come funziona l’Hard Disk o disco rigido

Il disco fisso (conosciuto anche come disco rigido o Hard disk) è il dispositivo principale per la memorizzazione dei dati sul Computer, in esso vengono memorizzati il sistema operativo, i dati dell’utente e tutti i programmi e le applicazioni utilizzate.

E’ un dispositivo di memoria di massa di grosse capacità che sfrutta le proprietà magnetiche di alcuni materiali per memorizzare i dati su uno o più dischi, al pari  degli altri dispositivi a supporto magnetico come floppy disk e nastri, ma a loro differenza la capacità di immagazzinamento è decisamente superiore. 

hard disk da 2,5" e da 3,5"Il disco Rigido può avere diverse dimensioni di forma (non è la capacità del disco NDR), la dimensione prende come riferimento il diametro del disco espresso in pollici, i dischi più conosciuti sono quelli da 2,5 e 3,5 pollici, che vengono usati rispettivamente nei notebook e nei personal computer, nei NAS nei Server e nelle unità di memorizzazione esterne, collegabili via cavo USB o Firewire.

Hard Disk Patail disco comunica con il computer tramite un controller, che può avere diversi tipi di interfaccia, a secondo del tipo di interfaccia il trasferimento dati sarà più o meno veloce, la più vecchia è l’interfaccia IDE (evolutasi e conosciuta da quasi tutti come interfaccia EIDE),  prima versione dello standard PATA, che sta per Parallel advanced technology attachment, interfaccia che inizialmente permetteva un trasferimento di circa 8,3 MB/s e che nel tempo ( nel 2006 NDR) definische il supporto ultradma/100 e  porta ad un trasferimento max di 100 MB/s, per poi arrivare a 133 MB/s con la definizione dell’ultradma/133. su ogni cavo si possono collegare al massimo due periferiche.

Un altra interfaccia largamente utilizzata è l’interfaccia SCSI, abbreviazione di Small Computer System Interface,  viene utilizzata principalmente sui Server in quanto permette un trasferimento dati molto più veloce rispetto al più economico PATA; viene gestito con un controller separato dalla mainboard  e permette il collegamento di 16 periferiche contemporaneamente sullo stesso cavo ed una velocita massima di trasferimento dati di 640MB/s.

Hard Disk SataAttualmente l’interfaccia più comune è quella SATA, vuol dire Serial Advanced Technology Attachment ed è l’evoluzione dell’interfaccia ATA (conusciuta come EIDE e IDE). Rispetto alla vecchia interfaccia ATA (chiamata PATA per non fare confusione) l’interfaccia SATA nasce nel 2002 e utilizzando un cavo meno ingombrante, aumenta la velocità di trasmissione dati. Attualmente con  l’uscita dei dischi sata 3.0 si è arrivati ad una trasmissione dati teorica di 6Gb/s, ovvero 768MB/s.

Così come si è evoluta l’interfaccia ATA anche l’interfaccia utilizzata per lo SCSI ha subito nel 2003 la sua evoluzione, è stata sviluppata infatti una tecnologia adatta a lavorare sia con dispositivi ad accesso diretto come gli hard disk, sia per i dispositivi ad accesso sequenziale, si chiama SAS (Serial Attached SCSI). A differenza dell’interfaccia SCSI il SAS risulta essere più veloce, si arriva infatti ad un transfer rate di 12 Gb/s.

 STRUTTURA DI UN HARD DISK

Il disco rigido è costituito da uno o più piatti, fatti di vetro o alluminio, rivestiti di materiale ferromagnetico, ogni piatto ha due testine che leggono e scrivono i dati scritti volando a pochi nanometri dalla superfice.


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 Spindle

Indica l’asse a cui si fissano i piatti del disco rigido e di conseguenza il sistema di rotazione dei piatti. La sua velocità si misura in rpm (revolution per minute) , la maggior parte dei dischi fissi ha una velocità compresa fra i 5400 ed i 10000 rpm, fino ad un massimo di 15000 rpm.


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Piatti

Possono essere costruiti di vetro o alluminio, sono rivestiti di  materiale ferromagnetico come nickel, cobalto e ferro. I dati vengono immagazzinati come minuscoli campi magnetici su questo rivestimento.

Testine

Sono due per ogni disco e si chiamano così perchè in passato erano chiamate testine induttive, erano costituite da microscopici avvolgimenti di rame . Gli hard disk moderni utilizzano speciali resistori (spin valve) che modificano la propria resistenza elettrica in base alla polarità del campo magnetico, riducendo così la potenza dei campi magnetici sui piatti, aumentando in questo modo la densità dei dati e quindi la capacità del disco stesso. Le testine non hanno nessun contatto con i piatti, rimangono sollevate grazie al cuscino d’aria che si forma con la rotazione del disco, ad hard disk spento le testine vengono posizionate sulla landing zone, un’area dedicata adibita a tale scopo, in alcuni dischi vi è un apposito supporto in plastica per parcheggiare le testine fuori dal piatto.


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HSA – Head Stack Assembly

l’ HSA è l’assemblato che permette alle testine di posizionarsi correttamente nella posizione dove i dati sono immagazzinati o dove devono essere scritti. E’ composto da un attuatore magnetico, al suo interno due magneti fanno muovere il Voice Coil Motor che fa ruotare il braccio sull’ asse dell’attuatore, collegato tramite un circuito stampato flessibile all’elettronica di controllo che gestisce i segnali da e per la testina .


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