Medición del desempeño de las unidades

Cuando evalúe el desempeño de dispositivos de almacenamiento, usted necesita conocer dos medidas comunes: el tiempo de acceso promedio y la velocidad de transferencia de datos. Para dispositivos de acceso aleatorio (todos los dispositivos de almacenamiento expuestos, con la excepción de las cintas magnéticas), por lo general deseará un tiempo de acceso bajo y una velocidad de transferencia de datos alta. Con las unidades de cinta, de lo único que necesita preocuparse en realidad es de la conveniencia y la capacidad. Además de estos factores, la interfaz de la unidad es una consideración importante.

Tiempo de acceso promedio

El tiempo de acceso promedio de un dispositivo es la cantidad de tiempo que le toma al dispositivo colocar sus cabezas de lectura o de lectura/escritura sobre cualquier punto en el medio. Es importante que la medición sea un promedio porque los tiempos de acceso pueden variar en gran medida dependiendo de la distancia entre la ubicación original de las cabezas y su destino. Para medir el tiempo de acceso de una unidad en forma efectiva, usted debe probar muchas lecturas de sectores elegidos al azar, un método que se aproxima a las instrucciones de lectura reales que una unidad de disco recibiría bajo circunstancias normales.

El tiempo de acceso es la combinación de dos factores: la velocidad a la que gira un disco (revoluciones por minuto o rpm) y el tiempo que le toma mover las cabezas de una pista a otra. En la sección sobre disquetes se vio que lo más que le toma a la cabeza para tener acceso a cualquier punto es más o menos 0.2 segundo, que es la cantidad de tiempo que le toma al disco completar una revolución a 300 rpm. Los tiempos de acceso se miden en milisegundos (ms) o 0.001 segundo. El tiempo de acceso máximo para disquetes, 0.2 segundo, es de 200 milisegundos. El tiempo de búsqueda promedio es de alrededor de la mitad del máximo, o sea, 100 milisegundos.

Los tiempos de acceso para unidades de CD-ROM y WORM tienden a ser bastante lentos para las normas de las unidades de disco duro, pues varian de 100 a 300 milisegundos.

Con los discos duros removibles y los discos magneto-ópticos, los tiempos de acceso pueden variar mucho. Los mejores modelos compiten con los buenos discos duros, mientras que los malos son más o menos la mitad de rápidos que un disco duro lento.

Compresión de archivos

Aun con los grandes dispositivos de almacenamiento disponibles, muchos usuarios todavía se encuentran pisando los límites de lo que pueden almacenar en sus PC. Una solución para este problema de almacenamiento, además de actualizar dispositivos mayores, es comprimir los datos. La compresión de archivos, o compresión de datos, es una tecnología para reducir el tamaño de un archivo, abriendo por tanto espacio libre para que más datos y programas residan en el disco. Discos duros enteros, discos flexibles o archivos individuales pueden comprimirse hasta en una proporción de 3:1 (por ejemplo, 300 MB de datos llenan sólo 100 MB de espacio). La compresión de archivos es realizada por software y usa algoritmos matemáticos para apretar los datos en trozos más pequeños eliminando información que no es vital para el archivo o los datos. Cuando el archivo es regresado a su estado original, estos datos son reinsertados de modo que sus datos originales se reproducen exactamente igual a como estaban antes de la compresión. Estos algoritmos tienen derechos reservados por las compañías, como el algoritmo de compresión LZS de Stac Electronics. Dos programas de compresión favoritos para PC son PKZIP y DriveSpace 3. DriveSpace 3 es parte del sistema operativo Windows 98. StuffIT es un favorito entre los entusiastas de Macintosh.

Velocidad de transferencia de datos

El otro aspecto importante para medir el desempeño de una unidad es la velocidad a la que puede transferir datos; es decir, cuánto tiempo le toma leer o escribir datos. Las velocidades son expresadas como una proporción, o como una cantidad de datos por unidad de tiempo. Para las velocidades de transferencia de datos, el tiempo se mide en segundos, pero las unidades de datos pueden medirse en bytes, KB, MB o GB.

Una vez más, las velocidades pueden variar en gran medida. Las velocidades para discos duros por lo general son altas, desde unos 5 MB por segundo (abreviado MBps) hasta 15 MBps para las unidades de alto rendimiento diseñadas para redes. Cuando compre un disco duro, la velocidad de transferencia de datos es un factor al menos tan importante como el tiempo de acceso.

Los CD-ROM y los disquetes son los dispositivos de almacenamiento más lentos. Los CD-ROM varían de 300 KBps para un reproductor de doble velocidad hasta 900 KBps para una unidad 6X (seis veces más rápida que una unidad de velocidad sencilla). Las unidades de disquete promedian alrededor de 45 KBps. Los discos duros removibles y los discos magneto-ópticos varían de alrededor de 1.25 MBps hasta el rango de un disco duro.

Nota: Algunos fabricantes y distribuidores de unidades anuncian las velocidades de transferencia de datos de sus unidades en unidades de MBps, pero otros pueden expresarlas en megabits por segundo, o Mbps. Cuando compare para comprar, asegúrese de que comprende si la velocidad especificada es "MBps" o "Mbps".

Normas de interfaz de unidades

Otro factor importante de la determinación de lo rápido que una unidad puede leer y escribir datos es el tipo de controlador que usa la unidad. Del mismo modo que un monitor de video requiere un controlador para actuar como una interfaz entre la CPU y la pantalla de visualización, los dispositivos de almacenamiento también necesitan un controlador para actuar como intermediario entre la unidad y la CPU. Un controlador de disco se conecta directo en el canal de la computadora. En la mayoría de las computadoras, una porción del controlador de disco es parte integral de la tarjeta madre principal de la computadora y el resto está incorporado en la unidad en sí. En algunas computadoras más antiguas, el controlador es una tarjeta de expansión que se conecta al bus insertándola en una de las ranuras de expansión de la computadora.

La norma ST-506

En 1979, Shugart Technology, que más tarde se convertiría en Seagate Technology, desarrolló la primera norma para interfaces de discos duros con PC. Esta interfaz se dio a conocer como ST-506, en honor de la unidad de disco duro original que la usaba. Las primeras unidades ST-506 usaban un esquema de codificación de datos llamado modulación de frecuencia modificada (MFM). Un esquema de codificación de datos es el método que usa una unidad de disco para traducir los bits de datos es una secuencia de inversiones de flujo (cambios en la polaridad magnética) en la superficie de un disco.

Debido a las limitaciones inherentes de la MFM, las unidades ST-506 que usaban este esquema tenían una capacidad máxima de 127.5 MB y una velocidad de transferencia de datos máxima de alrededor de 655 KB por segundo.

La segunda generación de unidades ST-506 empleaba un nuevo esquema de codificación de datos que se llama limitado por longitud de ejecución (runlength limited: RLL). El esquema de codificación RLL hizo un uso más eficiente del espacio de superficie en un disco duro. Con la codificación RLL, la capacidad máxima de unidad del ST-506 aumentó a 200 MB y la velocidad de transferencia de datos mejoró a casi 800 KB por segundo.

Unidades electrónicas integradas

La interfaz electrónica de unidad integrada (integrated drive electronics: IDE) coloca la mayor parte de los circuitos controladores del disco en la unidad en sí para proporcionar una interfaz más simple con la computadora y una operación más confiable de la que era posible con las unidades DT-506 antiguas.

En 1983, Compaq Computer tuvo la idea de integrar los circuitos controladores del disco en la misma unidad de disco duro. El resultado fue IDE, una norma más simple y más confiable que la ST-506. Originalmente, la IDE era capaz de proporcionar velocidades de transferencia de datos de alrededor de 1 MB por segundo bajo condiciones ideales, pero esta capacidad creció a 8.3 MBps, que era más rápida que las velocidades de transferencia de datos de la mayor parte de los discos duros de esa época. La IDE mejorada (enhanced IDE: EIDE) actualizó la norma, y hoy en día soporta velocidades de hasta 16.6 MBps. Cuando usted compre un sistema, por lo general puede suponer que IDE significa en realidad EIDE. La IDE mejorada en la actualidad es la interfaz de unidad más popular para PC.

Interfaz mejorada de dispositivo pequeño

Tambien en 1983, Maxtor Corporation desarrolló su propia mejora de la interfaz ST-506. Como la IDE, la interfaz mejorada de dispositivo pequeño (enhanced small device interface: ESDI) incorpora en la unidad muchos de los circuitos del controlador directo.

Los primeros controladores ESDI podían transferir datos a una velocidad de 1.25 MB por segundo; la norma fue mejorada para soportar transferencias de hasta 3 MB por segundo, casi cinco veces la velocidad de las primeras unidades ST-506. Sin embargo, en forma gradual la ESDI perdió participación en el mercado ante la IDE mejorada, y en buena medida ha desaparecido.

Interfaz de sistema de computadora pequeña

La historia de la interfaz de sistema de computadora pequeña (small computer system interface: SCSI) se remonta a la década de 1970. La SCSI (se pronuncia "escosi") fue desarrollada originalmente como una forma de conectar dispositivos periféricos de terceros a computadoras mainframe, en particular, en las computadoras de IBM. La SCSI pasó por muchas transformaciones antes de que el Instituto Nacional Estadounidense de Normas (American National Standars Institute: ANSI) estableciera una definición para la interfaz en 1986. Desde entonces, la definición de la SCSI continuó evolucionando, primero con la SCSI-2 y más recientemente con la SCSI-3.

La SCSI adopta un enfoque que es diferente de IDE y de ESDI. Debido a que el concepto original de la SCSI era proporcionar acceso a los periféricos (no sólo a las unidades de disco duro) al canal del sistema de la computadora, puede pensarse que la SCSI es como una extensión del canal de la computadora. Como tal, todos los circuitos de interfaz que necesita el dispositivo deben estar en el dispositivo mismo.

Un beneficio de la SCSI es que conectar el bus de la computadora directamente en la unidad mejora la eficacia. Permite velocidades de transferencia de datos incluso superiores que las posibles con la IDE mejorada. La SCSI-2 comenzó soportando velocidades de transferencia de hasta 5 MBps, pero las variaciones permitieron hasta 20 MBps. La SCSI-3 elevó lo anterior de nuevo a un rango de 10-40 MBps.

Otro beneficio de la SCSI es que puede acomodar múltiples dispositivos, tantos como pueda manejar el bus. La SCSI-2 permite hasta 7 dispositivos, y la SCSI-3 permite hasta 127 dispositivos. Además, debido a que la interfaz SCSI es una extensión del bus, puede conectarse (o conectarse en cadena) cualquier tipo de dispositivo en un solo puerto SCSI. Recuerde que los dispositivos que usan interfaces SCSI no sólo incluyen unidades de disco duro sino también unidades ópticas, unidades de cinta, discos duros removibles, impresoras, plotters y escáners.

A pesar de las capacidades de la SCSI, tiene ciertas fallas. Si usted agrega un dispositivo SCSI a una PC, debe asegurarse de que el controlador del dispositivo es soportado por la tarjeta SCSI en su PC. Además, algunos dispositivos SCSI deben ser colocados al final de una cadena SCSI, así que no puede tener más de uno de estos dispositivos en una sola cadena.