Lunes, Octubre 03, 2022

SSD: todo lo que tienes que saber del sustituto del disco duro

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Seguro que hace ya unos cuantos años que has escuchado hablar por primera vez de los SSD. Este tipo de unidades de almacenamiento han llegado con grandes ventajas para nuestros ordenadores y otros dispositivos donde se suelen instalar, pero… ¿Sabes exactamente lo qué es un SSD y cuáles son sus características?

A lo largo de este artículo quiero hablar sobre este tipo de soporte de almacenamiento. Desde cómo funcionan, hasta sus principales ventajas frente a los discos duros tradicionales sin olvidar, por supuesto, los diferentes tipos que hay o recomendarte algunos modelos que puedes comprar actualmente.

¿Quieres descubrir todo sobre los SSD? Sigue leyendo, aquí tienes toda la información.

Qué es un SSD

Un SSD (Solid State Drive) es una unidad de almacenamiento con memoria no volatil. Este tipo de unidades se basa en chips de memoria flash, por lo que no contiene ninguna parte móvil o mecánica como ocurre con los discos duros tradicionales.

Los SSD son los sucesores de las antiguas memorias EEPROM y una de sus principales ventajas frente a éstas es que pueden escribir y leer en múltiples posiciones al mismo tiempo, algo que las antiguas memorias no podían hacer. Gracias a esto, las memorias de tipo SSD son mucho más rápidas, siendo esto una de sus ventajas que más llaman la atención la primera vez que la pruebas.

En la actualidad su uso ya está muy extendido y la mayoría de fabricantes de ordenadores utilizan este tipo de unidades de almacenamiento en sus equipos. Gracias a los avances en la tecnología los precios han ido bajando, las ventajas frente a los discos duros tienen más peso que sus desventajas y esto ha conseguido que su popularidad no deje de crecer desde que llegaron a las tiendas.

Podríamos decir que una unidad de estado sólida o SSD está compuesta de diferentes partes, el formato, conector y protocolo de comunicación. En lo que al formato físico se refiere, aunque en sus orígenes este tipo de unidades de almacenamiento llegaron en un formato igual al de los discos duros, hoy en día podemos encontrar diferentes formatos, desde los discos de 2.5 y 3.5 pulgadas a los M.2 o SATA. La interfaz del bus de un SSD determina el tipo de bus de comunicación utilizado a nivel físico. Principalmente se utilizan SATA3 y PCIe, aunque también existen otros tipos.

Otra de las partes importantes de un SSD es el conector físico. En este caso podemos encontrar diferentes conectores, pero cada uno estará ligado a una interfaz de bus. También hay que mencionar como parte importante de una unidad de estado sólido el protocolo o interfaz de comunicación, que se encarga de transmitir los unos y ceros a nivel físico entre el disco y el equipo. Principalmente se usan AHCI, ligada a Serial ATA, y NVMe asociado a PCIe.

Todos los SSD incluyen también un chip de control o controlador, que es el encargado en que la unidad gestionar la forma de leer y escribir la información. En ciertas ocasiones, también podemos encontrar un chip DRAM gestionada por este controlador, que actúa de caché de datos de usuario y metadatos internos del SSD.

Cómo funciona un SSD

La tecnología de los SSD actuales está basada en el uso de chips de memorias compuestos por puertas lógicas NAND. Las puertas NAND está fabricadas a base de transistores de puerta flotante, que es el elemento en el que se almacenan los bits. Las memorias están organizadas en forma de matriz que es conocida como bloque y las diferentes filas que componen la matriz se les llamada páginas. El número de páginas dentro de cada bloque determina la capacidad total del SSD.

En cuanto al modo de almacenar la información, los transistores de puerta flotante tienen dos posibles estados (sistema binario): cargado o descargado. El estado cargado representa el 0, mientras que el descargado representa el 1.

Una de las características más importantes de los transistores de puerta flotante utilizados en los SSD, es que pueden guardar información aún cuando no están recibiendo energía. Gracias a esto se pueden utilizar en ordenadores con total normalidad y además también pueden ser utilizados como unidades externas para utilizar en varios equipos.

SSD vs HDD, diferencias, ventajas e inconvenientes

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Las diferencias entre ambas tecnologías saltan a la vista. Los discos duros tradicionales (HDD) están formados por una controladora, platos y un cabezal lector. Gran parte del funcionamiento de este tipo de sistema de almacenamiento es mecánico y necesita estar en constante movimiento, incluso algunos los denominan discos mecánicos.

Este tipo de discos graban los datos por magnetismo y suelen estar compuestos por uno o varios discos rígidos que están unidos por un mismo eje y que giran a gran velocidad. En cada una de sus caras, encontramos un cabezal para realizar la lectura o escritura de los datos sobre el propio disco.

Por lo tanto, el funcionamiento es puramente mecánico, de ahí que cuento más rápido giren menos tiempo tardarán en recuperar la información o grabarla. Las velocidades en este tipo de discos se miden en revoluciones por minuto o rpm

Por su parte, los SSD son completamente electrónicos. No hay ninguna parte móvil y esto hace que sean mucho más rápidos en todas las acciones de lectura y escritura, silenciosos, ligeros y también resistentes a golpes o movimientos bruscos del ordenador o dispositivo en el que estén instalados.

Principales ventajas

  • Lectura / escritura más rápida, lo que mejora el rendimiento de cualquier equipo en el que son instalados donde antes había un HDD.
  • No emite ruido durante el funcionamiento.
  • No sufren con los movimientos bruscos.
  • Son más ligeros.
  • Pueden ser más pequeños.
  • Consumen menos energía.

Pero, por supuesto, no todo son ventajas en los SSD. Una de los principales inconvenientes de los SSD es que su vida útil suele ser más limitada que la de los discos duros. Este tipo de memoria tiene un número finito de posibles operaciones borrado/escritura y a partir de superar esa cifra su muerte es inminente, además, no existen síntomas de degradación, puede fallar de un segundo a otro y los datos son irrecuperables. Las copias de seguridad cobran más importancia que nunca con este tipo de unidades de almacenamiento.

También es importante tener en cuenta que su precio por GB es más caro que el de los discos duros. Algo que se va ajustando con el paso del tiempo y el desarrollo de la tecnología, pero por el momento siguen ganando los HDD.

Principales desventajas

  • Vida útil más corta.
  • Precio más alto que el de los HDD.
  • Nula posibilidad de recuperación de datos en caso de avería.

Características de los SSD

En los siguientes apartados repasamos las principales características de los SSD desde el punto de vista técnico y las ventajas que suponen para el uso en el día a día.

Tipos de SSD y su memoria

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La tecnología de transistores de puerta flotante ha ido evolucionando con el paso de los años. Gracias a esta evolución estas unidades han podido ir aumentando su capacidad de almacenamiento.

Estas son los tipos de memorias que los fabricantes han utilizado hasta el momento de escribir estas líneas:

Celda de nivel individual (SLC)

La construcción de este tipo de chips se basa en obleas de silicio individuales con las que se obtiene un chip delgado y con capacidad para almacenar un bit de datos en cada celda de memoria.

Entre sus ventajas está la mayor velocidad de acceso, mayor vida útil y menor consumo energético. Todo esto se logra gracias a la menor densidad de datos, aunque en contra tiene que el coste de su fabricación es mucho más alto y la capacidad de almacenamiento es menor.

Celda de nivel múltiple (MLC)

Este tipo de chips son menos fiables y rápidos que los anteriores, pero a cambio permiten crear chips de mayor capacidad a un coste más reducido.

Para fabricarlos se utilizan varios moldes de oblea de silicio para cada chip. Esto permite almacenar dos bits por cada celda de memoria (algunos fabricantes han logrado almacenar 3 bits). Debido a esto la tasa de lectura/escritura es más baja, aunque sigue siendo muy superior a la obtenida en los discos duros mecánicos.

Celda de nivel triple (TLC)

Los chips TLC permiten almacenar hasta 3 bits en cada celda de memoria y son los más utilizados a nivel comercial en la actualidad debido al bajo coste que supone producirlos.

Uno de los puntos más negativos de este tipo de SSD es que está limitado a una vida útil de unas 1000 escrituras, aunque esta cifra expresada en tiempo siempre dependerá del uso que hagas del ordenador o dispositivo donde esté instalada.

Celda de nivel quadruple (QLC)

En este caso cada celda es capaz de almacenar hasta 4 bits, lo que permite reducir el precio de fabricar este tipo de unidades. En concreto, la tecnología QLC únicamente permite un límite de escritura/borrado de unas 100 veces, algo que hace que su vida útil sea muy muy corta. Puede ser interesante como unidad de almacenamiento de archivos estáticos, ya que no hay límite de accesos de lectura.

Conexiones de un SSD

Existen diferentes tipos de conexiones SSD que se pueden utilizar según las necesidades y las características del equipo donde vaya a ser instalado:

SATA

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Es el mismo tipo de conector que el de un disco duro tradicional y el más utilizado cuando se sustituye un HDD por un SSD. Con este tipo de conexión se pueden conseguir velocidades de transferencia de hasta 600 MB/s. Externamente estas unidades son parecidas a los discos duros de 2,5 pulgadas y suelen estar encapsulados en una carcasa de plástico.

NVMe

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Este tipo de unidades SSD se conectan directamente a un puerto PCI-Express de la placa base del ordenador y permite alcanzar tasas de transferencia de hasta 2000 MB/s en lectura y 1500 MB/s en escritura. Externamente son muy parecidas a una tarjeta de expansión PCI-Express, como una tarjeta gráfica.

PCI Express consiste en un bus de comunicación de alta velocidad usado para conectar dispositivos a la placa base del ordenador directamente con ranuras de expansión denominadas slots PCIe para que estos comuniquen con la CPU. Tiene varios usos. Uno de ellos es en los SSD NVMe, los más rápidos que podemos encontrar, por lo que requieren un bus potente como este.

Se usan los puertos PCI Express para conectar dispositivos en la placa base, como tarjetas gráficas o de red y también los discos duros. La mayoría de ellas usan la versión 3.0 de esta interfaz, con la que se pueden alcanzar 8GT/s de tasa de transferencia y hasta 984.6MB/s de velocidad en cada línea. Cada ranura o dispositivo puede tener una línea, 2, 4, 8 o 16. Normalmente se usan las de 16 en la tarjeta gráfica, lo que permite velocidades de transferencia de hasta 15.8GB/s o 126Gbps con la interfaz 3.0.

La versión 4.0 no está tan extendida, pero soporta el doble de ancho de ancho de banda con respecto a las otras. Las líneas x16 se soportarían velocidades de hasta 1969MB/s por lane o 31.5GB/s con 16 lanes. En sí soporta el doble de velocidades de transferencia.

M.2

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Este tipo de conector es usado por unidades SSD SATA y NVMe. Las SATA tienen la misma velocidad que las unidades de 2,5 pulgadas que usan el puerto SATA III, pero las que usan interfaz NVMe alcanzan velocidades de hasta 3.500 MB/s de lectura si son PCIe 3.0, y 5.000 MB/s si usan PCIe 4.0.

Capacidad máxima de los SSD actuales

En la actualidad Numbus Data es la firma que ha presentado el SSD de mayor capacidad. En concreto la compañía ha anunciado una unidad con una capacidad de 100 TB, una cantidad enorme y que también tendrá un precio fuera del alcance de prácticamente todo el mundo cuando llegue al mercado.

Aunque los SSD de hasta 100 TB sean una realidad, el mercado está dominado por unidades que, cómo máximo, llegan hasta los 4 TB, siendo las versiones más comercializadas las de 512 GB, 1 TB o 2 TB, con precios aproximados de entre 60 y 300 €, dependiendo de la marca y el tipo de unidad. Por supuesto se comercializan otras de mayores capacidades, aunque con precios prohibitivos como unidades de 14 TB por unos 10.000 dólares.

TRIM, qué es y por qué es importante

TRIM es una tecnología que ha nacido para reducir el número de operaciones de borrado/escritura que debe hacer un SSD y así aumentar su tiempo de vida.

Esta tecnología es necesaria debido a que el proceso de borrado de archivos en una unidad SSD es complejo. En este tipo de unidades de almacenamiento es posible guardar información a nivel de filas, pero solo es posible borrar a nivel de bloques. Debido a este modo de funcionamiento, si en un bloque hay archivos necesarios, éstos deben ser movidos a otra ubicación antes de poder borrar el bloque y liberar el espacio ocupado.

TRIM permite reducir el número de operaciones de este tipo. Con esta tecnología los datos pueden ser marcados como no usados por el sistema operativo en vez de eliminados directamente. Gracias a este modo de funcionar, en caso de ser necesario el espacio que ocupan pueden ser reescritos directamente a nivel de filas, reduciendo así el número de procesos de borrado/escritura y con ello dando más tiempo de vida útil al SSD.

Durabilidad de los SSD

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Como ya he mencionado más arriba, existen diferentes tecnologías para fabricar SSD y la vida útil de cada una es muy diferente (igual que su precio).

Para conocer exactamente este dato de un SSD es necesario conocer el tipo de tecnología utilizado para fabricarlo y también saber el uso que se va a dar al disco. No es lo mismo utilizar un disco en un sistema donde entran y salen continuamente nuevos archivos, que en una unidad secundaria que se utiliza exclusivamente como almacén de datos. El verdadero descargaste viene por los procesos de escritura/borrado, la lectura o acceso a los datos no causa apenas desgaste.

Teniendo esto en cuenta, la mejor indicación para saber exactamente la vida útil de un SSD es fijarse en la información que proporciona el fabricante.

Normalmente los fabricantes incluyen este dato en la propia caja del SSD y en caso de que el tuyo venga integrado de serie en tu ordenador, puedes buscar el modelo exacto del SSD y consultarlo en la web del fabricante.

Los fabricantes suelen expresar esta información de, principalmente tres formas diferentes:

  • TBW (Terabytes Written): la cantidad de terabytes de escritura que se pueden escribir en la unidad antes de completar su vida útil.
  • MTBF (Mean Time Between Failures): esta cifra mide el número de horas que puede funcionar un SSD antes de que sea probable que falle y sea necesario sustituirlo por otro.
  • P/E Cycles (Program-Erase Cycle): probablemente sea el dato que menos suelen mostrar los fabricantes al ser más difícil de entender por cualquier persona. Este dato indica la cantidad de ciclos de escritura o borrado que puede soportar el SSD.

Cómo elegir

Las unidades SSD son cada vez más utilizadas, se acercan en precios a las demás y te ayudan a tener un mayor rendimiento en tu equipo, por eso es importante saber en qué debes fijarte a la hora de hacer su compra.

  • Capacidad. La capacidad también se convierte en un factor decisivo a la hora de comprar estos discos duros porque es necesario que sepas cuántos gigas necesitas para ver si este cumple al menos con tus requerimientos mínimos. Cuantos más gigas mejor, pero también tienes que hacer una valoración con el precio y otros factores valorables como los que mencionaremos a continuación.
  • Rendimiento o velocidad. Es importante valorar en el proceso de compra las velocidades de lectura y escritura secuencial de la unidad, que vienen indicadas en MB/s y varían según el tipo de memoria flash usadas. Por ejemplo, las SLC son más rápidas, y por tanto convenientes, pero solo si tienes mayor presupuesto para ello. Es recomendable que te fijes en PCIe y el protocolo NVMe porque son más rápidas que las SATA. La velocidad de lectura y escritura aleatoria se expresa en IOPS y la latencia.
  • Durabilidad. El ciclo de vida se puede indicar en ciclos de P/E o información total que se puede escribir en el SSD antes de que haya errores. Su unidad es TBW. También es recomendable fijarse en los MTBF o Mean Time Between Failures), que se fijan en el tiempo de durabilidad. Aunque las memorias TLC son más que suficientes para un usuario medio, si buscas un mayor rendimiento y durabilidad podrás optar por las MLC.
  • Memoria Caché. Si un disco SSD no tiene caché DRAM será más barato, pero su rendimiento será también inferior.
  • Precio. Aunque tener lo mejor es lo deseable para todos los usuarios, también hay que tener en cuenta el precio de cada uno de los discos duro para ver cuál es el mejor de acuerdo a tu presupuesto, y que cumpla con los requerimientos mínimos.
  • Marca. Puede parecer un factor no muy importante, pero esta determina las garantías del producto, su confiabilidad y que cuente con un buen soporte técnico cuando lo necesites.

 

Actualizado el 03 de junio, 2022

 

Fuente: adslzone

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