Un disco duro para cada aplicación y para cada aplicación un disco duro

En el mundo del almacenamiento en HDD existen diferentes series de discos duros y, aunque los distintos modelos pueden parecer similares externamente y en términos de su tecnología básica, lo cierto es que cada uno tiene características técnicas específicas dependiendo de la aplicación para la que están diseñados.

El disco duro universal adecuado para todos los escenarios de aplicación simplemente no existe y los distintos modelos de disco duro están diseñados para áreas de aplicación muy concretas, de modo que los usuarios que solo tienen en cuenta el precio o la capacidad a la hora de adquirir unidades de almacenamiento HDD corren el riesgo de sufrir errores y averías, incluso durante el período de garantía.

La función clave de todas las unidades de disco duro es la misma, almacenar datos de forma rápida y fiable y, por tanto, el primer criterio para seleccionar una unidad es, por supuesto, la capacidad requerida. Sin embargo, no basta con seleccionar un modelo de disco duro adecuado. Los usuarios deben asegurarse de que las unidades se utilizan dentro de las condiciones ambientales especificadas por los fabricantes y de que no se exceden las temperaturas de funcionamiento y las especificaciones de carga de trabajo indicadas.

Con un propósito de simplificación, los fabricantes de HDD hemos desarrollado y optimizado nuestros productos para aplicaciones específicas y el uso del disco duro correcto para cada aplicación garantizará que no se excedan los límites de operación. Cuando se cumplen estas circunstancias, los discos duros a menudo pueden funcionar más allá del período de garantía sin sufrir ningún aumento significativo en las tasas de error y fallo a lo largo de los años.

Para orientar a los usuarios en la jungla HHD y ayudarles a elegir el disco duro apropiado para cada propósito, en este artículo se repasan las características específicas de los discos duros de escritorio o desktop, los discos duros para videovigilancia, los diseñados para sistemas de almacenamiento NAS y los discos duros empresariales.

Discos duros para entornos desktop

Empezando por los discos duros para PC, generalmente están diseñados para un tiempo de operación diario de ocho a 16 horas y una carga de trabajo anual de 55 TB (lectura y escritura), suficientes para un trabajo informático estándar en el ámbito privado y profesional, pero no para su uso en sistemas de videovigilancia, sistemas de almacenamiento en red o servidores. En estos escenarios, los discos duros funcionan 24×7 y hacen frente a cargas de trabajo mucho mayores debido, entre otros, a su acceso continuo por parte de más usuarios y aplicaciones.

Por otra parte, los discos duros de escritorio ofrecen un tiempo medio hasta el fallo (MTTF) de 600.000 horas y su la tasa de fallo anual (AFR) se sitúa en 1,46% con un funcionamiento de 16 horas al día. Si se utilizaran 24×7, funcionarían fuera de sus especificaciones y, como demuestra la experiencia, su tasa de fallos aumentaría de forma drástica tras solo dos años de uso como máximo.

También aumentaría de forma significativa la tasa de errores de lectura y el sistema de corrección de errores no podría compensarla. Por ejemplo, la tasa de errores irrecuperables (UER) de un disco duro de escritorio es de 1 cada 1.014 bits leídos, es decir, estadísticamente se produce un error de lectura irrecuperable cada 12,5 TB en promedio. Con una carga de trabajo prevista de 55 TB, esto significa que se produciría un error de lectura aproximadamente cada 2,7 meses en funcionamiento continuo. En contraste, un disco duro empresarial, que soporta una carga de trabajo 550 TB, registraría errores de lectura cada ocho días (0,27 meses).

Discos duros para videovigilancia

Por su parte, los discos duros para videovigilancia están diseñados para operar 24×7 ya que los sistemas de videovigilancia normalmente funcionan durante todo el día y, generalmente, su MTTF es de un millón de horas. Esta especificación de fiabilidad se basa en una carga de trabajo anual de 180 TB, de modo que las unidades pueden grabar secuencias de video de forma continua sin sufrir ninguna pérdida de fiabilidad e incluso no son un problema varias transmisiones HD paralelas gracias a las versiones de firmware especialmente optimizadas y a las grandes memorias intermedias.

Asimismo, y a diferencia de los discos duros para NAS y servidores, algunos discos duros para videovigilancia cuentan con grabación magnética escalona (SMR). En este caso, las pistas de datos se superponen en los discos magnéticos, lo que permite alcanzar una densidad de datos muy alta y, por tanto, gran capacidad de almacenamiento a bajo coste.

Si bien esto puede no ser ideal para el acceso de escritura aleatorio ya que las pistas superpuestas a menudo deben leerse y escribirse nuevamente en caso de cambios de datos, en el caso de flujos de datos secuenciales, como los de las cámaras de videovigilancia, no hay limitación alguna. Además, estos discos duros son muy robustos dado que los sistemas de videovigilancia a menudo se utilizan en gabinetes cerrados, entornos complejos y carentes de temperaturas estables, como los almacenes. Por regla general, pueden soportar temperaturas de funcionamiento entre 0 y 70°C, mientras que otros modelos de HDD están diseñados para rangos de temperatura más estrechos.

Discos duros para almacenamiento NAS

Los discos duros para sistemas de almacenamiento conectados a la red o NAS (Network Attached Storage) tienen un MTTF de al menos un millón de horas y están diseñados para una carga de trabajo anual de 180 TB, valores similares a los de los discos duros de videovigilancia. Sin embargo, no utilizan SMR, sino que se basan en la grabación magnética convencional (CMR) clásica para poder procesar transacciones de acceso de escritura aleatoria de manera más efectiva. Además, sus versiones de firmware están especialmente optimizadas para las cargas de trabajo típicas de los sistemas NAS.

De la misma manera que los HDD de videovigilancia, los HDD para NAS están sujetos a pruebas integrales de compatibilidad y operación en varios sistemas para garantizar un funcionamiento sin problemas. No obstante, para evitar problemas de compatibilidad, resulta útil consultar las listas de compatibilidad de los fabricantes o utilizar sistemas completos equipados con discos duros adecuados proporcionados por los integradores de sistemas.

Cabe subrayar que tanto las unidades NAS como las de videovigilancia pueden contener varios discos cuyas vibraciones de rotación pueden amplificarse entre sí, por lo que son discos duros que también tienen protección contra vibraciones: los sensores detectan las vibraciones no deseadas y los mecanismos de control inteligentes compensan el impacto y ajustan los parámetros de funcionamiento para minimizar el efecto.

Discos duros empresariales

En términos de rendimiento, durabilidad y flexibilidad, los mejores HDD son los discos duros empresariales porque, cuando se utilizan en servidores y sistemas de almacenamiento, deben cumplir con los requisitos de la gama de aplicaciones más amplia. Estas unidades tienen un MTTF de entre 1,4 y 2,5 millones de horas, equivalente este último a un AFR de sólo 0,35%, aunque los grandes operadores de centros de procesamiento de datos y cloud a menudo alcanzan valores aún más bajos en la práctica.

Los HDD empresariales pueden manejar una carga de trabajo anual de 550 TB y, por tanto, hacer frente sin ningún problema a fases aún más largas de transacciones intensivas de lectura y escritura. Sin embargo, están diseñados para temperaturas de funcionamiento de entre 5 y 55°C, porque los servidores y los sistemas de almacenamiento utilizan ventiladores de refrigeración y normalmente funcionan en habitaciones con aire acondicionado.

Asimismo, y gracias a los nuevos métodos de grabación, como la grabación magnética asistida por microondas (MAMR), los discos duros empresariales ofrecen las capacidades de almacenamiento más altas de todas las series de HDD (actualmente 22 TB por unidad) y están disponibles no solo con interfaz SATA, sino también con interfaz SAS, que admite una conexión de doble ruta, junto con funciones como protección de datos de un extremo a otro y corrección de errores.

Por otro lado, los HDD empresariales están disponibles con diferentes tamaños de bloque (512n, 512e o 4Kn), lo que significa que las empresas pueden elegir modelos que se adapten de forma óptima al archivo y sistema operativo utilizados. Y, además, los HDD empresariales también están disponibles en modelos especiales con funciones de seguridad que no tienen otros discos duros como el cifrado basado en hardware y el borrado rápido y seguro de todos los datos sin necesidad de la tediosa sobreescritura.