Discos Duros

La unidad de disco duro o unidad de disco rígido (en inglés: Hard Disk Drive, HDD) es el dispositivo de almacenamiento de datos que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos. Es memoria no volátil.

El primer disco duro fue inventado por IBM en 1956. A lo largo de los años, los discos duros han disminuido su precio al mismo tiempo que han multiplicado su capacidad, siendo la principal opción de almacenamiento secundario para PC desde su aparición en los años 1960.1 Los discos duros han mantenido su posición dominante gracias a los constantes incrementos en la densidad de grabación, que se ha mantenido a la par de las necesidades de almacenamiento secundario.

ESTRUCTURA LOGICA DE UN DISCO DURO

 

Se le llama estructura lógica porque es la forma en que se acomoda la información por medio de las cabezas de lectura/escritura, y ello determina las características que podrá ofrecer el disco duro.  La estructura lógica de un disco duro consiste en las siguientes partes principales:
1.- Caras: Cada uno de los lados de cada plato.
2.- Pistas ó Cilindros: Son anillos internos de limadura magnética, donde se va acomodando la información.
3.- Sectores: Es un área que contiene 520 Bytes por sector, y de los cuáles 8 se usan para 2tipos de información:
     a) Información Inicial: Número de pista, datos, número de sector.
     b) Información final: Clave del sector, "checksum" (coincidencia de Bytes para determinar integridad).
     El sistema reconoce el sector 0 ó sector de inicio, no tener limadura magnética en una pequeña parte de su superficie.
4.- "Clusters" ó racimos: Conjunto de sectores con los que trabaja el sistema operativo para hacer más eficaz la lectura y escritura de datos.
Estructura lógica de un  disco duro. El esquema está representado por un plato con sus componentes lógicos principales.
5.- Sector de arranque maestro: Se encarga de comenzar a cargar en la memoria RAM el sistema operativo; consta de los siguientes elementos:
a) IPL: significa "Initial Program Loading"; ó su traducción al español es programa inicial de carga: es un pequeño programa que permite a la computadora reconocer al disco duro como arrancable.
b) Archivos para el arranque: Son archivos pertenecientes al sistema operativo que se pretendecargar. Ejemplo: para el sistema operativo Microsoft® Windows 98 se utilizan los archivos io.sys y msdos.sys.
c) Tabla de particiones: Guarda la información del número de unidades y partes en que esta dividido el disco duro.
d) Características del disco: Guarda información sobre el disco duro, tales como la capacidad, número de sectores, número de cabezas, número de pistas etc.
6. FAT y copia de la FAT: Gignifica "File Allocation Table" ó su traducción al español es tabla para asignación de archivos. Registra el estado general de todos los clusters (defectuosos, libres, ocupados, etc), así como también guarda la dirección específica dónde se almacenaron las partes de un archivo dentro del disco duro.
7.- Directorio raíz ó "Root directory": Almacena la información de la cantidad máxima de archivos que puede guardar un disco duro así como la información esencial de cada uno de ellos (Nombre, extensión, atributos, hora, fecha, etc).
8.- Zona de datos: Es la parte dónde se almacenarán los archivos del usuario, programas del sistema operativo, música, videos, etc.
Método para el manejo de la información. El esquema está representado por un plato con sus componentes lógicos principales.

Discos Duros ATA

El estándar ATA (Adjunto de Tecnología Avanzada) es una interfaz estándar que permite conectar distintos periféricos de almacenamiento a equipos de PC. El estándar ATA fue desarrollado el 12 de mayo de 1994 por el ANSI (documento X3.221-1994).
A pesar del nombre oficial "ATA", este estándar es más conocido por el término comercial IDE (Electrónica de Unidad Integrada) o IDE Mejorado (EIDE o E-IDE).
El estándar ATA fue diseñado originalmente para conectar discos duros; sin embargo, se desarrolló una extensión llamada ATAPI (Paquete de Interfaz ATA) que permite interconectar otros periféricos de almacenamiento (unidades de CD-ROM, unidades de DVD-ROM, etc.) en una interfaz ATA.
Dado que ha surgido el estándar Serial ATA (escrito S-ATA o SATA), lo que le permite la transferencia de datos a través de un vínculo serial, en algunos casos el término "Paralelo ATA" (escrito PATA o P-ATA) reemplaza al término "ATA" para diferenciar entre los dos estándares.

El estándar ATA permite conectar periféricos de almacenamiento de manera directa con la placa madre mediante un cable de cinta, generalmente compuesto de 40 alambres paralelos y tres conectores (usualmente un conector azul para la placa madre y uno negro y otro gris para los dos periféricos de almacenamiento).

Conector IDE

cable de cinta
En el cable, se debe establecer uno de los periféricos como cable maestro y el otro como esclavo. Por norma, se establece que el conector lejano (negro) se reserva para el periférico maestro y el conector del medio (de color gris) se destina al periférico esclavo. Un modo llamado selección de cable (abreviado CS o C/S) permite definir automáticamente el periférico maestro y el esclavo, en tanto el BIOS del equipo admita esta funcionalidad.
 
Modos PIO

La transmisión de datos se realiza gracias a un protocolo llamado PIO (Entrada/Salida Programada), que permite que los periféricos puedan intercambiar datos con la RAM con la ayuda de comandos administrados directamente por el procesador. De todos modos, las grandes transferencias de datos pueden imponer rápidamente una gran carga de trabajo en el procesador, reduciendo de esta manera, la velocidad de todo el sistema. Hay 5 modos PIO que definen el máximo rendimiento:

Modo PIO Rendimiento (Mb/s)
Modo 0 3,3
Modo 1 5,2
Modo 2 8,3
Modo 3 11,1
Modo 4 16,7

 
La técnica DMA (Acceso Directo a Memoria) permite que los equipos liberen el procesador permitiendo a cada periférico acceder directamente a la memoria. Existen dos tipos de modos de DMA:

El DMA de "palabra única", que permite la transferencia de una sola palabra (2 bytes o 16 bits) durante cada sesión de transferencia
El DMA de "palabras múltiples", que permite la transferencia sucesiva de varias palabras en cada sesión de transferencia


La siguiente tabla proporciona una lista de los diferentes modos de DMA y sus rendimientos asociados:

 

Modo de DMA Rendimiento (Mb/s)
0 (Palabra única) 2,1
1 (Palabra única) 4,2
2 (Palabra única) 8,3
0 (Palabras múltiples) 4,2
1 (Palabras múltiples) 13,3
2 (Palabras múltiples) 16,7

 
Ultra DMA

El estándar ATA se basa originalmente en un modo de transferencia asincrónico, es decir, que el envío de comandos y de datos se ajusta al ancho de banda del bus y se realizan en cada flanco ascendente de la señal del reloj. Sin embargo, el envío de comandos y el envío de datos no ocurren de manera simultánea, es decir, un comando no puede ser enviado en tanto los datos no hayan sido recibidos y viceversa.


Para aumentar el rendimiento de los datos, puede parecer lógico aumentar la frecuencia de señal del reloj. Sin embargo, en una interfaz donde los datos se envían en paralelo, el aumento de la frecuencia ocasiona problemas de interferencia electromagnética.


De este modo, Ultra DMA (en algunos casos abreviado UDMA) fue diseñado con el fin de optimizar al máximo la interfaz ATA. El primer concepto de Ultra DMA consiste en utilizar los flancos ascendentes y descendentes de la señal para realizar las transferencias de datos, lo que significa un aumento de la velocidad en un 100% (con un aumento del rendimiento de 16,6 Mb/s a 33,3 Mb/s). Además, Ultra DMA incorpora el uso de códigos CRC que permiten la detección de errores de transmisión. Por lo tanto, los diferentes modos Ultra DMA definen la frecuencia de la transferencia de datos. Al producirse un error (cuando la CRC recibida no corresponde a los datos), la transferencia se produce en un modo Ultra DMA más bajo o incluso sin Ultra DMA.

Modo Ultra DMA Rendimiento (Mb/s)
UDMA 0 16,7
UDMA 1 25,0
UDMA 2 (Ultra-ATA/33) 33,3
UDMA 3 44,4
UDMA 4 (Ultra-ATA/66) 66,7
UDMA 5 (Ultra-ATA/100) 100
UDMA 6 (Ultra-ATA/133) 133


Con la incorporación del modo Ultra DMA, se introdujo un nuevo tipo de cable de cinta que permite limitar la interferencia. Este tipo de cable de cinta añade 40 alambres (en un total de 80) entrelazados con los alambres de datos para poder aislarlos y tener los mismos conectores que el cable de cinta de 40 alambres.


conectores de cable de 80 alambres

conectores de cable de 80 alambres


Sólo los modos Ultra DMA 2, 4, 5 y 6 son implementados realmente por los discos duros.

STANDARES ATA

ATA-1: El estándar ATA-1, más conocido como IDE, permite conectar dos periféricos en un cable de 40 alambres y ofrece una tasa de transferencia de 8 ó 16 bits con un rendimiento que oscila alrededor de los 8,3 Mb/s. ATA-1 define y es compatible con los modos PIO (entrada/salida programada) 0, 1 y 2 así como con el modo DMA de palabra múltiple (Acceso Directo a Memoria) 0.

ATA-2: El estándar ATA-2, más conocido como EIDE (o en algunos casos ATA rápido, ATA-2 rápido o IDE rápido), permite conectar dos periféricos en un cable de 40 alambres y ofrece a la vez una tasa de transferencia de 8 ó 16 bits con un rendimiento de alrededor de 16,6 Mb/s. ATA 2 es compatible con los modos PIO 0, 1, 2, 3 y 4 y con los modos DMA de palabra múltiple 0, 1 y 2. Además, ATA-2 permite aumentar el tamaño máximo del disco de 528 Mb (lo impuesto por el estándar ATA1) a 8,4 Gb gracias a la LBA (Dirección Masiva de Bloque).

ATA-3: El estándar ATA-3 (también llamado Interfaz 3 de Adjunto ATA) representa una revisión menor de ATA-2 (con compatibilidad de descarga) y ha sido publicado en 1997 bajo el estándar X3.298-1997. El estándar ATA 3 ofrece las siguientes mejoras:

  • Confiabilidad mejorada: ATA 3 permite una confiabilidad aumentada de transferencias de alta velocidad. 
  • S.M.A.R.T (Tecnología Automática de Monitoreo, Análisis e Informe: una función diseñada para mejorar la confiabilidad y prevenir posibles fallas
  • Función de seguridad: los periféricos pueden protegerse con una contraseña añadida al BIOS. Al encenderse, el equipo verifica que la contraseña codificada en el BIOS corresponde a una que se encuentra guardada en la unidad de disco. Esto permite evitar que se utilice dicha unidad en un equipo diferente.

El ATA-3 no introduce un modo nuevo pero resulta en cambio, compatible con los modos PIO 0, 1, 2, 3 y 4, así como también con los modos DMA 0, 1 y 2.

ATA-4: El estándar ATA-4, o Ultra-ATA/3333, ha sido definido en 1998 bajo la norma ANSI NCITS 317-1998. El ATA-4 modifica el modo LBA buscando aumentar el límite del tamaño de disco a unidades de 128 Gb. Las direcciones LBA en el ATA-4 son de 28 bits. Cada sector representa 512 bytes, de modo que el límite exacto del tamaño de disco en el modo LBA es el siguiente:

228*512 = 137 438 953 472 bytes 137 438 953 472/(1024*1024*1024)= 128 Gb

ATA-5: En 1990, el estándar ATA-5 definió dos modos nuevos de transferencia: Modos Ultra DMA 3 y 4 (el modo 4 también se denomina Ultra ATA/66 o Ultra DMA/66). Además, ofrece la detección automática del tipo de cable de cinta que se está utilizando (80 ó 40 alambres).

ATA-6: Desde 2001, ATA-6 define Ultra DMA/100 (también llamado Ultra DMA modo 5 o Ultra-ATA100), que permite que las unidades alcancen teóricamente rendimientos de 100 Mb/s. Además, ATA-6 define una funcionalidad nueva, llamada Gestión Acústica Automática (AAM), que permite a las unidades que soportan esta función el poder ajustar automáticamente las velocidades de acceso con el objetivo de reducir el ruido operativo.

Finalmente, el estándar ATA-6 permite un LBA de los sectores de disco duro de 48 bits, llamado LBA48 (Dirección Lógica de Bloque de 48 bits). Gracias a LBA48, es posible usar discos duros 2^48 con 512 bytes por sector, lo que equivale a un límite del tamaño de disco de 2 petabytes.

ATA-7: El estándar ATA-7 define Ultra DMA/133133 (también llamado Ultra DMA modo 6 o Ultra-ATA133), que permite que las unidades alcancen teóricamente rendimientos de 133 Mb/s.

Disco duro IDE

Un disco duro IDE es una unidad que usa una conexión ATA paralela, llamada IDE de manera informal. El término IDE es sinónimo de Integrated Drive Electronics Interface (Interfaz Electrónica de Unidad Integrada). El disco duro IDE, es un dispositivo electromecánico que se encarga de almacenar y leer grandes volúmenes de información a altas velocidades por medio de pequeños electroimanes (también llamadas cabezas de lectura y escritura), sobre un disco cerámico recubierto de limadura magnética. Los discos cerámicos vienen montados sobre un eje que gira a altas velocidades. El interior del dispositivo esta totalmente libre de aire y  de polvo, para evitar choques entre partículas y por ende, pérdida de datos, el disco permanece girando todo el tiempo que se encuentra encendido. Fue desarrollado y presentado por la empresa IBM® en el año de 1956.

Los discos duros IDE compiten actualmente en el mercado contra los discos duros SATA II.
 

CARACTERISTICAS:
Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:

  • Tiempo medio de acceso: tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista), Tiempo de lectura/escritura y la Latencia media (situarse en el sector).
  • Tiempo medio de búsqueda: tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.
  • Tiempo de lectura/escritura: tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información: Depende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tamaño de bloque, el número de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista.
  • Latencia media: tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco.
  • Velocidad de rotación: revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor latencia media.
  • Tasa de transferencia: velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez que la aguja está situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.

Otras características son:

  • Caché de pista: es una memoria tipo flash dentro del disco duro.
  • Interfaz: medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, Serial Attached SCSI
  • Landz: zona sobre las que aparcan las cabezas una vez se apaga la computadora.

CAPACIDAD DEL DISCO DURO IDE

La capacidad del total de Bytes ó símbolos que es capaz de almacenar un disco duro. Su unidad de medida básica es el Byte, pero actualmente se utiliza el GigaByte (GB). Para discos durosIDE este dato puede estar entre 10 MegaBytes (MB) hasta 750 GB.
     - Ejemplo: un disco duro IDE tiene dentro de sus características lo siguiente: Marca Maxtor®, FSB 100/133, 80 GB*.     * Este último dato indica que permite almacenar hasta 80 GigaBytes de datos.

CONECTOR DE DATOS DEL DISCO DURO IDE
El conector que utiliza el disco duro IDE para transmitir y recibir los datos es de con 40 pines y es de forma rectangular.

Conector macho de 40 terminales para datos, montado en el propio disco duro IDE  y también en la tarjeta principal 

Cable de 40 terminales con conector hembra para datos, del disco duro IDE hacia la tarjeta principal ("Motherboard").
 
 Alimentación eléctrica del disco duro IDE
     En el caso de la alimentación eléctrica, el disco IDE tienen un conector de 4 contactos tipo MOLEX.
 
 
 Esquema del conector MOLEX de alimentación del disco duro IDE.
 
 
 
 Esquema de las líneas de alimentación del cable.
 
 
1.- Red +5V (Alimentación +5 Volts)
2.- Black GND (Tierra)
3.- Black GND (Tierra)
4.- Yellow +12V (Alimentación + 12Volts)
Descripción de las líneas de alimentación.
 

  Ventilación del disco duro IDE / Cooler para disco duro IDE

Ventilador para disco duro IDE.

Actualmente, las altas velocidades a las que giran los platos del disco duro (7200, 10,000 y hasta 15,000 Revoluciones por Minuto (RPM)), provocan una excesiva generación de calor en el interior de los mismos, aunado al calor interno del gabinete generado por el procesador central (CPU) y las tarjetas aceleradoras de video, lo que provoca el sobrecalentamiento de los discos duros y por ende una menor vida útil del mismo. Actualmente se han diseñado dispositivos basados en ventiladores, encargados de mantener la cubierta del disco duro a una temperatura adecuada y así disipar el calor. Estos ventiladores se alimentan del mismo conector de alimentación que se utiliza para unidades IDE, en la carcasa se fija el disco duro y se coloca en la bahía correspondiente del gabinete, luego se conecta y comienza a disipar el calor, en teoría el nivel de ruido es bajo ya que no tiene contacto con el exterior.

Usos específicos del disco duro IDE
 
  1.  Se utilizan principalmente para el almacenamiento de los sistemas operativos tales como: MacOS® de Apple®, Microsoft Windows® 98, Microsoft Windows® 98SE, Microsoft Windows® ME, Microsoft Windows® 2000, Microsoft Windows® XP, Microsoft Windows® Vista, Microsoft Windows® 7, Linux Linspire®,  Linux Ubuntu©, etc.
  2. También un uso muy frecuente es el de guardar la información del usuario, como: música, videos, programas, documentos, fotos, respaldos, etc.
  3. Los discos duros IDE han sido reemplazados por los discos duros SATA II.
Serial ATA es el nuevo estándar de conexión de discos duros. Hasta hace relativamente poco tiempo, en el mercado del consumo se hacía uso del puerto IDE en los estándares ATA (también llamado Pararell ATA), del que existen variedades de hasta 133 MBytes/seg teóricos. Dicho tipo de conexión consiste en unas fajas planas (de 40 u 80 hilos, dependiendo de las especificaciones de ATA) a las cuales se pueden conectar hasta dos discos duros (o unidades ópticas). 


Serial ATA, la nueva tecnología, es totalmente compatible con la anterior, de manera que no habrá problemas de compatibilidad con los sistemas operativos. De hecho se pueden encontrar conversores con el formato antiguo, ya que no solo se trata de un cambio en el formato de los conectores, sino tambien en el tipo de puerto (mientras que un puerto IDE trabaja como un puerto Paralelo, SATA es un tipo de puerto Serie). 

Es cierto que a nivel físico está más cercano de lo que sería un puerto Firewire o un USB, aunque en el caso de SATA tan sólo se puede conectar un dispositivo por puerto. 

Ventajas que nos reporta este nuevo sistema. 

En cuanto velocidad hay grandes ventajas, ya que la nueva interfaz comienza trabajando a 150MBytes/seg (133 como máximo en ATA), siendo lo habitual actualmente el tipo SATA2, con una tasa de transferencia de 300MBytes/seg. 

Otra de las grandes mejoras respecto al sistema anterior (en mi opinión) es el tipo de cableado que se utiliza, mucho más fino y aerodinámico que el anterior , lo que permite que estos cables, al ser muchísimo más finos, faciliten el flujo de aire dentro de la caja, reduciendo el calentamiento de nuestro equipo. 

Otra ventaja de este tipo de puerto es que permite hasta 1 metro de longitud en el cable (menos de medio metro en las conexiones ATA). 

Respecto al cable de alimentación también es diferente al de los discos ATA originales, y las tensiones de trabajo son menores, teniendo un consumo menor. 

Además no es necesaria la configuración Master/Slave tradicional, ya que las unidades SATA conectan una por puerto, indicándose en el Setup tan sólo cual es el SATA al que se debe dirigir en primer lugar el orden de arranque (Boot secuence). 

En los dibujos de abajo se puede ver la diferencia en las conexiones, disco tradicional ATA a la izquierda y un Serial ATA a la derecha. 

  

Podemos ver en los discos SATA un juego de jumpers. Estos son para configurar un disco SATA2 como SATA1, en el caso de que la placa base no sea compatible con el estándar SATA2. 

Aunque las placas ya permiten la conexión de estos dispositivos, a la hora de instalar el sistema operativo hay que tener en cuenta un pequeño detalle, es posible que en plena instalación encuentre un mensaje del tipo no se encuentra ninguna unidad de disco instalada y por tanto no se puede instalar el sistema operativo 

¿Cómo solucionar el problema? 
Pues en la actualidad la mayoría de las placas permiten solucionar esta cuestión mediante los parámetros del Setup de la BIOS, permitiendo configurar SATA como IDE, pero si nuestra placa base no permite este tipo de configuración debemos preparar un disquete con el controlador SATA que corresponda a nuestra placa base, y justo cuando comienza a instalar el WinXP, aparece un mensaje abajo en color negro sobre fondo gris que dice algo como Pulse F6 si desea instalar controladores SCSI de otro fabricante (pulsar la tecla F6 tres o cuatro veces para asegurar que detecta la pulsación). La instalación sigue y en un momento de la copia de archivos, solicita que se introduzca el disquete con los controladores, se selecciona el que corresponda y a partir de ese momento se procede a instalar el resto del sistema operativo de manera correcta. 

Los controladores SATA deben de estar en el CD de software de la placa o en un disquete adjunto, si no estuvieran en el CD o no disponemos de CD, habrá que acceder a la web del fabricante de la placa con el modelo que corresponda a la nuestra y descargarlos. 

Si están en el CD de la placa base, este será de autoarranque, ofreciendo en ese momento la opción de crear este disquete con los controladores SATA.

DISCOS DUROS SCSI

 
SCSI proviene de las siglas de ("Small Computer System Interface"), su traducción es pequeña interfase de sistema para computadora.

Es un estándar para dispositivos de alta velocidad que incluyen discos duros entre sus especificaciones. Estos discos duros no son muy populares a nivel doméstico como los discos duros IDE ó los discos duros SATA; por lo que son utilizados principalmente por grandes empresas y sus precios son muy altos en comparación con los anteriores mencionados.
Puede depender de una tarjeta controladora SCSI para trabajar y ser instalados, también puede necesitar cable para datos de 40, 50, 68 ú 80 conectores, dependiendo el modelo. Algunos modelos tienen la característica denominada "Hot Swappable", lo que significa poder conectarlo y desconectarlo sin necesidad de apagar la computadora.
Las llamadas tarjetas controladoras SCSI, de las cuáles depende algunas veces, no es más que una tarjeta de expansión tipo ISA ó PCI, que permite interconectar el disco duro con la tarjeta principal ("Motherboard"), ello porque al no ser tan popular, no viene soportado en las tarjetas principales comerciales. Estas tarjetas también puede tener conectores para disqueteras, puertos de comunicación, unidades de CD-ROM, etc.   El disco duro SCSI tiene una medida estándar que es de 3.5 pulgadas (3.5") para computadora de escritorio (Desktop).

DISCO DURO SAS

Serial Attached SCSI (SAS) es la interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión en caliente. Una de las principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI. Además, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.

Estos discos duros no son muy populares a nivel doméstico como los discos duros IDE ó los discos duros SATA II; por lo que son utilizados principalmente por grandes empresas en sus servidores y sus precios son muy altos en comparación con los anteriores mencionados.

La organización que se encuentra detrás del desarrollo de la especificación SAS es la SCSI Trade Association. Se trata de una organización sin ánimo de lucro ubicada en California que se formó en 1996 para promover el uso y el conocimiento sobre SCSI paralelo.

La primera versión apareció a finales de 2003: SAS 300, que conseguía un ancho de banda de 3 Gbit/s, lo que aumentaba ligeramente la velocidad de su predecesor, el SCSI Ultra 320 MB/s (2,560 Gbit/s). La siguiente evolución, SAS 600, consigue una velocidad de hasta 6 Gbit/s, mientras que se espera llegar a una velocidad de alrededor de 12 Gbit/s alrededor del año 2010.

Una de las principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI.

Además, el conector es similar que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, los discos SATA pueden ser utilizados por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.

Puede depender de una tarjeta controladora SAS para trabajar y ser instalados, estas también soportan el uso de discos duros SATA; el cable es semejante al utilizado por la interfase SATA, con la diferencia de tolerar una longitud de hasta 6 metros, la capacidad de multiplexación, lo cuál permite la conexión de hasta 24 dispositivos. Importante, a pesar de utilizar la misma interfaz SAS y SATA, SAS es compatible con SATA pero SATA no es compatible con SAS.
Hay dos características que cuenta denominadas "Hot Plug", lo que significa poder conectarlo y desconectarlo sin necesidad de apagar la computadora y "Non-Hot Plug", que indica que es necesario instalarlo con el equipo apagado.
Las llamadas tarjetas controladoras SAS, de las cuáles depende algunas veces, no es más que una tarjeta de expansión tipo PCI-E, que permite interconectar el disco duro con la tarjeta principal ("Motherboard"), ello porque al no ser tan popular, no viene soportado en las tarjetas principales comerciales. El disco duro SAS tiene medidas de 2.5 pulgadas (SFF 2.5") y también el estándar de 3.5 pulgadas (LFF 3.5").

Beneficios de la tecnología SAS

Al fusionar el rendimiento y la fiabilidad de la interfaz serie con los entornos SCSI existentes, SAS aporta mayor libertad a las soluciones de almacenamiento sin perder la base tradicional sobre la que se construyó el almacenamiento para empresas, otorgando las siguientes características:

  • Acelera el rendimiento del almacenamiento en comparación con la tecnología SCSI paralela
  • Garantiza la integridad de los datos
  • Protege las inversiones en TI
  • Habilita la flexibilidad en el diseño de sistemas con unidades de disco SATA en un compartimento sencillo
 

Discos duros SDD


Los discos duros SSD los hemos empezado a ver en el mercado de gran consumo en los últimos años. Cada día es más normal comprar un ordenador con un disco duro SSD para realizar la instalación del sistema operativo (Windows, Linux, MAC OS) y aplicaciones de alto rendimiento para pasar a utilizar los discos duros tradicionales a almacenar datos.

Las características de un disco SDD son muy parecidas a un pendrive. No tienen partes mecánicas. En lugar de contener en su interior un plato y un cabezal, igual que si fuera un tocadiscos, la estructura de los discos ssd es una placa de circuitos con chips de memoria y componentes fijos.

En la imagen puedes ver cómo es un disco ssd por dentro y por fuera.
 

 
Como ves a perdido todas sus partes mecánicas y ahora están compuestos por chips y los típicos conectores para que puedas conectarlo al ordenador.

Las ventajas que tienen los discos ssd es que son mucho más rápidos que los discos sata ya que su tiempo de acceso y latencia son menores. Al no disponer de partes mecánicas no hay piezas que buscan la información con el consiguiente ahorro de tiempo.

Otra ventaja de los discos ssd es su mayor tolerancia a los fallos con el paso del tiempo. Siempre que existe un movimiento entre piezas hay rozamiento y este, tarde o temprano producirá una avería. Todo es cuestión de tiempo. Los discos sólidos al ser fabricados sin piezas mecánicas evitan este problema.

También una gran ventaja es que aun siendo tipos de discos duros distintos a los sata mantienen la misma conexión o interfaz, con lo cual no tienes que nada más que comprar un disco duro externo y conectarlo, eso si no te atreves a comprar un disco duro interno y montarlo tú mismo.

Los inconvenientes de los discos ssd es su elevado precio. No puedo mencionar otro. En la actualidad es tan grande la diferencia de precios que por la compra de un disco SSD te llevas un SATA III con unas 10 veces más capacidad de almacenamiento.
 

En resumen

Las unidades de discos duros pueden tener distintos tipos de conexión o interfaces de datos con la placa base. Cada unidad de disco rígido puede tener una de las siguientes opciones:

IDE
SATA
SCSI
SAS
Cuando se conecta indirectamente con la placa base (por ejemplo: a través del puerto USB) se denomina disco duro portátil o externo.

La interfaz ATA (Advanced Technology Attachment) o PATA (Parallel ATA), originalmente conocido como IDE (Integrated Device Electronics o Integrated Drive Electronics), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) o unidades de discos ópticos como lectoras o grabadoras de CD o DVD.

Hasta el 2004, aproximadamente, fue el estándar principal por su versatilidad y asequibilidad. Son planos, anchos y alargados.

SATA
Serial ATA o SATA es el más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente (hot plug).

Existen tres versiones:

SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (descatalogado),
SATA 2 de hasta 300 MB/s, el más extendido en la actualidad;
SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se está empezando a hacer hueco en el mercado.

SCSI
Las interfaces Small Computer System Interface (SCSI) son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotación.

Se presentan bajo tres especificaciones:

SCSI Estándar (Standard SCSI),
SCSI Rápido (Fast SCSI) y
SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI).
Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbit/s en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbit/s en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbit/s en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).

Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisy chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia.

SAS
Serial Attached SCSI (SAS) es la interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión en caliente. Una de las principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI.

Además, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.
 
Discos duros SATA III
Estos tipos de discos duros son los que seguramente tienes instalados en tu ordenador. Los discos duros SATA III son discos mecánicos que a diferencia de los discos SDD tienen plato y cabezal, similar a un tocadiscos.
 
Discos duros sata III
 
Las ventajas de los discos duros sata III es su bajo precio comparado con un disco ssd. Como he mencionado antes, por el mismo precio de un disco duro compras aproximadamente diez veces más de capacidad.

Los inconvenientes de un disco duro sata III es su menor velocidad si hacemos una comparativa sata III vs SSD entre distintos modelos. Observa esta comparativa de discos duros y esta otra

También decir que si mueves mucho la información con el paso del tiempo serán más proclives a fallar. Si estás interesado en evitar pérdida de datos ante fallos puedes hacer una instalación de discos en RAID o backups periódicos.

Y bueno, si has comprado recientemente algún disco duro externo seguro que es SATA, aunque lo conectes como un dispositivo usb, ya que un disco duro externo no es más que un disco interno con carcasa. Te recomiendo leer la verdad sobre comprar discos duros externos baratos en donde explico cómo es un disco externo. Además, en ese post puedes ver una comparativa entre los distintos tipos de discos duros sata III, II y I ya que es bastante interesante.

Mencionar también que a pesar de existir SATA II y I lo normal es que vayan desapareciendo poco a poco de las tiendas.

Discos duros SAS o SCSI
Estos tipos de discos duros son los más usados en entornos profesionales y normalmente vas a encontrar discos duros sas en sistemas de almacenamiento tipo IBM System Storage, Disk Storage Systems de HP, etc.

Como digo, suelen estar instalados en el rack del servidor y rara vez encontrarás sólo un disco sas. Su utilidad es usar varios discos a la vez para funcionar como espejo en sistemas RAID y clústeres.
Discos duros sas
 
Generalmente se montan varios discos sas en el rack del servidor y se utilizan como almacenamiento de todos los datos de la empresa.

Una peculiaridad interesante de los sistemas de almacenamiento con discos sas es que se usan para poder reemplazar en caliente los discos duros que fallan. Es decir, si un disco se estropea no hace falta apagar el ordenador, se quita e introduce otro para no provocar paradas en el servidor.

Los discos duros SAS son la versión moderna de los discos SCSI y como te puedes imaginar son muchísimo más rápidos llegando a tasas de transferencia de datos de 6 Gbits/s.

Su uso profesional es debido a tres puntos básicos:

Mayor fiabilidad.
Mayor duración si tienes en cuenta el tiempo de escritura y lectura real durante el ciclo de vida.
Mayor tasa de transferencia de datos.
Si tienes que elegir una ventaja de los discos duros sas es su mayor fiabilidad ante fallos.

El inconveniente de los discos sas es su elevado coste. El precio de un disco sas puede multiplicar por cuatro el de un Sata III.

Y para concluir resumiría los tipos de discos duros según tus necesidades:

SSD si buscas velocidad en entornos domésticos y profesionales con pocos datos.
SATA III bajo precio y gran capacidad para almacenar datos.
SAS para uso profesional en servidores. Fiabilidad y robustez. Alto precio.