¿Qué es un HDD?

Un HDD es una unidad de disco duro, ya que utiliza platos sólidos recubiertos de una película magnética para almacenar datos para una gran variedad de dispositivos, de ahí el término «disco duro» en su nombre. Estos dispositivos de almacenamiento se utilizan en ordenadores desde la década de 1950 y siguen utilizándose en la actualidad, aunque en una escala mucho menor para los dispositivos de consumo que en décadas anteriores, debido al auge de las unidades de estado sólido como sustituto más rápido.

Los discos duros son dispositivos no volátiles, lo que significa que pueden almacenar datos incluso cuando no hay alimentación eléctrica. Esto es lo contrario de la memoria de un PC, también conocida como DRAM, que es volátil y requiere alimentación eléctrica para almacenar datos.

Los componentes principales de un HDD son los platos metálicos o cerámicos recubiertos de una película magnética que almacena los datos, y los cabezales de lectura/escritura que se sitúan sobre la superficie de los platos y transfieren los datos hacia y desde el sistema host. Estos cabezales de lectura/escritura se utilizan en todas las superficies de los platos de un disco duro, por lo que suelen encontrarse en ambos lados de un plato, de modo que si se trata de una unidad de 10 platos, normalmente hay 20 cabezales de lectura/escritura. Estos diminutos cabezales de lectura/escritura están unidos a brazos actuadores que se extienden sobre los platos desde la base de la unidad, donde un pequeño motor controla su funcionamiento. Los platos magnetizados se denominan normalmente «soportes», ya que pueden almacenar datos.

La principal ventaja de un disco duro es que puede almacenar una gran cantidad de datos a un coste muy bajo, lo que lo ha convertido en el tipo de almacenamiento estándar para ordenadores durante los últimos 60 años. Hoy en día siguen siendo muy utilizados en todo el mundo, pero cada vez más en entornos empresariales, como centros de datos y servidores, debido a su capacidad para almacenar grandes cantidades de datos a un coste muy bajo en comparación con las unidades de estado sólido.

Cuando se solicitan datos al sistema host, por ejemplo, cuando una persona navega hasta una carpeta y hace doble clic en un archivo o carpeta, el brazo actuador con los cabezales de lectura/escritura se coloca sobre el plato giratorio donde se encuentra ese dato concreto, y la unidad lee el pequeño fragmento de datos y lo envía al sistema host.

Cuando se escriben datos en la unidad, el proceso es el mismo pero a la inversa, donde el brazo se desplaza a un área vacía y el cabezal de lectura/escritura añade nuevos datos al disco o sobrescribe los datos que se han marcado para su eliminación.

Los datos de los platos se almacenan en lo que se denomina «bit», que se asemeja a un grano de arroz microscópico. Los cabezales de lectura/escritura son capaces de crear campos magnéticos con los bits de los platos, siendo un extremo del bit el polo norte y el otro el polo sur, y esta orientación representa el estado binario de cada bit del disco. El cabezal de lectura/escritura examina los campos magnéticos de los bits y los traduce en datos utilizables. Cuando se escriben datos, los cabezales de lectura/escritura pueden magnetizar ciertas áreas del disco, cambiando los bits a un estado arriba o abajo, formando la base binaria de todos los datos.

El bit es la unidad más pequeña de datos en un disco duro, y 8 bits forman un byte, luego 1000 bytes son un kilobyte, mil kilobytes son un megabyte, y cada agrupación de 1000 unidades da lugar a un gigabyte, terabyte, petabyte, y así sucesivamente. En conjunto, así es como medimos la capacidad total de un disco duro, que hoy en día se mide en terabytes.

Los discos duros han perdido popularidad en los dispositivos de consumo debido a la llegada de los discos duros sólidos, o SSD, que, como su nombre indica, no tienen piezas móviles. Esta ausencia de piezas móviles los hace mucho más rápidos que los discos con platos giratorios, ya que no hay que esperar a que el cabezal de lectura/escritura se coloque en la posición correcta y el tiempo de «búsqueda», que es el tiempo que tarda el cabezal en reposicionarse, es inexistente en un SSD, ya que no hay piezas móviles.

La mayoría, si no todos, los cuellos de botella que existen en los discos duros debido a su diseño no existen en los SSD, lo que los hace mucho más rápidos que los HDD, a la vez que mucho más fiables, ya que pueden sufrir golpes y sacudidas sin que haya que preocuparse de que el cabezal de lectura/escritura «choque» contra el plato, lo que puede dañar irremediablemente un disco duro. La desventaja es que los SSD siguen siendo mucho más caros que los HDD, por lo que los centros de datos y los servidores siguen confiando en los discos duros para almacenar grandes cantidades de datos, ya que hacerlo con SSD sigue siendo prohibitivamente caro.

A pesar de que los discos duros ya no se utilizan mucho en los dispositivos de consumo debido a las innumerables ventajas de los SSD, siguen siendo maravillas de la ingeniería moderna. Por ejemplo, los cabezales de lectura/escritura deben flotar sobre los platos giratorios sin tocarlos, pero lo suficientemente cerca como para manipular los datos del disco, por lo que la distancia entre el cabezal y el plato es de aproximadamente 3-5 nanómetros, lo que equivale al grosor de una huella dactilar humana o a la altura de varios filamentos de ADN humano apilados uno encima del otro. Para contextualizar, el grosor de un solo cabello humano es de 80 000 nanómetros.

Lo más sorprendente es que el giro de los platos es lo que proporciona el flujo de aire para que el cabezal «vuele» por encima del plato, y es capaz de flotar a una distancia increíblemente pequeña a pesar de la turbulencia causada por el disco que gira directamente debajo de él, normalmente a velocidades de hasta 7200 revoluciones por minuto, o 120 revoluciones por segundo.

A pesar de su rendimiento relativamente lento, la ingeniería y la precisión que se emplean en un disco duro moderno son impresionantes, al menos para los frikis como nosotros (y quizá como tú).