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Le disque dur - historique, structure & fonctionnement

 
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Le disque dur est l'un des éléments vitaux de tout ordinateur moderne et reste au cœur de notre métier, la récupération de données. Nos 20 années d'expérience nous ont donné l'opportunité de travailler sur presque tous les types et toutes les marques de disques durs et les informations suivantes vous aideront à en savoir un peu plus sur :

Un peu d'histoire

RAMAC - le premier disque dur

Le disque dur a fêté son 50ème anniversaire du disque dur en 2006. En effet, IBM produisit le RAMAC (random access method of accounting & control) en septembre 1956, premier véritable disque dur avec une capacité de sauvegarde de 5 Mo. A titre de comparaison, un disque dur actuel peut contenir jusqu'à 750 Go de données !

La taille physique et la diffusion à grande échelle des disques durs tels que nous les connaissons actuellement doit beaucoup à l'avènement du micro ordinateur (ou PC pour personal computer) au début des années 80. Cette période marqua le début de l'informatique individuelle et une course à la capacité de stockage par les fabricants de disques durs : à l'heure actuelle, la densité d'un disque dur s'accroît de 60% par an.

Standards actuels

  • Technologie : le disque dur magnétique représente la technologie dominante d'aujourd'hui. Les bandes magnétiques et les supports optiques (CD/DVD) sont le plus souvent utilisés pour le stockage et la sauvegarde (backup) de données dans un environnement professionnel.

  • Disques durs - taille des disquesTaille : de même que la capacité de stockage des disques durs, la taille physique du matériel a aussi subi de fantastiques évolutions durant les 50 dernières années. Le RAMAC faisait la taille de deux réfrigérateurs alors que la plupart des disques durs actuels sont au format 3"1/2 (3,5 pouces soit 9 cm). Le format standard pour les disques d'ordinateurs portables est de 2,5 pouces.
    L'explosion des ventes de lecteurs MP3 et autres appareils portables a également conduit au développement de microdrives d'une taille de 1 pouce !

  • Interface : l'interface est un élément essentiel de tout disque dur car c'est elle qui relie la carte mère au disque dur. Le type d'interface détermine entre autres la vitesse de transfert des informations. Tout comme la taille et la capacité des disques durs, les interfaces sont en constante évolution. Par souci de simplicité, nous traiterons ici seulement des plus communes.

    • ATA/IDE : interface la plus courante jusqu'en 2005 pour les ordinateurs personnels, ce type d'interface a maintenant été remplacé par les interfaces S-ATA.
    • S-ATA (serial ATA) : interface la plus courante depuis 2005, elle permet des taux de transfert plus élevés qu'ATA.
    • SCSI (Small Computer System Interface) : cette interface permet la connexion de plusieurs périphériques différents par le biais d'un adaptateur ou contrôleur SCSI.

Structure

Un disque dur se compose de 2 parties essentielles :

Composants du disque dur

  • Une partie mécanique

    • Les disque sont des plateaux circulaires à double face, le plus souvent en aluminium, recouverts d'une couche magnétique où sont stockées et organisées les données. Ces disques sont placés autour d'un axe rotatif entrainé par un moteur électrique (spindle motor). La vitesse de rotation varie en fonction de la marque et du modèle de disque dur et se trouve généralement entre 5400 et 15000 tours/minute.

    • Les têtes de lecture / écriture représentent un des autres éléments mobiles du disque dur. Elles sont pilotées par un bras (actuator) entrainé par un second moteur. Leur mouvement en pivot leur permet de balayer toute la surface des disques. Le rôle du bras est de positionner les têtes sur une piste donnée pour avoir accès aux informations. Il est important de noter que les têtes de lecture ne sont jamais en contact direct avec la surface magnétique du disque dur. Un simple frottement ou une poussière peuvent suffire à endommager un disque.

  • Une partie électronique : bien que les parties mécaniques soient les plus visibles du disque dur, la partie électronique est tout aussi importante car c'est elle qui va se charger du transit et du traitement des informations et commandes entre la carte mère et le disque dur. Chaque disque dur dispose d'un microprocesseur et d'une mémoire associée contenus sur une carte électronique (PCB). Un processeur de signal est chargé de convertir les signaux électriques en signaux digitaux.

Fonctionnement

Les données sont stockées sur un disque dur de manière binaire (sous forme de 0 et de 1). Ces informations sont réparties sur la couche magnétique des disques et sont lues ou écrites par les têtes de lecture qui "flottent" au dessus de la surface grâce à la couche d'air engendrée par la rotation ultra rapide des disques.

En mode écriture, un flux électrique traverse les têtes et vient modifier la surface du champ électrique en y inscrivant un 1 ou un 0. En mode lecture, le processus est inversé: le champ magnétique transmet un flux électrique à la tête de lecture, et ce signal est alors traduit en signal numérique interprétable par l'ordinateur.

En savoir plus (sources)