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Composition

LE DISQUE DUR

  Un disque dur est constitué de plusieurs disques rigides. Autrefois ils étaient en aluminium ou en zinc aujourd’hui on utilise davantage le  métal, le verre, traités par diverses couches dont une ferromagnétique recouverte d'une couche de protection. Les plateaux tournent autour  d'un axe sur roulements à billes ou à huile.

Cet axe est maintenu en mouvement par un moteur électrique c’est pour cela que l’électricité est nécessaire pour faire fonctionner un disque dur. La vitesse de rotation est comprise entre 3 600 et 15 000 tours/minute (l'échelle typique des vitesses est 3 600, 4 200, 5 400, 7 200, 10 000 et 15 000 tours/minute). La vitesse de rotation est maintenue constante.L'état de surface doit être le meilleur possible.

  

     

     La lecture et l'écriture se font grâce à des têtes de lecture/écriture situées de part et d'autre de chacun des lateaux Fixées au bout d'un bras, elles sont solidaires d'un second qui permet de les faire pivoter en arc de cercle sur la surface des plateaux..

Ces têtes sont en fait des électroaimants qui se baissent et se soulèvent (elles ne sont qu'à 15 microns de la surface, séparées par une couche d'air provoquée par la rotation des plateaux) pour pouvoir lire l'information ou l'écrire.

Cependant, les têtes ne peuvent se déplacer individuellement et seulement une tête peut lire ou écrire à un moment donné. Un cylindre correspond donc à l'ensemble des données situées sur une même colonne parmi tous les plateaux.

L'ensemble de cette mécanique de précision est contenu dans un boîtier totalement hermétique, car la moindre particule peut détériorer l'état de surface du disque dur et donc le rendre inutilisable.

 

 Toutes les têtes pivotent donc en même temps. Il y a une tête par surface. Leur géométrie leur permet de voler au-dessus de la surface du plateau sans le toucher : elles reposent sur un coussin d'air créé par la rotation des plateaux. En 1997, les têtes volaient à 25 nanomètres de la surface des plateaux, aujourd'hui (2006) cette valeur est d'environ 10 nanomètres.

Le moteur qui les entraîne doit être capable de fournir des accélérations et décélérations très importantes. Un des algorithmes de contrôle des mouvements du bras porte-tête est d'accélérer au maximum puis de freiner au maximum pour que la tête se positionne sur le bon cylindre. Il faudra ensuite attendre un court instant pour que les vibrations engendrées par le freinage s'estompent.À l'arrêt, les têtes doivent être parquées, soit sur une zone spéciale (la plus proche du centre, il n'y a alors pas de données à cet endroit), soit en dehors des plateaux.

 

 Si une ou plusieurs têtes entrent en contact avec la surface des plateaux, cela s'appelle un atterrissage et provoque le plus souvent la destruction des informations situées à cet endroit. Une imperfection sur la surface telle qu'une poussière aura le même effet. La mécanique des disques durs est donc assemblée en salle blanche et toutes les précautions (joints, etc.) sont prises pour qu'aucune impureté ne puisse pénétrer à l'intérieur du boîtier (appelé « HDA » pour « Head Disk Assembly » en anglais). 

           

 

Les technologies pour la conception des têtes sont (en 2006) :

-tête inductive

-tete MR- Magnétorésitive

-Tête GMR- giant magnétoRésistive 

  

Interfaces et bus

Il existe trois interfaces pour disques durs : l'interface IDE, SATA et SCSI.

L'interface IDE :

L'IDE est une interface qui permet de connecter jusqu'à 4 unités simultanément ( disque dur, lecteur cd, etc...). l'IDE a beaucoup évolué depuis quelques années, son débit ou taux de transfert n'a cessé d'augmenter. En effet, au à ses débuts, l'IDE était d'une lenteur ridicule face au SCSI. Les dernières versions de l'IDE (UDMA 133) peuvent atteindre 133 Mo/s au maximum.

Spécificités de L'IDE :

·  Vitesse de rotation maximale : 7200 tours.

·  Taux de transfert Maximum : 133 Mo par seconde.

·  Taux de transfert jusqu'à 60 Mo par seconde pour le disque le plus rapide

·  Temps d'accès de 8 ms pour le disque le plus rapide

·  Nombre maximum de périphériques gérés : 4 sans carte contrôleur. Les 4 disques durs doivent se répartir 133 Mo/s au maximum, ce qui fait qu'avec deux disques durs en raid 0 vous avez pratiquement saturé l'interface.

Avantage pour les disques durs IDE, ils coûtent bien moins cher à capacité égale que leurs homologues SCSI. Sachez que 150 MO par seconde suffisent largement pour toutes les applications. leur principal inconvénient est l'instabilité de leur taux de transfert et leur temps d'accès bien trop important, ce qui limite leurs performances.

      L'interface SATA :

L'interface SATA  est une évolution de l'IDE. La transmission des données se fait par un bus série et non parallèle, ce qui explique les faibles dimensions des nappes de ces disques durs. Le débit maximum que peut atteindre cette interface est de 300 Mo par seconde pour le moment (révision Sata II, contre 150 Mo/s pour la première version du Serial ATA).

L'interface serial ATA marque un progrès notable par rapport à l'IDE, même si les performances à vitesse de rotation identique stagnent en raison d'une mécanique identique à celle des disques IDE pour la plupart des disques vendus. Le Sata dispose cependant de nombreux avantages :

·        7 Fils seulement permettent de communiquer avec un disque dur SATA (contre 80 pour les dernières nappes ide). La principale raison à cela vient du fait que le Serial ATA utilise un bus série au lieu de parallèle. Le câble est donc largement plus compact et permet de mieux faire circuler l'air dans le PC.

·        Les disques durs peuvent désormais être branchés et débranchés à chaud (hot plug)

·        Chaque disque est connecté sur un port Sata de la carte-mère, il n'y a donc plus de schéma maître/esclave à prendre en compte.

·        Les vieux disques IDE peuvent être réutilisés en utilisant un adaptateur et êtres connectés via l'interface SATA.

L'interface SCSI :

 

L'histoire du SCSI commence en 1965. Le SCSI est une interface qui permet la prise en charge d'un nombre plus important d'unités (disques durs, CD-ROM, etc..., que l'IDE) sur un pc.
Elle est surtout utilisée pour sa stabilité au niveau du taux de transfert.
C'est un adaptateur SCSI (carte adaptatrice sur un emplacement PCI ou ISA) qui se charge de la gestion et du transfert des données.
Le processeur central est alors déchargé de toute commande, ce qui lui permet de s'atteler à une autre tâche simultanément. Le processuer ne fait que dialoguer avec la carte SCSI.

Ainsi chaque contrôleur SCSI a ses propres caractéristiques, le BIOS du PC (Au sens strict, le Basic Input Output System ou BIOS est un ensemble de fonctions, contenu dans la mémoire morte (ROM) de la carte mère servant à effectuer des opérations élémentaires (écrire un caractère à l'écran, lire un secteur sur un disque, etc...). n'a donc aucune emprise sur l'interface SCSI, car elle possède elle-même son propre BIOS.
Il est toutefois possible d'optimiser l'adaptateur en faisant évoluer le bios de la carte SCSI.

 

Voici les principales normes SCSI actuelles avec leur débit :

·        Ultra Wide SCSI-2 : 40 Mo/s maximum

·         Ultra2 Wide SCSI : 80 Mo/s maximum

·        Ultra3 SCSI : 160 Mo/s maximum

·        Ultra320 SCSI : 320 Mo/s maximum

 La différence principale entre l'IDE et le SCSI, est que le SCSI a besoin d'une carte pour fonctionner. On appelle cette carte une carte contrôleur SCSI. Cette carte prend en charge certaines opérations qui sont habituellement traitées par le processeur, ce qui économise les ressources par rapport à L'IDE et permet d'augmenter légèrement les performances des autres applications. D'autre part, le SCSI peut gérer jusqu'à 7 périphériques au lieu de 4 pour l'IDE. Mais il y a d'autres différences : le SCSI ne communique pas par le schéma maître-esclave mais par des numéros différents attribués à chacun des périphériques. Il faut ensuite fermer la chaîne par une "prise", pour indiquer à la carte qu'il n'y a plus de périphérique connecté.

 

   

LA MEMOIRE FLASH

 

 

         INTRO

   Mise au point à la fin des années 1980 par Intel, la mémoire flash possède de sérieux avantages par rapport aux autres méthodes. Par exemple sa faible consommation ou sa vitesse de lecture/écriture(voir partie numéro 3). Grâce à ces avantages, la mémoire flash est en train de supplanter le disque dur. Ainsi, la clé USB devient de plus en plus utilisée au point de remplacer  totalement le cd pour  l'archivage des données. Aujourd'hui, la mémoire flash est présentée comme l'avenir du stockage informatique.

 

       Il existe différentes technologies flash qui se déclinent sous 2 formes principales :

La technologie flash NOR et la technologie NAND

 

  La technologie NOR :

    Cette technologie fut la première à être développée par Intel en 1988. Les temps de programmation sont assez longs mais cette méthode permet d’accéder à différentes parties de la matrice en même temps. Cette technologie est principalement utilisée dans les appareils électroniques de grand public ne nécessitant pas à être effacée tels que les téléphones portables, les décodeurs télé ou les lecteurs DVD .Mais elle ne permet pas de stocker des masses très importantes et son prix n’est pas des plus faible.

  

  La technologie NAND :

   Cette technologie fut développée en 1989 par Toshiba. Elle est plus rapide au niveau programmation, offre une masse de stockage beaucoup plus importante et un prix par octet inférieur en comparaison à la NOR. Mais la garantie de stockage n’est pas fiable à 100%. Elle est donc utilisée pour le stockage des informations dans par exemple les cartes SD, ou MS car elle n’est pas adaptée pour des applications des produits de grand commerce et utilisée pour le stockage de données (clé usb, IPOD ...).

  A l'inverse de la NOR, elle ne permet pas d'accéder directement à une cellule de la matrice, il faut en effet passer par toutes les autres cellules précédentes. Malgré cela, elle est plus rapide car les données sont inscrites directement les une à la suite des autres. En outre, le flash NAND est plus compact que le NOR (cellules 40% plus petites).

   Elle se caractérise aussi par la porte logique différente utilisée pour le stockage au niveau de chaque cellule. Ainsi pour une porte logique NAND il faut appliquer une tension supérieur a 1V alors que pour une porte logique NOR la tension importe peu.

 

             Porte logique NOR

 

 

 

           Porte logique NAND

 

 

 

 

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