constante y determinista a través del almacenamiento entero. El tiempo de "búsqueda" constante.
  • El rendimiento no se deteriora mientras el medio se llena. (Véase Desfragmentar)
  • Menor peso y tamaño que un disco duro tradicional de similar capacidad.
  • Resistente - Soporta caídas, golpes y vibraciones sin estropearse y sin descalibrarse como pasaba con los antiguos discos duros, gracias a carecer de elementos mecánicos.
  • Borrado más seguro e irrecuperable de datos; es decir, no es necesario hacer uso del Algoritmo Gutmann para cerciorarse totalmente del borrado de un archivo.

Limitaciones:

Los dispositivos de estado sólido que usan memorias flash tienen también varias desventajas:

  • Precio - Los precios de las memorias flash son considerablemente más altos en relación precio/gigabyte, debido a su baja demanda. Ésta como tal no es una desventaja técnica, y según se logre su uso masificado en detrimento del estándar precedente, su precio se regularizará y se hará asequible como sucede con los discos duros móviles, que en teoría son más caros de producir por llevar piezas metálicas y tener mecanismos de alta precisión.
  • Menor recuperación - Después de un fallo físico se pierden completamente los datos 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.
  • Vida útil - Al reducirse el tamaño del transistor se disminuye directamente la vida útil de las memorias NAND, se solucionaría ya en modelos posteriores al instalar sistemas utilizando memristores.
  • Menores capacidades de almacenamiento.

Soluciones

Aunque su masificación está en entredicho, algunos de los problemas que mayormente afectaron su uso masivo fueron:

  • Degradación de rendimiento al cabo de mucho uso en las memorias NAND (solucionado, en parte, con el sistema TRIM).
  • Vulnerabilidad contra ciertos tipo de efectos - Incluyendo pérdida de energía abrupta (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).