DISCO DURO VS DISCO DURO DE ESTADO SOLIDO

Con esta pandemia COVID-19, se ha dado un crecimiento tecnológico ya que se ha dado un confinamiento social y laboral, lo que ha dado que equipos de computo sean una necesidad por eso algunos familiares me han preguntado que equipos les conviene comprar y en esa necesidad de comparar equipos surgía la duda de que era un disco de estado solido y cual es la diferencia de un disco duro normal.

En 1956, IBM lanzó la primera unidad de disco duro del mundo, o HDD , en el sistema RAMAC 305. El disco utilizaba 50 platos de 24 pulgadas (61 centímetros), almacenaba unos escasos 5 megabytes de datos y ocupaba más espacio que dos refrigeradores. Ah, y el costo? Solo $ 5,866,577.71 ($ 421,147 en dólares de 2012).

Desde entonces, los discos duros se han vuelto más pequeños, más espaciosos y, afortunadamente, menos costosos. Por ejemplo, el disco duro portátil Seagate Momentus, con un factor de forma de solo 2.5 pulgadas (6.4 centímetros), ofrece 750 gigabytes de almacenamiento por menos de $100. Pero incluso con tecnologías de protección avanzadas, la unidad Momentus, como todos los discos duros, puede bloquearse y quemarse, llevándose consigo datos valiosos. Eso es porque los discos duros tienen partes mecánicas que pueden fallar. Dejar caer una computadora portátil así los cabezales de lectura y escritura pueden tocar los platos giratorios. Esto casi siempre resulta en una grave pérdida de datos.

 

Afortunadamente, un nuevo tipo de unidad de computadora podría hacer que los bloqueos sean tan obsoletos como su Apple IIe. Conocido comositivo, o RAM , que es donde se almacena y procesa la información cuando su computadora está en funcionamiento. Los tipos de computadora se refieren a dicha memoria como memoria volátil porque se evapora tan pronto como su máquina pierde energía. Los chips utilizados en una unidad de estado sólido proporcionan memoria no volátil, lo que significa que los datos permanecen en su lugar incluso sin energía. Los chips SSD tampoco se encuentran en la placa base. Tienen su propia casa en otra parte de la computadora. De hecho, podría quitar el disco duro de su computadora portátil y reemplazarlo con una unidad de estado sólido, sin afectar ningún otro componente esencial.

pero ¿Por qué querrías? ¿Y cómo se vería exactamente la unidad: una placa de circuito impreso verde o una caja de metal cepillado que se asemeja a un disco duro tradicional? Responderemos esas preguntas en las siguientes páginas, pero antes de cambiar su máquina, revisemos algunos conceptos básicos de informática.

¿Qué es una unidad de estado sólido?

 

En la jerga informática, hay una diferencia entre la memoria y el almacenamiento. La memoria de acceso aleatorio, o RAM (o simplemente memoria), contiene el programa que está ejecutando una computadora, así como cualquier dato. Al igual que la memoria a corto plazo de una persona, la RAM es fugaz y requiere energía para hacer su trabajo. El almacenamiento, por otro lado, contiene todas las cosas de su vida digital: aplicaciones, archivos, fotos y música. Conserva esas cosas incluso si la alimentación está apagada. Tanto la memoria RAM como el almacenamiento cuentan con su capacidad en función de la cantidad de bytes que pueden contener. Para una computadora moderna, la RAM generalmente viene en 4, 6 u 8 gigabytes. El almacenamiento puede tener casi 100 veces más capacidad: el disco duro de una computadora portátil típica, por ejemplo, puede almacenar 500 gigabytes.

Aquí es donde se pone un poco pegajoso. Algunos dispositivos de almacenamiento tienen lo que se conoce como memoria flash , un término confuso que desdibuja la línea entre la RAM y el almacenamiento. Los dispositivos con memoria flash aún contienen mucha información, y lo hacen ya sea que esté encendido o no. Pero a diferencia de los discos duros, que contienen platos giratorios y brazos giratorios con cabezales de lectura y escritura, los dispositivos de memoria flash no tienen partes mecánicas. Están construidos a partir de transistores y otros componentes que encontrarías en un chip de computadora. Como resultado, disfrutan de una etiqueta ( estado sólido ) reservada para dispositivos que aprovechan las propiedades de los semiconductores.

 

Hay dos tipos de memoria flash: NOR y NAND. Ambos contienen celdas (transistores) en una cuadrícula, pero el cableado entre las celdas es diferente. En flash NOR , las celdas están conectadas en paralelo. En flash NAND, las celdas están conectadas en serie. Debido a que las células NOR contienen más cables, son más grandes y más complejas. Las celdas NAND requieren menos cables y pueden empaquetarse en un chip de mayor densidad. Como resultado, el flash NAND es menos costoso y puede leer y escribir datos mucho más rápidamente. Esto hace que NAND flash sea una tecnología de almacenamiento ideal y explica por qué es el tipo de memoria predominante en las unidades de estado sólido. El flash NOR es ideal para aplicaciones de baja densidad, alta velocidad y solo lectura, como las aplicaciones de almacenamiento de código.

Armados con estos antecedentes, podemos ofrecer una definición más precisa de una unidad de estado sólido: es un dispositivo que utiliza flash NAND para proporcionar memoria no volátil y regrabable. En las computadoras, una unidad de estado sólido se puede utilizar como dispositivo de almacenamiento, reemplazando la unidad de disco duro tradicional. De hecho, los fabricantes producen SSD con formas y huellas que se asemejan a los HDD, por lo que las dos tecnologías se pueden usar indistintamente. Pero ahí es donde terminan las similitudes. Si abriera la carcasa de una unidad de estado sólido, no vería los platos y los brazos del actuador. Hagamos eso a continuación.

TARJETAS DE MEMORIA Y UNIDADES DE MEMORIA

Si la memoria flash le resulta vagamente familiar, entonces probablemente tenga al menos una o dos unidades de memoria (o tarjetas de memoria) en la bolsa de su computadora. Los pequeños dispositivos, que tienen una capacidad sorprendentemente grande y le permiten transferir datos rápidamente entre máquinas, se conocen oficialmente como unidades flash USB. Utilizan la misma tecnología flash NAND y, en muchos sentidos, pueden considerarse los predecesores de los dispositivos de almacenamiento de estado sólido actuales.

Cómo las unidades de estado sólido ahorran datos

 

En esta imagen, es fácil ver los platos de este disco duro, que se parecen un poco a los CD apilados uno encima del otro, y un brazo actuador.

© ISTOCKPHOTO.COM / JPA1999

En el exterior, las unidades de estado sólido se parecen a los discos duros. Son de forma rectangular, cubiertas con una carcasa de metal cepillado y dimensionadas para que coincidan con los factores de forma estándar de la industria para los discos duros, generalmente de 2.5 y 3.5 pulgadas (6.4 y 8.9 centímetros). Pero debajo del exterior plateado, encontrará una serie de chips organizados en un tablero, sin medios magnéticos u ópticos a la vista. Gran parte de esas cosas podrían caber en un espacio más pequeño, pero los fabricantes de SSD visten sus componentes en una "carcasa" adicional para asegurarse de que encajan en las ranuras de unidades existentes de las computadoras portátiles y de escritorio .

En comparación con la simple simplicidad de un disco de estado sólido, las entrañas de un disco duro son una maravilla de movimiento, sonido y actividad. Los platos redondos, dispuestos en un eje, pueden girar a 7.200 revoluciones por minuto. Un brazo actuador, ramificándose en múltiples cabezas de lectura y escritura, corre a través de los platos en ráfagas de velocidad demasiado rápidas para ser vistas. El brazo se conecta al bloque del actuador, que contiene las instrucciones para mover los cabezales de lectura y escritura. A medida que se invocan esas instrucciones, a veces hasta 50 veces por segundo, el brazo gira en un extremo y mueve las cabezas al unísono sobre los platos. Una vez que una cabeza llega a cierta ubicación en un plato, un electroimán produce un campo magnético, que alinea los dominios que transportan datos en la pista subyacente. Cada dominio se puede alinear en una de las dos direcciones posibles: 1 o 0. A medida que cambian estas alineaciones, forman patrones que corresponden a fragmentos discretos de información digital.

 

El flash NAND de una unidad de estado sólido almacena los datos de manera diferente. Recuerde que el flash NAND tiene transistores dispuestos en una cuadrícula con columnas y filas. Si una cadena de transistores conduce corriente, tiene el valor de 1. Si no conduce corriente, es 0. Al principio, todos los transistores están configurados en 1. Pero cuando comienza una operación de salvar, la corriente se bloquea en algunos transistores, girándolos a 0. Esto ocurre debido a cómo están dispuestos los transistores. En cada intersección de columna y fila, dos transistores forman una celda. Uno de los transistores se conoce como puerta de control , el otro como puerta flotante.. Cuando la corriente alcanza la puerta de control, los electrones fluyen hacia la puerta flotante, creando una carga positiva neta que interrumpe el flujo de corriente. Al aplicar voltajes precisos a los transistores, emerge un patrón único de 1s y 0s.

El flash NAND viene en dos tipos según la cantidad de 1s y 0s que se pueden almacenar en cada celda. La celda NAND de nivel único ( SLC ) almacena un bit, ya sea 1 o 0, por celda. La celda NAND de niveles múltiples ( MLC ) almacena dos bits por celda. El flash MLC ofrece una mayor capacidad, pero se desgasta más rápidamente (sí, se desgasta, lo cubriremos más en un par de páginas). Aún así, es menos costoso por gigabyte que SLC y, como resultado, es la tecnología preferida en casi todos los SSD de nivel de consumidor.

El costo ha sido uno de los mayores obstáculos de la memoria flash y, en consecuencia, de las unidades de estado sólido. Pero en los últimos años, los costos han caído significativamente. Al mismo tiempo, los avances en el desarrollo flash NAND han tomado lo bueno de la tecnología y la han mejorado aún más. A continuación, veremos las ventajas de las unidades de estado sólido.

Vendido en SSD: ventajas de unidades de estado sólido

Ha invertido en una computadora portátil de primera línea con un disco duro de 500 gigabytes, y está funcionando muy bien. Tienes todas tus fotos y videos, toda tu biblioteca de música, cinco novelas a medio terminar y muchas aplicaciones empaquetadas en los platos de la unidad. ¿Por qué consideraría cambiar el HDD por una unidad de estado sólido? ¿Papá no siempre decía: "Si no está roto, no lo arregles"?

Tal vez papá no tenía discos duros. La dura realidad es que los discos duros pueden fallar, y lo hacen, a menudo con más frecuencia de lo que parece sugerir sus especificaciones técnicas. Por ejemplo, los fabricantes de discos duros califican la confiabilidad de sus productos utilizando una medición conocida como tiempo medio entre fallas o MTBF. Un disco duro de consumo típico tiene una calificación MTBF de 500,000 horas, lo que significa que, en una muestra de unidades probadas, habría una falla cada 500,000 horas de prueba. Esa es una falla cada 57 años, que suena bastante bien, ¿verdad? Desafortunadamente, los puntajes de MTBF son engañosos. Provienen de una evaluación estadística basada en un pequeño tamaño de muestra y un corto período de tiempo. En realidad, también querría considerar la garantía y la vida útil de un HDD típico (de tres a cinco años más o menos), junto con el puntaje MTBF. Debido a que no tienen partes móviles, los SSD pueden ofrecer una confiabilidad mejorada. Pueden calificar hasta 2.5 millones de horas MTBF, lo que probablemente signifique unos años más agregados a la vida útil del dispositivo.

 

Una oferta aún mayor es el rendimiento de las unidades de estado sólido en comparación con los discos duros. Sin cabezas móviles y platos giratorios, los SSD pueden acceder a una pieza de datos tan rápido como cualquier otra pieza, incluso si no están en la misma proximidad. La rapidez del dispositivo se manifiesta en todas las tareas clave de la CPU, desde el arranque del software del sistema hasta la apertura de archivos y la lectura y escritura de datos. Las siguientes viñetas comparan SSD y HDD en estas actividades críticas:

• Tiempo de arranque (Windows ): 22 segundos (SSD), 40 segundos (HDD)
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• Velocidad de lectura y escritura de datos : 510-550 megabytes por segundo (SSD), 50-150 megabytes por segundo (HDD)
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• Velocidad de apertura del archivo de Excel : 4 segundos (SSD), 14 segundos (HDD)

Todo esto se suma. Incluso un usuario ocasional notará un aumento significativo en el rendimiento de una computadora equipada con un SSD. Pero un usuario avanzado realmente sentirá la diferencia. Los diseñadores de juegos , los animadores y otras personas que representaban grandes archivos de salida fueron los primeros en adoptar SSD solo por el tiempo acumulado que podían ahorrar al leer y escribir archivos grandes. Hoy en día, los jugadores, los fotógrafos y cualquiera que edite gráficos o archivos de video apreciarán el aumento de velocidad que ofrece una unidad de estado sólido.

Finalmente, los SSD consumen mucha menos energía que los discos duros tradicionales, lo que significa que conservan la vida útil de la batería y se mantienen más frescos. También son súper silenciosos, con ninguno de los zumbidos y clics que obtienes con los discos duros. Apreciará esto más si viaja con frecuencia y, a menudo, tiene la computadora apoyada sobre sus rodillas, pero incluso si su computadora portátil permanece acoplada la mayor parte del tiempo, una máquina más fría y silenciosa puede marcar una diferencia notable en la comodidad de su espacio de trabajo

Por supuesto, ninguna tecnología es perfecta y los SSD están lejos de serlo. En la página siguiente, examinaremos los aspectos negativos de NAND flash y por qué una combinación de tecnologías puede ser la mejor solución.

Desventajas de las unidades de estado sólido

 

Cambiar su disco duro por un disco de estado sólido parece una obviedad. Pero antes de realizar el cambio, debe comprender las limitaciones de los SSD. Me gusta el costo. Aunque los precios han disminuido constantemente, la memoria flash NAND sigue siendo costosa. Para obtener 240 gigabytes de almacenamiento en un SSD PNY Prevail, por ejemplo, puede desembolsar $ 280. Eso es $ 1.17 por gigabyte. El Western Digital Scorpio Blue HDD, por otro lado, le brinda 250 gigabytes de almacenamiento por aproximadamente $ 65. Eso resulta ser $ 0.26 por gigabyte.

Luego está el tema de la longevidad. El flash NAND utilizado en SSD solo se puede utilizar para un número finito de escrituras. ¿Por qué? Debido a que los SSD no pueden escribir un solo bit de información sin primero borrar y luego reescribir bloques de datos muy grandes a la vez. Cada vez que una celda pasa por un ciclo de borrado, queda algo de carga en el transistor de puerta flotante, lo que cambia su resistencia. A medida que aumenta la resistencia, aumenta la cantidad de corriente requerida para cambiar la puerta. Eventualmente, la puerta no se puede voltear, lo que la hace inútil. Este proceso de descomposición no afecta las capacidades de lectura de SSD, porque la lectura solo requiere verificar, no cambiar, los voltajes de las células. Como resultado, el flash NAND puede "pudrirse" en un estado de solo lectura.

 

Algunos fabricantes usan algo llamado nivelación de desgaste para contrarrestar la degradación del flash NAND. Esta técnica distribuye las escrituras de datos en todos los bloques para asegurarse de que la memoria flash se use de manera uniforme, pero incluso con eso, los SSD se deteriorarán con el tiempo. La memoria flash NAND de la variedad de celdas de un solo nivel generalmente ofrece 50,000 ciclos de programa / borrado. El destello de la variedad de células multinivel, el tipo utilizado en productos a nivel de consumidor, se desgasta después de aproximadamente 5,000 ciclos.

Por esta razón, muchos centros de datos y técnicos utilizan una combinación de SSD y HDD. Un enfoque es utilizar una unidad de estado sólido en una computadora portátil y un disco duro tradicional como almacenamiento externo que contiene música, fotos y otros archivos. Esto combina lo mejor de ambos mundos: el acceso ultrarrápido y aleatorio a datos de SSD con la relativamente alta capacidad y alta capacidad de HDD. Si esto le parece bien, querrá comenzar a comprar una unidad de estado sólido adecuada. Los principales fabricantes incluyen Samsung, Seagate, SanDisk, PNY, Toshiba y OCZ Technology. Y no se olvide de Intel, que ofrece una línea robusta de unidades, así como varias herramientas para ayudarlo a elegir la tecnología correcta y calcular cuánto tiempo y dinero puede ahorrar si cambia a SSD.