Discos Duros en Estado Solido

SSD (Solid State Drive) Disco duros en Estados Sólidos

Una unidad de estado sólido o SSD es un dispositivo de almacenamiento de datos que usa memoria no volátil tales como flash, o memoria volátil como la SDRAM, para almacenar datos, en lugar de los platos giratorios encontrados en los discos duros convencionales. Aunque técnicamente no son discos a veces se traduce erróneamente en español la „D‟ de SSD como disk cuando en realidad representa la palabra drive, que podría traducirse como unidad o dispositivo. Por definición, una unidad de estado sólido es un dispositivo de almacenamiento secundario hecho con componentes electrónicos de estado sólido para su uso en computadoras en reemplazo de una unidad de disco duro convencional, como memoria auxiliar o para la fabricación de unidades híbridas compuestas por SSD y disco duro. Consta de una memoria no volátil, en lugar de los platos giratorios y cabezal, que son encontrados en las unidades de disco duro convencionales.

Diseño y funcionamiento Los SSD basados en memoria volátil como la SDRAM están caracterizados por su rápido acceso a datos, menos de 0.01 milisegundos y son usados primariamente para acelerar aplicaciones que de otra manera serían frenados por la latencia de los discos duros. Los SSD basados en DRAM típicamente incorporan una batería interna y sistemas de respaldo de disco para asegurar la persistencia de datos. Si la potencia se pierde por cualquiera razón, la batería podría mantener la unidad encendida lo suficiente como para copiar todos los datos de la memoria RAM al disco de respaldo. Después de la restauración de energía, los datos se vuelven a copiar desde el disco de respaldo a la RAM y el SSD continua su operación normalmente. Sin embargo, la mayoría de los fabricantes usan memoria flash no volátil para crear alternativas más compactas y fuertes que los SSD basados en DRAM. Estos SSD basados en flash, también conocidos como discos flash, no requieren baterías, permitiendo a los fabricantes replicar tamaños estándar del disco duro (1‟8 pulgadas, 2‟5 pulgadas. y 3‟5 pulgadas). Además, la no volatilidad permite a los SSD flash mantener memoria incluso tras una perdida repentina de energía, asegurando la permanencia de los datos. Al igual que los SSD DRAM, los SSD flash son extremadamente rápidos al no tener partes móviles, reduciendo ostensiblemente el tiempo de búsqueda, latencia y otros retardos electromecánicos inherentes a los discos duros convencionales. Aunque los SSD flash son significativamente más lentos que los SSD DRAM. Las unidades de estado sólido son especialmente útiles en una computadora que ya llegó a máximo de memoria RAM. Por ejemplo, algunas arquitecturas x86 tienen 4GB de límite, pero este puede ser extendido colocando un SSD como archivo de intercambio (swap). Estos SSD no proporcionan tanta rapidez de almacenamiento como la memoria RAM principal debido al cuello de botella del bus que los conecta, pero aun así mejoraría el rendimiento de colocar el archivo de intercambio en una unidad de disco duro tradicional.

Características Una unidad de estado sólido es un dispositivo de almacenamiento secundario hecho con componentes electrónicos de estado sólido para su uso en computadoras en reemplazo de una unidad de disco duro convencional, como memoria auxiliar o para la fabricación de unidades híbridas compuestas por SSD y disco duro. Consta de una memoria no volátil, en lugar de los platos giratorios y cabezal, que son encontrados en las unidades de disco duro convencionales. Sin partes móviles, una unidad de estado sólido pretende reducir drásticamente el tiempo de búsqueda, latencia y otros, esperando diferenciarse positivamente de sus primos hermanos los discos duros. Al ser inmune a las vibraciones externas, lo hace especialmente apto para su uso en computadoras móviles (instaladas p.ej. en aviones, automotores, notebooks, etc.)

Ventajas

Los dispositivos de estado sólido basados en Flash tienen varias ventajas únicas:   

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Arranque más rápido. Gran velocidad de escritura Mayor rapidez de lectura – Incluso más de 10 veces más que los discos duros tradicionales más rápidos gracias a RAIDs internos en un mismo SSD. Baja latencia de lectura y escritura, cientos de veces más rápido que los discos mecánicos. Lanzamiento y arranque de aplicaciones en menor tiempo – Resultado de la mayor velocidad de lectura y especialmente del tiempo de búsqueda. Pero solo si la aplicación reside en flash y es más dependiente de la velocidad de lectura que de otros aspectos. Menor consumo de energía y producción de calor – Resultado de no tener partes mecánicas.

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Sin ruido – La misma carencia de partes mecánicas los hace completamente inaudibles. Mejorado el tiempo medio entre fallos hasta 2 millones de horas, muy superior al de los discos duros que no llegan a 1 millón Seguridad – permitiendo una muy rápida “limpieza” de los datos almacenados. Rendimiento deterministico – a diferencia de los discos duros mecánicos, el rendimiento de los SSD es constante y deterministico a través del almacenamiento entero. El tiempo de “búsqueda” constante, y el rendimiento no se deteriora mientras el medio se llena. Menor peso y (dependiendo del tipo) tamaño. Resistente – Soporta golpes y vibraciones sin estropearse y sin descalibrarse como pasaba con los antiguos Discos Duros Borrado más seguro e irrecuperable de Datos.

Desventajas Los dispositivos de estado sólido basados en flash tienen también varias desventajas:  

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Precio – Los precios de las memorias flash son considerablemente más altos, y la principal razón de su baja demanda. Menor recuperación – Después de un fallo mecánico los datos son completamente perdidos pues la celda es destruida, mientras que en un disco duro normal que sufre daño mecánico los datos son frecuentemente recuperables usando ayuda de expertos. Vulnerabilidad contra ciertos tipo de efectos – Incluyendo pérdida de energía abrupta (especialmente en los SSD basado en DRAM), campos magnéticos y cargas estáticas comparados con los discos duros normales (que almacenan los datos dentro de una Jaula de Faraday). Capacidad – A día de hoy, tienen menor capacidad que la de un disco duro convencional que llega a los 2,5 Terabytes Su ciclo de vida es más corto que los discos duros convencionales. Esto es debido a que el acceso al disco es más elevado, desgastándolo con mayor rapidez. No obstante, su ciclo es lo suficientemente elevado para que el disco deje de funcionar mucho tiempo después de que el dispositivo donde está integrado sea catalogado como obsoleto. Además, dispone de

Un sistema electrónico que determina la cantidad de operaciones de lectura y escritura que se realizan sobre el disco, para compensar que unas celdas no tengan un desgaste mayor que otras.

Antiguas Desventajas ya solucionadas:  

Degradación de rendimiento al cabo de mucho uso en las memorias NAND (solucionado con el sistema TRIM) Menor velocidad en operaciones I/O secuenciales. (Ya se ha conseguido una velocidad similar)

DIFERENCIAS ENTRE UN DISCO DURO HDD Y SDD

HDD (Hard Disk Driver) Los discos rígidos son los medios de almacenamiento de nuestras PCs. Son dispositivos de almacenamientos no volátiles, que conserva la información, aun con la pérdida de energía, que emplea un sistema de grabación magnética digital. Es donde tenemos nuestro Sistema Operativo instalado y los programas que utilizamos, así como juegos, fotos, música etc. Hay principalmente dos características a tener en cuenta la velocidad y la capacidad de este dispositivo. De estos temas hablaremos en esta guía, intentando orientarlos sobre las distintas tecnologías y características que hay en el mercado. Cabe destacar que trataremos más que nada los discos de uso hogareño o de oficina, no los destinados a ambientes comerciales o los portátiles Las características de un disco rígido son básicamente las siguientes:  Capacidad  Velocidad de giro  Velocidad de respuesta  Velocidad de transferencia  Caché  Interfaz  Tecnologías asociadas Capacidad: La capacidad es el dato más común de los discos duros e indica la cantidad de datos que podemos almacenar en ellos, actualmente contamos su capacidad por Gigabytes y las cifras actuales rondan entre 40 y 500GB. Aproximadamente un usuario normal con Windows XP utilizará entre 5 y 15GB de disco duro para el Sistema operativo y programas, quizá hasta 20GB. El resto de espacio ocupado serán los datos, juegos, música o videos. Velocidad de giro: Los platos del disco duro van girando a una velocidad. Dicha velocidad se mide en RPMs el estándar hoy es 7200RPM. La velocidad de giro es fundamental para que un disco duro vaya rápido ya que cuantas más vueltas por minuto más veces pasarán los datos que tenemos en el disco por el cabezal y por lo tanto irá más rápido.

Velocidad de respuesta: Es el tiempo que tarda nuestro disco duro en encontrar y empezar a servirnos los datos, está íntimamente ligado con la velocidad de giro. Básicamente se traduce en el tiempo que tendremos que esperar entre que damos un click a un icono o fichero hasta que este se pone en funcionamiento, una vez se empiezan a transmitir los datos, ya es más relevante la velocidad de transferencia. Velocidad de transferencia: Es la velocidad con la que el disco duro nos transmite los datos una vez localizados, también está íntimamente relacionado con la velocidad de giro, pero hay distintas tecnologías que mejoran o intervienen en este aspecto del rendimiento del disco duro. Cuando más rápida sea la velocidad de transferencia más rápido se copiaran los ficheros de un sitio a otro. Siguiendo lo que comentábamos en el último punto podríamos generalizar mucho diciendo que en ficheros grandes importa la velocidad de transferencia y en ficheros pequeños importa el tiempo de acceso. Dependiendo la interfaz del disco, su velocidad. Mas adelante especificamos las mismas. Tamaño del caché: La memoria caché se inventó para distintos componentes informáticos y su propósito es tener allí datos que se consultan a menudo y que sean servidos de forma mucho más rápida que de donde deberían estar, esto ocurre tanto en procesadores como en los discos duros, aunque de formas bastante distintas. Los tamaños habituales de las memorias cache del disco duro son 2MB (ya descatalogados) 8MB, 16MB y pronto 32MB. Interfaz: Este es otro punto muy importante o básico para adquirir un disco duro, el interfaz de conexión de este tiene que ser compatible con nuestro motherboard, sino no podrá funcionar. Hoy en día se manejan dos interfaces PATA (IDE) o SATA.

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PATA: Es la interfaz que hemos estado utilizando durante muchísimos años la cual ha ido sufriendo renovaciones para mantenerlo al día. La P es de Parallel y significa que los datos se envían en paralelo a través de su cable. La transferencia de datos en discos PATA es de 100MB/s. Los cables PATA tienen sus limitaciones de longitud y en los últimos años, cuando empezaron los problemas de calor dentro de los gabinetes, se criticó su habilidad para obstruir el flujo de aire del interior.

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SATA: La interfaz SATA, S-ATA o Serial ATA es el estándar que tenemos hoy en día. Tiene dos tipos de velocidades o revisiones SATA 1 o SATA 2. La primera consigue una velocidad máxima de transferencia de 150MB/s, la segunda revisión de esta interfaz, duplica la velocidad de transferencia, es el SATA2 o SATA 300. La interfaz SATA sólo permite un dispositivo por cable, por lo que han tenido que poner más conectores en los motherboards, no obstante los cables son mucho más pequeños y menos molestos, tanto para la instalación como para el flujo de aire. El hecho de que no se puedan conectar dos dispositivos en el mismo cable también ha reducido los problemas de configuración, conflictos y el tener que colocar dos unidades muy juntas porque tenían que utilizar el mismo cable. También permite la conexión en caliente de los dispositivos, algo no imprescindible para los usuarios domésticos pero que en algún caso puede ser práctico.

Por último, analizaremos la tecnología asociada de más relevancia en los últimos meses, el NCQ: NCQ son las siglas de Native Command Queueing y se trata de una tecnología para ahorrar movimientos innecesarios al cabezal de nuestro disco duro y por lo tanto servirnos de forma más rápida los datos. Básicamente se trata de un buffer o memoria intermedia que almacena los datos que está solicitando el sistema para proporcionarlos de forma más rápida que un disco sin NCQ.