Discos Durs: Tipus, Característiques i RAID

Discos Durs: Característiques i Tipus

DD (Discos Durs): Característiques: Discos rígids, tecnologia magnètica, emmagatzematge digital per a gran quantitat d'informació, capacitat de ser regravats moltes vegades, alta capacitat i velocitat de transferència. Tipus d'unitats: Internes: IDE, SCSI, SATA. Externes (connexió): USB, FireWire, IDE (cal apagar el PC).

Constitució dels Discos

Un o més discs magnètics que giren sobre un eix. Cada disc està dividit en cilindres, els cilindres estan dividits en sectors i els sectors estan dividits en clústers.

Característiques Tècniques

• Temps d'accés a la informació (50% del total)
• Capacitat (GB o TB)
• Velocitat de transferència (Mb/s)
• Velocitat de rotació
• Memòria cau de disc
• Tipus de bus -> bus ràpid = major velocitat de transferència

Interfície: Connecta el disc dur amb l'ordinador, determina el connector, el sòcol i el cable de bus. Tipus: IDE, SCSI, SATA.

En comprar un disc dur, aquest està formatat a baix nivell. Abans de treballar amb ell: el dividirem en una o més parts, determinant l'espai per a cada partició. Estructura: Partició primària (Unitat C:), Partició estesa; Unitats lògiques -> Determinarem el número i la mida de cada unitat. Formatarem totes les unitats a alt nivell. El sistema operatiu té programes per a fer particions, com ara F.Disk en sistemes operatius DOS (Windows).

El Disc EIDE

Parteix dels protocols ATA/ATAPI. ATA és una interfície per a connectar dispositius d'emmagatzematge que reuneix diverses tecnologies anteriors: EIDE, ATAPI, UDMA.

ATAPI: És una extensió d'ATA per a connectar lectors i gravadors de CD-ROM, DVD, etc. Característiques: Bona relació preu-prestacions, compatibilitat amb els discs IDE, posseeix diversos modes de transferència de dades. Els dispositius poden no ser discos durs. Incorpora dues controladores EIDE (primària i secundària) amb dues unitats per controladora que, en configurar-les (amb micropontets situats a la part posterior de la unitat), poden ser: Mestra (final del cable) o Esclava (al mig del cable). Cable connector per a les dades de I/O amb 40 fils fins a l'ATA 5. A partir d'UDMA 4 (66Mb/s) s'utilitza un cable de 80 conductors (1 fil de massa per conductor). Transmissió de dades en paral·lel.

Formes de Transmetre les Dades

Models d'accés PIO: Implica fer treballar la unitat de processament en la transferència.

Models d'accés DMA: Permet l'accés a la memòria sense passar per la unitat de processament, evitant la sobrecàrrega de la CPU i obtenint velocitats de transferència superiors.

El model DMA: Cal activar-lo des del sistema operatiu (Windows 98-ME). Allibera la unitat de processament del treball de transferència. Funció encarregada al xipset de la placa base. Cal un xip DMA dedicat a aquesta funció. Bus màster (variant del DMA): aprofita els avantatges dels xips optimitzats per a aquestes tasques i transfereix la informació amb la màxima prioritat (16 a 33.3 Mb/s). Calen els controladors específics de la placa base.

RAID: Redundant Array of Independent Disks

Sistema d'emmagatzematge que usa múltiples discos durs entre els quals es distribueix o repliquen les dades. Característiques: major integritat, major tolerància a fallades, major rendiment, major capacitat.

En el nivell més simple, combina diversos discos durs en una sola unitat lògica. Així, en lloc de veure diversos discos durs diferents, el sistema operatiu en veu un de sol.

Implementacions del RAID

• Una controladora RAID específica, com una targeta d'expansió independent o integrada a la placa base, que gestiona l'administració dels discos i efectua els càlculs de paritat.
• Les implementacions basades en maquinari solen suportar la substitució en calent, permetent que els discos que fallin puguin ser reemplaçats sense necessitat d'aturar el sistema.
• Totes les implementacions poden suportar l'ús d'un o més discos de reserva, unitats preinstal·lades que poden usar-se immediatament després de la fallada d'un disc del RAID.

Tipus de RAID

• RAID 0 (Data Striping): Distribueix les dades equitativament entre dos o més discos sense informació de paritat que proporcioni redundància. En cas de fallada d'un disc, es perden totes les dades. JBOD: mètode popular de combinar múltiples discos durs físics en un sol disc virtual. En cas de fallada, només es perden les dades del disc afectat.
• RAID 1 (Data Mirroring): Consisteix en dos o més discos en mirall.
• RAID 2: Divideix les dades a nivell de bits en lloc de nivell de blocs. Usa un codi de Hamming per a la correcció d'errors.
• RAID 3: Usa divisió a nivell de bytes amb un disc de paritat dedicat.
• RAID 4: Igual al RAID 3, excepte perquè divideix a nivell de blocs en lloc de nivell de bytes.
• RAID 5: Usa divisió de dades a nivell de blocs distribuint la informació de paritat entre tots els discos membres del conjunt.

Què pot i què no pot fer el RAID

RAID pot: millorar el rendiment de certes aplicacions. No pot: protegir les dades, simplificar la recuperació d'un desastre, millorar el rendiment de totes les aplicacions, facilitar el trasllat a un sistema nou.

Serial ATA (SATA)

Major velocitat, major aprofitament amb diversos discs, major longitud dels cables (1m) i connexió dels discs en calent (no ho suporta el xipset ni la BIOS). Cable pla de dades de 7 fils (millora la ventilació). Connexió sèrie com USB o FireWire. Versió 1: 100 Mb/s, Versió 2: 300 Mb/s, Versió 3: 600 Mb/s. Existeixen adaptadors PCI o IDE a SATA (pèrdua de rendiment del 30 al 50%). Evita autobloquejos. Un disc per controladora. Permet l'accés simultani de diversos discs. Tecnologia compatible amb P-ATA (EIDE).

El Disc SCSI

Controladora professional per a: servidors de xarxa, grans fitxers d'àudio i vídeo. Millors prestacions que els IDE. Preu dels discs elevat. Més dispositius (fins a 15) en un mateix connector i de diferent tipus. Major velocitat de transferència. Cal un controlador SCSI específic amb targeta i programari de control (diversos).

El Disc SAS (Serial Attached SCSI)

És el successor del SCSI. Transferència de dades en sèrie. Augmenta la taxa de transferència quan augmenten els dispositius connectats. Pot gestionar una taxa de transferència constant. Permet utilitzar discs SATA, però amb una reducció de la velocitat i del preu. Els discs SATA poden ser controlats per controladores SAS, però no a l'inrevés. SAS suporta fins a 16.384 dispositius.

• SAS 300: 3 Gb/s (velocitat), 2003 (any).
• SAS 600: 6 Gb/s (velocitat).
• SAS 1200: 12 Gb/s (velocitat), 2010 (any).