Storage (SSD/HDD)

HDD

Created : 📅1st September 2025 Modified: 📅Sunday 21st September 2025 14:24

HDD

💿 Hard Drive - Le Bibliothécaire Méticuleux

📝 Description

Le Hard Drive est le gardien méticuleux de tous les secrets et souvenirs de l’ordinateur. Organisé comme personne, il classe et range chaque fichier dans son système personnel complexe. Plus lent que la RAM mais infiniment plus fiable, il n’oublie jamais rien ! Il peut être un peu grognon quand on lui demande de retrouver quelque chose rapidement, mais il finit toujours par livrer l’information demandée. Fier de sa collection grandissante de données !

Personnalité : Méthodique, fiable, un peu lent, fier de sa collection Phrase fétiche : “Patience, je retrouve ça dans mes archives…”

🤝 Interactions avec les autres composants

Avec le CPU 🧠

Relation : Archiviste consciencieux mais parfois exaspérant
Interaction : “CPU, tes données sont en sécurité chez moi, mais laisse-moi le temps de les chercher !”
Source principale de programmes et données permanentes

Avec la RAM 💾

Relation : Collègue complémentaire avec une pointe de jalousie
Interaction : “Tu es rapide RAM, mais moi je garde tout pour l’éternité !”
Collabore pour la mémoire virtuelle et le cache

Avec la Carte Mère 🏠

Relation : Locataire discret et bien connecté
Interaction : “Merci pour ces connexions SATA, maman !”
Utilise les ports et l’alimentation fournis

Avec le BIOS ⚡

Relation : Dépositaire du trésor principal
Interaction : “Sage BIOS, le système d’exploitation est ici, dans mon secteur de boot !”
Héberge les fichiers de démarrage essentiels

⚙️ Utilité dans le groupe

Rôle principal : Archiviste permanent et gardien de la mémoire
Responsabilités :
- Stocker de manière permanente tous les programmes et données
- Conserver le système d’exploitation et les fichiers utilisateur
- Gérer l’organisation et l’indexation des fichiers
- Servir de mémoire de sauvegarde pour la RAM
- Maintenir l’intégrité des données sur le long terme
Capacités spéciales :
- Mémoire permanente (résiste aux coupures de courant)
- Énorme capacité de stockage
- Organisation hiérarchique sophistiquée (dossiers/fichiers)
- Systèmes de sauvegarde et récupération
- Évolutivité (peut être remplacé ou complété)
Faiblesses :
- Vitesse d’accès plus lente que la RAM
- Sensible aux chocs mécaniques (pour les HDD traditionnels)
- Peut se fragmenter au fil du temps
- Point de défaillance pour les données importantes
- Durée de vie limitée (usure mécanique ou électronique)

💽 1. Rôle du disque dur (HDD/SSD)

Un disque dur (ou SSD) est un périphérique de stockage permanent. Contrairement à la RAM, il conserve les données même sans alimentation.

📂 À quoi sert-il ?

Stocker le système d’exploitation
Stocker les données utilisateurs (fichiers, documents, applis)
Contenir le bootloader (dans certains cas, ex : GRUB ou bootmgr)
Servir d’espace pour la mémoire virtuelle (swap/pagefile)

🧱 2. Que sont les partitions ?

Le disque est vu par le système comme une grande suite de blocs binaires. Les partitions sont des zones logiques qui divisent ce disque en morceaux indépendants.

Une partition = un “compartiment” du disque qui peut contenir un système de fichiers (ext4, NTFS…) et être utilisé pour démarrer ou stocker des données.

Exemples d’usages :

Une partition pour le système (/ ou C:)
Une pour le swap
Une pour /home
Une pour la restauration d’usine
Une pour l’ESP dans le cas UEFI (EFI System Partition)

🧭 3. Types de partitionnement : MBR vs GPT (UEFI)

	MBR (Master Boot Record)	GPT (GUID Partition Table)
Taille max disque	2 To	9.4 Zettaoctets (~infinie)
Partitions max	4 primaires (ou 3 + partitions logiques)	128 (standard)
Position de la table	Secteur 0 du disque (512 octets)	Début + copie de secours en fin de disque
Compatible UEFI ?	❌ Non (Legacy BIOS uniquement)	✅ Oui (standard UEFI)
Redondance	❌ Non	✅ Oui (table GPT copiée à la fin du disque)
Stockage du bootloader	MBR contient un mini bootloader	Bootloader = fichier `.efi` dans l’ESP

🧮 Détail : MBR (Legacy BIOS)

Le secteur 0 (512 octets) contient :
- Les 446 premiers octets : code de boot (petit programme)
- Une table de partition pour 4 partitions maximum
- Une signature bootable 0x55AA
Le BIOS lit ce secteur → lance le bootloader

📌 Limites :

Pas de redondance (si le MBR est corrompu, disque inutilisable)
Maximum 4 partitions primaires (ou une étendue contenant des logiques)
Obsolète pour les disques > 2 To

🧬 Détail : GPT (UEFI)

Utilise une partition spéciale appelée ESP (EFI System Partition)
- Formatée en FAT32
- Contient des fichiers .efi (bootloaders UEFI)
- Exemple : /EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi ou /EFI/Boot/bootx64.efi
Le reste du disque contient des partitions classiques (OS, swap, etc.)

📌 Avantages :

Redondance intégrée (copie en fin de disque)
Peut contenir jusqu’à 128 partitions sans bidouille
Requis pour le Secure Boot et le boot en mode UEFI pur
Supporte les disques énormes (4, 8, 16 To ou plus)

🗂️ 4. Exemple concret : disque dur avec Windows ou Linux (UEFI)

Voici une configuration typique :

Partition	Type	Usage
ESP	FAT32	Fichiers de boot EFI (`.efi`)
Microsoft Reserved (MSR)	Système	Réservée pour Windows
C: (ou `/`)	NTFS/ext4	Partition principale de l’OS
Recovery	NTFS	Restauration système

🧩 En résumé

Élément	Rôle
Disque dur	Stocke OS, fichiers, bootloader, etc.
Partition	Découpe logique du disque
MBR	Format de partition + mini bootloader (Legacy BIOS)
GPT	Format moderne, partitions multiples, fichier de boot `.efi` (UEFI)
ESP	Partition spéciale contenant les fichiers de démarrage UEFI

BONUS: Fonctionnement détaillé du bootloader

🧩 1. Qu’est-ce que le bootloader ?

Le bootloader est un petit programme stocké sur le disque de démarrage, qui prépare et lance le système d’exploitation. Il peut être très simple (quelques centaines d’octets), ou plus complexe (menu de démarrage, support multi-OS, sécurité…).

Exemples :

GRUB (Linux)
LILO (ancien Linux)
Windows Boot Manager (bootmgr)
Syslinux, rEFInd, etc.

💽 2. Où est stocké physiquement le bootloader ?

Sur un disque utilisant MBR (ancien système de partition)

Le bootloader est divisé en deux parties :
- 1ère partie (boot sector) : Stockée dans le MBR (Master Boot Record), tout en haut du disque (secteur 0, 512 octets).
- 2e partie : Stockée plus loin sur le disque (souvent dans une partition /boot).

Le BIOS charge seulement les 512 premiers octets (MBR) dans la RAM. Ce petit code contient juste assez d’instructions pour trouver et charger la deuxième partie du bootloader.

Sur un disque utilisant GPT (plus moderne, UEFI)

Le bootloader est un fichier exécutable (souvent .efi) stocké dans une partition spéciale :
- 📂 EFI System Partition (ESP) : une petite partition FAT32 (~100-300 Mo).
- Exemple : /EFI/Boot/bootx64.efi ou /EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi

L’UEFI explore cette partition comme un petit système de fichiers, repère le fichier EFI, le charge en mémoire et le lance.

⚙️ 3. Comment le bootloader est trouvé et lancé ?

Cas BIOS + MBR (Legacy Boot)

Le BIOS regarde le secteur 0 du disque.
Il y trouve les 512 octets du MBR :
- Les 446 premiers : code exécutable (mini bootloader)
- Ensuite : table des partitions
- Fin : signature 0x55AA (indique qu’il est bootable)
Ce mini-code est copié dans la RAM à l’adresse 0x7C00, et le CPU saute à cette adresse pour exécuter le code.
Ce code charge le vrai bootloader (ex : GRUB stage 2) depuis une partition.
GRUB affiche un menu, puis charge le noyau Linux ou Windows.

Cas UEFI + GPT (Modern Boot)

Le firmware UEFI monte la partition ESP comme un mini système de fichiers FAT32.
Il cherche le fichier .efi défini dans les niveaux de priorité de boot (NVRAM).
Il charge ce fichier .efi en mémoire.
Le CPU saute à son point d’entrée, et exécute le bootloader UEFI (GRUB, bootmgfw.efi…).
Le bootloader charge le noyau OS.

🧠 4. Que fait exactement le bootloader ?

Voici ses rôles principaux :

🔍 a. Localiser le noyau du système d’exploitation

Exemples :
- Linux : fichier vmlinuz, initrd, etc.
- Windows : fichier winload.efi

📦 b. Charger le noyau en RAM

Le bootloader lit les fichiers du noyau sur le disque (utilise un mini système de fichiers intégré, ex : ext4, FAT, NTFS…).
Il copie le noyau dans une adresse mémoire haute (typiquement 0x100000 ou plus).
Il prépare la mémoire (zone réservée, arguments de démarrage, initrd…).

🏁 c. Transférer le contrôle

Une fois le noyau prêt, le bootloader saute à l’entrée du noyau.
Le CPU exécute alors le noyau directement.