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Préparation matérielle d’un ordinateur Les disques durs (HDD-SSD) DR MI Page 1

Préparation matérielle d’un ordinateur Les disques durs (HDD-SSD) DR MI Page 1 / 6 1. Introduction. Un disque dur constitue la partie de l'ordinateur qui sert au stockage permanent de données. L'intérêt d'un disque dur est de conserver l'information même quand l'ordinateur est éteint. 2. Constitution. 2.1. HDD : Le disque dur « mécanique » (Hard disk Drive). Ce type de disque dur est constitué de plusieurs plateaux de forme circulaire en aluminium ou en verre. Contrairement aux disquettes, ces plateaux ne sont absolument pas flexibles, ce qui explique que ce disque soit qualifié de « dur ». Le bras peut se déplacer du milieu vers le bord extérieur, de manière à ce que la tête de lecture/écriture puisse être positionnée n'importe où sur le plateau. Il y a une tête de lecture/écriture par face de plateau. Les disques durs « mécaniques » détestent les chocs : en effet, la tête de lecture/écriture peut alors être amenée à toucher le plateau, entrainant une destruction de la zone touchée. Les vitesses de rotation sont de 5400 tours/min (bas de gamme) et 7200 tpm sur les stations de travail Pour les serveurs, on utilise des disques plus rapides : 10000 et 15000 rpm. Préparation matérielle d’un ordinateur Les disques durs (HDD-SSD) DR MI Page 2 / 6 2.2. SSD : Le disque dur « électronique » (Solid State Drive). Bien qu’il puisse se présenter sous la forme d’un boitier 2,5 pouce classique, son fonctionnement est très différent du HDD : ici, il n’y a pas de pièces en mouvement. Le stockage des données est réalisé au moyen de puces électroniques (mémoire flash de type NAND) qui conservent l’information, même lorsque l’appareil n’est plus alimenté électriquement. Les SSD sont beaucoup plus rapides que les HDD, mais coûtent aussi plus cher, à capacité égale. 3. Lecture et enregistrement. Le disque dur HDD ou SSD mémorise des données numériques : 0 ou 1. 3.1. Principe du stockage magnétique (HDD). Pour permettre l'emmagasinage des données, les deux faces de chaque plateau sont enduites avec un support magnétique. Illustration : F Coffrini 3.2. Principe du stockage électronique (SSDD). La mémoire Flash utilise des transistors sur lesquels on applique une tension positive ou négative, ce qui constitue un bit à 0 ou un bit à 1. Il existe différents types de puces : SLC, TLC, MLC, qui influent sur le coût et la durée de vie du SSD. Par exemple, la mémoire TLC supporte environ 1000 cycles de lecture/écriture alors que la SLC en accepte 100000. N S S N ………. ………. Préparation matérielle d’un ordinateur Les disques durs (HDD-SSD) DR MI Page 3 / 6 4. Form Factor. Comme pour les boitiers et carte mères, les disques dur respectent des caractéristiques de taille et de forme. Il faut distinguer le format, le connecteur et l’interface. 4.1. Le format (= forme et taille du boitier). 3,5 pouces / 2,5 pouces / 1,8 pouces représentent le diamètre du disque (soit environ la largeur du boitier).  mSata est une évolution de Sata.  M2 est aussi appelé NGFF( New Generation Form Factor) et se décline en plusieurs versions, en fonction de la longueur de la carte électronique, qui fait toujours 22 mm de large).  On peut aussi trouver des SSD au format carte d’extension PCIe : 4.2. Le connecteur. Le connecteur est généralement lié au format du disque (m2, mSata, Sata, …) et des détrompeurs évitent tout Préparation matérielle d’un ordinateur Les disques durs (HDD-SSD) DR MI Page 4 / 6 branchement inadapté. Cependant, les formats 2,5 et 3,5 pouces peuvent utiliser plusieurs types de connecteurs : 4.2.1. Sata et SAS. Les disques SAS sont utilisés sur les serveurs. La connectique est quasiment identique à celle des disques Sata, à un ergot près : Un serveur est équipé pour accepter des disques SAS ou Sata. Un ordinateur de bureau ne peut raccorder que des disques Sata : la nappe de connexion ne peut pas être raccordée au connecteur SAS. 4.2.2. SCSI et IDE (PATA). Ces technologies (et leurs connecteurs) sont obsolètes mais on peut encore les rencontrer sur des ordinateurs actuellement en service. SCSI était utilisé sur les serveurs, alors que IDE (ou PATA) était employé sur les ordinateurs de bureau ou les portables. Les disques durs IDE peuvent être branchés à deux sur la même nappe. Il faut alors déclarer un « Maitre » et un « esclave » au moyen de petits cavaliers, à l’arrière du boitier. Préparation matérielle d’un ordinateur Les disques durs (HDD-SSD) DR MI Page 5 / 6 4.3. L’interface. Le mot « interface » fait penser à la notion de connecteur. En fait, il fait aussi référence à la technologie de transfert de l’information. Par exemple, SATA est à la fois un connecteur ET une technologie. Les disques durs actuels peuvent donc fonctionner de 3 manières : 4.3.1. SATA. En version 2 (3 Go/sec) ou en version 3 (6Go/sec), c’est l’interface la plus répandue sur les machines non serveur. Les deux versions sont compatibles entre elles. Les formats correspondants sont : Sata - mSata - M2 4.3.2. SAS. Disponible uniquement sur les serveurs, ces disques doivent être raccordés à une carte électronique spécifique. Ce contrôleur est aussi capable de connecter des disques Sata « classiques ». 4.3.3. PCIe. Là encore, ce fonctionnement est généralement réservé aux serveurs. Le format peut être de type PCIe (sous la forme d’une carte d’extension) ou M2. On précise alors M2 PCIe ou M2 Nvme. Un SSD au format M2 Nvme (le connecteur est différent du M2 Sata qui possède 2 encoches). 4.3.4. IDE et SCSI. Tout comme les connecteurs du même nom, les interfaces IDE (ou PATA) et SCSI ne sont plus installées sur les systèmes actuels. 5. Mémoire cache. Les disques durs embarquent également un peu de mémoire vive leur permettant de travailler encore plus rapidement et surtout, plus confortablement. Cette mémoire est également appelée « mémoire tampon ». Ceci s'explique par le fait que les informations devant être écrites sur le disque dur, sont stockées temporairement sur cette mémoire. De même, lorsque le disque dur effectue un travail de lecture, des informations peuvent y être stockées lorsque celles-ci risquent d'être de nouveau utilisées. Ainsi, la tête de lecture (élément plus lent) s'épargne du travail. Mémoire Plateau Données en attente d’écriture Données souvent utilisées Préparation matérielle d’un ordinateur Les disques durs (HDD-SSD) DR MI Page 6 / 6 6. Caractéristiques à retenir. La performance d'un disque dur influe de manière importante sur la performance générale du système : un disque dur lent aura le potentiel à entraver un processeur rapide et l'efficacité d'un disque dur est déterminée par un certain nombre de facteurs, à savoir : Les trois principales mesures sont le débit (en Mo/sec), la latence (en ms) et le nombre de lectures/écritures par seconde (IOPS). La vitesse de rotation d’un disque mécanique a une influence très importante. Dans le cas des SSD, le goulot d’étranglement est plutôt l’interface. Interface SATA II et III SAS PCIe Latence (ms) IOPS (Input/outpu t per second) Débit théorique max 3-6Gb/sec 375-750Mo/sec 12Gb/sec 1,5 Go/sec 4-8 Go/sec 5400 rpm 30-110 Mo/sec xx xx 5,6 20-70 7200 rpm 150-220 Mo/sec xx xx 4,2 120-180 10000 rpm xx 150-250 Mo/sec xx 3 200-350 15000 rpm xx 200-400Mo/sec xx 2 300-450 SSD 400-550Mo/sec 2-4 Go/sec 3-6,5 Go/sec 0,05-0,7 40k-500k 7. Sécurité des disques durs. La durée de vie d’un disque dur est d’environ 4 à 5 ans. Evidemment, il peut durer beaucoup plus longtemps selon les conditions d’utilisation. Il existe plusieurs systèmes de surveillance, d’analyse ou de sauvegarde des données. 7.1. SMART (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology). C'est un système de détection de crash introduit par Compaq. Avec ce système, un disque dur doit prévenir l'utilisateur au moins 72 heures avant la panne, et même éventuellement lancer une procédure de sauvegarde de son contenu. Il y a contrôle des performances de lecture et écriture du disque dur avec déclenchement d'une alarme dès que les valeurs se dégradent. 7.2. MTBF (Mean Time Between Failures). Au départ, indice mesurant la fiabilité des disques durs, mais appliqué à d'autres périphériques. Il est calculé en faisant vieillir de façon accéléré le disque dur (tension d'alimentation anormale). Plus le MTBF uploads/Litterature/ dr-disques-durs.pdf