El futuro de los discos duros

El futuro de los discos duros

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Los discos duros son sin duda uno de los elementos más importantes hoy en día en la computación. Sin estos, la vida en internet sería algo casi imposible, y se vería muy limitada la computación tal como la conocemos hoy en día. Sin embargo, se ha llegado a un punto en la cual los discos actuales están haciendo un cuello de botella enorme. Entérate en esta noticia cuáles son las tendencias hacia el futuro.

 

La importancia de los discos duros

¿Alguna vez se han puesto a pensar en lo importante que resulta un disco duro? ¿No? Bueno, para poner un ejemplo: imagínense si un buen día despertáramos y no tuviéramos un pasado. No nos acordamos de cómo nos llamamos, no nos acordamos que tenemos un trabajo, no nos acordamos de la cara de nuestros hijos.

Ahora imagínense ese cuadro aplicado a la informática. ¿Qué sería de un computador que no pudiera recordar datos? Una simple calculadora de bolsillo. Les apuesto que andaría bastante más rápido el cálculo del total que me va a salir en el supermercado con un Core 2 Extreme X6800. O tal vez el contador estaría feliz si pudiera sacar las cuentas con un flamante AMD Athlon 64 FX…
El hecho es, cuando hace 50 años atrás IBM despachó su primer disco duro, se inauguró por decirlo de alguna forma, una nueva forma de ver la informática. Desde ese momentos se pudo almacenar datos, que permitía de alguna u otra manera, recopilar información de una forma fácil, ordenada y rápida. (Nótese la importancia de la palabra información).

Ese primer disco duro de 5MB, y una tonelada de peso, fue el pie de inicio para el cambio en el manejo de la información y en el cambio total en el manejo de la computación. Eso fue hace 50 años atrás, hoy en día, en nuestros bolsillos cabe fácilmente un reproductor de MP3 de 2.000MB, e incluso hay reproductores muchísimo más grandes que eso. Sin lugar a dudas, el que una máquina pudiera “recordar” cosas facilitó bastante las cosas como para llegar a conocer la computación como la conocemos hoy en día, y gracias a la cual estás leyendo este aburrido artículo.

Las dudas

Hace algún tiempo atrás, un profesor en la universidad nos dijo que la RAM era casi 1.000 veces más rápida que un disco duro. En ese momento, la verdad es que no le hice mucho caso, pero siempre me quedó ese punto dándome vueltas en la cabeza. Fue sino unos años más tarde que me empecé a cuestionar preguntas como:

¿Qué tanto conviene un RAID0?
¿Existirá alguna forma de hacer más rápidos los discos duros?
¿Por qué si los pendrives están basadas en la misma tecnología son tan lentos?
¿Será realmente tan así que un disco duro es 1.000 veces más lento que la memoria RAM?

Ahora bien, lo que diga un profesor en su catedra muchos lo toman como “materia pasada, materia olvidada” una vez que hayan pasado el ramo. En mi caso, no fue distinto, pero me acordé de esa frase de oro cuando vi el primer video promocionando (por decirlo de alguna forma) el I-Ram (y no, no es algo derivado de Apple, a los fabricantes les encantó la idea de ponerle una I antes del nombre del producto, tenemos el I-Ram, iAudio, iPod, y algunos cuantos iProductos más que no conozco), la solución de Gigabyte que pretende dar un gran salto en cuanto a promocionar la rapidez en los discos duros.

Con el pasar de los años, encontré bastantes respuestas a varias de estas interrogantes, pero la duda principal persistía: ¿Por qué si se sabe que los discos duros son tan lentos, los siguen fabricando de la manera en que son hechas en la actualidad?

La verdad es que si tomamos esa pregunta literalmente, en realidad podrían decir “este tipo está loco, se ha avanzado bastante en esa área” … Claro, es cierto, se han tratado de introducir numerosos cambios para que los discos actuales sean más rápidos (¿Les suena NCQ, grabación perpendicular, estándar SATA?) pero en el gran fondo del abismo abismal, sigue siendo lo mismo: todavía se depende de unos cuantos platos que giran a una equis velocidad y un cabezal que se mueve como loco hacia todos lados. ¿Será acaso que por ser algo mecánico los fabricantes de discos duros los siguen haciendo de esa manera para que la gente al echársele a perder un disco tenga que comprar otro?

La balanza: desventajas de memoria flash

Mucho se ha discutido ya sobre el futuro, y tal como en el caso del upgrade del DVD (anterior CD), cada empresa revela formas distintas de hacer la misma cosa. Casi todos los fabricantes de discos duros están investigando al respecto y proponiendo soluciones, pero ningún estándar se ha definido todavía. Sin embargo, a lo que apunta el futuro, es en términos muy simples, a la memoria flash, cuya primera aparición fue en 1984, por el Dr. Fujio Masuoka, que en aquel tiempo estaba trabajando para Toshiba. Este concepto se fue redefiniendo y ajustando durante años para que pueda ser aprovechado en el futuro. Ahora bien, han pasado ya 22 años desde la invención de la memoria flash y aún no vemos un disco duro más rápido. ¿Esto por qué? Por las grandes inconvenientes que aún no han sido superadas:

1.- Una memoria flash tiene, al contrario de un disco duro común y corriente, un límite de re-escritura: En la actualidad, ese límite está en 1 millón de veces, es decir, una información puede ser borrada y re-escrita sólo 1 millón de veces. Si bien es cierto existen soluciones como contar el número de veces que se ha escrito sobre un sector y realocando para que haya un número parejo en toda la memoria flash, es una solución externa y poco práctica.

2.- Si bien es cierto, se puede leer cualquier byte dentro de la memoria flash, no se puede borrar cierto byte en específico: En vez de eso, se tiene que borrar un bloque entero (que típicamente es de 32, 64, 128 ó 256Kb).

3.- El costo por byte es significativamente más alto que el costo por byte de un disco duro común y corriente: lo que de cierta manera, ha evitado que los dispositivos basados en memoria flash surjan de manera efectiva.

El otro lado de la balanza: desventajas de los discos duros

Hasta el momento, todo este asunto de las memorias flash parece ser una pésima implementación. Les tengo buenas noticias: también los discos actuales tienen muchas desventajas:

1.- Los dispositivos basados en memorias flash siguen siendo muchísimo más rápidas que los tradicionales discos duros: en gran parte porque no tienen el famoso Seek Time que tienen los discos duros, que es el tiempo que se demora en que la CPU pide un dato, se tenga que viajar al disco duro, el disco duro recibe la orden, le dice al cabezal que se tiene que ir primero a buscar dónde está ubicado el archivo, luego se va adonde está el archivo en el disco mismo, rescata el dato, lo copia a la ram y finalmente se entrega al procesador para que éste lo procese. (En los WD Raptor -de 10.000 rpm-, se demora entre 7 a 8 milisegundos en hacer todo este proceso, mientras que en un disco más “normal” -de 7.200 rpm-, se demora típicamente entre 13 a 18 milisegundos, mientras que en las memorias flash, este proceso es casi instantáneo: apenas de 35 a 100 microsegundos, o sea, casi 100 veces más rápido que el famoso Raptor).

2.- Los discos duros, al ser mecánicos, se echan a perder rápidamente: Uno de los casos más comunes que se ve día a día en el foro de Almacenamiento, es del tipo: “Ayuda, en mi disco duro suena un sonido tipo TAC TAC”. Para los más entendidos, es el típico TAC TAC de la muerte, la cual indica que al disco en sí le queda muy poco tiempo de vida. A pesar de que tratamos
de hacer todo lo posible para ayudar al afectado, no siempre queda mucho por hacer. Lo que les puedo recomendar, es conseguirse un software que le saque una imagen al disco completo, para estresar al disco una sola vez más y tratar de esta forma, de recuperar la información tan valiosa que hemos baja…. emmm .. perdón, generado en años de sacrificio a costa de nuestra conexi… esteee … sudor y lágrimas. Dicen las malas lenguas que un disco en promedio dura aproximadamente 3 años.

3.- Los discos duros tradicionales son bastantes limitados en cuanto al área de trabajo en las cuales pueden trabajar: Por la misma razón anterior, por el hecho de ser mecánicos y también por el hecho de que el cabezal se encuentra peligrosamente cerca de los platos, un movimiento muy fuerte o muy brusco le juega en contra por los principios de las leyes que rigen la inercia. (No me pregunten acerca de eso, seré bueno en lo que es computación y programación, pero en física soy nulo total). Asimismo, el rango de temperaturas en las cuales puede trabajar un disco duro es bastante limitado; por poner un caso; en el ejército todos los elementos que componen por ejemplo un avión tiene que ser capaz de soportar temperaturas que van desde los -60° C hasta los +95° C (bueno, a excepción del piloto), es un rango de temperatura que un disco duro normal no soportaría, en gran parte porque sus partes mecánicas se congelarían y por el otro lado, se quemaría el motor que hace girar los cabezales de una.

4.- Consumo de energía eléctrica: Como en CHW somos modernos pos oye, nos preocupamos desde hace ya algunos meses atrás del consumo de energía eléctrica en nuestros computadores, y a su vez, nos preguntamos si acaso estábamos consumiendo demasiada energía. El hecho es, que los discos duros consumen energía eléctrica, y bastante comparado con una memoria flash, que según fuentes abajo citadas, “sólo consumen una fracción” de lo que consume un disco duro normal. Es un aspecto no menor, sobretodo tomando en cuenta la durabilidad de las baterías en un notebook por ejemplo, o porque no, cuidando de mejor manera nuestro medio ambiente y de paso, achicando nuestra cuenta eléctrica.

Para aquellos que tienen cierto recelo a la lectura, nada mejor que un cuadro explicativo (sacado de la página de Samsung)

Al final… ¿Qué parte de la balanza pesa más?

Llegó la hora de preguntarnos hacia dónde se dirige este mundo. ¿Seguiremos con los discos duros actuales o el futuro nos dice que migraremos hacia un nuevo tipo de disco llamado Discos de Estado Sólido (SSD en inglés: Solid State Discs)?

Para responder a esta última pregunta, deberemos aclarar querido lector, que entraremos a un tema omitido hasta el momento: existen dos tipos de discos duros basado en memorias. Por un lado, tenemos a las SSD basadas en memoria DRAM (El famoso I-Ram) y las otras basadas en memorias Flash (DRAM-SSDs y Flash-SSDs respectivamente).

¿Cuáles son las principales diferencias?

1.- Las DRAM son volátiles, es decir, necesitan energía constantemente: Una falla en la energía de apenas 10 microsegundos es suficiente para que se borren todos los datos. Por otro lado, las memorias flash pueden almacenar los datos por lo menos 10 años sin recibir ningún tipo de electricidad.

2.- El tiempo de acceso: En las memorias DRAM, es de 10 a 50 microsegundos. En las memorias flash, este tiempo se aumenta a como ya habiamos dicho, 35 a 100 microsegundos. En el uso casero, ¿se nota esta diferencia? La respuesta es “no”, sin embargo, para entornos muy exigentes, esta diferencia sí se podría notar.

3.- Tiempo de vida: Al contrario de las de tipo DRAM, las memorias flash en el mejor de los casos, puede ser reutilizado un millón de veces. Las memorias DRAM son ilimitados. Aún así, con los actuales algoritmos, un disco basado en memoria flash tiene una durabilidad promedio de 100 años.

4.- Consumo de energía: Si bien es cierto, la memoria DRAM es mucho más rápida, la memoria flash gasta bastante menos energía. Por ende, la generación de calor es bastante menor comparada con una memoria DRAM, lo cual evita tener que montar disipadores, ventiladores y demases.

Bueno, para terminar con este informativo-noticia-opinión, creo que la balanza se inclina bastante más por soluciones basadas en memorias flash, la cual en la actualidad ya vemos ampliamente implementada en pendrives, iPods y otros pero que todavía no llega a nuestras casas de forma masiva en nuestros PCs, aunque ya Samsung ha anunciado líneas de discos duros de 2.5′ y 1.8′ para ser usados en notebooks.
Sólo basta decir que aunque no se ve masivamente este tipo de soluciones para el común de los mortales, personalmente opino que la verdad es que este tipo de soluciones es un giro de 360° en lo que a tecnología de almacenamiento se refiere, y es una tecnología que ya en el corto plazo debería empezar a venderse más masivamente. La pregunta que se debería plantear ahora es: “¿Estás dispuesto a gastar unos pesos más por mayor rendimiento?”.

Fuentes:
MSNBC
Bit Micro
Wikipedia
Samsung

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