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  1. TOPIC UFFICIALE HARD DISK & SSD ~ GUIDA (by FFlegend, Onixenon e Ozn ZzZ) L'hard disk, o SSD nel caso dei computer più moderni (la differenza la vedremo fra poco), gestisce i dati che vogliamo conservare in maniera permanente. Esistono molte differenze fra un disco e l'altro, nonostante venga comunemente considerata solo la capienza. COME FUNZIONA UN HARD DISK L'HDD, acronimo di Hard Disk Drive, è la tipologia più comune di archivi di massa; è chiamato anche disco fisso o disco rigido. Il suo funzionamento è basato su una serie di dischi in rotazione ricoperti da uno strato magnetizzabile, con una testina che si occupa delle operazioni di lettura e scrittura. La testina non tocca i dischi ma resta sospesa sollevata dallo spostamento d'aria generato dalla veloce rotazione dei dischi. Magnetizzando e smagnetizzando le parti dei vari dischi ed attribuendo questi due stati alle due condizioni binarie, 0 e 1, è possibile salvare i dati. I dischi sono posizionati uno sopra l'altro fino a formare un cilindro, e vengono fatti roteare da un piccolo motore elettrico ad una velocità di svariate migliaia di giri al minuto. Le due facce del disco vengono chiamate piatti. Ogni piatto è suddiviso (logicamente, non fisicamente) in cerchi concentrici chiamati tracce, e in "spicchi" denominati settori, tutto questo per poter rintracciare facilmente la zona dove vanno eseguite le operazioni di lettura o scrittura. Si sente spesso parlare di cluster, che in questo campo non sono altro che insiemi di settori contigui. Utilizzando programmi di analisi dei dischi ci si potrebbe imbattere anche nei cosiddetti cilindri: un cilindro è composto da tutte le tracce equidistanti dal centro presenti sui vari piatti. Come sempre, un'immagine vale più di mille parole: A: traccia B: settore C: settore di una traccia D: cluster, insieme di settori contigui Tutto questo per quanto riguarda la parte meccanica dell'hard disk (o comunque per come viene gestita), ovviamente non è tutto: il suddetto funzionamento è controllato da una scheda elettronica, che ha il compito di muovere la testina, gestire la memoria cache (dove vengono salvati temporaneamnte i dati in attesa del trasferimento) e di comunicare col resto dell'hardware inviando o ricevendo i dati tramite un apposita interfaccia. FORMATTAZIONE Va detto innanzitutto che esistono due tipi di formattazione: ad alto livello e a basso livello. La formattazione ad alto livello fondamentalmente lascia fisicamente i dati dove sono e riscrive il file system (approfondito nel relativo paragrafo), rendendo i dati semplicemente sovrascrivibili al momento del bisogno. Pertanto, se le zone dove risiedono i dati non sono state riutilizzate, tramite appositi software è possibile recuperare i dati precedenti alla formattazione. La formattazione a basso livello invece, oltre al file system cancella anche tutti i bit. FILE SYSTEM Il file system non è altro che il metodo e l'insieme di regole che un sistema operativo segue per mantenere i dati organizzati sulle memorie di massa su cui opera, per poter ad esempio tener traccia di dove ogni file è posizionato fisicamente, o di dove posizionare un nuovo file da salvare. Ogni sistema operativo avrà quindi uno o più file system su cui operare "nativamente", i più diffusi attualmente sono NTFS per quanto riguarda Windows e HFS+ in ambiente Mac OS, mentre sul fronte Linux la situazione è più variegata: comunemente sono utilizzati le versioni 2, 3 e 4 di ext, mentre si sta diffondendo Btrfs; al contempo l'ormai vecchio FAT32, creato da Microsoft, è considerato una sorta di file system "universale", visto che ogni sistema è capace di accedervi sia in lettura che in scrittura. PARTIZIONI Comunemente le parti in cui può essere diviso un disco vengono chiamate semplicemente partizioni, ma in realtà si dovrebbe parlare più correttamente di partizioni primarie, partizioni estese ed unità logiche (chiamate anche volumi). Sia nel caso degli HD che in quello degli SSD, lo spazio a disposizione può essere suddiviso in massimo quattro partizioni: se si desidera installare un sistema operativo in una determinata partizione, l'unico modo è quello di formattarla come partizione primaria. Per sopperire a questo basso limite del numero di partizioni, sono state introdotte le cosiddette partizioni estese ed unità logiche. Sacrificando una delle 4 possibili partizioni primarie è possibile creare la cosiddetta partizione estesa, che può essere composta da un numero infinito di unità logiche: in esse possiamo salvare tutti i dati come vogliamo, ma non possiamo installare, come già detto, alcun sistema operativo. In un disco potrebbe anche essere presente una sola partizione che occupa tutto lo spazio a disposizione; tutto lo spazio non partizionato infatti, non verrà utilizzato dal sistema operativo. CARATTERISTICHE HARD DISK (RPM, CACHE ECC...) Le caratteristiche che potrete trovare nelle schede tecniche dei dischi sono: capienza: semplicemente la quantità di dati che può contenere il disco, espressa in GB. rpm (Revolutions Per Minute): questo numero indica i giri che i dischi effettuano ogni minuto, e varia da 5400 a 15000; i dischi da 5400 rpm sono ormai superati, si tratta di archivi di bassa qualità che potreste trovare come hard disk esterni, hard disk di portatili o di computer datati; quelli a 7200 rpm rappresentano invece lo standard, ed offrono buone prestazioni; i dischi a 10000 rpm per i computer casalinghi sono prodotti solo dalla Western Digital, la cosiddetta serie Raptor, mentre se si dispone di controller con un interfacce più professionali (SCSI o SAS) si ci può affidare a svariati produttori; i dischi da 15000 rpm rappresentano il top di questa tecnologia e possono essere utilizzati solo con interfacce SCSI e SAS, e per essere sfruttati hanno bisogno di una scheda con controller dedicato. All'aumentare degli rpm aumentano, mediamente e con le dovute eccezioni, le vibrazioni e la rumorosità, oltre che ovviamente i costi. memoria cache, o buffer: è una memoria elettrica di ridotte dimensioni, nell'ordine delle decine di MB, ovviaemnte più veloce di quella vera e propria del disco, e viene utilizzata come memoria tampone, salvando temporaneamente i dati sulla quale si sta lavorando. La dimensione standard attuale è quella di 32 MB; i 16 MB stanno per essere abbandonati, mentre stanno prendendo piede buffer da 64 MB, specialmente in dischi ad alta capienza. Le differenze comunque non sono sostanziali fra 32 e 64 MB. interfaccia: verrà approfondita nell'apposito paragrafo. fattore di forma: la larghezza del disco espressa in pollici; esistono degli standard, e sono: 1.8", 2.5", 3.5". velocità di trasferimento dati: la massima quantità di dati trasferibile in lettura o scrittura, solitamente espressa in MB al secondo, ovviamente in condizioni ottimali. tempo di accesso in lettura o scrittura: il tempo espresso in ms (millesimi di secondo) necessario al disco per raggiungere un determinato punto, in lettura o in scrittura. numero piatti: minore è il numero di piatti in cui verranno divisi i dati, migliori saranno le prestazioni poiché sarà più facile per il sistema trovare le informazioni di cui si ha bisogno. SSD (SOLID STATE DRIVE) I cosiddetti dischi a stato solido rappresentano il futuro del mercato dei dischi rigidi, e per chi ha una discreta disponibilità economica anche il presente. In realtà questi nomi sono usati impropriamente, in quanto all'interno di un SSD non v'è alcun disco e nessuna parte in movimento. Essendo una tecnologia giovane diffusa negli ultimi anni, è in continuo sviluppo, e soprattutto i prezzi calano continuamente. Ma vediamo in cosa consiste questa innovazione: anziché salvare i dati su un supporto magnetico come fanno i tradizionali hard disk, negli SSD i bit vengono memorizzati in memorie flash, quindi completamente elettriche; per intenderci, è la stessa tecnologia utilizzata nelle penne USB, in questo caso però con qualche accorgimento e capienze decisamente più elevate. I vantaggi sono molteplici: velocità: una memoria flash è più veloce di una memoria magnetica. tempi di accesso: senza parti in movimento e con una comunicazione dei dati completamente elettrica, i tempi di accesso sono praticamente nulli (si parla di frazioni di millisecondi), contro gli access time di un buon HD tradizionale decine di volte più alti. sicurezza: non essendoci parti in movimento, diminuiscono drasticamente anche le probabilità di rotture e malfunzionamenti. calore: questi supporti scaldano meno dei classici dischi a piatti magnetici. consumi: anche i consumi sono inferiori, si parla di qualche watt. resistenza agli urti: trattandosi fondamentalmente di schede e chip, la resistenza agli impatti è incredibilmente maggiore. rumorosità: che dire, la vostra penna USB fa rumore? Esistono, come sempre, anche degli svantaggi: il prezzo in primis, molto superiore a quello di un HD a parità di capienza. Va considerata anche la durata: ogni cella di memoria di un SSD ha un ciclo di vita lungo ma inesorabilmente limitato, per le sue caratteristiche: un SSD comprato ora durerà comunque degli anni se non ci saranno imprevisti, e col tempo ed il maturare di queste tecnologie la vita dei componenti aumenterà sicuramente. Alcuni produttori stanno già lavorando su SSD con una durata prevista superiore a quella dei dischi tradizionali. Va fatta un'importante divisione fra i dischi solidi: SLC (Single Level Cell) e MLC (Multi Level Cell). La differenza è che nei primi ogni cella di memoria può contenere un solo bit, 0 o 1, mentre negli altri contiene almeno 3 bit. I dischi SLC sono più veloci e longevi, mentre quelli MLC com'è facile intuire arrivano a capienze più elevate. Ma anche in questo caso, vista la rapida evoluzione del settore in questione, tutto ciò va preso con le pinze ed ogni prodotto andrebbe esaminato singolarmente, a seconda dei componenti impiegati e delle tecnologie di ottimizzazioni implementate. Guida per settare al meglio Windows 7 su SSD DISCHI IBRIDI I dischi ibridi, strada intrapresa principalmente da Seagate, sono un tentativo di creare una nuova fascia di mercato intermedia fra gli HD tradizionali e gli SSD, ma che non ha mai preso realmente piede. Si tratta di normali hard disk a piatti rotanti affiancati da un'ampia memoria cache di tipo flash, come quella degli SSD: per esempio, un HD da 300GB supportato da una memoria flash di 4 GB per i dati utilizzati più frequentemente. DISCHI ESTERNI Gli hard disk esterni non sono altro che dischi normali inseriti in box che trasformano l'interfaccia interna dell'hard disk in una comoda eSATA o USB da collegare e scollegare liberamente a computer acceso. Una sorta di penna USB molto più ingombrante ma decisamente più capiente. INTERFACCE L'interfaccia è il tipo di comunicazione fra il disco e la scheda madre, che si occupa di mettere in comunicazione tutti i componenti. Nel tempo si sono sussegguite le seguenti tecnologie: IDE (o PATA): è un'interfaccia parallela ormai superata, veniva utilizzata con dei cavi molto larghi che assomigliavano a dei nastri, di solito di colore bianco o grigio. SATA I, II, III: il primo standard SATA è ormai caduto in disuso e permetteva una banda di dati massima teorica di 1.5 Gb/s (ovviamente non ci si avvicina nemmeno lontanamente a questa velocità); con la seconda edizione, l'attuale standard per dischi e lettori/masterizzatori, la velocità massima teorica è raddoppiata; ultimamente è stato introdotto il SATA III raddoppiando ulteriormente la massima banda di dati teorica fino a 6 Gb/s, ma è supportato ancora da un numero limitato di schede madri e soprattutto dischi. eSATA: la versione del SATA II per dischi esterni, più veloce dell'USB 2.0 ma più lenta della nuova USB 3.0. USB 2.0 e 3.0: vengono usate per dischi esterni, e la recente versione 3.0 ha una velocità massima teorica di 4.8 Gb/s. Firewire: interfaccia utilizzata per i dischi esterni, nella sua ultima versione più veloce dell'USB 2.0. RAID RAID attualmente è l'acronimo di Redundant Array of Indepent Disks, originariamente Redundant Array of Inexpensive Disks in quanto nato per hard disk economici. I RAID sono particolari configurazioni di hard disk, che permettono per esempio di visualizzare più dischi come un unico disco aumentando le prestazioni, oppure scrivere i dati contemporaneamente su più dischi assicurandosi quindi una copia di sicurezza in caso di problemi. Ne esistono parecchi tipi, e devono essere supportati dal chipset della scheda madre per essere usati; vediamo i più usati: RAID 0 (striping): è la configurazione più utilizzata e necessita di 2 o più dischi della stessa capacità, o meglio, tutti i dischi si adattano a quello meno capiente. Il sistema operativo li vede tutti come un unico hard disk, dividendo i dati fra i vari dischi. Aumentano le prestazioni per quanto riguarda il transfer rate (i MB trasmessi al secondo) ma i tempi di accesso ovviamente rimangono invariati. In caso di malfunzionamento di uno dei dischi tutti i dati vengono persi: per questo è sconsigliabile utilizzare un sistema del genere per memorizzare dati sensibili. All'aumentare del numero di dischi, aumentano le prestazioni e diminuisce l'affidabilità complessiva. In realtà questo non è un vero e proprio RAID in quanto non vi è alcuna ridondanza di dati come prevista da un vero RAID (nessun dato è scritto più volte in dischi diversi), tant'è che inizialmente questo sistema non era compreso; tuttavia è quello più utilizzata dagli appassionati. La dimensione complessiva di un array RAID 0 è la somma della capienza di tutti i dischi (con 3 dischi da 250GB in RAID 0 il sistema operativo vedrà un solo HD da 750GB). RAID 1 (mirroring): in questa configurazione sono necessari comunque almeno due dischi, è la dimensione massima utilizzabile da tutti i dischi è determinata dalla capienza del disco più piccolo. Ogni dato viene salvato su tutti i dischi, in modo da non perdere i dati in caso di rottura di un HD. All'aumentare del numero di unità fisiche decadono naturalmente le prestazioni ma aumenta la sicurezza. La capienza totale dell'array è pari a quella del disco più piccolo (potremmo mettere anche 10 dischi da 100GB in RAID 1, ma il nostro sistema operativo ci darà come capienza 100GB). RAID 5: per questa configurazione, più complicata delle due precedenti, sono necessari almeno 3 dischi. Ogni blocco di dati viene suddiviso su 2 o più dischi, ma vengono anche generati dei bit di controllo per quel blocco che vengono messi su un solo disco: per esempio se avessimo 3 dischi e volessimo salvare un blocco di dati, potremmo mettere con questo sistema metà dei dati sul primo, metà dei dati sul secondo e dei bit generati in base alla struttura dell'informazione nel terzo. Così facendo, perdendo uno dei primi due dischi potremmo ricostruire i dati grazie ai particolari bit generati appositamente e salvati nel terzo, mentre se perdessimo il terzo disco per un malfunzionamento avremmo fisicamente ancora la nostra informazione e basterebbe generare nuovamente quella particolare sequenza di bit che si trovava nella terza unità fisica. Questo sistema aumenta la sicurezza dei dati e diventa più efficace man mano si aggiungono dischi, poiché lo spazio "sprecato" è sempre minore: infatti, con qualsiasi numero di hard disk, è come se solo uno fosse utilizzato per memorizzare i bit "generati", e tutti gli altri fossero disponibili per le informazioni. Mettendo 4 HD da 100GB in RAID 5, avremmo una capienza a disposizione per i nostri dati di 400GB. Esistono altri tipi di RAID, alcuni proprietari, altri annidati, le cui caratteristiche sono facilmente ritrovabili in rete. RIALLOCAZIONE SETTORI AUTOMATICA Come già detto, i settori sono una parte dello spazio presente fisicamente nel nostro hard disk. Quando uno di questi è danneggiato per un qualsiasi motivo, quando viene utilizzato genera malfunzionamenti e crash del sistema. Questo purtroppo capita più spesso di quanto si pensi, ma ai nostri occhi non cambia nulla poiché gli hard disk hanno, al loro interno, una tecnologia che risolve in tempo reale questi problemi, almeno fino ad un certo punto. Quando viene progettato il disco infatti, un'area viene riservata a dei settori di riserva che inizialmente non vengono utilizzati: quando l'elettronica del disco si accorge che c'è un settore danneggiato, ne memorizza la posizione e non lo utilizza più, usando al suo posto uno di queslli di riserva. Ovviamente tutto ciò funziona finché il numero di malfunzionamenti resta nella media, ma in caso di problemi continui i settori riservati finiranno presto. DEFRAMMENTAZIONE HARD DISK: PERCHE'? Nei sistemi operativi Microsoft Windows, quando i nostri dati devono essere salvati sul disco (suddivisi in piccoli blocchi), per velocizzare l'operazione di scrittura essi vengono scritti nella posizione in cui si trova al momento la testina, col risultato che le varie parti del file saranno sparse per il disco; per ovvi motivi ne risentirà successivamente la lettura, che dovrà perdere tempo a cercare per l'hard disk fra un blocco e l'altro. La deframmentazione aiuta dal punto di vista prestazionale perché posiziona i blocchi appartenenti alo stesso dato in settori fisicamente contigui sul disco, aiutando il disco nella sua ricerca. La deframmentazione andrebbe fatta spesso, anche una volta alla settimana se c'è la possibilità: tuttavia il recente Windows 7 gestisce in automatico la deframmentazione quindi non c'è nulla da fare. Il discorso non vale invece, ad esempio, per Linux, che non frammenta i file al momento della scrittura. Un discorso a parte va fatto per gli SSD, dove talvolta la deframmentazione ha effetti negativi sulla longevità del dispositivo. MALFUNZIONAMENTI HARD DISK E RECUPERO DATI Se il nostro disco ha dei problemi, lanciamo dei programmi di diagnostica come HDTune per vedere se riusciamo a capire le cause. Una possibile soluzione potrebbe essere la formattazione a basso livello. Se non c'è modo di capire il problema, si potrebbe provare ad andare da un tecnico e vedere se ha a disposizione un HD come il nostro con la parte meccanica rotta, prendere da esso la scheda elettrica e sostituirla alla nostra, sperando che il problema fosse quella. Se il problema invece è meccanico non c'è molto da fare. Se il vostro disco ha subito gravi danni ma conteneva informazioni importanti (ma in questo caso avreste dovuto tenerne una copia di backup) potreste sempre provare a recarvi in appositi centri dotati di apparecchiature per il recupero dei dati, con un costo però che potrebbe essere alto. In ogni caso, non aprite in alcun modo il disco, lo renderete inutilizzabile al 99.9%; c'è un motivo infatti se i dischi sono ben sigillati, su dispositivi precisi come le testine o i dischi rotanti anche un granello di polvere creerebbe seri problemi. La riproduzione parziale o totale della parte testuale di questa guida è assolutamente vietata.
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