Existem dois aspectos para sua pergunta. Vamos levá-los, por sua vez.
No caso geral,
does a mechanical hard drive (not SSD) spinning ALWAYS when the computer is powered ON?
Não. Existem várias situações que podem fazer com que um disco rígido mecânico desacelere. Para um exemplo trivial, considere um sistema com dois HDDs rotacionais, com um deles como a unidade de inicialização do sistema e o outro usado para outras finalidades (backups, talvez? Porque os backups são sempre bons).
Se você abrir a caixa do computador e remover o cabo de alimentação da segunda unidade ( que é permitida por interfaces modernas; é chamado de "remoção a quente" no padrão SATA), então obviamente a segunda unidade não estará mais girando, já que não há energia elétrica para o motor da unidade, mas o sistema ainda está em funcionamento. Portanto, mostramos que "um disco rígido mecânico" não necessariamente necessariamente "[sempre gira] quando o computador é ligado".
Por outro lado, a pergunta que você provavelmente queria perguntar,
in a system with a single mechanical hard drive, is it possible for the hard drive to spin down while the system is working?
que podemos responder com sim. O disco rígido só precisa estar girando enquanto houver atividade de E / S ocorrendo nele. Como a rotação demora algum tempo não desprezível (geralmente na ordem de segundos), geralmente queremos manter o disco rígido girando por um tempo após a atividade de disco mais recente. No entanto, por razões de consumo de energia (discos rígidos rotativos precisam de cerca de 5 a 10 watts de energia apenas para manter os discos girando; o número exato varia e depende de vários fatores diferentes), podemos querer desmembrá-los depois de um tempo e aceite que a próxima solicitação de E / S demorará mais para ser concluída.
Diferentes sistemas operacionais expõem essa funcionalidade de maneiras diferentes, mas praticamente qualquer coisa razoavelmente moderna terá alguma forma de definir essas configurações de economia de energia. Por exemplo, em versões modernas do Windows, você pode entrar no Painel de Controle e depois em Opções de Energia, onde pode definir o tempo de passagem do disco rígido.
Se o sistema não precisar acessar o disco rígido para operações normais, é perfeitamente possível inicializá-lo a partir de um disco rígido, executar as etapas preparatórias necessárias e permitir que o disco desacelere durante o trabalho. dados somente em RAM, com o disco rígido girando apenas muito ocasionalmente, se é que realmente funciona. Um exemplo de tal sistema pode ser aquele que está executando aplicativos de processamento de números que não exigem uma grande quantidade de armazenamento.
Os sistemas operacionais modernos, incluindo o Windows, geralmente usam espaço de troca para permitir que os aplicativos aloquem e usem mais memória do que a RAM instalada fisicamente, bem como para fazer uso mais eficiente da RAM muito mais rápida. Isso pode causar acessos ao disco mesmo quando eles não são esperados e, assim, impedir que o disco seja desativado. A desabilitação total do swap pode, no entanto, ter efeitos colaterais indesejados , como também explicado aqui . Você também deve ter em mente que muitas falhas na unidade de disco rígido acontecem durante a ativação, portanto, se o disco girar para cima e para baixo várias vezes, pode aumentar a probabilidade de falha durante o uso.
É até mesmo possível, embora eu não esteja certo de que as versões modernas do Windows suportem isso, para construir sistemas que não tenham nenhum recurso de armazenamento persistente local, obtendo tudo o que precisam de outro host na rede. Compare, por exemplo, ambiente de execução de pré-inicialização ou PXE .