¿Qué es una unidad de estado sólido (SSD)?? Además, los pros y los contras

Las unidades de estado sólido (SSD) se están convirtiendo rápidamente en el almacenamiento de computadora preferido para sistemas operativos y aplicaciones. Los encontrará en las últimas computadoras portátiles, teléfonos, tabletas e incluso consolas.

Con un excelente rendimiento y durabilidad, estas unidades están haciendo un chapuzón real, pero lo que es exactamente un SSD?

Dentro del HDD, encontrarás uno o más discos de hilado llamados "Fuentes."Cada plato se divide en pistas y sectores. Los platos generalmente están hechos de aluminio o vidrio y están recubiertos con material magnético.

La superficie del plato contiene miles de millones de áreas individuales que representan un solo bit de datos. El área puede ser magnetizado o desmagnetizado, representando uno o un cero.

A medida que los platos giratorios se mueven a miles de revoluciones por minuto, pequeñas cabezas de lectura de escritura unidas a los brazos balanceadores flotan la amplitud de un cabello por encima del plato que lee o escribe en el camino.

Las unidades de disco duro son dispositivos increíblemente complicados con muchas partes móviles pequeñas, precisas y frágiles. Es una maravilla moderna que funcionan tan bien como lo hacen.

Cómo funciona una unidad de estado sólido (SSD)

Los SSD tienen más en común con los dispositivos semiconductores como las CPU y RAM que las unidades de disco duro. Los SSD y los HDD actúan como dispositivos de almacenamiento, pero los SSD funcionan de una manera muy diferente.

Dentro de un SSD típico, encontrarás solo chips de computadora. Está el chip controlador de SSD, que gestiona cómo y dónde se almacenan los datos, pero la mayor parte de un SSD consiste en chips de memoria flash.

La memoria flash es la memoria "no volátil". La memoria volátil, como la RAM, no persiste cuando la potencia se apaga: los datos almacenados allí desaparecen. Por el contrario, con la memoria no volátil (como las unidades SSD o USB), sus datos persisten incluso cuando el poder se apaga. Es por eso que las unidades de pulgar USB también se denominan "unidades flash"!

Los SSD modernos (y la mayoría de las unidades flash USB y las tarjetas de memoria) usan un tipo de memoria flash llamada memoria flash nand. Lleva el nombre de uno de los tipos de puertas lógicas que puede hacer en un microchip. Dentro de la memoria NAND, hay "células" que pueden contener diferentes niveles de carga eléctrica. Al medir el nivel de carga en una celda de memoria, puede saber si representa uno o un cero. Para cambiar el contenido de una celda, simplemente altere el nivel de carga dentro de ella.

Hay muchas variaciones diferentes en la tecnología dentro del mundo de la memoria NAND. Por ejemplo, es posible que haya visto algunos SSD de Samsung etiquetados como "V-Nand" o "vertical" NAND. Aquí las celdas de memoria se apilan verticalmente, lo que permite más capacidad de almacenamiento en la misma huella de silicio. 3D NAND de Intel también es más o menos la misma tecnología.

Tipos de SSD e interfaces

Los SSD vienen en una variedad de factores de forma y tipos de memoria flash NAND. Esto determina el rendimiento máximo de un SSD, así como su precio.

Tipos de memoria flash

Todo NAND Flash no es lo mismo para la densidad de datos y el rendimiento. Recordará de nuestra discusión anterior que los SSD almacenan los datos como cargas eléctricas dentro de las celdas de memoria.

Si una celda solo almacena un solo bit de datos, se llama SLC o memoria celular de un solo nivel. La memoria MLC (celda multinivel) y TLC (celda de triple) almacena dos y tres bits de datos por celda, respectivamente. La memoria QLC (celda de nivel quad) lo lleva a cuatro bits por celda.

Cuantos más datos de datos pueda almacenar en una sola celda, más barato puede ser su SSD, o más datos puede meter en el mismo espacio. Esto suena como una gran idea, pero gracias a cómo funcionan los SSD, las unidades mueren más rápidamente cuando se usa un método de almacenamiento de múltiples bits. La memoria SLC es el tipo de NAND de mejor rendimiento y más duradero con una larga vida útil. Sin embargo, también es el más caro con diferencia y solo se encuentra en unidades de alta gama.

Como tal, la mayoría de los SSD de los consumidores usan MLC o TLC y emplean métodos especiales para extender sus útiles vidas lo más posible. Cubriremos el tema de SSD Wear un poco más adelante en este artículo bajo las desventajas de la tecnología.

Factores de forma SSD

Los SSD vienen en varios factores de forma. Un "factor de forma" es simplemente la forma física del dispositivo y a qué conexión estándar se ajusta. Debido a que los SSD fueron diseñados inicialmente para reemplazar los HDD, los primeros dispositivos destinados a las computadoras de escritorio de consumo tenían la intención de ubicarse en donde antes estaban los discos duros.

Aquí es donde los 2.El diseño SSD de SATA de 5 pulgadas entra en la imagen. Simplemente puedes sacar tus 2 actuales.Disco duro portátil de 5 pulgadas y enchufar uno de estos SSD en.

El SSD dentro de esta carcasa no necesita toda esa habitación, pero tenía mucho sentido ya que las computadoras portátiles y la mayoría de los escritorios modernos ya tienen 2.Bays de transmisión de 5 pulgadas y conectores SATA en sus placas base. También puede comprar adaptadores que le permitan colocar un 2.Conduzca de 5 pulgadas en los 3 de un escritorio.Bahía de 5 pulgadas.

Además de ocupar un espacio innecesario, estos 2.Las unidades de 5 pulgadas se limitaron a 600 MB/s, ya que ese es el límite de la interfaz SATA 3.

El estándar MSATA (mini-sata) resuelve el problema del espacio. MSATA era físicamente la misma forma, tamaño y conector que el estándar de tarjeta PCI Express Mini, pero los dos tipos de tarjetas son eléctricamente incompatibles.

El estándar MSATA ahora ha sido reemplazado por la M.2 estándar. METRO.2 SSD pueden ser SATA o PCIe, dependiendo de la tarjeta y la combinación de placa base.

METRO.2 tarjetas también pueden estar dobles con componentes en ambos lados, y varían en longitud. Siempre es importante asegurarse de que la placa base de su computadora sea compatible con la M.2 SSD que quieres usar con él!

NVME SSDS Use el estándar de memoria no volátil Express, que es cómo la computadora puede acceder a la memoria SSD usando la PCIe que se usa más comúnmente para tarjetas gráficas. PCIe tiene mucho más ancho de banda que SATA, lo que permite que la memoria SSD rápida alcance su máximo potencial.

Las ventajas de los SSD

Hay muchas razones por las cuales los SSD se están convirtiendo rápidamente en el estándar en la tecnología de almacenamiento. Mientras que algunos problemas tempranos de dentición los mantuvieron fuera del mundo de las computadoras convencionales por un tiempo, ahora están en el punto en que podemos recomendarlos a cualquiera. Incluso las últimas consolas de videojuegos ahora usan SSD. Aquí están las fortalezas clave que han llevado a los SSD hacia su popularidad actual.

Los SSD son rápidos

El disco duro mecánico más rápido a nivel mundial, el Seagate Mach.2 exos 2x14, puede alcanzar tasas de transferencia sostenidas de 524 MB/s. Eso es casi tan rápido como un SSD SATA 3, pero la unidad mecánica típica que encontrará en las computadoras en estos días puede lograr en algún lugar entre 100 MB/sy 250 MB/s si está mirando la alta gama del mercado.

M típico.2 SSD PCIe, como los que se encuentran en las computadoras portátiles de rango medio, ofrecen 2.5 a 3.5 GB/s. El último m.2 PCIe SSD se están acercando a 8 GB/s, que es una cantidad alucinante de datos. Las velocidades de escritura secuenciales suelen ser un poco más lentas que las velocidades de lectura, pero los datos vuelan a un ritmo tremendo en ambas direcciones.

No se trata solo de velocidades de transferencia, tampoco. Los discos duros mecánicos necesitan tiempo para girar los platos y mover los cabezales de transmisión en su lugar. Encontrar el lugar correcto en el plato para una solicitud de datos se conoce como "buscar tiempo". Para los SSD, ese número de latencia es efectivamente cero.

SSD puede leer instantáneamente datos desde cualquier ubicación dentro de sus celdas de memoria e incluso hacerlo en paralelo. No importa de qué manera lo corte, los SSD están en un universo de rendimiento diferente que incluso los mejores discos duros mecánicos, no importa de qué manera lo corte.

Al actualizar el HDD de una computadora a un SSD, experimenta tiempos de arranque mucho más rápidos y una capacidad de respuesta del sistema muy ágil. Simplemente porque su CPU nunca tiene que esperar los datos de sus unidades de almacenamiento. Es una forma fantástica de dar una nueva vida a un viejo sistema de Windows.

Los SSD son duraderos

Los SSD son casi tan duraderos como cualquier otro componente de estado sólido, como una CPU o RAM, sin piezas móviles. A menos que un aumento de la energía los destruya, deben funcionar indefinidamente o al menos mientras la computadora te siga siendo útil. La memoria flash también es muy resistente al daño por impacto, a diferencia de los discos duros que se destruyen fácilmente si caen, especialmente mientras los platos están girando.

Esta durabilidad los hace perfectos para las computadoras portátiles, y es por eso que Ultrabooks como Apple MacBook Air, iMac y otros miembros de la familia de computadoras Mac tienen SSD integrados de alto rendimiento.

La "durabilidad" en este caso no se refiere al fenómeno del uso de SSD, que estamos cubriendo en la lista de desventajas a continuación.

Los SSD no sufren de fragmentación

Las fragmentación de datos son un problema real en los HDD. Ocurre cuando se escriben nuevos datos en el primer espacio disponible en la unidad. Por lo tanto, un archivo o conjunto de archivos relacionados podría tener sus datos dispersos en todo el área de plato físico de la unidad.

Esto destruye velocidades de lectura secuenciales y agrega una tonelada de tiempo de búsqueda porque los cabezales de transmisión están volando por todo el lugar para encontrar todas las partes de un archivo. Los SSD, debido a su propia naturaleza, no sufren fragmentación. No es que los archivos no se fragmenten. Es solo que no importa porque no hay partes móviles y no hay tiempo para hablar de hablar de.

Desfragmenting solo pone desgaste innecesario en el camino. Si desea saber un poco más sobre la fragmentación de SSD, lea si está desfragmentando un SSD?

Los SSD son tranquilos

Los discos duros son ruidosos! El zumbido del motor, el whoosh del disco, los sonidos de clic de los cabezales de transmisión que se mueven hacia adelante y hacia atrás, ese ha sido el ruido de fondo para los usuarios de computadoras a lo largo de las décadas.

Los SSD, por el contrario, no hacen ruido en absoluto. Esto puede parecer una ventaja trivial, pero los componentes de la computadora ruidosos son molestos. En algunos casos de uso, como las computadoras utilizadas para la grabación de sonido, los niveles de sonido son críticos. Ha habido discos duros caros con montajes y diseños especiales que han intentado frenar el ruido de HDD, pero con los SSD, el problema está completamente resuelto.

Es por eso que ahora podemos tener una computadora como el Apple M1 MacBook Air, que no tiene ventiladores ni un disco duro mecánico. Toda la computadora es de estado sólido y, por lo tanto, no hace ruido en absoluto!

Los SSD son pequeños y eficientes en la potencia

Los SSD toman mucho menos espacio que los HDD, y necesitan mucho menos poder para trabajar. Eso significa que podemos tener computadoras, tabletas, teléfonos inteligentes y otros dispositivos electrónicos más pequeños y delgados que requieren unidades de almacenamiento no volátil rápidas.

Los SSD pueden dormir casi por completo cuando no están en uso y, a diferencia de los HDD, pueden cambiar al modo de alto rendimiento casi al instante. Tomado en su conjunto, el consumo de energía SSD es especialmente importante para obtener una mejor duración de la batería de las computadoras móviles y otros dispositivos que los usan. Los dispositivos electromecánicos simplemente necesitan más energía que los dispositivos de estado sólido para operar.

Los SSD pueden encoger los tamaños de instalación

Los SSD pueden reducir los tamaños de instalación de algunas aplicaciones, especialmente los videojuegos. Cuando las aplicaciones se basan en la transmisión de datos en la memoria rápidamente, los desarrolladores pueden duplicar la información en múltiples ubicaciones en el plato HDD. Esto reduce los tiempos de búsqueda porque los cabezales de transmisión siempre están cerca de una copia de los datos que necesita. Es un truco inteligente, pero se produce a expensas del espacio de almacenamiento.

Las aplicaciones diseñadas para SSD no necesitan hacer esto en absoluto. Dado que el SSD prácticamente no tiene latencia y puede leer datos desde cualquier lugar de la unidad de inmediato, solo debe estar presente una copia de los datos.

Consolas como PlayStation 5 ya han mostrado cuánto SSD puede reducir los tamaños de instalación, especialmente combinados con la compresión, lo que nos lleva a la siguiente ventaja.

Los SSD se pueden acelerar

Si pensaba que los SSD ya eran bastante rápidos, podría acelerar estas unidades para algunos números de rendimiento verdaderamente de alta velocidad. Todo es gracias a la tecnología de compresión. Los datos se almacenan en el SSD en una forma muy comprimida. Cuando se solicita la información, se descomprime en tiempo real, amplificando efectivamente las velocidades de transferencia de datos sin procesar del SSD.

La única captura es que necesita un procesador poderoso para descomprimir, pero los SSD actualmente no incluyen dicho procesador. Resulta que las GPU son excelentes para hacer este tipo de trabajo, por lo que el uso de API de software (interfaz de programador de aplicaciones) como DirectStorage de Microsoft y RTX IO de NVIDIA, las generaciones recientes de GPU pueden acelerar no solo los gráficos 3D sino también el rendimiento de SSD.

Las desventajas de los SSD

Los SSD tienen muchos atributos deseables, pero la tecnología no es perfecta. Algunos aspectos de la propiedad de SSD no son tan agradables como nos gustaría.

Los SSD son más caros

Los HDD han bajado mucho en el precio y han aumentado la cantidad de datos que pueden almacenar en niveles locos de densidad. El resultado es que un gigabyte de datos de HDD cuesta mucho menos que incluso el flash más barato.

Los precios de SSD han caído precipitadamente en los últimos años, pero la gente generalmente todavía usa SSD relativamente pequeños en el rango de 256 GB a 512 GB. Los SSD están reservados para aplicaciones y sistemas operativos, mientras que los HDD todavía tienen almacenamiento masivo para archivos multimedia o aplicaciones que no se benefician de las velocidades de SSD.

La buena noticia es que, como toda la tecnología de semiconductores, la densidad de transistores y los procesos de fabricación es probable que muestren una tendencia exponencial que conduce a un costo más bajo y cantidades más significativas de espacio. Por ahora, la mayoría de los presupuestos requieren una combinación de SSD y almacenamiento de HDD.

Los SSD pueden desgastarse

Si bien los SSD son muy duraderos y pueden resistir más castigos que los HDD, al tiempo que tienen vidas operativas más largas, sufren de desgaste. El desgaste de SSD ocurre porque los SSD escriben a las células de la memoria es destructivo. Cada vez que se escribe un poco en una celda de memoria SSD, pierde su capacidad de contener una carga solo un poco.

Con el tiempo, repetidos escribe en una celda lo hacen inoperable. Los SSD de SLC pueden manejar las escrituras más repetidas antes de freír una célula dada, pero las células MLC, TLC y QLC son más vulnerables, en ese orden. Los primeros SSD de los consumidores podrían morir alarmantemente pronto, pero hoy las unidades tienen estrategias como la nivelación del desgaste y el sobreprovisión para extender la resistencia de escritura del SSD.

SSD Wear es un tema complejo, así que eche un vistazo a todo lo que necesita saber sobre SSD Wear & Tear para una discusión en profundidad.

Los SSD pueden tener podredumbre rápida

Todas las formas de almacenamiento de datos finalmente sucumben a pudrición. Esto sucede cuando el medio de almacenamiento se degrada tanto que ya no puede contener los datos en forma legible.

Diferentes medios se pudren por varias razones, pero los discos duros se pueden almacenar durante décadas sin que la pudrición sea un problema. Los SSD, por otro lado, pueden perder sus datos después de solo unos pocos años de almacenamiento. Esto sucede debido a la degradación de la capa aislante que mantiene la carga en cada celda de memoria. Si la cantidad se filtra, la celda está vacía y no contiene datos!

Parece que la pudrición de bits ocurre más rápidamente si los SSD se mantienen en un entorno demasiado caliente, pero de cualquier manera, probablemente no sean la mejor opción para almacenar datos en un cajón en algún lugar.

La recuperación de datos de SSD es difícil de imposible

Hay una industria sofisticada construida alrededor del arte de recuperar datos de discos duros mecánicos. Si tiene suficiente dinero para gastar, incluso puede recuperar datos de unidades que se han roto, ya que un especialista literalmente reconstruye el impulso de las piezas.

En un nivel más mundano, puede recuperar datos que se han eliminado accidentalmente porque los HDD no eliminan los datos físicos cuando los elimina en Windows u otro sistema operativo. En cambio, esa área de la unidad simplemente está marcada para ser sobrescribida. Mientras la sobrescritura aún no haya sucedido, puede recuperarla utilizando un software especial.

Los SSD hacen que sea casi imposible recuperar cualquier cosa si la unidad está dañada o se eliminan los archivos. Si un HDD está dañado por un aumento eléctrico, aún puede reconstruirlo con una nueva electrónica de accionamiento, pero dado que un SSD es completamente eléctrico, toda la memoria podría fritarse.

Tampoco ayuda que los SSD tengan controladores sofisticados que hacen muchas cosas con los sistemas de operación de datos físicos que no conocen. Por ejemplo, el comando TRIM utilizado por los SSD de SATA elimina preventamente las celdas de memoria que se han marcado para que la eliminación acelere el proceso de escribir nuevos datos. Para que el truco no sólido no funcione en ellos!

El futuro es el estado sólido

Si bien los SSD no son perfectos, representan tal salto en el rendimiento de la unidad de almacenamiento que su eventual dominio del mercado de almacenamiento parece inevitable. Con el tiempo, esperamos que incluso los SSD de SLC bajen de precio, mientras que los tipos de SSD menos duraderos se volverán aún más inteligentes cuando se trata de limitar el desgaste.

La tecnología del disco duro también tuvo una buena cantidad de problemas en los primeros días, pero tenemos la sensación de que los SSD de los problemas que aún tienen se resolverán en el tiempo récord.