¿Por qué se degradan las células de la memoria NAND Flash en los SSD?

Escrito por Juan Diego de Usera

El gran problema que tienen los SSD es la duración de las células de memoria NAND Flash. Estas células se van desgastando a medida que realizamos operaciones de escritura en uno de estos dispositivos de almacenamiento. Algo que ha empeorado a medida que se han desarrollado nuevas tecnologías para incrementar las capacidades de almacenamiento de los SSD. Pero ¿a qué se debe este desgaste en las células de la memoria NAND?

Si bien las primeras células de memoria NAND Flash que llegaron al mercado de los SSD tenían una esperanza de vida útil cercana a los 100.000 ciclos de escritura, las subsecuentes generaciones de este tipo de células de memoria han ido reduciendo bastante los ciclos de escritura que pueden soportar. Esto, de manera paradójica (aunque lógica), a medida que se ha ido incrementando la cantidad de bits de información que puede almacenar una de estas células de NAND.

Y es que, la lectura de los bits de información almacenados en las células requiere de minúsculos cambios en el voltaje que se le suministra. Cuantos más bits puede almacenar la célula de memoria, más pequeños y precisos han de ser las variaciones del voltaje en la célula para poder leerlos. Y más susceptibles a tener una lectura errónea.

El borrado de la célula de memoria NAND Flash degrada el aislamiento del transistor

Por otro lado, una de las particularidades de los SSD es que sus células de memoria han de ser completamente borradas antes de poder escribir en ellas. Para borrarlas, es necesario que se les aplique una corriente eléctrica superior a la que necesitan para poder funcionar normalmente. El problema es que, al hacer esto, la capa de SiO2 (dióxido de Silicio) que actúa como aislamiento entre la puerta flotante (Floating gate) y la puerta de control (Control gate) del transistor, se va degradando.

Esta degradación hace que su funcionamiento comience a ser cada vez más impreciso, generando más errores. En un principio, estos errores de la célula se pueden corregir mediante el software del SSD, pero llega un momento en que los errores son tan pronunciados que hasta que el propio SSD debe de marcar la célula como inútil.

Estas células suelen ser sustituidas por otras que posee el SSD como “over provisioning“, de manera que la capacidad de almacenamiento total de la unidad no se vea mermada al poco tiempo de comenzar a emplearse la unidad de almacenamiento. La cantidad de células que se emplean para esta función depende, en gran medida, del propio fabricante del SSD. Y, por supuesto, del tipo de célula de memoria NAND que se emplee en la construcción del dispositivo.

La duración estimada de la vida útil del SSD se da por ciclos de escritura

Como norma general, la vida útil estimada de un SSD se suele dar por ciclos de escritura de sus celdas o por TBW (Tera Bytes Written). De hecho, muchos fabricantes cifran la garantía de sus SSD por un número de años (ya sean 3 o 5) o por los TBW que antes hemos mencionado.

Como podéis ver en las anteriores capturas de pantalla, los nuevos modelos dotados de memoria NAND Flash QLC tienen un periodo de garantía bastante inferior al del modelos que montan la anterior memoria NAND de tipo TLC. Y eso que el fabricante estima el número de horas que el SSD va a poder funcionar en la misma cantidad: 1,5 millones de horas. Esta reducción de los ciclos de escritura de los SSD con tecnología QLC en sus células hace que su uso más indicado sea para lectura que no tanto para escritura, dado que sus células se degradan con bastante mayor celeridad que las TLC.

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  • harkonen

    Porque esta hecho para que gastemos pastas en uno nuevo……. si tendrias un SSD que no se estropeara nunca, salvo que se le de un golpe o cualquier otro accidente ya sea de voltaje o lo que fuere……. nadie se gastaria la pasta en uno nuevo a no ser que se te quede peño de almacenaje……..

    • Joan martinez serra

      O de velocidad..

    • Cristian Rivera

      Tal y como sucede con los HDD, tengo uno de 2004 Que sigue funcionando como en su primer día, ha sufrido apagones, y de todo a lo largo de los años y está en perfecto estado (Comprobado con Crystal Disk Info y Mark) imaginate, un disco de mas de 14 años. (Obviamente a lo largo de ese tiempo también fui comprando otros HDD y PC’s)

  • alxSoft

    Obsolescencia programada, pero muy corta para mi gusto!