componenti hardware del computer

Yousef Elgohary
COMPONENTI HARDWARE DEL COMPUTER
8/11/2013
Sommario
RAM ............................................................................................................................................................ 2
SCHEDA VIDEO............................................................................................................................................. 3
SCHEDA DI RETE (LAN) ................................................................................................................................. 4
ALIMENTATORE ........................................................................................................................................... 5
MASTERIZZATORE ........................................................................................................................................ 6
FLOPPY DISC DRIVE ...................................................................................................................................... 7
DISSIPATORE................................................................................................................................................ 8
SCHEDA MADRE........................................................................................................................................... 9
PROCESSORE ..............................................................................................................................................10
DISCO RIGIDO .............................................................................................................................................11
Presentazione .........................................................................................................................................11
Descrizione .............................................................................................................................................12
Principi fisici di registrazione magnetica e lettura ....................................................................................12
Organizzazione fisica dei dati ..............................................................................................................13
Operazioni su disco rigido .......................................................................................................................13
Caratteristiche ........................................................................................................................................14
Caratteristiche prestazionali................................................................................................................14
Tempo di accesso a disco ....................................................................................................................15
Altre caratteristiche ............................................................................................................................15
Precauzioni .............................................................................................................................................16
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RAM
La memoria ad accesso casuale (abbreviazione diffusa nel linguaggio comune: "RAM" (Figura 1), acronimo di
Random Access Memory) è una tipologia di memoria informatica caratterizzata dal permettere l'accesso
diretto a qualunque indirizzo di memoria con lo stesso tempo di accesso. La memoria ad accesso casuale si
contrappone alla memoria ad accesso sequenziale e alla memoria ad accesso diretto rispetto alle quali
presenta tempi di accesso sensibilmente inferiori motivo per cui è utilizzata come memoria primaria.
Figura 1 foto di una ram
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SCHEDA VIDEO
In informatica ed elettronica una scheda video (Figura 2) è un componente hardware del computer, sotto
forma di scheda elettronica, che ha lo scopo di elaborazione del segnale video ovvero generare, a partire da
un segnale elettrico in input dal processore, un determinato segnale elettrico in output che possa essere
poi inviato in input a video (display o monitor) per essere trasdotto da quest'ultimo in segnale ottico visivo
e mostrato all'utente.
Figura 2 foto di una scheda video "NVIDIA". Da notare che ha una propria memoria ram e un proprio processore (incorporati)
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SCHEDA DI RETE (LAN)
In informatica la scheda di rete (Figura 3) è a livello logico un'interfaccia digitale, costituita a livello hardware
da una scheda elettronica inserita/alloggiata solitamente all'interno di un personal computer, server,
stampante, router ecc., che svolge tutte le elaborazioni o funzioni necessarie a consentire la connessione
dell'apparato informatico ad una rete informatica.
Figura 3 foto di una scheda di rete (scheda LAN)
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ALIMENTATORE
Un alimentatore (Figura 4) è un convertitore AC-DC, ovvero un apparato elettrico, semplice o composto, che
serve a raddrizzare in uscita la tensione elettrica in ingresso (da alternata AC a continua DC) in modo da
fornire energia elettrica adattandola all'uso di altre apparecchiature elettriche (es. elettrodomestici),
modificando eventualmente anche i livelli di tensione e corrente, e dunque potenza, in uscita attraverso un
trasformatore. Gli alimentatori differiscono ampiamente in funzione della potenza gestita, così anche per le
caratteristiche di qualità della corrente elettrica fornita all'uscita. Un alimentatore con pari valori di
tensione e potenza è più complesso e costoso quanto più la tensione fornita è precisa e stabile, e quanto
maggiore è la sua affidabilità.
Figura 4 foto di un alimentatore
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MASTERIZZATORE
In informatica ed elettronica il masterizzatore (Figura 5) è un dispositivo hardware, nato nei primi
mesi del 1992, atto a creare o duplicare Compact Disc (CD) o DVD di dati, audio e/o video
attraverso un processo di masterizzazione di tipo ottico su supporto di memorizzazione tramite un
laser.
Figura 5 foto di un masterizzatore DVD ROM
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FLOPPY DISC DRIVE
Il floppy disk drive (ellissi diffusa nel linguaggio comune: "floppy drive"; abbreviazione diffusa nel linguaggio
comune: "FDD") o drive per floppy disk (ellissi diffusa nel linguaggio comune: "drive per floppy") è una
tipologia di drive la quale si contraddistingue per essere destinata alla lettura e/o scrittura del floppy disk.
In particolare normalmente il floppy disk drive è in grado sia di leggere che di scrivere il floppy disk, ma
inizialmente sono stati prodotti anche floppy disk drive in grado solo di leggere il floppy disk. Il floppy disk
drive è presente sulla maggior parte dei personal computer anche se negli ultimi anni, per le operazioni di
salvataggio e trasferimento dati, vengono utilizzati molto più spesso i CD-R, i DVD e le chiavi USB.
Attualmente l'unico formato di floppy disk ancora utilizzato è quello da 3½ pollici (Figura 6) mentre negli anni
ottanta, prima della disponibilità di tale formato, la maggior parte dei PC usava floppy da 5¼ pollici.
Figura 6 foto di un floppy disc drive da 3½ pollici.
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DISSIPATORE
In elettronica un dissipatore (Figura 7) è un dispositivo, montato generalmente su una scheda elettronica, che
consente l'abbassamento della temperatura dei componenti elettronici e/o elettronici presenti che
sprigionano calore come transistor e processori, evitando che il surriscaldamento degli stessi ne provochi il
malfunzionamento o l'arresto.
Figura 7 foto di un dissipatore attivo(da una ventola) usato per raffreddare la CPU di un PC
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SCHEDA MADRE
La scheda madre (Figura 8) o scheda di sistema, anche conosciuta come motherboard o mainboard
(abbreviazioni diffuse nel linguaggio comune: "MB", "M/B", "mobo"), è una parte fondamentale di un
moderno personal computer: sotto forma di scheda elettronica principale raccoglie in sé tutta la circuiteria
elettronica e i collegamenti di interfaccia tra i vari componenti interni principali del PC (CPU, memoria e le
altre schede elettroniche montate o alloggiate sopra) comprendendo quindi anche i bus di espansione e le
interfacce verso le periferiche esterne. È responsabile dunque della trasmissione e temporizzazione
corretta di molte centinaia di segnali diversi, tutti ad alta frequenza e sensibili ai disturbi, tra processore e
periferiche interne e viceversa. La sua buona realizzazione è quindi un fattore chiave per le prestazioni e
l'affidabilità dell'intero computer.
Figura 8 foto di una scheda madre. Da notare i socket delle varie componenti (RAM, CPU, GPU, VGA, …), il dissipatore attivo (con ventol a molto
grande) della CPU, i 2 dissipatori passivi (più piccoli) e la piccola pila usata per memorizzare alcuni dati importanti
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PROCESSORE
L'unità di elaborazione o processore (Figura 9) è un tipo di dispositivo hardware del computer che si
contraddistingue per essere dedicato all'esecuzione di istruzioni. In altri termini l'unità di elaborazione è il
dispositivo che nel computer esegue materialmente l'elaborazione dati. Le altre componenti del computer
sono ausiliarie all'unità di elaborazione oppure costituiscono l'interfaccia di input o l'interfaccia di output
(periferiche). L'unità di elaborazione, l'interfaccia di input e l'interfaccia di output sono infatti le tre
componenti logiche sempre presenti nel computer. Un computer può essere dotato anche di più processori
che collaborano tra loro. In tal caso si parla di "computer multiprocessore" e l'elaborazione dati viene
anche chiamata, con termine più specifico, "multielaborazione" o "multiprocessing". Il processore, in
quanto sistema elettronico digitale, tipicamente lavora ad una certa frequenza di clock che rappresenta
uno dei suoi parametri prestazionali in termini di capacità di processamento. Una tipologia di processore
oggi estremamente diffusa è il microprocessore. Un microprocessore è un processore interamente
contenuto in un circuito integrato. Il primo microprocessore commercializzato della storia è stato l'unità di
elaborazione centrale Intel 4004, commercializzata a partire dal 1971. Il microprocessore è una tipologia
particolare di processore elettronico che si contraddistingue per essere interamente costituita da uno o più
circuiti integrati e per questo di dimensioni molto ridotte. Il microprocessore è attualmente
l'implementazione più comune della CPU e della GPU, utilizzato dalla quasi totalità dei moderni computer,
con la caratteristica di utilizzare, per tutte le sue elaborazioni, un insieme di istruzioni fondamentali di base
(instruction set).
Figura 9 foto di un microprocessore “Intel Pentium” e il suo dissipatore attivo (con ventola).
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DISCO RIGIDO
Presentazione
Un disco rigido (Figura 10) o disco fisso, anche chiamato hard disk drive (abbreviazioni comuni: "hard disk",
"HDD") o fixed disk drive (abbreviazioni comuni: "fixed disk", "FDD"), è un dispositivo di memoria di massa
di tipo magnetico che utilizza uno o più dischi magnetizzati per l'archiviazione dei dati (file, programmi e
sistemi operativi). Il disco rigido è una periferica di input-output del computer ed è uno dei tipi di dispositivi
di memoria di massa attualmente più utilizzati essendo presente nella maggior parte dei computer ed
anche in altri dispositivi elettronici, come ad esempio il PVR. Il disco rigido è stato per lungo tempo l'unica
scelta sui personal computer, ma sta conoscendo una perdita di quote di mercato a favore dei più recenti
dischi a stato solido (SSD).
Figura 10 foto di un disco rigido
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Descrizione
Il disco rigido (Figura 10 Errore. L'origine riferimento non è
stata trovata.Errore. L'origine riferimento non è stata
trovata.) è costituito fondamentalmente da uno o più
piatti in rapida rotazione, realizzati in alluminio o vetro,
rivestiti di materiale ferromagnetico e da due testine per
ogni disco (una per lato), le quali, durante il
funzionamento "volano" alla distanza di poche decine di
nanometri dalla superficie del disco leggendo o scrivendo i
dati. La testina è tenuta sollevata dall'aria mossa dalla
rotazione stessa dei dischi la cui frequenza o velocità di
rotazione può superare i 15.000 giri al minuto;
attualmente i valori standard di rotazione sono 4.200,
5.400, 7.200, 10.000 e 15.000 giri al minuto.
Figura 11 foto di un disco rigido senza cover
Principi fisici di registrazione magnetica e lettura
La memorizzazione o scrittura dell'informazione o dati sulla
superficie del supporto ferromagnetico consiste sostanzialmente nel
trasferimento di un determinato verso alla magnetizzazione di un
certo numero di domini di Weiss. Ad un certo stato (verso) di
magnetizzazione è associato un bit di informazione (1 o 0). Il numero
di domini di Weiss che costituiscono un singolo bit, moltiplicato per
la loro estensione superficiale media, rapportato alla superficie di
archiviazione disponibile, fornisce la densità d'informazione (bit al
pollice quadro). Quindi stipare una maggiore quantità di dati sullo
stesso disco richiede la riduzione del numero di domini che
concorrono alla definizione di un singolo bit e/o la riduzione dell'area
di un singolo dominio magnetico. L'evoluzione continua della
Struttura della superficie di un piatto:
tecnologia dei dischi rigidi ci ha portati ormai vicino al limite fisico
A) Traccia
inferiore tollerabile: quando infatti il numero di domini che
B) Settore
definiscono un singolo bit si è avvicinato all'unità e la loro area è
dell'ordine di pochi nanometri quadri, l'energia termica del sistema è
C) Settore di una traccia (o anche traccia
diventata ormai paragonabile all'energia magnetica ed è sufficiente
di un settore)
un tempo brevissimo a far invertire il verso della magnetizzazione del
D) Cluster, insieme di frammenti di
dominio (trattasi di una fluttuazione aleatoria) e perdere in questo
tracce contigui
modo
l'informazione
contenuta.
La
lettura/scrittura
dell'informazione magnetica in passato veniva affidata a testine
induttive, avvolgimenti di rame miniaturizzati in grado di rilevare, in fase di lettura e secondo il principio di
induzione magnetica, la variazione del flusso del campo magnetico statico al transitare della testina tra un
bit ed il successivo di una traccia contenente i bit, oppure in maniera duale imprimere una magnetizzazione
sul disco in fase di scrittura. L'evoluzione che la spintronica ha portato nelle case di tutti sono state le
testine magnetoresistive, basate su un dispositivo, la spin-valve, in grado di variare resistenza al mutare
dell'intensità del campo magnetico. Il vantaggio dato da queste testine risiede nella loro sensibilità,
migliore rispetto alle vecchie testine induttive, e nella loro dimensione ridottissima, cosa che consente di
seguire il passo delle evoluzioni verso il nanometro per quanto riguarda l'area di un singolo bit. Infine, il
prossimo futuro vedrà protagoniste della scena le testine di lettura basate sulle magnetic tunneling
junction, MTJ.
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Organizzazione fisica dei dati
I dati, a livello fisico, sono generalmente memorizzati su disco
seguendo uno schema di allocazione fisica ben definito in base al
quale si può raggiungere la zona dove leggere/scrivere i dati sul disco.
Uno dei più diffusi è il cosiddetto CHS, sigla del termine inglese
Cylinder/Head/Sector (Cilindro/Testina/Settore); in questa struttura i
dati sono memorizzati avendo come indirizzo fisico un numero per
ciascuna delle seguenti entità fisiche (Figura 12):
Piatto: un disco rigido si compone di uno o più dischi paralleli, di cui
ogni superficie, detta "piatto" e identificata da un numero univoco, è
destinata alla memorizzazione dei dati.
Figura 12 disco rigido da 8 GigaByte
Traccia: ogni piatto si compone di numerosi anelli concentrici
smontato nelle sue componenti
numerati, detti tracce, ciascuna identificata da un numero univoco.
Cilindro: l'insieme di tracce alla stessa distanza dal centro presenti su
tutti i dischi è detto cilindro. Corrisponde a tutte le tracce aventi il
medesimo numero, ma diverso piatto.
Settore: ogni piatto è suddiviso in settori circolari, ovvero in "spicchi"
radiali uguali ciascuno identificato da un numero univoco.
Blocco: L'insieme di settori posti nella stessa posizione in tutti i piatti.
Testina: Su ogni piatto è presente una testina (Figura 13) per accedere
in scrittura o in lettura ai dati memorizzati sul piatto; la posizione di
tale testina è solidale con tutte le altre sugli altri piatti. In altre parole,
se una testina è posizionata sopra una traccia, tutte le testine
Figura 13 testina all'estremità del
braccetto di lettura con il suo riflesso
saranno posizionate nel cilindro a cui la traccia appartiene.
sul piatto
Cluster: insieme di frammenti di tracce contigui.
Questa struttura introduce una geometria fisica del disco che consta
in una serie di "coordinate" CHS, esprimibili indicando cilindro,
testina, settore. In questo modo è possibile indirizzare univocamente ciascun blocco di dati presente sul
disco. Ad esempio, se un disco rigido si compone di 2 dischi (o equivalentemente 4 piatti), 16384 cilindri (o
equivalentemente 16.384 tracce per piatto) e 16 settori, e ciascun settore di una traccia ha una capacità di
4096 byte, allora la capacità del disco sarà di 4 × 16384 × 16 × 4096 byte, ovvero 4 GB. Il fattore di
interleaving è il numero dei settori del disco rigido che si deve saltare per leggere consecutivamente tutti
quelli della traccia. Ciò dipende strettamente dalle caratteristiche prestazionali del disco rigido stesso, cioè
dalla velocità di rotazione del disco, dal movimento dei seeker con le relative testine e dalla velocità di
lettura-scrittura della stessa testina. Tale processo è stato introdotto poiché inizialmente le CPU, che
ricevevano e rielaboravano i dati letti, compivano queste azione ad una velocità inferiore della velocità di
lettura/scrittura sul disco rigido, quindi, una volta rielaborati i dati provenienti da un settore, la testina si
troverebbe già oltre l'inizio del settore successivo. Alternando i settori in modo regolare e leggendoli
secondo lo specifico interleaving factor, si velocizzava il disco rigido e il calcolatore. I moderni dischi rigidi
non necessitano di interleaving.
Operazioni su disco rigido
In generale su disco rigido sono possibili le seguenti operazioni:
Lettura-scrittura dati
Partizionamento
Formattazione
Scandisk
Deframmentazione
Backup
Pulitura disco
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Caratteristiche
Caratteristiche prestazionali
I dischi rigidi moderni hanno capacità e prestazioni enormemente superiori a quelle dei primi modelli, ma poiché nel
frattempo la velocità e le prestazioni delle memorie ad accesso casuale (RAM e ROM) sono aumentate molto di più, la
loro velocità nella lettura e scrittura dei dati restano comunque di diversi ordini di grandezza al di sotto delle
prestazioni della RAM e della componentistica a stato solido che equipaggia un computer. Per questo motivo il disco
rigido è spesso la causa principale del rallentamento di un computer (collo di bottiglia) soprattutto quando, a causa di
una memoria RAM inferiore alla memoria virtuale richiesta dai programmi in esecuzione, il sistema operativo è
costretto ad effettuare un gran numero di operazioni di swap tra il disco e la memoria centrale. Le caratteristiche
prestazionali principali di un disco rigido sono:
La capacità di memorizzazione
Il tempo di accesso ai dati
La velocità di trasferimento dei dati
La capacità di memorizzazione (Figura 14Figura 14) è in genere espressa in gigabyte (GB). I produttori usano i gigabyte
decimali, invece delle approssimazioni per potenze di due usate per la memoria. Questo significa che la capacità di un
disco rigido è in realtà un poco più piccola di quella
di un modulo di memoria con la stessa capacità, e lo
scarto aumenta all'aumentare delle dimensioni.
Quando la capacità è espressa in GB, il fattore di
correzione è di (1000/1024)3, pari a circa 0,93, per
cui un disco rigido da 320 GB ha una capacità
effettiva di circa 298 GB. Attualmente (ottobre 2010)
i dischi rigidi si trovano in vendita con capacità fino a
4 TB. Alcune aziende accorpano più dischi in un
unico box per arrivare a capacità di 7,5 TB, si tratta
di un espediente per poter offrire la massima
capacità di archiviazione nel minimo spazio, ad es:
Lacie Big Disk, Maxtor Shared Storage, ecc. La
capacità può essere aumentata incrementando la
Figura 14 aumento della capacità nel corso del tempo
densità con cui le informazioni vengono
memorizzate sui piattelli che compongono il disco
rigido o impiegandone un numero maggiore. Il
tempo di accesso è la variabile più importante nel determinare le prestazioni di un disco rigido (conoscendo il modello
facilmente si può risalire ai dati tecnici dell'unità compreso il tempo di accesso; molti produttori di computer non
menzionano questo dato e a volte nemmeno la marca e il modello). Si tratta del tempo medio necessario perché un
dato, residente in un punto casuale del disco, possa essere reperito. Il tempo impiegato dipende dalla velocità della
testina a spostarsi sulla traccia dove risiede il dato e dalla velocità di rotazione del disco; maggiore è la velocità e più
breve è il tempo impiegato dal dato a ripassare sotto la testina nel caso questa non fosse arrivata in tempo sul dato,
durante la rotazione precedente (latenza rotazionale). I produttori cercano perciò di realizzare testine sempre più
leggere (che possono spostarsi più in fretta perché dotate di minore inerzia) e dischi che girano più velocemente. Il
tempo di accesso tipico per un disco rigido da 7200 rpm è di circa 9 millisecondi (ms), per uno da 15.000 rpm è
inferiore a 4 ms. La velocità di trasferimento è la quantità di dati fornita dal disco rigido in un determinato tempo (in
genere si prende 1 secondo come riferimento). Usare dischi che ruotino più velocemente o incrementare la densità di
memorizzazione porta ad un miglioramento diretto della velocità di trasferimento. Va ricordato che la velocità di
trasferimento cala in modo proporzionale al numero di discontinuità nei settori che compongono il file ricercato (vedi
frammentazione). Oltre alle tre viste sopra, altre caratteristiche influenzano in misura minore le prestazioni di un disco
rigido. Tra queste:
Il buffer di memoria
La velocità d’interfaccia
Il buffer è una piccola memoria cache (in genere di alcuni megabyte) posta a bordo del disco rigido, che ha il compito
di memorizzare gli ultimi dati letti o scritti dal disco. Nel caso in cui un programma legga ripetutamente le stesse
informazioni, queste possono essere reperite nel buffer invece che sul disco. Essendo il buffer un componente
elettronico e non meccanico, la velocità di trasferimento è molto maggiore, nel tempo, la capacità di questa memoria
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è andata sempre aumentando, attualmente (ottobre 2010) 32 MB o anche 64MB sono una dimensione abbastanza
usuale. L' interfaccia di collegamento tra il disco rigido e la scheda madre (o, più specificatamente, il controller) può
influenzare le prestazioni perché specifica la velocità massima alla quale le informazioni possono essere trasferite da o
per il disco. Le moderne interfacce tipo ATA133, Serial ATA o SCSI possono trasferire centinaia di megabyte per
secondo, molto più di quanto qualunque singolo disco fisso possa fare, e quindi l'interfaccia non è in genere un fattore
limitante. Il discorso può cambiare nell'utilizzo di più dischi in configurazione RAID, nel qual caso è importante
utilizzare l'interfaccia più veloce possibile, come per esempio la Fibre Channel da 2 Gb/s.
Il buffer è una piccola memoria cache (in genere di alcuni megabyte) posta a bordo del disco rigido, che ha il compito
di memorizzare gli ultimi dati letti o scritti dal disco. Nel caso in cui un programma legga ripetutamente le stesse
informazioni, queste possono essere reperite nel buffer invece che sul disco. Essendo il buffer un componente
elettronico e non meccanico, la velocità di trasferimento è molto maggiore, nel tempo, la capacità di questa memoria
è andata sempre aumentando, attualmente (ottobre 2010) 32 MB o anche 64MB sono una dimensione abbastanza
usuale. L' interfaccia di collegamento tra il disco rigido e la scheda madre (o, più specificatamente, il controller) può
influenzare le prestazioni perché specifica la velocità massima alla quale le informazioni possono essere trasferite da o
per il disco. Le moderne interfacce tipo ATA133, Serial ATA o SCSI possono trasferire centinaia di megabyte per
secondo, molto più di quanto qualunque singolo disco fisso possa fare, e quindi l'interfaccia non è in genere un fattore
limitante. Il discorso può cambiare nell'utilizzo di più dischi in configurazione RAID, nel qual caso è importante
utilizzare l'interfaccia più veloce possibile, come per esempio la Fibre Channel da 2 Gb/s.
Tempo di accesso a disco
Il tempo di accesso a disco è influenzato da cinque fattori:
Controller Overhead (overhead del controllore): è il tempo necessario alla gestione dei dati e l'invio dell'opportuno
interrupt; è il tempo in assoluto minore;
Seek time (tempo di ricerca): è il tempo necessario a spostare la testina sulla traccia; è il fattore più critico poiché si
tratta di un movimento meccanico e non di un impulso elettrico; questo fa sì che non si possa scendere al di sotto di
qualche decina di millisecondo;
Assessment time (tempo di assestamento): è il tempo necessario all'assestamento della testina sulla traccia dopo lo
spostamento; spesso viene inglobato nel 'Seek time;
Latency time (tempo di latenza): (anche rotational latency) è il tempo necessario perché, a causa della rotazione del
disco, l'inizio del settore desiderato arrivi a trovarsi sotto la testina; ovviamente dipende dalla velocità dello spindle;
per esempio con una velocità (tipica) di 5400 rpm, il tempo di latenza massimo è di circa 11 millisecondi;
Rotational time (tempo di rotazione): è il tempo necessario al settore per passare sotto la testina, tempo durante il
quale il settore viene letto o scritto. Tempo di accesso: ControllerOverhead + SeekTime + Latency + RotationalTime
Altre caratteristiche
I dischi rigidi sono prodotti in 7 dimensioni standardizzate chiamati "fattore
di forma", e si riferisce al diametro del disco espresso in pollici: 8 - 5,25 - 3,5
- 2,5 - 1,8 - 1 - 0,85. I primi sono utilizzati nei personal computer chiamati
desktop, nei server, e nelle unità NAS, unità remote di memorizzazione in
reti di calcolatori e ultimamente disponibili anche per uso casalingo. I
secondi nei computer portatili e dovunque ci sia poco spazio e/o potenza di
alimentazione, i più piccoli nei dispositivi tascabili. Tutti i formati sono
utilizzati anche per realizzare memorie di massa esterne ai computer,
collegabili tramite un cavo USB o FireWire, adottate quando sia necessario
ampliare la capacità di memorizzazione del computer o quando occorra
trasportare agevolmente grandi quantità di dati. Nel formato maggiore
Figura 15 microdrive IBM
l'alimentazione elettrica avviene tramite un alimentatore collegato alla rete
elettrica; il formato 2,5 solitamente è alimentato direttamente dal cavo
dell'interfaccia; i più piccoli dalla batteria del dispositivo in cui risiedono.
Attualmente (ottobre 2010), la capacità massima di archiviazione di questi dispositivi è di 3 terabyte. Il miglior
rapporto tra capacità e prezzo sono i dispositivi da 1 terabyte, due costruttori, Seagate Technology e Western Digital
forniscono queste periferiche differenziandone i modelli in base alle prestazioni, velocità e consumo di corrente, le
unità destinate ai RAID hanno un MTBF di 1.200.000 ore (100 anni). I dischi rigidi da 2,5" sono infatti più piccoli e
meno esigenti, ma al prezzo di capacità e prestazioni sensibilmente minori e costi maggiori (ad esempio, una velocità
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di rotazione di 4200 o 5400 rpm, invece dei 7200 rpm o più dei dischi da 3,5). Il disco rigido della dimensione di un
pollice è il più recente immesso sul mercato e corrisponde al formato compact flash di tipo II, grandi solo due o tre
centimetri e spessi quanto una carta di credito, ma capaci di memorizzare comunque alcuni gigabyte di dati (Figura 15).
L'ideazione da parte di Hitachi nel 2005 del cosiddetto metodo di "registrazione perpendicolare" ha aperto la strada
ad una nuova generazione di dischi rigidi, con capacità dieci volte maggiori a parità di dimensioni (o, parallelamente,
dimensioni 10 volte minori a parità di capacità), grazie ad una maggiore densità con cui le informazioni vengono
memorizzate nel materiale magnetizzato che costituisce i piatti del disco. Un'ulteriore incremento della densità di bit
per unità di superficie è prevedibile con l'impiego di un diodo laser che riscaldi la zona di posizionamento del bit da
registrare; questa tecnica in via di sviluppo porta a prevedere come massimo impaccamento, un terabit per pollice
quadrato. I dischi rigidi più veloci, avendo motori più potenti, sviluppano molto calore. Alcuni devono addirittura
essere raffreddati con ventole apposite. Il suono emesso da un disco è composto da un sibilo continuo, generato dalla
rotazione dei dischi e da un crepitio intermittente, di cui ogni clic corrisponde ad un movimento della testina. In molti
casi il rumore generato può risultare fastidioso, pertanto i produttori tendono ad adottare soluzioni tecniche per
ridurlo al minimo, inevitabilmente però, un disco veloce risulta più rumoroso di uno lento; tra i vari dati forniti dal
costruttore per un dato modello, compare anche il valore di rumore espresso in dB. Per maggiore flessibilità, in alcuni
dischi la velocità di spostamento della testina è impostabile via software; alcuni produttori, per ridurre di qualche
decibel il rumore, adottano la bronzina come supporto dell'albero rotante al posto del cuscinetto. Anomalie nei suoni
emessi dal disco rigido sono indicativi di severi danni meccanici, i quali rendono i dati inaccessibili e solo attraverso
sofisticate tecniche di recupero dati, questi possono essere in alcuni casi resi nuovamente disponibili. Un significativo
miglioramento si registra anche nei consumi di energia elettrica (Wh), sempre in diminuzione grazie al sempre più
sofisticato controllo delle parti meccaniche in movimento, come ad esempio la gestione della velocità di spostamento
delle testine proporzionale al tempo che impiegheranno ad arrivare sul punto in cui passerà il dato, è inutile arrivare
prima sul posto e poi dover aspettare, meglio arrivare giusto in tempo con velocità più lenta, significa meno corrente
consumata e minor rumore.
Precauzioni
Se si dovesse tentare una riparazione fai da te di un disco rigido senza l'adeguata strumentazione (camera
bianca), si potrà talvolta arrivare allo smontaggio della parte elettronica, ma qualsiasi tentativo di aprire la
parte sigillata che contiene le parti mobili del disco rigido quasi sicuramente tramuterà il problema in un
danno irreversibile, in quanto anche un piccolissimo granello di polvere renderà inutilizzabile la superficie
del disco, il vano che lo contiene è sigillato ma non ermetico, un piccolo foro protetto da un filtro
estremamente fine permette di mantenere la camera alla stessa pressione atmosferica esterna.
Solitamente i centri assistenza specializzati e professionali faranno poi pagare molto caro anche il solo
tentativo di riparazione.
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