SI1 - Les disques durs.
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Historique & particularités

Les disques durs ont été inventés en 1956 par IBM. Le premier disque dur avait une capacité de 5 Mo, et mesurait 61 cm de diamètre.

En anglais : Hard Disk Drive (HDD).

Le disque dur fait partie des mémoires de masse. Les mémoires de masse représentent l'ensemble des supports permettant de conserver les données quand un ordinateur est éteint (par opposition aux mémoires vives).

Sur les disques durs traditionnels (par opposition aux SDD, voir plus loin), l'écriture est magnétique : le support est recouvert de particules métalliques microscopiques qui agissent comme autant de petits aimants. L'écriture se fait par le passage de courant dans une bobine, qui s'aimante alors et aimante également les particules métalliques. La lecture se fait grâce au principe de courant induit créé dans une bobine approchée d'un aimant. C'est le principe utilisé pour les disques dur, les disquettes, les bandes magnétiques.


Déplacement des têtes sur le plateau (Youtube)

Citez 4 constructeurs de disques durs.

Votre réponse n°1

Les contrôleurs

Les contrôleurs attachés au disque dur

Type de contrôleurVersionVitesses
IDE : Integrated Device Electronics.
Synonymes :
  E-IDE : Enhanced IDE
  UDMA : Ultra Direct Memory Access
  ATA (Advanced Technology Attachment)
  Ultra-ATA
  PATA (Parallel ATA)
UDMA100100 Mo/s
UDMA133 (2002)133 Mo/s
SATA : Serial ATtAchmentSATA 1 (2003)150 Mo/s
SATA 2 (2005)300 Mo/s
SATA 3 (2009)600 Mo/s
eSATA : External SATA2007id. SATA
SCSI : Small Computer System Interface. Ultra-320 SCSI320 Mo/s
Ultra-640 SCSI640 Mo/s
SAS : Serial Attached SCSI.
Combine les avantages du SCSI et du SATA. Très cher.
SAS (2006)3 Gb/s
(380 Mo/s)
SAS 2.0 (2009)6 Gb/s
(760 Mo/s)

Les contrôleurs attachés aux boîtiers de disques durs (également appelés "disques durs externes")

Type de contrôleurVersionVitesses
eSATA : External SATA2007id. SATA
USB : Universal Serial Bus2.0 (2002)60 Mo/s
3.0 (à venir en 2010)600 Mo/s
Firewire
Synonymes : IEEE1394, iLink.
Firewire 400 (1996)50 Mo/s
Firewire 800 (2003)100 Mo/s

Précisions & évolution

Pour les PC familiaux, l'interface IDE a quasimment disparu, au profit du SATA.

En ce qui concerne les disques durs externes, la plupart actuellement sont connectés en USB 2.0. Toutefois le eSATA, émergent, représente un concurrent sérieux.

Les serveurs d'entreprise privilégient les disques SCSI, qui offre des performances excellentes (notamment en diminuant la charge du processeur), au détriment de prix exhorbitants.

Les caractéristiques

Le format

3,5 pouces : pour les ordinateurs fixe (1 pouce = 2,54 cm).

2,5 pouces : pour les ordinateurs portables, et la plupart des baladeurs mp3.

1 pouce 1/8e : pour les baladeurs numériques, les ordinateurs ultraportables.

1 pouce, appelés microdrive : pour les baladeurs numériques et la photo numérique.

Le débit

Le débit représente la vitesse à laquelle le disque peut lire les informations sur la surface physique du disque, et les envoyer par son interface.

Elles sont calculées dans un cas idéal : celui où les données sont continues.

Les disques actuellement ont des débits de l'ordre de 60 à 120 Mo/s (à ne pas confondre avec la vitesse de l'interface), voire plus dans le cas des disques SSD dans lesquels ont peut paralléliser à volonté l'électronique.

Le temps d'accès

Dans le cas où les données ne sont pas continues sur la surface du disque, on perd du temps pour repositionner la tête de lecture au bon endroit. Ce temps s'appelle le temps d'accès.

Il est de l'ordre de 7 à 18 ms.

La capacité

C'est la quantité d'informations qu'on peut stocker sur un disque, mesurée généralement en gigaoctets.

Les constructeurs utilisent la définition officielle du gigaoctets : 1 Go = 1 000 000 000 octets. C'est pourquoi il y a une différence lorsque le système d'exploitation affiche la taille du disque, car celui-ci considère que 1 Go = 10243 octets.

La taille de la mémoire cache

Lorsqu'une application ne demande que quelques données, les données suivantes sont automatiquement placées dans la mémoire cache du disque dur.

Si, lorsque l'application demande de nouvelles données, celles-ci sont présentes dans la mémoire cache du disque, alors elles sont envoyées à la vitesse de l'interface (IDE, SATA, etc.) et on n'est pas limité par la vitesse du support mécanique.

Les disques durs actuels (2010) ont en général 8, 16, 32 voire 64 Mo de mémoire cache.

La vitesse de rotation

C'est la vitesse de rotation des plateaux, mesurée en tours/minute (en anglais : rmp, rounds per minute).

Le débit d'un disque est proportionnel à sa vitesse de rotation.

Les disques actuels (2010) ont des vitesses de rotation de 3 600 à 15 000 rpm et les vitesses les plus répandues sont 5 400, 7 200 et 10 000 rpm.

Pour votre disque dur qui se trouve dans votre ordinateur principal, précisez :

Votre réponse n°2

Les mesures de performances

Pour un disque dur, il est intéressant de mesurer :

Ces mesures sont réalisées grâce aux logiciels d'analyse de performances (en anglais : benchmark) traditionnels : HD Tune, Everest, PC Wizard, etc.

Exemple d'analyse de performances avec le logiciel HD Tune 2.52

On peut repérer notamment :

Pour votre disque dur qui se trouve dans votre ordinateur principal, faites un test de performance avec HD Tunes (ou n'importe quel autre logiciel que vous préférez), copiez-collez le résultat ici.

Votre réponse n°3

Exemple d'analyse de l'état de santé grâce à l'analyse SMART avec le logiciel HD Tune 2.52 :

Analyse de l'intégrité des données grâce au Error Scan de HD Tune :

La technologie Solid State Drive

Principe

Ils ont une apparence extérieure similaire aux disques durs (compatibilité d'encombrement et d'interface), mais la technologie à l'intérieur n'a rien à voir : c'est celle des cartes mémoires, c'est à dire de la mémoire flash (composée de transistors, et non pas de surfaces magnétiques).

Avantages : meilleurs temps d'accès (< 0.1 ms), meilleurs débits (jusqu'à 355 Mo/s pour janvier 2010), résistants aux chocs et aux températures, consommation électrique plus faible.

Inconvénient : prix au Mo beaucoup plus élevé.

Les disques durs hybrides

Combinant les deux technologies, ce sont des disques durs classiques embarquant une certaine quantité de mémoire flash.

Avantages :

Exemple d'annonce (octobre 2007) :
http://www.pcinpact.com/actu/news/39351-Seagate-disques-durs-5400-PSD-hybride-flash.htm

Les disques durs externes

Très utiles pour transférer les données d'un endroit à l'autre.

Ce ne sont que des boîtiers, dans lesquels on place un disque dur interne traditionnel. Ils ont une double connectique :

Les boîtiers embarquant un disque dur de 2,5 pouces n'ont généralement pas besoin d'alimentation externe : ils sont alimentés par le port USB.

Les serveurs de stockage : NAS (Network Access Storage)

NAS DS410j

NAS signifie Network Attached Storage, ou serveur de stockage en réseau.

C'est un boîtier de disque dur relié au réseau local, qui a donc pour but de partager des fichiers avec tous les ordinateurs du réseau, et la plupart du temps par Internet également.

En fait ce sont de vrais petits ordinateurs, avec carte mère, processeur, système d'exploitation (souvent Linux), etc.

On y accède par les protocoles courants de gestion de fichiers, notamment NFS et FTP.

Ils peuvent intégrer la plupart du temps plusieurs disques durs, permettant ainsi de mettre en place le système RAID qui améliore la sécurité et les performances.

En savoir plus

http://fr.wikipedia.org/wiki/Disque_dur