En este artículo, veremos los diferentes tipos de sistemas de almacenamiento externo, analizando sus características y funcionamiento, y destacando las tecnologías más utilizadas en la actualidad.
Este tema es crucial para cualquier profesional que busque maximizar la eficiencia de su trabajo con ordenadores. La selección del hardware adecuado es fundamental para diseñar equipos con un rendimiento óptimo según las necesidades específicas de cada usuario.
1. Sistemas de almacenamiento externo
Los sistemas de almacenamiento externo nos ofrecen una forma de guardar información de manera permanente y con fácil transportabilidad. A lo largo del tiempo, la tecnología que impulsa los sistemas de almacenamiento externo ha experimentado una evolución notable. Desde las obsoletas cintas magnéticas, los cassettes y los disquetes, hasta las soluciones más modernas como los pendrives, los servidores de almacenamiento y el almacenamiento en la nube, hemos visto un cambio radical en términos de velocidad y eficiencia.
Pero ¿qué es la memoria externa?
La memoria externa, también llamada memoria secundaria, es el tipo de almacenamiento que permite conservar datos de manera permanente, incluso cuando el dispositivo se apaga. Su principal función es guardar toda la información que necesitamos que perdure en el tiempo: documentos, programas, fotografías, vídeos, copias de seguridad y hasta el propio sistema operativo.
A diferencia de la memoria principal (RAM), la memoria externa no es volátil, por lo que la información no desaparece al perder energía. Además, suele ofrecer una gran capacidad de almacenamiento y puede presentarse tanto en dispositivos internos del ordenador (como discos duros o unidades SSD) como en dispositivos externos y portátiles (pendrives, discos duros externos o tarjetas SD). También incluye soluciones como el almacenamiento en la nube, que permite acceder a los datos desde cualquier dispositivo conectado.
2. Sistemas de almacenamiento externo: memoria secundaria
Como se explica en un artículo anterior sobre la memoria interna del ordenador, la organización de la memoria se estructura en varios niveles en función de sus características principales: velocidad, coste y capacidad. Esta disposición se conoce como jerarquía de memoria, como se muestra en la Figura 1.
Los sistemas de almacenamiento externo se sitúan en el cuarto nivel de esta jerarquía (memoria secundaria). Se caracterizan por ofrecer una capacidad de almacenamiento elevada, aunque con una velocidad de acceso más lenta y un coste comparativamente más bajo.
Características principales
- Es no volátil: conserva los datos aunque el dispositivo se quede sin energía.
- Tiene gran capacidad: puede almacenar desde gigabytes hasta terabytes.
- Es más lenta que la RAM, porque no está directamente conectada al procesador.
- Puede ser interna o externa físicamente:
- Interna: disco duro o SSD dentro del ordenador.
- Externa: memorias USB, discos duros externos, tarjetas SD…
3. Sistemas de almacenamiento. Tipos, características y funcionamiento
A continuación, veremos las características y el funcionamiento de los sistemas de almacenamiento externo más destacados.
3.1. Disco Duro Mecánico (HDD)
El disco duro mecánico, también conocido como HDD (Hard Disk Drive), está compuesto por componentes mecánicos y utiliza el magnetismo para la grabación de datos. Consiste en uno o varios discos rígidos que están unidos por un mismo eje y giran a alta velocidad.
Cada disco cuenta con un cabezal que se encarga de leer o escribir los datos en su superficie. Los discos duros pueden ser sensibles a los golpes y están disponibles en dos tamaños principales: 2,5 pulgadas y 3,5 pulgadas, aunque hay otros formatos. Los discos duros de 3,5 pulgadas suelen requerir alimentación externa, mientras que los de 2,5 pulgadas pueden funcionar sin ella, obteniendo la energía a través del mismo cable de conexión.
Existen varias interfaces para conectar el disco duro a la carcasa del dispositivo, incluyendo IDE (Integrated Drive Electronics), SATA (Serial Advanced Technology Attachment), SCSI (Small Computer System Interface) y SAS (Serial Attached SCSI). Sin embargo, en este tema solo estudiaremos SATA porque es la interfaz más utilizada actualmente.
SATA ha reemplazado en gran medida a las interfaces más antiguas como IDE y SCSI en la mayoría de los dispositivos personales debido a su mayor velocidad de transferencia, menor coste, facilidad de instalación y mejor manejo del espacio gracias a sus cables más pequeños y flexibles.
Los discos duros con SATA, como los de 2,5 y 3,5 pulgadas que se muestran en la imagen, tienen dos conectores principales: uno más pequeño para la transferencia de datos (SATA) y otro más grande para la alimentación.
En cuanto a la conexión externa, se pueden utilizar diversos tipos de interfaces como USB (Universal Serial Bus), FireWire, USB-C o Thunderbolt, este último más común en dispositivos Mac.
Los discos duros mecánicos son populares por su capacidad de almacenamiento económica y su amplia compatibilidad con diferentes sistemas y dispositivos. Sin embargo, suelen ser más lentos en comparación con las tecnologías de almacenamiento de estado sólido (SSD, del inglés Solid State Drive).
3.2. Memoria flash
Las memorias flash están construidas sobre circuitos integrados y operan mediante impulsos eléctricos, logrando velocidades de funcionamiento superiores a la tecnología anterior. A continuación, examinaremos los tipos más comunes de memorias flash.
3.2.1. Pendrive
El pendrive, también conocido como memoria USB, consiste en uno o varios módulos de memoria tipo flash integrados en un circuito que incluye un conector USB. Estos dispositivos pueden alcanzar capacidades de almacenamiento de hasta varios terabytes, y su diseño compacto los hace ideales para transportar datos de un lugar a otro con facilidad. En próximos temas veremos los tipos de conectores USB, sus versiones y estándares.
3.2.2. Tarjeta de memoria
Las tarjetas de memoria se suelen utilizar en dispositivos digitales, como cámaras, reproductores MP3, smartphones u otros dispositivos. Su capacidad puede ser de hasta varios terabytes.
Las tarjetas de memoria más conocidas, ordenadas de mayor a menor dimensión son SD (Secure Digital), miniSD y microSD. Sin embargo, gracias a sus reducidas dimensiones las tarjetas más utilizadas hoy en día son las microSD.
Además, las tarjetas SD disponen de la Speed Class Rating, un mecanismo que nos permite conocer el rendimiento de la tarjeta según varias categorías. Como puedes ver en el siguiente listado, cuanto más elevada es la clase mayor rendimiento.
Este valor suele aparecer indicado en la propia tarjeta con un número dentro de un pequeño círculo (o con las siglas “Class”), que permite identificar de un vistazo su categoría.
- Clase 2: Tienen una velocidad de escritura mínima de 2 MB/s, y pueden ser usadas para hacer fotos y grabar vídeos en baja resolución.
- Clase 4: Tienen una velocidad de escritura mínima de 4 MB/s, y pueden ser usadas para grabar vídeos en HD de 720p.
- Clase 6: Tienen una velocidad de escritura mínima de 6 MB/s, y pueden ser usadas para grabar vídeos en HD de 720p.
- Clase 10: Tienen una velocidad de escritura mínima de 10 MB/s, y pueden ser usadas para sacar fotos de alta definición consecutivas y grabar vídeos en FullHD de 1080p o resoluciones inferiores.
- UHS Speed Class 1 (U1): Tienen una velocidad de escritura mínima de 10 MB/s, pero como tiene un bus mejor que la Clase 10 es mejor para grabar vídeos FullHD a 1080p que son más largos.
- UHS Speed Class 3 (U3): Tienen una velocidad de escritura mínima de 30 MB/s, y es la más indicada para grabar vídeos en resoluciones 4K.
Ver más información sobre los tipos de numeración de tarjetas
3.2.3. Disco de estado sólido
Los discos de estado sólido, también conocidos como SSD (Solid State Drive), almacenan datos en microchips con memorias NAND interconectadas entre sí. Lo interesante de los SSD es que tienen su propio procesador integrado para realizar las operaciones de lectura y escritura.
Comparados con los discos duros tradicionales (HDD), los SSD son más rápidos, silenciosos y menos propensos a dañarse por golpes, ya que no tienen partes móviles. Sin embargo, hay que mencionar que son más caros, pero la velocidad y eficiencia que ofrecen lo compensan.
Una cosa a tener en cuenta es que las celdas de las memorias flash en los SSD tienen un límite de escrituras. Por lo tanto, la vida útil de un SSD depende de cuántos datos se escriban en él con el tiempo.
Los discos de estado sólido (SSD) están disponibles en varios formatos:
- Formato de 2,5 pulgadas: Este es el tamaño tradicional y se asemeja al de los discos duros (HDD) convencionales. Utiliza una conexión SATA 3.0 y ofrece una mejora significativa en velocidad respecto a los HDD, aunque es más grande y menos eficiente en comparación con formatos más nuevos como M.2.
- Formato M.2: Es un formato más moderno y compacto, que se conecta directamente a la placa base sin necesidad de cables adicionales. Los SSD M.2 son más pequeños, ligeros y consumen menos energía. Además, hay dos tipos principales de conexión para estos SSD:
- SATA M.2: Utiliza la interfaz SATA tradicional.
- PCIe (NVMe): Proporciona velocidades mucho mayores al aprovechar la conexión directa al bus PCI Express. Este tipo es ideal para tareas intensivas, como la edición de video 4K o el desarrollo de aplicaciones pesadas.
Ver comparativa M.2 sata 3.0 y PCI Express: Como se puede ver en la imagen adjunta en el enlace, según el tipo de conexión tiene una o dos ranuras. Nota: Un M.2 SATA se puede insertar en un zócalo M.2 NVMe, pero no al revés por la disposición de sus ranuras.
Es importante destacar que los SSD M.2 también varían en tamaño físico, generalmente con un ancho de 22 mm y longitudes comunes de 42 mm, 60 mm, 80 mm y 110 mm.
Las placas base suelen tener marcadas las posiciones compatibles para estos módulos mediante unos círculos que indican los tamaños aceptados para los módulos, y es esencial asegurarse de que el SSD elegido encaje.
3.3. Soportes ópticos
Los soportes ópticos utilizan un disco circular en el que la información se graba mediante un láser, creando así una forma eficiente de almacenamiento.
Por lo general, hay tres tipos principales de soportes ópticos: CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc) y Blu-Ray. La diferencia más notable entre estos tres radica en la densidad de la capa grabable, el tipo de láser utilizado y el sistema de codificación, siendo el Blu-Ray el más avanzado en este aspecto.
Estos discos ópticos están diseñados para admitir tres tipos de grabación según el material de su capa de grabación: solo lectura, grabable una sola vez y regrabable. Además, es importante destacar que existe una gran diferencia de capacidad entre los tres tipos de soportes, desde los 700 MB de un CD hasta más de 50 GB de un Blu-Ray. Actualmente estos soportes están en desuso.
Ver explicación ampliada sobre soportes ópticos en Wikipedia
3.4. Servidores de almacenamiento
Los servidores de almacenamiento permiten un gran espacio de almacenamiento y la capacidad de realizar copias de seguridad de manera eficiente. Estos sistemas están compuestos por uno o más discos duros (HDD o SSD) que se organizan utilizando la tecnología RAID (Redundant Array of Independent Disks).
3.4.1. Tipos de RAID
Entre los distintos niveles de RAID más utilizados se encuentran:
- RAID 0: En este nivel, todos los discos duros trabajan en conjunto como un único volumen. Sin embargo, RAID 0 no ofrece redundancia de datos. Si falla uno de los discos, todos los datos del conjunto se pierden, ya que la información se fragmenta y no se puede recuperar solo con los discos restantes. Por esta razón, RAID 0 es ideal para tareas que requieren velocidad, como edición de video o juegos, pero no debe usarse para almacenar datos críticos sin una copia de seguridad externa.
- RAID 1: En el nivel RAID 1, los datos se duplican en los discos duros, creando un espejo (mirroring) de la información. Como resultado, el espacio total disponible es la mitad del espacio total de los discos duros, ya que cada dato se almacena dos veces.
- RAID 5: En este nivel de RAID, los datos se distribuyen en todos los discos duros del array, y se utilizan bits de paridad que se reparten entre ellos. Esto permite que, en caso de fallo de un disco duro, los datos puedan ser recuperados gracias a la información de paridad.
- RAID 6: Similar al RAID 5, pero con una capa adicional de paridad. Esto significa que el sistema puede tolerar el fallo de hasta dos discos duros del array, lo que proporciona una mayor seguridad en caso de fallos múltiples.
Ver explicación detallada sobre los tipos de RAID en Wikipedia
Importante: RAID no sustituye a una copia de seguridad. Aunque puede proteger frente al fallo de uno o varios discos, no evita la pérdida de datos provocada por borrados accidentales, malware, errores humanos o daños graves en el sistema. En un entorno profesional, RAID y copias de seguridad cumplen funciones diferentes y pueden utilizarse conjuntamente.
3.4.2. DAS, NAS y SAN
Como se mencionó anteriormente, los principales sistemas de almacenamiento son DAS, NAS y SAN. Veamos sus características principales:
- DAS (Direct-Attached Storage): Este es un método de almacenamiento tradicional que implica conectar el dispositivo de almacenamiento directamente al ordenador o servidor a través de una conexión como USB, Thunderbolt o SATA. Es una solución simple y directa, ideal para entornos donde se necesita un acceso rápido a los datos sin la necesidad de compartirlos con otros dispositivos en la red.
- NAS (Network-Attached Storage): Los sistemas NAS funcionan a nivel de archivo y permiten el acceso a los datos a través de una red utilizando protocolos como TCP/IP. Los usuarios pueden solicitar archivos completos al servidor NAS, que luego son manejados localmente en sus dispositivos. Los NAS son ideales para entornos donde se requiere compartir archivos y datos entre múltiples dispositivos de manera eficiente y segura.
- SAN (Storage Area Network): Los sistemas SAN operan a nivel de bloque y utilizan redes dedicadas de alta velocidad para el acceso a los datos. Proporcionan un rendimiento mucho mayor que los NAS y se utilizan comúnmente en entornos de virtualización de sistemas y almacenamiento de bases de datos. Los SAN son ideales para aplicaciones que requieren un alto rendimiento y baja latencia en el acceso a los datos.
NAS vs SAN, breve explicación en YouTube:
3.5. Almacenamiento en la nube
El almacenamiento en la nube es una forma de guardar datos a la que se accede a través de Internet, utilizando servidores remotos. Esta tecnología es ampliamente utilizada tanto en entornos empresariales para realizar copias de seguridad como a nivel de usuario para almacenar datos personales de forma segura y accesible desde cualquier lugar.
Entre los servicios de almacenamiento en la nube más destacados se encuentran Dropbox, Google Drive, iCloud y OneDrive. Estas plataformas ofrecen una amplia gama de funciones y capacidades de almacenamiento, lo que permite a los usuarios gestionar y compartir sus archivos de manera eficiente y conveniente.
Como ves, para elegir el sistema de almacenamiento externo adecuado, es importante considerar factores como la capacidad, la velocidad, la durabilidad y la facilidad de uso. Además, es crucial mantenerse al tanto de las últimas tendencias y avances en el campo para aprovechar al máximo las opciones disponibles y garantizar un almacenamiento eficiente y seguro de nuestros datos.