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¿Qué es la unidad de disco duro?

A unidad de disco duro (a menudo abreviado como disco duro, disco duro o HDD) es un dispositivo de almacenamiento no volátil que almacena datos codificados digitalmente en platos rígidos (es decir, duros) que giran rápidamente con superficies magnéticas. Estrictamente hablando, "unidad" se refiere al aspecto mecánico motorizado que es distinto de su medio, como una unidad de cinta y su cinta, o una unidad de disquete y su disquete. Los primeros discos duros tenían medios extraíbles; sin embargo, hoy en día un HDD es típicamente una unidad sellada (excepto por un orificio de ventilación filtrado para igualar la presión del aire) con medios fijos.

¿Cómo funciona el disco duro?

Un disco duro es una unidad sellada que contiene varios platos en una pila. Los discos duros se pueden montar en posición horizontal o vertical. En esta descripción, el disco duro está montado horizontalmente.

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Los cabezales de lectura / escritura electromagnética se colocan encima y debajo de cada plato. A medida que los platos giran, los cabezales de accionamiento se mueven hacia la superficie central y hacia el borde. De esta forma, los cabezales de accionamiento pueden alcanzar toda la superficie de cada plato.

Componentes físicos del disco duro

PLATOS
Platter es un disco circular de metal que se monta dentro de una unidad de disco duro. Se montan varios platos en un motor de husillo fijo para crear más superficies de almacenamiento de datos en un área más pequeña. El plato tiene un núcleo hecho de aluminio o sustrato de vidrio, cubierto con una fina capa de óxido férrico o aleación de cobalto. En ambos lados del material del sustrato, se deposita un revestimiento delgado mediante una técnica de fabricación especial. Esta capa delgada donde se almacenan los datos reales es la capa de medios.

Discos del disco duro
Discos del disco duro

Cuando el medio magnético se aplica a la superficie del material del sustrato, se aplica una capa delgada de lubricación para proteger el material. Este complejo medio de tres capas se analiza en detalle de la siguiente manera:

EL MATERIAL DEL SUSTRATO:
El material a granel del que se componen los platos forma la base sobre la cual se deposita la capa de medios. El sustrato no tiene una función específica sino soportar la capa de medios. El material más utilizado para hacer esta capa física es una aleación de aluminio. Esta aleación es rígida, ligera, estable, económica, fácil de trabajar y está fácilmente disponible. Anteriormente, dado que el espacio entre los cabezales y el plato era relativamente alto, la superficie del plato, lisa y plana, era un problema menor. Sin embargo, a medida que avanza la tecnología, la brecha entre las cabezas y los platos disminuye y la velocidad a la que giran los platos aumenta. Por esta razón, la demanda de alternativas en el material del plato está aumentando. Los platos de vidrio están reemplazando los platos de aluminio porque proporcionan una mayor rigidez, mejor calidad, platos más delgados y estabilidad térmica.

CAPA DE MEDIOS:
El material del sustrato forma la base sobre la cual se depositan los medios de grabación reales. La capa de medios es una capa delgada de material magnético aplicado a la superficie de los platos y donde se almacenan los datos reales. Su grosor es de solo unas pocas millonésimas de pulgada.

Se emplean técnicas especiales para la deposición de material magnético sobre el material del sustrato. Se deposita una capa delgada en ambos lados del sustrato, principalmente mediante un proceso de deposición al vacío llamado pulverización catódica de magnetrón. Otro de estos métodos es la galvanoplastia, utilizando un proceso similar al utilizado en la joyería de galvanoplastia.

CAPA PROTECTORA:
En la parte superior del medio magnético, se aplica una capa lubricante protectora superfina. Esta capa se llama capa protectora porque protege el disco de los daños causados ​​por el contacto accidental de las cabezas, el "choque de la cabeza" u otro material extraño que no ingrese a la unidad.

DIVISIONES DE PLATO:
Para mantener el almacenamiento organizado y la recuperación de datos, los platos se organizan en estructuras específicas. Estas estructuras específicas incluyen pistas, sectores y grupos.

PISTAS
Cada plato se divide en miles de círculos concéntricos apretados, conocidos como pistas. Estas pistas se asemejan a la estructura de los anillos anuales de un árbol. Toda la información almacenada en el disco duro se graba en pistas. Comenzando desde cero en el lado externo del plato, el número de pistas continúa aumentando hacia el lado interno. Cada pista puede contener una gran cantidad de datos contando hasta miles de bytes.

SECTORES:
Cada pista se divide en unidades más pequeñas llamadas sectores. Como sector es la unidad básica de almacenamiento de datos en un disco duro. Una sola pista generalmente puede tener miles de sectores y cada sector puede contener más de 512 bytes de datos. Se requieren unos pocos bytes adicionales para las estructuras de control y la detección y corrección de errores.

GRUPOS
Los sectores a menudo se agrupan para formar clústeres.

LEER / ESCRIBIR CABEZALES:
Los cabezales son una interfaz entre los medios magnéticos donde se almacenan los datos y los componentes electrónicos en el disco duro. Los cabezales convierten la información, que está en forma de bits en pulsos magnéticos cuando se va a almacenar en el plato e invierte el proceso mientras lee.

El disco duro escucha
El disco duro escucha
El disco duro escucha
El disco duro escucha

Las cabezas son la parte más sofisticada del disco duro. Cada plato tiene dos cabezales de lectura / escritura, uno montado en la parte superior y el otro en la parte inferior. Estas cabezas están montadas en deslizadores de cabeza, que están suspendidos en los extremos de los brazos de la cabeza. Todos los brazos de la cabeza están fusionados en una estructura singular llamada actuador, que es responsable de su movimiento.

EL MOTOR DEL HUSILLO:
El motor del husillo desempeña un papel importante en la operación del disco duro al girar los discos del disco duro. Un motor de husillo debe proporcionar una potencia de giro estable, confiable y constante durante muchas horas de uso continuo. Muchas fallas del disco duro ocurren debido a que el motor del husillo no funciona correctamente

Piezas del motor del husillo
Piezas del motor del husillo

TARJETA LÓGICA DE DISCO DURO:
El disco duro está hecho con una placa de circuito inteligente integrada en la unidad de disco duro. Está montado en la parte inferior del bastidor de base expuesto al lado exterior. Los cabezales de lectura / escritura están vinculados a la placa lógica a través de un cable plano flexible.

Placa lógica del disco duro
Placa lógica del disco duro

IMPULSAR EL BAHÍA:
Todo el disco duro está montado en una carcasa diseñada para protegerlo del aire exterior. Es necesario mantener el entorno interno del disco duro libre de polvo y otros contaminantes. Estos contaminantes pueden acumularse en el espacio entre los cabezales de lectura / escritura y los platos, lo que generalmente conduce a choques de cabezales.

Bahía de unidad de disco duro
Bahía de unidad de disco duro

La parte inferior del disco también se denomina fundición base. La mecánica de la transmisión se coloca en el bastidor base y se coloca una cubierta, generalmente de aluminio, en la parte superior para encerrar las cabezas y los platos. Todo el contenido colocado en la base y la cámara de cubierta se conoce colectivamente como el conjunto de cabeza y disco. Una vez que se abre este ensamblaje, contaminaría instantáneamente el contenido y eventualmente arruinaría la unidad.
En la parte inferior del bastidor base está presente la placa lógica, que se separa del bastidor base utilizando un material de amortiguación.