Preguntas sobre discos duros

Estamos en tiempo de exámenes, así que no viene nada mal practicar un poco.

Para quienes no tenéis que pasar por este trance responder a este test os puede servir para recordar algún concepto. No se corrigen las respuestas, tendrás que fiarte del buen criterio del resto y ver los porcentajes de cada respuesta al finalizar.

Estadísticas de las respuestas.

Jumpers en discos duros IDE/ATA

En los equipos que estamos montando en clase nos encontramos prácticamente con las últimas unidades HDD ATA con conexión en cable paralelo (PATA) que se han comercializado en los Modos 5-6 Ultra-DMA. Dicho de otro modo: consiguen tasas de transferencia de datos comprendidas entre 100 MB/s y 133 MB/s. Si pensamos en lo que ofrece ahora un HDD SATA 2 parece que comparamos a una tortuga con una liebre.

Aquí están algunos de los veteranos discos que usamos:

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1. Disco duro de Fujitsu, en concreto el modelo MPG3204AT con una capacidad 20GB y que todavía emplea la geometría de localización CHS. Tiene en DMA el Modo 5 (100MB/s) y gira a 5400 rpm con tiempos de acceso medio por encima de los 10 ms.
2. HDD Maxtor DiamonMax Plus8 ATA/133 de 40GB, un disco duro que gira a 7200 rpm y ofrece un tiempo medio de acceso (Seek Time) de menos de 10 ms.
3. El tercer disco es un Seagate ST340810A de 40GB que gira a 5400 rpm con tiempos medios de acceso en torno a los 10 ms y compatible con modos de transferencia ATA desde el 0 al 5, es decir, desde 16,6MB/s a 100MB/s. Este disco duro ya direcciona los sectores en modo LBA, en su carcasa puedes leer: LBA 78165360, si multiplicas esta cifra por el tamaño de un sector te dará 40GB, la capacidad de almacenamiento en bruto del disco.

Finalizadas las presentaciones nos vamos a centrar en el tema que nos ocupa, estas unidades se conectan a una controladora IDE mediante un cable paralelo de 80 hilos, 40 pines. En función de si a este cable se conecta más de un dispositivo tendremos que definir cada dispositivo como maestro o esclavo mediante una combinación de jumpers. Y aquí empieza la fiesta…

El caso es que cada fabricante organiza la conexión de los jumpers a su manera, aunque cierto es que la mayoría incluye una leyenda con la descripción de como hacerlo. Aquí hay que estar atentos por que en leyendas como la del HDD Fujitsu al mirar de frente los jumpers su posición es espejo a la del dibujo, estos japoneses nos quieren engañar como a chinos.

¿Cómo está configurado cada disco a la vista de como se han conectado los jumpers en las fotos?

Malentendidos con SATA 2

Probablemente el Grupo de Trabajo Serial ATA ya intuía cuando publicó la primera especificación 1.0a (2003) que los discos duros con el interfaz paralelo empezaban a tener los días contados. La arquitectura Pararell ATA (PATA) ya rozaba su límite en cuanto a las tasas de transferencias de datos con la tecnología Ultra ATA (133 MB/s) cuando la especificación SATA tiene su punto de partida en 150 MB/s y su objetivo es alcanzar los 600 MB/s.

Pero seguro que lo que no habían calculado es el malentendido que se ha creado en cuanto a las prestaciones de estos discos duros y las especificaciones que sigue publicando este grupo que ahora se llama SATA-IO. La última especificación publicada es SATA 2.6, pero si buscas un disco duro en el mercado verás que todos los fabricantes te ofrecen este dato: SATA II y/o 3 Gbit/s, con que la mayoría asociamos la especificación SATA II con esta tasa transferencia de datos (300 MB/s), esta cuestión parece que irrita sobremanera al grupo de trabajo SATA-IO, hasta el punto de que en su página web mantienen un apartado específico al respecto.

Pero a efectos prácticos el paso de los SATA I a SATA II ha ocasionado algún problema a quienes ensamblamos y mantenemos PC's, pues nos hemos encontrado con que ciertos chipset de las placas base no son capaces de trabajar adecuadamente con SATA II. Aunque la segunda generación de discos duros SATA mantiene compatibilidad con la primera, algunos discos duros intentan autonegociar las tasas de transferencia de datos y se encuentran con placas base que no están preparadas para ello. Por esta razón los discos SATA incluyen un jumper que ajusta de forma manual la tasa de transferencia a 1,5 Gbit/s.

Las placas base actuales ya solventan esta cuestión y ni que decir tiene que instalar un disco duro SATA es mucho más fácil que uno paralelo. Los cables se manejan mucho mejor, dentro de la caja el flujo de aire es mayor, y no hay que andar decidiendo quien es maestro o esclavo, cada disco SATA tiene un puerto con ancho de banda dedicado en conexión punto a punto, y cualquier placa base que se precie ofrece cuatro o seis de estos puertos para discos internos y también externos (eSATA)

S.M.A.R.T.

Todo el que lleva unos años peleando y trabajando con los ordenadores ha experimentado alguna vez el sudor frío que te invade cuando pones en marcha el equipo y la BIOS te informa de que el disco duro ha pasado a mejor vida. El asunto puede ser mucho peor si no tienes la costumbre de hacer copias de seguridad o grabar imágenes de las particiones, entonces todos los datos que guardas se esfuman, tus trabajos, tus correos, tus fotos...

Como quiera que los discos duros son mecanismos, sufren un desgaste, no son eternos, y tarde o temprano fallan. Por ello desde hace más de diez años los principales fabricantes de discos duros han desarrollado el estándar S.M.A.R.T. (Self Monitoring Analisys And Reporting Technology) cuya finalidad es la de monitorizar los parámetros electro-mecánicos más importantes de un disco duro y avisar al usuario mediante un mensaje cuando alguno de ellos alcanza o sobrepasa los valores aconsejados.

La tecnología S.M.A.R.T. no es la panacea, tu disco duro puede cascar sin que la BIOS te diga ni pio. Esto puede suceder por que no hayas habilitado en la CMOS BIOS la característica o simplemente por que el colapso sea total e impredecible. Sea como sea los valores que proporciona S.M.A.R.T. pueden resultar muy útiles para detectar los llamados errores predecibles y para ello lo suyo es que los leas de vez en cuando mediante una utilidad software.

Esta pantalla la he capturado de una utilidad que una placa base Intel trae de serie, en ella os he remarcado con un cuadro rojo tres de los atributos más críticos a los que les acompaña un flecha verde descendente lo que indica que cuanto menor sea el valor registrado mejor.

• Tasa de error de lectura sin procesar (Read Error Rate) Indica que se ha producido un error durante la lectura de datos en la superficie del disco duro. El problema puede deberse a la superficie del disco o a los cabezales. En nuestro ejemplo S.M.A.R.T. ha registrado 6 errores sobre un valor umbral de 56.
• Conteo de sector reasignado (Reallocated Sectors Count) Cuando el disco duro verifica errores de escritura y lectura en un sector lo marca como "Reasignado" y lo traslada a un área especial en el que permanece oculto. Cuantos más sectores haya reasignados menor será la velocidad de lectura/escritura de datos en el disco duro. En nuestro ejemplo S.M.A.R.T. ha contado 36 sectores reasignados sobre un valor umbral de 100.
• Conteo de reintentos de rotación (Spin Retry Count) Un incremento de este atrubuto nos indica que existen problemas en el subsistema mecánico del disco duro En nuestro ejemplo S.M.A.R.T. ha registrado 97 errores sobre un valor umbral de 100.

Si bien el disco duro que nos sirve de ejemplo goza de una salud general aparentemente buena tenemos un atributo critico rozando el valor umbral de lo aconsejado para esta unidad. Conviene estar atento en los próximos días a su evolución y sobre todo hacer una copia de seguridad o una imagen de todo el disco cuanto antes.

Seek time

Si en un procesador la característica estrella es la frecuencia a la que funciona el núcleo, en un disco duro lo más valorado es su capacidad. Ahora se habla en Gigas y se comienza a hablar en Teras, pero pocas veces reparamos en que el disco duro de un ordenador es un increíble prodigio mecánico que gira a 7.200 r.p.m. y sobre cuya superficie levitan cabezales magnéticos del orden de micras.

Cortesía de Seagate

El cabezal de tamaño microscópico lee y escribe datos sobre un punto de la superficie del disco que como gira termina dibujando un círculo imaginario o pista (track). A 7.200 r.p.m. el disco gira 120 veces por segundo o dicho de otra manera, tarda 8,3 ms en completar una vuelta. Cuanto más pequeño sea este tiempo más datos puede leer el cabezal.

Precisamente los cabezales se han miniatuarizado con la finalidad de conseguir pistas más finas, de forma que en un radio de una pulgada puede haber hasta 5.555 pistas y con ello las capacidades de los discos aumentan de forma notable, 22 pistas juntas tienen el mismo grosor que una hoja de papel. En estas dimensiones tan minúsculas el cabezal cambia de pistas mediante un movimiento transversal de enorme precisión, como los datos se encuentran desperdigados por diferentes pistas el brazo que soporta el cabezal se mueve frenéticamente del interior al exterior del disco, la velocidad con la que hace este movimiento se denomina Seek time.

Cortesía de Seagate

Por tanto además de en la capacidad, debemos fijarnos en estas características que hacen que un disco duro sea mejor que otro, y en la mejor combinación posible entre estas dos velocidades, un valor medio que se denomina Tiempo de acceso.

Ah, confórmate con ver las animaciones gif, un disco duro esta herméticamente cerrado, si entrara una simple mota de polvo en su interior sería una catástrofe para los cabezales. Si abres un disco duro ya puedes olvidarte de él.

Jumpers en discos duros ATA y SATA

Instalar un disco duro SATA es mucho más fácil que hacerlo con otro ATA pues no hay que indicar si es MASTER o SLAVE, sólo tenemos que conectar el cable de alimentación al conector de la unidad (SATA power connector) y el de datos (SATA interface connector) al conector de la controladora SATA en la placa base. Puede suceder que la placa base no reconozca la nueva unidad SATA a la primera por lo que deberemos entrar en la BIOS y "forzar" su auto-detección. Sin embargo las unidades de disco duro SATA tienen un grupo de pines en el que se puede conectar un jumper con la finalidad de limitar la máxima tasa de transferencia de datos a 1,5 Gbits por segundo.

Para instalar los discos duros ATA ya es necesario determinar si lo vamos a hacer como MASTER o SLAVE, también hay que diferenciar la tasas de transferencia de datos de la unidad pues se empleará un cable plano de 40 pines o de 80 pines.

Las combinaciones posibles para los jumpers también pueden ser más complicadas, a la derecha vemos un ejemplo típico de un disco duro del fabricante Seagate, la primera opción es para cuando sólo tengamos en el cable un disco duro como maestro, la segunda es para cuando el disco duro esté como esclavo, la tercera es un caso especial de maestro con dispositivo no compatible con la especificación ATA, la cuarta deja al dispositivo la decisión de determinar él mismo si es maestro o esclavo (no funciona con todos los cables) y por último una limitación para antiguas BIOS que no reconocen unidades de gran capacidad.

Estas combinaciones se pueden solapar, con lo que te puedes encontrar por ejemplo:

: : : [:]

Es decir, un único jumper uniendo los pines 1 y 2, ¿Qué debes interpretar entonces?