SSDs - SSDMémoire Flash
Contrairement aux disques durs, les Solid State Drives (SSD) n'utilisent pas de particules magnétiques pour sauvegarder les données mais de la mémoire flash non volatile, aussi connue sous le nom de NAND. Dans la mémoire flash, les données sont stockées dans des cellules de mémoire physique. Selon le nombre de bits de données qui ont de l'espace dans une seule cellule, une désignation différente est utilisée. Actuellement, quatre bits sont stockés dans une seule cellule dans ce qu'on appelle une cellule à quatre niveaux (QLC).
En un coup d'œil : Les différents aspects des Solid State Drives
Les différents formats de SSD
Lecteur 2,5 pouces
Le format le plus courant pour les lecteurs SSD est un lecteur de 2,5 pouces. Avec l'entraînement de 2,5 pouces, la largeur et la longueur sont standardisées, mais pas la hauteur. Pour les ordinateurs portables, une hauteur de 7 mm est souvent utilisée. Dans l'environnement de l'entreprise, on utilise normalement des entraînements d'une hauteur de 9 mm ou 15 mm. Les disques SSD au format 2,5 pouces prennent en charge les technologies d'interface SATA, SAS et NVMe.
Add-In-Card (AIC)
Un autre format est la carte d'extension, une carte qui est insérée dans l'emplacement PCIe du serveur. Ces disques SSD ne sont disponibles qu'avec une interface NVMe. Comme le bus de communication des SSD AIC est plus large (x8 ou x16) que celui du facteur de forme de 2,5 pouces, les SSD AIC ont un profil de performance supérieur.
M.2
M.2 est un format SSD sous la forme d'une carte nue étroite qui se connecte directement à la carte mère et communique normalement via l'interface NVMe ou SATA. Les versions NVMe utilisent des voies PCIe x2 ou x4, tandis que les SSD M.2 basés sur SATA utilisent des signaux SATA III standard. Étant donné que les disques SSD M.2 sont très petits et que la capacité de dissiper la chaleur à l'intérieur d'un système est souvent limitée, une attention particulière doit être accordée à la gestion thermique, sans quoi la stabilité des performances à long terme du disque SSD pourrait être compromise.
| Format | Lecteur 2,5 pouces | Add-In-Card | M.2 |
| Dimensions | 70 x 100 mm 7 - 15 mm Höhe | 65 x 170 mm (HH-HL) | 22 x 30 - 110 mm |
| Consommation d’énergie normale | 11 - 20 W | Jusqu‘à 25 W | < 8 W |
| Remplaçable en cours de fonctionnement | Oui | Non | Non |
| Support de boîtier JBOD/JBOF | Oui | Peut-être | Peut-être |
Les interfaces
Les SSD communiquent avec le Host via l'interface. Actuellement, les disques SSD sont proposés avec les interfaces suivantes : SATA (Serial ATA), SAS (Serial Attached SCSI) et NVMe (PCIe).
SATA est utilisé pour les disques SSD destinés aux utilisateurs soucieux des coûts. SAS est l'interface appropriée pour une utilisation dans les entreprises qui ont besoin de fonctionnalités telles que les chemins multiples pour un accès haute disponibilité. Les disques SSD avec interface NVMe ont les latences les plus faibles et la bande passante la plus élevée, ils sont utilisés lorsque la vitesse de stockage compte. Les deux protocoles d'interface SATA et SAS sont utilisés pour les SSD et les disques durs, tandis que NVMe n'est utilisé que pour les SSD.
Les différents types de NAND-Flash
Aujourd'hui, la technologie NAND flash peut stocker plus d'un bit de données sur chaque cellule NAND. Ceci est possible parce que la mémoire adapte précisément l'algorithme d'écriture et de lecture. Cela a permis d'augmenter continuellement le nombre de bits flash utilisables par SSD au cours des dernières années.
Avec la technologie SLC (Single-Level Cell), une cellule NAND ne peut stocker que les valeurs 0 ou 1. Cette méthode a été utilisée dans les anciens SSD. Cependant, comme les coûts sont élevés et que le rapport entre la performance et la fiabilité est défavorable, cette technologie n'est guère utilisée aujourd'hui.
La technologie MLC (Multi-Level Cell) utilise quatre niveaux de tension différents et peut stocker deux bits par cellule. Cette technologie double la capacité d'une seule puce NAND par rapport à la technologie SLC. Pour la première fois, les coûts des TPP ont été considérablement réduits. La technologie MLC est utilisée pour les disques SSD dans le secteur des entreprises parce qu'elle combine une utilisation efficace des cellules avec une longue durée de vie.
La dernière technologie disponible sur le marché est la TLC NAND (Triple-Level Cell). Elle est capable de stocker trois bits par cellule dans huit niveaux de tension différents et atteint ainsi une densité de stockage encore plus élevée. Cela augmente cependant les temps d'accès et réduit le nombre de cycles de lecture/écriture possibles. Plus les niveaux de tension utilisés sont élevés, plus il est difficile de faire la distinction entre les tensions individuelles et plus la probabilité d'erreurs est grande.
QLC NAND (Quad-Level Cell) stocke 4 bits de données dans une seule cellule NAND. La technologie est en cours d'élaboration avec les différents fournisseurs de SSD. Comme la mémoire flash de cette technologie doit stocker 16 niveaux de tension différents dans chaque cellule, elle a une durée de vie d'écriture très courte et est spécialement prévue pour une utilisation comme mémoire d'archives où les écrasements sont rares.
Le développement de 2D NAND à 3D NAND
Um der wachsenden Nachfrage nach grösseren Speicherkapazitäten gerecht zu werden, erhöhen die Hersteller von NAND-Flash-Speicher mit immer kleineren NAND-Bausteinen die Speicherkapazität von planarem Flash-Speicher. Mittlerweile ist das technische Limit für die Speicherdichte bei der 2D-NAND-Technologie erreicht.
Pour répondre à la demande croissante de plus grandes capacités de stockage, les fabricants de mémoires flash NAND augmentent la capacité de stockage des mémoires flash planaires avec des appareils NAND toujours plus petits. Entre-temps, la limite technique de la densité de stockage a été atteinte dans la technologie 2D NAND.
A l'avenir, la technologie 3D NAND répondra à la demande croissante de capacité mémoire. En même temps, les producteurs de 3D NAND veulent utiliser la nouvelle technologie pour améliorer la durée de vie de la mémoire et des données qui y sont stockées.
La plupart des NAND 3D actuellement disponibles sont basés sur TLC NAND (Triple Level Cell). Il existe deux technologies différentes pour la mémoire 3D NAND : le Charge Trapping Flash (CTF) et le Floating Gate Flash (FG). Les deux technologies diffèrent dans la façon dont la charge est stockée. Parmi les principaux fabricants NAND, Intel/Micron utilise la mémoire 3D avec la technologie FG, tandis que Samsung, Toshiba et Western Digital utilisent la technologie CTF.
Durée de vie des SSD
La durée de vie d'un SSD est un critère important dans le choix du lecteur approprié, car les cellules flash ne permettent qu'un nombre limité de cycles d'écriture et d'effacement, le processus physique d'écriture et d'effacement des données usant effectivement la mémoire flash. Par conséquent, les clés USB ont des durées de vie différentes allant de 100 à plus de 10.000 cycles d'écriture et d'effacement.
Calcul de la durée de vie du SSD
La durée de vie des disques SSD est généralement spécifiée soit en écriture par jour (DW/D ou DWPD), soit en téraoctets écrits (TBW). Ces chiffres indiquent la quantité de données qui peut être garantie pour être écrite dans la mémoire flash pendant sa durée de vie.
DWPD, le nombre d'écritures par jour et par disque, est l'indication la plus courante de la durée de vie des disques SSD. Ce chiffre indique la quantité de données qui peuvent être écrites chaque jour pendant la période de garantie. Exemple de calcul : Un SSD de 1 To avec 3 DW/D et une garantie de 5 ans permet donc des opérations d'écriture de 1 To * 3 DW/D * (365 * 5) = 5'475 To.
Si la durée de vie des disques SSD est spécifiée dans TBW, le calcul du total des opérations d'écriture a déjà été effectué et les données peuvent être directement comparées. Un SSD de 1000 téraoctets écrits peut écrire deux fois plus de données qu'un disque de 500 ToW. Le TBW par lecteur dépend également de la capacité du support. Avec 250 Go SSD, ce sont entre 60 et 150 TBW. Un ordinateur de bureau moyen stocke entre 10 et 35 Go par jour. Si l'on arrondit généreusement à 40 Go par jour, le SSD n'atteindrait une endurance nominale de 70 TBW qu'après à peine cinq ans.
