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Connaitre votre disque dur sur le bout des doigts

Tout savoir sur un disque dur

Le disque dur est une des pièces maîtresses de l’ordinateur. Négligé à tort, il peut même brider les performances de votre ordinateur.

Il existe deux standards d’interface (type de connexion au pc) pour les disques dur,

  • Le SATA
  • Le PATA

Le Sata (Serial ATA) remplace peu à peu le PATA (Parallel Advanced Technology Attachment) plus communément appelé IDE (Integrated Drive Electronics) ou plus rarement ATAPI. Il  existe aussi d’autres standards de communication comme le SCSI , ou même le SAS qui ne concernent pas la majeure partie du marché.

A ce jour, toutes les cartes mères peuvent recevoir un disque en PATA mais seule les dernières générations supportent le SATA. Les cartes mère les plus haut de gammes n’ont d’ailleurs plus qu’un seul port IDE (soit 2 disques PATA possible) voir aucun.

Nappe IDE SATA d'un disque dur

La taille des disques durs:

Vu de l’extérieur ce qui différencie également les disques durs entre eux est leur taille.

  • 1.8 pouces : utilisé généralement dans les Netbooks.
  • 2.5 pouces : utilisé dans les ordinateurs portable classique ou pour certains disques dur haute performance comme le Vélociraptor de Western Digital qui se monte dans une tour a l’aide d’adaptateur.
  • 3.5 pouces : c’est le classique et le plus gros de tous. C’est celui qui est en image plus haut il prend place dans votre tour ou dans un boitier externe.

Petite parenthèse pour vous aider à choisir votre disque dur externe :

Les 2.5″ et 3.5″ sont utilisé pour leur espace de stockage. Les performances pures ne sont pas à prendre en compte.
Le 2.5″ est moins encombrant car il consomme moins et n’a de ce fait, pas besoin d’alimentation externe. Il est de ce fait plus pratique à transporter.
Le 3.5″ est celui le plus rentable question stockage (le prix du Go étant de plus en plus faible).

La majorité des disques externes se connectent à votre pc par le port USB. Selon le boitier on peux se connecter avec une interface bien plus rapide comme le E-SATA (adaptation du protocole SATA au branchement de périphériques externes.) ou le FIREWIRE (ou IEEE 1394).

Le boitier peux également être multimédia, c’est à dire qu’on peux le connecter sur sa télévision et lire un film sans avoir besoin d’un ordinateur ou d’un lecteur DivX.
Si vous avez une télévision récente, essayez de prendre une sortie HDMI sur votre disque dur multimédia. Ils sont généralement plus chers à l’achat mais la qualité est bien meilleure à l’affichage. Le HDMI est la nouvelle génération de prise péritel (tout en un : audio + vidéo).

La capacité d’un disque dur

Les disques à l’heure actuelle ont des capacités allant de 80 à 2000Go (2To), avec des plateaux allant jusqu’à 500Go.
Le suffixe Go est le diminutif de Gigaoctet, Le To est le diminutif de Téraoctet. 1 To = 1 000Go ou si l’on veut suivre la norme réelle 1To = 1024Go, 1Go = 1024Mo… etc d’où le fait que quand vous achetez un disque dur la capacité que vous visualisez sous votre système d’exploitation est inférieure à la capacité théorique indiqué sur le disque. Plus vous prenez un disque de grande capacité, plus cet écart sera important mais ceci tend à se réduire ces dernières années (car cela dépend des beaucoups d’autres normes qui évoluent elles aussi).

Mais qu’est ce qu’un plateau?

Hé bien, entrons pour cela à l’intérieur du disque dur.

structure disque dur

Voilà donc à quoi ressemble l’intérieur de votre disque dur. Je vous déconseille d’ailleurs de le démonter car c’est un assemblage de précision effectué dans des lieux stériles. Un disque dur est composé de plateaux ou disques empilés sur un axe. On trouve de 1 à plusieurs plateaux. Toutefois les disques dur actuel ne dépassent que très rarement les quatre (à une époque on pouvais en trouver en possédant jusqu’à 10!).

On pourrait comparer ce matériel à un cd hormis leur matière, les plateaux sont souvent en fer, recouvert d’une couche d’oxyde de fer possédant des propriétés magnétiques. Un plateau est lisible sur les deux faces, il faudra donc deux têtes de lecture.

La vitesse de rotation

La vitesse de rotation exprimé en Tours par minutes n’est pas variable.

Pour les 2.5″ la vitesse est de 4 200, 5400 ou 7200 Tours/min
Pour les 3.5″ la vitesse est de  5 400, 7 200, 10 000, 15 000 Tours/min.

(Au dessus de 7200 tours, on va retrouver les Vélociraptor pour les 10 000 tr/min,
les SAS pour les 15 000 tr/min. Des disques de haute performance.)

hard_disk_drive

Faire tourner des plateaux à de telle vitesse et aussi longtemps, est une prouesse technologique, seul des motos et voitures de compétitions arrive à des vitesses pareille et ponctuellement, contrairement à nos disques dur qui tournent à ces vitesses pendant des années !

Ajoutons à cela un espace entre le plateau et la tête de lecture de l’ordre de 0.2 µm.

Ce chiffre ne vous parle pas?

La fumée c’est 5 µm tout comme une empreinte digitale. La poussière fait figure de géant mesurant de 20 à 30 µm. Imaginez la moindre poussière se glissant dans le disque dur. Cela aurait le même effet que prendre un rocher sur votre voiture lancé à 130km/h sur l’autoroute.

Nous avons donc des têtes de lectures qui touchent presque des plateaux allant jusqu’à 15 000tr/min. Forcément le moindre contact est fatal, le plateau serait marqué et la tête endommagée. C’est une des raisons qui fait qu’on évite de déplacer trop vivement son ordinateur portable lorsqu’il est allumé ! (surtout les pc portable et les disque dur externe).

Bien entendu, à l’arrêt, les têtes de ce dernier se rangent à l’écart des plateaux, à la manière d’une platine vinyle ; elles ont un support qui leur est dédié. Les têtes bougent toutes ensemble, elle ne sont pas indépendantes. Pour un disque à quatre plateaux, comptez 8 têtes solidaires.

Comment sont stockés les données ?

Elles sont stockées sous forme binaire (0 ou 1).
L’enregistrement est magnétique (comme la bande d’un magnétophone). Une tête de lecture est composée d’un aimant qui va pouvoir magnétiser le support sur lequel il passe en envoyant de petites impulsions qui, par induction, fera varier l’état de surface du plateau (0 ou 1).

Il n y a pas le moindre contact entre la tête et le plateau, les têtes survolent les plateaux, l’air généré par la rotation permet de les décoller de quelques dixièmes de micron (0.2 µm ).

Et pourquoi ne pas faire que des disque dur tournant à 10 000tr/min ?

Même si le 10 000 tr/min n’est pas très cher, vous avez surement dans votre ordinateur un ou plusieurs 7200 tr/min . La raison ? Le silence et l’économie d’énergie (les 5400 tr/min sont utilisés dans les portables ou les disques dur de gamme écologique). Plus la vitesse est élevée, plus le moteur qui entraine les plateaux doit être puissant !

Les têtes de lectures elles sont déplacées par un actuateur piézoélectrique qui peux les tirer et les pousser rapidement.

Actuateur piézoélectrique, le mot vous fait peur?

Il s’agit en fait d’une bobine entourée d’un aimant. Selon le courant qui la parcoure elle se déplace et s’éloigne entrainant les têtes avec elle.

Ça va vous suivez toujours?

Les données transitent ensuite des têtes au contrôleur (PATA, SATA, SAS …) par une nappe interne au disque dur qui va communiquer à son tour avec la carte mère.

La carte contrôleur tient différents rôles dans le fonctionnement de notre disque dur.

carte controleur

*Elle distribue le courant électrique fourni aux éléments qui en ont besoin (Celui qui en consomme le plus est le moteur entrainant les

plateaux). Une puce donne l impulsion de départ ou d’arrêt.

*Elle pilote l’actuateur des têtes

*Elle permet d’adapter la façon dont les données sont traitées en interne sur le disque au standard de communication (PATA, SATA, SCSI…) qui comme nous l’avons déjà vu précédemment communique ensuite avec la carte mère.

*Elle embarque une puce mémoire (la mémoire cache) qui permet de stocker les données les plus fréquemment demandées afin d’y accéder plus rapidement. La mémoire cache va de 2 a 32 mo de nos jours.

*Elle a une puce pour le firmware (un micro-programme qui donne ses instructions aux éléments du disque et gère la procédure de démarrage, un BIOS quoi).

*Elle corrige les erreurs. Pour faire simple les vitesse de disque dur sont impressionnantes et les têtes deviennent de plus en plus petites. De ce fait des erreurs de lecture ou d’écriture apparaissent. Cette correction permet de garantir une utilisation satisfaisante par monsieur tous le monde.

Mais alors quand j’allume mon ordinateur il se passe quoi?

  • Le code de démarrage est lu depuis la mémoire flash et exécuté en mémoire vive
  • Les plateaux sont démarrés et stabilisés à la vitesse donnée par le disque dur (7200tr/min par exemple)
  • L’actuateur déplace les têtes de la zone de « repos » à la zone de travail
  • Le système d’exploitation (Windows, Linux, Léopard, Express Gate …) est chargé en RAM et des tests sont effectués.
  • Les test réussi les disques dur commence la conversation avec la carte mère, le BIOS de la carte mère détecte donc votre disque dur à ce moment la.

Sauvegardez régulièrement vos données, c’est important !

N’oubliez pas qu’un disque dur est composé de pièces mécaniques et électroniques de précision, il est donc fragile et peut ne plus fonctionner à tout moment. Pensez donc à sauvegarder vos données sur plusieurs supports et de manière régulière.

Bien entendu, il n’existe pas de moyens de stockage infaillible. Tous on leurs avantages et inconvénients. Pensez donc à multiplier les sauvegardes de vos données sur plusieurs supports tels que  DVD, clé usb, disque dur, autre pc, serveur ftp… etc…

7 commentaires pour ce billet

Si votre commentaire est de qualité, vous ne serez pas modéré et le Si votre commentaire est de qualité, il ne sera pas modéré sera assuré :)

Le 12 octobre 2009 à 17 h 23 min par Helix

Belle explication.
Manque juste l’explication quand j’éteins mon PC que ce passe t-il ?

Et prochainement, un tutoriel sur le dernier point. Les sauvegardes ?

Le 12 octobre 2009 à 20 h 14 min par Djolhan

Y a une suite de prévu à cet article, mais c’est une surprise :p

Le 13 octobre 2009 à 0 h 40 min par Obi

C’est clair et concis, manque peut-être juste un détail,
les vitesses des interfaces de connexion des disques ?
SATA 1 : 1.5Gb/s
SATA 2 : 3 Gb/s
SATA 3 : 6 Gb/s (reste rare à l’heure actuelle)
Gros avantage des SATA et du SCSI par rapport à l’ancienne interface parallèle : la capacité de traiter plusieurs transactions à la fois
L’interface USB2 est donnée pour 480Mb/s mais la plupart des fabricants ont fournit des pilotes capable de dépasser cette limite de très loin.
Prochain article sur le RAID ?
gg les Gueux 🙂

Le 13 octobre 2009 à 12 h 16 min par Djolhan

Ca va donner quelques idées à notre ami looping tout ca j’imagine ^^

Le 17 octobre 2009 à 16 h 16 min par pose portail

Tes explications sont superbes.
@Obi les débits que tu annonces sont théoriques et ne veulent pas dire grand chose à part pour l’effet marketing qu’ils procurent.

Le 18 octobre 2009 à 13 h 10 min par Looping (author)

Je ne me suis jamais penché sur la question de ce qu il se passe quand mon pc s’arrête car ça na pas d’incidence sur les performances de mon pc. Il est utile de voir qui boot le plus vite car on est pressé de travailler (bon d accord jouer) mais s’éteindre …

Pour répondre a obi, j ai essayé d’écourter l’article. Trop d’info tue l’info. J’aurais voulu expliquer pourquoi quand on achète un disque dur de 500gigas on en a toujours moins et bien d’autre chose. Je ferais surement une suite pour tout ça car je pense que ca peux in
téresser du monde.

Pour le prochain article je me tâte.
Qu’est ce qu’un ssd ou les logiciel pour récupérer des données perdues et voir l’état de santé et de performance de son hdd.

Et il y a aussi djolhan qui me demande de faire des articles plus court mais plus régulièrement. (Faut dire que c’est pas évident de mettre en page des articles érit par un bûcheron du graphisme, surtout long comme celui la).

Si vous avez une préfrence entre les deux, hésiter pas a la mettre, j’en prendrai note.

Le 9 juillet 2010 à 1 h 27 min par killtoo

« 1 To = 1 000Go ou si l’on veut suivre la norme réelle 1To = 1024Go, 1Go = 1024Mo… etc »

–> Faux !

1 To = 1 000 Go
1 Tio = 1024 Gio

source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Octet

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