Usuari:Sergi/Temari/Tema 6 Sistemas de almacenamiento externo. Tipos. Características y funcionamiento.

De Acacha

Dreceres ràpides: navegació, cerca

Contingut

Introducció

Una de les possibles definicions d'ordinador és aquell dispositiu o màquina que a partir d'una informació d'entrada (dades) és capaç de generar una informació de sortida (resultats). Uns dels components més importants d'un ordinador són aquells dispositius que permeten emmagatzemar informació. Aquest dispositius són comunament anomenats memòries.

Jerarquia de memòries. Prestacions vs Cost

A l'hora d'escollir el tipus de memòria a utilitzar sempre hi ha un compromís entre la velocitat de la memòria i la seva capacitat total. Per aquesta raó, els ordinadors utilitzant un sistema jeràrquic de memòries depenent del tipus d'informació i de les necessitats totals d'emmagatzemament i de recuperació (accés) a la informació. Aquesta jerarquia és la següent (ordenada de millor a pitjor velocitat d'accés):

  • Memòria principal:
    • Registres: Memòries d'accés aleatori de baixa capacitat (típicament guarden una paraula de dades de 32 o 64 bits segons l'arquitectura). Són utilitzades per les instruccions del llenguatge màquina. Normalment són transistors integrats en la mateixa CPU (flip-flops electrònics).
    • Memòria cau: Memòria d'accés aleatori per paraula amb una capacitat de Megabytes. És una memòria intermedia entre els registres i la memòria principal. Actualment els microprocessadors incorporen memòries cau de 2 nivells (Nivell L1 i nivell L2)
      • Cau L1: s'emmagatzema a la CPU, treballa a la mateixa velocitat que la CPU i és més petita.
      • Cau L2: La L2 és més gran però més lenta i pot no formar part de l'encapsulat de la CPU (trobar-se a la placa mare). Alguns processador com els Celeron no utilitzaven memòria cau L2.
    • Memòria principal: d'accés aleatori per paraula amb capacitat de centenars de megas a uns quants Giges. Sovint són conegudes com memòries RAM (tot i que el significat de memòria Random Acces Memory és més ampli i s'aplica a moltes altres memòries que no són la memòria principal del sistema.
  • Memòria secundària:
    • Memòria secundaria de disc: És d'accés aleatori per sectors, d'alta capacitats (actualment entre els centenars de Giges als pocs Terabytes.). Són els coneguts com a disc durs.
  • Memòria terciaria:
    • Memòria auxiliar: Utilitzada en grans sistemes d'emmagatzemament. Sovint són sistemes robotics que permeten accedir a sistemes massius d'emmagatzemament de memòria. L'accés a aquest tipus de recursos pot ser de l'ordre de segons i s'utilitza per emmagatzemar grans quantitats d'informació que rarament serà accedida.
  • Memòria off-line:
    • Dispositius de gravació offline o extraibles: (CD, DVD, dispositius USB, cintes magnètiques ,memòria flash, disquets, memòries ZIP, etc.)

Recursos:

Fonaments i components d'una memòria

Components d'una memòria:

Medi/suport d'emmagatzemament o substrat

  • Punt bàsic/unitat mínima de memòria:

Característiques:

  • El substrat ha de tenir dos estats estables amb unes magnituds discretes mesurables.
  • S'ha de poder passar d'un estat a un altre mitjançant l'aportació d'energia
  • S'ha de poder detectar l'estat existent en un moment donat
  • Si el suport es borrable/escribible s'ha de poder canviar l'estat tantes vegades com es desitgi (segons el cicle de vida del suport)

Tipus de substats:

  • Magnètics:
  • Semiconductors:
  • òptics:
  • Sistemes mixts: Sistemes magnètico-òptics

Memòria interna:

  • Actualment és bàsicament semiconductora
  • Inicialment era magnètica (nuclis de ferrita)

Memòria externa:

  • N'hi ha de tots tipus:
    • Magnètica: Discs durs i cintes magnètiques.
    • Òptica: CD, DVD, Blue-Ray...
    • Semiconductora flash: Llapissos USB, memòries flash de cameres, etc.

Implementació del punt de memòria':

  • Discretes: semiconductors, dispositius magnètics, etc.
  • Continues: cintes
  • Fixes: El punt de memòria és fix. És l'habitual actualment.
  • De propagació: línies de retard i bombolles magnètiques.

Transductors de lectura/escriptura

Són els encarregats de suministrar les magnituds físiques (camp magnètics, corrent o tensió elèctrica, calor, etc.) al punt de memòria per tal de modificar el seu estat (transductors d'escriptura) o per a captar la magnitud física del punt de memòria (transductors de lectura).

Els transductors solen ser elements costosos de la memòria.

Segons la connexió del transductor al medi tenim transductors:

  • Estàtics: el transductor esta físicament unit al medi (per exemple per un cable o conductor). És el cas del semiconductors o de les memòries de ferrita.
  • Dinàmics: El transductor és independent del medi i sol ser un element dinàmic (o es mou el transductor o es mou el substrat). Cintes magnètiques, dispositius òptics, etc.
  • Híbrids: memòries de propagació.

Mecanisme d'adreçament

Mecanismes cablejats

  • Mapes de memòria amb taules en 2D o 3D (memòries semiconductors)

Mecanismes dinàmics

  • Els substrat o el transductor es mouen per accedir al punt de mèmoria

Característiques bàsiques dels dispositius de memòria i classificació

Tot dispositiu de memòria ha de ser capaç de:

  • Dos operacions: Lectura/Escriptura. 1 operand (adreça) en les instruccions de lectura i 2 operands (adreça i dades) en les operacions d'escriptura.
  • El punt de memòria bàsic és el bit. Emmagatzemament binari.
  • Diversos tipus de memòria segons la tecnologia utilitzada per implementar el substrat (punt de memòria)

Duració de la informació. Volàtil i No volàtil

  • Volàtil: Són aquelles memòries que perden el valors emmagatzemats al desconnectar-se de la seva font d'alimentacions (la majoria de memòries semiconductores (excepte les Flash) de la memòria principal: cau, registres, RAM)
  • No volàtil: Són aquelles memòries que NO perden el valors emmagatzemats al desconnectar-se de la seva font d'alimentacions (la majoria de memòries secundàries basades en substrats magnètics (disc durs), òptics (CD,DVD,Blue-Ray...) i els semiconductors Flash)
  • Amb refresc dinàmic: DRAM (Dinamic RAM). El contingut d'ha de refrescar periòdicament.
  • De només lectura: Memòries ROM (REad Only Memory)
    • Permanent: S'escriu un sol cop (a fàbrica o en un procés únic i permanent de grabació) i no poden borrar-se. Memòries ROM i les PROM (Programmable ROM)
    • Es poden borrar/reprogramar: [Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM)]
  • De lectura destructiva: Dispositius ja desfasats com els nuclis de ferrita tenien aquesta propietat (cada cop que es llegia un valor s'havia de tornar a escriure)

Mode d'accés. Accés aleatori i seqüencial

  • Accés aleatori: Es pot accedir a qualsevol posició de la memòria. Aquest sistemes necessiten d'un sistema d'adreçament per identificar les posicions de memòria i poder-hi accedir directament.
  • Accés seqüencial: També anomenat accés per blocs. És el cas típic de les cintes magnètiques on s'ha de recórrer tota la cinta de forma seqüencial per arribar a un contingut concret de memòria.

Velocitat i mida(espai)

  • Espai: normalment es compte en Bytes. Unitats (KB, MB, GB, TB, PB)
  • Velocitat: les velocitats en canvi se solen expressar en bits per segon i s'utilitzen els mateixos prefixes.
Nombre Abrev. Factor binario Tamaño en el SI
bytes B 20 = 1 100 = 1
kilo k 210 = 1024 103 = 1000
mega M 220 = 1 048 576 106 = 1 000 000
giga G 230 = 1 073 741 824 109 = 1 000 000 000
tera T 240 = 1 099 511 627 776 1012 = 1 000 000 000 000
peta P 250 = 1 125 899 906 842 624 1015 = 1 000 000 000 000 000
exa E 260 = 1 152 921 504 606 846 976 1018 = 1 000 000 000 000 000 000
zetta Z 270 = 1 180 591 620 717 411 303 424 1021 = 1 000 000 000 000 000 000 000
yotta Y 280 = 1 208 925 819 614 629 174 706 176 1024 = 1 000 000 000 000 000 000 000 000

Recursos:

Discs magnètics

Principis de funcionament

Els discs magnètics actualment tenen una gran importància ja que són el suport més utilitzat com a memòria massiva secundària o externa.

Avantatges:

Inconvenients:

  • Són més costosos que els sistemes de cinta magnètica.

Característiques:

  • Temps accés: De l'ordre d'unitats de milisegon (directament relacionat amb la velocitat de rotació. El més habitual actualment és 7200rpm però ja hi ha discs durs de 10000rpm).
  • Throughput/Transfer rate: Físicament les velocitats estan entre els pocs MB/s a quasi el centenar de MB/s (44.2 MB/s a 111.4 MB/s). La velocitat "real" del disc esta altament lligada a la velocitat del bus de comunicacions. Actualment el més utilitzats és el bus SATA però encara s'utilitza IDE (PATA) i sistemes SCSI. El bus SATA suporta velocitats de 150 MB/s

El suport és un disc recobert d'una fina pel·lícula magnètica que gira a una gran velocitat. El plat pot ser d'un material rígid (HD Hard disk | Disc dur) o d'un material flexible (Floppy Disk). Els elements encarregats de aportar l'energia necessària per modificar l'estat del substrat magnètic s'anomenen transductors d'escriptura. El que són capaços de captar les magnituds físiques del substrat són els transductors de lectura.

Els discs magnètics són sistemes dinàmics on el disc i/o els transductors es desplacen per accedir a les diferents adreces de memòria. Els dispositius magnètics són sistemes amb punt de memòria de bit i cada cel·la magnètica emmagatzema un bit, dos possibles valors:

  • Magnetització amb polarització Nord
  • Magnetització amb polarització Sud

Els transductors a través de corrents elèctriques poden modificar els camps magnètics. Un procés similar s'utilitza durant la lectura on un transductor es capaç de detectar la polarització de la cel·la.

Les cel·les esta situades seqüencialment en la pel·licula magnètica. La densitat de cel·les per unitat d'espai determinarà la capacitat d'emmagatzemament del dispositiu.

La investigació en gravació magnètica ha estat sempre liderada per IBM. Dos tècniques o descobriments han estat cabdals per els avanços en aquestes tecnologies:

  • Efecte magnètic-resistiu: Als principis del 90 IBM va començar a utilitzar aquesta tècnica en els seus discs durs. És la base física de funcionament dels dispositius magnètics.
  • Efecte magnètic-resistiu gegant: Efecte descobert al 1988 i ha estat la base per millorar la capacitat dels dispositius magnètics. Al 2007 van donar el premi Nobel de Física als dos descobridors d'aquest efecte: Albert Fert i Peter Grünberg.

Actualment s'està investigant amb altres mètodes com AFM (Atomic Force Microscopy) o HDS (Holographic_data_storage).

Estructura del disc

Els plats s'organitzen amb els següents components:

  • Cares: Cada plat té dos cares. Cada cara té la seva corresponent pel·lícula magnètica on s'emmagatzemaran les dades.
  • Pistes: Són unes circumferències concèntriques on és guarden les dades del disc. Estan enumerades i es comença a comptar per la pista exterior (Pista 0)
  • Sectors: Les pistes estan dividides en uns arcs anomenats sectors. Totes les pistes tenen el mateix número de sectors i estan enumerats en una seqüència únia per a tot el disc. La mida habitual d'un sector és de 512 bytes
  • Capçals: Els capçals són els transductors que llegeixen i/o escriuen la informació del disc. Cada cara té un capçal o millor dit dos capçals un d'escriptura i un altre de lectura.
  • Cilindres: Cal recordar que cada plat té dues superfícies i que a més cada disc pot tenir més d'un plat. Els capçals giren tots a l'hora sobre un braç motoritzat i es col·loquen sobre la mateixa posició en totes les cares. Les pistes de cada cara a les que s'accedeix de forma simultània són anomenades cilindres.

Adreçament

Tot i que la unitat mínima de memòria o punt de memòria és el bit, per tal d'aconseguir un major rendiment en les operacions d'accés al disc i també per reduir la mida de les taules d'assignació d'arxius dels sistemes operatius el blocs d'informació sobre els quals s'apliquen les operacions d'E/S solen estar constituïts per un conjunt de sectors o unitats d'assignació (clusters). Aquesta quantitat varia segons el sistema operatiu i hi ha un compromís entre la velocitat d'accés al disc i l'aprofitament de l'espai en cas dels fitxers petits. Per exemple un cluster (agrupament) de 2 sectors de 512 bytes provocara que els fitxers tinguin un mida mínima de 1024 bytes (1KB).

Hi ha dos tipus d'adreçament:

  • CHS (Cilinder Head Sector): Va ser el primer sistema utilitzat per localitzar una cela de memòria d'un disc dur. Donat els valors de Cilindre, Capçal i sector és té accés a un sector concret del disc.
  • LBA (Logical block addressing): és un sistema d'adreçament molt simple que consisteix en ordenar seqüencialment els blocs de dades (LBA=0, LBA=1...). És un sistema més general d'adreçament que no pas el CHS que només s'escau en el cas de discs i no funciona per exemple en el cas de cintes. Per tant funciona com una capa d'abstracció del maquinari.

Les dades de direccionament són proporcionades al disc a través de la seva interfície de control (IDE, SCSI o els moderns SATA) a la circuiteria electrònica del disc. Aquesta circuiteria s'encarrega de situar el braç amb els capçals a la situació indicada. Un cop situat el capçal nomśe cal esperar a que el disc giri i el capçal és situï a sobre del sector demanat.

Per tant hi han dos aspectes que determinen de forma clara la velocitat d'accés a les dades d'un disc:

  • Temps d'accés: És la suma del temps de col·locació del capçal més la suma del temps que tardi el disc en girar i situar el sector de lectura sobre el capçal:
    • Temps de busqueda: És el temps que tarda el suport en col·locar-se sobre la pista adequada
    • Temps de latència: És el temps que tarda el disc en girar i situar el sector amb el que es vol operar sobre el capçal. Aquest temps és mesura en valors mitjans i depèn de la velocitat de rotació del disc (per a discos de 7200rpm és de 60/(2*7200)=4,16ms).
  • Velocitat de transferència: Ve determinada pel temps que es tarda de transmetre els bits d'un sector. Aquesta temps es diferents segons l'operació (lectura o escriptura). Avui en dia però, els límits venen marcat pels busos de connexió que els veurem a l'últim apartat d'aquest tema.

Disquet

El seu nom angles original és floppy disk (floppy vol dir flexible). En castellà/català és va escollir el nom de disquet per la seva similitud amb casset. Els primers IBM PC i altres ordinador com els Atari o Amiga no disposaven de disc dur i el programari s'executava (incloent el sistema operatiu) des de una unitat de lectura de disquets anomenada en anglès Floppy Disk Drive.

Característiques:

  • Memòria no volàtil
  • Memòria de lectura/escriptura
  • Memòria d'accés no seqüencial (Random Access Memory RAM)

Els disquets són dispositius d'emmagatzematge magnètics que van tenir el seu moment àlgid durant la dècada dels 80 i fins l'aparició a principis dels 90 dels suports d'emmagatzematge òptic (CD-ROM). El nucli del disquet és un un disc de material plàstic recobert d'una pel·lícula magnètica. Aquest disc és similar en concepte al plat d'un disc dur però ha diferencia d'aquest esta fet d'un material flexible i d'aquí el seu nom anglès. El centre d'aquest dis té un nucli metàl·lic amb un forat que permet fer girar el disc. El disc esta protegit per un plàstic (flexible en els primers disquets de 5 1/2 i més rígid als discs de 3 1/2). Els discs de 3 1/2 tenien un forat protegit per un metall que es retira a l'inserir el disquet a la seva unitat de lectura i permet llegir el disc magnètic utilitzant uns capçals lecto-escriptors.

S'ha utilitzat diferents formats de disc (mesurats en polsades) des de 8 polsades a 2 polsades sent els més famosos els primers disquets de 5 i 1/4 de polsada o el disquets de 3 1/2. Aquests últims tot i tenir unes capacitat anacròniques encara es poden trobar en molts ordinadors actuals.

La capacitat d'un disquet de 3 1/2 és de 1.44MB.

Recursos:

Discs durs

Els disc durs (de l'anglès Hard Disk Drive)

Característiques:

  • Memòria no colàtil
  • Memòria de lectura/escriptura
  • Memòria d'accés no seqüencial (Random Access Memory RAM)

També eren coneguts amb el nom de Winchester Hard Drive (l'inventor dels primer disc durs d'IBM tenia una Winchester 30/30 i el disc dur Winchester tenia una capacitat de 30Mb) o com a discs rígids o discs sòlids (aquest últim terme poc afortunat per què es pot confondre amb les memòries semiconductores d'estat sòlid).De fet algunes supercomputadores o algunes unitats de baixa capacitat utilitzen discs d'estat sòlid construïts amb semiconductors. Els seu cost és molt alt però en un futur llunya podrien substituir els discs durs actuals.


Estructura física i components

Cilindre Capçals (Headers) i Sectors

Un disc dur esta format pel següents components:

  • Plats (acostumen a tenir entre 2 i 4 plats): estan fets de material rígid (plàstic o al·lumini) i estan apil·lats entre si deixant un espai entre ells per tal que és desplaci el suport dels capçals de lectura i escriptura. Actualment la superfície és d'un color plata molt reflectant.
  • Suport per als capçals de lectura/escriptura. Hi ha un capçal per cada cara dels plats. Tots els capçals és desplacen a l'hora. El suport dels capçals es mou per un electroimant
  • Motor que fa girar els plats: Quant més alta és la velocitat de rotació més petit és el temps d'accés
  • Circuit electrònic de control: Aquest circuit normalment esta fora de la part hermètica que conté els plats i la resta de parts mecàniques. Aquesta circuiteria conté l'interfície de comunicacions amb l'ordinador i memòria cau. També és l'encarregat de moure el suport per als capçals segons l'adreça de memòria que es vulgui llegir o escriure.
  • Bossa petita dessecant: Gel de silici per evitar humitats
  • Caixa metàl·lica i hermètica: protegeix el plats i els capçals de la brutícia. La part hermètica no esta buida i sovint hi ha un petit forat amb un filtre que permet controlar la pressió de l'interior del disc (que es pot veure modificada per la calor i provocar que els capçals toquin els plats)

Els plats estan apilats i giren a l'hora impulsats per un motor. Un suport (també anomenat Actuator Arm) gira de forma que els capçals es poden desplaçar de forma gairebé radial als plats. Cada plat té dues cares i és necessari un capçal de lecto-escriptura per cada cara que estan situats a l'extrem del braç. Tots els capçals es desplacen a l'hora. Els capçals mai toquen la superfície del disc i es mantenen a distàncies mot petites (de l'ordre de nanometres) per l'efecte Air Bearing (coixinet per aire); la velocitat de gir dels discs "enlaire" els capçals. Els capçals no poden tocar la superfície sinó la rallarien i provocarien danys físics al disc. Els disc tenen una zona "d'aterratge" on col·locar els capçals un cop el disc deixa de girar (s'apaga el discs dur).

Una comparació famosa per fer-se una idea de la sofisticació del "vol" dels capçals per sobre els plats és que a escal·la és equivalent a tenir un avió 
comercial volant a 900 Km/h a una distància de micrometres.

A l'últim apartat d'aquest tema es parla de les interfícies de comunicació entre els dispositius d'emmagatzemament secundari i l'ordinador.

Recursos:

Formatat

Abans de poder utilitzar un disc és necessari efectuar unes gravacions prèvies anomenades formatat. Hi ha dos nivells de formatat:

  • Formatat de baix nivell: Consisteix en traçar amb senyals magnètiques les pistes i els sectors. Normalment aquesta operació esta feta de fàbrica.
  • Formatat d'alt nivell: Organitza els sectors per tal que puguin ser utilitzats pel Sistema Operatiu. Diferents sistemes operatius i diferents versions d'aquests sistemes utilitzen diferents sistemes de format (Windows: diferents versions de FAT, NTFS Sistemes Unix: Diferents versions de ext, Reiserfs, etc.).

Durant el formatat físic cal tenir en compte diferents factors.

  • Interleaving: S'utilitzava fins a finals dels 90 per compensar la lentitud de transferència de dades a la CPU. Consisteix en deixar un espai entre sectors "consecutius" a nivell lògic per tal de compensar aquesta lentitud de transferència de dades. Actualment el factor d'interleaving és 1:1 (no s'utilitza) ja que les velocitat de transferència s'han millorat molt.

Discs òptics i magnètic-òptics

Els dispositius òptics s'ha estat utilitzant des de l'aparició del Compact Disc (CD) com a medi per a l'emmagatzemament de dades, imatges, música i vídeo. Els discs òptics són discs plans i circulars normalment d'una material policarbonat, on les dades s'emmagatzemen en petits buits o sots, normalment organitzats en una línia espiral que van de dins a fora del disc (i que s'anomenen tracks). Aquests sots (o buits) estan organitzats de forma molt compacte (per aprofitar al màxim la capacitat del disc) i són llegits per díodes laser que es reflecteixen sobre el disc. Els làsers detecten unes anomalies en les reflexions causades per aquest sots i realitzen la funció de transductors de lectura.

Els límits de velocitat de transferència de dades estant determinats per limitacions físiques de la velocitat de rotació del disc. A velocitats superiors a les 10000rpm els discs pode sofrir deformacions. Per a una velocitat de rotació determinada, la velocitat de transferència esta limitada per la densitat de dades de les pistes del disc. Aquesta és la raó per la que a les mateixes velocitats de rotació un DVD té un tassa de transferència més alta que un CD. De la mateixa manera, les diferents lectores de CD (o DVD o Blu-Ray) tenen diferents velocitats que venen determinades per la velocitat de rotació (ja que la densitat, donat un tipus de substrat òptic -CD o DVD - és la mateixa amb independència del dispositiu lector.)

Tassa de transferència constant:

  • A diferència dels discs durs, els dispositius òptics no tenen velocitats de gir constants i aquesta és la raó per la que la transferència de dades es manté constant.
Pressed CD CD-R CD-RW Pressed DVD DVD-R DVD+R DVD-RW DVD+RW DVD+R DL Pressed BD BD-R BD-RE
Audio CD player Read Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn None None None None None None None None None
CD-ROM drive Read Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn None None None None None None None None None
CD-R recorder Read Write Read None None None None None None None None None
CD-RW recorder Read Write Write None None None None None None None None None
DVD-ROM drive Read Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn Read Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn None None None
DVD-R recorder Read Write Write Read Write Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn None None None
DVD-RW recorder Read Write Write Read Write Read Plantilla:Mn Write Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn None None None
DVD+R recorder Read Write Write Read Read Plantilla:Mn Write Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn Read Plantilla:Mn None None None
DVD+RW recorder Read Write Write Read Read Plantilla:Mn Write Read Plantilla:Mn Write Read Plantilla:Mn None None None
DVD±RW recorder Read Write Write Read Write Write Write Write Read Plantilla:Mn None None None
DVD±RW/DVD+R DL recorder Read Write Write Read Write Plantilla:Mn Write Write Plantilla:Mn Write Write None None None
BD-ROM Read Read Read Read Read Read Read Read Read Read Read Read
BD-R recorder Read Plantilla:Mn Write Plantilla:Mn Write Plantilla:Mn Read Write Write Write Write Write Read Write Read
BD-RE recorder Read Plantilla:Mn Write Plantilla:Mn Write Plantilla:Mn Read Write Write Write Write Write Read Write Write


CD-ROM

El CD var ser desenvolupat a 1983 per Philips i Sony.

  • Capacitat: 74-80 minuts d'audio (650 o 700 MB capacitat de dades)
  • Velocitat: La velocitat ve determinada pel dispositiu de lectura de CD. La velocitat base és 150 KiB/s (1x) i aquesta velocitat ve determinada per la velocitat mínima constant necessària per reproduir música. Els lectors més ràpids són de 52x ja que assoleixen les velocitats de gir límit ('10000rpm) (de fet tots els que es venen actualment).

Variants:

DVD

  • Capacitats: 4.7 GB (cara simple), 8.54 GB (doble cara)
  • Velocitat: La velocitat ve determinada pel dispositiu de lectura de DVD. La velocitat base és 1x i equival a 1.385 MB/s (velocitat necessària per reproduir vídeo en temps real)

Blu-RAY Disc (BD)

La tecnologia Blu-ray utilitza un laser blau amb una longitud de onda inferior (405 nm) que millora molt la densitat de dades per unitat de superficie. Fins fa poc competia amb la tecnologia HD DVD de Toshiba però fa poc (any 2008) Toshiba es va retirar de la cursa.

  • Capacitats: 50 GB
  • Velocitat: Blu-ray 1x speed és 6,74 MB/s. El màxim és 12x (80MB/s) que fa girar els BD a 10.000rpm (límit físic) igual que per als DVD era de 20x i 52x als CD.

Discs magnètic-òptics

Unitats de cinta

Unitats DLT(Digital Linear Tape)

Unitats de cinta magnètica utilitzades com a memòria offline terciària, principalment per a fer còpies de seguretat. Són unitats de baixa velocitat i alta capacitat (es poden emmagatzemar centenar de giges de dades en una cinta en format comprimit). Es caracteritzen per ser dels pocs dispositius que queden d'accés seqüencial.

Memòries Flash

Les memòries flash són les primeres memòries semiconductores que tenen la propietat de no ser volàtils (no perden la informació emmagatzemada al perdre la seva font d'energia) i a més poden ser esborrades i reescrites elèctricament. Aquesta tecnologia s'està utilitzant bàsicament en targetes de memòria per a dispositius electrònics (portàtils, càmeres de vídeo i fotografia, mòbils) i memòries externes (llapis USB, reproductors de música, etc.). Cal destacar però que també s'està utilitzant com a reemplaçaments dels discs durs (solid state drive) en portàtils de gama baixa i en altres sistemes encastats (PDA, mòbils, etc.).

Es pot considerar un tipus específic de memòria EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) que es esborrada i reescrita en grans blocs.

Els temps de lectura poden arribar a ser molt bons (encara que no arriben a els de les SDRAM) i a més tenen la virtut de no tenir components mecàniques com els discs durs i per tant són molt més resistents. En canvi els temps d'escriptura són més lents.

Les memòries flash van ser creades al 1984 per Toshiba.

Les memòries s'han encapsulat en diferents formats sent els més importants:

http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_memory_cards

USB flash drives

Interfícies d'accés

IDE (Integrated Drive Electronics) (Parallel Advanced Technology Attachment (PATA))

És un estàndard mantingut per X3/INCITS, creat al 1986 que te diferents sinònims:

  • IDE (Integrated Drive Electronics)
  • ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface)
  • PATA: Amb la introducció dels discs SATA al 2003, es van reanomenar aquest discs. La interfície SATA està substituint IDE.

Ha estat fins fa poc el bus més utilitzat en PC i el seu èxit radica en bona part en que la majoria de chipsets de plaques Mare incorporen un controlador al Southbridge que permet treballar amb aquest tipus de dispositius. Per tant, a diferència del que passa amb SCSI, no cal cap targeta controladora addicional per tal de treballar amb discos IDE.

Característiques:

  • Hot pluggable: no
  • External: no
  • Protocol: paral·lel
    • Bits ampla de banda: 16 bits
  • Ampla de banda: 16 MB/s, 33, 66, 100 i 133 MB/s
  • Nº dispositius: 2 per canal (master/slave). Típicament les plaques mare tenen dos canals

El cable té 40 pins.


Recursos:

SCSI (Small Computer System Interface)

Es un estàndard més sofisticat que l'IDE però que a tingut menys èxit en el mercat de PC domèstics. Històricament s'ha utilitzat molt en servidors o estacions de treball d'alt rendiment els quals normalment han d'incorporar una targeta controlador (típicament un targeta PCI) tot i que en alguns casos el controlador esta incorporat a la placa mare.

Característiques:

  • Hot pluggable: si
  • External: si
  • Protocol: paral·lel
    • Bits ampla de banda: diferents amplades
  • Ampla de banda: diferents velocitats
  • Nº dispositius: 8 (narrow) o 16 (wide) sense comptar la controladora que també ocupa un espai en el bus.

Recursos:

Fibra òptica

Actualment no és un sistema que s'estigui utilitzant en PC domèstics ni tant sol en servidors de gama baixa però si que s'utilitza per implementar clusters de CPU en supercomputadors com per exemple el MareNostrum de la UPC. Hi han diferents sistemes, en el cas del Marenostum s'utilitza Mirynet uqe permet treballar a velocitats sostingudes de fins a 2Gbits/segon. Un altre sistema força coneguts és infiniBand.

Arquitectures sèrie

SATA (Serial ATA)

És un estàndard creat al 2003 per substituir IDE

Característiques:

  • Hot pluggable: si
  • External: si (eSATA)
  • Protocol: sèrie
    • Bits ampla de banda: 1 bit
  • Ampla de banda: 1.5 Gbit/s (150 MB/s), 3.0 Gbit/s (300 MB/s)
  • Nº dispositius: 1 per canal.

Recursos:

USB (Universal Serial Bus)

USB és un estàndard que es va crear al 1996 com a bus extern estàndard que substitueixi els lents busos sèrie i paral·lel existents fins al moment

Característiques:

  • Protocol: sèrie
  • Ampla en bits: 1 bit
  • Número de dispositius: 127 per controlador (comparteixen el bus i és necessiten HUB USB)
  • Capacitat: de 12 a 480 Mbit/s
  • Hotplug: si
  • Extern: si

Recursos:

Firewire

Firewire (IEEE ) és un estàndard de la IEEE que es va crear al 1995 com a bus extern. No ha tingut l'èxit del bus USB però gairebé totes les plaques mares n'incorporen suport i esta més orientat a treballar amb dispositius d'un alt ample de banda com videocàmares. Aquest estàndard esta molt associat a Apple (de fet el nom firewire és d'Apple, qui va crear aquest bus).

Característiques:

  • Protocol: sèrie
  • Ampla en bits: 1 bit
  • Número de dispositius: 63 per controlador (comparteixen el bus i és necessiten HUB firewire)
  • Capacitat: 400 Mbit/s, 800 Mbit/s, 1600 Mbit/s
  • Hotplug: si
  • Extern: si

Recursos:

Emmagatzemament en xarxa

Emmagatzemament connectat al servidor (Direct Attached Storage DAS)

Recursos:

Emmagatzemament connectat en xarxa (Network Attached Storage NAS)

Recursos:

Xarxes d'emmagatzemament (Storage Area Networks SAN)

Recursos:

Eines de l'usuari