Conceptos Logicos de un Disco Duro
Vamos ahora a los conceptos lógicos. Existen varios elementos conceptuales que hay que tomar en consideración, especialmente cuando uno va a investigar el rendimiento:
- Geometría del Disco Duro
- Bloques por platillo
- Cilindros por disco duro
- Cabezas utilizables (o superficies de data) por disco duro
- Pistas por cilindro
- Sectores por pista
- Tecnología de grabación y zonas
- Velocidad de transferencias seriales internas
- Nivel de inteligencia de la lógica del disco
Todo disco tiene geometría.
En la configuración del BIOS, en la tarjeta madre del computador, usted puede ver esto representado como CHS, oCylinders, Heads and Sectors (Cilindros, Cabezas y Sectores), para discos IDE conectados a la tarjeta madre. Estos valores no son los verdaderos, pero es la "geometría reportada” por el BIOS para superar la manera en que los sistemas operativos del Sr. Gates accedan al disco. Discos SCSI están presentados (mediante el controlador SCSI) como una tira continua de bloques de 512 bytes con la maquina, sin importar que sea UNÍX, Windows o el sistema operativo de las Mac.
Los discos IDE tienen controladoras integradas y hablan directamente con los drivers EIDE de los sistemas operativos utilizando un buffer eléctrico llamado conectivo IDE, que se encuentra en la tarjeta madre. En resumen, un sistema operativo recibe sus peticiones en forma de bloques por parte de una controladora SCSI, y sectores físicos (pero falsos) de un equipo EIDE/ATA (Advanced Technology Attachment).
La cantidad de cabezas en un disco es una función de la capacidad deseada en un modelo particular de una familia de discos. Como una regla, los discos mas grandes en una familia tienen mas platillos y cabezas.
Una pista (o track) es un anillo concéntrico en un platillo que pasa por debajo de una cabeza estacionaria. Estas, al igual que los sectores, son creados por formateo a bajo nivel. Pueden haber entre 5,000 y 15,000 pistas en cada superficie. En fin, una pista es una línea circular de "bits” seriales (actualmente son variaciones de flujo en campos magnéticos) que pasan por debajo de una sola cabeza para un posicionamiento único del ensamblaje del actuador. La densidad de los bits en una pista es directamente proporcional a la densidad del área de la superficie.
Cada pista esta dividida en una cantidad de sectores de aproximadamente 528 bytes (ya que este valor puede variar), y cada uno de estos sectores tienen 512 bytes de data (un bloque en un disco SCSI), al igual que 16 bytes (también varia) de sincronización de sector, y un bit de comprobación de sector. La cantidad de sectores por pista no es fijo en una superficie, pero varia debido a los efectos de la circunferencia, los métodos de grabación y de zonas. Con frecuencia hay uno o más sectores de sobra en cada pista para evitar tener que reubicar la pista entera para evadir un solo sector dañado.
La noción de cilindro es una función de las cabezas magnéticas. Como resultado del formateo a bajo nivel, todas las cabezas enganchadas al brazo del actuador se alinean verticalmente en la misma pista en cada plato. Este grupo de pistas alineadas verticalmente, las cuales pueden ser escritas o leídas sin mover el brazo, se le llama cilindro.
Nuestra discusión de métodos de grabación será breve, ya que esto es un tema bastante largo y complicado. Es suficiente con decir que la técnica utilizada para escribir data al disco es descrito como el método de grabación, y que tiene un impacto significante en la densidad de los bits y en la cantidad de errores posibles.
Sin embargo, para mantener un poco de salud mental en este mundo de circunferencias cambiantes, se introdujo el concepto de zonas. El numero de sectores por pista aumenta lentamente desde las pistas pequeñas inferiores hasta las pistas exteriores que son mucho mayores. Pero esto no es un cambio lineal, ya que requeriría un cambio sobre varias pistas para que quepa un sector mas. Una superficie es con frecuencia dividida en varias zonas, cada una de estas teniendo una cantidad fija de sectores por pista. ¡Ahora ya saben que significa esto de zonas! Para que quede claro, zonas son grupos de cilindros, generalmente cada uno con la misma cantidad de sectores, que tienen la misma cantidad de sectores por pista basado en lo que se encuentra en el cilindro mas pequeño en esa zona.
Además de las RPM del eje y de los bits por pista, existe una especificación muy importante conocida como velocidad de transferencia interna, o ITR. Para ponerlo de manera simple, esta es la velocidad en que data utilizable puede ser extraída de la superficie y guardada en cache esperando transferencia hacia la maquina. Lo inverso seria verdadero para escritura, con la excepción de una comprobante de sector que también es generada.
Como la cantidad de data por pista varia por la zona, el valor del ITR se especifica como una valoración máxima/mínima para la superficie. Esto es tal vez el dato más importante del disco, ya que te dice la velocidad máxima que data puede ser ensamblada en el cache independientemente de la velocidad de I/O del huésped. Si un disco puede manejar solamente transferencias (sean de data o de formateo) a una velocidad de 80Mb/s, o menos de 10MB/s, entonces esto no ayuda en nada (para este disco duro) si la interfaz de la maquina es la mucho más rápida ATA-66 o 80-MB/s Ultra 2 SCSI. Sin embargo, muchos vendedores de discos ignoran esta ley fundamental de física, y la velocidad de la conexión al bus siempre es puesta como si uno debiera de esperar ese nivel de performancia del disco. ¡Error grave de su parte!
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