Unidades de almacenamiento externo Conceptos básicos sobre las memorias- jerarquía de memorias Jerarquía de memoria es una organización piramidal de la memoria, El objetivo sería conseguir que una memoria trabajase a gran velocidad al menor coste posible. La memoria tiene 3 características básicas: Cantidad de memoria que son capaces de almacenar. Velocidad de la memoria. Coste. A menor tiempo de acceso mayor coste. A mayor capacidad menor coste por bit. A mayor capacidad menor velocidad. + velocidad + coste - capacidad Conceptos básicos sobre las memorias – Tipos de acceso Los datos se almacenan en posiciones de memoria. El tipo de acceso puede ser Aleatorio Tarda lo mismo en acceder a cualquier dato almacenado en memoria Secuencial Para acceder a un dato tiene que pasar por los datos anteriores El tiempo de acceso no es mismo dependiendo del dato solicitado. 4 Conceptos básicos sobre las memorias – Duración de la información La duración de la información viene impuesta por el medio o soporte en que se implementa la memoria y se define como el tiempo que la información permanece almacenada sin degradarse. Volatil Si la información registrada desaparece si lo hace el suministro de energía. La información se va degradando poco a poco. Tenemos que refrescarla para que perdure en el tiempo. Memoria RAM No volátil La información de los puntos de memoria permanece inalterada de forma permanente 5 Discos magnéticos.. Conceptos básicos sobre las memorias – Tipos de escritura Según si podemos reescribir la información mas de una vez, podemos clasificar las memorias como Solo Lectura La información se escribe una sola vez y no puede reescribirse Lectura escritura La información se puede escribir todas las veces que deseemos. 6 Tipos de soportes Dispositivos magnéticos Aplicación de campos magnéticos a ciertos materiales, cuyas partículas reaccionan orientándose en ciertas direcciones. Soporta operaciones de lectura / escritura. Dispositivos ópticos Una luz laser lee información que se almacena en los agujeros de soporte plástico. Muchas veces solo soportan operaciones de lectura Dispositivos electrónicos Basados en tipos de memoria EEPROM, contiene una matriz de celdas con un transistor evolucionado con dos puertas en cada intersección que almacena un bit de información. Soporta operaciones de lectura / escritura. Cada vez tienen más importancia 7 Discos duros. Unidad de almacenamiento principal de un ordenador. Constituyen memorias de almacenamiento masivo. La información que contienen debe transferirse a memoria principal para que se pueda tratar. Un disco duro contiene multitud de platos apilados que giran sobre un eje. Están aislados completamente del exterior. 8 Partes de un disco duro - físicas Discos o platillos apilados Recubiertos de un material magnéticos La superficie se divide en pistas Cabezas Parte capaz de leer y escribir en los platos. Cada disco tiene dos caras, cada una tiene un cabezal de lectura / escritura. Eje A mas pistas más capacidad Actúa de soporte sobre el están montados los discos Impulsor de cabeza Mecanismo que mueve todas las cabezas radialmente. 9 Partes de un disco duro – lógicas Divisiones imaginarias que los sistemas operativos hacen sobre las superficies de los discos duros. Pistas Anillos concéntricos invisibles Sectores Partes en las que se subdivide una pista Oscila entre 15 y 63 Cluster La longitud de la pista tomada como unidad de proceso en cada operación de lectura / escritura en el disco. 10 Partes de un disco duro – lógicas Divisiones imaginarias que los sistemas operativos hacen sobre las superficies de los discos duros. Pistas Sectores Cilindro Conjunto de pistas a las que el S.O puede acceder simultáneamente. Manejando cilindros se accede a los datos más rápido Cluster 11 Disco duro – Características. Tiempo de acceso Tiempo que tarde en acceder a los datos que necesitamos Es la suma de varias velocidades. Es uno de los datos más importantes Velocidad de rotación A más velocidad mayor transferencia 7200 rpm Tamaño del Buffer Memoria cache incluida en la controladora interna Cuanto más grande mejor. Velocidad de transferencia. Cantidad de datos que puede leer / escribir 12 Disco duro – Características. • Tamaño físico • 3,5 ‘’ para sobremesa • 2,5 y 1,8 para portátiles • Capacidad • En GB • Interfaz. • • • • IDE SCSI SATA SAS 13 Dispositivos de estado solido No son discos si no dispositivos. Muchos adoptan el formato de un disco por cuestiones de compatibilidad Realmente no lo necesitan Utilizan un tipo de memoria EEPROM para almacenar datos. Al no tener partes móviles pretende eliminar Tiempos de búsqueda Latencias Retrasos electromecánicos Posibles fallos. Pesa mucho menos Inmune a vibraciones. Ocupa menos Ideal para dispositivos portátiles. 14 SSD – Diseño y Funcionamiento SSD Construidos a partir de memoria volátil SDRAM Utilizados para acelerar aplicaciones que serian frenadas por la latencia de un disco duro mecánico Tienen una batería integrada. Sistemas de respaldo de disco para asegurar la persistencia de datos. Si la corriente falla la batería da el tiempo suficiente para copiar los datos al disco duro. 15 SSD – Diseño y Funcionamiento SSD basados en memoria flash no volátil Pueden replicar los tamaños del disco duro Asegura Muy la permanencia de los datos. rápidos, al no tener partes móviles. Más No lentos que los SSD SDRAM es igual de rápido que una memoria RAM Mejora mucho el rendimiento sobre una unidad de disco duro convencional. 16 SSD Ventajas Inconvenientes Arranque más rápido Precios por GB mucho mas altos Mayor rapidez de lectura Menor capacidad Baja latencia de lectura y escritura. Menor tiempo de vida útil. Menor recuperación después de un fallo mecánico. Vulnerabilidad contra algunos tipos de efectos Lanzamiento y arranque de aplicaciones más rápido. Menor consumo de energía. Sin ruido Perdida de energía abrupta Seguridad. Campos magnéticos Rendimiento determinístico Cargas estáticas. No produce fragmentación Menor peso SATA SSD Interfaz SATA Supone un cuello de botella para las unidades SSD modernas. Pierde protagonismo respecto a sus sucesores más rápidos. Necesitan cable de alimentación mSATA SSD Conector mSATA Interfaz SATA Cambia el formato de la conexión El resto es igual que con la interfaz SATA No necesitan cable de alimentación. Ahorra espacio. m2 SSD Un factor de forma Internamente puede usar Interfaz SATA Interfaz PCIe NVMe No necesita alimentación Ahorra espacio m2 SSD M.2 2242. 22 milímetros de ancho 42 milímetros de longitud NVMe SSD (Non Volatile Memory) express Especificación para el acceso a unidades SSD. Un estado intermedio entre los chips NAND y los DRAM de las memorias RAM. Son unos chips o memorias muy rápidas pero que no se borran cuando no tienen tensión Suelen utilizar los conectores m.2 No necesita alimentación Pci Express Ssd Utilizan la interfaz PCIe para conectarse con la placa Suelen ir a la interfaz PCIe x1 o x4 No necesita alimentación Memorias Intel Optane. La tecnología de las memorias es distinta a la de las NVMe Bastante más rápidas. Primera versión Versión 900 P Capacidad reducida Se pueden usar como unidades de almacenamiento al uso. Más capacidad 16 GB 32 GB Se usan para acelerar el funcionamiento de los HHD. HHD + Intel optane rendimiento igual al de un SSD Utilizan PCIe x2 El chipset y el micro tienen que ser compatibles con esta tecnología. Muchas veces no nos merece la pena apostar por un Intel optane en vez de un SSD convencional Más de 125 GB Se pueden usar como almacenamiento primario Más precio. 480 GB 700 € Utilizan PCIe x4 SSD INTERFAZ TECNOLOGÍA SATA SSD PCIe SATA FACTOR DE FORMA MODO DE CONEXION mSATA m.2 SATA m.2 NVMe PCIe Disquetes. 26 Dispositivos Ópticos Discos hechos de plástico cuya parte inferior es una capa de material tipo metalico. Se graba la información mediante laser. Laser Si la superficie no ha sido quemada la luz se refleja y el sensor lo capta (1 lógico) Si la luz incide en una perforación (0 lógico) 27 Características de las unidades ópticas Tiempos de acceso Tiempo que tarda una unidad en acceder a la información. Entre 100 - 250 ms Tamaño del Buffer Memoria intermedia propia del dispositivo Permite enviar datos en paquetes más grandes , logrando tasas de transferencia más elevadas. Pueden llegar hasta los 6 MB Compatibilidad Formatos de discos con los que son compatibles. Inserción Bandeja Caddy Coge menos polvo Pueden instalase en formato vertical 28 Características - Interfaces Interfaces propias Utilizado por los primeros CD-ROM del mercado Obsoletas IDE Estándar durante muchos años SCSI SATA Utilizado hoy en día 29 Características - Capacidades Muchas veces la capacidad depende el tamaño. 30 Características – Velocidad de lectura Velocidad a la que circulan los datos a través del bus de la interfaz CD Hasta 52X La x es la velocidad base a la que se reproducen los CD de audio X= 150 Kb/s DVD Hasta 24x X es la velocidad de reproducción normal de un CD de video X= 1385 Kb/s Blu Ray Hasta 12X X= 36Mb/s 31 Características – Velocidad de grabación Velocidad a la que circulan los datos para su grabación a través del bus de la interfaz. CD ROM Hasta 48 X para la grabación Hasta 24 x para la regrabación DVD ROM Hasta 24 x para la grabación 16 x para la regrabación Depende del formato +R o –R Blu Ray Hasta 12 X para la grabación Depende del formato. 32 Dispositivos ópticos – Tamaño del laser • Dependiendo del tamaño del laser y la separación entre pistas podremos almacenar mas o menos datos en nuestro dispositivo. • CD • Tamaños del laser 0,83 micras • Separación entre pistas 1,6 micras • DVD • Tamaños del laser 0,4 micras • Separación entre pistas 0,74micras • Blu Ray • Tamaños del laser 0,1 micras • Separación entre pistas 0,32 micras • El diseño estructural del blu ray cambia para poder leer con estas tecncologias. 33 Tipos y unidades de DVD +R Más apropiado para video Incorpora Lossless Linking que permite parar la grabación sin que se produzcan errores. Graba en formato CLV (Velocidad lineal constante) Graba en formato CAB Búsquedas más rápidas Optimizado para grabar datos. -R Más apropiado para datos. A la hora de grabar un DVD –R es necesario un proceso de inicialización y otro de finalización para cerrar la sesión. Graba en formato CLV (Velocidad lineal constante) Búsquedas más rápidas No puede grabar discos +R 34 Blu Ray El disco Blu Ray tiene cambios estructurales Mientras la capa de substrato en el DVD tiene 0,6 mms Atravesar esta capa puede difractar los haces de luz. Blu Ray es de 0,1 mm Evita el problema al ser menos recorrido Permite que se puedan leer los datos. Resistencia a rayas y suciedad Al principio eran más propensos Se le aplica un substrato protector Durabis Protección extra contra las rayas 35 Pendrive Memorias Flash USB Formados por uno o varios chips de memoria flash Tienen un conector USB El coste ha ido disminuyendo y les ha hecho muy asequibles Pueden tener múltiples formatos. Las velocidades de transferencia dependen de la interfaz del puerto USB 1.0 1,5 MB/s 2.0 60MB/s 3.0 300MB/s 36 Tarjetas de memoria. Tarjetas construidas con tecnología flash. Dos tecnologías NOR Tecnología Flash de alta velocidad Permite recuperar datos pequeños (1 byte) Acceso aleatorio – no secuencial. NAND Modo de acceso secuencial Funcionan con pequeños bloques llamados paginas Alta velocidad Tamaño mínimo de recuperación. Necesitaremos un lector de tarjetas compatible en el ordenador. 37
