Sistemas de Almacenamiento Externo - Resumen (PDF)

UD6 Sistemas de almacenamiento externo Memoria Externa Índice  Introducción.  Clasificación.  Tecnología.  Extraíbles/No extraíbles.  Características.  Tecnología  Capacidad de almacenamiento.  Memoria caché.  Tasa de transferencia.  Ti...

UD6 Sistemas de almacenamiento externo Memoria Externa Índice  Introducción.  Clasificación.  Tecnología.  Extraíbles/No extraíbles.  Características.  Tecnología  Capacidad de almacenamiento.  Memoria caché.  Tasa de transferencia.  Tiempo de acceso.  Número de operaciones por segundo.  Factor de forma.  Interfaz.  Velocidad de rotación.  Resistencia a golpes y vibraciones.  Nivel sonoro.  Temperatura. Sistemas de almacenamiento externo Introducción Introducción  Recuerda: en los ordenadores actuales, dividimos en dos partes la pirámide que representa la jerarquía de la memoria, atendiendo a la velocidad de acceso y la volatilidad de la información:  Memoria interna: mayor velocidad de acceso y volátil  Memoria externa: menor velocidad de acceso y no volátil. Registros Unidad 5 Memoria Caché Interna Memoria Principal Memoria Memoria Secundaria Unidad 6 Externa Memoria Auxiliar Introducción  La denominación memoria interna y externa no es debida a la ubicación de los dispositivos de memoria. Por ejemplo, el disco duro forma parte de la memoria externa. Sin embargo, se encuentra dentro de la caja del ordenador.  La denominación interna o externa se refiere a la perspectiva que tiene el microprocesador de la información almacenada en dichos dispositivos. La memoria interna la forman todos los dispositivos que almacenan instrucciones y datos que están siendo ejecutados por el microprocesador.  Por el contrario, la memoria externa la forman los dispositivos que se utilizan para guardar información de forma permanente pero a la que el microprocesador no accede directamente. Es el sistema operativo el que establece los procesos necesarios para gestionar la información almacenada en la memoria externa y llevarla hasta la memoria interna. Introducción  Los dispositivos de almacenamiento externo de un equipo microinformático son conocidos como memoria secundaria o auxiliar.  Su función es almacenar permanentemente los programas y datos en el equipo.  Se caracterizan por:  Ser no volátil.  Utilizar una tecnología más barata (coste/bit).  Tener gran capacidad de almacenamiento.  Tener tiempo de acceso más lento que el acceso a la memoria principal. Sistemas de almacenamiento externo Clasificación Clasificación  Podemos clasificar los dispositivos de almacenamiento externo según dos criterios:  Según la tecnología de almacenamiento.  Según sean extraíbles o no.  De acuerdo a estos criterios, la clasificación que vamos a realizar es: Dispositivos de Almacenamiento Externo Extraíble/No Tecnología Extraíbles Magnéticos Electrónicos Ópticos Extraíbles No Extraíbles Clasificación Tecnología  Podemos clasificar los dispositivos de almacenamiento externo, según la tecnología que utilicen para almacenar la información, del siguiente modo:  Dispositivos de almacenamiento magnético: Discos duros magnéticos, disquetes y cintas magnéticas.  Dispositivos de almacenamiento electrónico o flash: Discos SSD, pendrives y tarjetas de memoria.  Dispositivos de almacenamiento óptico: CD-Rom, DVD y Blu-Ray. Clasificación Extraíbles/No extraíbles  Podemos clasificar los dispositivos de almacenamiento externo, dependiendo de las características del soporte de almacenamiento, del siguiente modo:  Extraíbles: el dispositivos se componen de:  Unidad de lectura y escritura, que se conecta al equipo.  Soporte de almacenamiento extraíble, donde se almacena la información. El soporte es introducido en la unidad de lectura y escritura para ser leído o escrito. Ejemplo: CD-ROM, DVD, Blu-Ray, y cintas magnéticas.  No Extraíbles: aquellos donde la unidad de lectura y escritura y el soporte de almacenamiento forman un mismo dispositivo. Por ejemplo: discos HDD, SDD y pendrive. Sistemas de almacenamiento externo Características Características  Las principales parámetros que caracterizan a los dispositivos de almacenamiento externo son:  Tecnología  Capacidad de almacenamiento.  Memoria caché.  Tasa de transferencia.  Tiempo de acceso.  Número de operaciones por segundo.  Factor de forma.  Interfaz.  Velocidad de rotación.  Resistencia a golpes y vibraciones.  Nivel sonoro.  Temperatura. Características Tecnología  La tecnología se refiere a la técnica que se utiliza para almacenar la información.  Es uno de los parámetros de clasificación de dispositivos que hemos utilizado anteriormente.  Según la tecnología, los dispositivos pueden ser:  Magnéticos.  Electrónicos.  Ópticos. Características Capacidad de almacenamiento  La capacidad de almacenamiento es la cantidad máxima de información que puede almacenarse en el dispositivo.  Actualmente, se mide en múltiplos de GB o TB. Características Memoria caché  Algunos dispositivos de almacenamiento externo, como los discos duros, se suelen incorporar una memoria caché.  Esta memoria caché es un espacio de almacenamiento temporal que se utiliza para equilibrar el flujo de datos entre lo que puede servir el disco y lo que demanda el resto de componentes del equipo.  A mayor cantidad de memoria caché, más margen ofrece la unidad para funcionar al máximo rendimiento posible.  La capacidad de esta memoria es del de MB. https://www.seagate.com/content/dam/seagate/en/content- fragments/products/datasheets/barracuda-3-5/3-5-barracudaDS2131-1-2302-AMER-en_US.pdf Características Tasa de transferencia  La Tasa de Transferencia es la cantidad de información que el disco puede leer o escribir por unidad de tiempo.  La magnitud de la tasa de transferencia depende de la tecnología del dispositivo y suele ser del orden de MB/s o GB/s. Características Tiempo de acceso  Es el tiempo medio que tarda el dispositivo de almacenamiento en estar preparado para transferir datos (lectura o escritura).  Este tiempo de acceso se mide en nanosegundos (ns).  En los discos duros magnéticos, el tiempo de acceso depende de componentes físicos del mismo, y se define como: Tiempo acceso = Tiempo búsqueda + Latencia + Tiempo L/E. Donde:  Tiempo de búsqueda: tiempo que tarda el cabezal en situarse sobre el cilindro en el que se va a leer o escribir.  Latencia o Latencia rotacional: tiempo que tarda el disco en girar para situar el sector debajo del cabezal.  Tiempo L/E: tiempo que tarda la cabeza en leer o escribir el sector buscado.  En los discos SSD, el tiempo de acceso depende de conexiones eléctricas a la memoria de estado sólido por lo que el acceso es mucho más rápido. Características Número de operaciones por segundo  El número de operaciones por segundo indica cuántas operaciones (lectura o escritura) es capaz de realizar el disco duro en un segundo.  Se mide en IOPS (Input/Output Operations Per Second – Operaciones de Entrada/Salida por segundo).  Es una característica compleja ya que no existe una única medición. No es lo mismo operaciones con datos pequeños o grandes, operaciones en celdas contiguas (secuencial) o aleatorias.  Por tanto, para poder comparar estas cifras entre discos de distintos fabricantes se deben realizar las mismas pruebas sobre los distintos discos. Características Número de operaciones por segundo  Las pruebas más comunes que se hacen y de las que nos suelen ofrecer los resultados son:  Total IOPS: Número total operaciones de E/S por segundo (mezcla de las pruebas de lectura y escritura).  Lectura aleatoria IOPS: Número promedio de operaciones de lectura aleatoria por segundo.  Escritura aleatoria IOPS: Número promedio de operaciones de escritura aleatoria por segundo.  Lectura secuencial IOPS: Número promedio de operaciones de lectura secuencial por segundo.  Escritura secuencial IOPS: Número promedio de operaciones de escritura secuencial por segundo. Características Número de operaciones por segundo  Los valores típicos en lectura aleatoria, dependiendo del tipo de dispositivos, son:  HDD (7.200rpm): del orden de los 100 IOPS.  SSD: entre los 40.000 y 90.000 IOPS.  SSD M.2: entre los 250.000 y 400.000 IOPS. Características Factor de forma  El factor de forma nos indica las dimensiones e interfaz del dispositivo.  El factor de forma va a depender de la tecnología del dispositivo (magnético o electrónico). Lo veremos de modo particular en las correspondientes presentaciones de contenidos. Características Interfaz  La interfaz se refiere a los circuitos de control y puertos físicos de comunicación que utiliza el dispositivo de almacenamiento para intercambiar datos y recibir la corriente eléctrica.  Existen muchos tipos de interfaces, como son: Interfaz IDE (obsoleta), SCSI (obsoleta), Firewire (obsoleta), SATA, SAS, eSATA, Thunderbolt, USB o m.2 Características Velocidad de rotación  La velocidad de rotación es una característica exclusiva de los discos duros magnéticos (HDD).  Representa la velocidad a la que giran los platos interiores del disco duro.  Se mide en revoluciones por minuto (rpm).  En los discos duros con interfaz IDE o SATA, la velocidad de rotación es de 5.400 o 7.200 rpm.  En los discos duros con interfaz SCSI o SAS, las velocidad de giro es mayor, de 10.000 e incluso 15.000 rpm, pero son más ruidosos y consumen más energía.  Mayor velocidad de rotación significa:  Mayor velocidad de transferencia de datos.  Más ruido.  Más calor generado. Características Resistencia a golpes y vibraciones  La resistencia a golpes y vibraciones nos indica el golpe máximo que el disco duro es capaz de soportar sin romperse.  Se utiliza la medida de fuerza (G), 1G = fuerza de la gravedad.  Los discos SSD son más resistentes debido a que no tienen piezas móviles en su interior que se puedan desplazar por la fuerza de un golpe. Características Nivel sonoro  El nivel sonoro nos indica el nivel de ruido que emitirá el disco en funcionamiento.  Se mide en decibelios (dB).  Es un parámetro relevante en los discos duros (HDD) ya que las partes móviles y la rotación de los discos genera niveles de ruido medibles. En los discos SSD es prácticamente imperceptible. Características Temperatura  La temperatura se refiere a la temperatura máxima que puede alcanzar el dispositivo de almacenamiento.  Se mide en grados centígrados (ºC).  Es un parámetro relevante en discos duros (HDD), ya que las partes móviles y la rotación de los discos generarán calor en el interior del mismo, y en discos M.2 NVMe, ya que las altas frecuencias de funcionamiento hacen que los circuitos electrónicos alcancen altas temperaturas y sea necesario utilizar disipadores de calor.