Nos últimos anos acompanhamos a forte ascensão dos SSDs no mercado de armazenamento para computadores. Desejados pela alta velocidade de leitura e gravação de dados, esses equipamentos finalmente estão chegando a preços mais acessíveis. Ainda assim, os tradicionais discos rígidos ocupam um espaço importante no segmento, oferecendo muito mais espaço de armazenamento a custos bem mais atraentes, sendo a opção ideal para quem precisa guardar grandes quantidades de arquivos e informações. Hoje mostraremos em detalhes como funciona o HD em um PC.

Disco rígido sem tampa, revelandotoda  a estrutura interna

Como funciona o disco rígido (HD) do seu computador

Um Hard Drive recebe este nome justamente porque os seus dados são armazenados em conjuntos de discos metálicos e rígidos (como os que você pode ver na imagem abaixo), de forma magnética. As informações são guardadas em formato binário, criando uma sucessão gigantesca de 0s e 1s que serão interpretados pelo processador e transformados em arquivos como os conhecemos. Cada um desses valores é conhecido como bit.

Estes discos, também chamados de platters, são sobrepostos e montados em um eixo motorizado, especialmente projetado para evitar atrito e trepidações. A superfície dos discos é dividida em trilhas extremamente finas, cabendo cerca de 300 mil delas a cada polegada (ou 31 bilhões de bits por centímetro quadrado). Elas seguem o formato circular da peça.

A superfície dos discos é dividida em trilhas extremamente finas, cabendo cerca de 300 mil delas a cada polegada.

Cada uma dessas trilhas, por sua vez, é segmentada em setores. Os setores são as menores partes físicas de um disco rígido e, por serem tão pequenos, somente podem ser acessados em conjunto com os vizinhos, recebendo o nome de clusters (se você já teve HDs com defeito, deve ter ouvido falar dos “bad clusters”). 

A magia da leitura e da gravação

Um conjunto eletrônico é o responsável por comandar a operação de todas as partes do HD, fazendo a interação com os demais componentes do computador e repassando as coordenadas dos dados que estão sendo solicitados para a leitura ou gravação.

Ao receber a posição do arquivo, este conjunto eletrônico ativa os braços móveis e as cabeças de leitura (vistas abaixo) para que percorram a trilha a ser lida ou modificada no HD. A cabeça de leitura jamais deve tocar os platters – ao contrário dos antigos toca-discos de vinil, nos quais uma agulha passava pelas trilhas capturando as oscilações e transformando-as em informação sonora. 

A troca de informações aqui é realizada sempre por magnetismo, utilizando a direção dos campos elétricos para determinar se temos um bit 0, 1 ou para reorientá-lo em caso de gravação. Para ler as informações de cada trilha com precisão, as cabeças de gravação ficam flutuando sobre os discos a uma distância menor do que a espessura de um fio de cabelo.

Para ler as informações de cada trilha, as cabeças de gravação ficam flutuando sobre os discos a uma distância menor do que a espessura de um fio de cabelo.

Qualquer toque entre os dois componentes resultará em danos na superfície dos discos. Por isso é tão forte a recomendação para que você não movimente o seu computador enquanto estiver ligado. Pior ainda se for virá-lo de cabeça para baixo. SSDs não são afetados por isso por não terem partes móveis.

Na hora de gravar os dados, a cabeça de gravação do HD é deslocada pelo braço móvel até a trilha de destino e dispara uma carga elétrica, alterando a orientação magnética daquele local. A informação fica “gravada” porque uma camada magnetizada que reveste os discos a mantém em seu lugar, mesmo depois que você desliga o PC. 

O que determina a velocidade de um HD?

Ao procurar por um HD é comum você ver os números 5400, 7200 e 10.000 associados ao modelo. Eles dizem qual é a taxa de Rotações Por Minuto (RPM) do equipamento. Quanto maior o valor, mais rápido o HD conseguirá localizar, ler e gravar informações, facilitando o trabalho das cabeças de gravação. Contudo, os modelos mais rápidos costumam gerar mais ruído, calor e exigir mais energia para operarem em taxas de rotação tão elevadas. Por essa razão, a maioria dos fabricantes de notebooks utiliza rotações mais baixas, na casa de 5400 RPM, poupando a bateria da máquina.

Para acelerar a velocidade de leitura dos dados, alguns dos HDs mais modernos vêm equipados com uma pequena memória SSD.

Para acelerar a velocidade de leitura dos dados, alguns dos HDs mais modernos vêm equipados com uma pequena memória SSD, na qual os dados utilizados com maior frequência ficam armazenados. Isso ajuda a acelerar tarefas cotidianas e a própria inicialização do sistema operacional. Esses modelos são conhecidos como SSHDs (Solid State Hybrid Disc).

Quais são os formatos de HDs mais comuns?

Os primeiros discos rígidos foram inventados por Reynold B. Johnson, um engenheiro da IBM. A empresa anunciou a invenção no dia 4 de setembro de 1956, batizando-a de IBM 350 Disk Storage Unit. O equipamento evoluiu muito desde a sua criação, passando por diversas interfaces até chegarmos ao atual padrão Sata de transmissão de dados.

Os primeiros discos rígidos foram inventados por Reynold B. Johnson, um engenheiro da IBM.

Além das diferentes velocidades de rotação, ao comprar um HD novo você deve estar atento também ao tamanho dele. Atualmente existem dois padrões principais: 3,5 polegadas e 2,5 polegadas. O primeiro é o formato mais tradicional, utilizado nos discos rígidos para Desktops. Por ser fisicamente maior, ele geralmente permite velocidades mais rápidas de operação e traz capacidades superiores de armazenamento (alguns modelos oferecem mais de 10 Terabytes de espaço).

Já o formato de 2,5 polegadas é o padrão adotado por notebooks e também pelos SSDs SATA, ocupando um espaço bem menor dentro dos gabinetes. Para instalá-lo em uma baia normal, geralmente é necessário usar um adaptador. 

Para saber mais sobre armazenamento de dados, veja o nosso artigo explicando a tecnologia dos SSDs. Aproveite e entenda também como funcionam os processadores dos computadores modernos. É clicar neste link.

Fonte(s): Explain That Stuff, Seagate, DIY Perks, Como Funciona