Tal vez no recuerdes el disco duro MFM del pasado, pero aquí te volvemos a traer a este histórico elemento de almacenamiento imprescindible para los ordenadores antiguos y que conozcas la tecnología que daría base para las actuales unidades de almacenamiento que poco tienen que ver con las de aquellos años…
Índice de contenidos
De las primeras tarjetas perforadas al primer disco duro
Hace muchos años, en los albores de la informática, los medios de almacenamiento eran tan primitivos como sorprendentes. En los días iniciales, la entrada y salida de datos de los primeros ordenadores se realizaban a través de tarjetas perforadas, unas simples tarjetas de cartón u otros materiales con perforaciones para codificar lo que se necesitaba. Por cierto, unas tarjetas inventadas por Ada Lovelace.
Sin embargo, la necesidad de más capacidad y velocidad llevó a la siguiente gran evolución: la llegada de las cintas magnéticas. Estas cintas, con sus líneas interminables de ceros y unos magnetizados, permitían un almacenamiento más eficiente y facilitaban la recuperación de datos. Es decir, como enormes rollos de cinta de casete. Y, ojo, porque han sobrevivido hasta nuestros días, ya que en muchos centros de datos para HPC, se han convertido en formas de almacenar datos por tiempo prolongado sin consumir energía. Por ejemplo, en el Marenostrum 4 hay un módulo con este tipo de almacenamiento.
Volviendo a la historia, en la década de 1950, la respuesta a esta demanda constante de mayor capacidad y rendimiento surgió de la mano de IBM, con la introducción de los discos duros. El IBM 305 RAMAC, lanzado en 1956, fue el primer sistema que incorporó un disco duro. Este gigante mecánico albergaba una capacidad de almacenamiento de 5 megabytes, un logro monumental en ese momento. El disco duro giraba a 1.200 revoluciones por minuto y empleaba cabezas lectoras móviles para acceder a los datos. Este avance revolucionario marcó el comienzo de una nueva era en el almacenamiento de datos.
A medida que avanzaba la década de 1960, los discos duros se volvieron más compactos y eficientes, aunque aún eran costosos y estaban reservados para empresas y centros de investigación. La miniaturización y la mejora de las capacidades de almacenamiento continuaron a lo largo de las décadas, llevando a la popularización de los discos duros en la década de 1980.
¿Qué es MFM?
MFM (Modified Frequency Modulation) es una forma de codificación de la información utilizado para codificar datos en disquetes y discos duros, es decir, en medios magnéticos. Introducido en 1970 con el IBM 3330, es una modificación del código de Frecuencia Modulada (FM) original.
Sin embargo, MFM garantiza una transición de flujo máximo por bit, permitiendo una mayor densidad de escritura en comparación con FM. Operando a velocidades de 250-500 kbit/s en disquetes estándar y de alta densidad, MFM fue utilizado en los primeros diseños de discos duros antes de pasar a otros sistemas de codificación más eficientes.
En cuanto al modo de codificar el código binario, un ejemplo lo tienes aquí:
- Cero: en MFM, un bit de 0 no provoca una transición de fase de la señal magnética a menos que esté seguido por otro 0. Si hay dos bits consecutivos con valor 0, se produce una transición al otro nivel al final del primer ciclo de bit. Esto significa que un 0 por sí mismo no causa un cambio de fase, pero dos bits 0 consecutivos provocan una transición en el segundo bit.
- Uno: provoca una transición de fase de un nivel a otro en la mitad del ciclo de bit. Es importante destacar que un 1 solo siempre resulta en una transición de fase.
¿Qué es un disco duro MFM?
Los discos duros MFM necesitaban un controlador especial para este tipo de codificación. Y los controladores MFM desempeñarían un papel crucial. Como sabrás, en los primeros días de los discos duros, las controladoras ST506, un estándar desarrollado por Seagate, eran las encargadas de gestionar estos dispositivos. Bajo este estándar, se implementaron dos modos de almacenamiento de datos: MFM (Modulación de Frecuencia Modificada) y RLL (Run Length Limited).
Aunque estos modos diferían en su método de codificación interna, externamente los discos duros que los empleaban presentaban una apariencia similar y eran comúnmente conocidos como «discos MFM» independientemente de si lo eran o no. Estas unidades contaban con tres conectores externos:
- Alimentación (común a todos los discos duros)
- Control
- Datos
Mientras el cable de alimentación iba a la fuente de alimentación, el de datos y control se conectaban al controlador.
La distinción principal entre MFM y RLL reside en su método interno de codificación de datos, como indiqué en el apartado anterior. MFM utiliza Modulación de Frecuencia Modificada, mientras que RLL emplea Run Length Limited, permitiendo almacenar un 50% más de datos gracias a una mayor densidad de almacenamiento. Aunque RLL ofrece una tasa de transferencia superior debido a su método de grabación más eficiente, ambas variantes operaban a la misma velocidad de rotación: 3600 RPM.
No obstante, estas unidades no destacaban por su velocidad de transferencia, con un promedio de 5 Mbtis por segundo para MFM y 7.5 Mbtis/s para RLL. En términos de capacidad, los discos MFM generalmente no superaban los 40 MB, mientras que los discos RLL alcanzaban hasta los 120 MB. ¿Qué años aquellos verdad?
IDE/ATA, SCSI y SATA al rescate
La transición de las tecnologías MFM a nuevas y mejoradas interfaces marcó un hito en la evolución de los discos duros. La interfaz ESDI (Enhanced Small Devices Interface) introdujo avances notables, al descentralizar parte de la lógica del controlador en la unidad misma, permitiendo una velocidad de transferencia de hasta 10 Mbps y la transferencia de pistas completas en un solo giro del disco. Sin embargo, su adopción fue limitada, siendo preferida principalmente por empresas como IBM.
Posteriormente, el estándar IDE (Integrated Drive Electronics), o PATA (Parallel Advanced Technology Attachment) representó un cambio significativo, al incorporar controlador incorporado en el mismo disco duro. Esta innovación, desarrollada por Western Digital, simplificó las conexiones al requerir solo un cable entre el disco y el bus del sistema.Enhanced IDE (EIDE), también propuesto por Western Digital. Esta interfaz mejorada aumentó la capacidad de almacenamiento a 8.4 GB y mejoró la tasa de transferencia, superando los 10 MB/s en algunos modos. Se introdujeron sistemas de traducción de parámetros físicos, como CHS y LBA, que permitieron acceder a mayores capacidades con mínimas modificaciones.
Por otro lado estaba SCSI (Small Computer System Interface), aunque esta se vería relegada a entornos empresariales, para profesionales o servidores, ya que solían ser bastante más caras que IDE. Sin embargo, los SATA o Serial ATA, permitieron tener las ventajas de SCSI y mejores velocidades a precios económicos.
La interfaz SCSI ha sido una opción destacada para discos duros y otros dispositivos periféricos durante varios años. A diferencia de las interfaces más antiguas, como IDE, SCSI permite la conexión de múltiples dispositivos en cadena, ofreciendo mayor flexibilidad y escalabilidad. SCSI ha evolucionado a lo largo del tiempo, con diversas revisiones que mejoran la velocidad y la eficiencia. Con tasas de transferencia que varían desde 5 Mbytes por segundo en SCSI-1 hasta varios Gbytes por segundo en versiones posteriores.
La evolución de las interfaces para discos duros también se refleja en la transición de PATA a SATA. PATA utilizaba una conexión paralela y tenía limitaciones en velocidad y longitud del cable. Con la introducción de SATA, la conexión se volvió serial, reduciendo la interferencia y mejorando la velocidad y la eficiencia. SATA ofrece tasas de transferencia más altas que PATA, con velocidades iniciales de 150 Mbps (SATA I) y evolucionando a 600 Mbps (SATA III). La tecnología SATA no solo proporciona un aumento significativo en la velocidad, sino que también simplifica la instalación y mejora la eficiencia energética, e incluso sus cables son mucho más delgados, lo que contribuye a un mejor flujo de aire dentro de las torres.
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Eso sí, seguramente recuerdes aquellos días durante la transición de PATA a SATA y sistemas operativos como Windows XP, que no incluían controladores SATA y para instalarlos en este tipo de unidades de disco duro tenías que cargar un controlador SATA en un disquete para que pudiese reconocer el disco duro. Afortunadamente, pronto todos los sistemas operativos comenzaron a incluir este controlador, conforme las unidades SATA se hicieron populares.
El resto de la historia creo que ya la conoces… ¡No olvides comentar!
