Funcionamiento y Conexión de Discos Duros: BIOS, IDE, SATA y SSD

Configuración de Discos Duros en la BIOS

La BIOS comprueba los dispositivos conectados en cada conector IDE o SATA de la placa base. Detectará el tamaño y la geometría del disco.

Conceptos Clave de la BIOS para Discos

• Primary Master y Primary Slave: Hacen referencia a los dispositivos conectados como maestro y esclavo en el primer canal IDE (IDE 1).
• Secondary Master y Secondary Slave: Hacen referencia a los dispositivos conectados como maestro y esclavo en el segundo canal IDE (IDE 2).
• CHS Capacity: Se refiere a la capacidad del disco calculada según sus cilindros, cabezas y sectores (Cylinder, Head, Sector).
• Maximum LBA Capacity: Indica la capacidad total del disco duro según el modo de direccionamiento LBA (Logical Block Addressing).
• Multi-Sector Transfer: Hace referencia al número de sectores por bloque que se trasladan simultáneamente cuando se transfieren múltiples sectores.
• S.M.A.R.T. Monitoring: La configuración de este parámetro (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) permite al sistema avisar al usuario sobre posibles errores inminentes en el disco duro.
• Mode: Especifica el modo de direccionamiento del disco (CHS, LBA, etc.).
• Landz (Landing Zone): Número de cilindro donde las cabezas de lectura/escritura se posicionan (aparcan) cuando el disco está parado para evitar daños.
• PRECOMP (Precompensation): Número de cilindro a partir del cual el disco cambia el tiempo de escritura. Es un parámetro obsoleto en los discos modernos.
• SIZE: Tamaño total del disco, generalmente expresado en MB o GB.

Dispositivos de Memoria Secundaria

Ejemplos comunes incluyen: Pendrive (memoria USB), CD/DVD/Blu-ray, Tarjeta de memoria flash (SD, microSD, etc.).

Características Físicas y Capacidad del Disco Duro (HDD)

El cabezal de lectura/escritura en un disco duro tradicional (HDD) no toca la superficie de los platos; flota a una distancia mínima, aproximadamente 1 nanómetro.

La capacidad de un disco duro se mide en Megabytes (MB), Gigabytes (GB) o Terabytes (TB).

Ejemplo de cálculo de capacidad (CHS): 155061 cilindros x 16 cabezas x 63 sectores x 512 bytes/sector ≈ 80 GB.

Fabricantes líderes de discos duros en el mercado incluyen Western Digital y Seagate.

Tecnología SATA (Serial ATA)

La tecnología Serial ATA se ha convertido en el estándar moderno para conectar discos duros y SSDs.

• Conectores: Los discos duros SATA emplean conectores de datos y alimentación diferentes a los discos IDE.
• Jumpers: Los jumpers que pueden incluir algunos discos SATA en la parte trasera no se utilizan para la configuración Maestro/Esclavo como en IDE. Suelen usarse para fines específicos, como limitar la velocidad de transferencia para compatibilidad con controladoras más antiguas (ej. SATA 3Gb/s a 1.5Gb/s).
• Conexión: Cada disco duro SATA necesita su propio cable de datos conectado a un puerto SATA dedicado en la placa base.
• Configuración: No es necesario diferenciar entre disco Maestro y disco Esclavo. El orden de arranque de los dispositivos se configura directamente desde la BIOS/UEFI.

Comparativa: HDD vs SSD

HDD (Hard Disk Drive)

• Mayor peso y tamaño físico.
• Genera más ruido y vibraciones debido a las partes móviles.
• Consume más energía.
• Generalmente, menor coste por Gigabyte.

SSD (Solid State Drive)

• Arranque del sistema operativo y carga de aplicaciones mucho más rápido.
• Funcionamiento silencioso (sin partes móviles).
• Menor consumo de energía y mayor resistencia a golpes.
• Periodo de vida útil limitado por los ciclos de escritura de las celdas de memoria (aunque muy duradero para uso normal).
• Menor probabilidad de recuperación de datos en caso de fallo electrónico grave.

Tecnología IDE (Integrated Drive Electronics) / PATA (Parallel ATA)

Cableado IDE

¿Cuántos hilos puede tener un cable IDE? Existían cables de 40 hilos (originales, hasta ATA/33) y de 80 hilos (requeridos para modos más rápidos como ATA/66, ATA/100, ATA/133). Ambos usan conectores de 40 pines.

Conectores del Cable IDE (80 hilos)

• Conector Azul: Se conecta a la placa base (controladora IDE).
• Conector Negro (extremo opuesto): Se conecta al dispositivo configurado como Maestro (Master).
• Conector Gris (intermedio): Se conecta al dispositivo configurado como Esclavo (Slave).

Diferencias entre IDE y EIDE

¿Qué diferencias hay entre IDE y EIDE? EIDE (Enhanced IDE) es una extensión del estándar IDE original desarrollada por Western Digital. Introdujo mejoras como el soporte para discos de mayor capacidad (superando el límite de 504 MiB), mayor velocidad de transferencia (modos PIO y DMA más rápidos) y la capacidad de conectar hasta cuatro dispositivos (usando dos canales).

Tecnología SATA: Evolución y Versiones

Introducción y Mejoras del SATA

¿En qué año aparece el bus de conexión SATA y qué mejoras ofrece? Se introdujo formalmente alrededor de 2001-2003. Sus principales mejoras sobre IDE/PATA son:

• Mayor velocidad de transferencia de datos.
• Cables más delgados y flexibles, que mejoran el flujo de aire dentro del chasis y son más fáciles de manejar.
• Conexión punto a punto: Cada dispositivo tiene su propio cable y puerto, eliminando la configuración Maestro/Esclavo.
• Hot-plugging (conexión en caliente) soportado en muchas controladoras.
• Configuración del orden de arranque gestionada por la BIOS/UEFI.
• Jumpers usados para configuraciones específicas (ej. limitar velocidad), no para Maestro/Esclavo.

Versiones de SATA y Velocidades

• SATA Revision 1.x: Hasta 1,5 Gb/s (aproximadamente 150 MB/s).
• SATA Revision 2.x: Hasta 3 Gb/s (aproximadamente 300 MB/s).
• SATA Revision 3.x: Hasta 6 Gb/s (aproximadamente 600 MB/s).

Tecnología SCSI (Small Computer System Interface)

Ventajas de SCSI sobre IDE/PATA

¿Cuáles son las ventajas de SCSI sobre IDE? Aunque menos común en PCs de escritorio hoy en día (reemplazado en gran medida por SATA y SAS en servidores), SCSI ofrecía varias ventajas sobre el IDE/PATA tradicional:

• Mayor rendimiento y fiabilidad, especialmente en entornos multitarea y multiusuario.
• Mayor velocidad de transferencia y a menudo más constante.
• Menor uso de la CPU gracias a su propia inteligencia en la controladora.
• Soporte para más dispositivos en un solo bus (hasta 7 o 15, dependiendo de la versión de SCSI, más la controladora).
• Capacidad para conectar una mayor variedad de tipos de dispositivos (discos duros, escáneres, unidades de cinta, etc.).