O que é um disco rígido?

Quando se procura um computador ou notebook para comprar, é bastante comum que eles tenham o armazenamento por HD. A sigla é referente ao termo hard drive, ou disco rígido na tradução livre para o português.

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Os discos rígidos estão entre as opções mais populares para guardar fotos, vídeos, programas ou outros arquivos em geral. Mesmo que os notebooks estejam popularizando o armazenamento por unidades de estado sólido (SSD), os HDs ainda são opções mais interessantes em uma série de situações específicas, como já comentamos em um artigo especial comparando ambas as formas de armazenamento.

Para entender exatamente o que é um disco rígido, é importante saber como ele funciona:

Como funciona um disco rígido e quais seus componentes?

Desenvolvidos na década de 50 pela IBM, os primeiros discos rígidos eram enormes e conseguiam armazenar apenas alguns megabytes de dados. Mesmo que tenham passado por décadas de desenvolvimento, eles continuam funcionando essencialmente da mesma forma.

As evoluções aconteceram devido a técnicas de miniaturização, que permitiram o armazenamento de um volume maior de informações em um espaço menor, assim como o aumento da velocidade e da precisão dos componentes.

Os pratos são responsáveis por armazenar e ler os dados que são acessados pelo computador. Eles rotacionam em volta do eixo central com velocidades pré-determinadas, geralmente entre 5.400 e 7.200 rotações por minuto (RPM).

Quando dados são lidos ou escritos, os comandos necessários através da interface de dados IDE (ou SATA em alguns casos) movimentam o atuador para que o cabeçote (a “agulha”) fique posicionado onde se deseja realizar a operação.

Grande parte do tempo de latência (espera) dos discos rígidos está relacionada a essa operação de movimentação do cabeçote. Depois de fixado na posição correta, ele deve esperar que a parte do disco com os dados passe debaixo, problema que se torna ainda maior em acessos aleatórios.

Em geral, quanto maior a velocidade de rotação do HD, mais rápida é a transferência contínua e menor é a latência.

Funcionamento dos pratos

Em cada lado do prato, existem linhas que vão do eixo até a borda conhecidas como trilhas, que podem ser divididas em triângulos (como fatias de pizza), resultando em “formas” de diferentes tamanhos ao longo do disco.

Cada forma representa o espaço de alocação padrão utilizado pelo sistema, em blocos cuja soma resulta no espaço total do disco. Na imagem, as proporções são maiores apenas para auxiliar na visualização — na prática, eles são invisíveis ao olho nu.

Como o disco rígido é composto por vários pratos montados paralelamente, a leitura é feita simultaneamente em ambos os lados do disco, o que resulta no dobro de cabeçotes em relação aos pratos. Em um disco de quatro pratos, por exemplo, a leitura e a escrita são feitas por cilindros, como mostrado abaixo.

Funcionamento do cilindro

Toda a leitura e escrita dos dados é realizada em diversos níveis de uma vez, aumentando a velocidade de funcionamento e evitando a fragmentação. Os cabeçotes são posicionados em ambos os lados e se movimentam juntos, então em um HD com quatro pratos são manipulados oito setores por vez.

Ao contrário do que possa parecer, o HD não é um dispositivo puramente mecânico. Uma placa eletrônica faz todo o trabalho de organizar as requisições de leitura e escrita, armazenamento de dados no buffer e a comunicação com o resto do computador.

A imagem acima mostra uma placa de circuito de um disco com interface SATA da Western Digital. Produtos mais novos possuem placas bastante pequenas, mas nos mais antigos, como modelos IDE de 20 GB, o componente ocupa toda a base do HD.

HDs são feitos com uma estrutura selada, pois qualquer partícula de poeira pode torná-los inutilizáveis. Por isso, é importante deixá-los sempre intactos — ou, se há uma curiosidade para ver como são as peças internas, é muito recomendado abrir apenas dispositivos que já não são mais úteis.

Qual é melhor, HD ou SSD?

A princípio, a escolha por um HD pode parecer menos favorável, já que estes componentes costumam ser substituídos por SSDs em diversos computadores ou notebooks intermediários. Entretanto, o disco rígido ainda é mais vantajoso em vários casos.

A primeira diferença marcante a favor do HD é seu preço, já que eles geralmente são vendidos por uma fração do valor cobrado por um SSD de mesma capacidade. Portanto, quando a velocidade de leitura ou escrita não é o fator mais importante, o HD ainda pode valer mais a pena — especialmente se ele for usado como uma unidade de armazenamento externa ou para conteúdo de acervo, que será acessado sem grande frequência.

Além disso, a tecnologia atual permite que os HDs tenham espaço de até 20 TB, e diversas empresas continuam melhorando a construção dos componentes para aumentar esse valor. Para efeito de comparação, grande parte dos SSDs disponíveis para o público comum não passam de 8 TB.

Por outro lado, uma série de fatores dão vantagem para os SSDs: eles possuem uma construção mais compacta, podem fazer transferências a velocidades muito mais rápidas e funcionam de forma bem mais silenciosa, além de serem mais resistentes a danos por choques físicos.

Mesmo assim, o uso de HDs é comum em servidores ou outros centros que armazenam uma quantidade muito grande de dados. Desde que fiquem posicionados em locais seguros e possivelmente isolados, os discos rígidos podem ser uma forma mais interessante de manter arquivos guardados de forma segura.

O que é um disco rígido híbrido?

Assim como o nome sugere, o disco rígido híbrido é uma solução que une as vantagens do HD e do SSD. Para isso, ele utiliza uma unidade de disco rígido conectada a outra de estado sólido, para que ambas atuem em uma mesma máquina, ao mesmo tempo.

Em geral, a parte de SSD do disco híbrido possui uma capacidade bem mais baixa, e serve para armazenar arquivos que são acessados frequentemente pelo usuário. Desta forma, as tarefas mais rotineiras são realizadas de forma mais rápida e eficiente.

Enquanto isso, o HD tem a responsabilidade de guardar os arquivos maiores, e até mesmo os dados essenciais do Windows ou qualquer outro sistema operacional que esteja instalado. Programas e outros itens menos utilizados também podem ir para o disco rígido, de acordo com as vontades do usuário.