Componentes principales de un disco duro
A continuación se describen los componentes principales de un disco duro. No es una descripción exhaustiva: es un resumen general de cada componente y de su objetivo.
Lectura y escritura de datos
Los datos se escriben o leen de los platos mediante cabezales de lectura, sensibles a las fluctuaciones magnéticas de los platos que giran debajo de ellos. Estas fluctuaciones se interpretan como los 0s o 1s del formato binario que entiende el ordenador. Cuando el plato gira, se forma un flujo magnético de solo algunos micrones de espesor debajo de los cabezales. Por eso los discos duros se sellan en fábrica y solo deben abrirse en las circunstancias apropiadas.
La tolerancia es tan rígida que incluso daños microscópicos en la superficie de los platos pueden dañar permanentemente el disco. Que entren partículas pequeñas, como polvo, puede ser desastroso.
Para escribir, un circuito envía una corriente eléctrica que produce un campo magnético entre el cabezal y la superficie del plato. El flujo magnético se extiende desde el espacio vacío y se implanta en una pista de la superficie del plato, sobre la cual está situado el cabezal. Para leer se usa el mismo proceso: se induce una corriente eléctrica en las bobinas cuando la apertura pasa por un cambio de flujo magnético sobre la superficie de los platos. La controladora del disco duro gestiona el cambio entre lectura y escritura.
Controlador PCB
El controlador del disco duro, más conocido como PCB (Printed Circuit Board), contiene un procesador, memoria interna y otros componentes y circuitos que controlan lo que sucede dentro del disco. Es como tener un pequeño ordenador dentro del disco duro. Entre otras, cumple estas funciones:
- Controlar el motor rotativo, incluida la comprobación de que gira a la velocidad correcta.
- Controlar los movimientos de las bobinas para acceder a las pistas.
- Gestionar las operaciones de lectura y escritura.
- Implementar las soluciones de gestión de energía.
- Codificar y descodificar las señales enviadas o recibidas de los cabezales de lectura.
Motor
El motor rotativo hace girar los platos y permite que el disco funcione. Debe ser estable, fiable y consistente en su rotación, para un uso continuo durante miles de horas sin fallos. Muchos problemas de los discos duros se relacionan directamente con la inestabilidad de los motores rotativos. El motor debe vibrar lo menos posible, por las rígidas tolerancias de los cabezales de lectura.
Bobinas (Voice Coil)
Las bobinas mueven los brazos de los cabezales hacia dentro y hacia fuera de la superficie de los platos. Usan un sistema de retroalimentación llamado Servo para posicionar dinámicamente los cabezales sobre las pistas deseadas. Funcionan por atracción y repulsión electromagnética, y la distancia que recorren los brazos se regula con la cantidad de corriente enviada a las bobinas.
Platos
Los platos de un disco duro no son extraíbles (a diferencia de un disquete). Varios discos van posicionados verticalmente, fijados al eje de un motor eléctrico de alta velocidad. El material rígido de los platos debe resistir la presión impuesta por las altas velocidades de rotación y la temperatura. Normalmente se usa metal, aunque también se han usado vidrio y cerámica.
Como los platos metálicos resisten mucho mejor los cambios que los platos de plástico de un disquete, pueden someterse a una presión mucho mayor con resultados bastante fiables. Un plato de disco duro puede girar a 7.200 rpm (revoluciones por minuto) o más, mientras que un disquete tradicional se limita a cerca de 300 rpm. Cuanto mayor es la velocidad de rotación, más rápido es el tiempo de acceso y de salida de los datos.
Los platos están revestidos por ambos lados con una fina capa de una sustancia magnética (óxido de hierro o película magnética de metal) para memorias no temporales. Las superficies suelen lubricarse para minimizar el desgaste durante el inicio y el cierre. Así, los platos son bastante duros y mucho menos susceptibles a daños por head-crash (que los cabezales entren en contacto con la superficie de los platos).