La vitesse de rotation (des plateaux constituant le disque dur) est l’une des données mise en avant par les constructeurs. Elle influe directement sur le débit de l’unité.

Alors que les unités microdrive (1,8 pouce) et de portable (2,5 pouces) atteignent 4200 trs/min, les unités 3,5 pouces des PC atteignent 7200trs/min (et même 10000 trs/min pour les Raptor SATA). Les unités SCSI utilisées dans les ordinateurs d’entreprise, elles, peuvent aller jusqu’à 15000 trs/min.

Il faut cependant différencier la vitesse angulaire de la vitesse linéaire. La vitesse angulaire est celle qu’on nous fournit et elle ne change pas. Alors que la vitesse linéaire est celle vue de la tête d’écriture. Elle est plus faible quand la tête est située vers le centre du disque et plus importante lorsqu’elle est positionnée sur sa périphérie.

Quand la tête de lecture lit et écrit sur les pistes situées sur la périphérie, les débits sont plus grands. Tous les disques commencent à des débits compris entre 55 et 60 Mo/s. À mi-parcours, sur le disque, on se retrouve entre 45 et 50 Mo/s. On reste au-dessus de 40 Mo/s jusqu’aux deux tiers du disque mais au-delà, la chute s’accélère. En toute fin de piste, peu de disques conservent un débit supérieur à 30 Mo/s.

Vitesse de rotation selon le format : 1,8 pouce : 4 200 trs/min 2,5 pouces : 4 200, 5 400 et 7 200 trs/min 3,5 pouces : 5 400, 7 200 et 10 000 trs/min SCSI : jusqu’à 15 000 trs/min

Le temps d’accès est le temps moyen mis par la tête de lecture pour se positionner convenablement au-dessus de l’emplacement souhaité.

C’est un facteur aussi important que le débit du disque car il a des répercussions sur chaque lecture/écriture. Beaucoup de paramètres interviennent dans cette mesure. Ils ne sont pas tous pris en compte par les constructeurs fournissant des données erronées : la latence théorique (le temps mis par les plateaux pour s’aligner), le temps de recherche (temps de positionnement de la tête), temps de transfert (des informations de l’interface au système), etc.

Les temps d’accès se mesurent en ms. Plus la vitesse de rotation du disque est importante, plus le temps de latence est faible. Sur un disque SATA à 10000 trs/min, on a des temps de latence de 8 ms ; ils peuvent atteindre 13 ms pour un disque SATA à 7200 trs/min.

L’interface sert à transmettre les données entre le disque et son contrôleur (sur la carte mère ou sur une carte PCI) qui les transmet alors au système.

Il existe plusieurs interfaces qui se caractérisent physiquement par des connecteurs, des contrôleurs, un nombre de disques gérés différents et surtout par des débits différents.

L’interface IDE, PATA ou UDMA est la plus ancienne des interfaces. Elle équipe nos ordinateurs depuis les débuts du PC. Elle utilise des nappes larges de 40 à 80 fils qui permettent de connecter les lecteurs de CD ou DVD.

Elle a été déclinée au cours du temps en de multiples standards qui correspondent à des débits différents.

ATA 33 33 Mo/s ATA 66 66 Mo/s ATA 100 100 Mo/s ATA 133 133 Mo/s

Un contrôleur ATA accepte jusqu’à deux unités qu’il faut configurer en maître et esclave grâce à des cavaliers à connecter sur l’interface. Le débit est alors partagé entre les différents périphériques. La montée en débit s’est trouvée limitée par le BUS PCI qui plafonne à 133 Mo/s et par la synchronisation des lignes parallèles de l’interface qui devenaient complexes. C’est pourquoi elle a, petit à petit, été remplacée par l’interface SATA.

SATA 1

L’interface SATA est l’évolution récente des technologies ATA. Elle pallie les défauts de l’interface PATA.

Le connecteur (du contrôleur et de l’unité), et donc la nappe, ne comporte plus que 7 fils : il est beaucoup moins large. Il encombre moins nos boîtiers. Le mode de communication série est utilisé (et permet des montées en débit plus importantes) et chaque disque dur bénéficie de la totalité de la bande passante de 1,5 Gbit/s, soit 150 Mo/s.

L’interface supporte le hot plug (ou branchement à chaud) comme pour un périphérique USB. L’interface a acquis aussi un nouveau connecteur électrique moins épais pouvant assurer trois voltages différents (3,3, 5 et 12 V). Cependant, les disques durs SATA comportent les deux types de connecteur d’alimentation (Molex et SATA).

Le SATA fonctionne de pair avec des protocoles de contrôle d’erreurs puissants mis en œuvre pour assurer une fiabilité accrue des échanges de données.

SATA 2

Identique au SATA 1 excepté un débit porté à 3 Gbit/s ou 300 Mo/s. Compatible avec les périphériques SATA 1, elle apporte des améliorations comme le NCQ ou l’AAM que l’on étudiera par la suite.

eSATA

C’est la version à connecteur externe de la technologie SATA. Elle permet de connecter des disques externes en autorisant un débit identique à celui d’un disque interne.

SCSI est l’interface utilisée en entreprise par des serveurs puissants. Ces interfaces possèdent plusieurs normes : des contrôleurs, des connecteurs, des nappes et des périphériques différents. L’intérêt du SCSI : d’une part les contrôleurs gèrent eux-mêmes les entrées/sorties déchargeant ainsi le processeur de certaines tâches et d’autre part il permet de gérer un nombre important de périphériques (7 à 15 selon la version).

La configuration, plus complexe qu’en ATA, nécessite le paramétrage d’ID sur chaque périphérique et parfois la pose de bouchon ou d’index de terminaison sur le dernier périphérique ou en fin de nappe.

Les dialogues entre le contrôleur SCSI et les unités utilisent un nombre important de commandes puissantes améliorant les transferts, les chargements préalables, les traitements préalables, etc. et ce, sans utiliser de ressources processeur (c’est le grand atout du SCSI).

SCSI-1 SCSI 5 Mo/s SCSI-2 Fast SCSI 10 Mo/s Wide SCSI 10 Mo/s Fast Wide SCSI 20 Mo/s SCSI-3 Ultra SCSI 20 Mo/s Ultra Wide SCSI 40 Mo/s Ultra2 SCSI 40 Mo/s Ultra2 Wide SCSI 80 Mo/s Ultra-160 SCSI 160 Mo/s Ultra-320 SCSI 320 Mo/s Ultra-640 SCSI 640 Mo/s

Nouvelle interface de gestion, elle cumule les avantages du SATA et du SCSI et reste compatible avec les unités SATA :

- le transport s’effectue sur une ligne série, avec un débit amélioré de 3 Gbit/s mais dédié pour un périphérique ;

- les contrôleurs SAS supportent toutes les commandes SCSI de gestion et d’optimisation. Le SAS est donc la base de nouvelles évolutions qui atteindront des débits de 6 à 12 Gbit/s dans les années à venir.

Utilisé comme mémoire tampon dans les processus de lecture/écriture, il équipe les disques à hauteur de 2,8 ou 16 Mo.

En lecture, des processus d’anticipation chargent les données dans le cache et les envoient plus rapidement, pour des données de petite taille. Pour les fichiers de plus grande importance, toute la mécanique du disque se met en œuvre avec des temps d’accès plus longs.

En écriture, la mémoire stocke les données à écrire pendant que les têtes se positionnent pour réaliser ensuite l’écriture.

Une taille de cache importante permet des « accès disque » plus rapides, surtout pour des données de taille modeste, inférieure au cache. Pour les données de plus grande taille, le cache perd de son efficacité.

Le débit est plus important sur les premières pistes des disques durs (celles situées sur la périphérie). Tous les disques commencent à des débits compris entre 55 et 60 Mo/s. À mi-parcours sur le disque, on se retrouve entre 45 et 50 Mo /s. On reste au-dessus de 40 Mo/s jusqu’aux deux tiers du disque mais au-delà, la chute s’accélère. En toute fin de piste, peu de disques conservent un débit supérieur à 30 Mo/s.

Selon les disques, les résultats seront différents. On peut dire qu’un disque a un débit de 40 à 60 Mo/s dans les normes PATA.

En revanche, en SATA 2, on peut atteindre 120 Mo/s, loin des 300 Mo/s théoriques de l’interface.