Solid State Disk (SSD)
La nouvelle génération des disques durs
Disques statiques


On dit toujours que les SSD sont plus rapides que les disques magnétiques normaux. Or les cellules de mémoire d'un SSD ne sont pas très rapide: la lecture d'une page de 4k demande 25µs, l'écriture 250µs et l'effacement d'un bloc environ 2ms.

Ce n'est que l'accès simultané à de nombreuses cellules de mémoire qui permet une augmentation de la vitesse de fonctionnement. Or plus la capacité d'un disque est élevée, et plus le nombre de cellules de mémoires peuvent être accédées simultanément. Tous les autres paramètres étant égaux, un disque d'une capacité plus élevée est plus rapide (disque de la même marque et de la même technologie).

Qui se rappelle des radios "Solid State", les premières radios "All Transistor", les radios portatives qui ont envoyé les radios à tubes (et leur batterie B+ pour la haute tension) au musée? Les radios à transistors consommaient moins, pouvaient être plus petites et résistaient mieux aux chocs. Les premières radio à transistors étaient plus chères que les radios à tube, la sensibilité était médiocre et le son désagréable à l'oreille. Mais quelques années plus tard, les radios transistorisées ont remplacé les radios à tubes. Tout devait être "Solid State"!

Un phénomène identique est en train de se produire avec les disques durs classiques qui sont de plus en plus souvent remplacés par des modules de mémoire. L'avantage est une consommation moindre (important pour les portables) et une vitesse d'accès plus grande. L'ordinateur travaille plus vite (sous Vista: un peu moins lentement). Le prix plus élevé d'un SSD n'est pratiquement plus d'application en 2018.


La plupart des disques durs "solid state" ont le format d'un disque dur de portable et sont totalement compatibles.

 

Les disques durs de Patriot étaient parmi les moins chers du marché il y a quelques années. Ces disques vont accélérer ton ordinateur, mais ne sont pas conçus pour des applications intensives. Le controlleur utilisé n'est pas à la hauteur de la tâche.

A un moment donné, le système semble totalement se bloquer pendant quelques secondes (stuttering en englais).

Cela se produit d'abord avec les applications très intensives (chez moi: traitement batch de séries de photos), mais à la longue le phénomène devient de plus en plus fréquent.

Le blocage devient de plus en plus apparent au bout de 3 ans d'utilisation légère (le fichier d'échange windows (pagefile) et les photos à retoucher ne sont plus sur le SSD). C'est un signe qu'il faut penser au remplacement du disque (les paramètres de vitesse se sont également déteriorés).

Un disque statique récent est 5× plus rapide et les ingénieurs ont éliminé l'effet de blocage. N'achetez pas un disque statique d'une ancienne génération sur eBay: ces disques ne sont pas adaptés aux systèmes d'exploitation modernes!

Dictionnaire des SSD

Les disques statiques sont disponibles au format 2.5 inch (pour les portables), mais peuvent être montées dans une baie 3.5 grâce à un adapteur. Les disques statiques au format 3.5 sont utilisés dans les serveurs qui effectuent surtout des opérations de lecture (SQL, serveur web, mail). La plupart des disques statiques ont une connection SATA, mais on a fabriqué quelques modèles avec une connection PATA. Les disques sont actuellement tellement rapides que le goulot d'étranglement, c'est la vitesse du port SATA, pas la vitesse du disque.

Il est possible de remplacer le disque de démarrage par un disque statique (faire une image du disque d'origine et le garder en réserve). La capacité de ce disque est moindre, il faut donc un second disque dur classique où on place les documents (qui ne sont pas souvent lus). Placer des photos qui se sont pas souvent accédés sur un disque statique n'est pas avantageux. Ne remplissez pas le SSD avec des fichiers de sauvegarde (qui prennent de la place) et ralentissent le disque (à cause de la structure interne du SSD).

Informations générales
Introduction: c'est quoi un solid state disk (disque statique)? Comment çà marche?

Comparaison d'un disque statique avec un disque dur classique
Nous comparons plusieurs disques durs et plusieurs solid state disks. Même en lecture, les disques statiques ne sont pas toujours plus rapides que les disques classiques (et en écriture ils sont toujours plus lents).

Single level of multi level?
Quelle est la différence entre SLC et MLC. Les différences sont minimes en pratique, et pourtant un disque statique SLC coûte plus du double d'un disque statique MLC

Organisation interne
Pas de secteurs, cylindres et têtes avec un disque statique. Mais quelle est l'organisation interne?

Le fonctionnement d'un disque statique en comparaison d'un disque dur classique
Nous utilisons une animation pour vous expliquer la différence:
  • un disque dur classique
  • un disque statique
  • un SSD utilisé dans un système d'exploitation qui connait l'instruction TRIM.

Problèmes et solutions
La plupart des systèmes d'exploitation ont été lancés alors que les SSD n'existaient pas encore. Les disques durs statiques fonctionnent bien, mais on n'utilise pas tous les avantages de tels disques. Il n'y a que les systèmes d'exploitation les plus récents qui tiennent compte des caractéristiques des SSD.

Contrairement aux idées reçues, il n'est pas bon de placer le ficher d'échange (pagefile ou swapfile) sur un disque SSD. Ce fichier est en effet constamment modifié chaque fois qu'un processus est déplacé de la mémoire vive vers le fichier. Il en va de même des directories temp (temporaires) qui contiennent des données transitoires, car la plupart des programmes ne prennent pas la peine d'effacer ces données en fin d'utilisation.

L'overprovisioning, à quoi cà sert?
L'overprovisioning permet d'augmenter la réserve au détriment de la capacité effective du disque statique.

Paramètres SMART
Les disques statiques disposent également de la fonction SMART (bien utile chez les disques classiques). Les cellules de mémoir s'usent aussi (chaque cellule individuelle peut être écrite environ 10.000 fois).

Encore plus rapide avec un RAMDISK
Le RAMDISK est un disque virtuel en mémoire centrale. C'est l'idéal pour stocker des données temporaires, car un disque statique n'est pas vraiment rapide en écriture et le nombre de cyles d'écriture est limité.

Evaluation au bout de 10 ans

Les disques ssd existent déjà depuis plus de 10 ans, ce qui a permi de mieux déterminer les facteurs d'usure des mémoires.

On croyait que les ssd s'usaient lors de l'écriture, or il semblent également s'user quand ils sont simplement sous tension (même pas nécessairement en lecture), mais l'usure est très lente.

La rétention des données est d'environ une dixaine d'années pour un disque récent, peu utilisé (alimentation coupée). Si le disque a beaucoup servi, la rétention est limitée à deux ans (durée que les données sont gardées sur le disque). Les disques ssd ne sont pas prévus pour l'archivage de données.

Un disque qui a a des blocs défectueux a en général une durée de vie moindre et le disque va tomber en panne plus rapidement qu'un disque qui n'a pas de blocs défectueux. Le nombre de blocs défectueux est indiqué via une routine smart (disponible dans toutes les version Linux).

Dès que des blocs défectueux apparaissent, il est recommandé de remplacer le disque, même si l'application smart n'indique pas encore que le disque est défaillant. L'évolution des ssd est encore en cours, et les disques modernes ont des capacitées plus élevées, sont plus rapides et coûtent moins cher: il n'y a aucune raison de ne pas les remplacer.

Les disques peuvent brusquement tomber en panne en cas de coupure de courant, principalement quand la coupure de courant est inopinée. Des blocs qui étaient accédés lors de la coupure sont généralement perdus (et les données qu'ils contenaient également). Les disques modernes n'ont plus de condensateur qui fournit du courant le temps de terminer l'écriture. Si des fichiers importants étaient modifiées lors de la coupure, il est possible que le système d'exploitation ne puisse plus démarrer ou que le disque ne soit plus accessible.

Les procédures pour récupérer les données d'un ssd sont beaucoup plus complexes que celles utilisées pour récupérer les données d'un disque classique. Pour étaler l'usure sur tous les blocs, les données ne sont pas stockées à l'adresse demandée par le système d'exploitation, mais à une adresse déterminée par le firmware (adresse disponible qui a été le moins utilisée). Un tableau effectue la transformation de l'adresse externe (du système d'exploitation) en adresse locale. Ce tableau est également stocké sur le disque, et si ce tableau n'est plus accessible, tout le contenu du disque est perdu.

Mais la fiabilité des ssd est plus élevée que celle des disques magnétiques classiques.

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