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TOPIC UFFICIALE HARD DISK & SSD ~ GUIDA (by FFlegend, Onixenon e Ozn ZzZ)
L'hard disk, o SSD nel caso dei computer più moderni (la differenza la vedremo fra poco), gestisce i dati che vogliamo conservare in maniera permanente. Esistono molte differenze fra un disco e l'altro, nonostante venga comunemente considerata solo la capienza. COME FUNZIONA UN HARD DISK
L'HDD, acronimo di Hard Disk Drive, è la tipologia più comune di archivi di massa; è chiamato anche disco fisso o disco rigido. Il suo funzionamento è basato su una serie di dischi in rotazione ricoperti da uno strato magnetizzabile, con una testina che si occupa delle operazioni di lettura e scrittura. La testina non tocca i dischi ma resta sospesa sollevata dallo spostamento d'aria generato dalla veloce rotazione dei dischi. Magnetizzando e smagnetizzando le parti dei vari dischi ed attribuendo questi due stati alle due condizioni binarie, 0 e 1, è possibile salvare i dati. I dischi sono posizionati uno sopra l'altro fino a formare un cilindro, e vengono fatti roteare da un piccolo motore elettrico ad una velocità di svariate migliaia di giri al minuto. Le due facce del disco vengono chiamate piatti. Ogni piatto è suddiviso (logicamente, non fisicamente) in cerchi concentrici chiamati tracce, e in "spicchi" denominati settori, tutto questo per poter rintracciare facilmente la zona dove vanno eseguite le operazioni di lettura o scrittura. Si sente spesso parlare di cluster, che in questo campo non sono altro che insiemi di settori contigui. Utilizzando programmi di analisi dei dischi ci si potrebbe imbattere anche nei cosiddetti cilindri: un cilindro è composto da tutte le tracce equidistanti dal centro presenti sui vari piatti. Come sempre, un'immagine vale più di mille parole:
- A: traccia
- B: settore
- C: settore di una traccia
- D: cluster, insieme di settori contigui
- capienza: semplicemente la quantità di dati che può contenere il disco, espressa in GB.
- rpm (Revolutions Per Minute): questo numero indica i giri che i dischi effettuano ogni minuto, e varia da 5400 a 15000; i dischi da 5400 rpm sono ormai superati, si tratta di archivi di bassa qualità che potreste trovare come hard disk esterni, hard disk di portatili o di computer datati; quelli a 7200 rpm rappresentano invece lo standard, ed offrono buone prestazioni; i dischi a 10000 rpm per i computer casalinghi sono prodotti solo dalla Western Digital, la cosiddetta serie Raptor, mentre se si dispone di controller con un interfacce più professionali (SCSI o SAS) si ci può affidare a svariati produttori; i dischi da 15000 rpm rappresentano il top di questa tecnologia e possono essere utilizzati solo con interfacce SCSI e SAS, e per essere sfruttati hanno bisogno di una scheda con controller dedicato. All'aumentare degli rpm aumentano, mediamente e con le dovute eccezioni, le vibrazioni e la rumorosità, oltre che ovviamente i costi.
- memoria cache, o buffer: è una memoria elettrica di ridotte dimensioni, nell'ordine delle decine di MB, ovviamente più veloce di quella vera e propria del disco, e viene utilizzata come memoria tampone, salvando temporaneamente i dati sulla quale si sta lavorando. La dimensione standard attuale è quella di 32 MB; i 16 MB stanno per essere abbandonati, mentre stanno prendendo piede buffer da 64 MB, specialmente in dischi ad alta capienza. Le differenze comunque non sono sostanziali fra 32 e 64 MB.
- interfaccia: verrà approfondita nell'apposito paragrafo.
- fattore di forma: la larghezza del disco espressa in pollici; esistono degli standard, e sono: 1.8", 2.5", 3.5".
- velocità di trasferimento dati: la massima quantità di dati trasferibile in lettura o scrittura, solitamente espressa in MB al secondo, ovviamente in condizioni ottimali.
- tempo di accesso in lettura o scrittura: il tempo espresso in ms (millesimi di secondo) necessario al disco per raggiungere un determinato punto, in lettura o in scrittura.
- numero piatti: minore è il numero di piatti in cui verranno divisi i dati, migliori saranno le prestazioni poiché sarà più facile per il sistema trovare le informazioni di cui si ha bisogno.
SSD (SOLID STATE DRIVE)
I cosiddetti dischi a stato solido rappresentano il futuro del mercato dei dischi rigidi, e per chi ha una discreta disponibilità economica anche il presente. In realtà questi nomi sono usati impropriamente, in quanto all'interno di un SSD non v'è alcun disco e nessuna parte in movimento. Essendo una tecnologia giovane diffusa negli ultimi anni, è in continuo sviluppo, e soprattutto i prezzi calano continuamente. Ma vediamo in cosa consiste questa innovazione: anziché salvare i dati su un supporto magnetico come fanno i tradizionali hard disk, negli SSD i bit vengono memorizzati in memorie flash, quindi completamente elettriche; per intenderci, è la stessa tecnologia utilizzata nelle penne USB, in questo caso però con qualche accorgimento e capienze decisamente più elevate. I vantaggi sono molteplici:
- velocità: una memoria flash è più veloce di una memoria magnetica.
- tempi di accesso: senza parti in movimento e con una comunicazione dei dati completamente elettrica, i tempi di accesso sono praticamente nulli (si parla di frazioni di millisecondi), contro gli access time di un buon HD tradizionale decine di volte più alti.
- sicurezza: non essendoci parti in movimento, diminuiscono drasticamente anche le probabilità di rotture e malfunzionamenti.
- calore: questi supporti scaldano meno dei classici dischi a piatti magnetici.
- consumi: anche i consumi sono inferiori, si parla di qualche watt.
- resistenza agli urti: trattandosi fondamentalmente di schede e chip, la resistenza agli impatti è incredibilmente maggiore.
- rumorosità: che dire, la vostra penna USB fa rumore?
- IDE (o PATA): è un'interfaccia parallela ormai superata, veniva utilizzata con dei cavi molto larghi che assomigliavano a dei nastri, di solito di colore bianco o grigio.
- SATA I, II, III: il primo standard SATA è ormai caduto in disuso e permetteva una banda di dati massima teorica di 1.5 Gb/s (ovviamente non ci si avvicina nemmeno lontanamente a questa velocità); con la seconda edizione, l'attuale standard per dischi e lettori/masterizzatori, la velocità massima teorica è raddoppiata; ultimamente è stato introdotto il SATA III raddoppiando ulteriormente la massima banda di dati teorica fino a 6 Gb/s, ma è supportato ancora da un numero limitato di schede madri e soprattutto dischi.
- eSATA: la versione del SATA II per dischi esterni, più veloce dell'USB 2.0 ma più lenta della nuova USB 3.0.
- USB 2.0 e 3.0: vengono usate per dischi esterni, e la recente versione 3.0 ha una velocità massima teorica di 4.8 Gb/s.
- Firewire: interfaccia utilizzata per i dischi esterni, nella sua ultima versione più veloce dell'USB 2.0.
RAID
RAID attualmente è l'acronimo di Redundant Array of Indepent Disks, originariamente Redundant Array of Inexpensive Disks in quanto nato per hard disk economici. I RAID sono particolari configurazioni di hard disk, che permettono per esempio di visualizzare più dischi come un unico disco aumentando le prestazioni, oppure scrivere i dati contemporaneamente su più dischi assicurandosi quindi una copia di sicurezza in caso di problemi. Ne esistono parecchi tipi, e devono essere supportati dal chipset della scheda madre per essere usati; vediamo i più usati:
- RAID 0 (striping): è la configurazione più utilizzata e necessita di 2 o più dischi della stessa capacità, o meglio, tutti i dischi si adattano a quello meno capiente. Il sistema operativo li vede tutti come un unico hard disk, dividendo i dati fra i vari dischi. Aumentano le prestazioni per quanto riguarda il transfer rate (i MB trasmessi al secondo) ma i tempi di accesso ovviamente rimangono invariati. In caso di malfunzionamento di uno dei dischi tutti i dati vengono persi: per questo è sconsigliabile utilizzare un sistema del genere per memorizzare dati sensibili. All'aumentare del numero di dischi, aumentano le prestazioni e diminuisce l'affidabilità complessiva. In realtà questo non è un vero e proprio RAID in quanto non vi è alcuna ridondanza di dati come prevista da un vero RAID (nessun dato è scritto più volte in dischi diversi), tant'è che inizialmente questo sistema non era compreso; tuttavia è quello più utilizzata dagli appassionati. La dimensione complessiva di un array RAID 0 è la somma della capienza di tutti i dischi (con 3 dischi da 250GB in RAID 0 il sistema operativo vedrà un solo HD da 750GB).
- RAID 1 (mirroring): in questa configurazione sono necessari comunque almeno due dischi, è la dimensione massima utilizzabile da tutti i dischi è determinata dalla capienza del disco più piccolo. Ogni dato viene salvato su tutti i dischi, in modo da non perdere i dati in caso di rottura di un HD. All'aumentare del numero di unità fisiche decadono naturalmente le prestazioni ma aumenta la sicurezza. La capienza totale dell'array è pari a quella del disco più piccolo (potremmo mettere anche 10 dischi da 100GB in RAID 1, ma il nostro sistema operativo ci darà come capienza 100GB).
- RAID 5: per questa configurazione, più complicata delle due precedenti, sono necessari almeno 3 dischi. Ogni blocco di dati viene suddiviso su 2 o più dischi, ma vengono anche generati dei bit di controllo per quel blocco che vengono messi su un solo disco: per esempio se avessimo 3 dischi e volessimo salvare un blocco di dati, potremmo mettere con questo sistema metà dei dati sul primo, metà dei dati sul secondo e dei bit generati in base alla struttura dell'informazione nel terzo. Così facendo, perdendo uno dei primi due dischi potremmo ricostruire i dati grazie ai particolari bit generati appositamente e salvati nel terzo, mentre se perdessimo il terzo disco per un malfunzionamento avremmo fisicamente ancora la nostra informazione e basterebbe generare nuovamente quella particolare sequenza di bit che si trovava nella terza unità fisica. Questo sistema aumenta la sicurezza dei dati e diventa più efficace man mano si aggiungono dischi, poiché lo spazio "sprecato" è sempre minore: infatti, con qualsiasi numero di hard disk, è come se solo uno fosse utilizzato per memorizzare i bit "generati", e tutti gli altri fossero disponibili per le informazioni. Mettendo 4 HD da 100GB in RAID 5, avremmo una capienza a disposizione per i nostri dati di 400GB.
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