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Almacenamiento

El disco es el nivel más bajo de la jerarquía y el más lento con diferencia — y toda la diferencia entre un HDD y un SSD la marca la latencia, no la capacidad.

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Fundamentos de hardwareArquitectura de sistemasASIR

Introducción

La memoria principal es rápida, y se borra cuando apagas.

Todo lo que debe sobrevivir a un apagado vive en la memoria secundaria: el sistema operativo, los programas, tus archivos.

Sin un dispositivo así, un ordenador no podría ni arrancarse a sí mismo: cada vez que lo encendieras estaría vacío.

Y aquí la jerarquía de memorias paga su precio más alto.

Un acceso a la RAM cuesta 80 nanosegundos. Un acceso a un disco duro mecánico cuesta unos 13 millones.

El disco duro

Un HDD (Hard Disk Drive) es una máquina.

Dentro de una cámara sellada hay varios platos — discos circulares de aluminio, vidrio o cerámica recubiertos de una capa magnética muy fina — apilados en un eje.

Un motor hace girar el eje a velocidad constante: 5 400 o 7 200 revoluciones por minuto en los equipos normales, y hasta 15 000 en discos de empresa.

Sobre cada cara hay un cabezal de lectura y escritura, montado en un brazo que mueve un segundo motor, el actuador.

El cabezal no toca el plato: flota sobre un colchón de aire a unos pocos nanómetros de la superficie.

cabezal brazo y actuador eje pista: una circunferencia entera sector: el trozo mínimo que se lee cilindro: la misma pista de todos los platos

La superficie se organiza en pistas — circunferencias concéntricas — y cada pista se divide en sectores, que son el trozo mínimo que se puede leer o escribir de una vez.

El conjunto de la misma pista en todos los platos es un cilindro, y se lee sin mover el brazo.

La latencia

Para leer un sector hacen falta dos esperas:

  • El tiempo de búsqueda (seek time): mover el brazo hasta la pista correcta. Unos 9 ms de media.
  • La latencia rotacional: esperar a que el sector pase por debajo del cabezal. De media, media vuelta.

Y la segunda la fija la velocidad de giro.

Cuánto espera un disco de 7200 rpm

Un disco gira a 7 200 revoluciones por minuto.

¿Cuánto dura una vuelta? ¿Cuál es la latencia rotacional media?

Sumando un tiempo de búsqueda de 9 ms, ¿cuánto tarda en servir un sector cualquiera?

Muestra la solución

7 200 vueltas por minuto son 120 vueltas por segundo.

Una vuelta dura 1/120 = 8,33 ms.

De media el sector que buscas está a media vuelta: 4,17 ms.

Con los 9 ms de búsqueda, el total es de unos 13 ms.

Ahora tradúcelo a ciclos de CPU. A 4,3 GHz, un ciclo dura 0,23 ns, y en 13 ms caben unos 56 millones.

Esta es la cifra que debes recordar de toda la página.

La capacidad

La capacidad sale de multiplicarlo todo: platos × caras × pistas × sectores × bytes por sector.

Los tamaños que encontrarás en el mercado van desde los 500 GB hasta cifras que han crecido muy deprisa estos últimos años.

En 2026 el máximo comercial es de 36 TB en un disco de 3,5 pulgadas con diez platos, y ya se envían de 44 TB a los grandes operadores de nube.

Esto sale de una densidad de 3,6 TB por plato, y la hoja de ruta del sector apunta a los 50 TB y, a la larga, a los 100 TB.

La tecnología que lo ha permitido se llama HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording): calienta con un láser el punto exacto donde escribe, justo el tiempo que dura la escritura, para que el material se pueda magnetizar con granos mucho más pequeños sin que se desmagneticen solos a temperatura ambiente.

Los formatos

El factor de forma es el tamaño físico normalizado, e incluye también dónde van los agujeros y el conector.

  • 3,5 pulgadasLarge Form Factor (LFF). Sobremesa y servidores de archivo. Es el único donde caben diez platos y, por tanto, las capacidades grandes.
  • 2,5 pulgadasSmall Form Factor (SFF). Portátiles y bandejas de servidor.

Existieron formatos de 1,8, 1 y 0,85 pulgadas para reproductores de música y cámaras, y en 2009 los fabricantes los abandonaron todos: la memoria flash había bajado suficiente de precio y ya no tenían sentido.

Los SSD de 2,5 pulgadas usan este mismo formato precisamente para poder ocupar el mismo lugar.

Los discos externos

Un disco externo es un disco normal dentro de una caja con una controladora que traduce a USB, o antes a eSATA.

Sirve para ampliar espacio y, sobre todo, para poder llevárselo — que es lo que lo hace útil para copias de seguridad guardadas fuera del edificio.

El precio es la velocidad: pasa por un bus que suele ser más lento que el camino interno, y a menudo la controladora de la caja es el cuello de botella antes que el disco.

Cómo falla un disco duro

Un disco mecánico es la única pieza del ordenador con partes que se mueven miles de veces por minuto, y por eso es la que falla más.

Las averías se clasifican en seis familias, y vale la pena saber distinguirlas porque lo que debes hacer es distinto en cada caso:

  • Fallo eléctrico. Una sobretensión quema la placa de control. El disco no gira, o gira y no lo reconoce nadie. Los platos suelen estar intactos.
  • Fallo mecánico. Desgaste o un golpe. El peor caso es que el cabezal toque el plato en marcha — el head crash — y raye la superficie: lo que había ya no está.
  • Fallo lógico. El disco está bien pero lo que hay guardado no: tabla de particiones corrompida, sistema de archivos roto, un apagado a mitad de escritura, software malicioso, o alguien que ha borrado lo que no debía.
  • Sectores defectuosos. Una zona de la superficie deja de ser legible. Siempre hay unos cuantos y el disco los sustituye por sectores de reserva; el problema es cuando el número crece.
  • Fallo del firmware. El programa interno del disco se corrompe. Síntoma típico: el ordenador se cuelga arrancando, o el disco aparece con una capacidad absurda o con otro nombre.
  • Combinaciones. Un problema eléctrico que provoca un golpe de cabezal que genera sectores defectuosos. Es lo más habitual en discos viejos.

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