Disque dur vs SSD

Combien plus rapide est un SSD par rapport aux disques durs et vaut-il le prix?

Un disque SSD ou SSD peut accélérer considérablement les performances d'un ordinateur, souvent plus que ce qu'un processeur (CPU) ou RAM plus rapide peut. Un disque dur ou un disque dur est moins cher et offre plus de stockage (500 Go à 1 To sont courants) tandis que les disques SSD sont plus chers et généralement disponibles dans des configurations de 64 Go à 256 Go.

Les SSD présentent plusieurs avantages par rapport aux disques durs.

Tableau de comparaison

Tableau de comparaison disque dur / SSD
Disque dur SSD
ReprésenteDisque durDisque dur
La vitesseLe disque dur a une latence plus élevée, des temps de lecture / écriture plus longs et prend en charge moins d'IOP (opérations de sortie d'entrée par seconde) par rapport au SSD.Le SSD a une latence plus faible, une lecture / écriture plus rapide et prend en charge plus d'IOP (opérations de sortie d'entrée par seconde) par rapport au HDD.
Chaleur, électricité, bruitLes disques durs utilisent plus d'électricité pour faire tourner les plateaux, générant de la chaleur et du bruit.Comme aucune rotation de ce type n'est nécessaire dans les disques SSD, ils utilisent moins d'énergie et ne génèrent ni chaleur ni bruit.
DéfragmentationLes performances des disques durs se détériorent en raison de la fragmentation; par conséquent, ils doivent être périodiquement défragmentés.Les performances des disques SSD ne sont pas affectées par la fragmentation. La défragmentation n'est donc pas nécessaire.
ComposantsLe disque dur contient des pièces mobiles - un axe motorisé qui contient un ou plusieurs disques circulaires plats (appelés plateaux) recouverts d'une fine couche de matériau magnétique. Les têtes de lecture et d'écriture sont positionnées au-dessus des disques; tout cela est enfermé dans un boîtier métalliqueLe SSD n'a pas de pièces mobiles; c'est essentiellement une puce mémoire. Il s'agit de circuits intégrés (IC) interconnectés avec un connecteur d'interface. Il y a trois composants de base - contrôleur, cache et condensateur.
PoidsLes disques durs sont plus lourds que les disques SSD.Les disques SSD sont plus légers que les disques durs car ils n'ont pas de disques rotatifs, de broche et de moteur.
Faire face aux vibrationsLes pièces mobiles des disques durs les rendent sensibles aux pannes et aux dommages dus aux vibrations.Les disques SSD peuvent résister à des vibrations jusqu'à 2000 Hz, ce qui est bien plus que le disque dur.

La vitesse

Les disques durs utilisent des plateaux tournants de lecteurs magnétiques et des têtes de lecture / écriture pour le fonctionnement. La vitesse de démarrage est donc plus lente pour les disques durs que pour les SSD car une rotation du disque est nécessaire. Intel affirme que son SSD est 8 fois plus rapide qu'un disque dur, offrant ainsi des temps de démarrage plus rapides. [1]

La vidéo suivante compare les vitesses des disques durs et SSD dans le monde réel et il n'est pas surprenant que le stockage SSD arrive en tête à chaque test:

Statistiques de référence - petites lectures / écritures

  • Disques durs: petites lectures - 175 IOP, petites écritures - 280 IOP
  • SSD Flash: petites lectures - 1075 IOP (6x), petites écritures - 21 IOP (0, 1x)
  • SSD DRAM: petites lectures - 4091 IOP (23x), petites écritures - 4184 IOP (14x)

Les IOP représentent les opérations d'entrée / sortie par seconde

Transfert de données sur un disque dur vs SSD

Dans un disque dur, le transfert de données est séquentiel. La tête de lecture / écriture physique "cherche" un point approprié sur le disque dur pour exécuter l'opération. Ce temps de recherche peut être important. Le taux de transfert peut également être influencé par la fragmentation du système de fichiers et la disposition des fichiers. Enfin, la nature mécanique des disques durs introduit également certaines limitations de performances.

Dans un SSD, le transfert de données n'est pas séquentiel; c'est un accès aléatoire donc c'est plus rapide. Les performances de lecture sont cohérentes car l'emplacement physique des données n'est pas pertinent. Les SSD n'ont pas de têtes de lecture / écriture et donc aucun retard dû au mouvement de la tête (recherche).

Fiabilité

Contrairement aux disques durs, les disques SSD n'ont pas de pièces mobiles. La fiabilité des SSD est donc plus élevée. Les pièces mobiles d'un disque dur augmentent le risque de défaillance mécanique. Le mouvement rapide des plateaux et des têtes à l'intérieur du lecteur de disque dur le rend vulnérable au «crash de la tête». Les collisions de tête peuvent être causées par une défaillance électronique, une panne de courant soudaine, un choc physique, une usure, une corrosion ou des plateaux et des têtes de mauvaise qualité. Un autre facteur affectant la fiabilité est la présence d'aimants. Les disques durs utilisent un stockage magnétique et sont donc susceptibles d'être endommagés ou d'altérer les données lorsqu'ils sont à proximité immédiate d'aimants puissants. Les SSD ne sont pas exposés à une telle distorsion magnétique.

Épuisé

Lorsque Flash a commencé à prendre de l'ampleur pour le stockage à long terme, l'usure était préoccupante, en particulier avec certains experts avertissant qu'en raison du fonctionnement des SSD, le nombre de cycles d'écriture qu'ils pouvaient atteindre était limité. Cependant, les fabricants de SSD consacrent beaucoup d'efforts à l'architecture des produits, aux contrôleurs de lecteur et aux algorithmes de lecture / écriture et, dans la pratique, l'usure n'a pas été un problème pour les SSD dans la plupart des applications pratiques.

Prix

En juin 2015, les SSD sont encore plus chers par gigaoctet que les disques durs, mais les prix des SSD ont considérablement baissé ces dernières années. Alors que les disques durs externes coûtent environ 0, 04 $ par gigaoctet, un SSD flash typique coûte environ 0, 50 $ par Go. Ce chiffre est en baisse par rapport à environ 2 $ par Go début 2012.

En effet, cela signifie que vous pouvez acheter un disque dur externe (HDD) de 1 To pour 55 $ sur Amazon (voir les meilleures ventes de disques durs externes) tandis qu'un SSD de 1 To coûte environ 475 $. (voir la liste des meilleurs vendeurs pour les SSD internes et SSD externes).

Perspectives de prix

Dans un article influent pour Network Computing en juin 2015, le consultant en stockage Jim O'Reilly a écrit que les prix du stockage SSD baissent très rapidement et qu'avec la technologie 3D NAND, les SSD atteindront probablement la parité des prix avec les disques durs vers la fin de 2016.

Il y a deux raisons principales à la baisse des prix des SSD:

  1. Augmentation de la densité : la technologie 3D NAND a été une percée qui a permis un bond quantique de la capacité SSD, car elle permet d'emballer 32 ou 64 fois la capacité par puce.
  2. Efficacité des processus : la fabrication de stockage Flash est devenue plus efficace et les rendements des matrices ont considérablement augmenté.

Un article de décembre 2015 pour Computer World prévoyait que 40% des nouveaux ordinateurs portables vendus en 2017, 31% en 2016 et 25% des ordinateurs portables en 2015 utiliseront des disques SSD plutôt que des disques durs. L'article a également indiqué que si les prix des disques durs n'ont pas trop baissé, les prix des disques SSD ont constamment baissé d'un mois à l'autre et se rapprochent de la parité avec les disques durs.

Projections de prix pour le stockage HDD et SSD, par DRAMeXchange. Les prix sont en dollars américains par gigaoctet.

Capacité de stockage

Jusqu'à récemment, les SSD étaient trop chers et n'étaient disponibles que dans des tailles plus petites. Les ordinateurs portables de 128 Go et 256 Go sont courants lors de l'utilisation de disques SSD tandis que les ordinateurs portables avec disques durs internes sont généralement de 500 Go à 1 To. Certains fournisseurs - y compris Apple - proposent des disques «fusion» qui combinent 1 SSD et 1 disque dur qui fonctionnent ensemble de manière transparente.

Cependant, avec la NAND 3D, les SSD devraient réduire l'écart de capacité avec les disques durs d'ici la fin de 2016. En juillet 2015, Samsung a annoncé qu'il sortait des disques SSD de 2 To utilisant des connecteurs SATA. [3] Bien que la technologie HDD soit susceptible de plafonner à environ 10 To, il n'y a pas de telle restriction pour le stockage flash. En fait, en août 2015, Samsung a dévoilé le plus grand disque dur du monde - un disque SSD de 16 To.

Défragmentation des disques durs

En raison de la nature physique des disques durs et de leurs plateaux magnétiques qui stockent les données, les opérations d'E / S (lecture ou écriture sur le disque) fonctionnent beaucoup plus rapidement lorsque les données sont stockées de manière contiguë sur le disque. Lorsque les données d'un fichier sont stockées sur différentes parties du disque, les vitesses d'E / S sont réduites car le disque doit tourner pour que différentes régions du disque entrent en contact avec les têtes de lecture / écriture. Souvent, il n'y a pas assez d'espace contigu disponible pour stocker toutes les données dans un fichier. Il en résulte une fragmentation du disque dur. Une défragmentation périodique est nécessaire pour empêcher l'appareil de ralentir ses performances.

Avec les disques SSD, il n'y a pas de telles restrictions physiques pour la tête de lecture / écriture. L'emplacement physique des données sur le disque n'a donc pas d'importance car il n'affecte pas les performances. Par conséquent, la défragmentation n'est pas nécessaire pour les SSD.

Bruit

Les disques durs sont audibles car ils tournent. Les disques durs dans des facteurs de forme plus petits (par exemple 2, 5 pouces) sont plus silencieux. Les disques SSD sont des circuits intégrés sans pièces mobiles et ne font donc pas de bruit lors du fonctionnement.

Composants et fonctionnement

Un disque dur typique se compose d'une broche qui contient un ou plusieurs disques circulaires plats (appelés plateaux ) sur lesquels les données sont enregistrées. Les plateaux sont fabriqués à partir d'un matériau non magnétique et sont recouverts d'une fine couche de matériau magnétique. Les têtes de lecture et d'écriture sont positionnées au-dessus des disques. Les plateaux tournent à très grande vitesse avec un moteur. Un disque dur typique possède deux moteurs électriques, l'un pour faire tourner les disques et l'autre pour positionner la tête de lecture / écriture. Les données sont écrites sur un plateau lors de leur rotation devant les têtes de lecture / écriture. La tête de lecture et d'écriture peut détecter et modifier la magnétisation du matériau immédiatement en dessous.

Composants démontés des disques durs (gauche) et SSD (droit).

En revanche, les SSD utilisent des micropuces et ne contiennent aucune pièce mobile. Les composants SSD incluent un contrôleur, qui est un processeur intégré qui exécute un logiciel de niveau micrologiciel et est l'un des facteurs les plus importants des performances SSD; cache, où un répertoire de placement de blocs et de données de nivellement d'usure est également conservé; et le stockage d'énergie - un condensateur ou des batteries - afin que les données du cache puissent être vidées sur le disque en cas de coupure de courant. Le composant de stockage principal d'un SSD est la mémoire volatile DRAM depuis leur développement, mais depuis 2009, il s'agit plus souvent de mémoire flash NAND. Les performances du SSD peuvent évoluer avec le nombre de puces flash NAND parallèles utilisées dans l'appareil. Une seule puce NAND est relativement lente. Lorsque plusieurs périphériques NAND fonctionnent en parallèle à l'intérieur d'un SSD, la bande passante évolue et les latences élevées peuvent être masquées, tant que suffisamment d'opérations en attente sont en attente et que la charge est répartie uniformément entre les périphériques.

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