La evolución de los discos duros

La cantidad de almacenamiento necesaria para un equipo ha venido multiplicándose de manera asombrosa en los últimos años. Tan solo hace unos seis años la media de disco duro para un equipo rondaba los cuarenta megas. Hoy en día casi no podemos encontrar un equipo en el mercado que tenga menos de dos gigas. Los requerimientos que los nuevos sistemas operativos tienen, así como la integración de manera casi total de la tecnología multimedia, y unos programas que devoran cada día más cantidad de almacenamiento para darnos unas prestaciones más vistosas y espectaculares, han tenido la culpa de la necesidad del usuario final de una gran capacidad de almacenamiento en su ordenador.

Por otro lado, igual que ha venido aumentando la cantidad de almacenamiento medio por equipo, también se ha producido un aumento muy considerable en las prestaciones de las nuevas unidades. Se ha pasado a conseguir una mejor velocidad de transferencia, un menor tiempo de búsqueda y también se ha disminuido el tiempo medio entre fallos, todo ello sin que repercuta finalmente en el precio gracias también a una fuerte bajada en el precio de los discos.

Pero llegados a este punto podríamos parar un segundo en esta desenfrenada carrera y reflexionar un poco sobre las últimas tecnologías aparecidas y sobre algunas de las nuevas que se acercan. Sobre algunas de estas nuevas tecnologías ya hemos hablado en artículos anteriores de esta misma sección, por lo que nos centraremos más en aquellas que hasta el momento no hemos comentado.

Fast ATA y Fast ATA-2

Fast ATA es la designación dada a la tecnología informática que soporta transferencias de alta velocidad obtenidas como resultado de las especificaciones ANSI PIO (Programmed Input/Output) Mode 3 y del acceso directo a memoria con multi word (DMA Mode 1), ofreciendo de este modo unidades capaces de transferir hasta un máximo de 13,3 MB por segundos. Por su parte, el Fast ATA se basa en la especificaciones ANSI PIO Mode 4 y multi word DMA Mode 2, permitiendo a estos discos conseguir una tasa de transferencia de hasta los 16,6 MB por segundo.

La conexión de este tipo de discos con la controladora del ordenador se realiza mediante un bus de 40 pines estándar, y es necesario para aprovechar el rendimiento que puede llegar a darnos que la BIOS del equipo en cuestión soporte estas velocidades de transferencia, si bien para aquellas que no lo soporten y sean de tipo Flash se puede encontrar fácilmente una actualización para que dé soporte a esta tecnología.

Las unidades portátiles

Un comentario especial merecen las unidades de disco específicas para ordenadores portátiles. En ellas, además de su reducido tamaño y unas prestaciones parecidas a las que ofrecen las unidades para equipos de sobremesa, nos encontramos con un factor a considerar muy importante: el consumo.

Para poder optimizar el consumo este tipo de discos suelen contar con cuatro estados en los que el consumo varía, al igual que la actividad desarrollada por él y, por supuesto, el tiempo de respuesta que nos dará. El primer estado sería el de “Actividad”, durante el cual el disco está en pleno desarrollo de sus funciones, o perfectamente preparado para desarrollarlas. En el estado de “Idle” el dispositivo aparca las cabezas pero mantiene sus discos girando a plena velocidad, un dato significativo es que a este estado se suele pasar desde el de actividad transcurridos unos 5 segundos sin que se realice ninguna operación . El tercer estado sería el de “Stand by”, a este estado lo que le añadimos con respecto al anterior es parar los discos, aunque se mantienen alimentados los circuitos y por lo tanto seguiría funcionando el buffer del propio disco, el cual podría atender peticiones si tuviese la información. Por último, el disco cuenta con un cuarto estado, “Sleep”, en este estado se desconectan los circuitos y el disco permanece prácticamente apagado a la espera de alguna petición.

La caché de los discos duros

La velocidad de transferencia de un disco duro es, comparada con la de la memoria, más de cien veces más lenta. Partiendo de esta premisa podemos llegar a suponer que, dada la naturaleza repetitiva de los ordenadores, y sobre todo la tendencia a continuar un orden, podríamos aprovechar una lectura en disco para transportar más información de la solicitada a algún tipo de memoria, de modo que cuando se solicite la información continua a la primera ésta pueda ser facilitada con una velocidad muy superior. Así pues, la idea es aprovechar la lectura de una información solicitada y las capacidades de los discos para traer hasta cierta cantidad de información consecutiva, casi tan rápido como solo la información solicitada, para llevar todos datos a una memoria física. Una vez está en la caché ya puede ser rápidamente entregada si llega a ser solicitada, o bien reemplazada por otra distinta por si se llegara a necesitar después la información correlativa. Lo normal suele ser que este sistema se perfeccione todavía más jugando con el número de aciertos obtenidos teniendo en cuenta que la información se hallaba en la caché, frente al número de fallos cuando se ha de ir al disco a por los datos; para esto existen cientos de algoritmos capaces de jugar con la memoria y el número de aciertos y fallos, de modo que dejarán cierta información en la caché, según la demanda de ésta o la probabilidad de que sea solicitada muy próximamente.

Las cabezas magneto resistivas

Hasta hace poco la manera de conseguir una mayor capacidad en las unidades de almacenamiento, era incrementar el número de pistas y cilindros. Por su parte, la mejora en la transferencia de información se conseguía, por un lado, aumentando la velocidad de giro de las unidades y, por otro, mediante dispositivos electrónicos capaces de amortiguar las distorsiones que la mayor velocidad supone.

El desarrollo de la tecnología de las cabezas magneto resistivas ha supuesto una gran revolución para los fabricantes de discos. Gracias a esta tecnología se consiguen dos beneficios, en primer lugar, aumentar la densidad de información por unidad de superficie, y en segundo, conseguir una transferencia más fiable y con menos necesidad de proceso ya que su calidad es muy superior.

La mayoría de los discos desarrollados usan cabezas de película delgada, o lo que podríamos simplificar como cabezas muy parecidas a las empleadas para la grabación en los cassettes de audio, donde los elementos de lectura y escritura detectan cambios del flujo magnético en la superficie del medio de grabación. Cuando la cabeza pasa por el campo magnético grabado sobre la superficie del medio, éste genera una señal que posteriormente es amplificada, filtrada y convertida a señal digital que puede ser procesada por el ordenador.

Por su parte, el fundamento de la tecnología de las cabezas magneto resistivas se basa en el fenómeno conocido como efecto magnetoresistivo (AMR, anisotropic magnetoresistance). Ciertos metales, cuando se exponen a campos magnéticos cambian su resistencia al flujo de la corriente eléctrica. Mediante este fenómeno las cabezas lectoras cambiarán su resistencia al pasar por los campos magnéticos de la superficie del disco, este cambio de resistencia puede ser medido y convertido en la correspondiente unidad digital.

Por otro lado, las cabezas MR separan lo que sería la cabeza de lectura de la de escritura, que hasta ahora venían juntas. La cabeza de lectura se localiza entre dos escudos magnéticos, de modo que la lectura puede ser realizada desde una superficie mucho más pequeña que la que necesitábamos hasta ahora, funcionando como si fuera una especie de telescopio que sólo nos permite ver aquello a lo que estamos apuntado. De este modo podemos conseguir que las regiones que serán magnetizadas sean muy inferiores a las que hasta ahora se estaban utilizando.

Gracias