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Tipos de HD: entenda como funciona cada um

Tipos de HD
Escrito por HD Store

Os tipos de HD (hard disk ou, em português, disco rígido) utilizados atualmente demonstram o quanto a tecnologia evoluiu nesse sentido. Mudaram-se as dimensões, a velocidade e a capacidade em um espaço relativamente curto de tempo.

Por volta dos anos de 1950, por exemplo, era necessário reunir, num gabinete grande e pesado, dezenas de discos de 24 polegadas para se adquirir um espaço de 4,3 MB. Hoje, no entanto, é comum nos deparamos com discos rígidos portáteis capazes de armazenar terabytes!

Naturalmente, um salto de qualidade nessa proporção traz consigo algumas novidades em termos técnicos; uma complexidade cujo conhecimento faz toda a diferença para extrair do computador o desempenho necessário.

Pensando em eliminar quaisquer dúvidas em relação ao disco rígido, decidimos desenvolver este conteúdo com vista em lhe apresentar o que há de mais pertinente acerca dessa tecnologia.

Portanto, neste artigo você aprenderá sobre:

  • tipos de HD (ATA, SATA, SAS e SCSI);

  • como determinar o tamanho ideal;

  • diferenças entre HD e SSD;

  • detalhes relevantes para a escolha do seu HD.

Vamos começar?

Saiba mais: HD para renderização? É importante?

1. Conhecendo os tipos de HD

Normalmente, separamos os tipos de HD pelas chamadas interfaces de controle (ou controlador de disco). A interface nos permite saber a tecnologia do disco rígido usada para conectar a UCP (Unidade Central de Processamento) ao HD.

Até alcançar a capacidade à qual já estamos habituados, os padrões de interface passaram por vários estágios, principalmente entre a metade dos anos 80 — com o surgimento da interface IDE — e a década de 2000.

Para melhor compreendermos essa evolução e, também, as diferenças entre as interfaces, listaremos a seguir os tipos de HD mais populares e utilizados ao longo dos últimos anos.

1.1 ATA (IDE/PATA/ATAPI)

Os padrões de interface IDE (Integrated Drive Electronics), também conhecidos como ATA (Advanced Technology Attachment) conforme retificação da ANSI, ou até mesmo PATA (Parallel Advanced Technology Attachment), surgiram nos anos 80, trazendo o inovador recurso de funcionamento com o driver (controlador) integrado.

Essa questão do driver era uma grande necessidade naquela época, visto que os controladores externos ocupavam um espaço muito grande e se tornariam inviáveis na medida em que a demanda por capacidade aumentasse.

É comum encontrarmos, nas placas-mãe tradicionais, entre dois e quatro slots (portas) para conexão IDE, que permitem a instalação não apenas de múltiplos discos rígidos, mas também outros dispositivos compatíveis — como os leitores e gravadores de CD/DVD.

A compatibilidade com outros dispositivos se dá devido ao surgimento do padrão ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface), que age como extensão para a interface IDE fazer o reconhecimento.

Ao longo do seu ciclo de vida, a interface ATA passou por 8 padronizações diferentes, em que a primeira delas, a IDE/ATA 1, suportava até 540 MB com uma taxa de transmissão de 8,3 MB/s (megabytes por segundo) e ciclo de transferência de 240 ns (nanossegundos).

Para se ter uma ideia do quanto a interface ATA evoluiu, o seu oitavo padrão (ATA/ATAPI 8) tem uma taxa de transmissão superior a 133 MB/s, alcançando os limites do seu cabeamento (cabo flat de 80 vias).

Quanto à capacidade de armazenamento, os últimos modelos ATA variavam entre 40 GB, 80 GB, 160 GB, 320 GB e até 500 GB. Para trabalhar com uma quantidade maior de dados, era comum instalar um HD secundário ou mais.

Embora seja muito menos utilizada hoje em dia, ainda é possível encontrar computadores equipados com HD do tipo ATA — geralmente, as CPUs que não são muito exigidas e podem servir para reaproveitar discos rígidos mais antigos.

1.2 SATA

Como dissemos no tópico acima, o mais avançado padrão ATA já havia atingido os limites do cabo flat, popularmente fabricado com 40 vias, chegando a causar interferências que levavam à perda de dados. Por isso, cabos flat de 80 vias chegaram ao mercado como solução para mitigar o problema.

De qualquer forma, a conclusão era de que a demanda cresceria com mais frequência e a interface ATA não comportaria tais mudanças. Portanto, a solução foi criar uma interface capaz de dar continuidade à evolução.

A interface SATA (Serial Advanced Technology Attachment ou Serial ATA) foi desenvolvida como sucessora do ATA; não demorou para que fosse padronizada no mercado devido à vasta gama de vantagens oferecidas.

Uma das principais diferenças está no tipo de conexão usada na placa-mãe, dispensando os slots IDE pelas entradas SATA, que são bem menores (70mm) e robustos ao mesmo tempo, portanto, permitem a instalação de um número superior de discos rígidos na CPU.

Os tipos de HD SATA contam, também, com tecnologias relacionadas que fornecem recursos diferenciados e providenciais para determinadas ocasiões, como:

  • Link Power Management – recurso para auxiliar na economia de energia elétrica por meio de status de utilização;

  • Hot Plug – permite que o HD seja conectado ao computador quando o sistema operacional estiver em funcionamento;

  • Staggered Spin-UP – possibilita ativar ou desativar discos adicionais sem que os demais sofram interferências.

Quanto à compatibilidade com outros dispositivos presente no ATA, ela existe no SATA? Sim, equipamentos compatíveis com a interface SATA podem ser instalados tranquilamente. Inclusive, os drives — gravadores Blu-ray internos, por exemplo — vendidos no mercado têm interface SATA.

O ganho na performance é outra vantagem do SATA, visto que a transmissão paralela do ATA (133 MB/s) é superada logo na primeira interface SATA que chegou ao mercado (até 150 MB/s). Veja a seguir mais detalhes sobre as versões da interface SATA.

Observação: quando falamos que as taxas de transferência alcançam até determinada velocidade, vale enfatizar que a capacidade máxima raramente é utilizada numa situação real. Portanto, não se deve escolher uma determinada interface com a expectativa de contar com as taxas mais elevadas.

1.2.1 SATA I (1.0)

Inicialmente, a interface padrão SATA I era capaz de transferir dados com taxa máxima de 192 MB/s; um número bastante atrativo levando em conta os 133 MB/s que o ATA levou muitos anos para atingir.

No entanto, devido ao seu esquema de codificação de nome 8B/10B — isto é, cada grupo de 8 bits é codificado em caracteres de 10 bits —, a taxa de transferência foi limitada a 150 MB/s.

1.2.2 SATA II (2.0)

O SATA II entrou em cena rapidamente, chamando atenção pela taxa de transmissão de até 300 MB/s, o dobro do SATA I — até porque a sua frequência de 3 GHz (gigahertz) também era duas vezes maior que a do modelo anterior.

Porém, a sua circulação no mercado gerou algumas polêmicas; uma delas é que o disco tinha um jumper que limitava a velocidade a 150 MB/s em modelos de placa-mãe que não suportavam o SATA II. Logo, usuários desatentos viviam certa ilusão sobre o desempenho do HD.

Outra delas envolve o instituto responsável pelas padronizações SATA, que chamava-se SATA II, levando muitos vendedores a incluírem o selo da entidade nos discos do tipo SATA I para enganar os consumidores.

Hoje a mesma entidade aboliu o nome e hoje é conhecida como SATA-IO (SATA International Organization). As numerações romanas que indicam o tipo de interface também foram abolidas, embora ainda sejam utilizadas no mercado.

1.2.3 SATA III (3.0)

Por fim, em 2009, a terceira versão da interface padrão SATA é lançada no mercado, popularmente conhecida como SATA III ou SATA 3.0.

Seguindo o exemplo do SATA II, trazendo o dobro de capacidade do antecessor, a versão 3.0 tem frequência de 6 GHz e taxa de transmissão de até 600 MB/s.

A princípio, o SATA III é visto como uma versão melhorada da tecnologia, porém, o padrão oferece compatibilidade com conectores de 1,8 polegada para dispositivos de pequeno porte, além de significativas melhorias na eficiência do gerenciador de energia.

No mais, todos os discos rígidos com interface SATA normalmente são encontrados com capacidade de armazenamento que varia entre 500 GB e 3 TB.

1.3 SCSI

A interface SCSI (Small Computer System Inferface), padronizada pela ANSI no ano de 1986, não tem diferenças em relação ao SATA em termos de como o hardware é organizado.

Embora padronizada há muito tempo, talvez a interface SCSI seja uma das menos conhecidas do mercado, devido ao fato de que suas altas taxas de transferência, complexidade e custos a limitaram ao nicho corporativo, sendo, geralmente, inviável para ambientes domésticos.

Como os ambientes menores adotavam a interface IDE por razões diversas, o SCSI era implementado em locais que realmente necessitavam de maiores taxas de transferência.

Levando em consideração o início e o fim da sua linha do tempo, a interface SCSI, quando lançada (SCSI-1), tinha uma taxa de transferência máxima de 5 MB/s numa frequência de 5 MHz (mega-hertz), usando 8 dispositivos em uma só conexão.

A versão Ultra640 SCSI operava com 160 MHz de frequência e 16 dispositivos conectados, tendo uma taxa de transferência máxima até superior ao SATA III, chegando a 640 MB/s.

Portanto, durante um bom tempo essa interface foi aplicada em servidores e soluções de infraestrutura de TI robustas, mas, com a chegada do padrão SATA, o seu espaço no mercado foi se reduzindo.

1.4 SAS

Teria o SCSI chegado ao fim? Certamente foi essa a questão que ficou no ar após o parágrafo acima. Na verdade, a interface SATA, por mais benefícios que ofereça, não chegou para exterminar o SCSI; até porque a demanda por velocidade e desempenho cresce a todo vapor.

Contudo, assim como tratamos o SATA como uma evolução do ATA, o SCSI tem como sucessor o padrão SAS (Serial Attached SCSI), uma tecnologia voltada para ambientes complexos, cuja infraestrutura é extremamente sofisticada e requer o máximo em desempenho.

Embora o SAS rivalize com o SATA por terem funcionalidades parecidas, uma interface SAS de alto desempenho pode trazer grandes benefícios para servidores, por exemplo, devido a características como: até 15.000 rpm (rotações por minuto), baixa latência, temperatura máxima de operação, rigidez estrutural e processadores duplos.

Ou seja, o padrão SAS atende a uma demanda muito mais específica e elevada — isso explica a razão pela qual sua adoção é exclusiva por parte de empresas que trabalham com servidores, como os próprios data centers.

1.5 Resumindo os tipos de HD existentes

Até aqui, constatamos que alguns tipos de HD, apesar de ainda existirem, se encontram em período de obsolescência, como no caso do IDE/ATA que está presente em muitos computadores atualmente.

Quando nos limitamos a comparar as interfaces modernas (SATA e SAS), logo concluímos que ambas se diferem na questão de versatilidade, capacidade e desempenho.

O padrão SATA é destinado às mais diversas finalidades, podendo ser utilizado para desempenhar qualquer tipo de tarefa, mesmo que fora do ideal.

A interface SAS foi desenvolvida para atender às necessidades de grandes infraestruturas de TI, correspondendo ao alto desempenho exigido por esses processos.

2. Desvendando o tamanho ideal do HD

Os discos rígidos têm dimensões específicas para determinados tipos de dispositivos. O mundo informatizado em que vivemos se distingue entre o desktop (computador de mesa) e o portátil (laptop), sendo assim, HDs para PCs são maiores que os de notebooks.

Parece óbvio, mas esse detalhe é muito importante para quem não está bem inteirado sobre o assunto e pretende comprar um HD, seja para uso pessoal, seja para uso corporativo.

Um HD comum para desktop tem, por padrão, 3,5 polegadas; enquanto modelos de disco rígido de um notebook são de 2,5 polegadas.

Há, também, modelos de HD com dimensões de 1,8 polegada, levando muitos a acreditarem que são destinados a laptops, mas são voltados para outros tipos de dispositivos portáteis.

Portanto, em meio a tantas medidas, toda atenção é pouco na hora de pesquisar o tipo adequado de HD.

2.1 E quanto às dimensões do padrão SAS?

São as mesmas do HD para desktop (SATA e ATA), sendo bastante sutis as suas diferenças visualmente — o que chega a ser curioso, considerando o desempenho que um HD SAS pode fornecer.

Entretanto, as diferenças no preço são significativas, o que por si só evitará equívocos no ato da escolha.

2.2 As dimensões influenciam na escolha de um HD externo?

Não. A dimensão de um HD externo não é um fator relevante quando falamos em compatibilidade, pois, em geral, esses dispositivos são conectados via USB — se não, por uma porta SATA.

Quanto às características do HD externo, também chamado “HD portátil”, vale salientar que a conexão USB não fornecerá a mesma velocidade de transmissão que a interface SATA; a taxa será equivalente à de um pendrive, por exemplo.

2.3 Posso optar por um SSD em ambos os casos?

Os cartões SSD (Solid State Drives) são popularmente conhecidos pelo funcionamento em câmeras digitais, smartphones e outros dispositivos móveis, mas podem ser utilizados para suprir as necessidades de armazenamento do desktop ou notebook.

Porém, vale salientar que a tecnologia em questão é diferente do HD, o que não impede, é claro, de utilizá-la como um complemento ao disco rígido — a seguir, explicaremos isso melhor.

Saiba mais: Por que ter um SSD?

3. Entendendo as diferenças entre HD e SSD

Por definição, o disco rígido é um sensível disco de armazenamento magnético, protegido, junto aos demais componentes, por um case de metal — alguns modelos são fabricados em vidro.

Um dispositivo SSD, também chamado “drive de armazenamento”, tem a estrutura constituída por uma tecnologia muito mais recente, caracterizando-se pela sua portabilidade.

Decerto, o maior aspecto que leva à comparação entre os dois modelos de armazenamento é o desempenho inserido em cada um. Um simples cartão SSD pode ter uma taxa de transferência máxima de 550 MB/s, sem mencionar os cartões mais avançados, que podem alcançar 2.000 MB/s.

Esse contraste se deve ao modo como os dados são armazenados nos dispositivos SSD, que utilizam chips de memória Flash em vez de discos magnéticos, o que se reflete em mais velocidade.

Com tantas vantagens da tecnologia SSD sobre os tradicionais discos rígidos, onde estão as desvantagens? A maior delas está no custo por capacidade de armazenamento.

Pelo mesmo preço de um disco rígido comum, padrão SATA, de 1 TB de espaço, dificilmente se consegue adquirir um cartão SSD confiável com metade dessa capacidade.

Uma outra desvantagem do SSD em comparação ao HD é o seu tempo de vida útil, visto que a cada nova tensão elétrica recebida (em decorrência das gravações) a memória é comprometida.

Dessa forma, nada mais natural que haja receio na hora de optar entre uma dessas tecnologias, afinal, todas as vantagens e desvantagens têm grande peso independentemente dos critérios de escolha.

A boa notícia, no entanto, é que existem tipos de HD específicos que reúnem as características de ambas as tecnologias. Abaixo, falaremos sobre o modelo SSHD.

3.1 SSHD (Solid State Hybrid Disc)

O hibridismo inserido no SSHD se deve ao uso da memória Flash junto ao próprio disco rígido, possibilitando que se tire proveito das vantagens existentes no SSD em um HD próximo do convencional.

A memória cache (SDRAM) de um HD comum, na verdade, cumpre o mesmo papel em proporções muito menores. Enquanto o cache costuma ter cerca de 16 MB, no SSHD a quantidade pode ultrapassar 128 MB.

Fora isso, quando o computador é desligado, os dados são perdidos quando o HD é comum; no SSHD, os principais arquivos podem ser armazenados para agilizar processos — execução do boot, por exemplo.

Outro destaque positivo do SSHD é a sua capacidade de economizar energia elétrica ao fazer o buffer salvar ou atualizar arquivos, em vez de acionar o HD a cada vez que tais eventos ocorrem.

Em suma, o SSHD permite que as funções de um SSD sejam utilizadas para executar funções básicas e assim otimizar o desempenho. Em relação ao preço, um SSHD comum custa quase o mesmo valor que um HD convencional.

4. Aprendendo outros detalhes sobre o HD

Ao selecionar o tipo de HD adequado às necessidades, o ideal é que determinados detalhes — ignorados pela maioria dos usuários — sejam considerados, pois eles estão relacionados ao desempenho do produto.

Não estamos falando simplesmente das informações que acompanham a embalagem ou a descrição, tais como a capacidade de armazenamento, interface e dimensões, que têm a sua importância, mas sim das que dizem respeito ao tempo que o dispositivo leva para executar cada procedimento.

Saiba mais: Quais são as diferenças entre os tipos de HD Western Digital?

4.1 Seek Time

Conhecido como Tempo de Busca em português, o Seek Time nada mais é que um indicador do tempo de deslocamento que a cabeça de leitura e gravação leva para mover as trilhas do disco.

Nesse caso, como sempre, quanto menor for o índice de Seek Time, melhor será o desempenho do seu HD.

4.2 Latency Time

O Tempo de Latência nos indica o quanto a cabeça de leitura e gravação demora para chegar ao setor em que executará o processo, aspecto influenciado pelo tempo de rotação (RPM), que costuma ser informado na descrição do produto — os discos rígidos mais comuns têm entre 5.400 RPM e 7.200 RPM).

4.3 Access Time

Também temos o Tempo de Acesso como fator relevante para a escolha de um HD. Seguindo um cálculo da relação entre o Latency Time e o Seek Time, o Access Time nos concede uma estimativa do tempo para que se obtenha uma informação do disco.

4.4 Transfer Rate

Esse termo já foi mencionado diversas vezes neste conteúdo por meio da tradução. A Taxa de Transferência informa o desempenho do HD ao transferir dados, sendo esta dividida em 3 critérios:

  1. Taxa de Transferência Interna: é a capacidade da cabeça de leitura e gravação para gravar informações no disco;

  2. Taxa de Transferência Externa: é a taxa máxima para a transferência de dados entre o disco e outros dispositivos;

  3. Taxa de Transferência Externa Sustentada: é a média entre as taxas interna e externa.

4.5 Mean Time Between Failures (MTBF)

Traduzindo para o português como Tempo Médio entre Falhas, esse indicador nos fornece informações sobre o tempo em que o HD pode funcionar perfeitamente, sem que ocorram falhas.

Os fabricantes realizam testes em laboratório para estimar o índice, porém, o MTBF não pode ser encarado como um dado preciso, mas sim um recurso para comparar o tempo de funcionamento entre diferentes modelos de HD.

Nesse caso, quanto maior for o MTBF, cujo cálculo se baseia em horas, maior será a confiabilidade do disco rígido.

Chegamos ao fim de mais um post e esperamos que tenha aprendido tudo o que ensinamos sobre os diferentes tipos de HD.

No mais, caso queira compartilhar sua experiência, deixe um comentário! Vamos adorar saber!

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