En este apartado vamos a ver cómo funciona un disco HD disco duro mecánico-magnético. Desde hace unos años, se comercializan los SSD, sustituyendo a los mecánicos-magnéticos, pero muy lentamente debido a su precio.

Estructura física de un HD (Hard Disk) Disco duro mecánico-magnético

• Cabezas (head) o caras: El disco duro tiene muchas superficies. Cada superficie se puede leer o escribir por los 2 lados. El total, es el número de caras o cabezas.
• Pistas (tracks) o cilindros: son los círculos concéntricos en los que se divide cada cara. Si miramos esa pista de arriba a abajo, atravesando todo el disco duro, determina un cilindro, de ahí que también se le llame cilindro.
• Sectores o bloques físicos: es la cantidad mínima de información que se escribe o lee de una sola vez en una sola operación. Es la mínima unidad física. El tamaño puede ser distinto en algunos Sistemas Operativos, pero en los sistemas operativos y medios de almacenamiento actuales casi siempre es 512 bytes.

Discos SSD (Solid State Drive)

Actualmente se están imponiendo los llamamos discos sólidos, aunque su nombre correcto es “Unidades de estado sólido” o SSD.
Tienen grandes ventajas frente a los discos mecánicos-magnéticos

Ventajas de SSD frente a HD discos duros mecánicos-magnéticos

• Son los primeros discos duros no mecánicos. No tienen partes móviles.
• Están basados en tecnología flash como los pendrive. Tienen celdas de memoria.
• Por ese motivo, son muy rápidos, pues no hay retardos por movimientos mecánicos.
• Soportan mejor los golpes. No sufren con las vibraciones. Más estabilidad.
• Se pueden conectar por conexiones SATA, USB y PCI-Express.
• En formato PCI-Express, son los llamados tamaño m-sata de 1.8 pulgadas, y son como una tarjeta.

Desventajas de SSD frente a HD discos duros mecánicos-magnéticos

• Aunque el precio ha bajado mucho, siguen siendo caros.
• En caso de avería, es casi imposible recuperar los datos.
• Tiene un número máximo de lecturas y escrituras limitadas. Es muy alto. No es un problema para ordenadores personales; pero si para servidores. Por ese motivo, y por el precio, los servidores usan controladoras SAS con muchos discos mecánicos.

Relación de la estructura física del dispositivo de almacenamiento con su velocidad

Los discos ssd son mucho más rápidos que los mecánicos. Vamos a ver sus diferencias: si tienen velocidad constante o no, diferencias entre acceso secuencial o aleatorio.

Velocidad en discos duros mecánicos (con direccionamiento LBA actual)

• En los discos duros mecánicos-magnéticos, en las pistas exteriores, la velocidad de lectura o escritura es mayor que en las interiores (se tarda lo mismo en dar una vuelta exterior que interior, pero hay más sectores, más datos, en la exterior)
• Además, en los discos mecánicos, la velocidad secuencial es mucho mayor que la aleatoria. En la secuencial se leen los datos seguidos, mientras en la aleatoria tiene que mover los platos y cilindros.

Velocidad en unidades de estado sólido

• Las unidades de estados sólido, se basan en tecnología flash, por tanto lo que se dice aquí sirve para pendrive, tarjetas de memoria y discos de estado sólido.
• La velocidad es similar en acceso secuencial y aleatorio.
• Además, aunque son más rápidos en acceso secuencial, la diferencia es poca, pues no se pierde tiempo en mover platos. La diferencia de velocidad, se debe solo a que en el acceso secuencial, es más fácil la gestión del direccionamiento, pero ese tiempo es mínimo.

Comparativa de un test de velocidad en ambos discos: HD y SSD

Gráfica de velocidad de un disco duro mecánico-magnético SATA2 con direccionamiento LBA (software HD-Tach)

Significado de cada número

1. Velocidad no constante: al principio del disco lee 80 MB/seg, al final a 40 MB/seg.

2. Lectura media 63,1 MB/seg

3. 215,7 MB/seg es la velocidad en un momento dado. Si no hubiera retardos mecánicos, esta sería parecida a la velocidad media del disco. (Cifra bastante correcta, al tratarse de un disco SATA 2, con velocidad máxima de 300 MB/seg) 

Gráfica de velocidad de un SSD en una interfaz SATA II (en tarjetas de memoria y pendrive la gráfica será parecida)

Significado de cada número

1. Velocidad constante: al principio del disco lee 170 MB/seg, al final a 200 MB/seg. (De hecho, el ordenador en que se ha ejecutado este test es un poco viejo. Lo normal, es que en la gráfica no hubiera ese altibajo.

2. Lectura media 193,1 MB/seg

3. 208,3 MB/seg es la velocidad en un momento al azar. (Observar como esta velocidad es muy parecida a la media)