Hard Drive

Un disque dur abrégé en DD ou HD en anglais, est un support de stockage physique qui permet de conserver toutes vos données (photos, musiques, films, fichiers, dossiers, …).

Il est dit « mémoire de masse », car il est capable de contenir une très grande quantité de données. Il est aussi dit « mémoire morte », car en cas de mise hors tension ou d’extinction de votre ordinateur, les informations qui y sont conservées ne sont pas effacées et donc demeurent.

Il est principalement utilisé dans l’ordinateur mais aussi dans d’autres appareils tels qu’une caméra, les consoles de jeux vidéo, etc.

Depuis son invention, le disque dur a connu beaucoup de transformations aussi bien du point de vue capacité de stockage que design c’est-à-dire la forme.

Dans cet article nous allons vous parler des caractéristiques, du mode de fonctionnement et bien d’autres choses encore relatives au disque dur.

Structure interne et fonctionnement d’un disque dur

Un disque dur est constitué non seulement d’un seul disque mais de plusieurs disques appelés plateaux faisant office de support de mémorisation et superposés l’un sur l’autre à de très faible distance pouvant être soit en verre, en céramique ou en métal.

Ces disques, appelés plateaux, tournent autour d’un axe et peuvent aller jusqu’à des milliers de tours par minute.

Pour lire les données stockées sur votre disque dur plus exactement sur le support de mémorisation, ce dernier a recours à ce qu’on appelle tête de lecture. Cette dernière se pose sur les plateaux superposés en rotation et lit ou écrit les données sur le disque. Le mouvement de la tête de lecture lors de la lecture ou de l’écriture est géré par le contrôleur de disque. Les données sont écrites sous forme binaire, c’est-à-dire en une suite de 0 et 1 car l’ordinateur ne peut comprendre que ce langage.

Quelles sont les caractéristiques d’un disque dur ?

On distingue principalement cinq caractéristiques principales de disque dur à savoir :

Capacité de stockage

Elle désigne ni plus ni moins que la quantité de données numériques (films photo, vidéo, fichiers, dossiers) que peut contenir votre disque dur. Selon la capacité, vous pouvez avoir des disques durs allant jusqu’à des centaines de téraoctets, le téraoctet étant l’unité de stockage.

Vitesse ou temps d’accès

C’est le durée moyenne s’écoulant entre le déplacement de la tête de lecture d’un bloc de données à un autre.

Vitesse de rotation des plateaux

C’est la vitesse à laquelle les plateaux tournent. Elle est exprimée en nombre de tours par minute.

Taux de transfert

Ce dernier désigne la quantité de données pouvant être lues ou écrites par unité de temps.

Mémoire cache ou antémémoire

Situé à l’intérieur même du disque dur, c’est une mémoire qui permet à ce dernier de garder les copies de données venant d’autre sources comme la mémoire RAM afin de minimiser le temps d’accès.

Types de disques durs

Selon le format, on distingue les disques durs internes qui sont directement connectés sur la carte mère, et les disques durs externes qui peuvent être ajoutés à l’ordinateur par le biais d’un port externe généralement un port USB.

En fonction de la taille, on peut les catégoriser en trois, à savoir :

  • Le 5 pouces.
  • Le 3,5 pouces.
  • Le 2,5 pouces.

De façon générale, on catégorise les disques durs en trois types à savoir les disques durs traditionnels ou HDD en anglais, les disques durs électroniques ou SSD et enfin les disques hybrides ou SSHD.

Disque dur traditionnel ou HDD

Essentiellement caractérisés par leurs composants mécaniques, on distingue plusieurs types à savoir :

Disque dur IDE

En regardant avec attention sur la carte mère de votre ordinateur, la grosse plaque brouillée de circuits sur laquelle tous les éléments internes sont connectés, vous pouvez apercevoir deux grosses encoches l’une située près de l’autre. Ce sont les ports IDE, ports auxquels on connecte des connecteurs sous forme de nappe appelés nappe IDE. Chacune de ces nappes est équipée de deux connecteurs IDE le premier ou principal appelé maître et le secondaire esclave.

Le disque dur connecté sur le connecteur principal sera le maître, c’est-à-dire le disque dur le plus rapide et le disque dur connecté sur le connecteur secondaire sera l’esclave, c’est-à-dire le disque dur le moins rapide. Dans la pratique, le système d’exploitation est installé sur le disque dur maître pour des raisons de rapidité.

Disque dur SCSI

Les cartes mères équipées de contrôleur SCSI sont plus performantes que celles équipées de contrôleur IDE. Les nappes SCSI sont plus larges que les nappes IDE et peuvent recevoir jusqu’à sept disques durs chacun portant un numéro appelé SCSI ID permettant de les différencier l’un de l’autre.

Disque dur SATA

L’avantage de ce type de disque dur est l’absence d’une nappe encombrante comme dans le cas du disque dur de type IDE.

On y retrouve deux connecteurs, l’un destiné à l’alimentation du disque dur et le connecteur SATA destiné au transfert de données du disque dur vers la mémoire centrale qu’est la RAM. Un autre avantage non négligeable qu’on retrouve ici, c’est la vitesse de transfert de données qui est assez importante.

Disque dur SSD

À la différence de tous les autres types cités plus haut, un disque dur SSD n’est pas mécanique. On dit qu’un disque dur est mécanique lorsqu’il est constitué des plateaux servant de support de mémorisation et d’une tête de lecture qui se meut à chaque lecture ou écriture sur le disque.

Il utilise des supports de stockage électronique un peu comme pour la RAM, sauf contrairement à la RAM, le SSD stocke les données de façon pérenne.

Ce dernier présente une rapidité énorme car possède une mémoire flash. Étant donné l’absence de composant mécanique, ce type de disque ne produit donc pratiquement aucun bruit et presque pas de chaleur ou très peu moins qu’un disque classique.

Les disques durs SSD étant plus rapides (aussi bien en lecture qu’en écriture) présentent néanmoins quelques inconvénients donc le plus important est sans doute le ratio volume/prix très élevé. Bien souvent 10 ou 20 fois plus élevé qu’un disque classique pour une même capacité.

Disque dur SSHD (disque hybride)

Ils présentent à la fois des composants de stockage mécaniques tout comme sur les disques durs classiques et des composants de stockage électronique tout comme sur les disques durs SSD.

Fonctionnement d’un disque dur classique

Dans les disques durs, les têtes de lectures sont dites inductives, c’est-à-dire qu’elles sont capables de générer un champ magnétique. Lors de l’écriture, c’est-à-dire quand la tête de lecture inscrit les données sur le disque dur, elle crée un champ positif ou négatif selon le cas et ce mécanisme crée un courant qui sera ensuite converti grâce à un convertisseur analogique-numérique soit en 0 ou 1 selon le cas et inscrit sur le disque.

L’inscription ou l’écriture des données se fait sur le disque en allant du bord vers le centre du disque. Les données inscrites forment un cercle concentrique, c’est-à-dire ayant un même centre appelé pistes. la plus petite zone que peut occuper une donnée sur le disque dur est appelée « unité d’allocation » ou « cluster » en anglais.

De même, les disques durs classiques ayant des composants mécaniques bien que moins rapides que les disques durs SSD, présentent un énorme avantage en termes de résistivité et durabilité.

Pour coupler ou intégrer à la fois les avantages du disque SSD et du disque dur classique, c’est-à-dire ayant des composants mécaniques, les SSHD ou disques durs hybrides furent inventés.

Fonctionnement d’un disque dur SSHD

Comment fonctionne un disque dur présentant à la fois des composants électroniques et mécaniques ? Comment le disque peut savoir s’il doit écrire les données sur la partie mécanique c’est-à-dire les plateaux ou la partie électronique qu’est le mémoire flash ? Vous devrez savoir avant toute chose que c’est n’est pas le disque dur qui décide d’écrire les données sur le support de stockage qu’il soit mécanique ou électronique. Ce choix est fait par un élément qu’on appelle le « contrôleur de disque ».

Dans le cas du SSHD, deux scénarios peuvent se présenter :

Scénario 1

Lorsque vous décidez d’écrire (stocker) une donnée comme un film que vous venez d’avoir sur votre disque dur, le contrôleur de disque dur stocke ces données sur la partie mécanique de votre disque SSHD. Ayez à l’esprit que lorsque le film est stocké sur la partie mécanique, le temps d’accès peut être assez grande.

Scénario 2

Lorsque vous avez très souvent accès à une donnée par exemple lorsque vous suivez très souvent la même musique sur votre ordinateur, le contrôleur de disque va prendre cette musique et l’écrire ou la stocker sur le support électronique afin de diminuer le temps d’accès et augmenter la vitesse de lecture. Dorénavant lorsque vous lirez votre musique, vous remarquerez que cette dernière se lance plus rapidement.

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