Digamos que tengo un internet de muy alta velocidad (alrededor de 500Mbps) conectado a una computadora que tiene una velocidad de transferencia de disco promedio (alrededor de 100Mbps). ¿La computadora podrá descargar un archivo a 500 Mbps aunque la velocidad de transferencia de disco de la computadora sea menor?

Creo que estás confundiendo Megabits y Megabytes, un error muy común.
B denota Bytes yb es bits. 1 byte es de 8 bits.
O 500 Mbps es 62,5 MBps.

Un disco duro típico admitirá velocidades de transferencia de aproximadamente 100 MB / so 800 Mbps, mucho más rápido que una conexión de 500 Mbps.

Cuando descargue algo, se almacenará en su memoria (RAM) y en la memoria caché de la unidad, antes de que se escriba en la unidad.
Ambos de estos (memoria y caché) soportan velocidades mucho más altas que cualquier conexión a Internet. Por lo tanto, puede descargar a toda velocidad hasta que este almacenamiento temporal esté lleno.

Sin embargo, cualquier HDD (dispositivo / unidad de disco duro) relativamente moderno permitirá perfectamente una transferencia de 500 Mbps. ¡No hay problemas!

Como han dicho otros, tales problemas pueden resolverse / se resuelven usando memoria de búfer, podría ser la RAM del sistema o la memoria de búfer de las unidades de disco.

Los datos adicionales que no se pueden escribir directamente se guardan en el búfer y luego se transfieren al disco a la velocidad admitida. Este manejo de datos lo realiza el sistema operativo y puede diferir dependiendo de su implementación en diferentes sistemas operativos.
Incluso los administradores de descargas tienen algún tipo de soporte de búfer para facilitar el proceso de escritura de datos.

Esto generalmente se hace para que, por cada bit / byte de datos descargados, el disco tenga que escribir esos datos, lo que puede causar un desgaste excesivo en el disco, por lo tanto, se utiliza un búfer para mantener temporalmente esos datos y vaciar / escribir fuera al ritmo de la unidad de disco.
por ejemplo, 64 MB de caché en WD 1TB HDD.

Considerando que si el búfer no está disponible entonces, creo que el exceso de datos se desperdiciará y requerirá volver a descargarlo. O se necesitará algún tipo de enfoque de interrupción, de modo que después de que los datos se escriban en el disco, el disco pueda solicitar más datos y así sucesivamente.

Depende Depende del sistema operativo y de la aplicación de descarga en sí. Si la aplicación tiene una buena gestión de almacenamiento en búfer en la memoria, su aplicación puede descargar el archivo a alta velocidad mientras lo almacena y luego escribe los datos en el disco.

¿Descargar el archivo? sí. ¿Escribirlo en el disco a la misma velocidad? Probablemente no. Hay muchas capas diferentes que el archivo debe atravesar desde Internet antes de que llegue a su lugar de descanso final en el disco, el caché, el búfer e incluso la RAM.