sexta-feira, 27 de outubro de 2017

HDD/SSD ― A MEMÓRIA DE MASSA DO PC


O AMOR ENTRE DUAS CRIATURAS TALVEZ SEJA A TAREFA MAIS DIFÍCIL QUE NOS FOI IMPOSTA, A MAIOR E ÚLTIMA PROVA, A OBRA PARA A QUAL TODAS AS OUTRAS SÃO APENAS UMA PREPARAÇÃO.

Por armazenar os dados de forma persistente (não confundir com permanente) o HDD constitui a memória de massa (ou secundária) do computador. É a partir dele que os dados são transferidos para a RAM (memória física ou principal), onde os programas são carregados e as informações, processadas, desde o próprio sistema operacional até um simples documento de texto ―  nenhum computador atual, seja um grande mainframe ou uma simples calculadora de bolso, funciona sem uma quantidade mínima de memória RAM.

O primeiro HDD era composto de 50 pratos de 24” de diâmetro, custava absurdos US$ 30 mil e armazenava míseros 4.36 MB ― ou seja, pouco mais que uma faixa musical em .mp3. Hoje, qualquer computador de entrada de linha traz um drive de 500 GB a 1 TB, mas se sobra espaço, falta desempenho: enquanto a velocidade dos processadores aumentou milhões de vezes desde os anos 1980, a taxa de transferência de dados dos HDDs cresceu alguns milhares de vezes, e a rotação dos pratos mal quadruplicou. Como o tempo de acesso é inversamente proporcional ao volume de dados, o disco rígido disputa com o anacrônico BIOS o ranking dos gargalos de desempenho do computador.

Aos poucos, o BIOS vem sendo substituído pelo UEFI, que, dentre outras vantagens, reduz significativamente o tempo de inicialização do sistema. Já os HDDs vêm cedendo espaço aos SSDs (sigla de Solid State Drive), também paulatinamente, devido à dificuldade de conciliar fartura de espaço com preço competitivo. Mas vamos por partes. 

Por mais que tenha evoluído ao longo das últimas 6 décadas, o drive de HD ainda é um conjunto de discos (ou pratos) que, acionados por um motor, giram em alta velocidade (alguns modelos vão além das 10 mil RPM) dentro de uma caixa hermeticamente fechada. Cada prato é recoberto de ambos os lados por uma camada metálica e formatado (fisicamente) na fábrica, quando é dividido em trilhas, setores e cilindros.

As trilhas são "faixas concêntricas" numeradas da borda para o centro e divididas em (milhões de) setores de 512 bytes. Se o drive integrar dois ou mais discos, existe ainda a figura do cilindro, que corresponde ao conjunto de trilhas de mesmo número dos vários pratos (o cilindro 1 é formado pela trilha 1 de cada face de cada disco, o cilindro 2, pela trilha 2, e assim por diante). O primeiro setor ― conhecido como setor de bootsetor zerotrilha zero ou MBR ― abriga o gerenciador de boot, as FATs ― tabelas de alocação de arquivos usadas na formatação lógica das partições inicializáveis ― e outros dados inerentes à inicialização do sistema.

Observação: Note que setor e cluster são coisas distintas: o primeiro corresponde à menor unidade física do HDD, ao passo que o segundo, geralmente formado por um conjunto de setores, remete à menor unidade lógica que o SO é capaz de acessar para armazenar dados.

Os dados são gravados e lidos por cabeças eletromagnéticas posicionadas na extremidade de um braço controlado pelo atuador. Combinando o efeito giratório produzido no disco pelo motor com o movimento do braço, as cabeças podem gravar/ler dados em qualquer ponto da superfície dos discos. A gravação é feita mediante a inversão da polaridade das moléculas do revestimento metálico dos partos, que gera sinais elétricos interpretados pela placa lógica do drive como os bits zero e um que, em linguagem de máquina, compõem os arquivos digitais. Na leitura, a diferença é que as cabeças não alteram a polaridade das moléculas, apenas “leem” os sinais elétricos e os enviam para a placa lógica interpretar.
   
Para não espichar demais esta postagem, vamos deixar o resto para a próxima. Até lá.

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