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Por qué los SSD son más fiables que los HDD

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Intel SSD 3D NAND

Sobre el papel, los discos de estado sólido son más fiables y duraderos que los tradicionales HDD, que al tener partes móviles son más susceptibles de sufrir daños con el tiempo, especialmente en entornos de uso intensivo. Pero para entenderlo mejor es importante conocer qué factores hacen de un SSD la mejor opción en términos de fiabilidad.

Las unidades de estado sólido se han convertido en la mejor opción en términos de fiabilidad y durabilidad para los ordenadores portátiles y los dispositivos móviles, debido a que soportan mejor las vibraciones, los golpes y caídas o los movimientos bruscos. Y también las temperaturas elevadas y los campos magnéticos, que afectan de forma severa a la mayoría de HDD. Además, proporcionan mejor rendimiento y tienen un consumo energético muy inferior al de los discos magnéticos.

Pero la fiabilidad de un medio de almacenamiento no solo depende de las propiedades que le aportan mayor resistencia física, sino de su desempeño y su resistencia en el trabajo de lectura y escritura de datos. Su fundamento, a diferencia de los discos magnéticos, no se basa en la grabación de unidades de información sobre una superficie magnética, sino en la utilización de puertas lógicas. Los chips de memoria flash, además, se caracterizan por la no volatilidad de la información que contienen. Si se corta la energía mantienen los datos, a diferencia de la memoria RAM convencional.

Hasta aquí ofrecen las mismas propiedades que los soportes magnéticos en cuanto a capacidad de albergar información, al margen del método. Pero a diferencia de los HDD, las celdas de memoria NAND deben ser borradas antes de escribir nueva información en ellas. Para realizar este borrado se envía una determinada corriente de electrones a través de una capa aislante, que se va desgastando con el uso, y resiste una determinada cantidad de ciclos de borrado según la tecnología y el diseño empleados.

Cuando la capa aisladora se desgasta es incapaz de contener los electrones en el lugar correcto, lo que acaba con la fiabilidad de esa celda en concreto. Esto es lo que determina el número de veces que una celda puede programarse (escribirse) y borrarse, lo que se mide en ciclos de P/E. Además, la confiabilidad de un SSD también depende de la cantidad de Terabytes escritos (TBW) y del tiempo medio entre fallos (MTBF). Las diferentes tecnologías de SSD ofrecen distintas características en estos tres campos, por lo que existen bastantes diferencias en cuanto a la fiabilidad y la vida útil de un disco duro basado en memoria NAND Flash.

En términos generales, los ciclos de P/E de un disco SSD varían en función de la tecnología empleada, pudiendo ser de entre 500 y 100.000, según la tecnología de los chips de memoria. Los más duraderos y fiables son por tanto los de tipo SLC (Single Level Cell), que solo permiten guardar un bit por cada celda, generando un desgaste mínimo de la capa aislante. Los siguientes son los MLC (Multi Level Cell), que en términos generales admiten dos bits por celda, aunque se dan casos en los que los fabricantes denominan MLC a chips con capacidades superiores. A continuación, están los TLC (Triple Level Cell), que admiten tres bits por celda y, finalmente, los QLC (Quad Level Cell), que los expertos recomiendan para los usos en los que se realizan pocos ciclos de borrado, es decir, las aplicaciones más destinadas a la lectura de datos que se almacenan durante tiempo prolongado. En general se puede tener en cuenta esta escala a la hora de escoger un SSD por su fiabilidad, pero los otros factores también influyen.

La cantidad de Terabytes escritos, o TBW, indica el volumen total de datos que se pueden escribir en una celda antes de que exista una probabilidad de fallo. Es importante mirar atentamente las especificaciones del fabricante para ver el TBW asociado no solo a la serie del disco, sino al modelo concreto, ya que puede haber diferencias proporcionales en función de su capacidad. Y si la garantía está asociada a este factor, como suele suceder en algunos casos.

La tercera forma de medir la fiabilidad de un SSD es el tiempo medio entre fallas (MTBF), ya que el uso continuado también incide en otros factores de desgaste de los chips NAND Flash. Fijándose en esta característica es como mejor se puede comparar un HDD y un SSD. Por ejemplo, un disco magnético puede tener un MTBF de unas 300.000 horas, mientras que un SSD, debido a la mayor solidez de su tecnología, puede alcanzar 1,5 millones de horas. Esto se basa en análisis estadísticos de las pruebas realizadas a 1.000 unidades de cada modelo, por lo que no es una ciencia exacta, pero da una medida aproximada de la cantidad de fallos que se puede esperar de un soporte de memoria.

Haciendo un cálculo rápido, un SSD con un MTBF de 1,2 millones de horas, que se use un promedio de 8 horas diarias, tendría una falla cada 150 días. Esto no significa que la unida quede inservible, sino que se produciría hipotéticamente un fallo en alguna de sus celdas. Pero ciertos SSD disponen de mecanismos para identificar estas celdas y “desactivarlas”, proporcionando una confiabilidad adicional en este aspecto. En cualquier caso, la confiabilidad de un disco de estado sólido supera con mucha diferencia a la mayoría de HDD, algo que ayudará a impulsar el avance de esta tecnología en los entornos empresariales, donde es especialmente importante saber hasta qué punto se puede confiar en los soportes de datos, y donde se piden ciclos de vida más largos para los mismos niveles de rendimiento que en otros entornos, como el de los dispositivos de consumo.

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