Disque dur : tout savoir sur son fonctionnement

Disque dur : tout savoir sur son fonctionnement

Qu'est-ce qu'un disque dur ?

Inventé dans les années 50 par IBM, le disque dur est l'un des périphériques les plus importants de votre ordinateur.

Il sert à stocker toutes vos informations de manière permanente, par opposition à la mémoire vive : système d'exploitation, programmes, documents etc sous forme de données binaires. En savoir plus sur la récupération de données disque dur.

La structure d'un disque dur pour le réparer

La structure d'un disque dur

Un disque dur est constitué d'un ensemble de plateaux circulaires en aluminium ou en verre superposés.
Contrairement aux disquettes, ces plateaux sont rigides d'où leur nom de disque " dur ".

Pour mesurer la performance d'un disque dur avant sa réparation, les fabricants utilisent la densité en bits par pouce carré (nombre de bits linéaires par pouce x nombre de pistes par pouce).
Le résultat est exprimé en Mégabits par pouce carré et sert à mesurer l'efficacité de l'enregistrement sur le disque.

Un moteur central permet de faire tourner tous les plateaux en même temps.
La vitesse de rotation est un autre indicateur de performances.
Celle-ci peut varier de 5400 à 15 000 tours / minute.

Tête de disque dur

De part et d'autre des plateaux, se trouvent des têtes de lecture et d'écriture qui sont déplacées et alignées par un bras électromagnétique.
Enfin, un circuit électromagnétique permet de convertir les données analogiques en données numériques.

Chaque plateau est recouvert d'une très fine couche de particules magnétiques (environ 1 µm soit 1 millionième de mètre) protégées par un film protecteur lubrifié.
L'enregistrement des données est de type binaire : elles sont stockées par la couche aimantée sous forme de 0 et de 1.
À l'état initial, les particules magnétiques sont placées de façon aléatoire.
Par le formatage, les têtes d'écriture les orientent dans le même sens.

L'ensemble du mécanique est contenu dans un boîtier totalement hermétique, car la moindre particule peut détériorer la surface du disque et provoquer un "head-crash".
C'est pour cette raison qu'il est indispensable de procéder à l'ouverture d'un disque dur en salle blanche pour le réparer.

Le fonctionnement d'un disque dur

Les têtes du disque dur ont la capacité de générer un champ magnétique.
Sous l'effet d'impulsions électriques de faible intensité, une polarité positive ou négative est attribuée à une zone minuscule du disque.
Pendant la lecture, cette alternance de polarité engendre un courant électrique capté par la tête et converti en numérique par une puce DSP (Digital Signal Processor) en 0 ou 1.

Sur chaque plateau du disque, se trouve un certain nombre de pistes cylindriques découpées en secteur de 512 Ko chacun en général.
L'adressage d'un secteur se fait selon le principe CHS (Cylinder, Heads, Sectors).
Par exemple : «cylindre (piste) 4 disques 3 faces supérieures, secteur 9».
On parle également de paramètres physiques.

À l'inverse, on distingue la structure logique du disque.
Un cluster ou unité d'allocation correspond à la zone minimale que peut occuper un fichier sur le disque.
La taille des clusters dépend du volume du disque dur et du choix du système de fichier (FAT ou NTFS sous Windows).

Les différents types de disques durs

  • IDE, EIDE, ATA ou PATA :

    Ce sont les disques les plus courants. Apparue en 1994, la norme ATA a subi de nombreuses évolutions, notamment au niveau des modes de transfert.

    Les standards actuels sont ATA-6 (support de l'ultra DMA 100) et ATA-7 (support de l'ultra DMA 133) pour des débits théoriques de 100 et 133 Mo/s.

    Tout sur la norme ATA : http://www.t13.org

  • S-ATA :

    Le standard Serial ATA est apparu en 2003 et utilise un mode de transmission différent des disques durs ATA.

    Le débit théorique de la norme S-ATA est de 150 Mo/s. La norme S-SATA II devrait permettre d'atteindre 375 Mo/s puis à terme 750 Mo/s.

    http://www.serialata.org

  • SCSI :

    La norme SCSI (Small Computer System Interface) permet via un contrôleur SCSI de soulager le processeur car il s'agit d'une interface indépendante.

    Le standard SCSI 1 créé en 1986 a évolué (SCSI 2 et 3) pour atteindre aujourd'hui des débits de 320 Mo/s (ultra-320) voire 640 Mo/s (Ultra-640).

Les principaux fabricants de disques durs

Voici une liste des principaux fabricants de disques durs.

  • Maxtor (Quantum) : http://www.maxtor.com/fr
  • Seagate : http://www.seagate.com
  • Western Digital : http://www.wdc.com/fr
  • Hitachi (IBM) : http://www.hitachigst.com
  • Toshiba : http://www.toshiba.fr
  • Fujitsu : http://www.fujitsu.com/fr
  • Samsung : http://www.samsung.com/fr/