¿Qué es un Disco Duro?
La
unidad de disco duro o unidad de disco rígido es un dispositivo de
almacenamiento de datos que emplea un sistema de grabación magnética para
almacenar archivos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos,
unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica
sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de
lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la
rotación de los discos.
En
la actualidad casi todos los ordenadores de sobremesa tienen uno, a pesar de
que se considera que con el paso del tiempo su uso declinará por otro tipo de
dispositivos.
Durante
los años de vigencia de este artefacto se ha podido comprobar de qué manera tan
innovadora fue desarrollando su capacidad. En efectos, en sus inicios contaban
con un espacio varias miles de veces inferior al actual. Dada esta capacidad de
desarrollo y escalamiento que demostró a lo largo de los años, puede decirse
que ha sido fundamental para la adopción hogareña de las computadoras.
En los años presentes parece verse un estancamiento en el desarrollo de esta tecnología. En efecto, cada vez es más difícil aumentar la capacidad de almacenamiento, cosa que en el pasado no sucedía. En efecto, era común veinte años atrás que la capacidad de almacenamiento se multiplicase año a año. Esta circunstancia parece dar cuenta de un agotamiento en lo que respecta a las posibilidades de expansión.
En la actualidad, los discos rígidos todavía
cuentan con un largo trecho de uso hasta que la obsolescencia ponga fin a sus
días. En efecto, las apariciones de unidades de estado sólido parecen ser las
destinadas reemplazarlos, pero aun los costos de cada tecnología no permiten
este cambio.
Con el paso del tiempo, lo seguro es que el aumento de la oferta pueda hacer disminuir los precios de estas nuevas unidades, poniendo un nuevo horizonte en lo que respecta a las posibilidades de la computación hogareña.
Un
disco rígido puede dividirse en distintas particiones lógicas. Esto significa
que el sistema operativo y los usuarios lo reconocerán como una o más unidades.
Esta circunstancia es especialmente útil para realizar back-ups, utilizar dos
sistemas operativos, etc. Además, cada partición debe formatearse con un
determinado sistema de archivos para ser útil.
En los años presentes parece verse un estancamiento en el desarrollo de esta tecnología. En efecto, cada vez es más difícil aumentar la capacidad de almacenamiento, cosa que en el pasado no sucedía. En efecto, era común veinte años atrás que la capacidad de almacenamiento se multiplicase año a año. Esta circunstancia parece dar cuenta de un agotamiento en lo que respecta a las posibilidades de expansión.
Con el paso del tiempo, lo seguro es que el aumento de la oferta pueda hacer disminuir los precios de estas nuevas unidades, poniendo un nuevo horizonte en lo que respecta a las posibilidades de la computación hogareña.
Referencias bibliograficas:
WIKIPEDIA."Unidad de disco duro",[en
linea].
10 de noviembre de 2015,[13 de noviembre de 2015].
Disponible en la web:
https://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_disco_duro
"Definición de disco duro",[en
linea].
[13 de noviembre de 2015].
Disponible en la web: http://definicion.mx/disco-duro/
El IBM 350 era una mole de 1.52 metros de largo por 1.72 de alto, y 73 centímetros de profundidad. En su interior tenía cincuenta discos con un diámetro de 61 centímetros cada uno, que giraban a 1200 revoluciones por minuto, con un tiempo de búsqueda promedio de seiscientos milisegundos.
Este disco duro trabajaba todavía con válvulas de vacío y requería una consola separada para su manejo.
En total, los discos contenían cincuenta mil sectores. Cada uno de esos sectores podía almacenar hasta cien caracteres, por lo tanto, su capacidad total era de cinco millones de caracteres. En términos generales, eran menos de cinco megabytes.
¿Cuál era su valor? Es difícil determinarlo con precisión debido a factores como la inflación, pero las mediciones más fiables lo ubican en aproximadamente diez mil dólares por megabyte.
Sin embargo, el 13 de marzo de 1973 anunció al modelo 3340, que incorporó una tecnología y un término que incluso hoy se sigue usando entre los técnicos informáticos: "Winchester".
[13 de noviembre de 2015].
Disponible en la web: http://definicion.mx/disco-duro/
Historia de los discos duros
Al
principio, eran exclusivos para uso militar o gubernamental. Luego se fueron
abriendo paso entre las empresas más importantes del planeta. Después, lograron
un lugar entre los ordenadores de escritorio. Fueron un lujo, una opción, y
ahora, una necesidad innegociable. En estos días en los que nos preguntamos si tienen
un futuro, los discos duros poseen un pasado digno de ser conocido. Desde sus
comienzos de la mano de IBM hasta los más recientes ejemplares que existen en
el mercado.
Al
principio los discos duros eran extraíbles, sin embargo, hoy en día típicamente
vienen todos sellados (a excepción de un hueco de ventilación para filtrar e
igualar la presión del aire).
IBM 350
Aunque
la fecha para la patente original del disco duro es del 14 de diciembre de
1954, en realidad fue dos años después cuando apareció el primer disco duro
para uso comercial. La "Unidad de almacenamiento en Disco 350" fue
anunciada públicamente por IBM el 13 de septiembre de 1956, como parte del
sistema IBM 305 RAMAC, diseñado para grabar transacciones y proveer de acceso a
las mismas en cualquier momento.
El IBM 350 era una mole de 1.52 metros de largo por 1.72 de alto, y 73 centímetros de profundidad. En su interior tenía cincuenta discos con un diámetro de 61 centímetros cada uno, que giraban a 1200 revoluciones por minuto, con un tiempo de búsqueda promedio de seiscientos milisegundos.
Este disco duro trabajaba todavía con válvulas de vacío y requería una consola separada para su manejo.
En total, los discos contenían cincuenta mil sectores. Cada uno de esos sectores podía almacenar hasta cien caracteres, por lo tanto, su capacidad total era de cinco millones de caracteres. En términos generales, eran menos de cinco megabytes.
¿Cuál era su valor? Es difícil determinarlo con precisión debido a factores como la inflación, pero las mediciones más fiables lo ubican en aproximadamente diez mil dólares por megabyte.
IBM 1311
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| IBM 1311 |
En la década de los ’60, IBM prácticamente gobernaba el universo informático.
Entre el modelo 1311 y el 350 (que dejó de fabricarse en 1961) fue lanzado el
IBM 1301, que introdujo la utilización de un cabezal por cada superficie de
datos. Sin embargo, la característica principal del IBM 1311, anunciado el 11
de octubre de 1962, era que su disco era en realidad "extraíble". El
usuario podía intercambiar "packs" de discos, luego conocidos como
IBM 1316.Cada uno de estos packs estaba compuesto por seis discos de 14
pulgadas, y tenía un peso aproximado de cuatro kilogramos y medio.
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| IBM 1316 |
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| IBM 1301 |
En cuanto al
tamaño del aparato en sí, era muy similar al que hoy tiene una lavadora
promedio. Cada pack podía almacenar dos millones de caracteres, pero al ser
extraíble, la idea de tener varios packs dentro de un armario ya no era tan
descabellada, todo un avance en comparación con el tamaño del IBM 350.
IBM 3340
Una vez más, el siguiente paso significativo en la
evolución de los discos duros fue bajo el ala de IBM. La empresa refinó de
forma radical los modelos que siguieron y reemplazaron al 1311, incrementando
la capacidad de almacenamiento y la velocidad de acceso.
Sin embargo, el 13 de marzo de 1973 anunció al modelo 3340, que incorporó una tecnología y un término que incluso hoy se sigue usando entre los técnicos informáticos: "Winchester".
La tecnología Winchester permitió que el cabezal de
lectura permaneciera sobre la superficie del disco, lo cual redujo de forma
drástica tanto la complejidad del sistema de lectura/escritura como su costo de
fabricación. El nombre Winchester surgió ya que originalmente se planeó un
sistema de dos módulos extraíbles de 30 megabytes cada uno para el 3340. Debido
al sistema "30-30", en IBM bautizaron al 3340 como Winchester, por el
archifamoso rifle Winchester .30-.30. Sin embargo, el modelo final del 3340
contó con módulos de 35 y 70 megabytes respectivamente, pero el nombre
permaneció intacto.
Con estándares e interfaces establecidos, los fabricantes consolidaron sus posiciones, realizaron adquisiciones de envergadura, y se redujo el campo de competitividad. Por lo tanto, fue posible concentrarse en expandir aún más las virtudes de los discos duros tal y como los conocemos hoy.
IBM 3380 y Seagate
ST-506
1980 resultó ser un año muy importante para los
discos duros. Los ordenadores personales ganaban cada vez más terreno, los
tamaños de los programas eran cada vez mayores, y la demanda por más espacio se
mantenía firme. En primer lugar, IBM presentó durante junio de ese año a la unidad
3380, el primer disco duro de la historia con una capacidad de 1 gigabyte. Su
peso era de un cuarto de tonelada y costaba unos cuarenta mil dólares.
En segundo lugar, una
empresa joven conocida como Shugart Technology, lanzó al público el ST-506, el
primer disco duro que utilizó el formato estándar de 5.25 pulgadas. Su capacidad
de almacenamiento era de cinco megabytes, e hizo furor entre los usuarios de
PC. Después de un tiempo, dicha empresa se convirtió en nada menos que Seagate,
uno de los fabricantes de discos más grande del planeta. Al fin, un disco duro
llegaba a los hogares. A partir de este punto, el ordenador de escritorio y el
disco duro formaron una alianza que se ha mantenido intacta durante los últimos
treinta años.
Pero ahora damos el salto a 1992, porque Seagate en ese año lanzó a los discos Barracuda, los primeros en el mercado en poseer una rotación de 7200 revoluciones por minuto. La necesidad de una mayor velocidad de rotación se hizo presente con el espectacular incremento en la capacidad de almacenamiento de los discos duros.
Seagate Barracuda
Durante la década de
los ’80, la evolución de los discos duros fue tan fuerte que en diez años se
logró mucho más de lo que se había alcanzado en veinte, al principio de la
década.
Aparecieron nuevas tecnologías como las interfaces IDE y SCSI, los
primeros discos de 2.5 y 3.5 pulgadas, y la integración completa entre la
controladora y el disco mismo.
Pero ahora damos el salto a 1992, porque Seagate en ese año lanzó a los discos Barracuda, los primeros en el mercado en poseer una rotación de 7200 revoluciones por minuto. La necesidad de una mayor velocidad de rotación se hizo presente con el espectacular incremento en la capacidad de almacenamiento de los discos duros.
El primer Barracuda tenía una
capacidad de 2.1 GB, mientras que la primera familia ATA estuvo disponible en
versiones de entre 6 GB y 28.5 GB, con un tamaño de búfer de 512 KB. Las 7200
revoluciones fueron aceptadas casi como un estándar por el resto de los
fabricantes, y ahora incluso es posible encontrar esta rotación en discos de
2.5 pulgadas, compatibles con ordenadores portátiles.
Hitachi Deskstar 7K1000
Con estándares e interfaces establecidos, los fabricantes consolidaron sus posiciones, realizaron adquisiciones de envergadura, y se redujo el campo de competitividad. Por lo tanto, fue posible concentrarse en expandir aún más las virtudes de los discos duros tal y como los conocemos hoy.
En los siguientes
quince años, empresas como Conner, Maxtor, Quantum e IBM (por más increíble que
parezca) fueron quedando en el camino, abandonando la industria de los discos
duros, o siendo absorbidas por otros fabricantes.
Uno de los que sobrevivió, y
que aún mantiene una posición firme, fue Hitachi. La familia "Deskstar"
quedó manchada por los graves problemas que existieron en las unidades creadas
por IBM, pero Hitachi adoptó el nombre tras comprar la división de discos duros
de IBM, y continuó con su propia familia Deskstar.
El modelo 7K1000 marca otro
punto importante en la historia de los discos duros, al ser la primera unidad
de 3.5 pulgadas disponible al público con una capacidad de un terabyte. Dicha
capacidad llegaría a discos de 2.5 pulgadas de la mano de Western Digital, dos
años después.
Referencia bibliografica:
PARDO LISANDRO."Historia de los discos duros",[en linea].
Actuador (actuator)
El
disco duro tiene un brazo que mantiene las cabeceras de lectura-escritura. Este
brazo puede mover las cabeceras por las diferentes pistas. Un disco duro normal
es de más o menos 13 centímetros de diámetro, y el brazo puede moverse 5
centímetros por la superficie del disco.
La velocidad a la que se puede mover este brazo es increíble. Es bastante ligero siendo al mismo tiempo potente y preciso. El brazo se puede deslizar por la superficie del disco cientos de veces por segundo si lo necesita.
Las Cabezas (Heads)
Esto reduce el desgaste en la superficie del disco durante la operación normal, cualquier polvo o impureza en el aire puede dañar suavemente las cabezas o el medio.
Convencionalmente los discos duros están compuestos por varios platos, es decir varios discos de material magnético montados sobre un eje central. Estos discos normalmente tienen dos caras que pueden usarse para el almacenamiento de datos, si bien suele reservarse una para almacenar información de control.
Con
la llegada de los discos de estado sólido, muchos creen que el destino de los
discos duros convencionales será perderse en el limbo de la historia, tal y
como ha sucedido con muchas otras tecnologías antes. Sin embargo, más que estar
condenados a competir entre sí, la idea de que tanto los SSD como los discos
duros puedan convivir parece mucho más razonable.
Nadie niega que el costo de
los discos SSD está en baja, pero todavía falta mucho tiempo para que puedan
alcanzar el valor por gigabyte que hoy ostentan los discos convencionales.
Los discos
duros disponen de más capacidad y menor costo.Los SSD tendrán un duro trabajo
por delante si quieren superar a esa fórmula perfecta.
Referencia bibliografica:
PARDO LISANDRO."Historia de los discos duros",[en linea].
4 de junio de 2010,[13 de noviembre de 2015].
Disponible en la web: http://www.neoteo.com/historia-de-los-discos-duros
Disponible en la web: http://www.neoteo.com/historia-de-los-discos-duros
Estructura de un disco
duro
Los
discos duros se componen de 2 estructuras: lógica y física.
Estructura
lógica
Dentro
del disco se encuentran:
- El registro de arranque principal (Master Boot Record, MBR), en el bloque o sector de arranque, que contiene la tabla de particiones.
- Las particiones de disco, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.
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| Esquema que muestra los pasos para ejecutar el sistema operativo |
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| Sectores del disco duro |
Estructura
Física
La parte física de los
discos duros se componen de varias zonas: Actuador, Frente, Tablero de circuito,
Brazo, Cabezal, Disco y Eje.
Actuador (actuator)
Es un motor que mueve
la estructura que contiene las cabezas de lectura entre el centro y el borde
externo de los discos.
Un "actuador" usa la fuerza de un
electromagneto empujado contra magnetos fijos para mover las cabezas a través
del disco. La controladora manda más corriente a través del electromagneto para
mover las cabezas cerca del borde del disco.
En caso de una perdida de poder,
un resorte mueve la cabeza nuevamente hacia el centro del disco sobre una zona
donde no se guardan datos. Dado que todas las cabezas están unidas al mismo
"rotor" ellas se mueven al unísono.
Tablero del circuito
Un
tablero de circuito también se le suele llamar tablero de la lógica del disco
duro. Un tablero de la lógica utiliza sus componentes importantes de para
proporcionar una variedad de funciones y características a un disco duro:
- Controlar el trazado de circuito.
- Circuitos del sentido, de la amplificación y de la conversión.
- Hardware de la interfaz.
- Soporte lógico inalterable.
- Control múltiple del comando y el Reordering.
Brazo
La velocidad a la que se puede mover este brazo es increíble. Es bastante ligero siendo al mismo tiempo potente y preciso. El brazo se puede deslizar por la superficie del disco cientos de veces por segundo si lo necesita.
Las Cabezas (Heads)
Están
ensambladas en pila y son las responsables de la lectura y la escritura de los
datos en los discos.
La mayoría de los discos duros incluyen una cabeza
Lectura/Escritura a cada lado del disco, sin embargo, algunos discos de alto
desempeño tienen dos o más cabezas sobre cada superficie, de manera que cada
cabeza atiende la mitad del disco reduciendo la distancia del desplazamiento
radial.
Las
cabezas de Lectura/Escritura no tocan el disco cuando este está girando a toda
velocidad; por el contrario, flotan sobre una capa de aire extremadamente delgada
(10 millonésima de pulgada).
Esto reduce el desgaste en la superficie del disco durante la operación normal, cualquier polvo o impureza en el aire puede dañar suavemente las cabezas o el medio.
Su
funcionamiento consiste en una bobina de hilo que se acciona según el campo
magnético que detecte sobre el soporte magnético, produciendo una pequeña
corriente que es detectada y amplificada por la electrónica de la unidad de
disco.
Los Discos (Platters)
Es
el componente principal de un disco duro. Están elaborados de compuestos de
vidrio, cerámica o aluminio finalmente pulidos y revestidos por ambos lados con
una capa muy delgada de una aleación metálica.
Los discos están unidos a un eje
y un motor que los hace guiar a una velocidad constante entre las 3600 y 7200
RPM.
Convencionalmente los discos duros están compuestos por varios platos, es decir varios discos de material magnético montados sobre un eje central. Estos discos normalmente tienen dos caras que pueden usarse para el almacenamiento de datos, si bien suele reservarse una para almacenar información de control.
El Eje
Es la parte del disco duro que actúa como
soporte, sobre el cual están montados y giran los platos del disco.
Referencias bibliográficas:
TUM LAURA."Partes del disco duro",[en linea].
TUM LAURA."Partes del disco duro",[en linea].
13 de septiembre de 2011,[13 de noviembre de 2015].
Disponible en la web: http://el-disco-duro.blogspot.com/2011/09/partes-del-disco-duro_13.html
Disponible en la web: http://el-disco-duro.blogspot.com/2011/09/partes-del-disco-duro_13.html
WIKIPEDIA."Unidad del disco duro",[en linea].
10 de noviembre de 2015,[13 de noviembre de 2015].
Disponible en la web: https://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_disco_duro
Disponible en la web: https://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_disco_duro
Factor de Forma o dimensiones
de los discos duros
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| Evolución del tamaño del disco duro a lo largo del tiempo. Tamaños de mayor a menor: 8,5.25,3.5,2.5,1.8,1 pulgadas |
- 8 pulgadas: 241,3×117,5×362 mm (9,5×4,624×14,25 pulgadas).
- 5,25 pulgadas: 146,1×41,4×203 mm (5,75×1,63×8 pulgadas).
- 3,5 pulgadas: 101,6×25,4×146 mm (4×1×5.75 pulgadas).
- 2,5 pulgadas: 69,85×9,5-15×100 mm (2,75×0,374-0,59×3,945 pulgadas).
- 1,8 pulgadas: 54×8×71 mm.
- 1 pulgada: 42,8×5×36,4 mm.
Características de un
disco duro
Las
características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:
- Tiempo medio de acceso: tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado.
- Tiempo medio de búsqueda: tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada.
- Tiempo de lectura/escritura: tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información.
- Latencia media: tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado.
- Velocidad de rotación: Es la velocidad a la que giran los platos del disco en donde se almacenan magnéticamente los datos.
- Tasa de transferencia: velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez que la aguja está situada en la pista y sector correctos.
- Caché de pista: es una memoria tipo flash dentro del disco duro.
- Interfaz: medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, Serial Attached SCSI.
Tipos
de conexión de datos
- IDE
- SATA
- SCSI
- SAS
IDE,
ATA o PATA
La interfaz ATA (Advanced Technology Attachment) o PATA (Parallel ATA), originalmente conocido como IDE (Integrated Device Electronics o Integrated Drive Electronics), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) o unidades de discos ópticos como lectoras o grabadoras de CD y DVD. Hasta el 2004, aproximadamente, fue el estándar principal por su versatilidad y asequibilidad.
La interfaz ATA (Advanced Technology Attachment) o PATA (Parallel ATA), originalmente conocido como IDE (Integrated Device Electronics o Integrated Drive Electronics), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) o unidades de discos ópticos como lectoras o grabadoras de CD y DVD. Hasta el 2004, aproximadamente, fue el estándar principal por su versatilidad y asequibilidad.
SATA
Serial
ATA o SATA es el más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus
serie para la transmisión de datos. Es Notablemente más rápido y eficiente que
IDE.
Físicamente
es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en
caliente (hot plug).
Existen tres versiones:
Existen tres versiones:
1. SATA I: velocidad de transferencia hasta 150 MB/s.
2. SATA II: velocidad de transferencia hasta 300 MB/s, el más extendido en la actualidad.
3. SATA III: velocidad de transferencia hasta 600 MB/s el cual se está empezando a hacer lugar en el mercado.
Las interfaces Small Computer System Interface
(SCSI) son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de
almacenamiento y velocidad de rotación.
Serial Attached SCSI
(SAS) es la interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI
paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los
dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión en
caliente.
Una de las principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI.
Además, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.
SCSI
Su tiempo medio de
acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial
de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbit/s en los discos SCSI
Estándares, los 10 Mbit/s en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbit/s en los discos
SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).
Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos
duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisy chain). A
diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al
microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia.
SAS
Además, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.
Referencia bibliográfica:
WIKIPEDIA."Unidad del disco duro",[en linea].
WIKIPEDIA."Unidad del disco duro",[en linea].
10 de noviembre de 2015,[13 de noviembre de 2015].
Disponible en la web: https://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_disco_duro
Disponible en la web: https://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_disco_duro
Para concluir estos
vídeos muestran como instalar un disco duro:
Instalar disco duro WD
en una PC de escritorio
Instalar disco duro WD
en una Laptop
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