Conhecendo um HD

Introdução

O disco rígido ou HD
(Hard Disk), é o dispositivo de armazenamento de
dados mais usado nos computadores. Nele, é possível guardar
não só seus arquivos como também todos os dados do seu sistema
operacional, sem o qual você não conseguiria utilizar o
computador. Neste artigo, você verá alguns detalhes do
funcionamento dos HDs e conhecerá alguns de seus recursos (como
IDE, ATAPI, DMA, capacidade real, entre outros).

Características e funcionamento dos HDs

Surgimento

O disco rígido não é um dispositivo novo, mas sim uma
tecnologia que evoluiu com o passar do tempo. Um dos primeiros HDs
que se tem notícia é o IBM 305 RAMAC. Disponibilizado
no ano de 1956, era capaz de armazenar até 5 MB de dados (um avanço
para a época) e possuía dimensões enormes: 14 x 8
polegadas. Seu preço também não era nada convidativo: o 305
RAMAC custava cerca de 30 mil dólares.
Com o passar dos anos, os HDs foram aumentando sua capacidade de
armazenamento, ao mesmo tempo em que se tornaram menores, mais
baratos e mais confiáveis. Apenas para ilustrar o quão
"gigante" eram os primeiros modelos, a foto abaixo mostra um
disco rígido utilizado pelo Metrô de São Paulo em seus primeiros anos. O
dispositivo está em exposição no Centro de Controle
Operacional da empresa:

Componentes de um HD

Para que você possa compreender o funcionamento básico dos
discos rígidos, precisa conhecer seus principais componentes. Os
tão mencionados discos, na verdade, ficam guardados dentro de uma
espécie de "caixa de metal". Essas caixas são seladas
para evitar a entrada de material externo, pois até uma
partícula de poeira pode danificar os discos, já que estes são
bastante sensíveis. Isso significa que se você abrir seu disco
rígido em um ambiente despreparado e sem o uso dos equipamentos
e das técnicas apropriadas, as chances de você perdê-lo são
extremamente grandes.

A figura acima mostra um HD visto por baixo e por cima. Note que a
parte inferior contém uma placa com chips. Trata-se da placa
lógica, um item muito importante para o funcionamento do
HD.
A placa lógica contém chips responsáveis por diversas
tarefas. O mais comum é conhecido como controladora, pois
gerencia uma série de itens do HD, como a movimentação dos
discos e das cabeças de leitura/gravação (mostradas adiante), o
envio e recebimento de dados entre os discos e o computador, e
até rotinas de segurança.
Outro dispositivo comum à placa lógica é um pequeno chip
de memória conhecido como buffer. Cabe a ele a tarefa
de armazenar pequenas quantidades de dados durante a comunicação
com o computador. Como esse chip consegue lidar com os dados de
maneira mais rápida que os discos rígidos, ele agiliza o
processo de transferência de informações.
No momento em que este artigo era escrito no InfoWester, era
comum encontrar HDs que possuíam buffers de 2 MB e 8 MB.
A parte interna dos HDs (isto é, o interior da "caixinha")
é mais interessante. A foto abaixo mostra um HD aberto. Note que
há indicativos que descrevem os componentes mais importantes. Estes
são detalhados logo abaixo da imagem:

Pratos e motor: esse é o componente que mais chama a
atenção. Os pratos são os discos onde os dados são
armazenados. Eles são feitos de alumínio (ou de um tipo de
cristal) recoberto por um material magnético e por uma camada
de material protetor. Quanto mais trabalhado for o material
magnético (ou seja, quanto mais denso), maior é a capacidade de
armazenamento do disco. Note que os HDs com grande capacidade
contam com mais de um prato, um sobre o outro. Eles ficam
posicionados sob um motor responsável por fazê-los
girar. Para o mercado de PCs, é comum encontrar HDs que giram a
7.200 rpm (rotações por minuto), mas também há modelos que
alcançam a taxa de 10 mil rotações, tudo depende da evolução da
tecnologia. Até pouco tempo atrás, o padrão do mercado era
composto por discos rígidos que giram a 5.400 rpm. Claro que,
quanto mais rápido, melhor;
Cabeça e braço: os HDs contam com um dispositivo
muito pequeno chamado cabeça (ou cabeçote) de
leitura e gravação. Trata-se de um item de tamanho reduzido
que contém uma bobina que utiliza impulsos magnéticos para
manipular as moléculas da superfície do disco, e assim gravar
dados. Há uma cabeça para cada lado dos discos. Esse item é
localizado na ponta de um dispositivo denominado braço,
que tem a função de posicionar os cabeçotes sob a superfície
dos pratos. Olhando por cima, tem-se a impressão de que a
cabeça de leitura e gravação toca nos discos, mas isso não
ocorre. Na verdade, a distância entre ambos é extremamente
pequena. A "comunicação" ocorre pelos já citados impulsos
magnéticos;
Atuador: também chamado de voice coil, o atuador
é o responsável por mover o braço sob a superfície
dos pratos, e assim permitir que as cabeças façam o seu
trabalho. Para que a movimentação ocorra, o atuador contém em
seu interior uma bobina que é "induzida" por imãs.
Note que o trabalho entre esses componentes precisa ser bem
feito. O simples fato da cabeça de leitura e gravação encostar
na superfície de um prato é suficiente para causar danos
a ambos. Isso pode facilmente ocorrer em caso de quedas, por exemplo.
Gravação e leitura de dados

A superfície de gravação dos pratos é composta de
materiais sensíveis ao magnetismo (geralmente, óxido de ferro).
O cabeçote de leitura e gravação manipula as moléculas desse
material através de seus pólos. Para isso, a polaridade das
cabeças muda numa freqüência muito alta: quando está positiva,
atrai o pólo negativo das moléculas e vice-versa. De acordo com
essa polaridade é que são gravados os bits (0 e 1). No
processo de leitura de dados, o cabeçote simplesmente "lê" o
campo magnético gerado pelas moléculas e gera uma corrente
elétrica correspondente, cuja variação é analisada pela
controladora do HD para determinar os bits.
Para a "ordenação" dos dados no HD, é utilizado um
esquema conhecido como "geometria dos discos". Nele, o disco é
"dividido" em cilindros, trilhas e setores:

As trilhas são círculos que começam no centro do
disco e vão até a sua borda, como se estivesse um dentro do
outro. Essas trilhas são numeradas da borda para o centro, isto
é, a trilha que fica mais próxima
da extremidade do disco é denominada trilha 0, a trilha
que vem em seguida é chamada trilha 1, e assim por
diante, até chegar à trilha mais próxima
do centro. Cada trilha é dividida em trechos regulares
chamados de setor. Cada setor possui uma determinada
capacidade de armazenamento (geralmente, 512 bytes).
E onde entra os cilindros? Eis uma questão interessante:
você já sabe que um HD pode conter vários pratos, sendo
que há uma cabeça de leitura e gravação para cada lado dos
discos. Imagine que é necessário ler a trilha 42 do lado
superior do disco 1. O braço movimentará a cabeça até essa
trilha, mas fará com que as demais se posicionem de forma
igual. Isso ocorre porque o braço se movimenta de uma só vez,
isto é, ele não é capaz de mover uma cabeça para uma trilha e
uma segunda cabeça para outra trilha.
Isso significa que, quando a cabeça é direcionada à
trilha 42 do lado superior do disco 1, todas as demais cabeças
ficam posicionadas sob a mesma trilha, só que em seus respectivos
discos. Quando isso ocorre, damos o nome de cilindro. Em outras
palavras, cilindro é a posição das cabeças sobre as
mesmas trilhas de seus respectivos discos.
Note que é necessário preparar os discos para receber dados.
Isso é feito através de um processo conhecido como formatação.
Há dois tipos de formatação: formatação física e formatação
lógica. O primeiro tipo é justamente a "divisão" dos
discos em trilhas e setores. Esse procedimento é feito na
fábrica. A formatação lógica, por sua vez, consiste na
aplicação de um sistema de arquivos apropriado a cada sistema
operacional. Por exemplo, o Windows é capaz de trabalhar com
sistemas de arquivos FAT e NTFS. O
Linux pode trabalhar com vários sistemas de arquivos, entre
eles, ext3
e ReiserFS.


Os HDs são conectados ao computador através de interfaces
capazes de transmitir os dados entre um e outro de maneira segura e
eficiente. Há várias tecnologias para isso, sendo as mais
comuns os padrões IDE, SCSI e, mais recentemente,
SATA.
A interface IDE (Intelligent Drive Electronics
ou Integrated Drive Electronics) também é
conhecida como ATA (Advanced Technology Attachment)
ou, ainda, PATA (Parallel Advanced Technology
Attachment). Trata-se de um padrão que chegou para
valer ao mercado na época da antiga linha de processadores 386.

Como a popularização desse padrão, as placas-mãe
passaram a oferecer dois conectores IDE (IDE 0 ou primário e IDE
1 ou secundário), sendo que cada um é capaz de conectar até
dois dispositivos. Essa conexão é feita ao HD (e a outros
dispositivos compatíveis com a interface) por meio de um cabo
flat (flat cable) de 40 vias (foto abaixo). Posteriormente,
chegou ao mercado um cabo flat de 80 vias, cujas vias extras servem para
evitar a perda de dados causada por ruídos (interferência).

- Interface SCSI

Citação:

Introdução
Conheça neste artigo os conceitos e a história da tão
sofisticada tecnologia SCSI, um padrão cuja essencia serve à
aplicações de transferência de dados entre componentes de um
computador. O SCSI é uma tecnologia consolidada há alguns anos
e é um tipo que de tão eficiente, demorará muito para sair
definitivamente do mercado. Vejas nas próximas
linhas, o motivo de tanto desempenho e claro, o motivo de seu
custo alto.
O que é SCSI
SCSI é sigla para Small Computer System Interface.
Trata-se de uma tecnologia criada para acelerar a taxa de
transferência de dados entre dispositivos de um computador,
desde que tais periféricos sejam compatíveis com a tecnologia. O
padrão SCSI é muito utilizado para conexões de HD (disco
rígido), scanners, impressoras, CD-ROM ou qualquer outro
dispositivo que necessite de alta transferência de dados.
As vantagens
do SCSI não se resumem apenas à questão da velocidade, mas
também da compatibilidade e estabilidade. Sendo o processador o
dispositivo mais rápido do computador, o uso do padrão SCSI
permite que essa velocidade seja aproveitada e assim,
aumentá-se de forma considerável o desempenho do computador.
Isso deixa claro que o SCSI é aplicado principalmente em servidores
e em aplicações de missão crítica. Em gráficas, o uso de
scanners poderosos poderia ser inviável se o computador não
conseguisse processar as imagens rapidamente, devido a baixa
taxa de transferência. O padrão SCSI consegue resolver essa
questão.
Se seu computador não possui interface SCSI, ainda assim é
possível fazer uso desta tecnologia. Basta instalar um adaptador
(ou controlador) SCSI. Alguns, permitem de 7 a 15 conexões de
dispositivos SCSI.
Adaptador
SCSI
Como surgiu o SCSI
O padrão SCSI surgiu da necessidade de se criar algum meio que
permitisse uma taxa transferência de dados alta para discos
rígidos. Em 1979, a empresa Shugart Associates Systems Interface
criou uma tecnologia para discos que permitisse justamente
isso. Um ano depois, essa tecnologia recebeu o nome de SCSI-1.
Em 1981, essa tecnologia ganhou especificações da ANSI (American
National Standards Institute) e passou a ser reconhecida pelo
mercado. Com isso, no ano de 1983, começaram a surgir os primeiros
discos rígidos que usavam o padrão SCSI. Prevendo o sucesso
que essa interface poderia ter, pesquisadores começaram a trabalhar
em protocolos de comunicação que tirassem melhor proveito do
SCSI.
Mas é no ano de 1986 que o SCSI "pega" de vez. Curiosamente,
a Shugart já trabalhava no SCSI-2, que entre outras coisas, permitia
o uso de drives de CD-ROM, um verdadeiro avanço naquela época.
O SCSI-2 chegou efetivamente ao mercado em 1988 e permaneceu por
um bom tempo como o tipo mais consumido, mesmo quando foi
lançado o SCSI-3, em 1993. O padrão SCSI-2, além de ter
acumulado as especificações do SCSI-1, ainda ganhou um novo
recurso, chamado de Fast SCSI. Trata-se de um barramento
adicional de 10 MHz (o SCSI-1 usava 5 MHz). Outro recurso, foi a
implantação do Wide SCSI, que permitia uso de cabos de 16 ou 32
bits, ao invés dos 8 bits oferecidos pelo SCSI-1. Foi nesse
período que scanners e outros periféricos começaram a usar o
SCSI.
Em 1995, o SCSI-3 passou a ser reconhecido, mas logo ganhou uma
variação, que ficou conhecida como Ultra-SCSI, que funcionava à
velocidade de 20 MHz. Um ano depois, o SCSI-3 passou a ter
especificações P1394, da IEEE (Institute of Electrical and
Electronics Engineers), ficou compatível com protocolos de fibra
óptica e ganhou suporte a comandos e algoritmos de drives de
CD-R.
No ano de 1997, o SCSI-3 ganhou algumas especificações,
sendo a mais importante delas o funcionamento em 40 MHz, passando a se
chamar Ultra-2 SCSI. Em 1999, essa velocidade aumenta para 80 MHz
e então, surgiu o Ultra-3 SCSI.
Funcionamento do SCSI
Para funcionar no computador, o SCSI precisa de um dispositivo
conhecido como "host adapter". Esse aparelho é quem realiza a
conexão com o computador e pode utilizar dois modos de
transmissão: normal e diferenciado. O primeiro utiliza apenas um
condutor para transmitir o sinal, enquanto o segundo utiliza
dois. No modo diferenciado, um condutor transmite o sinal
original e o outro transmite o sinal inverso. Isso evita erros
causados por interferência.
É possível conectar até 15 periféricos numa única
implementação SCSI. Cada um recebe um bit que o identifica (ID
SCSI). No entanto, a comunicação somente é possível entre dois
dispositivos ao mesmo tempo. Isso porque é necessário que um
dispositivo inicie a comunicação (iniciador ou emissor) e outro a
receba (destinatário).
Determinados dispositivos só podem assumir uma tarefa ou outra
(iniciador ou destinatário). Outros, podem assumir os dois. O
dispositivo iniciador recebe esse nome pois é ele quem solicita o
estabelecimento da comunicação com um dispositivo (por exemplo,
entre o computador e uma impressora). O iniciador pode
controlar o barramento, quanto a velocidade e modo de
transmissão. Já o destinatário pode pedir certas informações ao
iniciador, tais como status, dados ou comandos. Ainda é possível
ao destinatário escolher outro iniciador.
É importante ressaltar que no barramento SCSI existem
transmissões assíncronas e síncronas. O primeiro permite ao
iniciador enviar um comando e aguardar uma resposta em todas as
operações. O segundo funciona de maneira semelhante, mas é capaz
de enviar vários comandos antes mesmo de receber a resposta do
anterior. E estes comandos podem ser iguais. Por isso, o modo
síncrono é comumente usado quando a distância entre os
dispositivos é grande. Este modo surgiu no SCSI-2.
Adaptadores Wide SCSI e Narrow SCSI
É possível encontrar adaptadores Wide SCSI e Narrow SCSI.
Ambos permitem uma velocidade maior no barramento (de 5 a 10 MHz). No
entanto, o Wide SCSI usa um cabo adicional de 16 ou 32 bits de
largura para enviar dados, o que permite o dobro ou quádruplo da
velocidade, respectivamente. Já o Narrow SCSI usa somente 8
bits de largura. A tabela abaixo mostra o comparativo entre
esses adaptadores:
Tipo de SCSI Wide SCSI (em MB/s)
Narrow SCSI (em MB/s) SCSI-1

10

5

SCSI-2

20

10

Ultra-SCSI

40

20

Ultra-2 SCSI

80
40

Ultra-3
SCSI

160

80

Cabos e conectores
Os cabos de dispositivos SCSI são cruciais para uma implementação
nessa tecnologia. É recomendável que seu tamanho não
ultrapasse 15 cm. Do contrário, a transmissão de dados pode ser
severamente prejudicada. Existem vários tipos de cabos para
interfaces SCSI, sendo os mais comuns o ALT-1 e o ALT-2.
De igual forma, existem vários tipos de conectores. Em todos
eles, no entanto, é necessário a existência de terminadores,
que são circuitos que garantem o envio e o recebido dos sinais
de dados. Existem, pelo menos, 7 tipos de terminadores, a serem
vistos abaixo:
Active: terminador que usa reguladores de tensão para
reduzir os efeitos provocados por flutuações elétricas,
resultando em maior estabilidade na comunicação SCSI e menor
taxa de dados perdidos;
Active-negation: terminador que evita tensões muito altas
nos terminadores ativos, permitindo comutação dos dados;
Force Perfect Termination (FPT): utiliza a comutação
de um díodo para compensar as diferenças entre as impedâncias
dos cabos SCSI e dos dispositivos;
High Voltage Differential (HVD): um dos terminadores mais
usados e que possui especicações básicas. Opera a 5 V DC;
Low Voltage Differential (LVD): muito conhecido, esse tipo
de terminador passou a ser usado no SCSI-3. Permite menor
consumo de energia (se comparado ao HVD) e permite velocidades
maiores. Opera em 3.3 V DC;
LVD/SE (LVD Single-Ended): LVD considerado universal, ou
seja, multi-compatível. Isso significa que este terminador pode
assumir mais de uma voltagem de operação. É um dos tipos
mais comuns atualmente;
Passive: trata-se de um terminador com especificações
básicas. É mais barato, porém, mais propenso a perda de
dados, devendo ser usado em aplicações simples.
Finalizando
O padrão SCSI é uma tecnologia usada em aplicações de
alto desempenho. Mas sua sofisticação
faz desta tecnologia requerer custos altos. Por esta razão, se
você não precisa de velocidade extremas de transferência de
dados entre periféricos em seu computador, não há razão para
utilizar o SCSI.
O SCSI é um padrão consolidado há alguns anos e até hoje
recebe inovações. Já é possível encontrar destes dispositivos
que ultrapassam a taxa de 200 MB/s. Para ter tanta confiabilidade e desempenho, o
SCSI teve que seguir várias normas. A implementação destas
normas é uma das razões de seu alto preço. No entanto, se sua
aplicação exige alta velocidade, certamente você chegará à
conclusão de que a adoção de dispositivos que usam a interface
SCSI não lhe saiu tão caro assim.
Se quiser mais informações sobre a tecnologia SCSI, visite
o site www.scsita.org.
HD SCSI

- Interface SATA

Citação:

Introdução
Os computadores são constituídos por uma série de tecnologias que
atuam em conjunto. Processadores, memórias, chips gráficos, entre
outros, evoluem e aumentam a experiência do usuário. Com os discos
rígidos não poderia ser diferente e o padrão Serial ATA (SATA) é a
prova disso. Este artigo apresentará essa tecnologia, mostrando seus
diferenciais em relação ao padrão Paralell ATA (cuja última versão
recebeu a terminologia ATA 133), como funciona e suas vantagens.
Serial ATA x Paralell ATA
O padrão Serial ATA (ou SATA - Serial Advanced
Technology Attachment) é uma tecnologia para discos rígidos que
surgiu no mercado no ano 2000 para substituir a tradicional interface
PATA (Paralell ATA ou somente ATA ou, ainda, IDE).
O nome de ambas as tecnologias já indica a principal diferença entre
elas: o PATA faz transferência de dados de forma paralela, ou seja,
transmite vários bits por vez, como se estes estivessem lado a lado.
No SATA, a transmissão é em série, tal como se cada bit estivesse um
atrás do outro. Por isso, você deve imaginar que o PATA é mais rápido,
não? Na verdade, não é. A transmissão paralela de dados (geralmente
com 16 bits por vez) causa um problema conhecido como "ruído", que
nada mais é do que a perda de dados ocasionada por interferência. Para
lidar com isso nos HDs PATA, os fabricantes utilizam mecanismos para
diminuir o ruído. Um deles é recomendar a utilização de um cabo IDE (o
cabo que liga o HD à placa-mãe do computador) com 80 vias (ou seja,
oitenta fios) ao invés dos tradicionais cabos com 40 vias. As vias a
mais atuam como uma espécie de blindagem contra ruídos.
No caso do padrão SATA o ruído praticamente não existe, mesmo porque
seu cabo de conexão ao computador possui apenas 4 vias e também é
blindado. Isso acaba trazendo outro ponto de vantagem ao SATA, pois
como o cabo tem dimensão reduzida, o espaço interno do computador é
melhor aproveitado, facilitando inclusive a circulação de ar.
O
padrão Paralell ATA tem sua velocidade de transmissão de dados
limitada por causa do ruído. A última especificação dessa tecnologia é
o ATA 133 que permite, no máximo, uma taxa de transferência de 133 MB
por segundo. O Serial ATA, por sua vez, pode utilizar uma velocidade
maior.
Há outra característica interessante no SATA: HDs que utilizam essa
interface, não precisam de jumpers para identificar o disco master
(primário) ou secundário (slave). Isso ocorre porque cada dispositivo
usa um único canal de transmissão (o PATA permite até dois
dispositivos por canal), atrelando sua capacidade total a um único HD.
No entanto, para não haver incompatibilidade com dispositivos Paralell
ATA, é possível instalar esses aparelhos em interfaces seriais
através de placas adaptadoras. Muitos fabricantes de placas-mãe
oferecem placas-mãe com ambas as interfaces.
Outra novidade interessante do SATA é a possibilidade de uso da técnica
"hot-swap", que torna possível a troca de um dispositivo Serial ATA
com o computador ligado. Por exemplo, é possível trocar um HD sem ser
necessário desligar a máquina para isso. Este recurso é muito útil em
servidores que precisam de manutenção/reparos, mas não podem parar de
funcionar.
Velocidade do padrão SATA
A primeira versão do SATA trabalha com taxa máxima de transferência
de dados de 150 MB por segundo (MB/s). Essa versão recebeu os seguintes
nomes: SATA 150, SATA 1.0, SATA 1,5 Gbps (1,5 gigabits por segundo) ou
simplesmente SATA I.
Não demorou muito para surgir uma versão denominada SATA II (ou SATA 3
Gbps - na verdade, SATA 2,4 Gbps) cuja principal característica é a
velocidade de transmissão de dados a 300 MB/s, o dobro do SATA I.
É necessário fazer uma observação quanto ao aspecto de velocidade: na
prática, dificilmente os
valores mencionados (150 MB e 300 MB) são alcançados. Essas taxas
indicam a capacidade máxima de transmissão de dados entre o HD e sua
controladora (presente na placa-mãe), mas dificilmente são usadas em
sua totalidade, já que isso depende de uma combinação de fatores, como
conteúdo da memória, processamento, tecnologias aplicadas no disco
rígido, etc.
Há outra ressalva importante a ser feita: a entidade que controla o
padrão SATA (formada por um grupo de fabricantes e empresas relacionadas)
chama-se, atualmente, SATA-IO (SATA International Organization). O
problema é que o nome anterior dessa organização era SATA-II, o que
gerava certa confusão com a segunda versão do SATA. Aproveitando essa
situação, muitos fabricantes inseriram selos da SATA II em seus HDs
SATA 1.0 para confundir os usuários, fazendo-os pensar que tais discos
eram, na verdade, da segunda geração de HDs SATA. Por isso é
necessário olhar com cuidado as especificações técnicas do disco
rígido no momento da compra, para não levar "gato por lebre". A
SATA-IO chegou a publicar uma nota
referente a isso.

Tecnologias relacionadas ao SATA
Os fabricantes de HDs SATA podem adicionar tecnologias em seus produtos
para diferenciá-los no mercado ou para atender a uma determinada
demanda, o que significa que um certo recurso não é obrigatório em
um disco rígido só por este ser SATA. Vejamos alguns deles:
NCQ (Native Command Queuing): o NCQ é tido como obrigatório no
SATA II, mas é opcional no padrão SATA I. Trata-se de uma tecnologia
que permite ao HD organizar as solicitações de gravação ou leitura de
dados numa ordem que faz com que as cabeças se movimentem o mínimo
possível, aumentando (pelo menos teoricamente) o desempenho do
dispositivo e sua vida útil. Para usufruir dessa tecnologia, não só o
HD tem que ser compatível com ela, mas também a placa-mãe, através de
uma controladora apropriada. Se a placa-mãe é compatível com SATA, é
possível que exista o suporte ao NCQ (é necessário consultar o manual
da placa para ter certeza).
xSATA: basicamente o xSATA é uma tecnologia que permite ao cabo
do HD ter até 8 metros de tamanho, sem que haja perda de dados
significativa (uma tecnologia anterior, a eSATA, permitia até 2
metros).
Link Power Management: esse recurso permite ao HD utilizar menos
energia elétrica. Para isso, o disco rígido pode assumir três
estados: ativo (active), parcialmente ativo (partial) ou inativo
(slumber). Com isso, o HD vai receber energia de acordo com sua
utilização no momento.
Staggered Spin-Up: esse é um recurso muito útil em sistemas
RAID, por exemplo, pois permite ativar ou desativar HDs trabalhando em
conjunto sem interferir no funcionamento do grupo de discos. Além
disso, a tecnologia Staggered Spin-Up também melhora a distribuição de
energia entre os discos.
Hot Plug: em sua essência, a tecnologia Hot Plug permite
conectar o disco ao computador com o sistema operacional em
funcionamento. Esse é um recurso muito usado em HDs do tipo removível.

Conectores e cabos
Conforme já foi dito, o cabo de dados do padrão SATA é diferente do
cabo da interface PATA, justamente por utilizar apenas quatro vias.
Como conseqüência, seu conector também é menor, como mostra a imagem a
seguir:


Além do cabo de dados, o conector do cabo de alimentação
também é diferente no padrão SATA. Uma característica
importante desse conector é que sua retirada do HD é mais
fácil, se comparado ao padrão PATA.
Finalizando

A tecnologia SATA está aí e mostra que veio para ficar. No
entanto, ainda há muito para que os HDs PATA saiam do mercado,
mesmo porque esses são dispositivos feitos para durar. Não é
por acaso que existe no mercado adaptadores que permitem conectar
discos rígidos IDE em interfaces SATA.
O padrão Serial ATA começou a ser desenvolvido oficialmente no
ano de 1997 e surgiu a partir de uma iniciativa da Intel junto
com cerca de 70 empresas (fabricantes de discos, computadores e
componentes). A idéia foi formada pelo fato das próximas arquiteturas de
computadores não serem compatíveis com os atuais padrões de
comunicação e consumo de energia. Isso deixa claro o
envolvimento da indústria para com a tecnologia e o quanto ela
pode se mostrar promissora.

Cabo flat de 40 vias. Note que ele
possui dois conectores Tecnologias
ATAPI e EIDE

Na interface IDE, também é possível conectar outros
dispositivos, como unidades de CD/DVD e zipdrives. Para que isso ocorra,
é utilizado um padrão conhecido como ATAPI (Advanced
Technology Attachment Packet Interface),
que funciona como uma espécie de extensão para tornar a
interface IDE compatível com os dispositivos mencionados. Vale
frisar que o próprio
computador, através de seu BIOS e/ou do chipset da placa-mãe,
reconhece que tipo de aparelho está conectado em suas entradas
IDE e utiliza a tecnologia correspondente (ATAPI para unidades
de CD/DVD e outros, ATA para discos rígidos).
Como já dito, cada interface IDE de uma placa-mãe pode
trabalhar com até dois dispositivos simultaneamente, totalizando
quatro. Isso é possível graças a EIDE (Enhanced
IDE), uma tecnologia que surgiu para aumentar a velocidade de
transmissão de dados dos discos rígidos e, claro, permitir a
conexão de dois dispositivos em cada IDE.

Conectores IDE em uma placa-mãe
É importante frisar que a tecnologia EIDE tem
dois concorrentes de peso: os já mencionados padrões SCSI
e SATA.
O primeiro é bem mais eficiente, porém muito mais caro. Por
esta razão, o padrão SCSI só é usado em aplicações que
necessitam de alta performance (como servidores, por exemplo). A
tecnologia SATA é que veio para tomar o seu lugar, mas como o
padrão IDE está no mercado há muito tempo, demorará para
cair completamente em desuso.
Tecnologias DMA e UDMA

Antigamente, somente o processador tinha acesso direto aos dados
da memória
RAM. Com isso, se qualquer outro componente do computador
precisasse de algo na memória, teria que fazer esse acesso por
intermédio do processador. Com os HDs não era diferente e, como
conseqüência, havia um certo "desperdício" dos recursos de
processamento. A solução não demorou muito a aparecer. Foi
criada uma tecnologia chamada DMA (Direct Memory
Access). Como o próprio
nome diz, essa tecnologia tornou possível o acesso direto à
memória pelo HD ou pelos dispositivos que usam a interface IDE,
sem necessidade do "auxílio" do processador.
Quando o DMA não está em uso, normalmente é usado um
esquema de transferência de dados conhecido como modo PIO (Programmed
I/O), onde, grossamente falando, o processador executa a
transferência de dados entre o HD e a memória RAM. Cada modo
PIO existente trabalha com uma taxa distinta de transferência
de dados, conforme mostra a seguinte tabela:

É importante frisar que
os HDs IDE mais recentes trabalham com um padrão conhecido
como Ultra-DMA (UDMA). Essa tecnologia permite a
transferência de dados em uma taxa de, pelo menos, 33,3 MB/s
(megabytes por segundo). O padrão UDMA não funciona se somente
for suportada pelo HD. É necessário que a placa-mãe também a
suporte (através de seu chipset), caso contrário, o HD
trabalhará com uma taxa de transferência mais baixa. Veja o
porquê: existe 4 tipos básicos de Ultra-DMA: UDMA 33, UDMA 66,
UDMA 100 e UDMA 133. Os números nestas siglas representam a
quantidade de megabytes transferível por segundo. Assim, o UDMA
33 transmite ao computador dados em até 33 MB/s. O UDMA 66 faz
o mesmo em até 66 MB/s, e assim por diante. Agora, para exemplificar,
imagine que você instalou um HD UDMA 133 em seu computador. No
entanto, a placa-mãe só suporta UDMA de 100 MB/s. Isso não
significa que seu HD vai ficar inoperante. O que vai acontecer é
que seu computador somente trabalhará com o HD na taxa de
transferência de até 100 MB/s e não na taxa de 133 MB/s.

Capacidade real de armazenamento

Os fabricantes de discos rígidos aumentam a capacidade de
armazenamento de seus produtos constantemente. Todavia, não é
raro uma pessoa comprar um HD e constatar que o dispositivo tem
alguns gigabytes a menos do que anunciado. Será que o vendedor
lhe enganou? Será que a formatação foi feita de maneira
errada? Será que o HD está com algum problema? Na verdade, não.
O que acontece é que os HDs consideram 1 gigabyte com sendo igual
a 1000 megabytes, assim como consideram 1 megabyte com sendo
igual a 1000 kilobytes, e assim por diante. Os sistemas
operacionais, por sua vez, consideram 1 gigabyte como sendo
igual a 1024 megabytes, e assim se segue. Por conta dessa
diferença, um HD de 80 GB, por exemplo, vai ter, na verdade,
74,53 GB de capacidade ao sistema operacional. Um HD de 200 GB
vai ter, por sua vez, 186,26 GB.
Portanto, ao notar essa diferença, não se preocupe, seu
disco rígido não está com problemas. Tudo não passa de
diferenças entre as empresas envolvidas sobre qual medida
utilizar.

HDs externos

É possível encontrar vários tipos de HDs no mercado,
desde os conhecidos discos rígidos para uso doméstico (ou seja,
para PCs), passando por dispositivos mais sofisticados voltados
ao mercado profissional (ou seja, para servidores), chegando aos cada
vez mais populares HDs externos.
O que é
um HD externo? Simplesmente um HD que você levar para cima e
para baixo, e conecta ao computador apenas quando precisa. Para
isso, pode-se usar, por exemplo, portas USB,
FireWire
e até SATA externo, tudo depende do modelo que você escolher.
O HD externo é útil para quando se tem grandes quantidades
de dados para transportar ou para fazer backup (cópia de segurança
de seus arquivos). Do contrário, é preferível utilizar
pendrives, DVDs regraváveis ou outro dispositivo de armazenamento
com melhor relação custo-benefício. Isso porque os HDs
externos são mais caros e costumam ser pesados (exceto os modelos
de tamanho reduzido). Além disso, devem ser transportados com
cuidado, para evitar danos.
A imagem ao lado mostra um HD externo da empresa Iomega, uma das
mais conhecidas fabricantes desse ramo.

Finalizando

O HD já passou por diversas mudanças desde o seu início.
Só para dar um exemplo de evolução, os HDs mais antigos tinham
um problema que, se não tivesse sido resolvido, talvez deixaria
os discos rígidos atrasados em relação ao progresso dos mais
componentes de um computador: o motor de movimentação das
cabeças de leitura e gravação era lento. Isso porque quando as
cabeças precisavam ir de um cilindro a outro, o fazia de um em
um até chegar ao destino. Hoje em dia, as cabeças vão
diretamente ao cilindro requisitado.

No mais, basta observar o quão os HDs ficam mais rápidos, mais
confiáveis e com maior capacidade ao longo do tempo. Além
disso, inovações continuam a surgir, como é o caso dos HDs com gravação perpendicular. É até possível que,
um dia, eles percam seu "reinado" para outra tecnologia (o
padrão de armazenamento Flash, por exemplo), mas isso
está longe de acontecer.
Para fechar este artigo, uma pequena curiosidade: quando a IBM
lançou o HD 3340, houve um versão com capacidade de 60
MB, sendo que 30 MB eram fixos e os outros 30 MB eram
removíveis. Essa característica fez este HD receber o apelido
de "30-30". No entanto, existia um rifle chamado Winchester
30-30 e, logo, a comparação entre os dois foi inevitável. Como
conseqüência, o HD passou a ser chamado também de Winchester,
nome que dificilmente é usado hoje em dia, mas que algumas
pessoas pronunciavam sem saber exatamente do que se tratava.