08.03.2014 - 06:00
Un disc dur és un sistema de memòria d’emmagatzematge magnètic, inventat per IBM el 1954, que guarda la informació digital fins i tot quan es desconnecta (no volàtil). En canvi, la memòria RAM de l’ordinador, quan s’apaga, perd els continguts. En el seu moment es va dir ‘disc dur’ per a diferenciar-lo dels ‘floppies’ (disquets), els discs flexibles.
El disc dur és format per una superfície circular o més (discs) i uns capçals magnètics lectors (actuadors) que es mouen tots junts en un sol braç cap al lloc del disc on hi ha les dades que s’han de llegir (o escriure).
Es van començar a comercialitzar el 1956 i va ésser comú de trobar-los en un ordinador al mercat informàtic al començament dels anys 1960.
Com funciona?
La informació s’enregistra sobre una capa magnètica a les dues cares del disc i a tots els discs en simultani: si el disc dur té dos discs (és a dir, quatre capes), la informació es reparteix entre les quatre capes.
El disc és fet d’un material no magnètic (per exemple, alumini o ceràmica) i una capa magnètica de 10-20 nanòmetres (0,000 000010 metres). Penseu que un full de paper acostuma a fer 0,1 mm (100.000 nm).
Els discs més normals giren a 5.400 rpm; els més ràpids, a 7.200 rpm, i els ultraràpids, a 15.000 rpm. Penseu que els primers discs giraven a 1.200 rpm: com més de pressa gira el disc, més de pressa s’accedeix a la informació.
L’enregistrament i la lectura es fa en blocs, que és la unitat mínima de lectura/escriptura. És un dispositiu d’accés aleatori i això vol dir que no cal accedir-hi de manera seqüencial (com es fa en un disc de música). La lectura es fa per mitjà del capçal magnètic que ‘vola’ a pocs nanòmetres de la superfície. Imagineu, doncs, el que pot fer un petit copet a l’ordinador que desestabilitzi els capçals i els faci tocar a la superfície del disc. És el que s’anomena ‘head crash’ i que si algú l’ha sentit, li quedarà per sempre a la memòria: és pitjor que el soroll del guix a la pissarra…
Les empreses de reparació de discs durs tenen una càmera neta (nivell 100) on no pot haver més de tres-centes partícules amb un diàmetre màxim de 0,3 micres per cada peu cúbic d’aire.
Les principals característiques d’un disc dur són:
-la capacitat (ara estem pels terabytes: un terabyte són mil gibabytes o un milió de megabytes);
-la velocitat d’accés, que és el temps que necessita perquè el capçal lector arribi al lloc, més el temps de llegir el contingut, més el temps per transmetre el contingut;
-la interfície de connexió del disc a l’ordinador: PATA (parallel ATA, el seu ús va cap avall), SATA (serial ATA), USB, SCSI (parallel SCSI) i SAS (serial attached SCSI).
Com veieu, és un mecanisme molt sensible. Per això la probabilitat de fallada mecànica (o electrònica) és considerable, així que recordeu el meu mantra: feu còpies!
La fiabilitat d’un disc dur la dóna el fabricant amb el valor MTBF (‘mean time between failures’, temps mitjà entre fallades) que està entre 50.000 i 500.000 hores: és a dir, si tinguéssim l’equip en marxa vint-i-quatre hores, i tenint en compte que l’any té 8.760 hores, la divisió ens dóna una mica més de cinc anys de mitjana. Però recordeu allò de la persona que es menja un pollastre i la que no se’n menja cap: la mitjana és que es mengen mig pollastre cadascú, però n’hi ha un que es morirà de gana i un disc que fallarà abans d’hora.
És un suport magnètic! No l’acosteu, per tant, a un imant potent o bé us quedareu sense res (un imant potent pot ser el d’un altaveu gros).
La història
El primer disc de la història, el 350 RAMAC, tenia la mida de dues neveres i eren, de fet, cinc discs apilats on es podien guardar 5 megabytes de 6 bits (perdoneu la incorrecció).
Els anys 1960 i 1070 els discs removibles de 2 a 5 MB de 14 polzades eren l’estàndard i per tenir grans capacitats s’havien d’anar canviant els discs, encara que al finals del 1970 ja es podien trobar discos de 25 MB i els anys 1980, discs de 50 i 80 MB.
El 1973, IBM va produir els discs Winchester, un concepte revolucionari, bàsicament no removibles, que van rebaixar molt el preu i augmentar la capacitat. Es fabricaven tancats hermèticament, cosa que rebaixava molt les incidències per pol·lució.
La dècada del 1980, quan van sortir els primers PC, es van reduir els discs fins a les 5 ¼ polzades i tenien fins a 10 MB de capacitat, encara que no va ser fins al final del 1980 que es van fer estàndards a gairebé tots els equips que es venien.
Des de llavors els discs no han fet sinó empetitir-se: primer a discs de 3,5 polzades, que ara es fan servir en ordinadors de sobretaula o servidors, i després a discs de 2,5, que són els que es fan servir als ordinadors portàtils. Paral·lelament, han anat augmentant la capacitat fins a 3 o 4 teraBytes (un milió més de vegades de capacitat) i han abaixat el temps mitjà d’accés (AAT) a pocs milisegons.
El futur
Des del 2012 s’han generalitzat el que s’anomenen SSD (‘solid-states drives’ o discs d’estat sòlid): encara són més cars i de menys capacitat, però molt més ràpids, més lleugers i molt menys propensos a avaries. Per això es poden trobar en portàtils, pissarretes, telèfons intel·ligents i, com a disc especial, en servidors per tenir el sistema operatiu i la informació que més es necessita llegir i així augmentar la velocitat de resposta.
Va arribar un moment que semblava que s’emportarien tot el mercat, fins i tot el dels telèfons quan Nokia va presentar un telèfon amb disc dur de 0,85 polzades (2,16 cm), però el consum, que feia que les bateries s’exhaurissin ràpidament, i la rebaixa de costs de les SSD els ha deixat en el seu mercat de servidors i equips de sobretaula.
Avui el desenvolupament dels discs va cap a augmentar la capacitat (es calcula que arribarem als 12 TB el 2016).
