Preguntas frecuentes sobre SSD: lo que necesita saber sobre los SSD

Los discos de estado sólido, o SSD para abreviar, son un medio de almacenamiento popular. En estas preguntas frecuentes, respondemos por qué hay diferentes tipos de SSD y por qué también tienen diferentes velocidades.

¿Por qué una unidad de estado sólido? ¡Ningún disco se convierte en SSD!

SSD significa unidad de estado sólido, disco de estado sólido, unidad de disco o unidad de disco duro. Sí, no hay ningún disco girando en un SSD, pero el nombre aún prevalece.

Durabilidad de los datos

¿Cuánto duran los datos en un SSD si se almacenan sin energía?

Células flash utilizadas en la era SSD mediante el uso, o más precisamente mediante la eliminación de datos que ya no son necesarios; Se habla de agotamiento. Los SSD mantienen los datos sin energía durante muchos años, pero solo si las celdas no están demasiado dañadas.

Al hacer una estimación, siga las instrucciones del fabricante: por ejemplo, si ofrecen una garantía de cinco años con una carga de escritura de 500 TB, es probable que los datos aún se puedan leer sin errores después de cinco años de realizar copias de seguridad en el nuevo SSD. Sin embargo, si el SSD ya está escrito en 100 TB, el llamado tiempo de retención de datos se reduce a 2,5 años, después del uso completo de 500 TB, es solo alrededor de medio año.

diseños

Los discos duros solo están disponibles en latas de 2,5 y 3,5 pulgadas. ¿Qué tipos de SSD existen?

Dos diseños diferentes son comunes en las computadoras de escritorio: los SSD M.2 del formato 2280, que tienen 22 mm de ancho y 80 mm de largo, se están volviendo más comunes. Las unidades de estado sólido (SSD) en gabinetes de 2,5 pulgadas, que se construyeron en discos duros del mismo tamaño y, por lo tanto, también caben en las mismas ranuras, ahora son casi clásicas. Las versiones más recientes tienen solo 7 mm de altura, mientras que los modelos anteriores y muchos discos duros de 2,5 pulgadas tienen 9,5 mm de altura.

Para actualizar una computadora de escritorio, todavía se utilizan tarjetas de interfaz con una interfaz PCIe, que dejan espacio para uno o más SSD M.2 o acomodan la memoria en sí. Estos eran necesarios hace unos años cuando algunas placas base tenían una ranura M.2. Por cierto, los SSD M.2 están disponibles no solo con una longitud de 80 mm, sino también con un tamaño de 30, 42, 60 y 110 mm. Sin embargo, estos SSD son bastante raros.

Los SSD de 2,5 pulgadas también se utilizan en servidores, pero se debe hacer una distinción aquí: los SSD de 2,5 pulgadas con conexiones SATA o SAS están siendo reemplazados lentamente por diseños más modernos, mientras que aquellos con una conexión PCIe (U.2) se están convirtiendo lentamente en Cada vez más frecuente. Los SSD U.2 a menudo no encajan en las ranuras existentes porque no solo tienen un contacto diferente, sino que también son notablemente más gruesos a 15 mm debido a los enormes disipadores de calor. Por lo tanto, cambiar a SSD U2 a menudo requiere nuevos racks.

Los nuevos diseños también incluyen SSD EDSFF (Factor de forma estándar empresarial de centro de datos) y cintas M.3. Lo que ambos tienen en común es que hacen un mejor uso del espacio disponible, están mejor refrigerados y pueden intercambiarse por la parte frontal del bastidor durante el funcionamiento.

Los SSD EDSFF están disponibles en diferentes diseños, incluida una versión de 32 cm llamada E1.L, después de lo cual estos SSD se denominaron SSD de regla porque parecen una regla. Hasta 32 TB de memoria flash caben en el SSD E1.L, también hay una versión E1.S, que es 11 cm más corta, y versiones E3 más altas.

Los SSD M.3 son similares a los SSD M.2, con una diferencia importante: son aproximadamente una pulgada más anchos, por lo que hay espacio para dos tarjetas de memoria una al lado de la otra. Cuando se instala en ambos lados, cabe hasta 16 tarjetas de memoria en un SSD M.3, prácticamente duplicando la capacidad en comparación con los SSD M.2. También hay un mapeo alternativo para discos duros M.3; A veces se encuentra bajo el nombre NF1. Mecánica y eléctricamente, encajan en las ranuras M.2 estándar, siempre que haya suficiente espacio alrededor de la ranura.

interfaces

¿Qué interfaces existen y en qué discos duros se utilizan?

La interfaz SATA tradicional (Serial ATA) es la más común; la gran mayoría de los discos duros también utilizan SATA. Es muy fácil reemplazar su disco duro con un SSD SATA de 2,5 pulgadas.

SATA también se usa en SSD M.2, pero cada vez menos. Con estas tarjetas y también con tarjetas PCIe adicionales, U.2, EDSFF y M.3 SSD, la conectividad a través de PCI Express (PCIe) está probada. Por lo general, se utilizan cuatro carriles PCIe al mismo tiempo, independientemente de si es PCIe 3.0 o PCIe 4.0. Los SSD más rápidos alcanzan velocidades secuenciales de hasta 7,5 GB / s, con acceso a direcciones aleatorias de un máximo de 1,3 millones de IOP (operaciones de entrada / salida por segundo).

En gabinetes de servidores grandes, a menudo se encuentra con un caso especial: SAS, SCSI adjunto en serie. Esta conexión, por así decirlo, es la versión profesional de SATA con algunas funcionalidades extendidas, como capacidades de puerto dual, que pueden conducir a un mayor nivel de confiabilidad en el sistema en general. Prácticamente solo hay conexiones SAS en la carcasa de 2,5 pulgadas, y hay discos duros y discos duros con SAS.

Caso especial U.3: este conector puede conectar tanto PCIe como SAS y SATA. Por lo tanto, U.3 se utiliza principalmente en sistemas de rack, lo que los hace muy flexibles: puede insertar lo que desee en el compartimento de la unidad, y el sistema de almacenamiento reconoce e integra la unidad independientemente de su tecnología.

registros

¿Cuál es la diferencia entre los protocolos AHCI y NMVe?

Además de la interfaz física, los SSD necesitan un protocolo con el que puedan direccionarse. La Interfaz de controlador de host avanzada (AHCI) que se usa en las SSD SATA proviene de una época en la que los discos duros eran los medios de almacenamiento más utilizados. AHCI organiza las solicitudes de la CPU en una cola que puede contener hasta 32 entradas. El firmware del disco duro lo manipula de tal manera que tiene que mover la cabeza lo menos posible. Por supuesto, esto no importa para los SSD, ya que no tienen partes móviles.

La memoria rápida no volátil (NVMe) se desarrolló específicamente para el SSD PCIe significativamente más rápido. NMVe proporciona 65,535 canales, cada uno de los cuales puede contener 65,535 comandos; la mayoría de los SSD PCIe logran un alto rendimiento solo con muchas solicitudes simultáneas. Además, los SSD PCIe se pueden quitar de una computadora utilizando la extensión NVMe-oF (a través de Fabric) y se pueden procesar en una red; Un host puede usarlo para acceder a una cantidad infinita de memoria.

TLC frente a QLC

¿Cuál es la diferencia entre el almacenamiento TLC y el almacenamiento QLC?

Tenemos que retroceder un poco. Las primeras células flash solo podían almacenar un bit cada una, pero esto fue muy rápido y muy persistente. Al leer estas celdas, el controlador solo tiene que verificar si el voltaje de la celda es menor a la mitad o no. Para ahorrar costos en la producción, a los fabricantes se les ocurrió la idea de hacer variaciones más finas: la celda de un solo nivel (SLC) se convirtió en la celda de varios niveles (MLC) con una capacidad de almacenamiento de 2 bits. El controlador tiene que diferenciar entre cuatro niveles diferentes de voltaje, la durabilidad disminuye y también lo hace la velocidad.

TLC o celda de triple nivel almacena 3 bits por celda y el controlador debe distinguir ocho niveles de voltaje. Esto fue acompañado de una disminución adicional en la robustez y la velocidad, y una mayor tasa de error, de modo que se introdujo una mejor corrección de errores. Mientras tanto, TLC flash ha demostrado su eficacia en un amplio frente y, con la excepción de aplicaciones especiales, rara vez se utiliza cualquier otro tipo de memoria.

Cada celda QLC (celda de cuatro niveles) proporciona cuatro bits, la tasa de error aumenta nuevamente en comparación con la TLC (especialmente con un uso prolongado) y la velocidad y la robustez disminuyen. QLC Flash es el menos costoso de fabricar, pero con cada etapa adicional, la ventaja de costos disminuye en comparación con el último aumento. Los desarrolladores están trabajando actualmente en celdas con una capacidad de almacenamiento de 5 bits (Penta Level Cell, PLC).

Los fabricantes utilizan el denominado caché SLC para los SSD TLC y QLC, en el que algunas celdas se convierten al modo de 1 bit. Luego, el controlador primero escribe nuevos datos en esta parte; Si no hay nada que se pueda hacer, lo traslada al área de TLC o QLC. Esto significa que los SSD son muy rápidos, al menos para una cantidad limitada de datos; la memoria más lenta en realidad no se nota en la vida cotidiana de la oficina.

Sin embargo, si maneja con frecuencia grandes cantidades de datos, por ejemplo, al editar video, notará las desventajas de QLC Flash: la velocidad de escritura SSD puede caer por debajo del nivel del disco duro, y algunos discos duros tienen menos de 100 MB / s. Para que los trabajadores de oficina puedan ahorrar dinero comprando un SSD QLC; Pero si ejerce más presión sobre su SSD, debe elegir la unidad TLC SSD más cara.

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(LL)