Essa é uma questão bastante ampla, mas vou resumir resumidamente.
Quando você liga seu computador, ele verifica todas as portas SATA de qualquer dispositivo conectado. Se algum disco rígido inicializável for detectado (na verdade, qualquer dispositivo inicializável, depende da configuração do BIOS / UEFI), o computador inicializará o SO a partir dele. O SO coleta todas as informações sobre dispositivos conectados ao inicializar. Então, se ele sabe que existe um disco rígido, ele também sabe onde está. Não há etapa de localização da unidade. Existe um buffer intermediário, todos os dados copiados estão passando pela RAM.
Como o @Bob apontou no comentário, algumas unidades podem ser hot-plugged, então a detecção não acontece somente na inicialização, mas também depois. Ainda assim, o princípio está correto: Se o sistema sabe que existe uma unidade, ele também sabe onde procurá-lo.