Los retos de las unidades SSD

Con ser una tecnología relativamente reciente, ha logrado colocarse en los centros de datos y las empresas, e incluso desplazar en algunos casos al tradicional disco duro. Pero, aunque hay indudables ventajas, esta tecnología no está exenta de preocupaciones que hace que algunos potenciales usuarios todavía no la consideren con la suficiente solidez para las aplicaciones empresariales. Entre las principales preocupaciones sobre la adopción de discos SSD en el campo corporativo cabe citar la duración y fiabilidad, la falta de estándares, y un coste más elevado para una misma capacidad.

La duración y fiabilidad es uno de los puntos débiles de las unidades SSD. La propia tecnología tiene en cierto modo “fecha de caducidad”. La memoria flash NAND que compone las celdas o bloques de almacenamiento sólo puede ser escritos un cierto número limitado de veces, del orden de unos 50.000, si es de tipo SLC (Single Level Cell), mientras que este número se reduce a unos 5.000 ciclos para las de tipo MLC (Multi Level Cell). Una vez completados los ciclos, el bloque pierde parte de sus propiedades para retener la información y no se garantiza que mantenga los valores que se grabaron, con lo cual pueden perderse. O leer datos incorrectos, que es casi peor en un entorno empresarial. Para evitar este efecto, algunos fabricantes emplean una técnica denominada nivelación de desgaste. Esta se basa en usar el controlador de la unidad para repartir la escritura de datos de la forma más homogénea posible entre los diferentes bloques o celdas, de manera que se equilibre el desgaste, es decir, el número de veces que se escribe en un bloque determinado. La precisión del algoritmo empleado aumenta, más bien maximiza, la vida útil de cada unidad. Pero no evita las limitaciones de la memoria NAND flash.

Debido a que cada bloque es capaz de almacenar varios bits de información, las unidades de tipo MLC usan menos transistores para una determinada capacidad, con los cual son más baratas, pero el tipo de escritura hace que sean algo más lentas. Por su parte, las unidades basadas en SLC usan más transistores, con lo cual son algo más caras en su proceso de fabricación, pero, por el contrario, son más rápidas y tienen mayor vida útil. Por ellos, la tecnología SLC es empleada en discos duros de tipo SSD, mientras que la tecnología MLC se aplica preferentemente en llaves de memoria USB.

Como las unidades SSD almacenan los datos de una manera distinta a las clásicas unidades de disco duro HDD, los estándares y modos de gestión de datos de los unos no son los más adecuados para los otros. A lo largo de los años, los fabricantes de software han aplicado optimizaciones para tratar con las ventajas, y limitaciones, de los HDD. Y ahora deben contemplar la adaptación a las unidades SSD. Por ejemplo, mientras que la información en un HDD se va repartiendo en el siguiente espacio libre de la superficie, lo cual hace que a veces trozos de información que pertenecen al mismo bloque deban ser grabados en áreas diferentes y no contiguas. Para optimizar una posterior lectura, se realiza cada cierto tiempo un proceso de desfragmentación, que trata de colocar toda la información de manera consecutiva en segmentos físicos contiguos de la superficie del disco. De esta manera no hay que mover las cabezas del disco a otro sector, y se aprovecha el giro del plato para leer los datos consecutivos, lo que aumenta la velocidad de acceso a la información. Por el contrario, en un SSD no sólo no se obtiene ninguna mejora en un proceso de desfragmentación, sino que, de hecho, reduce la vida útil de la unidad. El sistema operativo debe detectar adecuadamente el tipo de unidad, es decir contar con los drivers apropiados, para gestionar de la manera más óptima las transferencias hacia y desde las unidades SSD

En cuanto al coste, una memoria SLC supone como el triple que una de tipo MLC. Básicamente un bloque de flash NAD MLC almacena dos, o cuatro, bits de datos por celda, lo que permite ofrecer el doble, o cuádruple, de capacidad en cada milímetro cuadrado del silicio, que es una parte importante del coste de fabricación. Por otra, el volumen de producción de memoria MLC supone la mayoría de toda la memoria flash NAND, cerca del 90%, por lo que hay un importante ahorro debido a las cantidades fabricadas en gran volumen. Este creciente volumen de fabricación ha logrado bajar el coste por GB de almacenamiento, pero la capacidad de producción está actualmente al límite, con lo que hay casi mayor demanda de capacidad de producción, por lo que debido a los procesos de oferta y demanda, el precio no ha bajado en mayor medida. Lo que mantiene el coste por GB de unidades SSD por encima de los clásicos HDD.

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