Olá, espero que esteja tudo bem contigo. Nesta lição, aprenderemos, um pouco, sobre a chamada memória secundária dos computadores. Para eles são secundárias, mas, para nós, usuários, são as principais. Isso porque são nessas memórias que guardamos os nossos arquivos de textos, planilhas, músicas, filmes, arquivos de aplicativos de gestão, projetos e onde o sistema operacional e os softwares ficam instalados. Existe, também, uma quantidade grande de possibilidades. 

Olharemos para o passado, mas não retrocederemos muito no tempo, tendo em vista que as memórias secundárias se confundem com a própria história dos computadores. Você aprenderá a respeito dos HDs, sigla em inglês para Hard Disk, que significa Disco Rígido, e as suas variantes mais modernas: os SSDs do inglês Solid State Disk, que significa Disco de Estado Sólido, apesar de não ser um disco. Aprenderá, também, sobre capacidade de armazenamento, velocidade de leitura e escrita. Ainda, sem entrar em Cloud Computing, cujo significado é Computação em Nuvem, abordaremos, brevemente, o armazenamento de arquivos em nuvem. Então, vamos lá!

O ser humano parece fascinado em ter mais e mais espaço para armazenar os seus arquivos. De forma geral, conheço alguns amigos que são acumuladores digitais, ou seja, enquanto acumuladores com este distúrbio, tradicionalmente, compram e guardam tudo: roupas, eletrodomésticos, caixas de papelão, lâmpadas queimadas, tudo, mas, tudo mesmo que pode ser guardado, os acumuladores digitais acumulam arquivos e programas. 

Desde os arquivos gerados pelos aplicativos até aqueles baixados na internet, mas, assim como os acumuladores tradicionais, os digitais quase nunca fazem uso daquilo que guardam. Tenho amigos que guardam arquivos há mais de 20 anos e nunca fizeram uso deles. Eu mesmo não “faço a limpa” com frequência, às vezes, por uma questão de tempo, ou seja, demora ficar olhando o que tem, ou não, valor em termos de dados e informações, então, entre guardar e apagar, é mais fácil adquirir dispositivos de armazenamento maiores, assim, não preciso me preocupar com isso. 

Se você já estudou as lições anteriores, pode perceber que existe, sempre, uma questão envolvida nas escolhas da configuração do computador o qual utilizaremos: o que você fará com ele? Dependendo da resposta, provavelmente, nunca terá espaço suficiente, mas existem casos nos quais você pode ficar uma vida toda, desde que gerou o seu primeiro arquivo, — talvez, foto feita com um celular —, sem precisar apagar nada. Por isso, aprenderemos, um pouco mais, sobre os dispositivos de armazenamento de arquivos dos usuários, as tecnologias envolvidas e as suas capacidades.

Certamente, você lembra do Antônio, aquele mesmo das lições anteriores. Bem, você sabe que o filho dele, o Pedro, quer cursar a faculdade de Engenharia Civil, por isso, duas vezes por semana, depois da escola, ele fica até mais tarde na cidade, onde frequenta uma escola de informática, e tem aprendido a fazer projetos, por meio do uso de softwares específicos para isso. Você também já sabe, pelas declarações do professor de informática do Pedro sobre RAM, na lição anterior, que o computador, mesmo quando não tem RAM suficiente à realização de alguma tarefa, cria, na memória secundária — aqui, estamos falando dos HDs ou SSDs — um espaço para isso: a memória virtual. Assim, ele consegue realizar, por meio da virtualização da RAM, tarefas que seriam impossíveis de serem executadas, se não houvesse RAM instalada no computador. 

Pedro, quando soube disso, ficou aliviado por ter a possibilidade de instalar o software que ele utiliza na escola no computador que o pai estava comprando. Em seguida, ele ficou curioso com outra questão: “se o software de projetos que utilizo na escola exige uma quantidade acima do básico de RAM, consequentemente, os arquivos que eu criava, frutos dos projetos que eu elaborava, assim como os arquivos de texto ou de cada projeto, deveriam, também, ter um tamanho acima do normal”. 

Pedro foi ver os arquivos dos projetos que ele elaborava na escola e descobriu que eram bem pequenos, menores do que um arquivo de foto feito pelo celular. Pedro, então, chamou o professor para confirmar se era, realmente, isso. O professor confirmou que sim, ou seja, apesar de o software exigir memória com o objetivo de funcionar acima do básico, os arquivos gerados por ele eram pequenos, mas poderiam ser maiores, dependendo do projeto. 

Se fosse o projeto de uma casa ou de um escritório, seria, de fato, menor do que uma foto feita com o celular, mas se fosse de um edifício, seria muito maior. O professor de Pedro explicou que o tamanho dos arquivos gerados pelos softwares, para serem executados, não tinha relação com a quantidade que o software consumia de RAM, nem com o próprio tamanho do programa que fica armazenado nos HDs, até os usuários darem uma ordem para o computador os executar. 

O software de projetos que Pedro utilizava na escola, além da especificação do fabricante, recomendando 32 gb de RAM, pedia, também, 8,5 gb de instalação. Pedro pensou: se o HD do computador que o pai dele estava comprando tinha esse espaço destinado à instalação do software de projetos que ele utilizava, então, sobraria espaço para a virtualização da RAM, tendo em vista que precisava de 32 gb, e o computador só teria 8 gb. 

Então, fique comigo! Descobriremos, um pouco mais, acerca dos HDs, também chamados de dispositivos de armazenamento em massa, a fim de auxiliar Pedro e Antônio na escolha do melhor HD para ambos.

Até este momento, é provável que você já tenha lido sobre alguns destes termos: bits, bytes, kilobyte, megabytes, gigabytes e terabyte. E, antes de falarmos a respeito da capacidade dos dispositivos de memória, é necessário entender estas medidas, portanto, começaremos pelo bit. De acordo com a Techopedia (2017, on-line), um bit é a unidade básica em linguagem de máquina de computador. 

Todas as instruções que o computador executa e os dados que ele processa são constituídos por um grupo de bits. Os bits são representados em muitas formas, pela voltagem elétrica, pelos pulsos de corrente ou pelo estado de um circuito eletrônico. A maioria dos dispositivos de lógica positiva representa o dígito binário 1 como um valor lógico verdadeiro, enquanto 0 é um falso lógico. A diferença entre eles é expressa por meio dos níveis de tensão; no sentido mais básico, é assim que as informações são expressas e transmitidas na computação. Você já deve ter escutado que computadores só sabem ler 0 ou 1, não? Agora já sabe o motivo.

Assim como mil gramas correspondem a um quilo, um kilobyte corresponde a mil bytes. Segundo a Techopedia (2018, on-line) você verá este termo, com mais frequência, em circuitos de comunicação digitais e não em dispositivos de memória. Por exemplo: 56 kilobytes por segundo (kbps) no circuito de rede telefônica ou 512 kbps em uma conexão de internet e, também, entre dispositivos, como USB.

Agora, iremos aos bytes. Um byte representa um conjunto de 8 bits e, como cada bit tem uma posição 0 ou 1, ele representa 256 possibilidades/valores, ou seja, 2 elevado a 8 é igual a 256. Esta unidade é muito importante, pois, atualmente, o processamento, de fato, ocorre a partir deste momento. Imagine que o computador, para interpretar um único caractere de texto, precisa de um byte com as posições gravadas. Por isso, é chamada de menor unidade endereçável, isto é, que tem uma identidade.

A partir desse ponto, é uma questão de multiplicação de valores, conforme o Quadro 1, a seguir.

Agora que você já conhece, um pouco, as medidas de memória, podemos, então, prosseguir em direção aos tipos de dispositivos de memória de computador possíveis de serem utilizados no armazenamento dos arquivos. Na verdade, existe uma quantidade bem grande de possibilidades e, nesse sentido, a fim de sermos bastante práticos, nos concentraremos nas tecnologias e nas respectivas gerações mais utilizadas, no momento. Logo, nos concentraremos nos HDs e SSDs.

O primeiro HD foi produzido em 1981 pela empresa Seagate Technology. O disco armazenava 5 megabytes de dados, e o disco inteiro armazenava, no total, o equivalente à média de uma música. Comparado ao que possuímos, atualmente, é muito pouco, não é mesmo? 

Já o CD foi desenvolvido, em conjunto, pela Sony e a Philips, em 1982, para distribuição de música. Provavelmente, você nem tenha leitor de CD no seu computador, correto? Fujio Masuoka inventou a memória flash em 1984, enquanto trabalhava na Toshiba. Capaz de ser apagado e reprogramado várias vezes, a memória flash, rapidamente, conquistou seguidores leais na indústria de memória de computador, o que se tornaria a base de cartões de memória, pen-drives, câmeras digitais, celulares e os mais atuais dispositivos de armazenamento dos computadores, os SSDs.

Os HDs que utilizamos, há mais de 20 anos, nos computadores, são discos de metal compactados a vácuo, dentro de uma caixa de aço que tem uma espécie de pinça, esta, por sua vez, se movimenta pela superfície do disco. Pesam em média 700 gramas, e os discos giram a uma rotação bem alta. Observe a figura de um HD fechado, ou seja, como o vemos e o conectamos à placa-mãe do computador.

Quanto mais alta, mais rápida a velocidade de leitura e gravação dos dados. No mercado, essa velocidade de rotação é chamada de RPM (Rotações por Minuto). Presa na caixa de metálica pelo lado de fora, há uma placa de circuito que gerencia as informações entre os discos, a placa-mãe, onde eles são conectados, e ela, por sua vez, é conectada ao processador.

A seguir, veja, também, a figura de um HD aberto:

Ainda muito utilizado, é uma tecnologia, relativamente, barata, mas trata-se de um dispositivo, extremamente, delicado, além de mecânico, ou seja, tem motor e peças que se movem e giram. A falha deste tipo de equipamento a qualquer momento é tão certa quanto dizer que, após um dia de sol ou de nuvens, teremos a noite. 

Por isso que o conceito de backup, o qual significa “cópia de segurança”, ainda é contemporâneo, independentemente do dispositivo utilizado para armazenar os arquivos. Esta fragilidade não é exclusiva dos HDs magnéticos como os apresentados, outros tipos de memórias não estão isentos de falhas, porque, depois de terem certa vida útil, também param de funcionar.

Atualmente, esses HDs têm velocidades, para o público geral, de 5400 RPM ou 7200 RPM. Existem HDs mais sofisticados que chegam a 15000 RPM, no entanto imagine qual o consumo de um carro com motor 1.0 à sua velocidade máxima de 120 quilômetros por hora e o consumo de uma Ferrari que chega aos 300 quilômetros por hora. Certamente, o de um carro 1.0 é bem menor do que uma Ferrari, e o tempo de chegar a algum lugar também é bem menor, assim como o risco de bater a 120 quilômetros por hora é bem menor do que a 300 quilômetros por hora. A teoria do carro 1.0 e da Ferrari aplicada, respectivamente, aos HDs mais rápidos e menos rápidos, é igual: quanto mais alta a velocidade, maior o risco de falhas, acidentes e desgastes. Inclusive os preços.

Nos últimos 10 anos, o armazenamento dos computadores está abandonando os HDs magnéticos e migrando aos SSDs. De acordo com Hassell (2019), o armazenamento SSD é o uso de memória não volátil para substituir a mídia magnética de armazenamento de dados em longo prazo. Enquanto as unidades de disco rígido (HDs) tradicionais usam discos magnéticos girando em alta velocidade, os quais são lidos e gravados pelos cabeçotes da unidade, os SSDs não têm partes móveis, não são mecânicos e dependem, somente, da memória flash para armazenar dados, tornando-os muito mais rápidos na leitura e gravação.  Os SSDs de hoje têm a sua confiabilidade, do ponto de vista da integridade dos dados, no mesmo nível de um HD tradicional.

Enquanto um HD de 7200 RPM lê e grava, em média, 100 megabytes por segundo, e o HD de 5400 RPM lê e grava, em média, 77 megabytes por segundo, os SSDs mais básicos fazem isso a mais de 450 megabytes por segundo. As versões melhores e mais recentes podem chegar a 7000 megabytes por segundo, ou seja, 7 gigabytes. Isso é muito rápido!

Os SSDs básicos são chamados de Sata III, e são conectados na placa-mãe pelo mesmo cabo que os HDs. Pesam cerca de 80 gramas e possuem bom custo-benefício. Observe um SSD Sata III fechado.

Já os SSDs mais atuais, chamados de NVME PCIE M2 não usam cabos, são conectados à placa-mãe por uma conexão conhecida como slot específico e pesam cerca de 8 gramas. São bem mais caros, tendo em vista a performance que entregam, praticamente, 100 vezes a mais do que um HD e 15 vezes de um SSD Sata III. Observe, também,  um SSD Sata III, mas sem a capa protetora.

A seguir, na Figura 5, temos um SSD NVMe PCIe M2. Dependendo da tecnologia utilizada, do modelo e das especificações da placa-mãe, ele é capaz de operar igual ao SSD Sata III ou de forma muito superior.

Prestou atenção no tamanho deles? De 700 gramas para 8 gramas. Agora, imagine o quanto de eficiência energética pode ser obtido com os SSDs. É como acelerar igual a uma Ferrari e gastar igual a um carro popular com motor 1.0.

Faremos uma relação com a memória virtual. Lembra-se quando eu disse que se você tiver um dispositivo de armazenamento superatual, nem perceberá que está utilizando memória virtual? Se tiver um SSD, certamente, não mesmo! Mas, caso tenha um HD de 5400 RPM, acione o programa no computador e pegue um café na cozinha.

Lembrando que nenhum deles está isento de backup. Um serviço de backup o qual tem se popularizado graças ao uso de internet com mais velocidade, são os chamados Cloud Storages. Você tem um HD que fica distribuído em vários servidores/computadores na internet e, por meio de uma conta de e-mail, você acessa (faz login) o seu HD nas nuvens, em seguida, acessa as suas pastas. Até certo tamanho de armazenamento, o serviço é gratuito, depois de certa quantidade, você paga mensal ou anualmente. Os mais conhecidos são: OneDrive da Microsoft e o Drive do Google, contudo existem muitos e muitos desses. Exploraremos esse assunto, com mais detalhes, quando estudarmos Cloud Computing.

Olhando este cenário, pensando nas necessidades de Antônio e Pedro, penso que um SSD Sata III de 500 gb com taxas de leitura e gravação em torno de 450 megabytes por segundo está ótimo para começar. O que você mais pode implementar em um computador sã HDs e SSDs, já as placas-mãe, em geral, vêm com 4 a 6 conexões Sata III, as do tipo NVME M2, geralmente, possuem apenas uma. 

As placas-mãe mais sofisticadas têm 2 conectores, no geral. O máximo que já vi foram 3 conectores NVME M2, entretanto isso não é comum em nosso uso, é mais frequente àqueles entusiastas que têm muito, mas muito dinheiro para gastar com isso.

Um último ponto, e não menos importante: gargalo (antes, você precisaria passar por este conhecimento básico sobre computadores para o compreender). O gargalo ocorre quando um conjunto de processos e recursos atuam a fim de entregar algo. No entanto, nesta “linha de produção” alguns setores produzem com velocidade muito alta, enquanto outro produz com velocidades baixas. Na prática, o que ocorre? 

O recurso ou o processo que está sendo produzido muito rapidamente tem que parar para esperar os recursos ou os processos mais lentos darem conta do trabalho e, depois, enviar mais recursos ou processos. Com o processador, as memórias primárias do computador e as memórias secundárias, se você não tomar cuidado, o gargalo estará muito presente, pois nunca os componentes estarão 100% alinhados e sem gargalo, contudo não é possível estar presente de modo que interfira, de forma representativa, no desempenho do computador e, por sua vez, no seu desempenho. 

Um exemplo: você compra um processador de última geração com 32 núcleos, velocidade superalta, 32 gb de RAM com velocidade superelevada e usa um HD magnético de 5400 RPM. Ou seja, a capacidade do processador e do RAM é muito alta, e a do HD é muito baixa, gerando esse gargalo. 

O seu processador e o RAM ficarão, praticamente, todo o tempo esperando e esperando, muito mesmo, que as coisas aconteçam, até para ligar e desligar o computador. Então, fica a dica: procure deixar esta questão de gargalo o menos perceptível possível, adquira componentes com capacidades próximas. Nesse sentido, é primordial ficar atento(a) e fazer uma boa escolha de um dispositivo de armazenamento em massa (HD e SSD), combinado?